Диспетчеризация группы насосных станций: типовой шаблон SCADA и тиражирование

Пять мест, где при тиражировании возникает повторная работа

После сдачи первой станции команда обычно считает, что метод отработан и дальше будет простое повторение. Но начиная со второй ПНС повторение проявляется иначе: дублируются не монтажные работы, а инженерное проектирование и настройка.

Если выписать точки переделок построчно, видно, что все они сводятся к одному — результат первой станции не был оформлен в актив, который можно взять и применить на следующем объекте.

• Мнемосхемы рисуются заново на каждой станции: типы объектов близки, а технологические экраны делаются по отдельности, и любое изменение в способе отображения приходится вносить на каждой станции вручную
• Наименование тегов не унифицировано: состояние одного и того же насоса называется на станциях по-разному, и сводка по группе объектов держится на таблице соответствий, которую ведут руками
• Аварийные сообщения определены по-своему на каждом объекте: одно и то же превышение уровня имеет разные категории, выдержки времени и порядок квитирования, поэтому в диспетчерском пункте сигналы невозможно сравнивать между станциями
• Права доступа и учётные записи разбросаны: на каждой станции свой локальный список пользователей, после кадровых перемещений его никто не чистит, и при разборе инцидента оператора уже не установить
• Каждое подключение новой станции начинается с нуля: перечень оборудования, адреса регистров и параметры связи собираются заново, а шлюз настраивается вручную на объекте

Ни один из пяти пунктов не является технической сложностью — это вопрос организации инженерных работ. Направление решения тоже понятно: разложить результат первой станции на наследуемые артефакты, чтобы N-й объект начинался с тиражирования, а не с проектирования.

Конвейер тиражирования: шаблон станции → адресная таблица → шлюз → платформа → наследование аварий и прав

Тиражируемый подход состоит в том, чтобы разбить поставку одной станции на пять этапов, каждый из которых даёт артефакт, пригодный для прямого использования на следующем объекте. Выход предыдущего этапа становится входом следующего, и ручное переписывание между ними исчезает.

На этой цепочке у нас накоплены инженерные активы: типовой шаблон группового управления насосными агрегатами одной станции (технологические экраны, проработка аварийной сигнализации, отчёты), встроенная веб-страница конфигурации шлюза с выгрузкой адресной таблицы устройств в одно действие, сбор по ModbusTCP с передачей в облако по двум каналам MQTT/REST, а также система сертификатов шлюза, клиента и самоподписанных сертификатов.

• Типовой шаблон станции: по каждому типу объекта (ПНС, КНС, станция подкачки) готовится комплект технологических экранов, определений аварий и форм отчётов, а различия внутри типа поглощаются параметрами, а не правкой экранов
• Выгрузка адресной таблицы: перечень оборудования и адреса регистров ведутся на встроенной веб-странице шлюза и выгружаются в одно действие, и эта таблица служит единым входом и для SCADA, и для платформы
• Подключение шлюза: сбор с полевого оборудования по ModbusTCP, передача в облако по двум каналам MQTT/REST, защита каналов сертификатами; на время обрыва связи данные буферизуются локально, а после восстановления канала дописываются автоматически
• Сведение на платформе: данные станций поступают на платформу по единым правилам наименования, сводные экраны по группе объектов и архив используют одну и ту же структуру тегов, и добавление станции не меняет модель данных
• Наследование аварий и прав: категории, подавление, порядок квитирования с архивированием и матрица ролей наследуются из шаблона, поэтому новая станция запускается с уже проработанным набором аварийных сообщений

Что стоит стандартизировать и чем оборачивается отказ от стандартизации

Чтобы понять, нужен ли этапу стандарт, достаточно одного вопроса: придётся ли делать эту работу заново на N-й станции. Если да — этап следует оформить шаблоном.

Трёхмерная отрисовка технологии тиражируется так же: по каждому типу объекта готовится комплект из трёх видов — обзорного, технологического и охранного; для новой станции достаточно заменить модель и привязку тегов, сцена заново не собирается.

Четыре решения, которые принимаются на стороне диспетчерского пункта заранее

Половина сложности группы объектов лежит на стороне диспетчерского пункта. Если отложить перечисленные четыре решения до момента, когда все станции уже подключены, стоимость изменений заметно вырастет: каждое из них потребует обратной правки настроек на объектах.

• Сводный экран по группе станций: сначала определяется, что диспетчер видит на одном экране — работа и останов агрегатов, ключевые уровни и расходы, состояние связи, — и только затем задаётся переход с этого экрана к технологической мнемосхеме конкретного объекта
• Группировка аварий и передача смены: при одновременных сообщениях с нескольких станций сигналы группируются по объекту, категории и типу, чтобы список не переполнялся; неквитированные аварии и записи о действиях передаются вместе со сменой, а рассылка по нескольким каналам разделяется по категориям и времени суток
• Политика хранения истории: какие теги пишутся с секундной дискретностью, какие архивируются поминутно, сколько хранятся и куда переносятся по истечении срока — всё это определяется до создания базы, поскольку правка после роста числа объектов обходится дорого
• Дозапись по станциям с обрывом связи: шлюз буферизует данные локально и досылает их после восстановления канала, а платформа принимает записи с нарушенным порядком без разрывов в исторических трендах, с пересчётом отчётов по дополненным данным

Когда эти четыре решения зафиксированы, добавление станции сводится в основном к настройке, а не к перепроектированию диспетчерского пункта. И наоборот: если экраны и правила аварий в диспетчерской продолжают меняться с каждым новым объектом, проектные решения ещё не сошлись.

Что шаблон сокращает и чего он не заменяет

Сначала о границах компетенций. Подтверждённый объём работ на объекте — это одна насосная станция: подключение IoT-шлюза, сбор данных по ModbusTCP, передача в облако по MQTT и проработка адресной таблицы. Типовые шаблоны для группы объектов, экраны группового управления и сведение по нескольким станциям относятся к инженерным активам и проектным компетенциям и не означают, что развёртывание уже выполнено в нескольких городах. Смешивать эти две вещи не следует.

Шаблон сокращает повторное проектирование: экраны, определения аварий, структуру отчётов, наименование тегов — то есть части, которые внутри одного типа станции почти совпадают. Чего шаблон не заменяет, так это проверки интерфейсов на каждом объекте: сохранился ли на старом оборудовании порт связи, совпадают ли фактический протокол и карта регистров с документацией, достаточны ли условия по питанию и каналам связи. Это подтверждается станция за станцией.

Поэтому сроки и стоимость по конкретному объекту оцениваются по состоянию интерфейсов, условиям площадки и объёму приёмки, а не делением срока первой станции на количество объектов. То же касается объёма работ по аварийной сигнализации: категорирование, квитирование с архивированием и управление событиями отрабатывались нами на крупном проекте с почти 30000 сигналов, и этот метод переносится на группу станций, но перечень сообщений каждого объекта всё равно сверяется по фактической технологии.