Ingineria și M anagementul Gazelor Naturale [607492]

UNIVERSITATEA “LUCIAN BLAGA” DIN SIBIU
FACULTATEA DE INGINE RIE
Ingineria și M anagementul Gazelor Naturale

REFERAT
la disciplina
MONITORIZAREA SISTEMELOR DE
TRANSPORT GAZE NATURALE

Automatizarea și echiparea SCADA a unei
stații de reglare -măsurare gaze naturale

Conducător științific :
Conf. univ. dr. ing. Claudiu ISARIE

Masterand: [anonimizat]. Alexandru BĂLUȚĂ

2019 – 2020

1 CUPRINS

1. INTRODUCERE ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………….. 2
2. CONSIDERAȚII GENERALE DESPRE SISTEMELE SCADA ………………………….. …….. 4
2.1. Definirea și componentele sistemelor SCADA ………………………….. ………………………….. . 4
2.2. Unități logice de control programabile (PLC) ………………………….. ………………………….. … 5
2.3. Unități terminale comandate la distanță (RTU) ………………………….. ………………………….. . 7
2.4. Infrastructura de comunicație ………………………….. ………………………….. ………………………. 9
2.5. Centrul de comandă și control (stația Master) ………………………….. ………………………….. . 10
3. AUTOMATIZAREA ȘI INT EGRAREA ÎN SISTEMUL SCADA A STAȚIILOR DE
REGLARE -MĂSURARE ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……….. 12
3.1. Componentele instalației de automatizare ………………………….. ………………………….. ……. 12
3.1.1. Tabloul electric general ………………………….. ………………………….. …………………….. 12
3.1.2. Tabloul de auto matizare ………………………….. ………………………….. ……………………. 12
3.1.3. Sistemul de siguranță și protecție ………………………….. ………………………….. ……….. 15
3.2. Sistemul de teletransmisie ………………………….. ………………………….. …………………………. 15
4. CONCLUZII ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………. 17
BIBLIOGRAFIE ……………………………………………………………………………………………………….. …20
ANEXE………………………………………………………………………………………………………… ……………..21

2 1. INTRODUCERE
Conform Dicționarului Explicativ al Limbii Române, a automatiza înseamnă „a modifica
un ap arat sau un dispozitiv component al acestuia pentru a funcționa automat”. Spunem că un
aparat este automat atunci când acesta realizează o anumită operațiune, pe baza unei comenzi, în
mod independent, fără intervenția directă a omului.
Automatica este o di sciplină aferentă domeniul tehnic care îmbină armonios noțiunile
ingineriei mecanice cu cele ale ingineriei electrice, în scopul obținerii metodelor și mijloacelor
ce conduc la automatizarea echipamentelor și instalațiilor pentru funcționarea independentă a
acestora, fără participarea factorului uman.
Bineînțeles că inițierea și dezvoltarea conceptului de automatizare nu ar fi fost posibilă
fără inventarea calculatoarelor electronice precum ENIAC ( Electronic Numerical Integrator
And Computer ). Acest prim ca lculator modern a fost gândit și construit de John Mauchly și
Presper Eckert, de la Universitatea Pennsylvania, finalizarea computerului având loc în anul
1946. ENIAC era un computer modular și dispunea de o viteză de calcul foarte ridicată pentru
acele vr emuri, însă avea niște dimensiuni de -a dreptul uriașe: avea o masă de aproximativ 30
tone, ocupa o suprafață de aproximativ 65 m2 și consuma aproape 150 kW; la aceste mărimi
colosale se adăugau „organele” calculatorului: 70.000 de rezistoare, 17.500 de tub uri electronice,
10.000 de condensatoare, 7.000 diode cu cristal, 1.500 relee, etc.
Inventarea tranzistorului în anul 1947 în cadrul Laboratoarelor Bell din New Jersey,
SUA, a provocat impunerea electronicii în societatea de atunci ca domeniu fundamental necesar
pentru dezvoltarea și îmbunătățirea vieții omului, tranzistorul fiind considerat una dintre cele mai
importante invenții ale societății moderne, deoarece a permis construirea unor echipamente
electronice cu dimensiuni reduse și cu un preț de achizi ție mai mic, cum ar fi: televizoare,
telefoane mobile, aparate de radio, calculatoare de buzunar, computere, etc.
Punctul culminant al evoluției calculatoarelor a fost atins în anul 1958, când omul de
știință american Jack Kilby a inventat circuitul inte grat. De aici și până la construirea
microprocesoarelor moderne nu a mai fost decât un pas, iar acestea au inițiat oportunitatea
implementării automatizării în procesele de producție.
Implementarea automatizării în procesele tehnologice a pornit de la nevo ia crescândă și
permanentă a omului de a dispune de un grad ridicat de confort, siguranță și tehnologie. De
exemplu, automatizarea unor activități repetitive și monotone pentru factorul uman, a condus la
scăderea considerabilă a accidentelor la locul de mu ncă, precum și a numărului produselor
realizate necorespunzător.

