Рейтинговая оценка - Системы телемеханики Гранит

МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО ВЫСТАВОЧНО-ТОРГОВЫЙ ДОМ «ГРАНИТ-МИКРО»
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
СОВМЕСТНОЕ НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ "ПРОМЭКС"
ОАО "ПРОМАВТОМАТИКА" (г. Житомир)
ООО "ВЫСТАВОЧНО-ТОРГОВЫЙ ДОМ ГРАНИТ-МИКРО" (г. Москва)
ЗАО "УПРАВЛЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ" ГАО ВВЦ (г. Москва)
Портнов Е.М., к.т.н., с.н.с. МИЭТ
Анализ состояния производства,
принципов построения и тенденций развития
информационно-управляющих комплексов
для АСУ распределенных энергообъектов и
производств
Москва
2002 г.
8-499-760-22-58, 8-499-760-27-01, техническая поддержка: 8-499-760-29-13, granit-micro@mail.ru
ВЫСТАВОЧНО-ТОРГОВЫЙ ДОМ «ГРАНИТ-МИКРО», www.granit-micro.ru
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
Содержание
№№
Наименование
ССтр.
Введение
Состояние производства и тенденции развития информационно-управляющих комплексов
(ИУК).
Компоненты и структура ИУК для АСУ распределенными энергообъектами
Анализ структуры ИУК
Состав, конструктивное исполнение, функции и основные технические требования к
устройствам ИУК.
Основные технические требования к устройствам и блокам КП
Требования к программному обеспечению ИУК
Структура каналов связи ИУК различного применения
Интегральная достоверность информации как обобщающий параметр качества информационно-управляющих комплексов
Протоколы передачи информации по каналам связи
Структура функциональных модулей (ФМ) ИУК для АСУ распределенными энергообъектами
Анализ информационных возможностей ФМ ИУК
Требования к методам ввода, обработки и представления информации ФМ, реализация
модулей в ИУК.
ФМ ввода дискретных сигналов (ДС) состояния (положения) контролируемых объектов
ФМ ввода и обработки метрологической информации датчиков с аналоговыми выходными
сигналами
ФМ ввода и обработки метрологической информации датчиков с числоимпульсными или
кодовыми сигналами (для измерения интегральных (суммарных) значений параметров)
ФМ приема, обработки и вывода команд управления
Структурно-функциональные особенности линейных адаптеров ИУК
Методика рейтинговой оценка качества ИУК
Приложение 1. Технические параметры ИУК ведущих производителей
Список литературы
3
разделов
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
12.1
12.2
12.3
12.4
12.5
13
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
2
5
8
10
15
19
24
26
32
38
42
46
49
49
53
57
62
65
67
72
81
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
Введение
Специфика управления и контроля параметров технологических процессов энергоемких, рассредоточенных на
большие расстояния промышленных объектов отличается сложностью, многозначностью и информационной насыщенностью. Поэтому очевидна необходимость применения специализированных автоматических систем сбора, передачи, обработки и отображения информации- информационно-управляющих комплексов (ИУК).
Информационно-управляющие комплексы для распределенных энергообъектов и производств получили развитие
в электроэнергетике для решения задачи достоверной передачи информации от удаленных контролируемых пунктов
(КП) на центральный пункт управления, который часто реализуется в виде центральной приемо-передающей станции
(ЦППС), сочетающей
информационные обмены с КП с программными автоматизированными оперативно-
информационными комплексами (АОИК) и автоматизированными рабочими местами энергодиспетчера (АРМЭ), руководителя (АРМР) и обслуживающего персонала (АРМОП).
Изначально функции ИУК ограничивались передачей от КП известительной информации о состоянии контролируемых объектов- разъединителей, масляных выключателей, а от ЦППС- команд управления для включения или отключения исполнительных механизмов. Уже на первых этапах развития ИУК одной из главных теоретико-практических задач
было обеспечение высокой достоверности информации в условиях мешающего действия помех.
Расширение круга выполняемых функций за счет метрологической информации, данных об аварийных процессах и
диагностической информации ужесточило требования к достоверности данных и сделало первоочередными следующие задачи: повышения надежности и живучести устройств и ИУК в целом; обеспечения максимального использования пропускной способности каналов связи, аппаратуры и программного обеспечения ИУК; относительно простой
адаптации к реальным условиям применения ИУК как на стадии изготовления, так и в процессе эксплуатации.
Важность развития теории синтеза ИУК можно объяснить как расширением выполняемых функций, так и расширением сферы их применения. Общая информатизация общества значительно расширила традиционные границы применения ИУК. Приведем наиболее важные объекты промышленности и непромышленной сферы, широко использующие современные ИУК: электроэнергетика всех уровней (от центрального диспетчерского управления едиными энергосистемами до сельских электрических сетей); электрифицированный железнодорожный транспорт; нефте-, газотранспортные системы; промышленные предприятия металлургической, химической, машиностроительной, электронной, приборостроительной отраслей; аэропорты; коммунальное хозяйство городов- метрополитены, электротранспорт, водопровод, теплоэнергетические предприятия, наружное освещение, управление инженерными объектами жилых массивов; производство и переработка сельскохозяйственной продукции (сахарные заводы, тепличные комплексы,
зернохранилища).
При всем многообразии применения ИУК электроэнергетика и в настоящее время является базовой отраслью,
предъявляя все новые теоретические и практические задачи, касающиеся структуры комплексов и составляющих их
модулей, а также основных информационных характеристик: достоверности, быстродействия, надежности, помехоустойчивости.
Естественно, что при столь широком спектре применения ИУК границы между различными классами комплексов
размываются- наряду с “классическими” системами, построение которых базируются на первоочередном выполнении
требований электроэнергетики, применяются модернизированные комплексы, изначально предназначавшиеся для локальных информационно-управляющих систем (ЛИУС).
Однако все современные виды и модификации ИУК для управления, контроля, защиты и диагностики распределенных энергообъектов и производств не могут в должной степени обеспечить требуемый уровень безопасности и
надежности. Поэтому нередки случаи отказов аппаратуры, повышается вероятность аварий и катастроф, неэффективно используются электроэнергия и другие виды энергоресурсов.
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
3
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
В связи с этим не только не уменьшается, а увеличивается интенсивность работ по повышению эффективности
ИУК для контроля рассредоточенных энергообъектов. Ведущие фирмы предлагают свое видение и решение проблемы, чередуя успехи с неудачами.
Аналитический обзор ставит целью определить взаимосвязи между требованиями к ИУК для АСУ и методами их
реализации и на основе анализа выработать рекомендации для рейтинговой оценки качества ИУК, что должно
помочь разработчикам и пользователям выбрать оптимальную конфигурацию технических и программных средств при
наличии ограничений как технического, так и экономического характера.
Из всего многообразия данных по ИУК для проводимого анализа выбран ограниченный набор наиболее важных
параметров: сведения о ведущих производителях (отечественных, стран СНГ и дальнего зарубежья); особенности
сфер применения ИУК; структуры внутренних и внешних связей между пунктами обмена информацией (ПОИ) ИУК;
внешние и внутренние протоколы ввода - обработки- вывода информации; методы кодообразования; структуры
функциональных модулей передачи – приема – обработки для различных видов информации; методы сопряжения с
датчиками, исполнительными механизмами, оперативно – диспетчерским оборудованием ЦППС.
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
4
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
1.Состояние производства и тенденции развития информационно-управляющих комплексов.
Сфера применения информационно-управляющих комплексов для распределенных энергообъектов и производств
чрезвычайно обширна и постоянно расширяется. Таблица 1 отражает области применения ИУК, распространенных в
России и странах СНГ.
Несмотря на широкий спектр сфер применения, энергетика и поныне является базовой областью для ИУК- подавляющее большинство современных комплексов размещены именно на энергообъектах. Приведем примеры таких комплексов: “Гранит-М” ( ПО “Промавтоматика”, Украина); МПТК (АО “Электропульт”, Россия ); ТК-133 (ПО “Телемеханика”, Россия); УВТК-120 (МНПО “НГА”, Россия); АИСТ (ВНИИЭ, Россия-Украина ); SPIDER (ABB, США- Германия) ; MOSCAD (Motorola , США).
C целью выявления основных тенденций в производстве и развитии ИУК автором проведен аналитический обзор,
базирующийся на научно-технических материалах фирм-производителей, экспонировавших продукцию на Международных выставках в период 1996-2002 гг, доклады на семинарах и конференциях по системам сбора информации, публикации ведущих отечественных и зарубежных специалистов отрасли, а также результаты статистической обработки
технических требований и данных эксплуатации более чем 6000 устройств различных модификаций российскоукраинской торговой марки “Гранит”.
Концерн АВВ представлен комплексом S.P.I.D.E.R DMS. ИУК имеет архитектуру SCADA Systems с развитым набором функциональных модулей и программных задач. Позволяет создавать рассредоточенную базу данных и корректировать программы работы контролируемых пунктов по командам из ЦППС. В комплекс введены аппаратная и программная ветви сопряжения с электронными счетчиками электроэнергии АЛЬФА производства АВВ-ВЭИ Метроника
(Россия).
Siemens (Германия) предлагает использовать варианты программно- логических контроллеров (ПЛК) типа Simatic.
Устройства, оптимально приспособленные для работы в локальной сети между пунктами обмена информацией одного
предприятия, требуют специализированных широкополосных каналов связи, что усложняет их использование в системах с магистральными каналами связи. По аналогичной причине затруднено использование ПЛК фирм Allen Bradley и
других.
Фирма РЕР Modular Computers (Германия)- производитель промышленных контроллеров и модульных систем автоматизации на основе международного стандарта VME-bus, предлагает ИУК, которые позволяют создавать многоуровневые АСУ, но при их применении для построения малообъектных устройств контролируемых пунктов появляется
избыточность аппаратуры и программ, что приводит к существенному увеличению стоимости системы.
Schlumberqer Электрисити специализируется на производстве систем контроля за потреблением электроэнергии.
Устройство QUANTUM D300 удовлетворяет всем современным требованиям по учету, контролю за качеством электроэнергии, а также выполняет дополнительные функции. Для связи ЦППС с рассредоточенными контролируемыми пунктами используется телефонная линия связи. Адаптация системы для работы по магистральной линии не предполагается.
Системы MOSCAD фирмы Motorola применяются в некоторых управлениях магистральными газопроводами России. Хотя возможна работа системы при применении других каналов связи, но лучшие показатели использования можно получить при работе по радиоканалам в УКВ диапазоне. Устройства КП системы имеют широкую гамму функциональных модулей, программы работы которых могут корректироваться по командам из центрального пункта.
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
5
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
№ п/п
1
2
3
4
5
Сфера применения
Название комплекса
Автоматические системы “Гранит”–модульный
управления для промышленных предприятий
МСКУ
Непромышленная сфера
Городское
хозяйство
НПО “Импульс”, Украина
PLC
Allen Bradley , США
Мicro PC
Octagon Systems, США
Smart I/O
PEP, Германия
PLC/LOOP Controller
Allen Breadley, США
SMART-КП
RTSoft (Real Time Software & Hardware House),
Россия
ЦНИИКА , Россия
Магистральные нефте- га- ПТК-ТЛС
зопроводные системы
ТК-125
ЭлектрифицироВанные железные дороги
Изготовитель
ПО “Промавтоматика” Украина
ПО “Телемеханика” , Россия
Procol 240
СЛАОЭлектроника , Финляндия
“Гранит-нефть”
СНПП “Промэкс”, Украина
“СИРИУС-МИКОНТ”
Россия , Литва , Беларусь
УВТК 120.2
AO “Телетап”, Россия
“Гранит-ЖД”
ПО “Промавтоматика”, Украина
Лисна
ЦНИИ МПС, Россия
Geadat
AEG , Германия .
РЕГИНА
Институт электродинамики АН Украины
АСТМУ
НИИЭФА им. Д.Ф. Ефремова, Россия
Гранит-Р
НТЦ “РИССА”, Россия
ПТК ДЕКОНТ
ООО ”Лаборатория ДЭП”, Россия
коммунальное ТМ-322
ПО “Промавтоматика”, Украина
SCADA system
Energoinvest , Босния .
“Гранит-свет”
СНПП “Промэкс”, Украина
Таблица 1. Сферы применения ИУК
Для обеспечения высокой помехоустойчивости протоколом передачи информационных посылок предусмотрено
формирование мощного 32-разрядного циклического кода вместо стандартного 16-ти разрядного для базового протокола HDLC (High Level Data Link Control-процедура высокого уровня управления каналом передачи данных).
Следует заметить, что устройства системы разработаны более 20 лет тому назад и для поставок в страны СНГ
практически не модернизируются, что делает их, с учетом высокой стоимости, неконкурентоспособными, в особенности при необходимости решения нестандартных задач.
Фирма Octaqon Systems (США) имеет представительство в России. Основным компонентом систем передачи информации является достаточно мощная микро-ЭВМ – микро-РС, приспособленная для работы в промышленных условиях, то есть в широком диапазоне температур окружающей среды, при наличии вибраций и других отрицательных
факторов. Микро-РС могут дополняться разными функциональными модулями для решения требований заказчика.
Наилучшие показатели получаются при использовании изделий Octaqon Systems в локальных системах. Расчеты пока-
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
6
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
зывают, что стоимость устройства контролируемого пункта для выполнения приведенных выше требований превышает $ 5000 без учета дополнительных внешних устройств- шкафа, автоматов, пускателей, датчиков, и т.п.
Изделия фирм России значительно дешевле и более адаптированы к условиям работы на объектах стран СНГ.
ЗИП (г. Краснодар) и созданное на его базе предприятие ЗИП-Система (Юг-Система), модернизируя комплекс ТМ120, разработали более современный вариант- КОМПАС (в нескольких модификациях). Комплекс широко применялся
для контроля за работой нефтепроводов России, а после модернизации- также для объектов электроэнергетики. Прототипом при разработке версии комплекса КОМПАС ТМ-2.0 был выбран ИУК “Гранит” ОАО “Промавтоматика” (г. Житомир). Как и в комплексах “Гранит”, функциональные модули устройств КОМПАС имеют унифицированные выводы на
монтажную плоскость; за счет узлов адаптации модули могут выполнять разные варианты задач. Каналы связи между
ЦППС и контролируемыми пунктами могут быть магистральной или радиальной структуры. Однако структуры и протоколы передачи информационных посылок значительно уступают принятым для изделий ОАО “Промавтоматика”, что
усложняет достижение высоких динамических характеристик при применении каналов с малой пропускной способностью. К тому же стоимость аналогичных по функциям устройств “Гранит” в 1,52 раза меньше, чем КОМПАС.
ПО “Электропульт” (г. С.-Петербург) является одним из первых в СНГ предприятий, которые начали специализироваться на разработке и производстве ИУК. Первый промышленный образец ИУК в СССР – ВРТ-48, был создан специалистами этого предприятия. Но постепенно объединение теряет монопольное и ведущее положение на рынке
ИУК.
Такой же вывод можно сделать относительно НИПИ “Нефтехимавтомат” (г. Сумгаит), которое вместе с профильным заводом в г. Баку (Азербайджан) в 60-70 годах было ведущим предприятием СССР по разработке и выпуску систем для нефтепромыслов. В настоящее время фирма не выходит на рынок с новыми предложениями.
АОЗТ “Системы связи и телемеханики” (г.С.Петербург) продолжает традиции ПО “ Электропульт”. Фирма разработала и внедрила в производство комплекс “ Телеканал-М”, который является одним из наиболее совершенных изделий России. В состав комплекса включены модули для выполнения функций сигнализации, измерения, управления,
учета электроэнергии, модемы и мультиплексоры для присоединения к ВЧ, радио, цифровым и оптоволоконным линиям связи. Программы пункта управления реализуют функции оперативно-информационного комплекса .
Некоторые фирмы России организовали производство систем управления из компонентов ведущих зарубежных
фирм. Например, RTSoft (г. Москва), в основном, специализирующаяся на поставке компонентов ЭВМ западных
фирм, предлагает устройства “SMART- КП” для энергосистем России. По техническим характеристикам эти устройства близки к тем, которые поставляются АОЗТ “Системы связи и телемеханики”.
ОАО (ПО) “Промавтоматика” занимается разработкой ИУК более 40 лет. Широко известны системы первого поколения РСТ, которые применялись на объектах энергетики. В 1973 г. впервые в СССР ПО “Промавтоматика” начало
промышленное производство комплекса ТМ-320 на интегральных микросхемах, а в 1986 г.- промышленное производство ИУК “Гранит” на базе микро-ЭВМ и микропроцессоров. За 10 лет изготовлено более 6000 устройств разных вариантов и модификаций с единой фирменной российско-украинской торговой маркой “МИКРОГРАНИТ”.
2. Компоненты и структура ИУК для АСУ распределенными энергообъектами
Структура “традиционного” одноуровневого ИУК для АСУ приведена на рис.1.
Структура многоуровневого ИУК сетевой конфигурации приведена на рис.2. Одноуровневые ИУК включают одну
ЦППС и подключенные к ней КП. Для связи ЦППС- КП используются каналы связи радиальной, магистральной, цепочечной (транзитной) структуры. В многоуровневые ИУК включается две или более ЦППС. Если организуется прямая
информационная связь между КП разных уровней, ИУК приобретает ранг сетевой системы.
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
7
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
Все современные ИУК строятся по принципам SCADA systems (Supervisory Control and Data Acquisition) – диспетчерских
систем с супервизорным управлением при сборе данных. Общее диспетчерское (супервизорное) управление реализуется
ЦППС.
МКС
ЩД
ЦППС
ПД
ПЭВМ1
ПЭВМn
ТКС
РКС2
КП
ИМ
ДИМКС
КП
ПЭВМ
КП
КП
РКС1
РКС3
КП
КП
КП
- МКС – магистральный канал связи;
- РКС – радиальный канал связи;
- ТКС – транзитный канал связи;
- ЩД и ПД – щит (экран, видеостена) диспетчера, пульт диспетчера;
- ПЭВМ – электронно-вычислительная машина персонала ЦППС и
КП;
- ДИМКС – датчики известительных, метрологических и кодовых
сигналов,
- ИМ – исполнительные механизмы.
Рис.1 Структура одноуровневого ИУК для АСУ межуровневые каналы связи ЦППС
ЦППС
ЦППС
КПВ
КП
ЦППС
КПА
каналы связи внутриуровневого прямого информационного обмена между КП
Рис.2. Структура многоуровневого ИУК сетевой конфигурации
каналы связи межуровневого прямого информационного обмена между КП
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
8
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
Аппаратные и программные средства ЦППС образуют автоматизированный оперативно- информационный
комплекс (АОИК) со вставками для реализации автоматизированных рабочих мест диспетчера (АРМ – Д) и обслуживающего персонала (АРМ – ОП).
Обрабатывающий центр (ОЦ) ЦППС выполняется на одной или нескольких ПЭВМ. В большей части ИУК (MOSCAD,
S.P.A.I.D.E.R и др.) ПЭВМ работают в режиме master- slave. Более предпочтительна архитектура ЦППС с независимой
работой всех ПЭВМ ОЦ и автоматическим созданием синхронных баз текущих и ретроспективных данных. Такие ОЦ
повышают “живучесть” ИУК (способность выполнять заданные функции в полном объеме при неработоспособности составных частей) благодаря практически полному исключению отрезков времени, в течение которых база данных ведомой ПЭВМ не соответствует реальной и накопленной к моменту выхода из строя ведущей ПЭВМ.
Архитектура с независимо и синхронно работающими ПЭВМ принята для изделий торговой марки “Гранит”.
Вывод- рекомендация: при рейтинговой оценке качества ИУК следует учитывать возможность сохранения
работоспособности и баз данных при выходе из строя ПЭВМ или другой составной части ОЦ ЦППС.
3. Анализ структуры ИУК
Развитие ИУК привело к их разделению на три основных класса:
- автоматизированные системы диспетчерского управления (АСДУ);
- автоматизированные системы коммерческого учёта электроэнергии (АСКУЭ);
- регистраторы аварийной информации (РАИ).
Большая часть ИУК относится к одному классу систем:
- Tracec 130, SCADA -Ex, Telecom SCADA systems, SMART – RTU, МТК-20, КОМПАС, ТЕЛУР, ТК-113, ТК-125,
Спрут, МСКУ, bcs NET реализуют функции АСДУ;
- DATAGYRR C2000, MEGADATAR, MI 300 Measuring Transducers of Electrical Power Values представляют класс
АСКУЭ;
- ПТК “Черный ящик”, АУРА, ИУК “Регина” реализуют функции РАИ.
Функциональное разделение ИУК привело к их “физическому обособлению” до такой степени, что сейчас производители (и большая часть потребителей) отрицают возможность построения многофункциональных систем, которые
включали бы в качестве подсистем все комбинации из указанных выше классов.
Сочетание в одном объекте контроля разных типов узкоспециализированных информационно-управляющих комплексов, решающих ограниченный круг задач, безусловно обедняет и снижает эффективность управления производством, технически и экономически не выгодно. Поэтому актуальными являются исследования ведущих мировых производителей (в том числе из России и стран СНГ), направленные на разработку и создание многофункциональных систем, сочетающих функции оперативного управления, регистрации аварийной информации и коммерческого учета потребления электроэнергии. Несмотря на определенные успехи, говорить о наличии на рынке высокоэффективного
многофункционального ИУК, в полной мере отвечающего комплексу требований, пока рано.
Принятая некоторыми производителями ИУК методология построения многофункциональных комплексов основывается на наращивании числа и видов функциональных модулей и каналов связи и адекватным увеличением вычислительной мощности встроенных в них микроЭВМ без системной, алгоритмической и структурной коррекции. Такая
“функционально-аппаратная гонка” является консервативной и приводит лишь к существенному удорожанию системы
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
9
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
в целом и, что значительно важнее, деградации основных информационных параметров: достоверности, реальной
пропускной способности каналов связи и помехозащищенности передаваемой и принимаемой информации.
В научно-исследовательской лаборатории управляющих информационных систем (НИЛ УИС) Московского государственного института электронной техники (МИЭТ) под руководством д.т.н., проф. Дубового Н.Д. было проведено теоретико-практическое обоснование возможности и необходимости синтеза многофункциональных ИУК и разработана концепция их технической реализации. Методика проведения анализа учитывала, с одной стороны, необходимость улучшения параметров ИУК, в которых заинтересован пользователь, а с другой стороны, проблемы оптимизации производства. Поэтому целесообразно на плюсы и минусы объединения подсистем в одном ИУК смотреть со стороны пользователя и производителя.
1. Организация каналов связи (КС)- наиболее дорогостоящий компонент ИУК. Поэтому одним из самых весомых
плюсов для пользователей при применении многофункциональных ИУК- необходимость организации только одного канала связи для информационного обмена между КП и ЦППС аварийной, коммерческой и оперативной информацией.
Преимущество от объединения подсистем возрастает при необходимости организации более дорогих КС. Минусом использования объединенного КС могли бы стать существенные различия в методах формирования информационных
посылок. Однако нормативные документы практически одинаково регламентируют способы передачи оперативной,
аварийной и коммерческой информации, нивелируя возможный минус объединения подсистем.
Параметры многофункционального ИУК следует оценивать для нормальных и “нештатных” условий для реальных
конфигураций каналов связи и информационных потоков максимальной интенсивности при ограничении предельно
допустимой скорости передачи информации по каналам связи. Из возможных конфигураций каналов связи- радиальной, магистральной, цепочечной, в наибольшей степени “ сгущает” информационный поток канал связи магистральной
структуры, где устанавливается наиболее жесткая- последовательная, дисциплина передачи данных отдельных КП.
Поэтому предлагаемые методы организации информационного обмена должны апробироваться на каналах связи магистральной конфигурации.
В многофункциональных ИУК связь между ЦППС и КП приобретает вид сети, поэтому чрезвычайно важно выбрать
протокол передачи, который, позволяя реализовывать сетевые структуры, не приводил бы к чрезмерному усложнению
систем, использующих только радиальные связи.
К сожалению, наблюдается тенденция выбора протоколов передачи информации по КС без соотнесения их к структуре информационной системы и ее компонентам. Анализ возможных протоколов позволил сделать вывод о перспективности использования для многофункциональных ИУК протокола HDLC. К достоинствам протокола HDLC следует
отнести простоту синфазирования ЦППС и КП, небольшие затраты на реализацию узлов кодирования и декодирования, универсальность информационной посылки для сложных и относительно простых систем. Указанный протокол
передачи информации в целом, а также организация отдельных его компонентов в значительной степени определяют
высокие важнейшие характеристики системы: эффективность передачи информации, помехоустойчивость, адаптируемость к различным применениям и режимам работы. Однако исследования показывают, что прямое использование
протокола HDLC в ИУК с магистральной структурой каналов связи приводит к недопустимо большим задержкам (>20 с)
доставки информации от любого КП в ЦППС .
Для возможности применения протокола HDLC в многофункциональных ИУК в рамках стандартного протокола целесообразно модифицировать режимы и компоненты передачи информации, чтобы обеспечить устойчивое синфазирование КП-ЦППС для каналов связи произвольной конфигурации и оперативное получение от КП аварийной информации.
2. Обеспечение высокой достоверности информации является важнейшим показателем, определяющим качество
построения многофункциональных комплексов.
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
10
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
В стандартах, задающих базовые характеристики ИУК, самый низкий разрешенный уровень достоверности определяется вероятностью выполнения ложной команды, которая должна быть меньше 10-11, в то же время требования к
вероятности необнаруженных искажений коммерческой информации существенно ниже и равны 10 -810-9. Отметим,
что менее жесткие требования к достоверности коммерческой информации по сравнению с оперативными и аварийными данными совершенно оправданы, потому что возможные последствия искажений указанных видов информации
несравнимы.
Таким образом, ИУК, ориентированные на приём-передачу оперативной информации, обеспечивают более чем
достаточный для коммерческой информации уровень достоверности. К тому же для высокоэффективных многофункциональных ИУК следует принимать во внимание не “ простой”, а “интегральный” показатель достоверности. “Простой”
показатель диктует необходимость снижения вероятности необнаруженных искажений помехами в КС ЦППС- КП, а
«интегральный» требует того же без различий между возможными причинами и местами возникновения не обнаруживаемых искажений. Указанные требования к построению многофункциональных комплексов предполагают использование специальных методов построения функциональных модулей, а также ввода, передачи и приёма информации.
Ключевое значение для обеспечения высокой достоверности информации играют методы кодирования информации,
которые должны обеспечивать одновременную идентификацию ошибок в работе аппаратуры и программ КП и ЦППС, а
также искажение данных в КС между ними.
При использовании “интегрирующей” методологии построения ИУК коммерческая информация окажется под такой
же защитой, что и оперативная.
