Концепция построения и реализация аскуэ на компонентах информационно-управляющего телемеханического комплекса «Гранит-микро» (стр. 8 из 11)
- от 1...2 счетчиков по «токовой петле», интерфейсу RS-485 или от устройств
защиты и автоматики по 1…2 магистралям RS-485,
- для 1…8 исполнительных механизмов с выдачей сигналов управления при
номинальном напряжении исполнительных цепей 220В и токе до 4А (при числе исполнительных механизмов, большем двух, для формирования выходных сигналов используется внешний блок БПР-05-02 из номенклатуры ИУТК «Гранит-микро»).
Контроллеры КПМ-1-микро могут использоваться и для построения ИК АСКУЭ.
По базовому для ИУТК «Гранит» протоколу HDLC может быть реализована прямая связь
одноплатного контроллера с ЦППС по выделенной паре проводов. Такой вариант целесообразно применять для телемеханизации малых по объему информации объектов.
Для объединения рассредоточенных контроллеров в одно устройство КП используется
магистраль RS-485.
Пример реализации устройства КП, состоящего из 1…n (n≤32) рассредоточенных контроллеров КПМ-1-микро, приведен ниже.
 |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| МИП | КАМ | М4А-1 | резерв | резерв |
| КПМ-1-микро № 1 | КПМ-1-микро № 2 | КПМ-1-микро № 3 | КПМ-1-микро № 4 | КПМ-1-микро № n |
11. Конфигурация связей КП - RTU с ЦППС ИУТК «Гранит-микро» для различных линий связи
В ИУТК «Гранит-микро» и, соответственно, в ИК АСКУЭ могут использоваться линии (каналы) связи:
-радиальные,
-магистральные,
-цепочечные (транзитные),
-произвольные, состоящие из сочетания указанных выше видов линий связи.
В качестве среды передачи информации могут использоваться:
-выделенные пары проводов,
-ВЧ каналы связи, организованные по ЛЭП и их аналогам,
-радиоканалы связи, организованные аналоговыми радиостанциями,
-радиоканалы связи, организованные цифровыми модемами (например, типа «Гранит», Россия),
-радиоканалы связи, организованные с помощью GSM модемов,
-цифровые каналы связи - оптоволоконные, Radio Ethernet.
Конфигурации связей КП с ЦППС приведены ниже.
11.1. Радиальные линии связи
 |
11.2. Магистральная линия связи 
11.3. Транзитные линии связи11.4. Линии связи произвольной конфигурации
 |
11.5. Многоуровневые структуры на базе ИУТК «Гранит-микро»
Один из вариантов двухуровневой системы приведен ниже.
 |
11.6. Применение для построения системы на ИУТК «Гранит-микро» элементов сетевой конфигурации линий связи (линия связи, организующая межуровневые (сетевые) сопряжения КП - RTU, выделена жирной линией).
 |
11.7. Реализация вариантов присоединения КП – RTU к линиям связи.
Для всех приведенных конфигураций присоединения КП - RTU к линиям связи, как правило, используется протокол HDLC по рекомендациям МЭК Х.25.
В качестве контроллера связи – модема для выделенных, уплотненных, радио каналов связи в устройствах КП – RTU используется модуль КАМ. Модуль КАМ адаптируется к условиям применения с помощью фирменной программы микро АДА без изъятия модуля из устройства.
11.8. Для присоединения к линии GSM модемной связи в устройство КП вместо контроллера КАМ устанавливается контроллер КАМ – GSM.
11.9. Использование интеллектуального контроллера – «шлюза».
По условиям применения для сопряжения КП с ЦППС могут использоваться транспортные среды, в которых применение базового протокола ИУТК «Гранит-микро» нецелесообразно или невозможно. Например, при наличии высокоскоростного канала связи (оптоволоконного, спутникового или Radio Ethernet), пользователь может отдать предпочтение протоколу передачи данных по стандарту МЭК 870-5-101 или TCP/IP.
Для присоединения устройств КП – RTU и ЦППС к таким транспортным средам в состав КП – RTU и ЦППС вводятся внешние шлюзы - интеллектуальные интерфейсные карты. Интеллектуальные шлюзы обеспечивают совместимость базового для ИУТК «Гранит-микро» и реально используемого в системе протокола передачи данных. Кроме того, на шлюз возлагаются задачи:
-дополнительного шифрования данных информационного обмена,
-перевода абсолютных адресов объектов в телемеханические и обратно,
-автоматической (программируемой) маршрутизации транспортируемой информации,
-контроля доставки информации получателю,
-диагностики качества транспортной магистрали.
Для реализации шлюза могут использоваться программируемые контроллеры ADAM, MOXA и др., адаптируемые к условиям применения.