3 De asemenea, automatizările au oferit posibilități pentru factorul uman de renunțare la
activitățile desfășurate în medii cu condiții ostile, cum ar fi: medii cu pericol de explozie, cu
zgom ote foarte mari, cu temperaturi ridicate sau scăzute, substanțe toxice prezente în atmosfera
încăperilor, materiale iritante pentru căile respiratorii, etc. Acești factori aveau un impact
deosebit de nociv asupra sănătății fizice și mentale a omului.
La be neficiile obținute ca urmare a implementării automatizării, enumerate mai sus, se
pot adăuga: creșterea productivității, obținerea unor produse de calitate înaltă, creșterea eficienței
energetice, economisirea materialelor, creșterea siguranței în funcțion are a instalațiilor, etc.
Varietatea echipamentelor folosite în automatizările proceselor industriale este foarte
mare. Printre echipamentele utilizate amintim: senzori de temperatură, traductoare de presiune,
traductoare de presiune diferențială, traduct oare de nivel, debitmetre electromagnetice,
debitmetre masice, debitmetre ultrasonice, debitmetre Vortex, rotametre, motoare pentru
acționările electrice, dispozitive pentru transmiterea informației, dispozitive de control, etc.
Contrar ideologiei curente, automatizarea nu elimină factorul uman din complexul proces
de producție, ci creează locuri noi de muncă. În aceste condiții, factorul uman preia sarcini de
supraveghere, control și verificare a proceselor tehnologice, de aprovizionare cu materiale, de
transport a produselor finite, de mentenanță a sistemului de control, etc.
Având în vedere cele amintite anterior, nu este de mirare că automatizarea este
omniprezentă în toate ramurile și subramurile industrei, precum și în viața omului de zi cu zi.
Astăzi regăsim automatizarea implementată atât în cadrul proceselor industriale și a sistemelor
de securitate, cât și la aparatele de uz casnic. [1 , pag . 5-8]

4 2. CONSIDERAȚII GENERAL E DESPRE SISTEMELE S CADA
2.1. Definirea și componentele sistemelor SCADA
Termenul SCADA este acronimul de la Supervisory Control And Data Acquisition , iar în
Limba Română înseamnă „ Monitori zare, Control și Achiziț ii de Date ”.
Automatizările SCADA fac referință la un sistem complex de măsurare, reglare ș i control
și se găsesc implementate în diverse procese industriale pentru supervizarea și controlul
operațiunilor chimice, fizice sau de transport.
Conceptul SCADA, uzual face referință la un centru de comandă aferent unui loc de
producție pe care îl monitorizează și controlează. Majoritatea operațiunilor sunt efectuate în mod
automat de către Unitățile Terminale Comandate la Distanță – RTU ( Remote Terminal Unit) sau
de către Unitățile Logice de Control Programabile – PLC ( Programmable Logic Controller ).
Funcțiile de control ale centrului de comandă constau de cele mai multe ori în funcții
decizionale sau de admi nistrare generală – fig. 2.1. [4 ]

Fig. 2.1. Evidențierea funcției decizionale aferentă sistemelor SCADA
Un sistem SCADA tipic poate avea în componență urm ătoarele elemente: controlere,
dispozitive de intrare – ieșire, rețele de comunicație, interfețe HMI ( Human Machine Interface ),
diverse software -uri, etc. Achiziționarea datelor caracteristice unui anumit proces tehnologic
(instalație tehnologică) se reali zează la nivelul unităților terminale comandate la distanță (RTU)
sau al unităților logice de control programabile (PLC), și necesită citirea aparatelor de măsură și
control, precum și citirea stării echipamentelor specifice; aceste date (semnale) sunt tra nsmise la