3. Очевидно, что объединение АСДУ, АСКУЭ и РАИ увеличивает интенсивность потока информации как внутри КП
и ЦППС, так и в КС между ними, пропорционально увеличивается вычислительная нагрузка на обрабатывающий
центр, что принципиально может привести к возникновению очереди на обслуживание заявок каналов сигнализации,
измерений и управления . Это приводит к снижению темпа обработки информации в ОЦ и падению реального быстродействия информационной системы в целом. Поэтому для технической реализуемости многофункционального ИУК
необходима разработка специальных методов и структур организации рабочего цикла передачи информации в стационарном и аварийном режимах работы, учитывающих: возможность искажения данных в каналах связи и, как следствие,
отказа приемника от обработки и представления (регистрации) полученных данных; задержку между первичной и повторной передачами одного и того же сообщения при искажении ранее переданного сообщения; возможность искажения данных узлами ввода информации от датчиков, форматирования и передачи данных в ФМ – передатчике; возможность искажения данных в линейном адаптере на стороне передатчика и приемника и другими ФМ, включенными в
тракт доставки информации приемнику; задержки начала передачи информации, полученной от датчиков, из-за занятости КС и других компонентов КП и ЦППС, включенных в трассу доставки информации от датчика приемнику
4. Увеличение числа функциональных модулей требует анализа проблем, связанных с их адаптацией в устройства
многофункционального ИУК. В связи с этим необходима теоретико-практическая разработка структуры внутренней шины пунктов обмена информацией, обеспечивающей возможность наращивания объема информации за счет подключения новых модулей по мере необходимости решения новых задач без видимого уменьшения быстродействия комплекса.
5. Построение ФМ АСКУЭ подлежит коррекции для возможности их подключения в устройства многофункционального ИУК. Например, в ФМ для ввода числоимпульсных сигналов от счётчиков электроэнергии, ориентированный на
применение в многофункциональном варианте ИУК “Гранит”, были введены узлы более глубокой диагностики работоспособности, в частности, определения коротких замыканий и обрывов в цепях связи датчик- ФМ, а также формирователи биимпульсного корреляционного кода, аналогичного кодам от других ФМ. Важно, что стоимость новой версии ФМ
не увеличилась при очевидных улучшениях пользовательских характеристик.
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
11
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
6. Внимательного рассмотрения требует вопрос организации обслуживания устройств, совмещающих функции
АСДУ, АСКУЭ и РАИ. Если рассматривать только технические аспекты, не подлежат сомнению преимущества обслуживания одного, а не трех разных ИУК. Организационно при обслуживании многофункционального ИУК следует предусмотреть: принятие мер по недопущению несанкционированного воздействия на работу ФМ и устройств; защиту от искажения данных при перерывах в подаче напряжения питания; предотвращение воздействия на данные АСКУЭ при
проведении процедур по обслуживанию каналов и ФМ АСДУ и РАИ.
Первые два пункта реализуются в современных автономных АСДУ регистрацией любой попытки изменения режима
работы устройства, а также подключением устройств ИУК к резервному источнику бесперебойного питания.
Для решения задачи, сформулированной в третьем пункте, может применяться разделение вторичных источников
питания ФМ для АСДУ, АСКУЭ и РАИ или разделение элементов для независимого включения-отключения напряжения питания разных подсистем. К тому же, наметившаяся тенденция объединения служб, ответственных за эксплуатацию АСДУ и АСКУЭ, облегчает решение указанной организационной задачи.
7. Одним из “камней преткновения” на пути объединения АСКУЭ, АСДУ и РАИ является необходимость метрологической аттестации АСКУЭ, которую обычно “избегали” производители АСДУ. Современные ИУК должны проходить
метрологическую аттестацию измерительных каналов, благодаря чему “принципиальные” различия АСДУ, АСКУЭ и
РАИ становятся тактическими.
8. Важным положительным моментом интеграции АСДУ, АСКУЭ и РАИ в многофункциональный комплекс является
объединение массивов оперативной, аварийной и коммерческой информации и создание единых баз данных. Для технической реализации эффективного информационного объединения данных необходима организация общего обрабатывающего центра при резервировании независимо работающих ПЭВМ, каждая из которых самостоятельно и синхронно получает данные от КП. При такой структуре ОЦ в каждой ПЭВМ создаются идентичные синхронные базы текущих и ретроспективных данных. Очевидны преимущества указанной архитектуры ОЦ: повышенная живучесть ИУК,
т.к. практически исключаются отрезки времени, когда база данных в ОЦ (при выходе из строя любой ПЭВМ) не соответствует реальной; расширение функциональных возможностей для диспетчера, который может пользоваться “технологическими кадрами”, отображаемыми на экранах мониторов двух (или более) ПЭВМ.
Резюмируя сказанное, можно утверждать о наличии очевидных технических и экономических преимуществ при создании и использовании нового класса многофункциональных ИУК для АСУ распределенными энергообъектами по
сравнению с вариантами использования для решения комплекса задач независимых подсистем АСДУ, АСКУЭ и РАИ..
Вывод-рекомендация: при рейтинговой оценке качества целесообразно учитывать возможность использования ИУК для получения коммерческой и аварийной информации.
4. Состав, конструктивное исполнение, функции и основные технические требования к устройствам ИУК.
Основные функции ЦППС ИУК: приём из каналов связи данных, передаваемых от КП любых модификаций или
других ЦППС; приём и обработка телесигнализации (ТС), полученной от КП; отображение сигналов на диспетчерском
щите; отображение телеизмерений текущих значений параметров (ТИТ) регистрирующимии и цифровыми приборами;
отображение ТИТ, вышедших за заданные технологические пределы, элементами диспетчерского щита и с помощью
монитора ПЭВМ; ввод, обработка и передача в КП команд управления (КУ); возможность независимой подачи КУ несколькими диспетчерами при разделении между ними объектов управления; подача КУ с помощью клавиатуры ПЭВМ
при одновременном отображении подаваемой команды на экране монитора ПЭВМ; отмена КУ без её передачи в КП до
задания вида команды; вывод ТС, ТИТ, интегральных телеизмерений (ТИИ) на экран монитора ПЭВМ в составе технологических кадров; регистрация ТС, ТИТ, ТИИ, КУ с помощью печатающего устройства; привязка регистрируемой и
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
12
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
отображаемой информации к астрономическому времени; ретрансляция информации в другие ЦППС и (или) КП; передача в КС посылок для обмена информацией с КП во всех установленных режимах работы.
Конструктивно ЦППС информационно-управляющих комплексов для распределенных энергообъектов может быть
представлена в виде совокупности подсистем, причем структура каждой подсистемы аналогична показанной на рис. 3.
Блок сопряжения с КП включает линейные адаптеры (ЛА)- модемы. ЛА адаптируется для работы по предоставленному каналу связи, количество ЛА определяется числом отходящих от ЦППС направлений приема-передачи. Если все
КП сопрягаются с ЦППС РКС, число ЛА равно числу КП; при использовании МКС количество ЛА меньше числа КП. В
некоторых ИУК- MOSCAD, SMART-RTU, КОМПАС, МТК-20, применены многоканальные линейные адаптеры (МЛА)- в
одном ФМ совмещаются элементы для независимого обмена с несколькими КП.
Концентратор представляет собой контроллер супервизорного управления набором ЛА (МЛА), регулирующий обмен данными между КП и обрабатывающим центром (ОЦ). Данные концентратора через контроллер сопряжения с
ПЭВМ ОЦ поступают в ПЭВМ. Как правило, для сопряжения ПЭВМ с ЦППС используются СОМ порты, поддерживающие протокол RS 232C (стык С2). Таким образом, задача контроллера сопряжения сводится к преобразованию протокола, используемого при сборе данных, в протокол СОМ порта.
ОЦ ЦППС сопрягается также с пультом и щитом диспетчера (ПД). Принципиальное значение для эффективности
ИУК имеет структура ОЦ. Во многих ИУК -
S.P.I.D.E.R, MOSCAD, Micro PC, PLC/ Loop Controller, MEGADATA,
SCADA-EX, SMART-RTU, MTK-20, КОМПАС, DECONT, АУРА, РЕГИНА, СПРУТ, в ОЦ включается одна ПЭВМ, иногда
главная ПЭВМ резервируется второй ПЭВМ. ПЭВМ ОЦ, при необходимости, включается в локальную сеть.
Существенное значение для структуры ЦППС ИУК и ОЦ оказывает подход производителя к составу оперативнодиспетчерского оборудования (ОДО). ПД в разных ИУК практически идентичны и, в основном, используются для размещения мониторов ПЭВМ и необходимых для работы диспетчера документов, средств связи и другого оборудования, а подход к выполнению щитов диспетчерских (ЩД)- существенно различается. Ряд изготовителей утверждает о
достаточности комплектования ОДО ПЭВМ и отвергают необходимость использования ЩД. Эволюция требований
потребителей, касающихся состава ОДО, отображается на рис.4, показывающему соотношение числа ИУК и ЩД в
заказах, поступивших в ОАО “Промавтоматика” за последние 20 лет.
До широкого распространения ПЭВМ (1988 г.) практически в каждый ИУК включался ЩД. Резкое снижение числа
ЩД можно объяснить стремлением потребителей заменить ЩД мониторами ПЭВМ. Столь же резкое возрастание числа ЩД, отмечающееся в последние годы, объясняется осознанием того, что отсутствие ЩД резко усложняет работу
диспетчера в нештатных (аварийных) ситуациях. Естественно, что ЩД перестал быть единственным инструментом
диспетчера, поэтому существенно изменился и объем, и характер информации, отображаемой на ЩД. Объем информации резко сократился, а отображаемые данные “интеллектуализировались” и позволяют диспетчеру оценить общую
картину процесса; подробные данные и детали диспетчер получает на экранах мониторов ПЭВМ. Можно констатировать, что ОДО представляет собой, в основном, сочетание ПЭВМ и ЩД (в сочетании с ПД). В подсистему отображения
включается контроллер сопряжения с ПЭВМ ОЦ и контроллеры управления элементами и приборами ЩД.
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
13
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
Блок
связи с КП
Линейный
адаптер-модем
(ЛА1)
Концентратор
КП1
ЛАк-1
Контроллер
сопряжения
с ПЭВМ ОЦ
КПi-1
ЛАк
ОЦ
КПi
COM порты ПЭВМ
ПЭВМ1
Блок отображения
информации
Щит
диспетчера
ПЭВМn-1
ПЭВМn
Пульт
диспетчера
Контроллер управления
элементами щита
(КУЭЩ1)
Рис. 3. Обобщенная структурная схема ЦППС ИУК.
% ЩД в ИУК
100
ЦППС
Магистраль управления
элементами щита
90
80
70
60
50
40
30
20
10
годы
0
1980
1982
1984
1986
1988
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
14
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
Рис.4. Соотношение количества диспетчерских щитов в ИУК по годам
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
15
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
Практически во всех ИУК для сопряжения ОЦ и ЩД используется магистральная шина, но принципы организации
магистрали и построение контроллеров управления элементами щита (КУЭЩ) существенно различаются. Так, например, КУЭЩ ИУК “Гранит-микро” выполнен многоканальным- один контроллер включает узлы для управления 164
индикаторами типа “ включен/выключен”; в ИУК “Гранит-Р” контроллеры одноканальные- их число равно числу индикаторов ЩД.
Очевидно, что при отображении на ЩД сигналов состояния малого (до нескольких десятков) числа объектов, использование одноканальных контроллеров вполне уместно. Для большого количества элементов отображения одноканальные КУЭЩ становятся экономически и технически не выгодными, целесообразен переход на использование многоканальных контроллеров.
Состав ОДО ИУК является определяющим при выборе конструкции ЦППС. Так, например, ЦППС МТК -20 включает МЛА, которые размещаются в кожухе ПЭВМ и непосредственно подключаются к ее внутренней шине. Кажущееся
преимущество такого выполнения ЦППС- минимизации площади, занимаемой аппаратурой ЦППС, неизбежно отрицательно сказывается на эксплуатационных характеристиках ИУК в целом:
-если включить в состав ЦППС ЩД, возникает необходимость размещения вне ПЭВМ оборудования для сопряжения с элементами и приборами, размещенными на ЩД. Поэтому часть оборудования ЦППС размещается вне ПЭВМ;
- для гальванического разделения каналов МЛА вне ПЭВМ требуется размещать источники питания отдельных каналов,
- стремление увеличить число каналов с тем, чтобы установить все МЛА ЦППС в кожух ПЭВМ, приводит к снижению функциональных возможностей МЛА по сравнению с одноканальными. Отмечено, что во многих МЛА используется не “инерционная”, а “ударная” синхронизация приемника по сигналам от передатчика. “Ударная” синхронизация
предполагает немедленную установку нулевой фазы приемника по каждому фронту принимаемого сигнала, а “ инерционная”- постепенную коррекцию фазы приемника в направлении компенсации ее сдвига относительно принимаемых
сигналов. Очевидно, что применение “инерционной” синхронизации требует в 10100 раз больших затрат вычислительных возможностей ЛА, чем при использовании “ударной” синхронизации, но обеспечивает адекватное повышение
помехозащищенности и “ эффективного быстродействия” ИУК.
Структура ЦППС ИУК в значительной мере определяется также выполнением блоков связи с КП. Задача синтеза
ЦППС для АСУ распределенными энергообъектами достаточно трудна из-за того, что в рамках одного ИУК возникает
необходимость использования принципиально различающихся каналов связи: радиальных, УКВ радиоканалов, телефонных. Некоторые КП используются не только для передачи в ЦППС собственных данных, но и транзитного обмена
информацией между ЦППС и КП, у которых отсутствует прямой канал связи с ЦППС. Следует подчеркнуть, что ориентация структуры ИУК для АСУ распределенными энергообъектами только на один вид КС затрудняет или даже делает
невозможным поэтапную модернизацию ранее установленных технических средств, ограничивает возможности пользователя по подключению новых КП к действующим ИУК.
Вывод- рекомендация: для рейтинговой оценки качества ИУК для АСУ необходимо учитывать эксплуатационные параметры ЦППС в нештатных (аварийных) ситуациях.
5. Основные технические требования к устройствам и блокам КП
Устройства контролируемых пунктов по своим функционально-конструктивным особенностям можно разделить на
три класса: с функциями передачи, приема, обработки и отображения информации, по своему “интеллекту” аналогичные устройствам ЦППС; с функциями, частично повторяющими функции ЦППС, т.е. со встроенным “интеллектом”, су-
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
16
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
щественно уступающим ЦППС; непрограммируемые пользователем устройства, работающие как логические автоматы
.
Все три типа КП имеют похожую архитектуру, отличающуюся наличием или отсутствием тех или иных модулей
(например, ПЭВМ, ОЗУ, блока точного времени и т.д). Обобщенная структура КП ИУК представлена на рис.5. КП современных ИУК для АСУ строятся по магистрально-модульному принципу, который предполагает обязательное наличие трех основополагающих компонентов: контроллера внутренней магистрали (КВМ); внутренней магистрали (ВМ);
функциональных модулей (ФМ), подключенных через ВМ к КВМ.
Внутренняя магистраль организована в виде набора шин, сигналы в которых возникают и исчезают по определенному закону- внутреннему интерфейсу (ВИ). Конструктивно ВМ включает разъемные соединения для подключения к
ним ФМ. Число разъемных соединений определяет информационные возможности ВМ. Практически во всех современных ИУК все разъемные соединения идентичны, причем к одноименным выводам разъемов подключаются одни и
те же сигналы ВИ, что позволяет подсоединять к любому разъему ВМ любой ФМ.
В большинстве КП отечественных и зарубежных изготовителей используется только одна внутренняя магистраль
(№2 на рис.5). Это упрощает ВИ, но не учитывает специфику КП- необходимость передачи данных по линиям связи относительно малой производительности (легко достигаемая скорость обмена данными в канале КВМ – ФМ КП- 106 107
бит/с, а реальная скорость передачи данных по каналам связи КП- ЦППС не превышает 1001200 бит/с). В “ одномагистральных” КП линейный адаптер (модем), подключенный к внутренней магистрали №1 (рис.5) и передающий данные в ЦППС, подключается к общей для всех ФМ внутренней магистрали №2, из-за чего обмен информацией по цепям
КВМ – ЛА и КВМ – ФМ (источником передаваемой информации) обязательно разделяется во времени (в связи с особенностью магистрально-модульных структур). В результате уменьшается эффективная производительность КП.
Показанная на рис.5 структура КП отличается введением второй внутренней магистрали, соединяющей КВМ с линейным адаптером передачи данных в ЦППС. “Двухмагистральная” структура КП применяется в ИУК “Гранит”. Некоторое усложнение алгоритмов обслуживания двух внутренних магистралей в таком КП “обменивается” на возможность
параллельной работы ФМ по двум магистралям с заметным увеличением производительности устройства.
Немаловажно и то, что в “двухмагистральном” КП последнее переданное сообщение сохраняется не в ЛА, а в ФМисточнике. Благодаря этому инициатором повторной передачи сообщения, например, при его искажении помехами в
канале связи, выступает не ЛА, а ФМ- источник, не получивший за оговоренное время “квитанцию”- подтверждение
неискаженного приема сообщения. Естественно, что через ЛА, освобожденный от необходимости запоминания ранее
переданного сообщения, может передаваться новая информация (от другого ФМ) в паузе между завершением передачи первого сообщения в ЦППС и получении от него “квитанции”. Таким образом, декоррелируются передачи сообщений в прямом (от КП к ЦППС) и обратном (от ЦППС к КП) каналах связи и существенно увеличивается эффективность использования каналов связи.
Вывод-рекомендация: для рейтинговой оценки качества КП следует оценивать их способность передавать
сообщения при задержке или отсутствии сигнала- подтверждения приема.
Отметим, что в КП (рис.5) к магистрали №1 подключено два ЛА, реализующих сопряжение с ЦППС по двум направлениям. Передача данных от КП по двум направлениям особенно актуальна для АСУ электроэнергетики, в которые
включаются КП, находящиеся в оперативном управлении двух звеньев энергосистемы, например, районных электросетей и предприятий электросетей.
Алгоритмически передача сообщений от КП по двум направлениям реализуется в ИУК “Гранит”, изделиях фирм
ABB, Motorola, ИУК “Телеканал – М” и некоторых других.
Вывод- рекомендация: для рейтинговой оценки качества КП необходимо учесть выполнение требований к КП
для систем электроэнергетики, которые можно сформулировать следующим образом: параллельная передача
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
17
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
данных по двум независимым направлениям; переход в циклический (периодический) режим передачи данных КП при
отсутствии или отказе обратного канала связи (ЦППС – КП); переход к передаче данных по одному направлению
при выходе из строя второго.
ЦППС
Линейные
адаптеры
Модули ввода
известительной
информации
Датчики
известительной
информации
Контроллер
внутренней
магистрали
Модули ввода
метрологической
аналоговой
информации
Датчики
метрологической
аналоговой
информации
Модули ввода
метрологической
дискретной
информации
Датчики
метрологической
дискретной
информации
Внутренняя
магистраль 1
Внутренняя
магистраль 2
Модули ввода
кодовой
информации
Модули вывода
команд
управления
КП
Датчики
кодовой
информации
Исполнительные
механизмы
Линейные
адаптеры- ретрансляторы
КП
ЦППС
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
18
Рис.5. Структура контролируемого пункта ИУК
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
В состав КП включаются наборы функциональные модулей:
-ввода известительной информации (сигнализации), число которых, как правило, изменяется от 1 до 48. Модули сопрягаются с датчиками известительной информации ;
- ввода метрологической (измерительной) информации от датчиков с аналоговым выходным сигналом (текущих измерений),число которых изменяется от 1 до 16. Модули сопрягаются с датчиками метрологической информации;
-ввода метрологической информации от датчиков с дискретным выходным сигналом (например, от счетчиков потребления энергии с числоимпульсными выходными сигналами).Число модулей изменяется от 1 до 8. Модули сопрягаются
с датчиками метрологической информации;
-ввода кодовой информации (например, от счетчиков потребления энергии с кодовой выходной последовательностью),
число которых может изменяться от 1 до 4. Модули сопрягаются с датчиками, формирующими кодовые последовательности сигналов;
-вывода команд управления, сопряженные с исполнительными механизмами (ИМ). Как правило, один модуль обеспечивает управление 132(128) двухпозиционными объектами;
-линейные адаптеры ЛА, реализующие ввод-вывод кодовых последовательностей и сопряжение с КС как в направлении “собственной” ЦППС, так в направлении других КП или ЦППС- при ретрансляции “чужой” информации. Модули сопрягаются с каналами связи различной конфигурации и организованным по разным средам,
-контроллер внутренней магистрали КВМ, который регламентирует обмен информацией между ФМ по ВИ. КВМ организует также сопряжение КП с ПЭВМ
ИУК ведущих зарубежных фирм- ABB, Motorola, Siemens, дополняют КП набором фирменных датчиков, блоками
промежуточных реле и исполнительными механизмами, что существенно упрощает монтаж и эксплуатацию ИУК. Однако в поставке этих фирм отсутствуют стендовое оборудование и специализированные программы для ремонта вышедших из строя узлов. Из рекламных материалов видно, что ремонт ФМ признается нецелесообразным в связи с
принятыми мерами по повышению надежности изделий.
Следует уточнить, что надежность определяет способность выполнять заданные функции в реальных условиях эксплуатации. Одной из особенностей работы КП на энергообъектах стран СНГ является повышенный уровень
электромагнитных и электростатических помех и высокая степень изношенности оборудования. Это приводит к выходу
компонентов КП из строя не потому, что они отличаются низкой “расчетной” надежностью, а из-за попадания на цепи
связи с датчиками и исполнительными механизмами сигналов, намного превышающих предельно установленные
уровни. Поэтому в реальных условиях эксплуатации актуальна организация ремонта ФМ. Для иллюстрации сказанного
в таблице 2 приведены данные, которые систематизируют материалы маркетинговой службы ОАО “Промавтоматика”
по причинам выхода из строя ФМ КП .
№№
Наиболее вероятная причина выхода ФМ из строя
Число ФМ
% от общего числа
ФМ
1
Попадание на входы или выходы ФМ сигналов с недопустимо вы-
192
60,8
49
15,5
из-за неакку-
38
12,0
Брак изготовителя ФМ (нарушение печатного монтажа, металли-
18
5,7
19
6,0
соким уровнем
2
Нарушение условий эксплуатации ФМ
3
Нарушение целостности электронных компонентов
ратного обращения с ФМ
4
зированных отверстий, некачественный монтаж электронных компонентов и др.)
5
Скрытый брак изготовителя электронных компонентов, не обнару-
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
19
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
женный входным контролем и при наработке изделий
Итого
316
100
Таблица 2. Данные по причинам выхода из строя ФМ КП
Как видно из таблицы 2, выход из строя из-за низкой надежности ФМ, т.е. по вине завода-изготовителя, составляет
5,7% от общего числа неисправных ФМ. С учетом приведенных данных необходимо включать в комплект поставки
ИУК стендовое оборудование и программы, а также проводить обучение персонала заказчика методам диагностики и
устранения неисправностей ФМ.
Вывод-рекомендация: для рейтинговой оценки качества КП необходимо учесть наличие в номенклатуре поставки аппаратных средств и программ для диагностики неисправностей и восстановления работоспособности ФМ.
Для улучшения качества эксплуатации КП в его состав должны включаться блоки промежуточных реле, кроссовые соединители для прямого подключения к каналам связи, датчикам, исполнительным механизмам, имитаторы датчиков, конструкции для размещения основных и вспомогательных устройств.
Некоторые зарубежные и отечественные изготовители ИУК (Motorola, СИСТЕЛ) для уменьшения габаритных размеров устройств ограничиваются введением в состав КП для сопряжения с датчиками и исполнительными механизмами лишь разъемных соединений, не вводят в состав устройств источники для питания гальванически изолированных
от аппаратуры узлов сопряжения с датчиками. В результате усложняется комплексный монтаж систем, ухудшаются
параметры ИУК.
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
20
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
Вывод- рекомендация: для рейтинговой оценки качества
необходимо учитывать возможность поставки
вместе с КП вспомогательного оборудования для облегчения работ по монтажу и включению КП в эксплуатацию.
Важно подчеркнуть, что 7080 % устройств КП устанавливается в необслуживаемой зоне- на периферийных подстанциях, на которых отсутствует обслуживающий персонал. Такие подстанции не отапливаются, искусственное регулирование климатических условий для них не проводится. Поэтому аппаратура КП должна нормально функционировать в диапазоне температуры окружающего воздуха от -30 до +50 С, при повышенной влажности и воздействии достаточно мощных электромагнитных помех .
В связи с тем, что ремонтный персонал вынужден работать далеко не в комфортных условиях, при построении КП
особое внимание должно уделяться введению встроенных устройств диагностики, позволяющих персоналу быстро локализовать неисправности и производить ремонт путем замены вышедшего из строя модуля. Некоторые фирмы все
функции по диагностике устройств КП переносят на программный уровень, обедняя или даже полностью исключая диагностические функции модулей. При этом резко увеличивается нагрузка на внутреннюю интерфейсную магистраль,
усложняется программирование КП, требуется повышенный квалификационный уровень обслуживающего персонала .
6. Требования к программному обеспечению ИУК
Наиболее важными характеристиками программного обеспечения (ПО) являются:
- использование для построения ИУК стандартных операционных систем, драйверов ввода – вывода информации,
структур баз данных;
- открытость для пользователя программного обеспечения;
- резервирование обрабатывающего центра ЦППС и независимость формирования баз данных в каждой части обрабатывающего центра;
- возможность построения на базе ПО автоматизированного информационно-управляющего комплекса (АОИК);
- включение в состав ПО инструментальных программ для упрощения адаптации ИУК к реальным условиям применения;
- включение в состав ПО пакета тестовых программ для организации автоматизированного рабочего места (АРМ) обслуживающего персонала,
- возможность создания на базе КП мини АОИК.
Некоторые изготовители (ABB, Octagon Systems, ELKOMTECH S.A., РТСофт) комплектуют ИУК операционными
системами реального времени- OS –9, Vx Works/Tornado, расширением RTX для адаптации Windows к работе в реальном времени, KERNER и др.
Большая часть изготовителей адаптирует различные варианты WINDOWS для работы в режиме реального времени. Характерным является закрытость программного обеспечения большего числа фирм “дальнего зарубежья”, что
требует от заказчиков приобретения программного пакета “с запасом” с учетом возможного расширения функций.
Для отечественных производителей характерна та или иная степень “открытости” поставляемого программного
обеспечения, в которое включаются компоненты для решения задач при последующем развитии ИУК.
Так, в состав программного обеспечения ИУК торговой марки “Гранит” включена подсистема коммерческого (технического) учета потребления электроэнергии (АСКУЭ) и элементы регистратора аварийной информации (РАИ). Отдельные ветви базового программного обеспечения и специализированное тестовое обеспечение используются для
построения АРМ персонала. Программное обеспечение открыто для пользователя- в него могут включаться дополнительные ветви для решения индивидуальных задач, в том числе и программ, созданных другими организациями.
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
21
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
В комплект поставки программного обеспечения включаются инструментальные программы для облегчения адаптации базовых программ к конкретным условиям использования и тестовые программы, позволяющие создать на объекте заказчика АРМ для диагностирования работоспособности блоков и других компонентов комплекса.
