Nowe technologie Edukacja Kontakt O nas Dodaj do ulubionych Ustaw tę stronę jako startową

Artykuły dotyczące systemu QNX i jego zastosowań

 

Dlaczego firma TEXACO wybrała system QNX?

Opracował: Wiesław Barcikowski

Wydział Cybernetyki
Wojskowa Akademia Techniczna


Texaco, jedna z największych firm petrochemicznych na świecie, wydobywa ropę naftową spod dna Zatoki Meksykańskiej. Zabezpieczenie logistyczne procesu wydobycia ropy i gazu z dala od brzegu nawet przy doskonałych warunkach atmosferycznych stwarza mnóstwo problemów, chociażby ze względu na przebywający stale na platformach personel techniczny czy możliwości transportowe (tylko śmigłowce lub statki). Nadejście złej pogody (a należy przypomnieć, że rejon południowych wybrzeży Stanów Zjednoczonych jest często "nawiedzany" przez huragany) znacznie te problemy komplikuje w szczególności, gdy trzeba ewakuować osoby pracujące na platformach. Gdy cały personel zostanie przewieziony na ląd (co w warunkach sztormowych jest ryzykowną operacją), produkcja na platformach zostaje zatrzymana do czasu aż niebo się przejaśni. Wstrzymanie produkcji przynosi olbrzymie straty: 1.5 mln $ dziennie.

Na szczęście dla firmy Texaco opisywane problemy należą już do przeszłości: rozwiązał je STORMAC - System for Texaco Offshore Remote Monitoring And Control. STORMAC jest opartym na mikrokomputerach PC systemem typu SCADA (ang. Supervisory Control And Data Acquisition) i umożliwia zdalne sterowanie urządzeniami wydobywczymi i produkcyjnymi z bezpiecznego, umieszczonego na lądzie "centrum dowodzenia". Dzięki temu, produkcja trwa nieprzerwanie przez 24 godziny na dobę, bez względu na pogodę!

Jak działa ?

STORMAC obejmuje swym zasięgiem olbrzymi obszar Zatoki Meksykańskiej przyległy do południowych wybrzeży USA, ograniczony miejscowościami: Corpus Christi w Teksasie i Venice w Luizjanie (sprawdź na mapie!).

Obszar ten został podzielony na pięć stref. W każdej strefie wydzielona jest jedna platforma pełniąca rolę strefowego centrum sterowania - CCP (ang. Central Control Platform). Jest to jedyne miejsce w strefie, w którym przebywają ludzie: dwóch operatorów pracujących na dwie zmiany i jeden technik.

Właściwe funkcjonowanie pozostałych, bezzałogowych platform zapewniają umieszczone na nich sterowniki komputerowe PLC (ang. Programmable Logic Controller) i urządzenia końcowe RTU (ang. Remote Terminal Unit). Urządzenia te połączone są za pośrednictwem łączy radiowych z mikrokomputerem typu PC (Texas Microsystems 486) zainstalowanym w CCP.

Operatorzy CCP za pomocą tego mikrokomputera (wyposażonego w dwa lub trzy monitory graficzne VGA) mają możliwość ciągłego monitorowania i sterowania funkcjonowaniem wszystkich platform wydobywczych rozlokowanych w danej strefie.

Dane zbierane od podległych PLC i RTU przekazywane są przez każde z pięciu CCP do globalnego centrum sterowania znajdującego się na stałym lądzie w Nowym Orleanie - NOCC (ang. New Orlean Control Center). Połączenie między NOCC i podległymi CCP zrealizowane jest za pomocą modemów pracujących z szybkością 9600 bodów po łączach radiowych. W przypadku niemożności utrzymania poprawnej transmisji, szybkość automatycznie jest zmniejszana do poziomu 4800 bodów. Aktualnie NOCC monitoruje/steruje 16000 punktów pomiarowych/wykonawczych rozsianych we wszystkich pięciu strefach.

Funkcjonowanie NOCC zapewnia sieć ARCNET, którą tworzy: komputer komunikacyjny pełniący również rolę banku danych (COMPAQ Deskpro 486/33) i 7 bezdyskowych stacji roboczych (Texas Microsystems 386/25). Personel NOCC stanowi: grupa specjalistów od spraw komunikacyjnych i automatyki (szef oraz 3 specjalistów) a także 1 specjalista od spraw oprogramowania.