5 cerere către dispeceratul SCADA. Informațiile sunt apoi restructurate de către interfața HMI într –
un mod prietenos operatorului din dispeceratul SCADA, acesta putând lua diverse decizii care se
vor reflecta în modul de lucru al RTU/ PLC.
Sistemel e SCADA sunt de fapt niște baze de date distribuite și conțin elemente numite
puncte. Acest „punct” constă într -o singură valoare a parametrilor de intrare sau de ieșire
monitorizați și controlați de către sistemul SCADA, și poate fi hardware sau software. Punctul
hardware reprezintă o intrare sau ieșire conectată la sistem, iar punctul software este rezultatul
unor operații matematico – logice efectuate asupra altor puncte hardware sau software. Valorile
acestor punct e sunt memorate concomitent cu variabil a timp t, ce reflectă momentul când aceste
valori au fost calculate și înregistrate. Se obține astfel istoricul unui anumit punct ce se definește
ca fiind asocierea valorilor punctelor cu momentul de timp aferent acestora.
Achiziționarea sistemelor SCADA, denumite și Sisteme de Control Distribuit – DCS
(Distributed Control System ), se poate efectua de la un anumit producător, sau utilizatorul poate
asambla un astfel de sistem din mai multe componente provenite de la mai mulți producători.
Orice sistem SCADA este alcătuit în principiu din trei categorii de elemente:
 unul sau mai multe RTU/ PLC ;
 centrul de comandă cu interfața HMI ;
 rețeaua de comunicație. [4 ]
2.2. Unități logice de control programabile (PLC)
Control erele programabile – PLC ( Pogrammable Logic Controller ) sunt niște
calculatoare cu dimensiuni reduse utilizate pentru automatizarea proceselor industriale, cum ar fi
monitorizarea și controlul unui echipament dintr -o stație de reglare – măsurare gaze naturale.

Fig. 2.2. Diverse categorii de control ere

6 Codul program aferent unui PLC este realizat uzual de către ingineri, apoi salvat în
memoria EEPROM și se poate implementa pentru cele mai complexe procese. Memoria
EEPROM ( Electrically Erasable Programmable Read – Only Memory ) este un tip de memorie
nevolatilă utilizată pentru stocarea informațiilor care trebuie să se mențină și după întreruperea
alimentării cu energie electrică – fig. 2.3.

Fig. 2.3. Schematizarea structurii microprocesorului aferent unui PLC
Un PLC se deosebește de celelalte calculatoare prin faptul că este echipat cu intrări și
ieșiri către senzori, traductoare, relee, etc, putând astfel să citească starea comutatoarelor, a
indicatorilor de temperatură și presiune, etc. Controlerele emit comenzi către elementele de
execuție p recum, motoarele electrice, hidraulice sau pneumatice, releele magnetice, etc. Intrările
și ieșirile PLC -urilor se pot împărți în două categorii: interne și externe. Cele externe se
realizează prin intermediul modulelor I/O ( Inputs/ Outputs ) – fig. 2.4.

Fig. 2.4. Modulele I/O caracteristice unui PLC

7 PLC-urile au fost utilizate pentru prima dată în industria constructoare de mașini, fiind
inventate ca alternativă mai ieftină a vechilor sisteme ce utilizau chiar și câteva sute de relee și
timere . De cele ma i multe ori un controler poate fi programat astfel încât să țină locul câtorva
sute de relee.
Din punct de vedere funcțional, PLC -urile au evoluat pentru a îngloba controlul releelor
și al mișcării, controlul proceselor, sisteme de control distribuit, reț ele complexe, etc.
Primele controlere dețineau funcții decizionale implementate prin intermediul
diagramelor Ladder ; aceste diagrame au la bază schemele electrice aferente conexiunilor. În
acest mod electricienii puteau rezolva relativ ușor problemele de c ircuit care apăreau – fig. 2.5.

Fig. 2.5. Depanarea unei defecțiuni aferentă unui PLC folosind diagramele Ladder
Astăzi, PLC -urile se diferențiază de calculatoarele obișnuite printr -o frontieră tot mai
mică, controlerele fiind mai robuste iar calculatoar ele au câteva deficiențe. Având la dispoziție
standardul IEC 61131 – 3 (International Electrotechnical Commission ), programarea PLC -urilor
se poate realiza prin limbaje de programare structurată și operații logice elementare. În cazuri
speciale se poate ut iliza programarea grafică ce are la bază Grafcet -uri (SFC – Sequential
Function Charts ). [4]
2.3. Unități terminale comandate la distanță (RTU)
Unitățile terminale comandate la distanță – RTU ( Remote Terminal Unit/ Remote
Telemetry Unit/ Remote Telecontrol Unit) fac legătura cu echipamentele de pe teren, citesc
starea lor (de exemplu, poziția închis/ deschis a unei valve sau releu, etc), citesc parametrii
măsurați (de exemplu: presiunea, temperatura, debitul, tensiunea sau curentul, etc) și controlează

8 aceste ec hipamente supravegheate generând comenzi (semnale), cum ar fi cea de închidere a unei
valve sau releu, sau modificarea vitezei unei pompe – fig. 2.6.