Программные средства обеспечивают реализацию следующих функций:
1) обмен информацией между ЦППС и КП в соответствии с принятым алгоритмом функционирования устройств;
2) обработку информации, воспроизведение её на экранах мониторов ПЭВМ, приборах щита или (и) пульта, регистрацию печатающим устройством;
3) задание команд с клавиатуры дисплея ПЭВМ и органов управления пульта;
4) тестовый контроль исправности устройств;
5) возможность подключения программ пользователя;
6) возможность создания многоуровневых иерархических структур;
В базовое программное обеспечение (БПО) устройства входят программы:
1) управления передачей данных по каналам связи;
2) сбора и первичной обработки информации;
3) отображения разнородной информации;
4) генерации, настройки и компоновки конкретной реализации рабочего ПО из стандартных программных модулей
БПО;
5) обмена информацией в локальной сети.
С помощью БПО создаются базы текущих и ретроспективных данных. Система управления базами данных (СУБД)
позволяет:
-строить графики величин (состояний) контролируемых и измеряемых параметров;
- фиксировать выбеги параметров за установленные пределы;
- регистрировать нештатные ситуации по заданным критериям;
- формировать таблицы ретроспективных данных по времени, событиям, видам информации, адресам объектов и т.п.;
- формировать сводки данных по установленным формам;
- фиксировать действия диспетчера с привязкой событий к текущему времени;
- формировать отчеты по потреблению электроэнергии по объектам, группам объектов, фидерам, группам фидеров и
т.п.
Инструментальные программы позволяют создавать технологические кадры- мнемосхемы всего объекта или частей объекта и произвольно выделять на мнемосхемах места отображения дискретных сигналов состояния оборудования, значений измеренных или вычисленных параметров. Указанными программами устанавливается соответствие
между системными и технологическими (реальными) адресами и именами объектов; программы позволяют легко изменять виды технологических кадров специалистами пользователя без привлечения изготовителя комплекса.
Инструментальные программы определяют адреса объектов, чье состояние или значение выводится на диспетчерский щит, устанавливают по желанию пользователя вид отображаемой информации и, при необходимости, позволяют
корректировать ранее заданные параметры управления щитом (пультом).
7. Структура каналов связи ИУК различного применения.
Энергетика
Большая часть каналов связи в энергетике образована путем ВЧ уплотнения линий злектропередач, радиорелейных линий.
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
22
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
В последнее время намечается тенденция более широкого применения цифровых каналов связи и, как следствие,
использования вторичного кодирования передаваемых сообщений в соответствии с протоколом, принятым в каналообразующей аппаратуре. Для выхода в цифровой канал в приемопередающие узлы линейных адаптеров необходимо
ввести узлы внешней синхронизации- по сигналам от тактового генератора каналообразующей аппаратуры. Временное разделение пользователей цифрового канала обычно сочетается с увеличением тактовой частоты, на которой
должны работать передатчики и приемники. Для сопряжения с цифровыми каналами требуется полностью перейти на
спорадические методы передачи и обеспечить возможность увеличения скорости передачи.
Требования к узлам сопряжения с цифровыми и оптоволоконными каналами связи практически идентичны, поэтому
при наличии в устройстве линейного адаптера для цифрового канала можно обеспечить (при необходимости) работу
и по оптоволоконному каналу связи.
Введение цифровых каналов связи - сложный и длительный процесс, поэтому КП должны сохранять возможность
сопряжения с “традиционными” типами каналов связи. Заметим, что использование в устройствах одного ИУК линейных адаптеров разных типов существенно снижает привлекательность таких устройств- пользователи отдают предпочтение изделиям, в которых один ЛА может быть использован для работы по разным типам каналов связи.
Экономические трудности организации проводных каналов связи требуют введения в ИУК линейных адаптеровмодемов, реализующих обмен данными по УКВ радиоканалу. Тенденция расширения использования радиоканалов
связи характерна для городских электрических (кабельных) сетей. Для эффективного использования в одном ИУК для
АСУ проводных и радиоканалов должны применяться специализированные протоколы обмена данными между КП и
ЦППС для максимального использования высокой пропускной способности проводных каналов связи и минимизации
снижения оперативности получения информации от подсистемы, использующей радиоканал.
Для повышения “живучести” ИУК желательно использовать дублирующий коммутируемый телефонный канал связи.
Очевидно, что такой канал не должен быть включен в оперативный контур, однако, по мнению многих пользователей,
он может с успехом использоваться для передачи в ЦППС массивов ретроспективных данных, накопленных в КП. При
неисправности основного (оперативного) канала связи дублирующий канал может временно (с меньшей производительностью) подключиться к контуру передачи-приема оперативной информации. Ясно, что включение в устройства
дублирующего канала требует принятия мер для минимизации деградации реальной пропускной способности системы.
Железнодорожный транспорт
Основным для систем управления электроснабжением является проводной (кабельный или воздушный) канал связи магистральной структуры, дополненный “обходным” каналом, образованным каналообразующей аппаратурой ВЧ
уплотнения сигналов, использующей линии электропередач. Большая протяженность каналов связи и их размещение в
одном кабеле с другими цепями обусловливают необходимость выполнения достаточно жестких требований:
-ограничение максимального уровня передаваемых сигналов величиной +5,2 дБ;
- обеспечение перекрываемого затухания -33дБ при уровне флуктуационных помех не выше –48,6 дБ;
- введение элементов грозозащиты в линейные цепи, в блоки питания и узлы сопряжения с датчиками, которые могут
размещаться вне помещений;
-необходимость обеспечения высокой производительности при ограниченной пропускной способности магистрального
канала связи.
В наиболее широко распространенных системах ЭСТ-62 и ЛИСНА и их современных аналогах для выполнения
указанных требований используется частотное разделение сигналов (дополненное подсистемой с временным разделением) при организации 1020 узкополосных каналов в одном телефонном канале связи. Передача от КП в ЦППС и
от ЦППС в КП ведется по разным парам проводов.
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
23
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
В информационном плане всем КП указанных систем присвоен одинаковый уровень приоритета, т.е. данные от них
передаются циклически и одновременно независимо от того, зафиксированы изменения состояния объектов или такие
изменения отсутствуют. Узкий частотный диапазон каждого из образованных каналов определяет и низкую (несколько
десятков бит/с) скорость передачи данных, что не позволяет расширять функциональные возможности, например, ввести канал оперативной передачи кодовой информации для учета потребления электроэнергии.
Проведенный вероятностный анализ потоков информации показал необходимость создания качественно новых
процедур обмена информацией по магистральным каналам связи, которые использованы в ИУК “Гранит-ЖД-микро”.
Новые принципы организации обмена информацией по каналам связи позволяют:
- использовать для передачи всех видов информации не две, а одну пару проводов линии связи;
- реализовать систему приоритетов, благодаря чему в каждом сеансе обмена данными в канале ЦППС-КП весь частотный диапазон канала связи предоставляется для передачи информации одного КП, в котором зафиксировано
“существенное” событие- изменение состояние контролируемого объекта или выбег измеряемого параметра за “апертуру”- зону нечувствительности. Важно подчеркнуть, что система приоритетов и критерии определения “существенного” события адаптируются к конкретным требованиям пользователей
Расширение частотного диапазона, предоставляемого КП для передачи информации в ЦППС, позволяет:
-резко (более чем на порядок) увеличить быстродействие каналов передачи данных;
-использовать процедуры централизованного опроса наличия “существенных” событий на всех КП и избежать их традиционного поочередного опроса;
-использовать паузы в передаче оперативной известительной и метрологической информации для передачи по тому
же каналу связи данных коммерческого (технического) учета потребления электроэнергии. Результаты теоретического
вероятностного анализа подтверждают отсутствие заметной (более 5%) деградации эффективного быстродействия в
системе, сочетающей подсистемы АСДУ, АСКУЭ и РАИ;
- перейти к спорадическим методам передачи данных, что позволяет выделить время для передачи не только собственно “существенных” событий, но и их хронологии (регистрации аварийной информации), т.е. реализовать интегрированную систему АСДУ-АСКУЭ-РАИ;
- при достаточно высокой оперативности интегрированной системы ограничить требуемый диапазон частот телефонного канала связи (3003400 Гц) и использовать только “надтональную” часть телефонного канала (частоты от 2800 до
3400 гц). Тем самым создаются условия для использования одного телефонного канала связи для передачи цифровых данных ИУК и речевой информации (аналогично тому, как это реализуется в энергетике);
- обеспечить использование единого протокола передачи данных для произвольного числа КП в одном ИУК (диспетчерском круге) и принципов их подключения к каналам связи и реализовать структуры с несколькими независимо работающими магистральными каналами связи и интегрировать в ИУК произвольное число КП, соединенных с ЦППС радиальными или цепочечными каналами связи.
Нефтепромыслы
Как правило, каналы связи между ЦППС и КП, которые установлены у глубинно- насосных установок, образуются
по паре проводов сложной магистрально- древовидной конфигурации. Для обеспечения устойчивой работы КП требуется обеспечить:
- защиту линейной части устройств от воздействия грозовых разрядов;
- защиту линейной части устройств от возможного попадания высокого напряжения при обрыве силового кабеля и соприкосновении его с проводами канала связи между ЦППС и КП;
- использование для передачи данных достаточно мощных сигналов, способных разрушить изолирующую пленку в местах скруток проводов воздушной линии связи;
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
24
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
- использование процедур обмена данными между ЦППС и КП, которые позволяют увеличить оперативность получения данных от КП;
- возможность дополнения проводных каналов связи между КП одного “куста” УКВ радиоканалом для передачи данных от “куста” в ЦППС через ретранслятор – концентратор.
Коммунальное хозяйство городов
Системы управления наружным освещением городов.
Особенностью ИУК является использование для передачи данных от КП одного “каскада”- куста сети подачи на
лампы наружного освещения фазного напряжения питания ~220 В, что требует:
- введения в линейные узлы устройств разделительно-заградительных цепей для изоляции высокого напряжения от
остальной части устройства;
-использования узкополосных фильтров высокого порядка для подавления помех, уровень которых более чем на порядок превышает уровень принимаемого рабочего сигнала;
- применения процедур повышения эффективного быстродействия при обмене информацией по каналу магистральнодревовидной конфигурации.
Важно подчеркнуть целесообразность дополнения магистрально-древовидного канала для кустов КП радиальными
выделенными проводными каналами городской телефонной сети или УКВ радиоканалами для связи “кустов” КП с
ЦППС.
Жилищное хозяйство
Для основного потребителя ИУК- объединенных диспетчерских систем (ОДС), характерно использование выделенных каналов связи в виде специально проложенных пар проводов от жилых домов и других объектов (например,
тепловых пунктов), где устанавливаются КП, к диспетчерскому пункту, в котором размещается ЦППС. Значительная
роль в ИУК отводится речевой связи между абонентом, находящимся в месте установки КП, и диспетчером, находящимся в ЦППС. Естественно, что в ИУК требуется использовать один канал связи для передачи как цифровых, так и
речевых сигналов, при использовании внутренней телефонной сети жилого массива. Согласованный с потребителями
порядок использования канала связи можно охарактеризовать следующим образом:
- каналы связи в рабочем режиме используются для передачи цифровой информации;
- требование проведения сеанса речевой связи абонента с диспетчером подается абонентом путем подключения канала связи к телефонному аппарату;
- прерывание канала передачи цифровых сигналов приводит к появлению визуального (звукового) сигнала у диспетчера, который подключает канал связи к телефону со стороны ЦППС;
- после завершения переговоров (или по таймеру) канал передачи цифровой информации восстанавливается.
Промышленные предприятия, непромышленная сфера
Анализ требований потребителей показывает, что дополнительные к уже рассмотренным требования по использованию и видам каналов связи отсутствуют.
Реализация требований к каналам связи в ИУК
Большая часть ИУК - S.P.I.D.E.R RTU, SMART I \ O, Micro PLC and Real – Time Computer, Micro PC, DATAGYR
R
C2000, Теlecom SCADA systems TTC-OM, PLC \ Loop controller, Teleperm, Merlin Gerin, Telemecanique, Square D,
Modicon, SMART-RTU, МТК-20, ТК-113, ТК-125, ИУК “DECONT”, ПТК “Черный ящик”, АУРА, АСДУ MicroSCADA,
ИУК “Спрут”, МСКУ, структурно ориентирована на использование только радиальных каналов связи (РКС), которые
создаются выделением пары проводов или рабочей полосы частот в уплотненном канале связи.
РКС хорошо адаптируются для применения в АСУ для объектов электроэнергетики и промышленных предприятий.
Обеспечивая наибольшую “живучесть” и пропускную способность, они требуют максимальных затрат на их организат\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
25
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
цию. Естественно, что структура ИУК для РКС упрощается, т.к. отпадает необходимость передачи по КС кодов адресов
источника и приемника информации, создаются условия для циклической передачи сообщений, которая по помехоустойчивости эквивалентна использованию помехоустойчивых кодов с многократным повторением информационных
сообщений. Блоки кодирования и декодирования ИУК с циклической передачей сообщений упрощаются.
Можно констатировать, что в ИУК, ориентированных на использование только РКС, достигается максимальная эффективность передачи данных и надежность работы.
Однако, как следует из приведенного выше анализа требований потребителей, даже в ИУК для АСУ объектами
электроэнергетики возникает необходимость дополнения РКС магистральными и цепочечными. В ИУК для АСУ магистральными продуктопроводами практически всегда используются магистральные КС со вставками участков РКС. Радиоканалы связи, получающие все большее применение, эквивалентны по принципам организации обмена данными
между КП и ЦППС магистральным каналам связи. Очевидно, что ИУК, ориентированные на РКС, при всех их положительных свойствах, теряют привлекательность у потребителей.
Осознавая существенные различия в архитектуре ИУК для различных структур каналов связи, производители АСУ
в 7090-х годах двадцатого столетия создавали отдельные версии ИУК: ТМ-512, ТМ-320, ТМ-800, МКТ, АИСТ,
ENERGONET PS-1, МУСТ-Р- для работы по радиальным каналам связи; ТМ-120 (новая версия – КОМПАС), УВТК-120,
MOSCAD- для работы по МКС.
Многие фирмы, создававшие ИУК для определенных отраслей и ориентированные на использование одного вида
КС, чтобы расширить сферу использования изделий, указывают на возможность использования изделий для различных видов каналов связи. Однако фактически учет особенностей работы по различным каналам связи сводится к вводу
в ИУК дополнительных процедур передачи данных при неизменности системных и схемотехнических решений. Поэтому ИУК, которые структурно ориентированы на использование только одного вида КС, по комплексу показателей не
могут считаться универсальными. Так, например, фирма MOTOROLA для ИУК MOSCAD разработала специальную архитектуру и фирменный протокол для обмена данными MDLC (отличающийся от базового протокола HDLC) по радиоканалу связи. Используемый протокол обеспечивает получение данных по МКС с малой задержкой. Введенные новации явились основанием для “перевода” ИУК в категорию универсальных. Однако скорость передачи данных по КС является, хотя и важным, но не единственным критерием качества ИУК, не менее важными являются:
-максимальное время доставки в ЦППС аварийных сигналов при их одновременном возникновении на нескольких КП,
подключенных к одному каналу связи. Следует отметить, что в рекламных материалах, как правило, приводится время
получения одного информационного сообщения без указания суммарного времени получения всех аварийных сообщений;
-соотношение между “номинальным” быстродействием и требуемой полосой частот в КC;
-максимальная задержка между моментами появления группы аварийных сигналов и фиксацией последнего из этих
сигналов в ЦППС.
Очевидно, что указанные показатели являются важнейшим при оценке качества ИУК, но они в “квазиуниверсальных” ИУК подменяются одним общим- временем передачи информационного сообщения по КС, который не учитывает
всю гамму процедур между моментом появления любого сигнала, началом его передачи в КС и завершением приема в
ЦППС.
Видно, что для реальной оценки качества ИУК необходимо учитывать структурные, системные и схемотехнические
особенности.
8. Интегральная достоверность информации как обобщающий параметр качества информационноуправляющих комплексов
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
26
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
Для поиска интегрального показателя качества ИУК проанализируем основные информационные параметры в их
традиционной трактовке.
В соответствии с ГОСТ 26.205.88 достоверность ИУК определяют по величине вероятности необнаруживаемого
искажения команд, сигналов, измерений помехами в канале связи. Другими словами, под достоверностью понимают
степень соответствия принятого сигнала переданному, причем мешающим фактором, способным привести к несоответствию, являются помехи, действующие в канале связи ЦППС- КП. Таким образом, данное в ГОСТ определение
нацеливает разработчиков на достижение требуемого уровня достоверности минимизацией искажений сообщений помехами в канале связи ЦППС- КП.
В технической документации по ИУК различных фирм указывается, что высокая достоверность (вероятность необнаруживаемых искажений10-1010-16) принимаемой информации обеспечивается использованием мощных помехозащитных кодов, ориентированных на обнаружение искажений сообщений помехами в каналах связи ЦППС - КП. Например, указывается, что при вероятности искажения любого сигнала помехами в канале связи P1= 10-4 (оговоренное
ГОСТ реальное значение вероятности искажения помехами единичного сигнала в нормальном канале связи) и при
числе сигналов в рабочем цикле 102 достигается достоверность принимаемой информации, определяемая вероятностью необнаруженного искажения, Pнеоб иск  10-12. Однако в приведенном показателе не учитывается возможность искажения информации до ее получения кодером, т.е. достоверность гарантируется лишь на одном из участков трассы
доставки информации от датчика приемнику.
Таким образом, нечеткое формулирование важнейшего показателя информационных систем - достоверности принимаемой информации, привело к отрыву методов кодирования и декодирования от системотехники ИУК и схемотехники функциональных модулей ИУК- источников к приемников информации .
Обычно подчеркивается, что структура модулей влияет на другой качественный показатель ИУК- надежность,
представляемую как вероятность отказа, среднее время до или между отказами. Надежностью определяется степень
работоспособности- способности системы в целом и ее компонентов в отдельности выполнять заданные функции в
определенных условиях эксплуатации. При этом упускаются из вида неисправности модулей, которые приводят не к
отказу от выполнения команды или передачи сигналов, а к необнаруженным искажениям команды управления или сигналов состояния оборудования, хотя очевидно, что отказы от выполнения команд несравнимо реже приводят к авариям, чем выполнение ложной команды. Кстати, несимметрия ответственности при отказах и при ложном управлении
или искаженной сигнализации отражена в указанном ГОСТ. Так, нормируемые уровни допустимой вероятности отказа
от выполнения ложной команды управления или приема сигналов состояния оборудования с необнаруженными искажениями в 105 – 107 (!) раз меньше, чем уровни реализации искаженных данных (выполнение команды управления или
отображение ложных сигналов). Поэтому ясно, что оценивать достоверность принимаемой информации в ИУК, например команд управления, следует по вероятности ложного выполнения команды управления без указания причины и
места искажения команды. Очевидно, что аналогично следует оценивать достоверность информации и других каналов
ИУК.
Если проанализировать по предложенному принципу ряд ИУК (и отечественного, и зарубежного исполнения), то
окажется, что они, обладая весьма малой вероятностью необнаруживаемых искажений команд, сигналов и измерений
помехами в канале связи, обладают намного более низкой реальной достоверностью принимаемой информации из-за
полной некоррелированности схемотехники модулей, осуществляющих кодирование и передачу информации .
Таким образом, для достижения высокой реальной достоверности информации недостаточно ориентировать системотехнику ИУК только на борьбу с помехами в каналах связи, необходимо жестко коррелировать методы кодирования и схемотехнического построения модулей, участвующих в передаче и приеме информации .
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
27
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
Сужение возможных мест и причин искажения данных приводит к тому, что более широкое понятие “достоверность
принимаемой информации” подменяется более узким “защищенностью от искажений информации помехами в канале
связи”.
В связи с вышесказанным предлагается для синтеза высокоэффективных многофункциональных ИУК использовать более универсальный критерий- “интегральную достоверность информации”. Обоснуем введенное понятие
“интегральной достоверности”. “Интегральная достоверность”- вероятность получения приемником неискаженной
информации от источника с задержкой, не превышающей установленный предел.
Покажем, что введенный обобщающий показатель включает в качестве составных частей все важнейшие информационные характеристики ИУК- быстродействие, помехоустойчивость, надежность, достоверность приема информации, которые обычно представляются отдельными параметрами.
“Стандартный” показатель быстродействия R трактуется как отношение длины передаваемого информационного
сообщения (n) к номинальной скорости коммутации сигналов в канале связи- [бит/с]: R=n/ .Если, например, в ИУК
обеспечивается возможность коммутации сигналов со скоростью =1200 бит/с, а длина информационного сообщения n
не превышает 200 бит, “стандартное быстродействие” ИУК (на самом деле - время передачи одного сообщения по каналу связи) R составит 1/6 с. В действительности полученный показатель не учитывает: вероятность искажения данных в канале связи и, как следствие, отказ приемника от обработки и регистрации полученных данных; задержку между
первичной и повторной передачами одного и того же сообщения при искажении ранее переданного сообщения; вероятность искажения данных узлами ввода информации от датчиков, форматирования и передачи данных в ФМ- передатчике; вероятность искажения данных в линейных адаптерах на стороне передатчика и приемника и в других ФМ,
включенных в трассу доставки информации приемнику; задержку начала передачи информации, полученной от датчиков, из-за занятости канала связи и других компонентов КП и ЦППС, включенных в трассу доставки информации от
датчика приемнику.
Видно, что для анализа “реального быстродействия” совершенно недостаточно учитывать скорость коммутации
сигналов и длину информационного сообщения- требуется вероятностный анализ структурных, системных и схемных
решений ИУК. Получаемая на основе такого анализа характеристика- “реальное быстродействие”, вводится как одна
из компонентов в показатель “ интегральная достоверность” для определения соответствия установленного и достигаемого времени получения достоверной информации.
Нормативными документами устанавливается, что надежность ИУК должна определяться в отдельности по каждому каналу каждой из выполняемых функций и выражаться вероятностным показателем– средним временем работы до
отказа или временем работы между отказами. Предполагая, что время безотказной работы элементов распределено
по произвольному закону, интенсивность отказа элемента  (t) выражается соотношением:
 (t) = -
dp(t ) / dt
p(t )
,
(1)
где p(t)- вероятность его безотказной работы.
Вероятность безотказной работы информационного комплекса с последовательным соединением элементов, в соответствии с теоремой умножения вероятностей независимых событий можно представить в виде произведения вероятностей безотказной работы ее элементов.
P(t) =
N
N
t
N
t
j 1
j 1
0
j 1 0
 p j ( t ) =  exp[    j ( t )dt ] =exp [     ( t )dt ]
.
(2)
где N- число элементов в ИУК. Как видно, из формул (1) и (2) при расчете надежности учитывается только вероятность обнаруживаемых неисправностей. Необнаруживаемые неисправности (скрытые отказы) переводятся из показат\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
28
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
теля “надежность” в показатель “достоверность” и определяют вероятность приема и представления приемнику информации с необнаруживаемыми искажениями.
В создавшейся неоднозначной ситуации, потребителю трудно определить, какой из двух ИУК “лучше”- первый, у которого среднее время между отказами равно 10000 часов, а вероятность выполнения ложной команды управления
равна 10-9, или второй, у которого среднее время между отказами равно 5000 часов, но вероятность необнаруженного
искажения команды управления равна 10-14. Ясно, что без увязки двух показателей в общем- “интегральной достоверности”, такая задача практически неразрешима.
Важно также подчеркнуть, что при использовании раздельных показателей- быстродействия, надежности и достоверности, не учитывается взаимозависимость между методами обнаружения неисправностей и временем доставки
достоверной информации приемнику, что делает целесообразным ввода обобщающего показателя достоверности и
быстродействия.
Нормируемый ГОСТ показатель помехоустойчивости определяется как способность ИУК противостоять мешающему действию помех при доставке приемнику информации от передатчика. Помехоустойчивость элементарного сигнала
характеризуется вероятностью его правильного приема при заданном уровне помех. Обозначим через p(10)- вероятность трансформации сигнала из “1” в “0”, а p(01)- вероятность трансформации сигнала из “0” в “1”. Для симметричного канала связи эти вероятности одинаковы и характеризуются вероятностью искажения сигнала p= p(10)=
p(01).
В реальных условиях на ИУК воздействуют импульсные, флуктуационные и гармонические помехи (от промышленной частоты сети питания и ее гармоник). Мешающее действие импульсной помехи на сигнал определяется соотношением длительностей помехи п и сигнала с, а также наложением во времени сигнала и помехи. При п  с мешающее
действие импульсной помехи может быть практически устранено относительно простыми средствами (например, введением инерционного звена на входе приемника). Флуктуационные помехи являются результатом наложения большого числа импульсных помех, вследствие чего кривая напряжения помех является квазинепрерывной случайной величиной, описываемой вероятностными характеристиками. Эффективным методом борьбы с флуктуационными помехами является увеличение уровня рабочего сигнала или (что практически эквивалентно) принятие мер по уменьшению
уровня помех.
Гармонические помехи являются результатом электромагнитного воздействия от силовых цепей на маломощные
цепи ввода сигналов от датчиков. Эффективно для уменьшения воздействия помех максимальное разнесение в пространстве силовых и информационных цепей, а также смещение рабочей частоты сканирования информации от датчиков относительно основной частоты и гармоник сети напряжения питания в сочетании с установкой соответствующих
полосовых фильтров между датчиками и входами устройств ИУК.
Как правило, принятие мер по подавлению воздействия помех на элементарные сигналы информационных сообщений не обеспечивает достаточный уровень помехозащищенности. Поэтому указанные меры борьбы с помехами, поражающими элементарные сигналы, сочетаются в ИУК с применением методов защиты информационных сообщений
“в целом”, т.е. с использованием помехозащитных кодов.
Помехоустойчивость по “стандартной” методологии определяется вероятностью обнаружения искажений принимаемой информации помехами, действующими в канале связи между КП и ЦППС, и игнорируется возможность искажений данных во всех остальных участках трассы доставки информации приемнику.
По “стандарту” для повышения помехоустойчивости ИУК достаточно использовать для передачи более мощные
помехозащитные коды. Однако мешающее действие помех ощущается не только в канале связи КП – ЦППС, но и в
других компонентах трассы датчик- приемник информации. Проведенный анализ причин выхода функциональных модулей из строя, дает основания утверждать, что вероятность искажающего воздействия помех на каждую входную
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
29
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
цепь КП, предназначенную для ввода, например, сигнала состояния исполнительного механизма, сравнима с общепринятым значением вероятности искажения “единичного сигнала” помехами в каналах связи, равной 10-310-4. Учитывая наличие сотен цепей сопряжения КП c источниками информации, а, следовательно, и источниками помех, можно констатировать, что “стандартный” показатель помехоустойчивости не соответствует реальным показателям ИУК.
Для приближения “ стандартного” показателя к реальному необходимо учитывать возможность искажения информации
по всей трассе доставки информации приемнику, включающей датчики, цепи связи датчиков с устройством, модули
ввода, обработки, форматирования, линейные адаптеры на стороне передатчика и приемника и модули аналогичные
модули приемного устройства.
Следует подчеркнуть взаимосвязь показателя помехоустойчивости с другими определяющими параметрами ИУК.
