продукция · ЩУ-03

Комплексная автоматизация объектов нефтедобычи

Современное, масштабируемое и полностью импортонезависимое решение для управления технологическими процессами на кустах скважин и центральных пунктах сбора нефти.

Система построена на сертифицированном оборудовании российских производителей, включённом в реестр Минпромторга, и программном обеспечении отечественной разработки, имеющем сертификаты Минцифры. Решение соответствует требованиям по информационной безопасности для объектов критической информационной инфраструктуры (КИИ) и обеспечивает непрерывный контроль, управление и диспетчеризацию оборудования в реальном времени.

Мнемосхема АРМ оператора центрального пункта сбора нефти

Мнемосхема АРМ центральный пункт сбора

Назначение системы

Комплекс предназначен для автоматизации, диспетчеризации и сбора данных телеметрии на кустовых площадках и центральных пунктах сбора нефти. Система решает задачи:

Защита оборудования — автоматика безопасности, предотвращение аварийных ситуаций и незапланированных остановок.
Автоматический контроль и управление технологическими процессами прокачки и хранения сырой нефти.
Информационное обеспечение технологического и эксплуатационного персонала в реальном времени.
Стабильность режимов работы оборудования и ведения технологических процессов.
Передача данных в смежные системы и диспетчерские пункты.

Цифровая трансформация производства позволяет перейти от традиционных «ручных» методов управления к интеллектуальной системе, где анализ данных и принятие решений происходят автоматически.

Архитектура системы: три уровня управления

Комплекс построен по классической трёхступенчатой иерархической структуре АСУ ТП, обеспечивающей гибкость, надёжность и масштабируемость.

Нижний уровень (полевое оборудование)

Реализован на базе дискретных и аналоговых датчиков (давления, температуры, уровня, расхода), устанавливаемых непосредственно на технологическом оборудовании, и исполнительных механизмов (электрические задвижки, насосные агрегаты). Датчики и приборы подключаются по интерфейсам RS-485, RS-232 или традиционным аналоговым (4–20 мА) и дискретным сигналам.

Средний уровень (контроллерный шкаф)

Сердце системы — шкаф телемеханики на базе сертифицированного промышленного контроллера российского производства, включённого в реестр Минпромторга. Оборудование имеет полный пакет разрешительной документации и допущено к применению на объектах топливно-энергетического комплекса.

Ключевые технические характеристики контроллерного шкафа:

Процессорный модуль: с интерфейсами 2×Ethernet, 4×RS-485, 2×USB, μSD.
Модульная архитектура: поддержка до 100 модулей ввода-вывода с возможностью «горячей замены» без останова технологического процесса.
Типы модулей: аналоговый ввод 4–20 мА (погрешность 0,05%), дискретный ввод, дискретный вывод с гальванической изоляцией.
Связь с модулями: по внутренней шине CANopen.
Связь с верхним уровнем: по стандарту Modbus TCP.
Интеграция со смежными системами: интерфейсы RS-485 (Modbus RTU) для связи с УЛФ, газоанализаторами, системами противопожарной автоматики.

В составе шкафа предусмотрена сенсорная панель оператора российского производства, полностью дублирующая функции основного АРМ: отображение информации, управление, настройка параметров. Панель обменивается данными с контроллером по протоколу Modbus TCP, что повышает общую надёжность системы в нештатных ситуациях.

Конструктивные решения шкафа:

Степень защиты: IP54 и выше (уличное исполнение).
Полный комплект НКУ: монтажные платы, DIN-рейки, клеммные колодки, шины заземления, система обогрева и вентиляции, концевик двери.
Надёжное заземление с переходным сопротивлением не более 0,05 Ом.
Питание: с защитой от короткого замыкания и перегрузки.

Верхний уровень (АРМ оператора)

Автоматизированное рабочее место оператора на базе ПК с программным обеспечением отечественной разработки (MasterSCADA 4D), имеющим сертификаты Минцифры. ПО включено в единый реестр российских программ и обеспечивает визуализацию, управление и архивирование данных.

Функционал АРМ:

Диспетчерский контроль и управление в реальном времени.
Сбор, обработка и отображение данных телеметрии (давление, температура, уровень, вибрация, расход, состояние оборудования).
Задание уставок и режимов работы исполнительных механизмов.
Сигнализация превышения уставок, аварийных сигналов и нештатных режимов.
Архивирование данных телеметрии, событий и действий оператора.
Построение графиков, трендов и отчётов (анализ исторических данных).
Разграничение прав доступа.
Передача данных в смежные ИС по OPC UA.

Операционная система: Astra Linux SE «Воронеж» — сертифицированная ФСТЭК платформа со встроенными верифицированными средствами защиты информации, поддерживающая дискреционно-мандатную модель управления доступом, что соответствует требованиям для объектов КИИ 3-й категории значимости.

Интегрированная среда разработки для контроллера и АРМ гарантирует полную совместимость и прозрачность функционирования всех уровней системы, а также упрощает внесение изменений при модернизации.

