ООО «Газпром трансгаз Сургут». Обеспечение надежности систем автоматизации компрессорных станций производства ООО ВФ «ЭЛНА»

1.

ООО «Газпром трансгаз Сургут»
Обеспечение надежности систем
автоматизации компрессорных станций
производства ООО ВФ «ЭЛНА»,
организация работы по недопущению отказов
с учетом опыта эксплуатации систем.
Зам. начальника отдела автоматизации
Новиков Андрей Витальевич
30 МАЯ 2022г

2.

Состав эксплуатируемого в ДО парка САУ производства ООО ВФ «ЭЛНА»
КОЛИЧЕСТВО САУ ГПА с КМЧ (по годам ввода и типам), ед
ЭЛАР-АТ (ЭЛПК-04М)
ЭЛАР-А (ЭЛПК-03)
2021
2020
2019 2
2018
2017 2
2016 1
2015
2014 1
2013
2012 1
2011
2010 2
4
4
5
2
13
САУ ПО ТИПАМ ГПА
Тип ГПА
Тип САУ
Количество, ед.
СТД-12500
ЭЛАР-А
16
СТД-12500
ЭЛАР-АТ
9
ГТК-10-4
ЭЛАР-АТ
9
Общее количество:
34
ЭЛАР-А: СТД-12500
ЭЛАР-АТ:
СТД-12500, ГТК-10-4
2
Обеспечение надежности САУ производства ООО ВФ «ЭЛНА» в ООО «Газпром трансгаз Сургут» 2022г

3.

Показатели надежности САУ «ЭЛАР-А» производства
ООО ВФ «ЭЛНА» на базе ЭЛПК-03. Отказы не приведшие к АО ГПА.
ОТКАЗЫ САУ ГПА (не приведшие к АО)
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ОТКАЗОВ САУ ПО ТИПАМ
(не приведших к АО)
Наработка, ч
Наработка САУ на отказ не приведший к АО/ВНО, ч
Отказов не приведших к АО/ВНО, шт
13
15
2%
17
5
30%
2%
28%
3
44400
4%
41189
36062
34457
34%
15752
7212
2651
2018
3
2960
2019
2423
2020
2021
5251
май 2022
Контроллеры ЭЛПК-03 - 4%
Источники питания - 2%
Модули ввода-вывода - 28%
Блоки производства ВФ "ЭЛНА" - 34%
Уст-ва прочих производ. (реле,преобр.)- 30%
Программное обеспечение - 2%
Обеспечение надежности САУ производства ООО ВФ «ЭЛНА» в ООО «Газпром трансгаз Сургут» 2022г

4.

Показатели надежности САУ «ЭЛАР-АТ» производства
ООО ВФ «ЭЛНА», на базе ЭЛПК-04. Отказы не приведшие к АО ГПА
ОТКАЗЫ САУ ГПА (не приведшие к АО)
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ОТКАЗОВ САУ ПО ТИПАМ
(не приведших к АО)
Наработка, ч
Наработка САУ на отказ не приведший к АО/ВНО, ч
Отказов не приведших к АО/ВНО, шт
5%
18%
11%
30
9
21%
8
2
16348
12786
11051
32%
10823
13%
5412
1228
2019
4
545
2020
2021
1598
май 2022
Контроллеры ЭЛПК-04 - 5%
Источники питания - 11%
Модули ввода-вывода - 21%
Блоки производства ВФ "ЭЛНА" - 13%
Уст-ва прочих производ. (реле,преобр.)- 32%
Программное обеспечение - 18%
Обеспечение надежности САУ производства ООО ВФ «ЭЛНА» в ООО «Газпром трансгаз Сургут» 2022г

5.

