ВЫПУСК 8, часть 7. АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ОПЕРАТИВНО-ДИСПЕТЧЕРСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ГОРНОТРАНСПОРТНЫМ КОМПЛЕКСОМ «ИРТЫШ»

ВЫПУСК 8, часть 7. АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ОПЕРАТИВНО-ДИСПЕТЧЕРСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ГОРНОТРАНСПОРТНЫМ КОМПЛЕКСОМ «ИРТЫШ»

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.

vyp00807-01

Условные обозначения

-

последовательное соединение RS-232

-

соединение Ethernet 10/100Base-T

-

питание

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

vyp00807-02

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

  • защищенный доступ Secure Shell (SSH v1, v2, Public Key);
  • индивидуальная конфигурация прав доступа для каждого пользователя;
  • уровни защищенных сокетов SSL v3, TLS v1;
  • использование протоколов удаленной идентификации LDAP, Active Directory, NIS, RADIUS, Kerberos, TACACS+;
  • фильтрация информационных пакетов (сетевой экран);
  • индивидуальный доступ к каждому порту

11

Доступ по последовательному порту

  • доступ к Telnet/SSH из командной строки;
  • Множество одновременных удаленных подключений по протоколам Telnet/SSH;
  • Прямое подключение с использованием протоколов Telnet/SSH/RAW-TCP по IP-адресу или номеру порта ввода-вывода данных;
  • Одновременное подключение нескольких пользователей к одному порту;
  • Использование протоколов Web Telnet/SSH;
  • многоуровневые настраиваемые меню пользователей

12

Сбор данных и уведомления

  • буферизация данных (256 кб на порт);
  • ведение журнала системных событий;
  • регистрация журнала событий по каждому порту на жесткий диск или внешний USB-накопитель;
  • отображение данных журнала событий локально с использованием общего протокола доступа к файлам Интернет CIFS (Common Internet File System);
  • распознавание событий (RegExp)
  • одновременное уведомление о событиях с передачей информации на консоль (по электронной почте) и в удаленный файл NFS

13

Управление устройством

  • клавиатура на передней панели/ЖКД для отображения сетевых настроек и состояний портов;
  • с применением протокола SNMP (MIB II) версии v1, v2, v3;
  • быстрая настройка и конфигурирование с использованием счетчиков Web состояний или интерфейса командной строки CLI (Command line interface) по протоколам Telnet, SSH, web Telnet/SSH или прямом доступе к последовательному порту;
  • ведение журнала событий при конфигурировании

14

Управление питанием

  • индивидуальный контроль питания в каждой розетке: состояния вкл./выкл./переключение;
  • мониторинг параметров тока с генерацией сигналов тревог;
  • конфигурирование задержке при переключениях;
  • индивидуальный контроль потребляемого тока для каждой розетки

15

Поддерживаемые протоколы

  • динамическая IP-адресация DHCP и BOOTP;
  • адресация с использованием DNS;
  • синхронизация времени от NTP-сервера;
  • Использование протоколов SSH, SSL, Telnet, TCP и UDP, PPP с/PAP/CHAP, NFS и CIFS для внутренних и внешних соединений;
  • передача файлов в FTP, TFTP, SFTP, SCP;
  • использование RIP и RIPv2

16

Интерфейсы

  • 2 сетевых порта Ethernet 10/100Base-T;
  • 8 последовательных портов для подключения внешних устройств (RS-232, разъем RJ45, скорость обмена данными от 300 бит/с до 230,4 кбит/с);
  • консольный порт (RS-232, разъем RJ45, скорость обмена данными от 300 бит/с до 230,4 кбит/с);
  • порт USB (стандарт USB-2.0);
  • встроенный телефонный модем v.92 (скорость обмена данными 56 кбит/с);
  • порт питания

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.

31.01.2024
Выпуск 29 часть 2. Технологическая радиосеть обмена данными для лесного хозяйства
Вышла новая статья Технического бюллетеня Выпуск 29 часть 2. Технологическая радиосеть обмена данными для лесного хозяйства. которая продолжает...
27.12.2023
Новый партнер АО "ЦНИИМФ"
В декабре 2023 года заключено соглашение о сотрудничестве между АО «Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский и...
27.12.2023
Первая отечественная радиотехническая платформа "Гепард"
Специалистами ООО «Независимый центр перспективных разработок» (НЦПР) ведется разработка первой отечественной радиотехнической платформы «Гепард»,...
17.11.2023
Выпуск 29 часть 1. Технологическая радиосеть обмена данными для лесного хозяйства
Вышла новая статья Технического бюллетеня Выпуск 29 часть 1. Технологическая радиосеть обмена данными для лесного хозяйства. в которой представлена...