Индустриален IoT за газоразпределение и измерване на газ

Индустриален интернет на нещата (IIoT) за газоразпределение – целият стек от един производител в ЕС: ATEX сензори, контролери, интелигентно измерване и Data Platform с микроуслуги с изкуствен интелект (ИИ).

VAD Gas IoT Solution се използва от оператори на газоразпределителни мрежи (DSO), оператори на газопреносни мрежи (TSO) и общински газоразпределителни дружества в ЕС и в страните от Общността на независимите държави (ОНД); внедрени са над 100 000 устройства. Всяко ниво – сензори, контролери, интелигентни газомери и Data Platform – е разработено и произведено в ЕС и е проектирано за работа във взривоопасна зона 1 по ATEX, за съответствие с Регламент (ЕС) 2024/1787 относно намаляването на емисиите на метан в енергийния сектор и за дистанционно затваряне за по-малко от пет минути.

Защо е важно

Газоразпределението се променя под натиска на три фактора. Регулаторните изисквания за метана се засилват: Регламент (ЕС) 2024/1787, американската Methane Emissions Reduction Program (MERP), създадена със закона Inflation Reduction Act, и рамката Oil & Gas Methane Partnership 2.0 (OGMP 2.0) изискват от операторите да измерват, докладват и намаляват емисиите въз основа на данни, годни за одит. Разпределителните мрежи остаряват: средната възраст на мрежите в Европа надхвърля 40 години, а търговските загуби на газоразпределителните дружества в Централна и Източна Европа (ЦИЕ) достигат 5–8%. ИТ средата е разпокъсана: дружествата поддържат десетки несвързани помежду си SCADA системи, системи за измерване и за фактуриране от различни доставчици – без единен източник на достоверни данни и без управление в реално време.

Проблемът

Газоразпределителните дружества работят на сляпо: над 70 серии коректори, ръчно отчитане, без дистанционно управление, без одитна следа.

Повечето газоразпределителни дружества експлоатират разпокъсан парк от измервателни възли. В мрежите в ЕС и в страните от ОНД работят над 70 различни серии коректори на обем – Honeywell (вкл. Elster и RMG), Itron, Dresser (Baker Hughes), RMA и десетки местни производители на оригинално оборудване (OEM) – и всяка серия има собствен протокол, фърмуер и процедури за обслужване. Показанията се отчитат ръчно веднъж или два пъти годишно, без откриване на аномалии и без наблюдение в реално време. Спирателната арматура се задейства само на място – без дистанционно управление и без цифрова одитна следа. Регулаторните органи, операторите и потребителите имат една и съща сляпа зона.

Желаният резултат

От реактивна експлоатация към газоразпределение, основано на данни: ежечасна телеметрия, задействане на арматурата за по-малко от пет минути и пълно съответствие с изискванията на ЕС.

VAD превръща реактивната експлоатация на газовите мрежи в газоразпределение, основано на данни. Ежечасната телеметрия с данни, годни за фактуриране, заменя ръчното отчитане веднъж или два пъти годишно. Времето от откриване на аномалията до задействане на арматурата се съкращава от часове или дни до по-малко от пет минути. Вместо липсващата одитна следа се поддържа пълен цифров регистър, съответстващ на изискванията на ЕС, в който се записват всяко показание, всяка аларма и всяка команда.

Серия контролери

Четири устройства покриват всяка топология на газовата мрежа – от най-малкия възел до цял експлоатационен район.

VADTel-IIoTU3

Телеметричен модул с мобилна връзка за коректори на обема на природния газ, монтирани във взривоопасни зони. Събира данните от коректора и ги предава към Data Platform чрез GSM, GPRS, LTE-M или NB-IoT.

VADTel-AIIoTU8

Телеметричен модул с мобилна връзка за коректори на обема на природния газ във взривоопасни зони, с автономно захранване (3,4–4,2 V, 8000 mAh). Събира данните от коректора и ги предава към Data Platform чрез GSM, GPRS, LTE-M или NB-IoT.

VADTel-AIoTU5

Телеметричен модул с мобилна връзка за битови газомери, с интеграция със системи за интелигентен дом. Предава показанията на газомера към Data Platform чрез GSM, GPRS, LTE-M или NB-IoT.