Показатели надежности САУ «ЭЛАР-АТ» производства ООО ВФ «ЭЛНА»
отказы приведшие к АО ГПА
Отказы САУ «ЭЛАР-АТ» приведшие к АО/ВНО ГПА в 2021-2022
Объект
ГПА
КС Аганская (КС-3)
12.02.2022
(СТД-12500)
КС Аганская (КС-3)
13.02.2022
(СТД-12500)
ГПА-21
ГПА-15
КС Пурпейская (КС-02)
17.02.2022
Проявление
Причина
Мероприятия
Прерывание информационного
обмена между БС и АРМ САУ ГПА,
МПУ
Переполнение счетчика логических каналов
информационного обмена в среде CODESYS,
некорректная настройка параметров полного
опроса OPC-сервера в MasterSCADA
Корректировка настроек проекта MasterSCADA,
организация контроля за текущим значением
счетчика логических каналов при ТО.
Неисправность модуля входных дискретных
сигналов ID-8k42-M
Замена модуля, отправка неисправного модуля на
диагностику в ООО ВФ «ЭЛНА»
Срабатывание защиты по
дискретному сигналу
«АО ГПА от САУ КЦ»
ГПА-12
(ГТК-10-4)
КС Ягенетская (КС-01)
18.02.2022
(ГТК-10-4)
КС Аганская (КС-3)
15.03.2022
(СТД-12500)
ГПА-24
ГПА-18
Срабатывание защиты «Высокая
температура за ТНД»
Потеря связи с «ведомой» БС-2,
срабатывание БЭАО (БРЭО)
Наработка на отказ
САУ «ЭЛАР-АТ», ч
5
2021
16348
05.2022
2586
Потеря связи с аналоговыми модулями IA-4k42-M
№4,12, приведшая к изменению расчетной
Обновление микропрограммы модулей
медианной температуры с превышением текущей
аналоговых входов IA-4k42-M
уставки срабатывания защиты
Программный сбой сетевого интерфейса БС-2 на Корректировка настроек сетевых адаптеров в ОС,
уровне ОС, некорректные настройки сетевого организация контроля ошибок цифровой передачи
адаптера резервной LAN
данных в ПО MLP
Удельное количество
отказов, ед
2021
0,03
05.2022
0,147
Обеспечение надежности САУ производства ООО ВФ «ЭЛНА» в ООО «Газпром трансгаз Сургут» 2022г

6.

Анализ повторяющихся отказов САУ производства ООО ВФ «ЭЛНА»
переполнение счетчика логических каналов CODESYS
Проявление отказа:
Без относительно текущего режима ГПА происходит прекращение обновления и передачи параметров работы ГПА на
АРМ и МПУ от ведущей БС САУ. В основном журнале ПО MasterSCADA на АРМ и МПУ формируется оперативное
сообщение «Нет связи с БС-1», отсутствует реагирование на команды управления. Сетевой обмен на уровне ОС между
ведущей, ведомыми БС и клиентами не прерывается, индикация обмена на активном сетевом оборудовании в норме,
возможность взаимодействия через сетевые интерфейсы и инструменты ОС не нарушается. Информационный обмен
через специализированный сетевой порт отсутствует и не восстанавливается. Среда исполнения сохраняет
работоспособное, запущенное состояние.
Содержание файла журнала событий среды CODESYS «PlcLog»:
Метка времени в формате UNIX time
Значение номера логического канала
01644739200698, 0x0000000a, 16, 0, 0, Channel <channelid>2</channelid> closed by request, <error>0</error>
01644739626454, 0x0000000a, 16, 0, 0, Channel <channelid>14</channelid> connected
01644739627375, 0x0000000a, 16, 0, 0, Channel <channelid>65523</channelid> closed by request, <error>0</error>
01644742153893, 0x0000000a, 16, 0, 0, Channel <channelid>65535</channelid> connected
01644742154783, 0x0000000a, 16, 0, 0, Channel <channelid>14</channelid> closed by request, <error>0</error>
01644742340307, 0x0000000a, 16, 0, 0, Channel <channelid>26</channelid> connected
01644742341201, 0x0000000a, 16, 0, 0, Channel <channelid>65535</channelid> closed by request, <error>0</error>
01644742341215, 0x00000030, 8, 81, 1, *EXCEPTION* <task>BlkDrvTcp</task> <IP>0x3d05ae</IP> <BP>0x339e128</BP> <SP>0x339e108</SP>
Запись об отказе компонента из группы коммуникации BlkDrvTcp
6
Обеспечение надежности САУ производства ООО ВФ «ЭЛНА» в ООО «Газпром трансгаз Сургут» 2022г

7.