Так, например, меры, принимаемые для повышения помехоустойчивости- увеличение “мощности” помехозащитных кодов, введение заградительных фильтров и т.п., могут увеличить задержку между моментами изменения состояния
объектом контроля и приема данных приемником до величины, превышающей установленный порог, т.е. переводят
принятые данные в разряд недостоверных. Ведь такая задержка искажает реальное протекание переходного процесса
(особенно аварийного) на контролируемом объекте. Поэтому показатель помехоустойчивости также необходимо рассматривать в контексте реальной достоверности.
Аналогичные рассуждения можно привести относительно мер, принимаемых в ИУК для повышения одной из важных составляющих показателя надежности-качества диагностики работоспособности ФМ. Введение более глубокой
диагностики для повышения надежности требует либо дополнительных временных затрат на получение информации
от датчиков, либо увеличения времени на передачу не только информационной, но и диагностической информации,
что, как указано выше, может перевести принятую информацию в категорию недостоверной.
Итак, все основные параметры, характеризующие качество ИУК, должны рассматриваться во взаимосвязи и оцениваться обобщающим показателем, в качестве которого предлагается использовать интегральную достоверность. Проведенный анализ систематизируется схемой на рис 6.
На рис.6 каждый из основополагающих параметров: быстродействие (Б), помехоустойчивость (П), надежность (Н) и
достоверность (Д) показан во взаимосвязи с другими. Например, показано, что методы кодообразования, используемые в ИУК для повышения защищенности от помех, влияют на быстродействие (снижают его), но могут повысить достоверность. Очевидно, что для определения числовых значений воздействия методов кодообразования на другие параметры, необходимо учитывать конкретные данные ИУК. Аналогичные взаимозависимости указаны и для других параметров.
Вывод – рекомендации: для оценки качества ИУК необходимо рассматривать основные параметры – быстродействие, помехозащищенность, надежность и достоверность в их взаимосвязи.
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
30
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
Интегральная достоверность
Достоверность
(Д)
диагностика
кодообразование
протоколы
структуры и
алгоритмы
Надежность
(Н)
резервирование
диагностика
структуры и
алгоритмы
Быстродействие
(Б)
кодообразование
протоколы
структуры и
алгоритмы
диагностика
Помехоустойчивость
(П)
кодообразование
протоколы
фильтрация
структуры и
алгоритмы
П
Б
Н
Д
Рис. 6. Взаимосвязь основных параметров ИУК в рамках интегральной достоверности информации
9. Протоколы передачи информации по каналам связи
Протокол регламентирует последовательность передачи и структуру компонентов информационного сообщения,
передаваемого по каналам связи.
Универсальность ИУК в значительной степени определяется используемым протоколом передачи сообщений по
каналам связи.
В общем случае при выборе протокола передачи данных следует принимать во внимание следующие основные
показатели: возможность реализации обмена информацией между пунктами ИУК, соединенных радиальными, магистральными, цепочечными или комбинированными каналами связи; необходимость организации связи по выделенным
(физическим) каналам связи, радиоканалам, а также каналам связи, включающим различные системы уплотнения и
каналообразующую аппаратуру, с помощью которой информационно-управляющие комплексы подключаются к линит\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
31
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
ям электропередач, радиорелейным линиям, кабельным и оптическим каналам; простоту формирования компонентов
рабочего цикла выбранного протокола для любых режимов работы и при произвольных объемах информации; необходимость достижения требуемого уровня помехозащищенности, достоверности и реального быстродействия, т.е. соблюдение условий достижения высокого уровня интегральной достоверности.
Протоколы для локальных информационно-управляющих комплексов, в основном, байт-ориентированные. В них не
предусматривается возможность пересечения во времени передачи данных в прямом и обратном каналах или, в связи
с малой вероятностью совпадения во времени передачи данных от нескольких абонентов, используется механизм “состязания”. “ Состязающиеся” абоненты фиксируют несовпадение передаваемой в канал связи и реально присутствующей в нем информации, по несовпадению идентифицируется выход в канал связи не только собственного, но и “чужого” передатчика. Протоколы, ориентированные на возможность “состязания”, достаточно просто реализуются, однако,
не могут использоваться в системах, ориентированных на работу в аварийных (нештатных) режимах, характеризующихся существенным сгущением информационного потока. Протокол с “состязанием” используется в системах на основе IBM 2780 BSC и IBM 3780 BSC, МDLC.
В другом варианте протокола, не предусматривающего пересечение во времени передачи данных нескольких абонентов, используются процедуры поочередного или приоритетного опроса наличия требований абонентов (Burroughs
TD830, CDC UT-200, Honeywell VIP, IBM 3270 BSC, Sperry (Univac) U-200, ICL CO1/CO3 и др.).
В отличие от систем, использующих протоколы с “состязанием”, в системах с опросом канал связи остается активным постоянно. Абонент сети реагирует на опрос от контроллера в фоновом режиме. Протоколы с опросом характеризуются малой оперативностью, поэтому в современных ИУК практически не используются.
С развитием информационно-управляющих комплексов получают развитие протоколы, предусматривающие возможность независимой передачи данных в прямом и обратном каналах, т.е. включающие процедуры для дуплексной
передачи. Такие стандарты эволюционировали- разработанные для аппаратуры одной фирмы, они затем переходили
в разряд международных, принятых ведущими национальными организациями- ADCCP (Национальный институт
стандартов США ANSI); DDCMP (Digital Equipment Corporated, США); SDLC (IBM).
Подобную эволюцию проходили и отечественные комплексы. Например, в информационно-управляющих комплексах ТМ-320, ТМ-310, ТМ-322 используется протокол, регламентирующий обмен информацией только по выделенным
радиальным каналам связи. Упрощение протокола достигается: частичным совмещением передачи информации в
двух направлениях в пределах одного рабочего цикла; отсутствием в сообщении адресов передатчиков и приемников
информации, поскольку адреса однозначно определяются радиальной структурой канала связи; отсутствием маркера
окончания рабочего цикла в связи с постоянной длиной любого сообщения. При создании более совершенного ИУК типа “Гранит” ОАО “Промавтоматика” перешло на использование стандартного протокола HDLC.
В ИУК МКТ (з-д Электропульт, Россия), АИСТ (ВНИИЭ, Россия) используются информационные посылки различной длины, однако, и в этих комплексах предполагается ориентация на одну радиальную структуру канала связи. В
комплексах “Телеканал- М”, продолжившего линию ИУК завода “Электропульт”, также осуществлен переход на стандартный протокол HDLC.
В системе УВТК-120-2 применяется магистрально-радиальный канал связи. В связи с этим протоколом предусматривается процедура последовательной адресации устройств, подключенных к магистральному каналу связи. В новой
версии ИУК типа “Компас –2М” используется указанный стандартный протокол.
В современных ИУК четко проявляется тенденция применения стандартных протоколов, рекомендованных Международным консультативным комитетом по телефонии и телеграфии (МККТТ). Так, в ИУК торговой марки «Гранит»,
S.P.I.D.E.R ABB, T20 (ALSTROM), ENERGONET PS1 (ENERGOINVEST) и др. использован базовый протокол HDLC, который эквивалентен протоколу ADCCP ANSI. Протокол HDLC положен в основу рекомендаций Х.25 МККТТ. Фирма
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
32
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
MOTOROLA внесла коррективы в стандартный протокол, позволяющий повысить защиту от помех в каналах связи, и
использовала модифицированный протокол MDLC в ИУК MOSCAD.
HDLC предполагает наличие следующих компонентов рабочего цикла передачи информационного сообщения:
- открывающего и закрывающего информационное сообщение маркера- “флага”- однобайтной посылки со структурой
01111110 ( для обеспечения прозрачности кодовой комбинации “флага” во всем сообщении протоколом HDLC предусматривается введение процедуры bitstaffing путем вставки сигнала “0” после пяти подряд следующих сигналов “1”);
- адресной части, включающей одно- или многобайтные посылки кодов адреса источника и приемника информационного сообщения;
- однобайтной посылки установленного для данного рабочего цикла режима работы;
- “информационного поля” сообщения, длина которого может изменяться от 0 (в случае достаточности данных, содержащихся в байте задания режима работы) до 256 байт,
- “поля защиты”, представляющего двухбайтную контрольную последовательность- остаток от деления всего передаваемого полинома (адресной части, режима работы и информационного поля) на образующий полином, имеющий
структуру - 215 + 212 + 25 + 1.
Рекомендации Х.25 допускают определенные вариации компонентов стандартного протокола, которые можно использовать для оптимизации режима работы ИУК.
HDLC пригоден для построения сетевых структур ИУК, ориентированных на коммутацию “пакетов данных”. Для повышения устойчивости к воздействию помех в каналах связи в нем применен “плотно упакованный” циклический код с
двухбайтной контрольной последовательностью, что обеспечивает кодовое расстояние между смежными разрешенными комбинациями, не меньшее четырех, для сообщений, длина которых не превышает 128 байт. Использование в
ИУК стандартного общепризнанного протокола высокого уровня гарантирует пользователю возможность развития АСУ
в процессе эксплуатации, сопряжение с аппаратными или программными средствами других ИУК.
Вывод-рекомендация: при рейтинговой оценке качества ИУК целесообразно уточнить общепризнанность и
универсальность используемых протоколов передачи данных.
Следует учитывать, что для сопряжения с цифровыми каналами связи чаще всего используется физический стык
по шинам RS 232C, поэтому узлы формирования сообщений должны вкладывать посылки HDLC в формат RS 232Cзаменить посылки с более мощным кодом по рекомендациям Х.25 менее защищенными нецелесообразно.
Важным является сочетание протоколов передачи информации по каналам связи и по внутренней магистрали стыка КВМ с ФМ. Во многих ИУК- фирм SIEMENS, ABB, MOTOROLA, ALLEN BREADLEY, а также в ИУК “КОМПАС”, Телеканал М, АУРА, ТЕЛУР и др. используются внутренние протоколы с параллельной передачей данных от ФМ в КМВ и
в обратном направлении. В результате- с учетом необходимости передачи данных последовательными кодами по каналам КП-ЦППС - неизбежно появляются процедуры перекодирования и преобразования параллельных кодов в последовательные и обратно, а вместе с ними и вероятность появления не обнаруживаемых искажений информации.
Обосновывается использование параллельных информационных кодов для ВИ значительным увеличением скорости
ввода-вывода информации. Однако таким обоснованием не учитывается особенность ИУК для рассредоточенных
объектов- обязательное наличие в тракте передачи данных от КП в ЦППС и в обратном направлении канала связи,
пропускная способность которого не менее чем на 34 порядка ниже пропускной способности внутренней магистрали
ИУК. Следовательно, увеличение скорости ввода-вывода в 816 раз за счет использования вместо однопроводной
информационной шины 8 или 16-ти проводной практически не увеличивает “интегральную” производительность ИУК.
С другой стороны, очевидны преимущества использования однопроводной информационной шины для ВИ:
- исключение буферных (паразитных) преобразователей параллельного кода в последовательный и последовательного кода в параллельный;
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
33
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
- упрощение процедур диагностики работоспособности ФМ и цепей связи с датчиками и исполнительными механизмами;
- возможность рассредоточения по объекту (подстанции) ФМ, т.е. их удаления от контроллера магистрали на сотни
метров.
В ИУК “Гранит” во ВИ используется однопроводная информационная шина, причем процедуры формирования
сообщений в тракте КВМ – ФМ и КП-ЦППС идентичны. Благодаря этому ФМ становятся идентичными микроКП, а
структура всего ИУК- более “прозрачной” для потребителей.
Вывод-рекомендация: для рейтинговой оценки качества ИУК необходимо учитывать возможность унификации протоколов и возможность использования однотипных протоколов для сосредоточенного и рассредоточенного размещения ФМ.
10. Структура функциональных модулей ИУК для АСУ распределенными энергообъектами
Набор функциональных модулей, включенный в состав пунктов обмена информацией- КП и ЦППС, определяет их
функциональные возможности и обеспечивает информационный обмен между ними. По своим функциональным
назначениям ФМ подразделяются на приемники и источники информации.
Структура “типового” ФМ- источника приведена на рис.7.
Контроллер ФМ координирует работу всех узлов и посредством узла сопряжения реализует принятые процедуры
передачи информации во внутреннюю магистраль КП или ЦППС.
ФМ- источник сопрягается с датчиками известительных или метрологических сигналов. Для углубления диагностики
работоспособности в некоторые ФМ вводятся вспомогательные элементы, способствующие проведению тестового
контроля.
Узел сопряжения с датчиками согласовывает параметры входных цепей ФМ и выходных сигналов от датчиков; в
узел в разных сочетаниях могут вводиться: элементы гальванического отделения датчиков от остальной аппаратуры
ФМ; заградительные или помехозащитные фильтры; пороговые элементы; усилители.
Мультиплексор обеспечивает ввод в ФМ группы (части) входных сигналов, число которых определяется разрядностью процессора и других узлов обработки данных, разделяя во времени процедуры ввода всего объема входной информации.
Структура узла преобразования данных определяется видов данных, принятых от датчиков. Например, в ФМ ввода
аналоговых сигналов от датчиков узел представляет собой АЦП, разрядность и другие параметры которого ставятся в
соответствие с точностью, дискретностью и другими параметрами ФМ.
Узел сопряжения
с датчиками
мультиплексор
Вспомогательные
элементы
Датчики
Узел преобразования
данных
Узел обработки
Контроллер
данных
функциональных
Узел фиксации
модулей
существенного
события
Узел формирования
Внутренняя
запроса
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый
дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
магистраль
34
Кодер
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
Рис. 7. Структура функционального модуля-источника информации
Узел обработки данных реализует программу анализа вводимых данных по установленному алгоритму и формирования текущей (при необходимости и ретроспективной) базы данных.
Узел определения “существенного” события обеспечивает переход от периодической передачи данных к спорадической- по факту фиксации “существенного” события. Например, для ФМ ввода известительной информации “существенным” событием является изменение положения (состояния) контролируемого объекта и соответствующее изменение сигнала от датчика; для ФМ ввода аналоговых сигналов от датчиков “существенным” событием является выбег
текущего значения сигнала за пределы установленной зоны нечувствительности. Во всех ФМ, ориентированных на
спорадическую передачу данных, “существенным” событием является поступление требования передачи данных.
Узел формирования запроса реализует процедуры, по которым контроллер внутренней магистрали КП или ЦППС
фиксирует поступление активного сигнала от ФМ и формирует (с учетом реальных условий) разрешение передачи
данных по поступившему запросу.
Кодер устанавливается в ФМ, которые автономно (без участия контроллера внутренней магистрали КП или ЦППС)
формируют поле защиты- компоненты информационного сообщения, повышающие
“интегральную достоверность”
ИУК.
Для упрощения ФМ в некоторых ИУК - МТК -20 (СИСТЕЛ-А), АУРА (ТОО “Свей”), элементы гальванического отделения датчиков от остальной аппаратуры не вводятся в ФМ, а вынесены в отдельные конструкции. Упрощение конструкции ФМ затрудняет монтаж и эксплуатацию таких КП.
Существенные различия можно отметить в “идеологии” построения ФМ по уровню встроенного в них “интеллекта”.
ФМ без встроенного “интеллекта”- МСКУ, МI 300, ТК –113, ТК –125, ТЕЛУР, “СПРУТ-КОТ”, строятся по принципу
“ввод-форматирование-вывод” и выполняют операции согласования между датчиками и контроллером внутренней
магистрали. ФМ реагируют на один или несколько присвоенных им адресов, которые периодически или по другому алгоритму выставляются на шины внутреннего интерфейса. Очевидно, что структура “неинтеллектуальных” ФМ максимально упрощена, что и является решающим аргументом производителей ФМ такого типа.
Приведем несколько аргументов, которые существенно снижают качество ИУК с “ неинтеллектуальными” ФМ:
- существенная загрузка внутренней магистрали КП или ЦППС непроизводительными периодическими обращениями
ко всем ФМ, что задерживает реакцию на аварийную информацию- “ существенное” событие, зафиксированное в ФМ.
Задержка указанной реакции увеличивается пропорционально числу ФМ, в результате данные от самых крупных и,
следовательно, самых ответственных объектов поступают медленнее, чем от простых объектов (что неприемлемо для
ответственных объектов автоматизации);
- отсутствие встроенных в ФМ узлов диагностики работоспособности не только аппаратуры ФМ, но и узлов сопряжения
с датчиками, повышает вероятность поступления в приемник информации с необнаруженными искажениями, т.е. снижает “интегральную достоверность” данных ИУК;
- концентрация всех процедур по обработке и форматированию информационных сообщений в общем для всех ФМ
контроллере внутренней магистрали требует увеличения вычислительной мощности контроллера и неизбежно сказывается на эффективной производительности КП и ЦППС.
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
35
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
ФМ ИУК- MOSCAD, S.P.I.D.E.R, SMART-RTU, DECONT включают мощный вычислитель, ориентированный на автономную обработку и формирование всех компонентов информационного сообщения. В таких ИУК функции контроллера внутренней магистрали сводятся к супервизорному контролю порядка выхода в магистраль “интеллектуальных” ФМ.
ФМ торговой марки “Гранит” построены на основе введенного и обоснованного автором принципа “разделения
интеллекта”, целью которого является оптимальное распределение “ интеллектуальных” функций между контроллером
и ФМ. Основой принципа “разделения интеллекта” является двухуровневое кодирование и декодирование информационных сообщений:
- кодер ФМ- источника формирует информационное сообщение с учетом данных, полученных при автономной диагностике работоспособности узлов ФМ и цепей сопряжения с датчиками. Теоретический анализ методов кодообразования
сообщений показывает, что наибольшую ” интегральную достоверность” ИУК можно обеспечить при использовании в
ФМ кодера биимпульсного корреляционного кода и при отображении каждого двоичного бита двумя сигналами – «1» и
«0» или «0» и «1»,
- кодер контроллера внутренней магистрали реализует процедуры второго уровня кодирования, которые заключаются
в формировании “плотно упакованного” циклического кода для всех компонентов сообщения, как полученных от ФМ,
так и сформированных в контроллере- меток времени, указателей физического адреса (места размещения) ФМ в КП
или ЦППС и адреса КП и ЦППС в ИУК.
В указанной реализации ИУК мощность вычислителя (ОЦ) КП и ЦППС не зависит от числа ФМ, а сформированное
информационное сообщение позволяет заблокировать поступление в приемник информации с необнаруженными искажениями независимо от места искажения и характера помехи. Важно, что информационное сообщение содержит
все данные, достаточные для идентификации характера искажения и номера канала, от которого получена недостоверная информация. В приведенных выше аналогах ИУК “Гранит” искажение данных какого-либо канала (например,
датчика известительного сигнала) приводит к отказу от обработки приемником всего полученного информационного
сообщения; информация от ИУК “Гранит”, сформированная с использованием принципа “разделения интеллекта”, может быть принята к обработке, исключая данные от канала, не прошедшего диагностический контроль.
Рассмотрим структуру “базового” ФМ – приемника, приведенного на рис.8.
Мультиплексор
Декодер
Узел обработки
данных
Узел преобразования
данных
Узел согласования с
приборами
Контроллер функционального модуля
Внутренняя
магистраль
Узел сопряжения с
внутренней магистралью
Приборы
отображения данных
Исполнительные
механизмы
Рис. 8. Структура функционального модуля-приемника информации.
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
36
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
Основные положения, относящиеся к структуре ФМ- источника, применимы и к ФМ- приемнику. Отметим, что использование принципа “разделения интеллекта” при построении ФМ- источников, требует введения в ФМ декодера.
Структура узла согласования с приборами отображения и исполнительными механизмами (ИМ) определяется параметрами используемых внешних по отношению к ФМ элементов (например, ламповых, светодиодных индикаторов,
промежуточных реле и т.п.).
Если ФМ предназначен для представления данных показывающим или регистрирующим приборам, в ФМ вводится
узел преобразования кодовых сигналов в аналоговые.
Узел обработки данных формирует текущую базу данных, корректируя полученную ранее и занесенную в память
информацию в соответствии с вновь полученной. Общие требования к блокам- приемникам и источникам практически
одинаковы и приведены выше.
11. Анализ информационных возможностей ФМ ИУК
Можно выделить два типа ФМ ИУК: однофункциональные; многофункциональные.
Однофункциональные модули предназначены для ввода или вывода данных одного типа, а в многофункциональные модули вводятся элементы двух или более однофункциональных ФМ. Например, в ИУК DATAGYRR один ФМ реализует ввод и обработку информации от датчиков с дискретными и аналоговыми сигналами; в ИУК “Гранит-Р” одним ФМ предусматривается ввод аналоговых и дискретных сигналов и вывод команд управления.
Диапазон информационных возможностей одно- и многофункциональных модулей весьма широк- от 24 каналов
(MICRO PC, SMART –RTU) до 64128 в ИУК “Гранит”. Для анализа оптимальности построения ФМ был проведен статистический анализ данных более чем 600 заказов на производство ИУК “Гранит”, поступивших в ОАО “Промавтоматика”. В диаграммах рис. 914 приведены данные по распределению объемов информации по видам для КП.
% от общего
числа КП
число каналов
регистрации ДС
25
35
30
20
25
15
20
15
10
10
5
5
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
>100
число каналов ДС
Рис.9 Соотношение числа КП в заказах и числа
каналов ввода дискретных сигналов (ДС)
80
82
84
86
88
90
92
94
96
98
2000 2002
годы
Рис.10 Среднее число каналов регистрации последовательности изменений ДС (по годам)
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
37
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
% от общего
числа КП
18
18
16
16
число
каналов
регистрации
АС
14
14
12
12
10
10
8
8
6
6
4
4
2
2
0
0
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
82
>60
84
86
88
90
число каналов АС
Рис.11 Соотношение числа КП в заказах и числа каналов ввода аналоговых сигналов (АС)
% от общего
числа КП
92
94
96
98
2000 2002
годы
Рис.12 Среднее число каналов регистрации АС
(по годам)
% от общего
числа КП
25
25
20
20
15
15
10
10
5
5
0
0
4
8
12
16
20
24
28
32
36
40
>40
8
16
число каналов ДМС
24
32
40
48
56
64
>64
число каналов КУ
Рис.13 Соотношение числа КП в заказах и чис- Рис.14 Соотношение числа КП в заказах и числа каналов ввода дискретных метрологических ла каналов подачи команд управления (КУ)
сигналов (ДМС)
Из приведенных данных можно определить оптимальные информационные возможности одного ФМ без учета его
конструктивных особенностей (принятых габаритных размеров):
- число каналов ввода дискретных сигналов – 48 64;
- число каналов для регистрации последовательности изменений дискретных сигналов – 1632;
- число каналов ввода метрологической информации от датчиков с аналоговыми выходными сигналами –32;
- число каналов регистрации изменений аналоговых сигналов – 816;
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
38
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
- число каналов ввода метрологической информации от датчиков с дискретными (кодовыми или числоимпульсными)
выходными сигналами – 416;
- число каналов подачи команд управления – 32 48.
В подсистеме сопряжения ЦППС с КП необходимо учитывать данные, приведенные на рис.15.
% от общего
числа заказов
25
20
15
10
5
0
4
8
12
16
20
24
28
32
>32
число КП в заказах И УК
Рис.15 Распределение числа КП в заказах ИУК
Из диаграммы видно, что в более чем 50 % ИУК число КП меньше 16, поэтому выполнение многоканальных линейных адаптеров для 16 и более каналов ввода – вывода нецелесообразно. Оптимальным является восьмиканальный
линейный адаптер. Следует, однако, учитывать, что линейные адаптеры для КП и ЦППС должны быть одинаковыми по
структуре и выполняемым функциям. Поэтому следует учесть, что более 65% КП сопрягаются с ЦППС через одноканальные линейные адаптеры, в 34 % - через двухканальные (для ввода – вывода данных по основному и резервному
каналам связи или для обмена данными с двумя ЦППС). Для 85 % КП не используется ретрансляция данных другому
КП, в 13 % предусматривается ретрансляция данных одному КП, а в 2 % - более чем одному КП.
Если в ИУК используются одинаковые ФМ независимо от места их установки, целесообразно выполнять
линейные адаптеры двухканальными.
Анализ числа каналов ввода (вывода) данных для различных видов информации указывает на весьма широкий
спектр девиации их соотношения, что делает практически невозможным выполнение единого- “универсального” КП при
оптимальном соотношении числа каналов ввода- вывода. Поэтому нельзя признать целесообразным переход (SCADA
– Ex, СПРУТ) на выполнение одной модификации КП для любого заказа- экономическая привлекательность такого КП
для изготовителя оборачивается потерями для пользователей.
В ИУК некоторых фирм- РИССА, МСКУ, АУРА, DECONT, MEGADATAR, PLC/ loop controller, DATAGYRR, Micro
PC- ФМ выполняются в виде набора узлов для реализации двух – трех функций. По указанным выше соображениям
пользователь вынужден приобретать ИУК, в которых число каналов для некоторых функций существенно отличается
от необходимого. Следует отметить, что ФМ с набором функций весьма неудобны, если возникает необходимость
после начала эксплуатации увеличения объема какого-либо вида информации; пользователь “получает” вместе с
необходимыми также ненужные ему дополнительные каналы других видов информации.
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
39
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
Целесообразно выполнить специальную модификацию КП для небольших объектов автоматизации с фиксированными объемами информации по видам. Оптимальным “малообъектным” КП можно признать устройство, обеспечивающее:
- ввод (регистрацию) 132 дискретных известительных сигналов;
- ввод (регистрацию) 116 метрологических сигналов от датчиков с аналоговыми выходными сигналами;
- ввод метрологической информации от 14 датчиков с числоимпульсными и кодовыми выходными сигналами (от счетчиков электро- и других видов энергии),
- вывод команд управления 18 исполнительным механизмам.
12. Требования к методам ввода, обработки и представления информации ФМ, реализация модулей в ИУК.
12.1. ФМ ввода дискретных сигналов (ДС) состояния (положения) контролируемых объектов
При построении модулей ввода дискретных сигналов (МВДС) состояния оборудования для распределенных энергообъектов необходимо выполнить несколько зачастую противоречивых требований:
- обеспечение возможности использования каналов для сигналов состояния объектов и числоимпульсных сигналов (например, от счетчиков потребления электро- и других видов энергии в число импульсов);
- углубление диагностики работоспособности каналов ввода за счет включения в контур контроля цепей связи КП с
датчиками. Узлы диагностики ФМ, в которых реализовано указанное требование, должны отличать разомкнутое состояние контакта (ключа) датчика от обрыва цепи связи, а замкнутое состояние –от короткого замыкания цепи связи;
- регистрация последовательности дискретных событий, т.е. временных сдвигов между любыми изменениями состояний контролируемых объектов. Требуемая дискретность регистрации событий, равная минимальному временному
сдвигу между ними, при котором события фиксируются устройством как происшедшие в разное время, а информация
об этих событиях сопровождается различающимися метками времени, лежит в пределах 2,5 40 мс. Таким образом,
для нового класса ФМ обязательно сопровождение передаваемой информации метками времени.