Fig. 2.6. Unitate terminală comandată la distanță (RTU)
Unitățile terminale comandate la distanță citesc semnale digitale sau valori analogice, și
generează comenzi digitale sau comenzi pentru setarea valorilor analogice de referință.
Cel mai important aspect al sistemelor SCADA este reprezentat de alarme, o alarmă fiind
definită ca valoarea stării logice a unui anumit punct. Aceste stări logice pot fi „normale” sau
„alarmante”. Alarmele sunt puse în funcțiune numai atunci când valorile maxime admisibile
pentru anumiți parametrii sunt depășite. Cel mai facil exemplu de alarmă îl constituie activarea
martorulu i luminos „combustibil epuizat” al unui autovehicul. Atunci când o alarmă se
activează, un manager de alarme generează mesaje text sau e -mail către operatorul dispeceratului
SCADA, iar acesta își dirijează atenția către acea parte a instalației monitorizat e care necesită
intervenție.
Un RTU se diferențiază de un PLC prin faptul că dispune de mai multe module I/O, are o
rezistență foarte bună de funcționare în medii cu temperaturi ridicate, poate fi montat în locații
greu accesibile (de exemplu: platforme pe troliere, stații meteo de pe vârfuri montane, etc), este
dotat cu panouri fotovoltaice – PV (Photovoltaic Panels ), care îi asigură o oarecare independență
energetică, și cel mai important aspect, poate fi programat folosind limbaje de programare facile
și prietenoase cu utilizatorul, precum: Basic , Visual Basic sau C#. [4]

9 Deși unitățile terminale comandate la distanță sunt net superioare unităților logice de
control programabile, ele sunt de asemenea și mai scumpe. Acest aspect face ca mulți utilizatori
SCADA să folosească PLC -urile, cu toate că RTU -urile sunt mai performante. Aceștia aleg să
folosească RTU -urile în cazurile unor instalații tehnologice automatizate aflate la mare distanță
de dispeceratul central și în condiții de mediu foarte aprige (temp eraturi extre me, umiditate
excesivă, etc). [4 ]
2.4. Infrastructura de comunicație
În general, sistemele SCADA utilizează ca modalități de comunicație dintre dispeceratul
central și echipamentele din teren, conexiuni seriale, radio sau modemuri GSM/ GPRS ( Global
System for Mobile Communications / General Packet Radio Service ), în funcție de necesități. În
cazul unor locații mai întinse, cum ar fi platformele petroliere, se utilizează și conexiunile
Ethernet sau IP/ SONET ( Internet Protocol / Synchronous Optical Networking ).
Majoritatea protocoalelor folosite de sistemele SCADA sunt compacte și concepute astfel
încât să transmită informații către dispeceratul central (stația Master) chiar și atunci când
serverul interoghează RTU -ul sau PLC -ul.
Protocoalele de bază a le sistemelor SCADA sunt următoarele:
 Modbus;
 RP – 570 ( RTU Protocol );
 Conitel.
Protocoalele amintite mai sus depind de producător. De aceea protocoalele standard
utilizate sunt : IEC 60870 – 5 – 101 sau IEC 60870 – 5 – 104 (fig. 2.7 ), Profibus ( Process Field
Bus) și DNP3 ( Distributed Network Protocol ).

Fig. 2.7 . Sistem SCADA cu protocol IEC 60870 – 5 – 101

10 Acestea sunt protocoale standardizate și recunoscute de către majoritatea producătorilor
de sisteme SCADA. Majoritatea acestor protocoale vin deja cu extensii pentru operarea TCP/ IP
(Transmission Control Protocol/ Internet Protocol ). Măsurile de siguranță și securitate
cibernetică cerute în practică sugerează evitarea conexiunii la internet pentru a evita eventualele
atacuri asupra sistemelor SCADA. [4 ]
2.5. Centrul de comandă și control (stația Master)
Stația Master cuprinde serverele și software -ul responsabil de comunicarea cu
echipamentele amplasate la distanță (RTU, PLC, etc), precum și software -ul HMI ( Human
Machine Interface ) care rulează pe stațiile de lucru ( workstations ) din camera de comandă și
control. În sistemele SCADA mici, stația Master poate fi reprezentată de un singur computer, în
timp ce la sistemele mai mari, stația Master cuprinde mai multe servere, aplicații software
distribuite precum și unități de salvare a datelor în caz de dezastre (fig. 2.8 ).

