Настоящая статья продолжает серию публикаций, посвященных созданию интегрированной Автоматизированной системы оперативно-диспетчерского управления горнотранспортным комплексом (АСОДУ ГТК) «Иртыш», первоначально создававшейся для угольного разреза «Восточный» (Экибастузский район, Республика Казахстан). В ней раскрываются основные принципы и особенности создания современных автоматизированных систем управления для открытых разрезов и описаны основные подходы к реализации оперативно-диспетчерского управления промышленным железнодорожным и автомобильным транспортом при выполнении задач по транспортировке горной породы на примере интегрированной системы, охватывающей все основные технологические комплексы предприятия. Статья рассчитана на руководителей и технических специалистов предприятий горнодобывающей промышленности, промышленного железнодорожного транспорта и электроэнергетики.
Общие сведения
Основным компонентом технологической радиосети обмена данными Автоматизированной системы оперативно-диспетчерского управления «Иртыш» является система базовых станций (БС), обеспечивающих функционирование подвижной и стационарной подсетей. В составе АСОДУ ГТК предусмотрено развертывание двух БС подвижной и двух БС стационарной технологической радиосети обмена данными, работающих, соответственно, в поддиапазонах ультравысоких (УВЧ) и очень высоких (ОВЧ) частот диапазона ультракоротких волн (УКВ). С определенных проектом позиций эти базовые станции обеспечивают надежную электромагнитную доступность для пользователей системы на всех технологических площадках, включая собственно разрез, дорожную сеть, территорию угольных складов и отвалов. Технологическая радиосеть функционирует в круглосуточном режиме, что обусловлено особенностями технологического процесса добычи и транспортировки полезных ископаемых. Поскольку данный технологический процесс является непрерывным, а находящееся под управлением системы горнотранспортное оборудование (ГТО) эксплуатируется в режиме 24 часа в сутки, семь дней в неделю 365 дней в году, сбои и перерывы в работе АСОДУ ГТК связаны с серьезными финансовыми потерями и являются крайне нежелательными, а в некоторых случаях, абсолютно неприемлемыми. В связи с этим при ее создании особое внимание уделяется не только обеспечению ее высокой надежности1 и живучести2, но и организации удобной эксплуатации, предполагающей удаленную настройку и диагностику радиотехнического и инженерного оборудования, и исключение, в большинстве случаев, выезда технических специалистов для ликвидации сбоев в работе.
Типовой состав базовой станции
Базовая станция подвижной технологической радиосети обмена данными реализована на радиотехнической платформе Paragon/Gemini, технические характеристики которой представлены в выпуске № 2, посвященном созданию технологических радиосетей обмена данными на железнодорожном транспорте.
Базовая станция стационарной технологической радиосети обмена данными реализована на радиотехнической платформе Viper-SC+, технические характеристики которой представлены в выпуске № 4, посвященном созданию перспективных стационарных технологических радиосетей обмена данными общего назначения.
Система базовых станций технологической радиосети обмена данными АСОДУ ГТК «Иртыш» спроектирована как интегрированная с размещением радиотехнического оборудования в едином монтажном шкафу
Удаленная настройка и управление работой вышеуказанного оборудования обеспечиваются консольным сервером. Общая схема интегрированной БС АСОДУ ГТК «Иртыш» представлена на рис. 1.
|
|
|
|||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Рис. 1. Общая схема интегрированной БС АСОДУ ГТК «Иртыш»
В качестве консольного сервера применяется устройство Lantronix SLB, которое представляет собой монтируемое в стандартный шкаф 19-дюймовое изделие высотой 1U, объединяющее консольный сервер и устройство удаленного управления электропитанием. Консольный сервер позволяет организовать удаленный мониторинг и управление работой серверов, маршрутизаторов, коммутаторов, сетевых экранов (брандмауэров), телефонных станций и радиосвязного оборудования, источников бесперебойного питания (ИБП). Дополнительно устройство обеспечивает удаленное управление электропитанием, позволяя произвести включение, выключение или перезапуск контролируемого оборудования. Консольный сервер Lantronix SLB имеет два источника питания – основной и резервный - с автоматическим переключением на резервный в случае отказа основного.
Технические характеристики консольного сервера Lantronix SLB представлены в Таблице 1.
Таблица 1. Технические характеристики консольного сервера Lantronix SLB.
|
№ |
Наименование характеристики |
Параметр |
|
1 |
Внешний вид |
|
|
2 |
Габаритные размеры (Ш х В х Г), см |
43,8 х 30,6 х 4,4 |
|
3 |
Потребляемая мощность, Вт |
не более 30 |
|
4 |
Встроенная операционная система |
Linux |
|
5 |
Количество подключаемых устройств с возможностью удаленного контроля электропитания |
8 |
|
6 |
Рабочая температура, °С |
от 0 до 50 |
|
7 |
Температура хранения, °С |
от -20 до 70 |
|
8 |
Относительная влажность, % |
от 10 до 90, без образования конденсата |
|
9 |
Виды доступа |
– 10Base-T/100Base-TX (разъем RJ45); – локальная консоль, USB или встроенный модем |
|
10 |
Безопасность и идентификация |
|
|
11 |
Доступ по последовательному порту |
|
|
12 |
Сбор данных и уведомления |
|
|
13 |
Управление устройством |
|
|
14 |
Управление питанием |
|
|
15 |
Поддерживаемые протоколы |
|
|
16 |
Интерфейсы |
|
|
Питание В/Гц |
220/50, 2 блока питания |
В составе АСОДУ ГТК «Иртыш» консольный сервер Lantronix SLB применяется для управления работой радиотехнического оборудования базовых станций и аппаратуры электропитания, включая ИБП. Каждая базовая станция как мобильной, так и стационарной технологической радиосети, подключена к информационной системе предприятия по каналу сети Ethernet (на рисунке подключение показан синим цветом). Данный канал используется для обмена оперативной информацией.