VADTel-ValveLink

Блок за управление на арматура за дистанционно затваряне. Управлява пневматични или електрически задвижвания, получава обратна връзка за положението, свързва се с ATEX бариери за работа в зона 1 и записва всяка операция в облачната одитна следа.

Интелигентно измерване

VADTel-MT-G6

Интелигентен газомер с микротермичен принцип на измерване – без подвижни части. Изпълненията с различни обхвати на разхода покриват измерването от домакинствата до търговските обекти. Газомерът измерва едновременно налягане, температура и обем, предава данните чрез GPRS или NB-IoT (по избор LoRaWAN и RS-485), захранва се от две батерии – над 6 години за метрологичната част и до 10 години за телеметрията – и има вграден електромагнитен спирателен вентил. Сертифициран по MID (Директива 2014/32/ЕС) и по EN 17526:2021 за търговско измерване.

Обхват на разхода	Стойност
G6	0,06–11 m³/h
G10–G16	0,1–25 m³/h
G25	0,25–40 m³/h
Работни условия	от −40 до +55 °C · IP65
ATEX	II 2G Ex ib IIB T4 Gb X
Комуникация	GPRS / NB-IoT (по избор LoRaWAN, RS-485)
Батерия	две батерии – над 6 години за метрологията, до 10 години за телеметрията

Electronic Metering Device (EMD)

Цифрова броителна глава за механични газомери. Монтира се на работещите мембранни газомери, добавя импулсен изход и изход RS-485 и превръща наличните уреди в точки за интелигентно измерване, без да се налага подмяната им. Две независими захранвания (метрология + телеметрия), предаване на данни с диверсификация на комуникационните сесии и откриване на течове с ИИ при отворен вентил.

Параметър	Стойност
Съответствие	EN 1359:2017 · MID 2014/32/ЕС
Работни условия	от −40 до +60 °C · устойчивост на ултравиолетово лъчение
Комуникация	GSM / NB-IoT / LTE-M
Батерия	LiPo 2000 mAh · 5–10 години
Икономия на трафик	собствен протокол, −70% натоварване на GSM мрежата
Затваряне + ИИ	дистанционно управляван вентил · откриване на аномалии, свързани с течове

ATEX сензор и Edge AI

VADTel-SENS

Сензор за налягане и температура с мобилна връзка за монтаж непосредствено във взривоопасна зона 1. Маркировка ATEX II 2G Ex d IIC T6 Gb X, херметичен корпус от неръждаема стомана AISI 316L, IP65, температура на околната среда от −40 до +60 °C (на измерваната среда – от −40 до +85 °C). Комуникация чрез GSM, GPRS и NB-IoT. Автономна работа с батерийно захранване – трите варианта на батерията (2000, 4000 или 6000 mAh) са разчетени съответно за 5000, 7500 или 10 000 комуникационни сесии. Интервал на измерване от 5 секунди до 10 минути. Edge AI в самото устройство разпознава локално характерните профили на течове, спадовете на налягането и сигналите за неоторизирано отваряне и предава само аномалиите – така се пести трафик и се удължава животът на батерията. Контролерите остават в безопасната зона и се свързват с линиите на сензорите в зона 1 чрез искробезопасни бариери Ex ib.

Параметър	Стойност
Маркировка ATEX	II 2G Ex d IIC T6 Gb X
Зона	Зона 1 (директен монтаж)
Корпус	IP65 · AISI 316L · M20 × 1,5
Работни условия	околна среда от −40 до +60 °C · измервана среда от −40 до +85 °C
Комуникация	GSM · GPRS · NB-IoT
Захранване	автономно · 3 варианта на батерията
Батерия – стандартен капацитет	2000 mAh · 5000 комуникационни сесии
Батерия – увеличен капацитет	4000 mAh · 7500 комуникационни сесии
Батерия – максимален капацитет	6000 mAh · 10 000 комуникационни сесии
Налягане – манометрично	0–40 kPa (мрежи с ниско налягане)
Налягане – абсолютно	160 / 400 / 600 kPa · 1,0 / 1,6 / 2,5 / 4,0 MPa
Налягане – специален обхват	до 60 MPa по заявка
Edge AI	класификация: теч · налягане · неоторизирано отваряне