Fig. 2.8 . Centrul de comandă și control (dispeceratul central)
Sistemele SCADA prezintă operatorului din dispeceratul central toate informațiile
necesare sub forma unei reprezentări schematic e sugestive. Acest lucru înseamnă că operatorul
vede în fața sa o schiță a instalației monitorizate (fig. 2.9 ); de exemplu, schema unui regulator de
gaze de pe o anumită linie de reglare îi afișează operatorului dacă regulatorul este armat și care
este pre siunea gazului amonte și aval de regulator la un anumit moment de timp t.
Interfețele HMI vin cu o aplicație grafică pe care operatorul sau personalul de întreținere
o pot folosi pentru modificarea poziției pe care o au punctele în interfața utilizatorului . Schițele
instalațiilor pot a vea forme simple și complexe. [4 ]

11
Fig. 2.9 . Interfață grafică cu schema sinoptică aferentă unei stații de reglare – măsurare gaze
Industria interfețelor HMI a apărut din nevoia unui terminal prietenos pentru utilizator
într-un sistem alcătuit cu unități PLC. Un PLC este programat să controleze automat un proces,
însă faptul c ă unitățile PLC sunt distribuite într -un sistem amplu, colectarea manuală a datelor
procesate de PLC este dificilă. De asemenea informațiile din PLC sunt de obicei stocate într -o
formă brută, neprietenoasă.
Aplicațiile HMI au rolul de a aduna, combina și structura informațiile din PLC printr -o
formă de comunicație. Înc ă din anii 1990 rolul sistemelor SCADA în sistemele inginerești civile
s-a schimbat, necesit ând o mai mare cantitate de operațiuni executate automat. Un HMI elaborat,
poate fi de asemenea conectat la o baz ă de date pentru realizarea de grafice în timp real, analiza
datelor, proceduri de întreținere planificate, scheme detaliate pentru un anumit senzor sau utilaj,
precum și metode de depanare a sistemului .
Din anul 1998, majoritatea produc ătorilor de PLC oferă sisteme SCADA integrate, cele
mai multe folosind sisteme de comunicație și protocoale deschise, neproprietare. Majoritatea
sistemelo r SCADA oferă compatibilitate cu PLC -urile. [2, pag. 247]

12 3. AUTOMATIZAREA ȘI INT EGRAREA ÎN SISTEMUL SCADA
A STAȚIILOR DE REGLA RE-MĂSURARE
3.1. Componentele instalației de automatizare
În general instalația electrică și de automatizare a stațiilor de reg lare – măsurare gaze
naturale integrate în sistemul SCADA este structurată astfel: [3]
 tabloul electric general;
 tabloul de automatizare;
 sistemul de siguranță și protecție.
3.1.1. Tabloul electric general
În tabloul electric general se face efectiv branșamentul întregii instalații electrice ce va
deservi stația, prin intermediul unei protecții generale, dimensionate în conformitate cu consumul
instalației.
Protecția întregului tablou electric și a tuturor consumatorilor electrici alimentați din el, la
descărcăril e atmosferice, va fi asigurată printr -un dispozitiv de tip descărcător de tip SPD ( Surge
Protection Devices ) ce conduce către pământ curenții periculoși și va reduce amplitudinea
supratensiunilor la o valoare nepericuloasă.
Din tabloul electric general sunt alimentați toți consumatorii electrici ai instalației
tehnologice:
 tabloul de automatizare;
 tabloul SCADA;
 instalații de odorizare;
 sistem de siguranță și protecție;
 consumatori electrici (iluminat interior/ exterior instalație tehnologică, cameră
automatizare și cofrete, sisteme de odorizare, sistem de încălzire directă, sistem de
purjare automată, piloți regulatoare, etc).
Sistemul de protecție al consumatorilor va fi alcătuit din disjunctoare magnetotermice cu
2 poli, 3 poli sau 3 poli plus neutrul (N), având curba de declanșare de tip C, cu și fără protecție
diferențială de 300 m A, 100 mA sau 30 mA . [3]
3.1.2. Tabloul de automatizare
Tabloul de automatizare, va fi metalic, cu grad de protecție minim IP66, va fi executat
conform SR EN 60439 – 1 și va fi sit uat în camera de a utomatizare, în afara oricărei zone cu
pericol de explozie.