Контролируемые технологические параметры

Система обеспечивает непрерывный мониторинг более 40 параметров:

давление: на выкиде насосов; на выкиде подпорных насосов; на приёме; на входе УЛФ
температура: обмоток и подшипников электродвигателей; агрегатов; выкида; в резервуарах
уровень: взлива и эмульсии в РВС; в технологических ёмкостях
вибрация: насосных агрегатов (электродвигатель и агрегат)
расход: выкида насосов; газа (импульсный сигнал)
дискретные сигналы: аварийные уровни, состояние насосов, утечки, сигналы ПОС и пенотушения, дистанционное/местное управление, положение задвижек
цифровые интерфейсы: связь с УЛФ, газоанализаторами, расходомерами по RS-485 (Modbus RTU)

Основные функции системы

Сбор телеметрии с датчиков КИПиА по дискретным, аналоговым сигналам и цифровым шинам RS-485, RS-232.
Управление технологическими процессами — автоматическое и автоматизированное (по командам с верхнего уровня) управление исполнительными устройствами: задвижками, клапанами, насосными агрегатами.
Опрос состояния автономных автоматизированных систем (УЛФ, ПОС) по протоколу Modbus.
Задание уставок и режимов работы, настроек свойств и признаков отдельных элементов АСУ ТП.
Диспетчерский контроль — отображение данных на АРМ оператора и панели оператора в режиме реального времени.
Архивирование данных — хранение телеметрии, событий и действий оператора в СУБД PostgreSQL (защищённая версия).
Анализ данных — построение графиков и отчётов, репликация базы данных.
Формирование информационных сообщений и оповещений о выходе параметров за уставки, авариях и нештатных режимах.
Разграничение прав доступа на основе ролей и групп пользователей.
Обмен данными со сторонними информационными системами по OPC UA с поддержкой шифрования и аутентификации.

Преимущества использования комплексной автоматизации

1. Импортонезависимость и соответствие требованиям КИИ

Система построена на оборудовании российских производителей, включённом в реестр Минпромторга, и программном обеспечении отечественной разработки, сертифицированном Минцифры. Это полностью исключает риски, связанные с санкционными ограничениями, и обеспечивает соответствие Приказу ФСТЭК №239 от 25.12.2017 для объектов КИИ 3-й категории значимости.

Система реализует необходимый функционал для построения подсистемы информационной безопасности:

Идентификация терминалов, АРМ, узлов сети, каналов связи.
Идентификация пользователей с помощью уникальных идентификаторов.
Ограничение количества неудачных попыток входа и автоматическая блокировка учётной записи.
Разграничение прав доступа на основе принадлежности к группе.
Блокирование сеанса доступа после установленного времени бездействия.
Установка безопасных соединений на основе стека протоколов IPsec.

2. Высокая надёжность и отказоустойчивость

Использование интегрированной среды разработки для контроллера и АРМ гарантирует полную совместимость и прозрачность функционирования всех уровней системы. Дублирование функций между АРМ и панелью оператора обеспечивает информационное обеспечение персонала даже в нештатных ситуациях.

Режимы функционирования:

Нормальный — стабильная и безопасная работа процесса, сбор и обработка данных.
Аварийный — перевод оборудования в безопасное состояние (остановка исполнительных механизмов) с передачей информации на АРМ.
Диагностики — автоматическое отслеживание состояния датчиков, механизмов и каналов связи на каждом цикле опроса. При обнаружении неисправности — активация сигнала тревоги и переход в аварийный режим.

3. Масштабируемость и гибкость модернизации

Контроллерное оборудование позволяет добавлять до 100 дополнительных модулей ввода-вывода с поддержкой «горячей замены». Это даёт возможность легко масштабировать систему при расширении кустовой площадки или изменении технологических схем без останова процесса. Интегрированная среда разработки упрощает внесение изменений в проект при модернизации оборудования.

4. Снижение эксплуатационных расходов

Оператор может контролировать и настраивать всю систему удалённо, без многократных выездов на скважины.
Система переходит от традиционного «ручного» управления к автоматическому контролю и анализу данных в режиме реального времени.
Сокращается время реагирования на отклонения: оператор получает оповещения о выходе параметров за уставки и аварийных сигналах незамедлительно, что позволяет предотвратить аварийные остановки и потери добычи.
Планово-предупредительные работы по обслуживанию оборудования оптимизируются благодаря данным о фактическом состоянии.
Сокращение числа обслуживающего персонала благодаря переходу к «безлюдным» и «малолюдным» технологиям.

5. Интеграция с существующей инфраструктурой

Система поддерживает все распространённые промышленные протоколы: Modbus RTU, Modbus TCP, OPC UA, что обеспечивает бесшовную интеграцию с существующими системами автоматизации, диспетчерскими пунктами и верхним уровнем АСУ ТП. Передача телеметрии в смежные системы организована через OPC UA сервер с использованием шифрования и аутентификации.

6. Безопасность и надёжность эксплуатации

Все проектные решения соответствуют требованиям ПУЭ, СНиП 3.05.06-85 и ГОСТ 12.3.032-84 по технике безопасности, пожаро- и взрывобезопасности:

Защита от прямого и косвенного прикосновения к токоведущим частям (изоляция, надёжное заземление).
Сопротивление изоляции электрических цепей не менее 20 МОм.
Применение защитных мер электробезопасности, выбор уставок автоматических выключателей.
Наличие индивидуальных средств пожаротушения.
Физическое ограничение доступа к оборудованию (концевики дверей, замки с индивидуальными ключами).

Области применения

Кустовые площадки добычи нефти и газа.
Центральные пункты сбора нефти (ЦПСН).
Дожимные насосные станции (ДНС).
Установки подготовки нефти (УПН).
Резервуарные парки.
Объекты хранения и перекачки сырой нефти.

Обсудим автоматизацию вашего объекта?

Пришлите параметры куста скважин или ЦПСН — подготовим техническое предложение с учётом требований КИИ и импортонезависимости.

Получить техническое задание и КП Консультация инженера