При этом сохраняются и “традиционные” требования к каналам ДС:
- обеспечение электрической (гальванической) изоляция цепей связи КП с датчиками от остальной аппаратуры и включение источников питания изолированных цепей в КП;
- необходимость подачи на контактные датчики рабочего (контрольного) напряжения не ниже 24 В, чтобы разрушить
окисную пленку между контактами и исключить искажение информации;
- достижение инвариантности динамических характеристик КП (задержек между моментами изменения состояния
датчика и отображения нового состояния в ЦППС) от числа датчиков, которое может колебаться в очень широких пределах (от 4 до 256).
Практически во всех ИУК для гальванического отделения датчиков ДС от остальной аппаратуры КП используются
оптроны. Для подавления помех, проникающих в КП по цепям связи с датчиками, ведущие изготовители ИУК
(MOTOROLA, ABB) используют фильтрующие цепочки, аналогичные показанной на рис.16.
R1
вход
D1
R2
С1
D2
регистр
ввода данных
+Uвхода
оптопара
выход
общая шина КП
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
40
общая шина цепей входа
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
Рис. 16. Входная цепь модуля ввода дискретных сигналов.
Резисторами R1 и R2 ограничивается уровень входных сигналов, диодами D1 и D2 фиксируется предельное значение входного сигнала положительной полярности на уровне Uвхода, а отрицательной полярности- на уровне прямого
падения напряжения на диоде D2. Постоянной времени цепочки R1- C1 определяется длительность входного сигнала,
который воспринимается как помеха и не проходит через фильтр на вход регистра. Выходной сигнал фильтра формируется оптопарой, обеспечивающей гальваническое разделение общих шин входной цепи и КП.
Однако для выполнения требований по углубленной диагностике работоспособности цепей ввода ДС указанного
фильтра недостаточно. На рис.17 приводится схема входного узла ввода ДС, примененная в ИУК “Гранит” и обеспечивающая идентификацию обрыва или короткого замыкания цепей связи датчика с КП.
вход для сигнала от цепи контроля
выход
D1
+U1
t
мультиплексор ввода
сигналов
Тконт
D2
D3
датчик ДС
-U1
-U2
«общая» шина цепи контроля
а) форма сигнала контроля
«общая» шина КП
б) схема узла ввода сигнала от датчика
дискретного сигнала (ДС)
Рис.17. Схема входного узла ИУК “Гранит”
В схеме узла ввода ДС используются дополнительные диоды D1 и D3, а также пороговый элемент- стабилитрон
D2. Для контроля работоспособности входной цепи и цепи связи датчика ДС с КП от цепи контроля ФМ на узел ввода
информации подается сигнал, показанный на рис.17а. На первом этапе формируется импульс длительностью Т конт положительной полярности +U1, который проходит через датчик ДС. На этом этапе через мультиплексор на выход узла
ввода поступает сигнал, идентифицирующий реальное состояние датчика (“1”- при замкнутом состоянии и “0”- при
разомкнутом состоянии контакта или ключа датчика). На втором этапе от цепи контроля поступает импульс Т конт отрицательной полярности (–U1), а на третьем этапе- импульс Тконт также отрицательной полярности, амплитуда которого
(-U2) вдвое больше амплитуды сигналов U1. Сигналы контроля на втором и третьем этапах проходят не через цепь
датчика ДС, а по цепи, включающей диоды D2 и D3. Если цепь связи датчика с ФМ разорвана, на выходе мультиплексора формируется сигнал “0” на втором и третьем этапах, если же в указанной цепи короткое замыкание, на втором и
третьем этапах формируется сигнал “1”. Если повреждение цепи связи с датчиком не зафиксировано, на втором этапе
на выходе мультиплексора образуется сигнал “0”, так как пороговое напряжение D2, больше амплитуды U1, а на третьем этапе- сигнал “1”, так как амплитуда сигнала U2 больше порогового напряжения D2. В приведенной схеме ФМ
формирует пару сигналов “10”- при замкнутом контакте или ключе датчика ДС, или пару сигналов “01”– при разомкнутом контакте или ключе датчика. Пара сигналов “11” идентифицирует короткое замыкание цепи связи ФМ с датчиком, а
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
41
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
пара сигналов “00”– обрыв цепи связи датчика с ФМ. Используемый метод контроля получил название динамического,
т.к. в процессе работы практически каждый элемент ФМ поочередно переводится из состояния “1” в “0” и обратно. Такой контроль обнаруживает не только повреждения цепи связи с датчиком, но и любые повреждения узлов ввода, обработки и передачи данных.
Сформированная пара сигналов, отображающая состояние датчика и цепей связи с ним, передается от КП в ЦППС,
повышая помехозащитные характеристики ИУК. Действительно, искажения кодового сообщения не будут обнаружены,
только если оба сигнала любой пары будут одновременно преобразованы помехами в противоположные. Если вероятность любого искажения одного сигнала принять равной Р1, вероятность указанного события (Риск) будет равна
2
Риск = n P1 Р0/1 (
Т стр
Т ц .опр
)2 , где
(3)
где Р0/1 – условная вероятность воздействия помехи при повторном искажении вводимого дискретного сигнала, которое противоположно воздействию при первичном искажении; n- число комбинаций возможного двойного искажения
дискретных сигналов, равное числу дискретных сигналов (датчиков); Тстр- длительность стробирующего сигнала;
Тц.опр.- период между смежными циклами опроса состояния датчика.
Полученное значение вероятности искажения Риск на несколько порядков меньше, чем такая же вероятность (Рповт)
при использовании для повышения помехозащитных свойств стандартного кода с повторением передачи основного
полинома при одинаковой разрядности передаваемого полинома (N):
2
Рповт = С N (Р1)2
.
(4)
Важным требованием к ФМ ввода дискретных сигналов является введение временного порога нечувствительности,
с помощью которого подавляются помехи, длительность которых меньше установленного порога. Желательно устанавливать порог нечувствительности разным для цепей связи с разными датчиками ДС, учитывая, что увеличение порога увеличивает помехозащищенность, однако, снижает реакцию ФМ на изменение состояния датчика. Схема входного узла с “аппаратным” методом фильтрации помех, приведенная на рис.16, не позволяет регулировать порог нечувствительности; предпочтительней схема рис.17,в которой порог задается не “аппаратно” - с помощью фильтрующей
цепочки, а программируется.
Отметим, что программное задание временного порога нечувствительности является главной предпосылкой для
регистрации последовательности изменений состояния датчиков ДС. Программирование позволяет устанавливать
различную не только для разных ИУК, но и для разных датчиков ДС одного КП дискретность регистрации событий.
Для реализации с помощью ФМ функции ввода и обработки информации от датчиков с числоимпульсными выходными сигналами в состав ФМ должны быть включены накопители импульсов. Пользователи требуют, чтобы информация ФМ была передана в ЦППС неискаженной, даже если канал связи между КП и ЦППС будет неисправным в течение
1014 дней. Для выполнения указанного требования информационная емкость накопителей должна быть не меньшей
220 импульсов, в ФМ необходимо включать автономный маломощный источник питания для удержания в накопителях
полученной информации при обесточивании ФМ или КП. Подчеркнем, что важными параметрами “универсальных”
модулей являются диагностика повреждений цепей связи с датчиками, а также программирование временных параметров (в частности, порога нечувствительности).
Отметим, что входная цепь рис.17 позволяет строить “универсальные” блоки, в которых могут быть выполнены все
указанные требования.
12.2. ФМ ввода и обработки метрологической информации датчиков с аналоговыми выходными сигналами.
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
42
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
В информационно-управляющих комплексах для управления и контроля распределенных энергообъектов и производств каналы текущих измерений (ТИТ) передают информацию об электрических параметрах объектов контролязначениях токов и напряжений на входящих и отходящих фидерах. В большинстве современных ИУК канал ТИТ воспринимает информацию не от первичных датчиков измеряемых параметров, а от промежуточных (буферных) преобразователей. При использовании промежуточных преобразователей часть “интеллекта” канала ТИТ выносится за пределы ИУК. Естественно, что обработка и форматирование информационных сообщений по данным от промежуточных
преобразователей существенно облегчаются.
Другой тип модулей, реагирующих на мгновенные значения измеряемых сигналов, устанавливается в специализированные информационные комплексы- регистраторы аварийной информации (РАИ). Для регистрации необходимо сохранение всех динамических составляющих текущих значений параметров, поэтому в РАИ принципиально невозможно
использовать промежуточные преобразователи исходных данных в сигналы постоянного тока.
В результате существенно разнящихся подходов к организации каналов ТИТ в современных АСДУ и РАИ на одном
объекте контроля зачастую используются два разных комплекса, выполненных разными изготовителями и, естественно, требующих специфического обслуживания. Как правило, весьма большие информационные массивы, накопленные
РАИ в короткие отрезки времени возникновения нештатных ситуаций, остаются в месте её сбора и не могут быть использованы для оперативного поставарийного анализа причин возникновения нештатной ситуации и выработки мер
для последующего предотвращения аварии.
Таким образом принципиально новыми для модулей ввода и обработки метрологической информации (МВОМИ)
являются приводимые ниже требования:
- обеспечение прямых измерений параметров электрической сети (токов и напряжений с выходов измерительных
трансформаторов) без использования промежуточных (вторичных) преобразователей измеряемых сигналов переменного тока (напряжения) в постоянный ток;
- введение блоков регистрации динамики изменения измеряемых параметров;
- использование процедур сжатия данных при передаче сообщений для повышения оперативности при большом числе
датчиков.
“Традиционными” стали требования, касающиеся:
-использования одних и тех же модулей для нереверсивных (однополярных) и реверсивных (двухполярных) сигналов
от датчиков;
- применения вместо восьмиразрядных десяти– двенадцатиразрядных аналого- цифровых преобразователей (АЦП),
что является необходимым условием уменьшения основной приведенной погрешности до ± 0,1 … ± 0,2%.
Некоторые изготовители ИУК (MOTOROLA, ABB, Octagon Systems, ProSoft, RTSoft) для повышения помехозащищенности цепей ввода сигналов от датчиков используют разделительно – фильтрующие звенья, аналогичные при-
вход+
R1
R2
P1
“земля”
вход-
управление
D1
R3
C
D2
P2
оптопары
R4
R5
АЦП
веденным на рис.18.
+12В
Рис.18. Типовая схема ввода аналогового сигнала
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
43
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
В приведенной схеме с помощью оптопар обеспечивается гальваническое отделение входной цепи от АЦП и
остальных ФМ КП. Быстродействующие разрядники Р1 и Р2 защищают входные цепи от попадания высоковольтных
сигналов помех; фильтр из низкоомных резисторов R1, R4 и конденсатора С подавляет воздействие малых по длительности импульсов помех, а c помощью цепочки из пороговых элементов– стабилитронов D1, D2, поступающие
сигналы ограничивается на уровне, безопасном для АЦП. Резисторами R2, R3, R5 согласуются параметры входной
цепи и АЦП. Оптопары изолируют датчики входных сигналов от остальной аппаратуры модуля. Приведенная цепочка
используется для сопряжения с вторичными преобразователями измеряемых сигналов в нормированные значения постоянного тока, причем для случаев, когда выходные цепи всех датчиков не имеют ни одной общей точки и ни один из
выходов датчика не заземлен.
К современным ИУК, ориентированным на измерения параметров питающей сети, часто предъявляются требования выполнения “прямых” измерений, т.е. ухода от использования вторичных преобразователей. На входы ФМ “прямых” измерений поступают сигналы переменного тока от измерительных трансформаторов тока и напряжения:
Uвхода = Um
sin ώt;
Iвхода = Im
sin (ώt ± φ) , где
Um , Im, ώ, и φ – амплитудные значения напряжения и тока; круговая частота и фазовый сдвиг между напряжением и
током, соответственно.
Переход к сигналам переменного тока не только исключает необходимость использования буферных преобразователей, которые увеличивают стоимость оборудования, уменьшают надежность, увеличивают погрешность измерений,
но и позволяет фиксировать аварийные события. Положительные свойства ФМ “прямых” измерений достигаются благодаря отсутствию в измерительной цепи инерционных преобразователей сигналов переменного тока в постоянный,
которые подавляют гармонические составляющие измеряемого сигнала с частотами выше 510 Гц. Известно, что для
анализа аварийных ситуаций необходимо учитывать составляющие сигнала, частоты которых в 1016 раз выше основной гармоники измеряемого сигнала и равны 500800 Гц.
В ИУК “СПРУТ-КОТ”, “Гранит” для “прямых” измерений применяется согласующая цепь, приведенная на рис.19 а
и б.
Трансформатор тока (ТТ) подключается входами 1 / 1 и 1 / 2 к выходу измерительного трансформатора тока, у которого Im = 5 а, а входами 2 / 1 и 2 / 2 – к выходу Im = 1 а. Число витков первичных обмоток трансформатора тока равно,
соответственно, 1 и 5. Конденсатор С, емкость которого равна или больше 1000 мкФ, устраняет воздействие на измерительную цепь паразитной постоянной составляющей, а диоды D1, D2 переводят трансформатор в режим, близкий к
короткому замыканию, благодаря чему не искажается форма принятого сигнала. Резисторами R1, R2 и дифференциальным операционным усилителем устанавливается уровень выходного напряжения, пропорциональный току во входной цепи. Повторитель на основе операционного усилителя отделяет входную измерительную цепь от АЦП.
R1 R2
D1
вход2/2
вход 1/1
D2
Повторитель
входы 1/1, 2/1
вход 1/2
Диф. операц.
усилитель
ТТ
C
выход
а)
ТН
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
44
выход
Rн
б)
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
Рис.19. Согласующая цепь ФМ “прямых” измерений параметров питающей сети.
Для измерения сигналов напряжения вместо ТТ используется трансформатор напряжения (ТН). Во входную цепь
ТН включен нормирующий резистор Rн = 810 кОм, согласующий выход измерительного трансформатора и вход узла.
Остальная часть схемы одинакова для каналов измерения тока и напряжения.
ФМ “прямых” измерений должен:
- обладать достаточным быстродействием для получения за один период напряжения сети нескольких сотен отсчетов
каждого измеряемого параметра- при работе в режиме регистрации аварийного события, или нескольких десятков отсчетов- для вычисления среднеквадратичного значения тока и напряжения по мгновенным значениям,
- включать оперативную память для хранения промежуточных результатов и массива данных, отображающего динамику аварийного процесса.
Программа работы ФМ многих фирм-изготовителей ИУК (ОАО “Промавтоматика”, РИССА, ProSoft, RTSoft)
включает подпрограмму автоматической коррекции передаточной характеристики, обеспечивающую уменьшение погрешности до величины 0,10,2%, и сжатия передаваемого сообщения за счет включения в него данных только тех параметров, чье значение изменилось относительно ранее переданного на величину, большую установленного порога
нечувствительности.
Как правило, отдельные модули выделяются для контроля динамики изменения величины выходных сигналов одного или нескольких датчиков, т.е. для определения производной измеряемого сигнала. В такие модули включается
программа регистрации массива данных при фиксации выбега производной или абсолютного значения измеряемого
параметра за установленный предел. Зарегистрированный массив данных оформляется как одна или несколько информационных посылок и передается в ЦППС.
ИУК, предназначенные для регистрации аварийных процессов (АУРА, “Черный ящик”, Регина), включают модули, которые накапливают данные объемом в один или несколько мегабайт, что делает практически невозможной оперативную передачу данных в ЦППС. Для последующего анализа зарегистрированные данные заносятся в ПЭВМ или
переносятся в “NOTE BOOK” персоналом, прибывшим на место размещения ИУК, т.е. полученные данные не могут использоваться диспетчером в оперативной работе. Поэтому целесообразно разделить массив данных на “оперативную”
и “неоперативную” составляющие и организовать передачу “оперативных” данных в ЦППС в режиме реального времени. Такой принцип использован в ИУК “Телеканал-М”, “Гранит”, “Гранит – Р” и некоторых других.
12.3. ФМ ввода и обработки метрологической информации датчиков с числоимпульсными или кодовыми сигналами (для измерения интегральных (суммарных) значений параметров).
Традиционно каналы измерений интегральных (суммарных) значений параметров (ТИИ) использовали сигналы от
преобразователей потребления электро- и других видов энергии в число импульсов. Появление в ИУК функции технического учета потребления электроэнергии по каналу ТИИ дало толчок к созданию нового класса систем- Автоматизированных систем с функцией коммерческого учета потребления электроэнергии (АСКУЭ). Необходимость в АСКУЭ
существует с тех пор, как электроэнергия стала товаром. Однако лишь в 80-х годах появились первые отечественные
автоматические устройства, способные получать, обрабатывать, хранить и передавать информацию от счетчиков
электроэнергии. Эти устройства, как правило, были ориентированы на внутризаводской учет и не предназначались для
работы с удаленными энергообъектами .
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
45
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
Работы по созданию и внедрению АСКУЭ были интенсифицированы РАО “ЕЭС России” приказами № 140 от
01.10.93 и № 381 от 23.08.95. Вопросы создания АСКУЭ детально рассмотрены в утвержденной в 1996 г. “Концепции
создания автоматизированной системы контроля и учета в РАО “ЕЭС России” и рядом других конкретизирующих документов.
Создание АСКУЭ связывается с выполнением набора следующих задач: синхронизацией работы со Службой Единого Времени; автоматизацией коммерческого учета и ведением банка данных по балансу мощности и энергии в условиях многотарифности; возможностью учета по действующим текущим тарифам; возможностью управления электропотребления; обеспечением функционирования связи с нижним и верхним уровнями АСКУЭ.
Основой построения АСКУЭ долгое время являлся счетчик потребления электроэнергии индукционного типа со
встроенным генератором, преобразующим число оборотов диска счетчика в пропорциональное число импульсов. Такие типы счетчиков использовались в широко известных системах- ИИСЭ-3 (Литва), ЦТ-5000 (Украина), ТОК (Россия), ТМ-310, “Гранит” (Украина), “Компас”, УВТК-УН (Россия).
Распространению таких источников информации способствовала простота реализации автоматизированного считывания данных- модернизацией уже установленных счетчиков путем введения в них генератора импульсов без перемонтажа действующего оборудования.
Однако необходимость повышения точности измерения количества отпущенной или потребленной электроэнергии
с 1,5÷2 до 0,20,5 % сделала практически невозможным использование электромеханических счетчиков в перспективных, высокоэффективных АСКУЭ. Интенсивное развитие автоматизированных систем учета потребления электроэнергии, введение многотарифности и предоплаты выдвинули задачу создания качественно нового прибора- электронного
счетчика, совместимого с другими элементами системы учета и обладающего точностью не хуже 0,2(0,5) %.
Первые типы электронных счетчиков выполнялись на дискретной элементной базе, имели сложные электрические
схемы с большим количеством элементов и поэтому зачастую отпугивали потребителей. Практически все современные счетчики используют специализированные БИС для преобразования мгновенных значений тока и напряжения в
эквивалентное значение мгновенной мощности, имеют относительно простые электрические схемы и, благодаря этому, высокую надежность.
В частности, на Мытищинском электротехническом заводе освоено производство однофазного электронного счетчика ЦЭ6807М, содержащего измерительный трансформатор тока, простейший блок питания с емкостным интегратором, одну БИС преобразователя, выполняющего функции датчика мощности. Для сохранения традиционного энергонезависимого индикатора суммарной потребленной энергии выход БИС подключен к шаговому двигателю.
В трехфазных счетчиках ведущие западные фирмы используют трансреакторы (трансформаторы с воздушным зазором) либо преобразователи на основе эффекта Холла. Фирма “Landis & Gyr” разработала оригинальный преобразователь мощности с вертикальным расположением пластины Холла и Ш-образной конструкцией магнитного конденсатора.
Указанные выше электронные счетчики относятся к “простым”- они имеют класс точности 0,5 и формируют числоимпульсные выходные сигналы.
К многофункциональным относятся отечественные счетчики типа ЦЭ 6823, Альфа, СЭТ 3 и изделия зарубежных
фирм- Квантум, Индиго+ и др. Эти счетчики имеют класс точности 0,20,5, каналы вывода числоимпульсных и цифровых сигналов, оснащаются встроенными модемами. Применение многофункциональных программируемых счетчиков с
большим объемом внутренней памяти наиболее перспективно для современных систем АСКУЭ, поскольку позволяет
без дополнительного оборудования вести зонный учет, хранить данные в течение длительных отрезков времени, считывать информацию с оптопорта в переносную ПЭВМ.
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
46
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
До широкого применения электронных счетчиков канал являлся основой автоматизированных систем коммерческого учета электроэнергии (АСКУЭ); в настоящее время коммерческий учет потребления энергии, как правило, реализуется подсистемой, принимающей кодовые посылки от счетчиков по “токовой петле” или шине RS-232C (стыку С2).
Анализ современных ИУК показывает, что канал ввода числоимпульсных сигналов может эффективно использоваться для построения подсистем учета потребления энергии. Так, например, в ИУК “Гранит” с помощью указанного
канала формируется оперативная информация, используемая для построения “профиля мощности”. Информационные
сообщения, содержащие коды накопленного к моменту передачи числа импульсов, требуют почти на порядок меньше
времени, чем для передачи кодовых сообщений, полученных от счетчиков по “токовой” петле. Благодаря этому частоту
передачи данных для построения “профиля мощности” можно увеличить до 510 в минуту, т.е. сделать в несколько раз
большей, чем требуется нормативными документами. Исключив “оперативные” данные из кодовых сообщений от счетчиков, можно резко сократить общее число передач и, соответственно, нагрузку на каналы связи КП– ЦППС, благодаря
чему создаются условия для объединения каналов передачи оперативной и коммерческой информации.
На рис.20 а) и б) приводятся типовые схемы присоединения числоимпульсных и кодовых сигналов от счетчиков,
примененные в ИУК “Гранит”.
Выходной транзистор датчика или “релейного выхода” счетчика отпирается при формировании импульсного сигнала, светодиод визуализирует состояние датчика. Импульс проходит по входной цепи оптопары ФМ через согласующее
звено из резисторов R1, R2 . Сигналы воспринимаются фоточувствительным элементом оптопары и направляются на
обработку. Цепь формирования и приема импульсов подключается к отдельному источнику питания (+Uпит, “общий”),
гальванически изолированному от источника питания остальной аппаратуры ФМ, благодаря чему исключается воздействие на работу ФМ помех в цепях связи ФМ с датчиками.
На рис.20 б) приведена схема соединения входа ФМ с выходом последовательного кодового сигнала от электронного счетчика (например, счетчика электроэнергии типа “Альфа”). Транзистор оптопары выходной цепи счетчика воспринимает кодовую импульсную последовательность от обрабатывающего блока. Через отпертый транзистор создается цепь для протекания тока через светодиод входной цепи оптопары ФМ: +Uпит – R6 – диод оптопары – R3 – транзистор оптопары счетчика – R4 – “общий” (R3,R4 отображают внутреннее сопротивление цепи вывода сигналов).
датчик Е 870, релейный
выход электронного счетчика
R1
оптопара
+Uпит
выход
R2
входная цепь
ФМ
общий
Рис. 20 а. Типовая схема ввода в функциональные модули числоимпульсных счетчиков в ИУК марки “Гранит”
общий+Uпит
R5
ФМ ввода кодовых сообщений
опара
1
т\ф.(495)181-92-58,R
granit-micro@mtu-net.ru
Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
47
вывод
R2
R6
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
Резисторы R6, R7 и диод D1 согласуют параметры выходной цепи счетчика и входа ФМ. Сигналы, от ФМ, которые
формируются в соответствии с протоколом обмена, принятым для счетчиков “Альфа”, проходят через светодиод оптопары ФМ. В результате каждым импульсом от ФМ отпирается транзистор- светочувствительный элемент оптопары и
создается цепь для передачи импульсов в приемный узел счетчика:+Uпит – светочувствительный транзистор оптопары
ФМ - R5 – R2 – светодиод оптопары счетчика – R1 – “общий” (ограничивающие резисторы R1, R2 могут не устанавливаться).
Включив последовательно (на стороне счетчика) светодиод оптопары приема данных от ФМ и светочувствительный
транзистор оптопары передачи данных и аналогично (на стороне ФМ) – светодиод оптопары приема данных от счетчика и светочувствительный транзистор оптопары передачи данных от ФМ, можно перейти от четырехпроводной к двухпроводной линии связи счетчика и ФМ. Естественно, что при указанном соединении прием и передача данных от счетчика и ФМ обязательно разделяются во времени.
Следует подчеркнуть, что в электронном счетчике при расчете мгновенной мощности вначале вычисляется произведение измеряемых сигналов тока и напряжения, а результат перемножения преобразуются в числоимпульсный сигнал, который затем обрабатывается встроенным вычислителем для получения кодовых последовательностей. Таким
образом, числоимпульсные сигналы, поступающие на “релейные” выходы счетчика, являются не менее достоверными,
чем кодовые. Поэтому утверждение о неприемлемости использования числоимпульсных сигналов для каналов коммерческого учета потребления энергии, не соответствует действительности. Это явилось основанием для метрологической аттестации коммерческого устройства Alpha Tok (Пенза, Россия), в котором используются только числоимпульсные сигналы.
Важными для построения систем коммерческого учета являются следующие характеристики кодовых последовательностей от счетчиков:
-представление групп диагностических данных (в том числе об изменении установочных параметров);
- разделение данных о потребленной энергии на тарифные (временные) зоны и сопровождение информации метками
времени;
- сохранение данных в течение всего расчетного периода (до трех месяцев).
Указанные свойства позволяют считать счетчик, формирующий кодовую последовательность и сохраняющий данные в течение расчетного периода, фискальным и арбитражным органом при разрешении конфликта между потребителем и продавцом энергии. Если пользоваться только данными числоимпульсных каналов счетчиков, указанные
функции электронного счетчика должны выполняться устройством приема числоимпульсных сигналов, которое должно
проходить метрологическую аттестацию.
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
48
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
Во многих ИУК после передачи данных в ЦППС - кодов, отображающих число поступивших импульсов, накопители
импульсов обнуляются (“Телеканал-М”, КОМПАС, ТЕЛУР. Такой метод позволяет упростить ФМ, уменьшить число
разрядов накопителей и, следовательно, длину информационной последовательности, передаваемой в линию связи.
В ИУК “Гранит” используется альтернативный метод передачи- “нарастающим итогом”, когда накопители импульсов
ФМ после передачи данных не обнуляются, а продолжают накопление импульсов, т.е. при очередной передаче данных
в линию связи поступает код, соответствующей сумме импульсов, накопленных в предшествующих интервалах времени. Такой метод позволяет организовать сопряжение КП с ЦППС при отсутствии или выходе из строя обратного канала- от ЦППС к КП, по которому передаются сигналы- квитанции, подтверждающие прием данных от КП. Увеличение
числа разрядов накопителей и некоторое усложнение алгоритма обработки данных (необходимость вычисления приращений для каждого интервала времени и определение моментов переполнения накопителей) вполне компенсируются универсальностью этого метода.
Можно констатировать, что комбинированные ФМ, содержащие каналы ввода числоимпульсных и кодовых сигналов, предпочтительны и обеспечивают возможность интегрирования в ИУК подсистемы АСКУЭ.