Анализ повторяющихся отказов САУ производства ООО ВФ «ЭЛНА»
переполнение счетчика логических каналов CODESYS
Корректировка проектов MasterSCADA
Изменение условий/времени полного опроса в
конфигурации проекта MasterSCADA для АРМ ГЩУ и МПУ
Разработка технического решения, содержащего описание
вносимых изменений и эксплуатационные указания
В ТР определены
эксплуатационнотехнические указания
определяющие
необходимость и способы
периодического контроля
значения счетчика
логических каналов
7
Обеспечение надежности САУ производства ООО ВФ «ЭЛНА» в ООО «Газпром трансгаз Сургут» 2022г

8.

Анализ повторяющихся отказов САУ производства ООО ВФ «ЭЛНА»
нарушение информационного обмена с модулями частотных входов
Проявление отказа:
Нарушение работы частотных модулей IF-3k подключенных к первым портам БС (ЭЛПК-04 производства до 2018г).
Восстановление функционирования модуля после снятия питания.
Регистрация перезапусков модуля в ПО MLP
Реализованные компенсирующие мероприятия:
Реализация технического решения об изменении порядка адресации модулей частотных входов
Перемонтаж и переназначение каналов частотных входов подключенных к модулям IF-3k первых трех портов БС,
внесение изменений связанных с переподключением/переназначением ИК в проект CODESYS.
8
Порт 1
ИК до изменения
Порт 2
Порт 1
ИК после изменения
Порт 2
Порт 3
Порт 3
Nст канал1
Nст канал2
резерв
резерв
Nст канал2
Nст канал1
Nвд канал1
Nвд канал2
Nтд канал2
Nтд канал2
Nвд канал2
Nвд канал1
резерв
Nтд канал1
резерв
резерв
Nтд канал1
резерв
Обеспечение надежности САУ производства ООО ВФ «ЭЛНА» в ООО «Газпром трансгаз Сургут» 2022г

9.

Анализ повторяющихся отказов САУ производства ООО ВФ «ЭЛНА»
отказ нормирующих преобразователей НПСИ-ТС-0-24-М (0/ВС/М)
Проявление отказа:
Рост температуры нормирующих преобразователей НПСИ-ТС, появление следов термического воздействия на приборах
Причины развития дефекта:
Плотность монтажа преобразователей в шкафу САУ (отсутствие зазоров между корпусами устройств)
Горизонтальный монтаж преобразователей (ухудшение пассивного отвода тепла через предусмотренные отверстия при
вертикальной ориентации всего ряда преобразователей)
Расположение электронных компонентов на плате нормирующего преобразователя (влияние электронных компонентов с
высоким тепловыделением на расположенные рядом термочувствительные электролитические элементы с постепенным
ухудшением характеристик последних)
Усугубляющие факторы:
Ухудшение характеристик емкостей оказывает влияние на уровни напряжения и тока внутренней схемы питания
устройства, что в свою очередь приводит к большему тепловыделению.
Взаимовлияние состояния элементов схемы преобразователя в процессе деградации определяет и экспоненциальный
характер развивающегося дефекта, и задержку первичного проявления признаков дефекта в период начала эксплуатации
9
Обеспечение надежности САУ производства ООО ВФ «ЭЛНА» в ООО «Газпром трансгаз Сургут» 2022г

10.

Анализ повторяющихся отказов САУ производства ООО ВФ «ЭЛНА»
отказ нормирующих преобразователей НПСИ-ТС-0-24-М (0/ВС/М)
Развивающийся дефект преобразователей
Изменение компоновки устройств в шкафу САУ
91°C
37°С
10
Обеспечение надежности САУ производства ООО ВФ «ЭЛНА» в ООО «Газпром трансгаз Сургут» 2022г

11.

