Система контроля сейсмических воздействий

Система контроля сейсмических воздействий (СКСВ) предназначена для проведения контроля за движением участков поверхности земли при воздействии на них землетрясений, взрывов, и других естественных или техногенных факторов. СКСВ применяется для получения текущей информации о сейсмической обстановке, а так же для мониторинга состояния технологических объектов (в частности трубопроводных систем, по которым осуществляется транспортировка продуктов добычи и переработки нефтегазовой промышленности).
СКСВ имеет возможность интеграции в сторонние системы через протоколы ОРС, ModBus, а также через БД.

Система соответствует требованиям ГОСТ 53166-2008 «Воздействие природных внешних условий на технические изделия. Общая характеристика. Землетрясения».

Назначение системы

Детектирование и классификация сейсмических событий
Оценка уровня сейсмического воздействия
Передача сигналов в сторонние системы
Синхронная регистрация и хранение данных
Отображение трендов исходных сигналов
Контроль работоспособности оборудования

Принцип работы

Варианты исполнения системы

Системы контроля как правило строятся по древовидной структуре. Основной принцип работы СКСВ состоит в следующем.

В каждой точке наблюдения устанавливается сейсмоприёмник (велосиметр или акселерометр). От сейсмоприёмника на входные каналы сейсморегистратора поступают сигналы ускорения по трем пространственным координатам X, Y, Z и сигнал контроля питания. Сейсмоприёмники могут быть как внешнего исполнения (вариант исполнения 1), так и интегрированными в корпус сейсморегистратора (варианты исполнения 2,3 и 4).

В сейсморегистраторе производится синхронизация внутренних тактовых генераторов по системе единого времени с использованием GPS или PTP, а так же оцифровка аналоговых сигналов и передача оцифрованных значений на средний уровень обработки сигналов по линиям Ethernet, USB, WiFi. Этот уровень может быть реализован в виде промышленного компьютера установленного на объекте контроля (варианты исполнения 1 и 2). Так же сейсморегистраторы могут подключаться напрямую к серверу (варианты исполнения 3 и 4).

С промышленного компьютера или от сейсморегистратора данные в виде событий и состояний и/или непрерывного потока данных (16 кбит/с с каждого сейсмоприемника) поступают на сервер по различным каналам связи. Автономные варианты сейсморегистраторов могут быть оснащены солнечными панелями и могут передавать данные по GSM/GPRS или WiMAX.

В зависимости от схем подключения могут быть реализованы различные топологии построения СКСВ:

Варианты построения СКСВ

Организация синхронизации передачи данных с сейсморегистраторов

При обустройстве точек наблюдений, как правило на одном объекте устанавливают по крайней мере два сейсмоприемника с высокочувствительным велосиметром и широкополосным акселерометром. На некоторых особого опасных объектах рекомендуется устанавливать до 6 акселерометров.

Для увеличения надежности системы сбора данных необходимо устанавливать промышленный компьютер на объекте для предварительного сбора и обработки данных. Обработанные данные имеют объем существенно меньший по сравнению с исходными данными и поэтому эту информацию можно передавать по низкоскоростным линиям связи, например, МЭК 60870-5-104, MODBUS RTU, телефонным модемам, GSM/GPRS или оповещения через GSM/SMS.

Существует несколько схем реализации синхронизации сейсморегистраторов:

 индивидуальная — это, когда каждый сейсморегистратор синхронизуется от своего модуля и антенны GPS;

 групповая — это когда промышленный компьютер или одна из сейсмостанций синхронизуется по GPS, а остальные сейсмостанции синхронизируются по PTP через интернет.

Для обеспечения синхронизации по PTP должна быть реализована локальная сеть по медному или оптическому каналу.

Индивидуальная синхронизация

Схема организации индивидуальной синхронизации сейсморегистраторов

Групповая синхронизация

Схема организации групповой синхронизации сейсморегистраторов

Установка сейсмоприёмников и сейсморегистраторов

Сейсмоприёмники и сейсморегистраторы ZET 048-C устанавливаются в укрытиях на бетонном фундаменте.

Пример установки сейсморегистратора ZET 048-C

Пример установки сейсморегистратора ZET 048-C

Пример технологического решения для установки сейсморегистратора на улице

Пример технологического решения для установки сейсморегистратора на улице

Сейсморегистраторы ZET 048-C устанавливаются на жёсткую поверхность и крепятся при помощи пластин. Пластины подбираются согласно принципу, указанному в таблице:

Комплектование сейсморегистраторов ZET 048-C для различных вариантов крепления

При креплении на горизонтальную поверхность следует использовать деталь «Пластина 1».

«Пластину 2» следует использовать также для случаев когда при креплении на горизонтальную плоскость требуется регулировка — поворот сейсморегистратора по азимуту (на 360°) и углу места (в пределах ±3°).