Комплект на измервателния възел

Комплектът на измервателния възел на VAD обединява всички компоненти, необходими за дистанционно измерване на газа и управление на арматурата, в едно решение, готово за монтаж на обекта. В комплекта влизат контролерът VADTel-ValveLink, искробезопасни бариери Ex ib за линиите на сензорите в зона 1, GSM антена за връзка с мобилната мрежа, батерийно захранване 12/24 V, компресор за пневматичното задвижване, блок електромагнитни вентили, платка на датчика за положение на задвижването, сензори за входното и изходното налягане и външни коректори с интерфейс RS-485. Типичните места за монтаж включват газоразпределителни възли, газорегулаторни станции, районни пунктове за редуциране на налягането и отдалечени шахти за арматура.

Облачна подсистема Data Platform

Data Platform

Data Platform е облачната подсистема на IIoT Екосистемата – централизирана среда за мониторинг, управление и анализи на целия внедрен парк от устройства. Платформата управлява над 100 000 устройства в повече от 10 държави, има многоклиентска архитектура и контрол на достъпа въз основа на роли. Четирите основни направления са: състояние на парка в реално време и изглед на картата; анализ на тенденциите и исторически архив; операции с арматурата с одитна следа; отчети за съответствието и справки за регулаторния орган. За интеграция със системи на трети страни е на разположение пълен справочник за API.

Микроуслуги с ИИ

Data Platform включва 15 микроуслуги с ИИ, групирани в три направления.

Откриване – анализ на характерните профили на течове, разпознаване на аномалии в налягането, откриване на неправомерно въздействие и измами, мониторинг на изправността и дрейфа на уредите и проследяване на аномалии в топологията на мрежата.

Оптимизация – анализ на неносещия приходи метан, балансиране на натоварването, управление на зоните по налягане, маршрутизиране на екипите и планиране на поддръжката.

Прогнозиране – прогноза за потреблението, прогноза за живота на батериите, моделиране на жизнения цикъл на активите, прогноза за тенденциите в емисиите и планиране на капацитета.

Аналитичният изглед представя показанията в календарна топлинна карта, статистиката на комуникационните сесии и тенденциите на напрежението на батериите за всеки възел.

Процес на дистанционно затваряне

От аномалията до затварянето на крана за по-малко от пет минути – с пълна одитна следа.

Дистанционното управление на арматурата протича в три стъпки с вградени защитни механизми.

Откриване – Edge AI в сензора VADTel-SENS или самата платформа установява аномалия: спад на налягането, характерен профил на теч, неоторизирано отваряне.

Потвърждение – диспечерът преглежда контекста и проверява правата си според ролята; стъпката може да изисква одобрение по принципа на четирите очи.

Изпълнение – VADTel-ValveLink затваря арматурата чрез задвижването с обратна връзка за положението в реално време, а журналът за одит записва всяко събитие.

Мащаб и езици

Една архитектура за всеки мащаб.

Ниво 1 (национално) – едно внедряване на Data Platform с федеративна многоклиентска архитектура за национални оператори и холдинги с дейност в няколко региона.

Ниво 2 (регионално) – над 10 000 измервателни възела на регионален оператор на газоразпределителна или газопреносна мрежа.

Ниво 3 (експлоатационен район) – 1000 възела на експлоатационен район или градско експлоатационно звено.

Ниво 4 (възел) – отделен шкаф или уред, монтиран на обекта.

Преминаването между нивата не изисква смяна на платформата.

Data Platform и придружаващите я материали са локализирани на 18 езика.

Изходен език – английски.

Ниво 1 (ядро на ЕС) – немски, словашки, чешки, полски.

Ниво 2 (разширен ЕС) – френски, испански, италиански, унгарски, румънски, нидерландски.

Ниво 3 (глобално) – турски, арабски (отдясно наляво), руски, узбекски, казахски, украински, китайски.

Локализацията обхваща текстовете на интерфейса, инструкциите за монтаж, документацията за API и паспортите на изделията. Многоклиентският изглед „Компании“ показва едновременно операторите, газоразпределителните дружества и експлоатационните райони, управлявани в една инсталация на Data Platform.

Сигурност и суверенитет

Решенията на VAD са предназначени за внедряване в критична инфраструктура и имат защита на четири нива: устройства, пренос, платформа и съхранение.