Целесообразность выполнения подсистемы АСКУЭ двухконтурной (комбинированной), сочетающей данные числоимпульсных каналов электронных и (или) неэлектронных счетчиков и кодовые данные от электронных счетчиков
(ИУК “Гранит”), подтверждено вероятностным анализом потоков информации. В двухконтурной подсистеме резко сокращается суммарный объем информации и, тем самым, обеспечивается минимальное влияние АСКУЭ на быстродействие доставки оперативной информации даже по низкоскоростным каналам связи.
12.4. ФМ приема, обработки и вывода команд управления
Высокие требования к достоверности данных канала вывода команд управления на исполнительные механизмы
(вероятность трансформации команды не более 10-14) практически однозначно определяют его структурные особенности:
- разделение процедуры выполнения команды на два этапа –подготовительный и исполнительный, причем подготовительный этап используется не только для выбора объекта управления, но и полного контроля исправности всего тракта приема и обработки команд;
- обязательное включение в контур информационной обратной связи промежуточных реле, что делает невозможным
(если ставится цель достижения указанной степени достоверности) использование “чужих” промежуточных реле, т.е.
исключение из поставки элементов прямого сопряжения ФМ с исполнительными механизмами;
- выполнение единого ФМ для любого числа объектов управления, несмотря на широкий диапазон их числа, “привязанных” к одному КП (от 2 до 128); в противном случае весьма затруднительна реализация схемы контроля, предотвращающей одновременное исполнение более одной команды;
- обеспечение возможности коммутации цепей нагрузки переменного и постоянного тока с помощью одного типа модуля при любых (в пределах оговоренных предельных значений) величинах напряжений и токов;
- обеспечение электрической (гальванической) изоляции коммутируемых цепей.
В некоторых ИУК (MOSCAD, SMART I/O, Micro PC, SCADA- Ex, МТК – 20, Спрут) в качестве ФМ вывода команд
управления используются универсальные “модули вывода дискретных сигналов”. В таких ИУК не делается разницы
между выводом дискретных сигналов для отображения на диспетчерском щите (предельная вероятность необнаруженных искажений, определяемая нормативными документами, - не более 10-8) и управлением с помощью “дискретных
сигналов” исполнительными механизмами (указанная выше вероятность – не более 10-1110-14). В результате в
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
49
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
10001000000 раз повышается вероятность выполнения искаженных команд управления со всеми вытекающими последствиями.
В ИУК Micro PC используются ФМ, в которых выходные сигналы формируются транзисторами, тиристорами или
семисторами, т.е. предполагается использовать внешние промежуточные реле. Как следствие, цепи управления реле
и сами реле не включаются в цепь контроля достоверности выдаваемых команд, что резко (на 56 порядков) увеличивает вероятность ложного управления.
Для примера на рис.21 приведена структурная схема ФМ вывода команд управления, используемого в ИУК “Гранит”, лишенного указанных недостатков.
Принятое сообщение- команда управления, от контроллера внутренней магистрали КП поступает в регистр, в котором данные сохраняются в виде параллельного кода.
Подчеркнем, что для обеспечения высокой “интегральной” достоверности команда управления передается дважды,
причем при повторной передаче данные инвертируются. Команда управления представляется в виде координат- номера группы объектов управления, номера объекта в группе и вида команды- “включить” или “отключить”. Для координатных данных используется позиционный код (1 из “n”), т.е. в разрядах кода для представления каждой координаты
должен фиксироваться только один сигнал “1”; отсутствие сигнала “1” или прием более одного сигнала “1” в зоне приема кода каждой координаты фиксируется как ошибка и блокирует дальнейшую обработку принятой команды.
Соответствие прямого и инверсного кодов, а также контроль приема одного и только одного сигнала “1” в кодах
каждой координаты определяется соответствующими компараторами. Если искажения не обнаружены, в регистры памяти кодов координат заносятся соответствующие данные и формируются сигналы разрешения переноса данных в
промежуточные реле номеров объекта, группы объектов и вида команды управления. С задержкой, превышающей
время установки реле в рабочее состояние, проводится повторное сравнение принятого кода команды и сигналов,
сформированных с помощью дополнительных контактов реле. Если и при повторной проверке искажения не обнаружены,
формируется
сигнал,
разрешающий
управление
исполнительным
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
50
механизмом.
промежуточные
реле групп
компаратор данных
контроллера и регистра
регистр
номера группы
компаратор данных
реле и регистра
номера группы
сброс
компаратор данных от реле и
контроллера
промежуточные реле
«включить»
и «отключить»
компаратор данных
контроллера и регистра
регистр вида команды
«включить» и «отключить
регистр памяти
номера объекта
компаратор данных
контроллера и регистра
сброс
Рис.21. Структурная схема ФМ выдачи команд управления ИУК “Гранит”
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
51
к исполнительным механизмам
формирователь
сигналов
управления
исполнительными
механизмами
компаратор данных
реле и регистра
номеров объектов
промежуточные
реле объектов
регистр ввода
команды управления
данные от контроллера магистрали
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
квитанция - подтверждение неискаженного приема команды
сброс
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
В цепи управления исполнительными механизмами вводятся основные контакты промежуточных реле, работоспособность которых ранее была проверена. Одновременно с формированием команды управления исполнительным механизмом, от ФМ в контроллер подается сигнал- квитанция, подтверждающий неискаженный прием команды. Очевидно, что часть указанных функций решается программно- с помощью микроЭВМ, включенной в состав модуля.
Используемые методы кодирования и контроля позволяют обеспечить уменьшение вероятности необнаруженных
искажений команд управления до величины 10-16.
12.5. Структурно-функциональные особенности линейных адаптеров ИУК.
Линейные адаптеры используются для: обмена информацией между ЦППС и КП; ретрансляции информации одного ЦППС в другой; ретрансляции информации, принятой одним КП от какого- либо КП или ЦППС, в направлении другого ЦППС или КП; сопряжения между ИУК.
Линейные адаптеры (ЛА), обеспечивающие обмен информацией между КП или ЦППС, работа которых регламентируется разными протоколами, получили название конверторов (преобразователей) протоколов или “интерфейсных
карт”.
Все типы ЛА некоторых изготовителей ИУК (ABB, MOSCAD, PEP, Octagon Systems, ELKOMTECH S.A, РТСофт,
СИСТЕЛ –А) выполняются как конверторы протоколов. Однако универсальность применения ЛА достигается за счет
введения существенной аппаратной и программной избыточности для большинства ИУК, в которых используется единый протокол и которые не требуют его преобразования.
Другие изготовители (“Системы связи и телемеханики”, ОАО “Промавтоматика”) разделяют ФМ- линейные
адаптеры и конверторы протоколов и, тем самым, минимизируют избыточность аппаратуры. ЛА современных ИУК
должны выполнять следующие функции:
- гальванически изолировать узлы сопряжения с линиями связи от остальной аппаратуры;
- подавлять помехи, уровень и (или) частотный диапазон которых выходит за пределы рабочего;
- выделять стартовую комбинацию (маркер начала рабочего цикла) и контролировать прием данных в пределах установленного рабочего цикла;
-сохранять принятое сообщение в буферной памяти и направлять данные во внутреннюю магистраль при поступлении
соответствующей команды от контроллера;
- выполнять требования установленного внутреннего интерфейса при вводе и выводе данных,
- выполнять процедуры для синхронизации приемника данных по принятым сигналам. В ЛА ИУК “Телеканал-М”,
S.P.I.D.E.R., MOSCAD, SMART I/O, SCADA–Ex,“Гранит”, используется принцип инерционной синхронизации, когда
при каждом изменении уровня принятого сигнала фаза генератора тактовых импульсов приемника корректируется в
направлении уменьшения сдвига относительно тактовых импульсов передатчика информации. Величина коррекции
определяется установленным коэффициентом инерционности, равным 816 в ИУК фирм дальнего зарубежья и 1632в ИУК, производимых в России и Украине. Введение инерционной синхронизации позволяет корректировать информационную последовательность, искаженную помехами и, тем самым, повышать эффективное (реальное) быстродействие ИУК;
- формировать сигналы для передачи в линию связи в соответствии с установленными предельными значениями
уровня и частотного диапазона;
- модулировать (демодулировать) передаваемые (принимаемые) сигналы, если ЛА одновременно реализует функции
модема.
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
52
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
На рис. 22 приведена структурная схема ЛА, в котором выполняются перечисленные требования. ЛА, выполненные в
соответствии с приведенной структурой, могут использоваться как для сопряжения КП с ЦППС, так и для ретрансляции
данных при использовании транзитных каналов связи.
магистраль устройства (КП или ЦППС
узел вывода данных
узел сопряжения с
магистралью
узел фиксации
разрешения передачи
данных в линию связи
узел считывания данных из
буферной памяти и формирования информационного
сообщения
узел гальванического разделения
формирователь сигналов для
передачи в ЛС, модулятор
узел приема данных
из магистрали
блок передачи данных в линию связи
Uпит
данные в линию связи
узел сопряжения с
внутренней магистралью
узел записи в память
информационного
сообщения
узел выделения
стартового кода
узел инерционной
синхронизации
узел гальваничеческой изоляции и
демодуляции
блок приема информации из линии
связи
узел записи данных
в буферную память
контроллер ФМ
узел подавления
относительно
слабых помех
данные из линии связи
Uпит
Рис. 22. Структурная схема линейного адаптера
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
53
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
13. Методика рейтинговой оценка качества ИУК
Современный рынок информационно-управляющих комплексов в России и странах СНГ широко представлен различными фирмами-производителями .
Наиболее известными ИУК из стран дальнего зарубежья являются: S.P.I.D.E.R. RTU, Micro SCADA Network
Control System (ABB); MOSCAD, Motorola-SCADA; SMART I \ O, Micro PLC and Real – Time Computer (PEP, Германия); Micro PC (OCTAGON SYSTEMS, США); DATAGYR R C2000 (LANDIS & GYR EUROPE Corp.); Теlecom SCADA
systems TTC-OM (Alcatel Teletra, Международный концерн), PLC \ Loop controller (Allen Bradley, США), Merlin
Gerin, Telemecanique, Square D, Modicon (Schneider Electric, Германия), MEGADATAR, Communication & Systems
(Schlumberger); SCADA-Ex (ELKOMTECH S.A., Польша).
В России и Украине производятся: ИУК российско-украинской торговой марки “Гранит” крупнейшим их производителем в СНГ- ОАО “Промавтоматика” (г. Житомир) и НТЦ “Рисса” (г. Москва), комплексы ТЕЛЕКАНАЛ-М и
ТЕЛЕКАНАЛ-М2 (“Системы связи и телемеханики”, г. Санкт-Петербург), контроллер SMART-RTU (ЗАО РТСофт, г.
Москва), многопроцессорный комплекс МТК-20 (ЗАО “Системы телемеханики и автоматизации”- СИСТЕЛ-А, г.
Москва), ТК “КОМПАС ТМ 2.0” (АОЗТ “Юг-Система”, г.Краснодар), ИУК “DECONT” (АОЗТ “ДЭП”, г. Москва, Россия), МСКУ (НПО “Импульс”, г.Северодонецк, Украина); СПРУТ–КОТ (ТОО “Комплект –Сервис”, Украина).
При столь широком спектре актуальна задача сравнительной оценки качества ИУК с учетом реальных особенностей их применения в АСУ распределенными энергообъектами и производствами. Разработанная методика
дает
пользователям инструмент для объективного сравнения характеристик различных ИУК на основе расчетной оценки
параметров.
В основу методики положено разделение всех параметров ИУК на группы, в каждую группу введено несколько параметров. В одну группу включаются параметры, характеризующие качество ИУК по определенному признаку, например, по возможности проведения анализа аварийной (нештатной) ситуации и т.п.
Оценка “выставляется” за каждый параметр отдельно. Так как качество ИУК оценивается по большому числу параметров, исключаются перекосы за счет неадекватной оценки одного- двух параметров. Важно подчеркнуть, что,
пользуясь приведенной методикой, каждый пользователь может составить собственную рейтинговую шкалу для ИУК.
В таблице 3 даны оценки качества, рассчитанные по “средневзвешенным” коэффициентам, полученным при опросе
более 1000 слушателей семинаров для пользователей ИУК.
В связи с тем, что в рекламных и информационных материалах по ИУК (особенно фирм “дальнего” зарубежья) отсутствуют прямые указания выполнения некоторых функций, введенных в таблицу 3, часть оценок выставляется на
основе сведений, полученных от представителей фирм во время семинаров и конференций.
В группу 1 с рейтинговым коэффициентом в 100 баллов вводятся параметры ИУК, предотвращающие (уменьшающие вероятность) возникновения аварийной ситуации из-за искажения данных:
1) Вероятность необнаруженного искажения команды управления, не превышающая 10 -14 при условии, что команда
принята с задержкой, не превышающей 1с по отношению к моменту подачи команды управления, оценивается в A1-1
(30) баллов. Оценка снижается на B1-1 (5) баллов при увеличении вероятности C1-1 на один порядок или времени задержки D1-1 на 1с. Время задержки должно рассчитываться для “стандартного” канала связи, например, позволяющего
передавать данные со скоростью 300 бод. Тогда, оценка ИУК в баллах по указанному показателю R1-1 равна:
R1-1=A1-1 - B1-1[(14–C1-1)+(D1-1-1)].
(5)
2) Вероятность необнаруженного искажения сигнала состояния (положения) контролируемого объекта, не превышающая 10-10, оценивается в A1-2 (18) баллов, повышение вероятности C1-2 на один порядок уменьшает оценку на B1-2
(4) балла. Аналогично оценка ИУК в баллах по указанному показателю R1-2 равна:
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
54
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
R1-2=A1-2 – B1-2[(10–C1-2)].
(6)
3) Вероятность необнаруженного искажения метрологической информации, не превышающая 10 -8, оценивается в
A1-3 (12) баллов, повышение вероятности C1-3 на один порядок уменьшает оценку на B1-3 (2) балла. Тогда:
R1-3=A1-3 – B1-3[(8–C1-3)].
(7)
4) Вероятность необнаруженной потери информации, ретранслируемой через ЦППС или КП, не превышающая 10 12,
оценивается в A1-4 (20) баллов, повышение вероятности С1-4 на один порядок снижает оценку на B1-4 (4) балла. То-
гда
R1-4=A1-4 – B1-4[(12–C1-4)].
(8)
5) Вероятность необнаруженного отказа канала передачи данных по одному из направлений, не превышающая 1012,
оценивается в A1-5 (20) баллов, повышение вероятности С1-5 на один порядок снижает оценку на B1-5 (4) балла. То-
гда
R1-5=A1-5 – B1-5[(12–C1-5)].
(9)
Пользуясь формулами (5)(9), можно получить суммарную оценку R1 по группе 1:
5
5
i 1
i 1
R1=  R1i =  A1i -B1-1[(14-C1-1)+(D1-1-1)]-B1-2[(10-C1-2)]-B1-3[(8-C1-3)]-B1-4[(12-C1-4)]- B1-5[(12- C1-5)].
(10)
Важно подчеркнуть, что для рейтинговой оценки качества ИУК указанные выше вероятности необнаруженных потерь или искажений информации, должны определяться с учетом всей трассы доставки информации от источника к
приемнику, недопустимо определять вероятностные параметры ИУК только по защищенности от искажающего действия помех в каналах связи. Аналогичные формулы для расчета рейтинговой оценки ИУК можно получить для других
групп параметров.
В группу 2 с рейтинговым коэффициентом в 60 баллов вводятся параметры ИУК, обеспечивающие проведение
анализа причин нештатной (аварийной) ситуации или принятие мер по ее предотвращению.
1) Регистрация и передача меток времени о последовательности изменений дискретных сигналов от датчиков оценивается в 15 баллов.
2) Регистрация переходных процессов в каналах ввода метрологических сигналов от датчиков с аналоговыми выходными сигналами (при возникновении аварийной ситуации, например, коротких замыканий в цепях нагрузки) и передача зарегистрированных данных с метками времени оценивается в 10 баллов.
3) Диагностика работоспособности датчиков входных сигналов и цепей связи с ними, передача информации, идентифицирующей место повреждения- 8 баллов.
4) Диагностика работоспособности цепей подачи и приема команд управления, передача информации, идентифицирующей место повреждения- 8 баллов.
5) Диагностика работоспособности каналов связи и линейных адаптеров, передача информации, идентифицирующей место неисправности- 8 баллов.
6) Введение в ЦППС ИУК резервного канала ввода, обработки и отображения данных от КП, диагностика работоспособности основного и резервного каналов, регистрация места повреждения, отсутствие искажений и перерывов в
работе ИУК из-за возникшей неисправности- 11 баллов.
В группу 3 с рейтинговым коэффициентом в 35 баллов вводятся параметры, определяющие полноту поставок
основного и дополнительного оборудования ИУК:
1) Введение в КП блоков для прямого сопряжения каналов выдачи команд управления с исполнительными механизмами оценивается в 4 балла.
2) Поставка конструкций для прямого подключения цепей пользователя- 4 балла.
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
55
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
3) Введение в КП и ЦППС источников питания для гальванического отделения цепей связи с датчиками и исполнительными механизмами от остальной аппаратуры- 8 баллов.
4) Поставка в составе ИУК имитаторов датчиков, исполнительных механизмов и каналов связи, стендового оборудования, инструкций и программного обеспечения для организации АРМ обслуживающего персонала- 8 баллов.
5) Наличие в комплекте поставки оборудования для установки или коррекции силами пользователя требуемых параметров модулей и устройств ИУК- 6 баллов.
6) Поставка на любой стадии применения ИУК дополнительных модулей, устройств и вспомогательного оборудования- 5 баллов.
В группу 4 с рейтинговым коэффициентом 30 баллов вводятся параметры, определяющие способность ИУК
адаптироваться к реальным условиям применения:
1) “Открытость” для пользователя программного обеспечения, позволяющего ему самостоятельно корректировать
структуру баз данных, вводить новые компоненты, например, тип ретроспективы, сформированной по критериям, не
оговоренным первоначальным заданием на изготовление ИУК- 8 баллов.
2) Введение в ИУК структурных, алгоритмических, системных, схемных и программных ветвей, обеспечивающих
максимальную эффективность использования каналов связи радиальной, магистральной и транзитной конфигурации8 баллов.
3) Возможность введения в КП или ЦППС новых функциональных модулей (в пределах установленного максимума), замены ранее установленных модулей- 4 балла.
4) Наличие в ИУК узлов и программного обеспечения для независимой передачи информации от КП по нескольким
направлениям- 5 баллов.
5) Введение в функциональные модули узлов и программного обеспечения для адаптации параметров (времени
реакции, вида канала связи, порога нечувствительности к помехам, скорости передачи) к реальным условиям применения- 5 баллов.
В группу 5 с рейтинговым коэффициентом в 25 баллов вводятся параметры, определяющие возможность произвольного изменения функций и объемов информации ИУК.
1) Введение функций, оговоренных в информационных (рекламных) материалах, первоначально не включенных в
условия поставки ИУК, без изменения монтажа и программ, используемых для реализации ранее введенных функций8 баллов.
2) Изменение числа КП на любой стадии эксплуатации без влияния на работу и монтаж, выполненный для ранее
включенных КП- 6 баллов.
3) Изменение вида (типа) или конфигурации канала связи для любого КП, группы КП или всех КП после начала эксплуатации- 3 балла.
4) Изменение числа каналов приема информации от датчиков только одного вида без изменения объема других
видов информации, оценивается в 8 баллов, принудительное (без желания пользователя) изменение числа каналов
для приема информации от любого другого вида датчика снижает оценку. Оценка уменьшается на “k” баллов, если
пользователю вместо требуемых ему N (N>4) дополнительных каналов поставляется оборудование для (N×2k ) каналов.
Таким образом, максимальная рейтинговая оценка ИУК по приведенной методике равна 250 баллам. В приведенной ниже таблице 3 приводятся рассчитанные по методике рейтинговые коэффициенты для наиболее распространенных ИУК. Исходя из данных приведенных в таблице 3, хотя и в некоторой степени субъективных, можно отметить
наиболее высокий рейтинг комплексов торговой марки “Гранит”, в которых наиболее гармонично сочетаются как высокие информационные характеристики, так и эксплуатационные характеристики.
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
56
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
Наименование
ИУК
S.P.I.D.E.R.
Рейтинговая оценка
Группа 1
Группа 2
Группа 3
1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6
10 8 8 0 0 15 10 0 0 8 11 4 0 8 0 6 5
Группа 4
1 2 3 4 5
0 0 4 5 5
Группа 5
1 2 3 4
8 6 0 6
MOSCAD
8
4
0 15 0
0
0
0
4
0
8
0
6
0
0
0
4
0
5
8
6
0
6
86
Smart I/O
20 14 10 4
0 15 0
8
0
0 11 4
4
8
0
6
5
8
0
4
5
5
8
6
0
6
151
Micro PС
8
8
8
0
0 15 0
0
0
0 11 0
0
8
0
6
5
0
0
4
0
5
8
6
0
6
98
Datagyr
0
0
0
0
0
0
0
0
8
0
4
0
8
0
6
5
0
0
0
0
5
8
6
0
2
51
Tracec 130
0
0
0
0
0 15 0
0
8
8
0
4
4
8
8
6
5
0
0
0
0
5
8
6
0
4
89
Telemecanic
0
0
0
0
0 15 0
0
8
8
0
4
4
8
8
6
5
0
0
4
0
5
8
6
0
4
93
Scada-Ex
0
0
0
0 16 15 0
8
8
8
0
4
4
8
8
6
5
8
0
4
0
5
8
6
0
4
123
Гранит-микро
20 14 10 0 16 15 0
8
8
8 11 4
4
8
8
6
5
8
8
4
5
5
8
6
3
6
196
Гранит-Р
15 10 8
0 16 15 0
8
8
8 11 4
4
8
0
6
5
8
8
4
5
5
8
6
3
6
179
Телеканал-М
10 6
8
0 16 15 0
8
8
8 11 4
4
8
0
6
5
8
8
4
5
5
8
6
0
6
167
SMART-RTU
0
0
0
0 12 15 0
8
8
8 11 4
4
8
0
6
5
0
0
4
5
5
8
6
0
2
118
МТК-20
0
0
0
0
0
0
0
8
8 11 4
0
0
0
6
5
0
0
4
5
5
8
6
0
2
72
Компас-ТМ 2.0
0
0
0
0 12 0
0
0
8
8
0
4
0
0
8
6
5
0
8
4
0
5
8
6
0
4
86
СПРУТ
0
0
0
0
0
0
0
0
0
8
0
4
0
0
0
6
5
0
0
0
0
0
0
6
0
0
29
МСКУ
0
0
0
0
0
0
0
0
8
8
0
4
4
8
8
0
5
8
0
4
0
5
8
6
0
4
80
8
8
0
0
0
Таблица 3. Рейтинговая оценка качества информационно-управляющих комплексов.
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
57
Σ баллов
119
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО ВЫСТАВОЧНО-ТОРГОВЫЙ ДОМ «ГРАНИТ-МИКРО»
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ИУК ВЕДУЩИХ ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ
Название
ИУК
Структура и Число КП Протокол пере- Особенности структуры
вид
канала в ИУК
дачи информасвязи
ции
ЦППС
S.P.I.D.ER
DMS ABB
(США –
Швеция)
РКС, МКС
1 …64
уплотненный,
выделенный,
связь
через
модем
V23,
скорость 600
–1200 бит/сек
RP -570
MOSCAD
Motorola
(USA)
МКС
1 … 64
MDLCмодификация
протокола HDLC,
ориентированная на использование радиоканала
Micro PC
Octagon
Systems
(США)
РКС
1 … 64
Для связи используется
модем 5524
FCC, 300,
1200, 2400
бод, V21,
V22,bell 103,
212A
Может
задаваться пользователем
при
конфигурации
системы
SCADA – Ex
elkomtech
s.a
(Польша)
РКС
1 … 256
Связь КП с
ЦППС по одному
или
двум направлениям
RS-232, 485,
включением
конвертора
протоколов может адаптироваться для работы в других
протоколах
Виды и объемы инфор- Особенности построе- Сферы примации КП
ния модулей
менения
КП (RTU)
SCADA с открытой архи- КП используются как КП-510 :
Гальваническая изотектурой, наращивание автономные контролле- КУ –22 двух или 44 од- ляция всех входов и
функций установкой мо- ры или в составе си- нопозиционные,
выходов от остальной
дулей, распределенная стемы,
регистрация ТИТ – 12,
аппаратуры, передача
база данных, широкая аварийных
событий, ТИИ – 2,
дополнительных бит
гамма методов пред- функции АСКУЭ с воз- аналоговый
для диагностики рабоставления данных
можностью программ- выход - 5
тоспособности аппаного
регулирования
ратуры
общего
потребления
энергии
SCADA – поиск активной Реализуется по «стан- Модули:
Гальваническое отдепериферийной станции, дартной» семиуровне- ТИТ – 32,
ление входных цепей,
протокол допускает «пе- вой модели – от физи- ТИИ – 32,
внутренняя диагноресечение» передачи
ческого до представи- ТС – 32,
стика работоспособданных RTU со столкно- тельского. Данные со- КУ –16 (с внешним ре- ности, регистрация
вением, повторная пере- провождаются метками лейным модулем)
последовательности
дача искаженных при
времени, точность воссобытий, передача
этом данных
становления времени –
меток времени
Свободное конфигуриро- Синтезируется по маги- Принцип
организации Жесткий
контроль
вание с использованием стрально –
аналогичен ЦППС, мо- обеспечивает
высонабора функциональных модульному принципу дули одно и многофунк- кую надежность, момодулей
на базе процессорного циональные, число ка- дули универсального
модуля, к которому при- налов модулей ТС, ТИТ, применения без адапсоединяются по шине
ТИИ, КУ – от 4 до 8
тации для рассредоISA модули ввода – выточенных систем
вода. Широкий диапазон температур, высокая надежность
SCADA, ориентация на Интеллектуальное
Для одного КП: 128 од- Набор одно и многоразные
операционные устройство MST, внут- но или 64 двухпозици- функциональных мосистемы – от DOS до ренние часы, разделе- онных команд, 64 ТИТ, дулей: BIBOAIAO –16
UNIX, интеграция АОИК, ние функций по кассе- 28 импульсных счетчи- ТС, 8 двоичных выхоАСКУЭ и элементов
там конструктива КП, ков (ТИИ), 256 ТС, ис- дов, 8 ТИТ, 4 аналогозащита данных – повто- точник гарантированно- вых, выходов; BI –64
рением и введением го питания
ТC, BO – 32 КУ, AI –
контрольной суммы
32 ТИТ
8-499-760-22-58, 8-499-760-27-01, техническая поддержка: 8-499-760-29-13, granit-micro@mail.ru
ВЫСТАВОЧНО-ТОРГОВЫЙ ДОМ «ГРАНИТ-МИКРО», www.granit-micro.ru
АСУ распределением
электроэнергии
АСУ участков
газопроводов
при использовании радиоканалов связи
АСУ промышленных предприятий и т.п.