Технический контроль за работой аппаратуры БС и их настройка производятся по последовательному каналу (показан зеленым цветом). Для базовой станции подвижной радиосети обеспечивается удаленный мониторинг и настройка следующих рабочих параметров:
- MAC-адрес устройства;
- номинал рабочей частоты;
- выходная мощность;
- скорость обмена данными;
- входное напряжение питания;
- напряжение питания усилителя мощности;
- рабочая температура;
- мощность прямой волны;
- мощность обратной волны;
- коэффициент стоячей волны;
- скорость вращения вентиляторов;
- установленные пороговые значения для сигналов тревог;
- сигналы тревог.
Для базовой станции стационарной радиосети обеспечивается удаленный мониторинг и настройка следующих рабочих параметров:
- MAC-адрес устройства;
- номинал рабочей частоты;
- выходная мощность;
- скорость обмена данными;
- входное напряжение питания;
- напряжение питания усилителя мощности;
- рабочая температура;
- мощность прямой волны;
- мощность обратной волны.
В ситуации, когда локализовать сбой в работе оборудования удаленно оказывается невозможным, консольный сервер Lantronix SLB позволяет отключить и вновь включить питание для его перезапуска. Следует отметить, что в процессе работ по созданию АСОДУ ГТК консольный сервер позволил организовать надежное подключение развернутого на территории Российской Федерации стенда главного конструктора к установленным на объекте в Республике Казахстан базовым станциям. Соединение было организовано через два промежуточных сервера, работающих в составе разнесенных ЛВС, оснащенных сетевыми экранами с соблюдением всех принятых у заказчика правил обеспечения информационной безопасности.
На этапе эксплуатации системы применение консольного сервера позволяет упростить техническое сопровождение и исключить необходимость привлечения к нему персонала заказчика, обладающего специальными навыками и квалификацией, поскольку основные работы могут выполняться исполнителем удаленно в рамках договора на техническое сопровождение. Преимуществами такого решения является возможность реализации следующих функций:
- удаленного управления с одной консоли группой подключаемых по последовательному порту устройств с использованием протоколов telnet, SSH или TCP;
- удаленного управления питанием группы устройств, перезагрузки, включения и выключения каждого из них. Питание может включаться автоматически в заданном порядке с настраиваемым интервалом от 1 до 2,5 секунд. Каждый порт может быть настроен в одном из трех состояний: включен, отключен, воспроизвести последнее состояние;
- непрерывного автоматического мониторинга потребляемого тока для каждого подключенного устройства с возможностью отправки уведомлений на электронную почту, в случае превышения установленного значения суммарной силы потребляемого тока;
- мониторинга дополнительных устройств по протоколу SNMP;
- формирование и хранение на локальный компьютер или удаленный сервер журналов событий:
- определения состояние консольного сервера Lantronix SLB;
- изменения конфигурации консольного сервера (с указанием пользователя, внесшего изменения);
- получения информации о подключенных к консольному серверу устройствах, включая перечень полученных ими от консольного сервера команд;
- идентификации пользователей, подключавшихся через консоль, по Web-интерфейсу или контролируемые устройства. Процедура идентификации выполняется с использованием NIS, LDAP, RADIUS, Kerberos, TACACS+;
- использования NFS и CIFS протоколов для конфигурационных файлов;
- построения VPN-канала связи между консольным сервером SLB и удаленным сервером.
- выполнения сетевых настроек и поддержки статической маршрутизации и протокола RIP (v1, v2);
- настройки Web-интерфейса:
- установки продолжительности сеанса связи;
- просмотра активных подключений к контролируемому устройству;
- загрузки дополнительного SSL-сертификата.
Использование консольного сервера Lantronix SLB позволило существенно сократить количество выездов технического персонала на позиции БС на этапе ввода оборудования в эксплуатацию. Кроме того, в период испытаний технический персонал исполнителя, размещавшийся на средствах стенда главного конструктора в г.Москве, имел возможность продолжать работу после того, как технический персонал заказчика завершал ее в г.Экибастузе (учитывая разницу во времени, а также графике работы технического персонала на объекте это позволило сократить общие сроки ввода АСОДУ ГТК «Иртыш» в эксплуатацию, не говоря уже о снижении затрат, связанных с необходимостью выезда технических специалистов на объект).
Таким образом, решаемые консольным сервером Lantronix SLB задачи - удаленная настройка и мониторинг работы, а также управление электропитанием - обеспечили непрерывный автоматизированный контроль и бесперебойную работу базовых станций АСОДУ ГТК «Иртыш», как на этапе их развертывания, так и в период промышленной эксплуатации. Применение данного изделия в составе технически сложной автоматизированной системы позволило существенно упростить процедуры ее настройки и сократить связанные с этим финансовые затраты.