Устройства – подписан фърмуер със защитено зареждане, корпуси с индикация за отваряне и искробезопасни бариери ATEX.

Пренос – TLS с взаимно удостоверяване чрез индивидуални сертификати за всяко устройство и криптирани тунели през мобилната мрежа.

Платформа – контрол на достъпа въз основа на роли, контейнери с укрепена сигурност и пълно записване на действията в журнала за одит.

Съхранение – криптиране на съхраняваните данни, местонахождение на данните в определена юрисдикция и суверенен хостинг в ЕС по подразбиране.

Собствен програмен код на всички нива на стека. Предлага се прехвърляне на изходния код чрез ескроу. За национални оператори е възможно пълно прехвърляне на интелектуалната собственост (ИС).

Стандарти и съответствие

Всички продукти на VAD са разработени и произведени в ЕС.

Стандарт	Област	Подробности
ATEX	Сензори за взривоопасни зони	II 2G Ex d IIC T6 Gb X
MID	Директива за средствата за измерване	Търговско измерване на газ
CE	Съответствие с изискванията на ЕС	Маркировка на продуктите за пазара на ЕС
ISO 9001	Управление на качеството	Наличен сертификат
ISO 27001	Информационна сигурност	В процес на сертифициране
ISO 14001	Управление на околната среда	В процес на сертифициране
IP65	Степен на защита	Корпуси за монтаж на обекта

ЕС декларация за съответствие за всеки продукт. Съответствие с WEEE и пълна проследимост на продуктите.

Показатели на пилотния проект

Всеки пилотен проект дава измерими резултати през първите 90 дни. Типичните ключови показатели за ефективност (KPI) на пилотния проект включват: внедряване в един експлоатационен район за по-малко от 14 дни; намаляване на неносещия приходи метан, измеримо още в този период; време от откриване на аномалията до реакция под пет минути; срок на откупуване под 24 месеца; данни, готови за докладване по Регламента на ЕС за метана, още от първия ден. Data Platform генерира отчетите за пилотния проект при поискване и ги предоставя в стандартни регулаторни формати.

Търговски модели

VAD предлага три търговски модела, съобразени с правилата за възлагане на поръчки и изискванията за суверенитет на всяко комунално дружество.

Покупка (CapEx) – еднократно плащане за оборудването и за лиценза за платформата, по избор с договор за обслужване. Най-бързият път до собственост.

Абонамент (OpEx) – месечен абонамент на възел, включващ оборудването, платформата, актуализациите и поддръжката. Предвидим бюджет без първоначални разходи.

Пълно прехвърляне на ИС – предаване на всички хардуерни разработки, фърмуера и изходния код на платформата с поддръжка за локално производство. Предназначено за национални оператори, които се нуждаят от цифров суверенитет.

Защо VAD

Разработваме решения за индустриален IoT от 1995 г. – над 30 години опит и над 100 000 устройства, внедрени в повече от 10 държави. Четири регионални офиса обслужват ЕС, Близкия изток и Северна Африка (MENA), Северна и Южна Америка и Азия.

Регион	Адрес	Контакти
Европа · централа	Konventná 6, 811 03 Bratislava, Slovakia	+421 910 411 379 · inbox@vadsro.eu
MENA	Standard Chartered Tower, L5, Emaar Sq., Dubai, UAE	+971 585 947 197 · inbox.mena@vadsro.eu
Северна и Южна Америка	305 Central Avenue, Plainfield, NJ 07060, USA	+1 973 868 1855 · inbox.usa@vadsro.eu
Азия	Shota Rustaveli 45, Tashkent, Uzbekistan	+998 93 133 11 18 · inbox@utesol.uz

Контакти

Една екосистема. Всяка газова мрежа. Пълен контрол.

Следваща стъпка – Работна среща за обхвата на пилотния проект. 90 минути · онлайн или на място · резултати: обхват и търговски условия.

Компания

V.A.D. Technical Engineering and Investment s.r.o., Братислава, Словакия, ЕС

Data Platform

docs.vadsro.eu · справочник за API

Уебсайт

vadsro.eu / solutions / gas-iot

Имейл

inbox@vadsro.eu – продажби и техническа поддръжка