Для крепления на вертикальную поверхность совместно с деталью «Пластина 1» следует использовать деталь «Кронштейн» (швеллер размерами не менее 12П с приваренной к нему пластиной толщиной не менее 6 мм). Допускается при установке на металлические вертикальные конструкции использовать швеллер (размером не менее 12П) без пластины, при этом швеллер приваривается непосредственно к контролируемому элементу конструкции.

При креплении на наклонные металлические поверхности край швеллера, который будет привариваться к поверхности, следует обрезать под углом при котором будет обеспечиваться горизонтальное (в пределах ±3°) расположение полки швеллера.

Для установки сейсморегистратора на объекте мониторинга так же применяются специализированные шкафы. Дно шкафа снимается, для монтажа датчика.

Внешний вид шкафа для установки сейсморегистратора на объекте мониторинга
Внешний вид шкафа для установки сейсморегистратора на объекте мониторинга

SCADA-проект «СКСВ»

Функции системы

  • Измерение физических величин виброускорений

    и их преобразование в электрические сигналы сейсмоприёмниками из состава сейсмостанций

  • Регистрация и хранение

    всех измеренных и оцифрованных данных на накопителях сейсмостанции с привязкой к точному времени (срок хранения не менее 90 дней)

  • Выдача архивных данных

    выдача информации по запросу от информационного вычислительного комплекса из архива данных, хранящихся на накопителе сейсмостанции или сервера

  • Самодиагностика

    самодиагностика и тестовый контроль работоспособности оборудования в составе сейсмостанций

  • «Обнаружитель сейсмических событий»

    фильтрация событий несейсмического характера или событий локального техногенного воздействия и их отбраковка на основе многопараметрического статистического и спектрально-временного анализа сигналов

  • Сигнал «Опасное землетрясение»

    при превышении установленного уровня сейсмического воздействия с удержанием сигнала в течение заданного времени

  • программа «Тренажёр»

    анализ записей сейсмических событий и модельных сигналов землетрясений в масштабе реального времени и оценка качества заданных параметров для параметрических модулей для различных видов анализируемых сигналов с выдачей относительного сравнения типа «лучше-хуже»

  • Просмотр исторических данных

    сообщенний и исходных сигналов ускорения по заданному периоду времени по каждому из сейсмоприемников, а так же трендов за длительные периоды времени (день, месяц, год) для оценки динамики и характера развития процесса по всем или выбранным сигналам

  • Усиление, согласование и аналого-цифровое преобразование

    в сейсморегистраторе сигналов виброускорений, поступивших от сейсмоприёмников

  • Привязка к карте местности

    отображение измеренных и вычисленных параметров сейсмического события с привязкой к карте местности

  • Непрерывная передача данных

    передача по каналам технологической связи по закрытому протоколу TCP/IP непрерывного потока сейсмических данных в информационный вычислительный комплекс

  • Бездемонтажная поверка

    дистанционная бездемонтажная поверка сейсмоприемников и регистраторов сейсмических цифровых

  • «Модуль оценки параметров сейсмического воздействия»

    расчёт дальности эпицентра и магнитуды сейсмического воздействия по шкале Рихтера с учётом поправок, полученных по независимым источникам информации об эпицентре и магнитуде сейсмического воздействия

  • «Пороговый обнаружитель»

    пороговое обнаружение и оценка уровня сейсмического воздействия в соответствии с требованиями MSK-64

  • Корректировка параметров

    возможность корректировки пользователем СКСВ параметров многофункционального детектора землетрясений после подбора их с использованием программы «Тренажер», для исключения формирования ложных предупредительных сигналов и сигналов «Опасное землетрясение»

  • Расчёт среднесрочного прогноза

    возможность расчёта среднесрочного прогноза землетрясений при комплектовании СКСВ сейсморегистраторами ZET 048-C, с первичными преобразователями типа МТSS-2003 или СМЕ-4211

Преимущества системы

Полная автоматизация системы

обработка данных и вывод информации о сейсмической обстановке

Масштабируемость системы

в зависимости от задачи количество каналов сейсмостанций может достигать 96

Разрешение Ростехнадзора

разрешение Ростехнадзора на применение системы во взрывоопасных зонах

Предупреждающие сообщения

сигнализация при обнаружении факта превышения установленных критических значений

Бездемонтажная калибровка

и контроль питания датчиков благодаря генератору в составе сейсмостанции и ПО

Утверждено Росстандартом

оборудование, входящее в состав системы, внесено в Реестр средств измерений РФ

Сертификаты

Свидетельство об аттестации методики измерений уровня сейсмического воздействия
Сертификат соответствия ПО СКСВ
Сертификат промышленной безопасности СКСВ ZET 048
Свидетельство об утверждении типа регистратора сейсмического цифрового ZET 048
Сертификат соответствия СКСВ Техническому регламенту 012/2011 Таможенного союза
Свидетельство об утверждении типа сейсмопрёмников пьезоэлектрических ВС 131X

Для заказа системы, пожалуйста, заполните опросный лист и направьте его по адресу zetlab@zetlab.com

Опросный лист