объектов при
малом удалении
между
объектами
АСУ объектами
электроэнергетики
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных энергообъектов и производств
SMART I/O
PEP
(Германия)
РКС 1 …5
последовательных
канала в одном
конструктиве
Определяется
числом
конструктивов с
установленными
модемами,
максимум –
128 КП
1…96
DATAGYRR
Landis &
Gyr
(Швейца рия)
РКС, МКС,
телефонная
сеть, силовые
линии электропередачи
TELECOM
systems
TTC-OM
Alcatel
Teletra
(Международный
концерн)
Локальная
1…64
или глобальная сеть
RS-232, 485,
VME – шина, объединявозможность
ющая по внутренней мапрограммной
гистрали центральный
адаптации
к процессор (фирмы
требуемому
Motorola) с модулями,
наличие встроенного
таймера, 7-ми уровневая
система прерываний,
ETHERNET, OS-9
SCTM (Serial
Coded Tele
Metering), IEC
870-5, сбор
данных счетчиков- протокол
STOM(Serial
Transmission of
Original
Meter)
Последовательный интерфейс
LTS –G2 –
M3010
MKKTT, адаптированный
для работы по
сетям
Высокопроизводительная
вычислительная платформа, использующая
ОС UNIX, позволяет
строить открытые системы
Вычислительные терминалы С 2000 по группам
абонентов включаются в
сеть. Сетевой протокол
ТСР/IP
Трехуровневая система
для местных, региональных национальных сетей,
структура SCADA
Структура аналогична
ЦППС,
выполняемые
функции определяются
числом и видом модулей, шина СХС расширяет возможности до
требуемых
Навесные
модули Широкая гамма модуPiggback
позволяют лей ввода – вывода
синтезировать устрой- дискретной, аналогоства
с
требуемыми вой информации, маобъемами и видами лые габариты модуинформации
лей ограничивают
число каналов в каждом модуле до 16
Оптимален
для автоматизации промышленных
предприятий,
создания систем
сбора
информации
Основной базисный модуль не зависит от реального выполнения,
реальные возможности
определяются числом
дополнительных модулей. Системная шина –
PCI . Периферийные
пункты – часть общей
АСКУЭ
Основными компонентами системы являются
многофункциональные
электронные комбинированные счетчики
Z.U200, Z.V200, ZMB
410CT c телемеханическим выходом (RS-485)
Основные модули системы – транскодеры
FAG, передающие по
протоколу SCTM на
несколько промежуточных станций данные от счетчиков. FAG
ретранслирует данные на верхний уровень
АСКУЭ
для
объектов
электроэнергетики
и
промпредприятий, системы
учета других
энергоносителей
Нижний уровень –КП, КП ориентированы на Модули ввода сигнаподключаются к сети по сбор данных об аварий- лов аварии, положерадиально-магистных событиях и сигна- нии (состоянии) оборальному
принципу. лов состояния оборудо- рудования, приема и
Данные с метками вре- вания. Данные оформ- вывода команд управмени передаются на ляются в пакеты раз- ления. Формирование
узел коммутации паке- личной длины.
меток времени, истов, связанный с сервеключение из сети нером
национального
исправных звеньев,
центра
анализ качества сигналов
Сети супервизорного
управления и
передачи пакетов данных
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных энергообъектов и производств
PLC/ LOOP РКС, МКС
Controller Allen
Breadley
(США)
TRACEC
130
TRACEC
92 –P
ACEC
(Франция)
РКС
TELEPERM, РКС, МКС
SIMATIC S5
, SIMATIC
S5- 135U,
155U
SIEMENS
(Германия)
Наращивание
группами
по 16.
Максимальное
число
КП - 128
Основной протокол
- RS-485. Программная адаптация для работы с другими
протоколами
Трехуровневая система,
состоящая из одноконтурных программируемых контроллеров, коммутаторов пакетов
данных и вычислительный
центр
верхнего
уровня
КП – программируемый КП включает 1…16
Модуль: входы – 4
концентратор данных, контроллеров
аналоговых сигнала, 2
сочлененный с комму- 1771LC, соединенных с дискретных, 1 чистатором пакетов. Обес- интерфейсными конлоимпульсный; выхопечивает
контроль, троллерами
ды – 1 аналоговый
управление,
анализ, 1771LI по шине RS-485 сигнал (4…20ма), 1
аварийную индикацию, с использованием маги- аналоговый (1…5 В), 2
задание уставок, отоб- стрального принципа
дискретных. Алгоритражение данных.
мы регулирования: P,
I, PI, PD, PID
Для АСУ ТП
промышленных предприятий
1 …80
IST – 130
(стандартизованный для изделий фирмы)
Для АСУ объектами электроэнергетики
1 … 100
фирменный
Многопроцессорное
КП реализует функции Максимальные объемы Модули формируют
устройство, сопряженное сигнализации, измере- одного КП:
коды «с повторением»
с ПЭВМ. Посылка в виде ния, управления. МоОднопозиционные ко– с управляемой интелеграмм из 45
дификации – по объему манды –2000, ТС –
версией при повторбит – 32 информацион- данных, передача – по 1536, ТИИ – 128, циф- ной передаче – в заных, 13 защитных, конвызову от ЦППС и спо- ровые данные – 32, 64 висимости от четности
троль «четности» по 9
радически – по «суще- или 96
сигналов «1» в основстолбцам и 4 строкам
ственному» событию
ной посылке
Многопроцессорное
КП выполняются по
Определяются устанав- Модульное построеустройство, по требуемой технологии PLC
ливаемыми PLC.
ние. Модуль ввода ТС
вычислительной мощно- (program logical
Номинальное
число с фиксацией времени
сти выбирается тип фир- controller),
контуров регулирования с точностью 10 мс.
менной ЭВМ, сопряжение контроллеры реализуют для одного КП - 30
Для модуля КУ принямежду компонентами си- все стандартные алгото специальное кодистемы – по сети
ритмы регулирования.
рование – повторение
Задание режима рабос управляемой инверты - программное
сией основной посылки .
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
Для АСУ технологическими звеньями
промышленных предприятий
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных энергообъектов и производств
Merlin Gerin РКС, сеть
Telemecanique
Square D
Modicon
Schneider
Electric
(Франция)
Базовая
модель
32
MegaDataR
SchlumBerger
Electricity
(Франция)
Коммутируемые телефонные линии, подключаемые с помощью Hayes
модема, скорость – 300,
1200 или
2400 Бод
Системно и схемотехнически не
ограничено
Гранитмикро
ОАО
”Промавтоматика”
СНПП
“Промэкс”
(Украина)
РКС,
МКС
Выделенный,
уплотненный,
радио, коммутируемый.
Скорость50-1200 Бод.
1…128
Возможно
увеличение
группами
по 16
Нижний уровень –
Fipway,
технология –
Web-Client,
верхний уровень –
Ethernet
АРМ организованы на
КП – контроллер, вы- Суммарный объем дансети ПЭВМ, основа аппа- полненный
в
виде ных: аналоговые входы
ратной ветви – фирмен- набора модулей сигна- – до 256,
ные контроллеры –
лизации,
управления, аналоговые выходыModicon TSX
регулирования
(PID), до 128, дискретные
Premium (Quantum), ОС – измерения, регистрации входы – до 512, дисWindows NT, для проаварийных событий.
кретные выходы –
граммирования контролдо 128
леров – пакет
PL7-PRO, контроль действий оператора
Для
ответственных
данных формируются
коды с повторением
основной посылки- с
ее инверсией при нечетном числе “1” в основной посылке и без
инверсии – при четном числе “1”. Время
передачи данных от
0.9 c( 50 бит/c) до
0.0375 c (1200 бит/c)
RS-232 или
Система представляет
КП –электронный мно- Один КП может быть
Модули прибора (КП)
«токовая петсобой вычислительный
гофункциональный из- использован для изме- ориентированы на
ля»
центр, включающий не- мерительный прибор,
рения до 100 парамет- прямое или транссколько ПЭВМ, оснащен- функции которого опре- ров и отображения (пе- форматорное подклюных модемами для соделяются числом реги- редачи) до 32 групп
чение к измерительпряжения с территористров и программным
данных. Число КП и
ным цепям, гальваниально рассредоточенны- обеспечением.
общий объем данных не чески изолируют выми КП –Quantum D (Q)
Реализует все процеду- регламентируется
числитель от входных
Electronic Multifunction
ры расчета, хранения и
цепей, погрешности meters
передачи данных
±0,1… 0,5% (зависят
АСКУЭ
от исполнения)
HDLC
SCADA с 1…4 независи- Магистрально- модуль- Текущие измерения – Программирование
RS-232, “токо- мо работающими ПЭВМ, ный принцип построе- 1…256; интегральные основных параметров,
вая петля”
в которых создаются ния, две квазипарал- измерения- 1128; дис- метки времени, глубосинхронные базы теку- лельные
магистрали, кретные сигналы1 кая диагностика, пещих и ретроспективных оптоизоляция, диагно- 512; КУ- 1128, “токо- редача диагностичеданных. Резервирование стика, метки времени, вая петля”–1 32;
ских данных.
общих узлов, диагности- регистрация аварийных Ретрансляция
–116,
ка
событий, учет энергоре- передача
по
двум
сурсов
направлениям
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
Для АСУ
технологическими звеньями промышленных предприятий
АСКУЭ
бытовых и
промышленных потребителей
АСУ объектами энергетики, промышленных предприятий, непромышленной сферы,
АСКУЭ, РАИ
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных энергообъектов и производств
Гранит-ЖД
ОАО
”Ппромавтоматика”
СНПП
“Промэкс”
(Украина)
МКС, РКС,
вставки
уплотненного
ВЧ сигналами
канала связи
Гранит –
нефть ОАО
“Промавтоматика”
СНПП
“Промэкс”
Национальный университет
“Львовская
политехника”
(Украина)
Гранит-свет
ОАО
“Промавтоматика”
СНПП
“Промэкс”
(Украина)
РКС, радио для сопряжения ЦППС с
КП «узлов»,
линии подачи
питающего
напряжения –
для сопряжения КП одного
узла
РКС, радио –
Для сопряжения
ЦППС с КП –
исполнителями,
линии
~220
В
наружного
освещения –
для КП «каскадов»
1 …32 – HDLC
для од- RS-232, “токоной
вая петля”
магистрали,
число
магистралей 14,
для КСРК
до 128
1 …20
HDLC
“узлов”, RS-232, «токо1…32
вая петля» –
КП в од- при сопряжении
ном «уз- с ПЭВМ и
ле»
внешними источниками
информации
(радиопередатчиком).
SCADA, многомашинное Магистрально- модуль- Текущие измерения – Число каналов в одустройство, системно и ный принцип, включе- 1…256; интегральные ном ФМ– 1664, проалгоритмически ориенти- ние в состав специали- измерения – 1128; граммирование
осрованное на оптимиза- зированных
модемов дискретные
сигналы- новных параметров,
цию работы по маги- для работы по маги- 1512; команды управ- метки времени, глубостральным каналам свя- страли и для двуна- ления- 1128, “токовая кая диагностика, пези.
правленной ретрансля- петля”–1 32;
редача диагностичеции данных, регистра- ретрансляция
–116, ских данных
ция аварийных собы- передача
по
двум
тий, учет электроэнер- направлениям
гии
Резервированное
Программирование ос- КУ – 2,
Одноплатное устройустройство, адаптироновных параметров,
ТС - 8,
ство КП, размещенное
ванное для автоматизи- наличие модуля форТИИ – 3,
в шкафу автоматики,
рованной передачи комирования динамодинамограмма
содержащем оборуманд управления насос- граммы, связывающей – 128 … 150 байт,
дование для управлеными установками, пери- усилие на штоке насос- фиксация несанкциони- ния и защиты двигаодической и спорадиче- ной установки и полорованного демонтажа
теля мощностью до 50
ской передачей диагно- жение штока, диагнодвигателя насосной
кВА, радиопередатчик
стической, измеритель- стика, метки времени, установки, сопряжение и узлы связи с датчиной, известительной ин- защита источника пита- с магистральным и ра- ками аналоговых и
формации и динамония и модулей от воздио каналом связи, узел дискретных сигналов
грамм
действия грозовых раз- защиты двигателя
рядов
1 …64
HDLC
Резервированное
Программирование ос- ТИИ – 1,
Одноплатное выпол“каскада”, RS-232, «токо- устройство с циркулярновных
параметров, КУ – 3,
нение устройства КП,
1…12 КП вая петля» –
ной подачей команд
введение в состав КП ТС - 16,
выносная монтажная
в каждом при сопряжении управления наружным
модуля сопряжения с ретрансляция в 1…3
плоскость.
«каска- с ПЭВМ и
освещением районов го- линиями
высокого направления
Структура ЦППС в
де»
внешними ис- родов, циклической и
напряжения, многостуцелом и модулей анаточниками
спорадической переда- пенчатая защита от
логична ИУК
информации
чей сигналов состояния воздействия грозовых
«Гранит-микро»
оборудования, учет поразрядов, диагностика,
требления электроэнер- передача диагностичегии
ских данных
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
Интегрированные АСУ
электроснабжением электрифицированных
железных дорог,
АСКУЭ, РАИ
АСУ малодебитными
нефтепромыслами –
для оптимизации режима
работы глубиннонасосных
установок и
потребления
электроэнергии
Системы
управления
наружным
освещением
районов городов
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных энергообъектов и производств
Гранит-Р
НТЦ
“РИССА”
(Россия)
МагистральноЧисло подключаемых к Набор одно- и мномодульное построение, одному КП датчиков: гофункциональных
использование
шины дискретных
сигналов модулей, оптоизоляI2C, программирование 241488; числоимпуль- ция, возможность подвыполняемых функций, сных 241488; аналого- ключения к ПЭВМ, ин2
реализация учета энер- вых-81024;
исполни- терфейс I C, испольгоресурсов,
регистра- тельных
зование
однотипных
механизмовция последовательно- 16992; кодовых 132, модулей для ЦППС и
сти событий
ретрансляция
–
8 КП.
направлений,
диагностика, метки времени,
маршрутизация
Телеканал- РКС, цепо1…24 – Эмулируется
Универсальный проВыполняется в виде 8 базовых вариантов КП Информационный моМ АОЗТ
чечный,
без
протокол ИУК граммируемый ИУК с от- набора
функциональ- – минимальный вариант дуль – многофункцио“Системы
древовидный, мульти- ТМ, МКТ, УВТК, крытой архитектурой,
ных модулей, вариант : ТС (ТИИ)- 16, ТИТ –8, нальный – С (16), –
связи и те- комбинироплексо- Гранит, интер- адаптируется для развыбирается в зависи- команд – 8; максималь- ТИТ (8) – команды (8),
лемеханики” ванный.
ров,
фейс
RS- личных применений, диа- мости от объема ин- ный –
дополняется од(Россия)
Скорость пе- 1…128 – 232(485)
гностика, метки времени, формации и может быть ТС (ТИИ) –128, ТИТ –
нофункциональными
редачи –
с мульрегистрация аварийных щитового, приборного и 64, команды – 64.
модулями, например,
50 – 1200 Бод типлексобытий, учет электростоечного изготовления Возможно увеличение с сопряжения с каналом
сорами
энергии
помощью расширителя связи, силовой коммувнутренней магистрали тации и др.
SMART-КП
RTSoft
(Real Time
Software &
Hardware
House)
(Россия)
КСРК,
КСМК,
уплотненный,
радио, коммутируемый,цифрово
й, оптический.
Скорость 502400
бод
(кроме цифрового)
Сети, модемная связь
ЦППС с территориально
рассредоточенными КП.
Скорость работы по сети
– от 9,6 до
500 Кбод
1…128
Возможно
увеличение
1…247 –
для
Modbus
по принципу
один ведущий
для
остальных ведомых;
1…127для Profibus
HDLC,
V.22,V.23 ,V.21,
RS-232;
RS-485.
Profibus,
Modbus,
программная
настройка
на
работу с другими ИУК
SCADA с открытой архитектурой, автономный
контур управления щитом, объединение модулей шиной
I2C,
автоматическая
маршрутизация, предоставление услуг связи,
резервирование
Строится по структуре
ЦППС, которая через
модем подключается к
рассредоточенным КП
или непосредственно к
сети (например, Profibus
для работы по RS-485
или RS-232). Обслуживается операционной системой OS-9
КП выполняется как
контроллер SMART-КП
по структуре PLC, блок
сдвоенного процессора
– на базе Motorola
68302/20, один – для
приема и обработки
данных, второй – для
обслуживания коммуникационных задач; набор
модулей
Блок расширения через Широкая гамма модулокальный последова- лей для ввода – вытельный
интерфейс вода дискретных и
(SPI) обеспечивает под- аналоговых сигналов,
ключение к CPU 1 …11 релейных выходов,
модулей ввода – выво- SPI интерфейса,
да – максимум до 88 фазовой подстройки,
входов –выходов, при прямого сопряжения с
использовании мульти- термопарами. Число
плексора -192
каналов для разных
модулей 1…8
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
Для АСУ объектов энергетики, непромышленной
сферы,
АСКУЭ, РАИ
Для АСУ объектов энергетики,
водоснабжения,
нефтяной
и
газовой промышленности,
коммунального хозяйства
АСУ объектами промышленных предприятий,
энергетики,
для автоматизации научных
исследований
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных энергообъектов и производств
МТК-20 ЗАО
“Системы
телемеханики связи»
–
СИСТЕЛ-А
(Россия)
КОМПАСТМ 2.0 ОАО
“ЮГсистема”
(Россия)
РКС, МКC.
Скорость передачи –
от 50 до 2400
бит/сек,
допускается
использование каналов
разных типов
РКС,
выделенные физические- воздушные, кабельные, радио, цифровые
ISDN,
коммутируемые.
ТЕЛУР ЗАО Радиоканал,
НПП
тональный
«Радиотеле- канал линий
ком»
электропере(Россия)
дач. Скорость
передачи 1200…9600
Бод (канал 25
кГц)
Базовый HDLC, возможвариант- на адаптация
до
16 для работы в
дуплекс- других протоных ка- колах, наприналов,
мер, в протокопри ма- ле АИСТ – для
гипередачи данстраль- ных на верхний
ном ка- уровень
нале – до
15
Опреде- Базовый –
ляется
RS-232
условия- (485,422),
ми
по- транкинговая
ставки
связь
МРТ1327/1343,
МАР-27
Ограни- Специализичивается рованный – при
динами- обмене данныческими ми ЦППС- КП,
парамет- RS-232 – для
рами си- сопряжения с
стемы
кодовыми датпри ад- чиками
ресных
запросах
КП
(1…64)
ЦППС – на основе ПК с
шиной ISA (AMD 486DX5)
со встроенными многоканальными (16) линейными адаптерами, выносными линейными модулями для гальванического отделения от линий
связи, блоки вывода данных на щит
КП- набор модулей на КП включает до 5 моду- Шесть основных ти- АСДУ объекбазе микроконтроллера лей, поэтому информа- пов модулей, возмож- тами электроAT90S8535 , имеющего ционная емкость огра- ности которых ограни- энергетики
32 канала ввода анало- ничивается:
чены числом каналов
говых сигналов и 80 – ТС – до 80, КУ- до 40,
ввода-выво-да базоввода-вывода дискрет- ТИТ – 16 (дифференци- вого микроконтролленых сигналов, допол- альных), 32 – с общей ра
ненные модулями по- землей
следовательного
интерфейса,
исполнительных реле
ЦППС- группа контрол- КП- контроллер на базе Контроллер многоцеле- Допускается сосредолеров связи, объединен- процессора С165,
вой – ТИТ –16, ТС –32, точенное и рассредоных магистралью RS-485, А8081 или AVR90 и свя- команд –16. Возможно точенное размещение
подключаемая к серверу занные c ним через RS- использование несколь- модулей, установка у
ЦППС (ПЭВМ) через 485
модули
ввода- ких контроллеров в со- силового оборудовамультиплексор. Исполь- вывода ТИИ, ТИТ, ТС, четании с модулями ния «интеллектуальзование базы SQL и язы- команд управления
учета энергии и реги- ных» датчиков, сока Delphi
страции аварий
пряжение со счетчиками
ЦППС включает блок
КП – четыре основные К блоку сбора подклю- Модули ориентировасвязи с ПЭВМ, радиомо- модификации,
содер- чается до 80 линий от ны на сбор данных по
дем «Телур-РМ», антен- жащие
блок
сбора, датчиков ТИТ, ТС, ТИИ, запросу ЦППС с поно-фидерное устройство коммутации и обработ- а также до 64 каналов следующей поочеред(АФУ) и источник гаран- ки информации, радио- управления,
ной передачей дантированного питания
модем и АФУ. Блок сбо- два порта RS-232 для
ных, что позволяет
ра- модульный, воз- подключения ПЭВМ или получать данные от
можно подключение до датчиков с цифровым
всех КП, отражающие
семи модулей ввода- выходом
состояния в одно и то
вывода
же время
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
АСУ объектами
электроэнергетики
АСУ объектами электро-,
тепло-, водои газоснабжения
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных энергообъектов и производств
ТК-113 ПО
«Телемеханика»
(Россия)
ADAM5000/CAN
ProSoft
Advantech
(Россия)
ПТК
ДЕКОНТ
ООО
“Лаборатория ДЭП”
(Россия)
КРК с возможностью
подключения
RTU к магистральному
каналу
1…60Специализиропри ра- ванный
боте по
радиальным линиям
и
передаче
данных
RTU по
двум
направлениям
Сеть CAN
1…64
Протокол
(Controller
контрол- DeviceNet – до
Area Network). лера
500 м, CANopen
- до 1000м.
Максимальная
скорость- до 1
МБод
ЦППС и КП структурно
одинаковы.
Основа – модуль процессора КР1810ВМ86
(Intel 8086). Специализированное программное
обеспечение на базе ОС
реального времени
РИМОС, совместимой с
MSDOS
КРК, радио
коммутируемый, телефонный
Простейший вариант –
набор контроллеров с
интерфейсными модулями, сопрягаемыми по
шине RS-485 с ПЭВМ..
Для крупных объектов –
крейты с набором линейных модулей
1…128
Определяется
встраиваемыми
интерфейсными модулями,
основные –RS232(485), HDLC
КП включает модуль Информационные воз- Модули реализуются АСУ объектапроцессора и модули: можности определяют- на микросхемах сред- ми
электроввода ТС, ТИТ, быстро- ся модификацией кон- ней степени интегра- энергетики
го
обмена,
команд структива – навесного ции, функции модулей
управления, релейный, или напольного, общее фиксированы и не
линейный модуль ВЧ число входов- выходов программируются
канала. Возможна орга- – до 512
низация канала RS-485
для
сопряжения
с
внешними устройствами
и приборами
ЦППС – на базе
КП – сочетание 16-ти
MIC-2000модульном разрядного процессора
IBM PC совместимом 80188 и модулей ADAM
компьютере с открытой для выполнения заданархитектурой по шине ных функций
ISA. Каркас для модулей
расширения на 8 или 11
мест
Информационные воз- ADAM (примеры):
АСУ ТП
можности определяют- 5051(5056) – цифрося набором и числом вой ввод (вывод) по
модулей, с помощью 16
каналам,
5017
модуля-расши-рителя (5024) – 8(4) каналь(повторителя) достига- ный
ввод (вывод)
ется расширение функ- аналоговых сигналов,
ций
5060- 6 релейных выходов
КП- сочетание двухпро- Максимальное число
Полная изоляция вхоцессорного контроллера модулей КП- 112,
дов, интегрирование
(ZILOG80182,
один модуль: ТС-16, входных сигналов для
PIC16C73A)
и
од- команд – 8, ТИТ –8, повышения достовернофункциональных мо- ТИИ –16. Рассредото- ности,
диагностика,
дулей ввода- вывода- ченное и сосредоточен- регистрация аварий,
обработки, объединен- ное размещение моду- метки времени, синных шиной RS-485
лей
хронизация времени
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
Системы
управления
наружным
освещением,
кабельными
сетями городов
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных энергообъектов и производств
УВТК 120.2
АО
“ТЕЛЕТАП”
Научно производственная
фирма
(Россия)
Дуплексные и
полудуплексные
каналы
ВЧ уплотнения с двух и
четырехпроводным окончанием, выделенные линии связи
СПРУТ
АООТ
«Отделение
разработки
систем»
(Россия)
Выделенные
пары проводов, передача
данных по
RS-232,
«токовой петле». Скорость
передачи – 50
–2400Бод
СПРУТ-КОТ
ТОО «Комплект сервис»
(Украина)
РКС, выделенные пары
проводов.
Скорость передачи данных - 200 –
1200 Бод
Количе- Возможна проство КП граммная адапМИКОНТ, тация к требуподклю- емому, основченных к ной модемный
одному протокол –RSканалу
232. Скорость
связи – передачи- от
до 30.
100 до 2400
Число
Бод
каналов
– до 30
1…8 ни- Соответствует
зовых
стандарту
на
контрол- RS-232 и «толеров
ковую петлю»
соединяются
«токовой
петлей»
с
контроллером
ЦППС
1…32
Специализированный
Возможна программная
адаптация к требуемому,
основной модемный протокол –RS-232. Скорость
передачи- от 100 до 2400
Бод
МИКОНТ – сочетание
блока задания режимов
и модулей ввода – вывода, решающих задачи
фильтрации помех, обработки данных, буферизации, регистрации
последовательности
событий, передачи по
резервному каналу
Максимальный объем
данных КП: ТС – 256,
ТИТ- 128, ТИИ – 64, КУ
– 256, регулирование –
32 канала, отображение
– 256, блок релеповторителей
ЦППС – модули диспетчерского пункта
(МДП) - процессор Intel
186, ОЗУ, ПЗУ, стык с
ПЭВМ и низовыми контроллерами. МДП включает каналы ввода и вывода 16 дискретных сигналов, программное
обеспечение «SPRUT»
КП- программируемый Объем информации
контроллер на базе определяется модифимикроЭВМ 80186(с со- кацией контроллера: ТС
процессором 8087) или – 24, 48, 120;
1816ВЕ51 (или ее ана- ТИТ – 32, дискретные
логов), сопряженного с выходы – 16, 32, 144
каналами ввода- вывода дискретных сигналов, расширение – для
аналоговых каналов
Основа ЦППС – ПЭВМ,
подключаемая к 1…32
контроллерам СПРУТ с
помощью концентратора
КОТ
КП – контроллер для
прямых измерений параметров электрической сети без использования преобразователей, число трехфазных
присоединений – до 32,
основная приведенная
погрешность – не более
0,25% (0,5%- для реактивной мощности),
0,02% - частоты
Программная
обработка данных 1 … 8
субмодулей ведется
общим для них контроллером.
