Интернет вещей в нефтедобыче

НПП «Авиатрон» – российская сервисная компания, которая более 15 лет эффективно работает на рынке, оказывая строительно-монтажные и инжиниринговые услуги в области автоматизации производства. Сегодня в числе заказчиков уфимского предприятия – «Транснефть», «Роснефть», «ЛУКОЙЛ» и другие ведущие представители нефтегазового сектора. В активе команды свыше 300 реализованных проектов, на повестке дня – новые амбициозные задачи.

Добыча нефти в современных рыночных условиях требует постоянного совершенствования технологий, обеспечения контроля и управления технологическим процессом, увеличения объема данных, характеризующих процесс добычи, и повышения точности математических моделей месторождений.

Выполнять всё повышающиеся требования, предъявляемые к современным системам телемеханики (ТМ), помогают устройства из области интернета вещей (IoT).

Следуя мировой тенденции развития IoT, сотрудники НПП «Авиатрон» при строительстве систем ТМ применяют компактные промышленные контроллеры, которые позволяют получать доступ к данным по IP-протоколам. Передача данных с промышленных контроллеров технологических объектов выполняется по IP-радиоканалу стандарта IEEE 802.15.4 с протоколом 6LoWPAN. Сбор данных на серверах ТМ проводится в распределенной открытой системе Мега-Веб.

Радиомодемы марки Мега12-РМ2400 от НПП «Авиатрон», работающие в безлицензионном диапазоне частот 2400…2483,5 МГц, предназначены для создания самоорганизующихся сетей передачи данных в распределенных системах ТМ, для чего используется стандарт IEEE 802.15.4 с известным мировому рынку телемеханики протоколом передачи данных 6LoWPAN. Благодаря этой технологии модем Мега12-РМ2400 позволяет получать доступ до конечных устройств по стандартным IP-протоколам, таким как Мodbus TCP, HTTP и MQTT.

Стандарт 6LoWPAN – это современное защищенное решение в области телемеханики, которое уже применяется известными мировыми корпорациями, такими как CISCO, Google Nest. Радиосеть обладает возможностями самоорганизации, и любой радиомодем или контроллер, доступный по эфиру хотя бы для одного устройства из сети 6LoWPAN, автоматически становится доступным для всей сети.

История применения стандарта 6LoWPAN для передачи данных в нефтедобыче началась в 2015 году, когда специалисты ТПП «Когалымнефтегаз» в рамках программы импортозамещения сформулировали российским разработчикам требования к кустовой системе управления и сбора информации (КСУиСИ). Предложенный НПП «Авиатрон» стандарт 6LoWPAN был успешно принят «Когалымнефтегаз».

Контроллеры серии Мега12 – современное и мощное оборудование для объектов средней и малой автоматизации. Более 3000 контроллеров «Мега», выпускаемых НПП «Авиатрон», действуют на промыслах «Роснефти», «ЛУКОЙЛа» и других крупнейших компаний. Сегодня производится 7-е поколение контроллеров, которое сохраняет их главное достоинство – подключение в сеть ТМ по беспроводным каналам встроенными средствами.

Технологии IoT в контроллерах серии «Мега12» применяются в виде активного веб-интерфейса – через него пользователь в интернет-браузере может получать всю информацию по состоянию и данным контроллера при подключении по Ethernet или 6LoWPAN.

С 2019 года специалисты «Авиатрона» освоили полный цикл производства контроллеров, который включает автоматический и ручной монтаж компонентов печатных, тестирование готовых электронных модулей, нанесение защитного покрытия на платы, окончательную сборку и прошивку программного обеспечения.

Программное обеспечение Мега-Веб построено на интернет-технологиях и выполняет функции системы диспетчерского управления аналогично SCADA-системам, однако благодаря своей мобильной архитектуре способно решать задачи MES-уровня. Открытое наполнение системы Мега-Веб дает пользователю возможность на основе имеющихся и собственных (разработанных) шаблонов создать свою объектную модель системы, в которой все конфигурирование производится через Web-интерфейс.

Веб-сервер построен на базе ASP.NET, реализует WEBAPI для общения с клиентским бразузерным приложением. Сам же клиент представляет Single Page Application (SPA), построенное на базе фреймворка AngularJS, которое общается с веб-сервером по WEB API, используя AJAX запросы.

Вся структура, шаблоны задач, объектов, представления хранятся в базе данных MS SQL. Эти технологии позволяют разместить сервер не только на локальной машине, но и в облаке с удаленным доступом через интернет. Серверы Мега-Веб представляют собой узловые системы, которые могут быть объединены в сетевую структуру – облако узлов. При этом пользователи одного узла получают доступ к структурам и данным других узлов.