13 Tabloul de automatizare va deservi : [3]
 sistemul de purjare automată a filtrelor separatoare;
 sistemul de alimentare și comandă a acționărilor electrice ale robinetelor;
 alimen tarea sistemului de senzori și traductoare;
 sistemul de monitorizare și comandă a acționărilor electrice de pe liniile de măsură,
reglare ș i cele de izolare;
 PLC-ul aplicației proprii de monitorizare și control;
 interfațarea semnalelor de la sis temul de se nzori și traductoare/ PLC -ul aplicație i
proprii cu tabloul SCADA/ RTU de la dispeceratul central ;
 interfațarea informației de la sistemul de măsură și alimentarea acestuia;
 comanda schimbării liniilor de măsur ă și selecția liniei de reglare.
Întreg sistemu l de monitorizare și control al instalației tehnologice, cât și cel de măsură,
va fi alimentat din tabloul de a utomatizare, iar semnalele vor fi preluate, integrate în aplicația
proprie și transm ise spre sistemul SCADA de la dispeceratul central :
 temperatură intrare;
 presiune intrare;
 nivele lichid sistem filtrare;
 presiune diferențială pe fiecare filtru;
 temperatura pe ieșirea fiecărei linii de reglare;
 presiunea pe ieșirea fiecărei linii de reglare;
 prezența debitului pe fiecare linie de reglare (senzori de curgere);
 temperatură agent termic pe ieșirea fiecărei linii de reglare;
 starea fiecărui robinet acționat electric;
 starea sistemului antiefracție;
 starea sistemului de siguranță (detecție foc și gaze);
 informații de la sistemul de măsură și ca litate a gazului.
Tabloul de automatizare va conține echipamente prin intermediul cărora semnalele
analogice (în curent unificat 4…20 mA) și cele digitale (pulsuri de 24V DC), primite de la
traductoare și senzori, sunt transformate în semnale numerice, m ult mai ușor de manipulat și
procesat. [3]
Elementul central al acestui tablou îl va reprezenta automatul programabil (PLC) cu
ajutorul căruia se realizează conversia analog – numerică a datelor și centralizarea acestora.
Acesta va transmite informații des pre starea procesului atât local, prin intermediul unui display,

14 cât și la distanță, către centrul de comandă și control, prin intermediul modemului GSM/ GPRS
dual SIM ( Subscriber Identity Module ), conectat cu automatul prin portul RS232/ RS485.
PLC-ul înd eplinește următoarele funcții : [3]
 purjarea automată a lichidelor din sistemul de filtrare – separare;
 afișarea stărilor/ poziția continuă și pe limite a robinetelor acționate electric;
 comutarea automată a liniilor de măsură;
 monitorizarea în timp real a mărimilor traductoarelor din instalația tehnologică;
 comunicația în timp real cu sistemul antiefracție și cu sitemul de siguranță;
 comunicația în timp real cu sistemele de odorizare;
 stabilirea modului de lucru: manual sau automat;
 alarmarea în cazul depășirii limitelor tehnologice impuse sau la activarea sistemului
antiefracție sau de siguranță;
 comunicația/ transmisia datelor în timp real către sistemul SCADA;
 monitorizarea continuă a tensiunii de alimentare;
 alimentarea cu gaz a centralelor termice.
Toate informațiile primite de către PLC, toate comenzile de configurare, respectiv
acționare, vor putea fi vizualizate și implementate de pe display -ul de tip touchscreen montat pe
panoul frontal al t abloului de automatizare (fig. 3.1 ). [3]

Fig. 3.1 . Vedere de ansamblu a tabloului de automatizare al unei stații de reglare – măsurare

15 3.1.3. Sistemul de siguranță și protecție
Sistemul de siguranță și protecție este compus din sisteme dedicate, pentru detecția
apariției flăcării, gazului și/ sau a incendiului și pentru detecția și avertizarea la efracție și
supraveghere video.
Toate echipamentele sistemului de siguranță și protecție trebuie să respect e toate
standardele și normele în vigoare pentru zonele în care sunt instalate. [3]
3.2. Sistemul de teletransmisie
Sistemul este destinat monitorizării și transmiterii la distanță a datelor preluate din
dispozitivele de câmp instalate în stațiile de reglare – măsurare gaze naturale. Transmiterea
datelor se realizează prin sistemul de comunicație GSM/ GPRS dual SIM, fii nd considerat
canalul principal de citire – transmisie. Opțional teletransmisia se poate realiza și printr -un port
Ethernet (RJ45) sau modem radio în locațiile unde există această infrastructură. Este asigurată
posibilitatea de integrare a acestuia în sist emul SCADA instalat pe serverele de la dispeceratul
central. Datele transmise de către dispozitivele din teren vor fi recepționate de către aplicația de
monito rizare și teletransmisie (fig. 3.2 ). [3]