W normalnych warunkach CCP funkcjonują 24 godziny na dobę, 365 dni w roku sterując pracą podległych platform produkcyjnych. Centrum w Nowym Orleanie jedynie monitoruje pracę podległych CCP, mając jednocześnie możliwość przejęcia ich funkcji w każdej chwili. Taka chwila nadchodzi wraz ze zbliżającym się huraganem. Po ewakuacji operatorów z CCP system przechodzi w tzw. Hurricane Mode i dalsze sterowanie całym procesem wydobycia i produkcji na platformach w obszarze całej Zatoki realizowane jest bezpośrednio z NOCC.

I to jest właśnie STORMAC !!.

Dlaczego PC?

Analizując funkcje systemu STORMAC trudno uwierzyć, że został on oparty o mikrokomputery typu PC. Twórcy systemu tak argumentują ten wybór:

  • postęp dokonany w ostatnich latach w technologii komputerowej znacznie zwiększył wydajność i niezawodność mikrokomputerów, doprowadzając je do poziomu akceptowalnego w systemach czasu rzeczywistego,
  • system sieciowy zbudowany z wielu mikrokomputerów łatwo jest modyfikować i rozbudowywać,
  • mikrokomputery są małe, lekkie i proste w obsłudze,
  • mikrokomputery są relatywnie tanie (np. w porównaniu do minikomputerów), co pozwala:
  • zredukować koszty wyposażenia sprzętowego,
  • zrezygnować z utrzymywania kosztownego serwisu technicznego i znacznie skrócić czas usuwania awarii: uszkodzony komputer może być natychmiast zamieniony drugim zapasowym ( który cały czas stoi jako gorąca rezerwa, bo przecież jest tani!) przez zwykłego operatora.

Dla porównania wyobraźmy sobie sytuację, gdy na platformie uległ uszkodzeniu drogi minikomputer! Jednocześnie twórcy systemu podkreślają, że funkcjonowanie STORMAC opartego o takie rozwiązania sprzętowe nie byłoby możliwe bez oprogramowania, które pozwoli wykorzystać rozproszoną moc obliczeniową mikrokomputerów do realizacji wspólnego celu jakim jest utrzymanie ciągłości wydobycia ropy naftowej z ogromnego obszaru Zatoki.

Dlaczego QNX ?

Firma Texaco przystępując do budowy systemu STORMAC określiła cechy jakie powinien mieć system operacyjny zarządzający komputerami:

  • możliwość komunikowania się z innymi systemami znajdującymi się na lądzie i z dala od lądu,
  • wielozadaniowość,
  • możliwość pracy wielu użytkowników ( wielodostęp),
  • zabezpieczenie dostępu do zbiorów i ochrona systemu przed nieupoważnionymi osobami,
  • możliwość rejestracji pracy użytkowników,
  • zapewnienie integralności danych w przypadku zaniku zasilania.

Wybór padł na system QNX.

Na bazie systemu QNX firma BJ Software Systems z Teksasu stworzyła oprogramowanie zarządzające pracą STORMAC. Podczas realizacji projektu dały poznać się inne cechy systemu QNX, między innymi modułowość oraz możliwości sieciowe, co pozwoliło na dynamiczne modyfikowanie i testowanie systemu w trakcie jego pracy i w rezultacie przyczyniło się do przyspieszenia jego wdrożenia.

Korzyści Texaco.

System STORMAC pozwolił firmie Texaco nie tylko utrzymać ciągłość produkcji podczas huraganów, ale również:

  • zredukować zagrożenie życia i zdrowia osób pracujących na platformach,
  • zwiększyć produktywność personelu co pozwoliło ograniczyć liczbę osób
  • zaangażowanych bezpośrednio w proces produkcji,
  • zredukować koszty operacyjne,
  • zoptymalizować proces produkcji,
  • zwiększyć czas produkcji,
  • ulepszyć proces podejmowania decyzji dzięki bazowaniu na informacji aktualizowanej w czasie rzeczywistym,
  • umożliwić "wektoryzowanie" informacji: właściwa informacja dla właściwej osoby i we właściwym czasie.


Możemy być pewni, że wybór mikrokomputerów PC i systemu operacyjnego QNX dla systemu STORMAC został poprzedzony pełną analizą techniczną (wydajność, niezawodność, itd.) i ekonomiczną, jak również tego, że firmę taką jak Texaco (w czołówce zestawienia FORTUNE 500) na pewno stać na dowolny system komputerowy. Czy firma Texaco ryzykowałaby straty 1.5 mln $ dziennie, gdyby to nie był najlepszy wybór?. Możemy być pewni, że nie.