Мероприятия по повышению надежности САУ
производства ООО ВФ «ЭЛНА»
Разработаны и утверждены эксплуатационно-технические указания об организации схемы электропитания БС,
о порядке перезапуска контроллеров ЭЛПК-04-М (ЭТУ-1019-03-2022)
Реализованы рекомендации производителя по настройке сетевых адаптеров, позволившие существенно
сократить количество ошибок при передаче данных (процедура автосогласования параметров и режима
передачи данных)
Сформирован перечень эксплуатируемых в ДО модулей УСО с указанием типа, места установки, версией
прошивки, аппаратной версией. Осуществляется контроль версий поступающих модулей
Разработаны и реализованы технические решения направленные на повышение информативности мнемосхем:
1) об организации возможности отображения состояния дискретных сигналов на ретроспективных графиках SCADA системы
2) о реализации вызова предустановленных шаблонов параметров ретроспективных графиков в SCADA системе
3) организованы области укрупненного отображения основных технологических параметров
Разработано, утверждено и направлено в ООО ВФ «ЭЛНА» техническое решение о требованиях к реализации
темпового контроля каналов измерения RTD (алгоритм детектирования дребезга ИК термосопротивлений)
11
Обеспечение надежности САУ производства ООО ВФ «ЭЛНА» в ООО «Газпром трансгаз Сургут» 2022г

12.

Проблемные вопросы и замечания к функционированию САУ
производства ООО ВФ «ЭЛНА»
Отсутствует предупреждение о нарушении сетевого обмена между контроллерами по основному или резервному
LAN интерфейсу на уровне АРМ оператора. Информационные сигналы о деградация резервированной структуры
сетевого обмена в САУ не предусмотрены.
Не информативность SCADA системы:
- журналов событий АРМ оператора, из-за способа организации формирования сообщений и состава
регистрируемых событий;
- мнемосхем диагностики состояния САУ (состояние входов-выходов, наличия связи, нарушения состояния ИМ);
- ретроспективных графиков аналоговых параметров.
Зафиксированы нарушения в функционировании сервисов лицензирования ПО CODESYS, на базе CodeMeter
(потеря контейнера лицензии с последующим прерыванием запущенного режима среды исполнения).
Низкая надежность модулей и блоков САУ ЭЛАР-А производства ООО ВФ «ЭЛНА».
Задержки вывода информации на мнемосхемах АРМ оператора и местных пультах управления (МПУ) ГПА,
«зависания» SCADA системы.
Наличие разнообразных ошибок регистрируемых в лог файлах ПО (MLP, MasterSCADA) влияющих как на
информативность файлов журналов, так и прямо указывающих на существующие ошибки в проектах СПО.
12
Обеспечение надежности САУ производства ООО ВФ «ЭЛНА» в ООО «Газпром трансгаз Сургут» 2022г

13.

Предложения в протокол
Рассмотреть вопрос организации централизованного ремонта модулей и блоков САУ ЭЛАР-А на базе
Екатеринбургского филиала ООО ВФ «ЭЛНА», типизация аппаратных отказов
ООО ВФ «ЭЛНА»: Подготовить развернутое техническое решение по настройке служб и задач ОС (по типам ОС),
применять разработанное решение по настройке к вновь выпускаемому и находящемуся в эксплуатации
оборудованию
Направлять информационные письма по повышению надежности в адрес ПАО и ДО, на базе сайта компании
организовать репозиторий актуальных микропрограмм модулей УСО (с обеспечением ИБ)
Рассмотреть вопрос применения аппаратных средств (USB-dongle) для лицензирования среды исполнения
CODESYS, что позволит решить вопрос переназначения роли «ведомых» БС в «ведущих»
Разработать регламент технического обслуживания САУ с учетом необходимых процедур обслуживания
программного обеспечения (ОС, БД, SCADA), способам контроля состояния аппаратного обеспечения БС (Flash
накопитель)
13
Обеспечение надежности САУ производства ООО ВФ «ЭЛНА» в ООО «Газпром трансгаз Сургут» 2022г

14.

Благодарю за внимание!
14
Обеспечение надежности САУ производства ООО ВФ «ЭЛНА» в ООО «Газпром трансгаз Сургут» 2022г