Fig. 3.2 . Schema de principiu a sistemului de teletran smisie aferent unui sistem SCADA
Aplicația de monitorizare și control se referă la diferitele aplicații software (programe,
module, submodule, etc) care asigură recepționarea, stocarea, afișarea și transmiterea la distanță
a datelor recepționate de la echi pamentele monitorizate instalate în stație și comanda automată a
principalelor elemente de execuție.
De asemenea, sistemul va fi astfel executat încât va permite asigurarea comenzilor către
robinete prin intermediul unui calculator de proces cu interfață s inoptică pe un monitor LCD

16 (Liquid – Crystal Display ), ce va fi echipat cu un program de monitorizare și operare dedicat,
personalizat pentru structura proiectată a stației , având posibilități de actualizare în cazul
modificărilor ulterioare ale acestuia.
Sistemul de monitorizare și control este compus din următoarele componente principale:
 echipamente de teren (senzori, traductoare, acționǎri electrice robinete,
electroventile, etc);
 PLC și calculator de proces;
 controler robinete;
 sistem de măsură (calcul atoare de debit, contoare, traductoare);
 rețea de comunicație GPRS/ Ethernet;
 module software ale aplicației de monitorizare instalate pe serverele din centrul de
comandă (dispeceratul central).
Monitorizarea și controlul procesului presupun culegerea date lor de interes din proces,
prelucrarea locală a datelor și luarea de decizii pe baza acestora (semnalizare opto -acustică,
acționare elemente de execuție, etc) și cu posibilitatea de comunicare cu echipamentele care
asigură integrarea acestuia în sistemul S CADA instalat pe serverele de la dispeceratul central. [3]

Fig. 3.3 . Schema bloc a sistemului de monitorizare și control aferent unei stații

17 4. CONCLUZII
Sistemul de monitorizare și control conține o interfață grafică sub formă de schemă
sinoptică trid imensională afișată pe ecranul calculatorului de p roces, care va prezenta în timp
real, informații despre poziția și starea robinetelor acționate electric, asigurând posibilitatea de
comandă a robinetelor cu acționare electrică de căt re operator prin inter mediul calculatorului de
proces și a c ontrole rului robinetelor. Schema sinoptică va permite și vizualizarea submodulelor
funcț ionale ale instalației pentru a facilita analiza funcționării acestora ( drill – down ). [3]
Sistemul de teletransmisie aferent staț iei de reglare -măsurare gaze naturale asigură toate
facilitățile pentru preluarea, stocarea și afișarea datelor recepționate (locală și la distanță),
sistemul de transmisie date prin modem GSM/ GPRS fiind configurabil.
Sistemul îndeplinește următoarele fun cții principale: [3]
 monitorizarea în timp real și preluarea parametrilor procesului monitorizat:
o presiunea de intrare (P 1);
o presiunea de ieșire (P 2);
o temperatura de ieșire (T 2);
o debitul instantaneu de pe convertorul electronic de volum (Q);
o temperatura instantanee de pe convertorul electronic de volum (T);
o presiunea instantanee de pe convertorul electronic de volum (P);
o volumul standard de pe convertorul electronic de volum (V st);
o volumul normal de pe convertorul electronic de volum (V N);
o alarme de la co nvertorul electronic de volum;
o indexul de pe convertorul electronic de volum (corectat/ necorectat);
o starea căilor de acces (ușile din cofret aferente camerei instalației mecanice și
camerei de automatizare) și alarmarea opto -acustică locală cât și la dist anță;
o căderea de presiune pe filtre;
o starea supapelor de blocare;
o monitorizarea scăpărilor de gaz în camera instalației mecanice;
o prezența gazului în camera de automatizare;
o monitorizarea funcționării instalației de iluminat exterior;
o monitorizarea alimentării cu energie electrică a stației;
o stocarea informațiilor în arhiva locală pentru o perioadă de minim o lună și
transmiterea la distanță a arhivelor (memorie de tip stivă);

