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SCADA over TETRA
Un esempio pratico... controllo e supervisione di pozzi d'estrazione
Nel mercato dell’Oil&Gas è fondamentale avere controllo e supervisione di ciò che accade nelle aree di estrazione. Per questo i pozzi sono controllati da remoto attraverso un sistema SCADA dedicato che permette di supervisionare i parametri di interesse nei diversi pozzi di estrazione dislocati sul territorio. Non sempre però è possibile installare la fibra ottica come vettore per il trasferimento dei dati a causa degli alti costi o di ostacoli alla posa.Il TOP account ci ha richiesto una soluzione alternativa per creare la rete di ridondanza per lo SCADA che si occupa del controllo e supervisione di 26 pozzi di estrazione di gas in Algeria. Lo standard radio indicato per la copertura dei pozzi è il TETRA. Tale standard di tipo trunked, adatto a zone poco estese ma con alta densità di utenza, si pone come il più adatto per veicolare i dati provenienti dalle RTU grazie anche alla sua versione ‘IP packet data’ che è pensata appositamente per il trasporto dati.
Nasce però il problema di come collegare e far dialogare due dispositivi come la radio base TETRA Motorola MTM800 che si occupa di trasmettere i dati al DCS in centrale e l’RTU di terze parti che recupera i dati dai dispositivi sul campo. Nel caso specifico l’RTU di marca Yokogawa utilizza il protocollo di comunicazione Modbus. Si pone quindi, in generale, un problema di interconnessione di RTU di terze parti operanti in protocollo Modbus verso la rete radio TETRA.
La soluzione proposta da Sinora consiste nel porre tra la radio base TETRA MTM800 Databox e l’RTU di terze parti un apparato che permetta il dialogo tra i due dispositivi. L’apparato individuato è l’RTU Motorola ACE3600.Tale dispositivo possiede diverse caratteristiche quali un processore potente, una gran varietà di moduli ingresso/uscita e la possibilità di connessione diretta di sensori di campo intelligenti (IED), che lo rendono trasversale rispetto allo scenario applicativo. L’RTU ACE3600 viene connessa in standard ‘Modbus over ethernet’ alla RTU di terze parti ed in protocollo ‘MDLC over RS232’ alla radio base TETRA. Tale apparato funge quindi da interprete tra la stazione base Motorola TETRA e l’RTU di terze parti che comanda i dispositivi sul campo in un dato pozzo di estrazione.
Questa interconnessione è stata resa possibile da un’integrazione software effettuata da Sinora sul dispositivo ACE3600. Tale patch software si occupa di elaborare i dati ricevuti secondo lo standard Modbus e di renderli disponibili alla stazione base MTM800 nel protocollo MDLC da essa supportato. Si è quindi riusciti ad integrare la rete radio TETRA come vettore per lo SCADA di una rete di pozzi di estrazione di gas in modo totalmente trasparente rispetto al DCS (controllore dello scada) e alle RTU remote di terze parti. Sono state fornite in totale 26 radio base Motorola MTM800 Databox, 27 RTUs Motorola ACE3600 e 4 stazioni base Motorola (3 MTS1 e 1 MTS4).
La soluzione adottata ha creato la ridondanza di rete per lo SCADA in uso in Algeria per il telecontrollo dei dispositivi di campo ubicati nei 26 siti di estrazione di gas. La rete radio TETRA si configura come vettore ottimale per il trasferimento dei dati utili alla supervisione ed il controllo del sistema poiché permette la trasmissione di tali dati in modo altamente affidabile ed efficiente.
In particolare la radio base MTM800 Databox è stata pensata appositamente per il trasporto di dati attraverso il protocollo radio TETRA ‘IP packet data’ che permette un rapido ed efficiente trasferimento dedicando un intero time slot della portante TETRA a questa operazione. Il sistema SCADA su rete TETRA fornito è una soluzione ‘cost effective’ che permette di risparmiare molto denaro rispetto ad un’infrastruttura di rete basata su fibra ottica, senza dovere scendere a compromessi riguardo alle esigenze prestazionali (in termini di banda e latenza) richieste dal sistema SCADA. Inoltre la stessa rete TETRA può essere utilizzata per le normali comunicazioni voce tra gli operatori presenti sui vari siti di estrazione.
Sono stati forniti 104 apparati portatili Motorola MTP850Ex appositamente studiati per l'utilizzo in ambiente esplosivo. Il sistema di interconnessione proposto risulta inoltre versatile grazie all’utilizzo dell’RTU Motorola ACE3600 che può interfacciarsi a tutte le RTU già installate attraverso porte seriali RS-232, RS-485 e porte Ethernet ed utilizzando i protocolli di comunicazione Modbus RTU, DF-1, DNP3+, IEC 60870-5-101, MDLC, TCP, UDP, IP, PPP, NTP e DHCP. L’RTU ACE3600 grazie alle sue performance e caratteristiche può anche direttamente gestire l’acquisizione dei dati e il controllo dei dispostivi di campo, sia tradizionali analogici sia IED, senza dover necessariamente interconnettersi ad un RTU di terze parti.
In particolare la radio base MTM800 Databox è stata pensata appositamente per il trasporto di dati attraverso il protocollo radio TETRA ‘IP packet data’ che permette un rapido ed efficiente trasferimento dedicando un intero time slot della portante TETRA a questa operazione. Il sistema SCADA su rete TETRA fornito è una soluzione ‘cost effective’ che permette di risparmiare molto denaro rispetto ad un’infrastruttura di rete basata su fibra ottica, senza dovere scendere a compromessi riguardo alle esigenze prestazionali (in termini di banda e latenza) richieste dal sistema SCADA. Inoltre la stessa rete TETRA può essere utilizzata per le normali comunicazioni voce tra gli operatori presenti sui vari siti di estrazione.
Sono stati forniti 104 apparati portatili Motorola MTP850Ex appositamente studiati per l'utilizzo in ambiente esplosivo. Il sistema di interconnessione proposto risulta inoltre versatile grazie all’utilizzo dell’RTU Motorola ACE3600 che può interfacciarsi a tutte le RTU già installate attraverso porte seriali RS-232, RS-485 e porte Ethernet ed utilizzando i protocolli di comunicazione Modbus RTU, DF-1, DNP3+, IEC 60870-5-101, MDLC, TCP, UDP, IP, PPP, NTP e DHCP. L’RTU ACE3600 grazie alle sue performance e caratteristiche può anche direttamente gestire l’acquisizione dei dati e il controllo dei dispostivi di campo, sia tradizionali analogici sia IED, senza dover necessariamente interconnettersi ad un RTU di terze parti.
Per questa soluzione abbiamo usato...