Логика
работы
субмодулей
обеспечивает фильтрацию помех, простоту связи с датчиками
АСУ объектами нефтегазовой
промышленности,
водоснабжения,
транспорта,
сосредоточенных объектов
Каналы ввода- выво- АСУ ТП
да дискретных сигналов введены в контроллер, отдельные
модули
ввода
–
вывода дискретных и
аналоговых сигналовдля
расширения
функций размещаются вне контроллера
Общее число каналов Основа контроллера –
преобразования
до быстродействующий
256-действующих зна- АЦП, сопряженный с
чений тока и напряже- программнония переменного тока, аппаратными узлами
коэффициента мощно- обработки мгновенных
сти, частоты сети, кон- значений и получения
троль состояния до 64 выходных
кодовых
двухпозиционных объ- сигналов
ектов
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
Системы диспетчеризации
электростанций, подстанций, диспетчерских центров
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных энергообъектов и производств
МСКУ НПО
“Импульс”
(Украина)
ITEK-x1x,
ITEK-x2x
НПП
“Энергия”
(Украина)
МПТК
ЗАО завод
«Электропульт»
(Россия)
МКС для со- 1 …32
пряжения с
низовыми
контроллерами, RS-232
- для сопряжения с
ПЭВМ
КРКвыделенный канал
или модемная
связь
V-23,
радиоканал
Физические,
ВЧ, радиоканалы произвольной
структуры.
Скорость передачи от 50
до
1200
бит/сек
Протокол ИРПС
или
RS-232,
для сопряжения
с
«быстрой»
магистральюпротокол
RS422
ЦППС - резервированный распределенный
комплекс ПС-1001 или
ПЭВМ в сочетании с модулями связи с МСКУ
МСКУ – это сочетание Максимальное
число Модули выполнены по
центрального процес- входов-выходов
(сум- «жесткой»
логике,
сорного блока (основ- марно) – 416, модули: цифровая коррекция
ной процессор 8086 и ТИТ– 30; 16- для сиг- модулей
измерения
сопроцессор 8087), в налов низкого уровня, для повышения точкоторый включен узел 4- для переменного то- ности,
групповое
связи с ЦПУ, и модулей ка, ТС – 32, ТИИ – 8, гальваническое отдеввода – вывода данных. частотные – 8, вывод
ление цепей датчиков
RS-232(485),
ЦППС – локальная сеть КП в виде контролле- Данные от электронных Модули ориентироваV.23(25bis),
ПЭВМ, подключенных к ров ITEK-220, ITEK-210, и неэлектронных счет- ны на прием числоимIEC 1107-Mode КП через блок согласоITEK-310,
ITEK-320, чиков электро- и других пульсных
сигналов,
C/Flag,
вания itekNET2 со вхоITEK-410 – в зависимо- видов энергии. Макси- датчиков со стандартHayes
дами RS-232, для радио сти от числа точек учета мальное число точек ным выходом постоили выделенных каналов
контроля одного КП - 64 янного тока Обеспечиваются прямые измерения от датчиков
температуры и давления
1 …128, FT1.2 по стан- ЦППС – аппаратно реКП – набор программно- ТИТ – 32 …320,
В модули вводятся
при
ис- дарту МЭК 870- зервированное устройаппаратных модулей
ТИИ – 32… 320 (чис- узлы контроля цепей
пользо- 5.2,
возмож- ство из двух идентичных для ввода, вывода и ре- лоимпульсные
сигна- связи с датчиками,
вании
ность эмуляции блоков, в каждом до 10
гистрации
лы), ТС – 32 …320, ко- подавления
помех
магипротоколов из- канальных адаптеров.
дискретных, аналоговых манды – 16…256, реги- промышленной частостраль- вестных ИУК
Комплектуется контрол- и
буквенно-цифровых страция
–
64…256 ты, определения раного калерами БКЩ с магистра- сигналов. Возможность (временное разрешение ботоспособности коннала- до
лью RS-232 для управретрансляции данных, –10 мс)
тактов
8 КП по
ления отображением
полученных от другого
одному
данных на щите
КП в ЦППС
направлению
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
АСУ ТП промышленных
предприятий
Программнотехнические
комплексы
для учета и
управления
потреблением
энергии
АСУ объектами
электроэнергетики
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных энергообъектов и производств
АСТМУ
НИИЭФА
им. Д.В.
Ефремова
(Россия)
Воздушные
или
кабельные выделенные
линии
связи, каналы
тональной частоты, магистральный
канал,
используемый в
системе
РЕГИНА
Институт
электродинамики АН
Украины
В новых версиях – по шинам RS-232; в
типовых
устройствах
связь
с
«верхним
уровнем» отсутствует
“Черный
ящик” ООО
НТЦ
«ГОСАН»
(Россия)
РКС, МКС,
Скоростные
каналы – скорость передачи 187,5
Кбит/сек
1…32
Асинхронный
Ограни- полудуплексчивается ный байт ориобщим
ентированный
максипротокол
мальным Modbus, скочислом рость передачи
каналов по выделенновводаму каналу -1200
вывода и Бод
затуханием
сигналов
в
магистрали
КП могут RS-232
объединяться в
систему
по линиям
RS232 или
через КПретрансляторы
Одно
BBnet, RS-232,
автоном- эмуляция проное
токолов
ИУК
устрой- «Гранит»,
ство
КОМПАС и др.
ЦППС – группа ПЭВМ,
объединенных в локальную сеть. На двух или
более ПЭВМ реализуется «виртуальный» щит и
«виртуальный» пульт.
ПЭВМ оснащаются пакетом программ АРМ энергодиспетчера. Варианты для построения АСКУЭ и
системы диагностики
КП реализуются как Объем информации
Группы ПЛК объедиПЛК с сосредоточенным определяется модифи- няются магистралью
или рассредоточенным кацией : ТС – 128, 64,
RS-485, через конверразмещением модулей, 48; КУ– 64, 32, 24;
тор
RS-485-RS-232
объединенных
маги- ТИТ – 64, 16, входной модули подключаются
стралью RS-485. Общий сигнал –«сухой» контакт к плате процессора.
объем
данных:
ТС- С, выходной сигнал це- Данные для передачи
5000, команд– 2000, пи управления – 24 В, формируются узлом
ТИТ – 1000, мощность 0,5 А, гальваническая связи или платой равыходного сигнала –0 развязка– не менее 500 диальных связей
дБ, вход –минус 35 д
Для управления
распределенными
объектами
электроснабжения электрифицированных участков железных
дорог
В системе сбора инфор- КП обеспечивает реги- Число каналов: анало- КП строятся по момации
используется страцию и отображение говых сигналов-32, дис- дульному
принципу.
ЦППС ИУК, с которым нормальных и аварий- кретных –630, период Модули воспринимают
сопрягаются
КП ных сигналов в виде сканирования
–2мс, сигналы от измери«РЕГИНА»
графиков и др., опреде- длительность регистра- тельных трансформаление места поврежде- ции аварии- 6 сек, пре- торов, «сухих» контакния и ресурса работы даварийного режима – тов. Диапазон –0,1-25
оборудования, диагно- 0,2с, разные режимы Iном, 2-200В
стику, ведение ретро- перехода к регистрации
спективы
Для решения задач сбо- КП- сеть из регистрато- Число каналов А-8(16), Модули прямого изра информации от расров аналоговых (РА) и С – 32(64), частота мерения параметров
средоточенных объектов дискретных (РД) сигна- опроса –1200(600) гц, сети или сигналов от
используется ЦППС ИУК, лов с автономным сер- переменный ток – 0- преобразователей,
с которыми сопрягаются вером или с дистанци- 250А, напряжение –0- возможно подключеустройства «Черный
онным управлением по 400В, точность – 1%
ние данных от счетчиящик»
телефонным каналам
ков, самодиагностика,
синхронизация
времени
В информационно- диагностических
комплексах
для постоянного контроля
за
работой
оборудования
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
Для
систем
регистрации
аварий,
построения осциллограмм и
векторных
диаграмм
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО ВЫСТАВОЧНО-ТОРГОВЫЙ ДОМ «ГРАНИТ-МИКРО»
Список литературы
1. Бруй И.Ю. , Портнов Е.М. Контроль наличия переполнения на выходе программируемого цифрового фильтра //
Тез. доклада Научно-технической конференции “Микроэлектроника и информатика-95 “ – М.: МИЭТ.- 1995.- C.234.
2. Бруй И.Ю. , Портнов Е.М. Фильтрация сигналов с датчиков в информационных системах// Тез. доклада Научнотехнической конференции “Микроэлектроника и информатика-95”.-М.: МИЭТ.- 1995. - C.235.
3. Портнов Е.М. Принципы построения многофункциональных телемеханических комплексов для объектов электроэнергетики//Тез. доклада Научно-технической конференции “ Микроэлектроника и информатика “. – М.: МИЭТ.1996.- C.247.
4. Портнов Е.М. Выбор методов ввода и обработки информации для построения многофункциональных телемеханических комплексов на основе вероятностного анализа потоков// Тез. доклада Научно-технической конференции
“Микроэлектроника и информатика-96”.-М.: МИЭТ.- 1996.- C.248.
5. Портнов Е.М. Состояние и тенденции развития телемеханических информационно-управляющих комплексов
для АСУ ТП. Аналитический обзор. Государственный Комитет Украины по вопросам науки , техники , и промышленной
политикию. – Житомир.- 1996.-25 c.
6. Портнов Е.М. Организация вычислительного ядра информационно-управляющих телекомплексов для АСУТП.//
Тез. доклада научно-технической конференции “Микроэлектроника и информатика –97”.- М.: МИЭТ.- 1997.- C.143.
7. Дубовой Н.Д., Портнов Е.М. Построение и анализ информационной модели многофункционального программнотехнического комплекса для АСУ рассредоточенными энергообъектами. Отчет о научно-исследовательской работе .
Шифр: 862-ГБ-53-Гасп-УИС.- 1998.-33 c.
8. Дубовой Н.Д., Портнов Е.М., Доманский В.В., Образцов В.С. Коммерческая оценка потребления электроэнергии.-М.: Железнодорожный транспорт.- №12.- 1998.- C.14-16.
9. Портнов Е.М. Синтез информационной модели многофункционального программно-технического комплекса для
АСУ рассредоточенными энергообъектами// Тез. доклада Научно-технической конференции “Микроэлектроника и информатика –98”- М.: МИЭТ.- 1998.- т. 2 .- C. 69.
10. Анализ состояния мирового производства телекоммуникационной аппаратуры для диагностики и управления
энергетическими объектами и разработка предложений по повышению их эффективности// Отчет о научноисследовательской работе. Отв. исполнитель Портнов Е.М. № гос.регистрации 01.980.010006.-1999.- 31c.
11. Исследование структуры функциональных модулей информационно-управляющих комплексов на основе модели состояний “условного устройства”// Отчет о научно-исследовательской работе. Отв. исполнитель Портнов Е.М. №
гос.регистрации 01.990.004026.-1999 .- 37 c.
12. Анализ методов передачи информации по каналам связи сложной телекоммуникационной аппаратуры // Отчет
о научно-исследовательской работе. Отв. исполнитель Портнов Е.М. № гос.регистрации 01.990.004028.-1999.- 31 c.
13. Бондаренко Е.Б., Портнов Е.М. Метод повышения эффективной скорости передачи информации для сложных
разветвленных информационных систем// Тез. доклада Научно-технической конференции “Микроэлектроника и информатика -99 “М.: МИЭТ.- 1999 .- c.162.
14. Принципы организации программного обеспечения модулей регистрации аварийных измерений технологических процессов сложных рассредоточенных энергообъектов// Отчет о научно-исследовательской работе. Отв. исполнитель Портнов Е.М. № гос.регистрации 01.990.004027.- 1999.-30 c.
15. Создание теории и принципов построения нового поколения высокоэффективных электронных многофункциональных телекоммуникационных комплексов, обеспечивающих повышенную надежность автоматического управления
и контроля непрерывными и дискретными технологическими процессами в рассредоточенных , экологически опасных
энергообъектах// Отчет о научно-исследовательской работе. Отв. исполнитель Портнов Е.М. № гос.регистрации.-1999
.- 30 c.
16. Бескровная С.В., Дубовой Н.Д., Портнов Е.М. Анализ пропускной способности каналов связи многофункциональных информационно-управляющих комплексов. М.: “Известия ВУЗов. Электроника”.- 2000.- №3.-C.76-79.
17. Портнов Е.М. Многоканальные телеизмерения в АСУ сложными энергообъектами// Тез. доклада Научнотехнической конференции “Микроэлектроника и информатика –2000” М.: МИЭТ.- 2000.- C.197 .
18. Портнов Е.М. Многофункциональные телекоммуникационные системы с функцией контроля и учета электроэнергии.-М.: ВИМИ.- межотраслевой научно-технический сборник “Оборонный комплекс- научно-техническому прогрессу России.-2000.- №1.-C.57-60.
19. Бескровная С.В., Портнов Е.М. Повышение точности измерений телекоммуникационных систем для АСУ ТП
энергообъектов.-М.: ВИМИ.- межотраслевой научно-технический сборник “Оборонный комплекс- научно-техническому
прогрессу России ”.- 2000.- №1.C. 62-65.
20. Патент по заявке 96062514 Украина. МПК 7 H03K5/133. Устройство тактовой синхронизации/ Портнов Е.М .
17.09.2001.
21. Патент по заявке 2000031245 Украина. МПК 6 G08C 19/28, G08C 15/06. Линейный блок системы телемеханики/
Портнов Е.М. 16.04.2001
22. Патент по заявке 2000042084 Украина. МПК 7 G08C 19/28. Устройство для передачи дискретных сигналов/
Портнов Е.М . 15.05.2001
23. Патент по заявке 2000001246 Украина. МПК 6 G08C 19/26, G08C 15/06. Пункт управления системы телемеханики/Портнов Е.М. 16.04.2001.
24. Патент по заявке 2000031247 Украина. МПК 6 G08C 19/28, G08C 15/06. Контролируемый пункт системы телемеханики/Портнов Е.М. 16.04.2001.
25. Портнов Е.М. Интегрированный комплекс телемеханизации электроснабжения.М.: Железнодорожный транспорт.-2000.- №8.- C.40-43.
8-499-760-22-58, 8-499-760-27-01, техническая поддержка: 8-499-760-29-13, granit-micro@mail.ru
ВЫСТАВОЧНО-ТОРГОВЫЙ ДОМ «ГРАНИТ-МИКРО», www.granit-micro.ru
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
26. Дубовой Н.Д., Портнов Е.М. К вопросу повышения эффективности информационно-управляющих комплексов.
М.: “ Известия ВУЗов. Электроника” .- 2000.- №4-5.- C. 63-67.
27. Кочеихин А.А., Портнов Е.М. Многомашинные интегрированные информационно-управляющие комплексы с
подсистемой учета потребления энергоресурсов// Тез. доклада научно-практической конференции ”Учет и управление
энергоресурсами” М.: 2000.- C.44-45.
28. Дубовой Н.Д., Портнов Е.М. Высокоточные информационно-измерительные комплексы нового поколения для
АСУ ТП сложных энергообъектов// Отчет о научно-исследовательской работе.- № гос. регистрации 01200007109.2000.- 47c.
29. Дубовой Н.Д., Портнов Е.М. Многофункциональные информационно- телекоммуникационные системы для АСУ
энергобъектов всех видов транспорта,
обеспечивающих безопасность его движения// Отчет о научноисследовательской работе.- № гос. регистрации 01200007111.- 2000 .-46 c.
30. Дубовой Н.Д., Портнов Е.М. Новые подходы и принципы построения информационно-управляющих комплексов//
Тез. доклада Третьей Международной научно-технической конференции “Электроника и Информатика –XXI век”- М.:
МИЭТ.- 2000.- C. 308.
31. Патент по заявке 99010053 Украина. МПК 6 G08C 19/28, G08C 15/06. Контролируемый пункт системы телемеханики/Портнов Е.М. 15.12.2000.
32. Портнов Е.М. Повышение достоверности сигналов контроля и управления для сложных информационноизмерительных систем.-М.: ВИМИ.- межотраслевой научно-технический сборник “Оборонный комплекс- научнотехническому прогрессу России “.- 2001.- №1.- C.109-112.
33. Портнов Е.М. Организация учета электроэнергии при контроле и управлении сложными энергообъектами // Tез.
доклада научно-технической конференции “Микроэлектроника и информатика-2001”- М.: МИЭТ.-2001.- C.176.
34. Портнов Е.М. Информационно-управляющий комплекс с кластерной структурой для АСУ ТП рассредоточенных
энергообъектов// Тез. доклада Научно-технической конференции “Микроэлектроника и информатика-2002” -М.: МИЭТ.2002.- с134.
35. Портнов Е.М. Методика оценки качества информационно-вычислительных комплексов для АСУ распределенными энергообъектами- М.: ВИМИ.- межотраслевой научно-технический сборник “Оборонный комплекс- научнотехническому прогрессу России ”.- 2002.
36. Портнов Е.М. Интегрированный информационно-вычислительный комплекс с кластерной архитектурой для АСУ
сложных производств.- М.: ВИМИ.- межотраслевой научно-технический сборник “Оборонный комплекс- научнотехническому прогрессу России ”.- 2002.
37. Дубовой Н.Д., Портнов Е.М. Устройство формирования команд повышенной достоверности для систем автоматического управления особо опасными производствами.- М.: ВИМИ.- межотраслевой научно-технический сборник
“Оборонный комплекс- научно-техническому прогрессу России ”.- 2002.
38. Дубовой Н.Д., Гизатуллин Р.М., Портнов Е.М. Принципы построения устройства тактовой синхронизации для
многофункциональных информационно-измерительных комплексов.- М.: ВИМИ.- межотраслевой научно-технический
сборник “Оборонный комплекс- научно-техническому прогрессу России ”.- 2002.
39. Дубовой Н.Д., Портнов Е.М. Многофункциональные комплексы управления и контроля для повышения надежности и безопасности экологически опасных объектов атомной промышленности и энергетики.-М.: МИФИ.-Научная сессия МИФИ-2002.- Научно-техническая конференция “Научно-инновационное сотрудничество” по межотраслевой программе сотрудничества между Минобразования России и Минатомом России.-сборник научных трудовю-Ч.2.-C.128129.
40. Дубовой Н.Д., Портнов Е.М. “Многофункциональные комплексы управления и контроля повышенной достоверности с биимпульсным кодированием и спорадической приемо-передачей информационных сигналов для повышения
надежности и безопасности экологически опасных объектов атомной промышленности и энергетики” отчет о
НИР/заключительный/.-№ гос.регистрации 01200105719.- 2002.
41. Портнов Е.М. Методика оценки качества информационно-управляющих комплексов для АСУ.-Киев.-Вестник
Инженерной академии Украины.- 2002.-№1.-C.35-38.
42. Дубовой Н.Д., Портнов Е.М. Модуль ввода аналоговых сигналов для прямых измерений электрических параметров распределенных энергообъектов.- М.: ВИМИ.- межотраслевой научно-технический сборник “Оборонный комплекснаучно-техническому прогрессу России ”.- 2002.
43. Бескровная С.В. “ Снижение вероятности появления ложных сигналов, команд и измерений в информационноизмерительных комплексах”// тез. докл. 8-ой всероссийской межвузовской научно-технической конференции студентов
и аспирантов ”Микроэлектроника и информатика-2001”.- М.: Зеленоград.- МИЭТ.- 2001.- C.157.
44. Бескровная С.В. “Способ регистрации информационных дискретных сигналов состояния сложных промышленных объектов”// тез. докл. 7-ой всероссийской межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов
”Микроэлектроника и информатика-2000”.- М.: Зеленоград.- МИЭТ.- 2000.- C.134.
45. Магасумова А.Р. Принципы построения микропроцессорных систем автоматическогоьуправления тепловыми
электростанциями// тез. докл. 8-ой всероссийской межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов ”Микроэлектроника и информатика-2001”.- М.: Зеленоград.- МИЭТ.- 2001.- C.265.
46. Магасумова А.Р. Критерии синтеза устройств измерения и контроля параметров технологических процессов//
Тез. доклада Научно-технической конференции “Микроэлектроника и информатика-2002” -М.: МИЭТ.-2002.- C. 232.
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
47. Вулис А.Л. Направления развития современных систем телемеханики// Материалы научно-технического семинара “Cовременные средства телемеханики, организация рабочих мест оперативного персонала, щитов управления
крупных энергообъектов, энергосистем и предприятий электрических сетей”. М.: 2000.
48. Быценко С.Г. Современная концепция построения систем сбора и передачи информации на базе открытых технологий. ЗАО “РТСофт”// Материалы второго специализированного научно – технического семинара. М.: 2001.
49. Рыкованов С.Н. и др., Многопроцессорный телекомплекс МТК-20. ЗАО “СИСТЕЛ–А”// Материалы второго специализированного научно – технического семинара. М.: 2001.
50. Могилко Р.Н. Контроллер телемеханики SMART-КП как подсистема АСУТП энергообъекта ЗАО “РТСофт”// Материалы второго специализированного научно – технического семинара. М.: 2001.
51. Антонов Г.В. и др, Аппаратно-программный радиотелеметрический комплекс “ТЕЛУР”. НПП “Радиотелеком”//
Материалы второго специализированного научно – технического семинара. М.: 2001 .
52. Вольский Д.Б. Интеграция комплексов телемеханики ТЕЛЕКАНАЛ-М, ТЕЛЕКАНАЛ-М2 с системами АСКУЭ, релейной защиты и автоматики. ЗАО “Системы связи и телемеханики”// Материалы второго специализированного научно
– технического семинара. М.: 2001 .
53. Семенов В.В. Телемеханические комплексы “КОМПАС ТМ 2.0”. АОЗТ “Юг-Система”// Материалы второго специализированного научно – технического семинара. М.: 2001 .
54. Салмин В.А. Решение задач коммерческого учета и измерений параметров нагрузочных режимов в электроэнергетике в варианте применения ПТК “Черный ящик”. ЗАО “НТЦ ГОСАН”// Материалы 4-го научно-технического семинара
“Метрологическое обеспечение электрических измерений в электроэнергетике”.-М.: 2000.
55. Ануфриев В.Н., Балашов О.В. Приборы учета электроэнергии в России на рубеже веков. Тенденции в области
разработки и производства новых образцов// Материалы 4-го научно-технического семинара “Метрологическое обеспечение электрических измерений в электроэнергетике”.-М.: 2000.
56. Райнин В.Е. Современное состояние и перспективы развития электронных счетчиков электроэнергии// Материалы 4-го научно-технического семинара “Метрологическое обеспечение электрических измерений в электроэнергетике”.М.: 2000.
57. Типовые технические требования к средствам автоматизации контроля и учета электроэнергии и мощности для
АСКУЭ энергосистем.-М.: РАО “ЕЭС Россия”.-186 c.-1994.
58. Уваров А.В. Современные средства телемеханики компании ДЭП ООО “Лаборатория ДЭП”// Материалы второго
специализированного научно – технического семинара. М.: 2001 .
59. Попов С.Г.. Телекомплексы ТК-113, эволюция развития// Материалы научно-технического семинара. М.: 2000.
60. Потапенко А.П. Автоматизированная система КАСКАД-НТ формирования рабочих мест пользователей для систем SCADA-EMS в среде WINDOWS// Материалы научно-технического семинара. М.: 2000
61. Siemens press information, Электро 98. АСУ ТП фирмы Siemens для электростанций всех типов// Материалы изделий фирмы.-164 c.- 1998.
62. Klockner – Moeller. SUCOS Automation. Einfach Steuern und regein.- 34c.- 1999.
63. MOSCAD – Следующее поколение системы SCADA. Motorola Ltd.-45c.- 2000.
64. Промышленные контроллеры компании PEP Modular Computers// Материалы системного интегратора компании
PEP АО ”РТСофт”.-29с.- 1999.
65. Schlumberger Electriciti, Communication & Systems. Quantum Q – электронный многофункциональный измерительный прибор.Системные решения, предоставляемые фирмой Schlumberger Electriciti. Поколение программируемых
телесумматоров MEGADATA.// Информационные материалы.-124 c.- 1998.
66. Landis & Gyr .Высокоточные электронные комбинированные счетчики электроэнергии// Материалы фирмы.-46 c.1998.
67. ABB Network Partner. Power Plus Features for the Alpha Meter// Материалы фирмы.-64c.- 2001.
68. ТОО “Свей”. Цифровые осциллографы “АУРА”. Центральное диспетчерское управление единой энергетической
системой России// Сборник “Системы цифровой записи аварийных сигналов в энергетике”.- М.: 1995.
69. Информационно- диагностический комплекс “РЕГИНА”. Институт электродинамики Академии наук Украины//
Сборник “Системы цифровой записи аварийных сигналов в энергетике”.- М.: 1995.
70. Микропроцессорный регистратор аварийных событий Бреслер – 0102, Бреслер – 0103 . НПП «Бреслер»
(г.Чебоксары)// Сборник “Системы цифровой записи аварийных сигналов в энергетике”.- М.: 1995.
71. Schneider Electric (Германия). Информационный бюллетень Представительства “Шнейдер Электрик” по изделиям Merlin Gerin, Modicon, Square D, Telemecanique.-96c.- 1999.
72. ACEC. Tracec 130. Systeme de telecontrole. Description Generale// Материалы фирмы.-48 c.-1999.
73. Alcatel- Bell (Бельгия). ISDN- цифровая электронная система коммуникаций// Обзор.- 78 c.- 1998.
74. ELKOMTECH (Польша). Информационные материалы по системе диспетчерского управления SCADA – Ex.-64
c.- 1998.
75. ABB. S.P.I.D.E.R. Micro SCADA network Control System// Материалы фирмы.-78c.- 1997
76. PEP Modular Computers. Solutions for future. Simpler, Smarter, PEP// Сборник информационных материалов.- 44
c.- 1999.
77. RTKernel, Version 4.0. Real- Time Multitasking Kernel. Professional Development Tool for Real- Time Applications and
Multitasking under MS-DOS// Сборник материалов.-110 c.- 2001.
78. MOTOROLA. MOTOROLA SCADA. MOSCAD – удаленное терминальное устройство RTU, модуль центрального
процессора, модули ввода – вывода// Сборник информационных материалов.- 36c.-1998.
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru
МИКРОГРАНИТ ТМ
ООО Выставочно-торговый дом «Гранит-микро»
Анализ состояния производства,принципов построения и тенденций развития информационно-управляющих комплексов для АСУ распределенных
энергообъектов и производств
79. Автоматизированная система телемеханического управления (АСТМУ)// Сборник “Телемеханика, управление,
диагностика”.-М.: Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры им. Д.В.Ефремова.-122c.-1997.
80. Система телемеханики “ЛИСНА” для электрифицированных железных дорог. Под редакцией д.т.н., проф. Сухопрудского Н.Д.- М.: Транспорт.- 343 c.- 1979.
81. Телекомплекс “Гранит” // М.: Энергетик.-№4.-1987.-C.22
82. Георгиевская Т.Е., Гожанский Р.А., Митюшкин К.Г., Система телемеханики ТМРС-10 для распределительных
электрических сетей. Телеинформационные системы реального времени для диспетчерского управления энергосистемами// Сб. трудов ВНИИЭ.-1985.- Вып. XV. С.120-124.
83. Гуляев А.М. Новые решения в учете электроэнергии. Системы автоматизированного учета электроэнергии на
основе счетчиков АЛЬФА// Тез. докладов научно-практической конференции “Учет и управление энергоресурсами”.-М.:
2000.- C.87-88.
т\ф.(495)181-92-58, granit-micro@mtu-net.ru Выставочно-торговый дом ”Гранит-микро’, www.vtdgranit.ru