18  funcționarea pe baterii, pentru o perioadă de aproximativ 8 de ore, în caz ul căderii
tensiunii de alimentare (înlocuirea bateriilor se poate efectua fără întreruperea
instalației de automatizare);
 semnalizarea opto -acustică locală și la distanță (în dispecerate):
o la depășirea anumitor limite de alarmare prestabilite pentru mărim ile
monitorizate;
o în momentul pătrunderii neautorizate în incinta stației;
o în momentul căderii tensiunii de alimentare;
 monitorizarea și afișarea locală, în timp real, a parametrilor procesului pe afișajul
local al PLC (acces controlat pe bază de parolă);
 transmiterea datelor către dispecerat prin intermediul unui modem GSM/ GPRS;
 PLC-ul funcționează în modul client în cadrul rețelei, având responsabilitatea de a
iniția și păstra conexiunea cu serverul;
 realizarea comunicației utilizând pachete de date și p achete de comandă în ambele
direcții;
 pachetele de date (trimise de PLC spre server) vor conține date de tip boolean ,
registru 16 biți și registru 32 biți;
 PLC-ul va oferi posibilitatea definirii unor praguri de notificare aferente mărimilor
din sistem, as tfel încât transmiterea datelor în cauză se va realiza doar în momentul
în care valoarea curentă a mărimii s -a modificat, cu cel puțin valoarea pragului de
notificare definit, față de ultima valoare transmisă (transmisia datelor va fi inițiată
de către PLC );
 PLC-ul va permite transmiterea automată a anumitor parametri, la intervale de timp
configurabile pentru fiecare parametru în parte, în funcție de importanța acestora;
 PLC-ul va oferi posibilitatea de a defini limite de alarmare pentru toate mărimile
din sistem, astfel încât transmiterea datelor în cauză se va realiza doar în momentul
depășirii acestor limite. Se va permite definirea următoarelor limite: low – low, low,
high, high – high;
 fiecare pachet de date va conține un indicator al stării de normalitate a mărimii
(încadrarea în limitele de alarmare stabilite pentru mărimea respectivă);
 PLC-ul va oferi posibilitatea monitorizării căilor de acces prin intermediul unor
senzori de efracție ce vor genera transmiterea automată de semnale în cazul
schimbării stării acestora sau a unor alarme;

19  fiecare pachet de date va conține informația time – stamp formată din următoarele
câmpuri: ziua, luna, anul, ora, minutul, secunda ( zz:ll:aa:hh:mm:ss );
 PLC-ul va oferi posibilitatea sincronizării datei și orei cu serverul, la cererea
serverului;
 ștampila de timp ( time – stamp ) va permite identificarea cu exactitate a succesiunii
evenimentelor din proces;
 PLC-ul va oferi posibilitatea transmiterii datelor monitorizate la cererea serverului
(bloc de date sau date in dividuale);
 pachetele de comandă vor permite modificarea parametrilor de control din PLC de
tip analogic ( setpoint , parametri algoritmi de control, praguri alarmare, praguri
notificare, etc) și de tip boolean (comenzi acționări robinete, activare/ dezactiv are
mecanisme alarmare, activare/ dezactivare algoritmi de control, etc);
 pachetele de date și de comandă vor conține câmpuri pentru adresa sursei și a
destinației pachetului (identificator unic);
 posibilitatea de a transmite/ recepționa semnale „alive” că tre/ de la server pentru a
menține și testa linia de comunicație atunci când nu sunt transmise date;
 recepția corectă a unui pachet de către una dintre părți va fi confirmată în cazul în
care acest lucru a fost solicitat de către sursă; în cazul în care pa chetul nu a fost
recepționat, sursa va retransmite pachetul;
 integritatea pachetelor va fi verificată folosind un mecanism de detecție a erorilor
de tip CRC ( Cyclic Redundancy Check);
 posibilitatea de a memora local datele monitorizate, în cazul în care li nia de
comunicație nu este disponibilă, și transmiterea acestor date odată cu restabilirea
comunicației. Datele memorate local vor avea ștampila de timp a momentului în
care au fost stocate;
 în cazul căderii comunicației, sistemul comută automat pe canalul secundar, iar la
restabilirea comunicației comu tă înapoi pe canalul principal.

20 BIBLIOGRAFIE
1. Popescu , V.: Componente de automatizări , Chișinău, 2014.
2. Stoica , A., Gligor, A. M., Feier, A. D.: Aparate de măsură și control în industria gazelor
naturale , Editura Universității „Lucian Blaga” din Sibiu , 2016.
3. Stoica, A., Băluță, A. : Automatizarea instala țiilor mecanice în industria gazelor
naturale , Editura Universității „Lucian Blaga” din Sibiu , 2019.
4. Electric Film, Automatizări SCADA, https://www.automatizari -scada.ro/controlere –
logice -programabile -plc/ce -este-scada/ [21.12.2019].