Специальное конструкторское бюро (СКБ) «Смена» Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР) разрабатывает систему промышленного интернета вещей для городского водоканала, которая в дальнейшем может использоваться на других объектах с аналогичной структурой. Сеть планируется организовать по принципу mesh-сети, в которой каждый участник является и источником данных, и ретранслятором для других участников.
ТУСУР и ОАО «Манотомь» разработали специализированный программно-аппаратный комплекс для контроля и управления технологическими процессам и производства типа «городской водоканал». Из-за большой распределенности скважин водоканала на территории в несколько десятков квадратных километров ручной метод сбора данных с установленных датчиков для мониторинга состояния системы трудозатратен. В дальнейшем применять разработку можно будет не только для нужд водоканалов. Она подойдет для решения задачи сбора и передачи данных в любых отраслях, где используются телеметрические датчики, расположенные на больших расстояниях, а использование проводной связи затратно.
«Планируется, что система будет организована по принципу mesh-сети, в которой каждый участник является и источником данных, и ретранслятором для других участников. Причем промежуточных ретрансляторов будет несколько, что позволит обеспечить непрерывность и устойчивость передачи данных», — приводит пресс-служба слова начальника СКБ «Смена» Александра Бомбизова.
Один из очевидных методов автоматизации сбора показаний и их передачи на АСУ ТП водоканала — с использованием проводных линий передачи данных. Однако его не всегда можно применить на практике. В первую очередь, из-за высокого риска повреждения при проведении земляных работ. Перед ОАО «Манотомь» и ТУСУРом была поставлена задача — разработать специализированный программно-аппаратный комплекс для контроля и управления технологическими процессами производства типа «городской водоканал». Специальное конструкторское бюро «Смена» ТУСУРа в рамках проекта отвечает за организацию надежной беспроводной передачи полученных данных.
Сложные условия работы
Условия, в которых система промышленного интернета вещей должна работать, сложные: пересеченная местность (изменчивые рельеф, деревья), перепады температур в зависимости от сезонов. Кроме того, водоканал — стратегический объект, поэтому для обеспечения безопасности важно, чтобы все датчики, устройства сбора и передачи данных и другие системы были собственного производства.
Разработчикам предстоит также урегулировать использование частот и мощность передачи данных по ним, которые строго регламентированы Государственной комиссией по радиочастотам. «На данный момент в рамках разрешенных к использованию частот за пределами города удалось добиться передачи данных в пересеченной местности на расстоянии более полутора километров при мощности передатчика 100 мВт. Но это лишь тестовые образцы. К моменту окончания работы мы планируем добиться передачи данных на расстоянии не менее 5 км. Используя метод ретрансляции, этого будет достаточно, чтобы обеспечить сбор и передачу данных со всей сети скважин водоканала», — пояснил Бомбизов.
К созданию комплекса разработчики приступили в мае 2020 года. В настоящее время тестовое оборудование позволяет продемонстрировать передачу данных с макета, который непосредственно ставится на датчик скважины, на макет приемной станции. Первые тестовые образцы макетов, которые предназначены для установки на датчики скважин, были представлены на международном военно-техническом форуме «Армия — 2020», который прошел 23-29 августа. Уже к концу года планируется доработать макет, а весной 2021 года установить тестовые установки на скважинах. В дальнейшем устройство планируется передать в ОАО «Манотомь» для постановки на серийное производство.