Пример сопряжения КП – RTU со шлюзом приведен ниже.
 |
12. Реализация устройств КП – RTU для обслуживаемых пунктов
12.1.В состав любого устройства КП – RTU, по условиям применения, может быть введена ПЭВМ. Отметим, что для диагностики работы устройства, тестирования каналов, наладки цепей ввода – вывода к устройству КП может быть временно подключена ПЭВМ (note book) Временно подключенная ПЭВМ оснащается фирменным пакетом программ АРМ телемеханика или микро ОИК «Гранит-микро», которые обеспечивают:
-независимость проведения тестовых режимов и сопряжения устройства КП с ПУ,
-отображение на экране монитора note book мнемосхемы объекта, аналогичной отображаемой на экране монитора ПЭВМ диспетчера.
12.2.Основные задачи, решаемые с помощью ПЭВМ, постоянно подключенной к обслуживаемому КП:
-сортировка данных для передачи в ПУ,
-формирование информационных массивов с привязкой «событий» к системному времени (зафиксированному ПЭВМ),
-реализация информационных обменов с ПУ в соответствии со стандартом МЭК 870-5-101,
-проведение информационных обменов по локальной (корпоративной, ведомственной) сети в соответствии с принятым для сети протоколом и типом базы данных,
- фиксация и отображение осциллограмм аварийного процесса, зафиксированного устройствами защиты и автоматики,
-отображение данных на экране монитора по вызову персонала,
-реализация других режимов по командам от диспетчера (оператора) с учетом предоставленных ему прав доступа.
12.3.Для временного или постоянного подключения ПЭВМ используется разъем, размещенный на нижней грани кожуха КП (КПМ) – микро.
12.4.При постоянном подключении ПЭВМ в КП - RTU включается дополнительный модуль КАМ в соответствии с приведенной ниже схемой
 СОМ порт основного модуля КАМ | Любые модули из номенклатуры ИУТК «Гранит-микро» | Дополнительный модуль КАМ |
13. Резервирование каналов связи КП – RTU
13.1. Для основной и резервной трасс доставки информации могут использоваться разные каналы связи при разной скорости передачи информации.
Для резервирования связи КП с ЦППС в состав КП включается дополнительный модуль КАМ, устанавливаемый на любое вакантное место кожуха КП (КПМ) – микро, которому при адаптации присваивается телемеханический адрес данного КП.
13.2. В устройство ЦППС для информационного обмена с КП по основному и резервному каналам связи устанавливаются два модуля КАМ. По условиям применения для связи с КП в ЦППС могут использоваться модули М2М или М4А. Живучесть ИУТК увеличивается, если модули сопряжения с КП по основной и резервной трассам размещаются в разных кожухах КП-микро.
13.3. Для исключения передачи запросов, квитанций и команд управления от ЦППС по разным трассам в одно и то же устройство КП одно из направлений передачи данных от ЦППС в направлении выбранного КП блокируется.
В противном случае нормальная работа устройства КП может быть нарушена. Так как время доставки данных от ЦППС в КП по основной и резервной линиям связи может существенно различаться, при передаче информации по основной и резервной трассам возможно ложное квитирование нового сообщения по квитанции, подтверждающей прием первого сообщения, поступившего после передачи нового сообщения.
Блокировка и деблокировка передачи данных по любой линии связи проводится по команде от программы ОИК «Гранит-микро» без остановки рабочего режима.
13.4. В ЦППС может быть установлен режим приема информационных сообщений по одной или обеим трассам связи с КП. Необходимый режим приема данных от КП устанавливается при адаптации модулей – адаптеров связи с КП.
Благодаря тому, что трасса доставки данных от КП в ЦППС однозначно идентифицируется программой ОИК «Гранит-микро», создаются условия для дополнительного анализа и контроля достоверности данных
14. Реализация подсистем ИУТК «Гранит-микро» в КП - RTU
В приведенной таблице резюмируются данные приведенных выше пунктов концепции построения интегрированного ИУТК «Гранит-микро».
| №№ | Подсистема ИУТК | Функции | Реализ-ация | Примечание |
| 1 | Сопряжение с другими RTU и ЦППС ИУТК «Гранит-микро», «Гранит», «Гранит-М» | Информационные обмены в рамках одной системы произвольной конфигурации | КАМ КАМ- GSM М2М М4А | Базовый протокол – HDLC по рекомендациям Х.25 МККТТ, RS-232, RS-485 (MODBUS), IP/TCP |
| 2 | Сопряжение с RTU и (или) ЦППС других ИУТК | Ретрансляция данных | М4А | Программируемый кодоимпульсный обмен |
| 3 | Межсистемные информационные обмены | Информационные обмены с другими системами, работа по сети с использованием внешнего интеллектуального шлюза | С помощью ПЭВМ операторской станции RTU | Протоколы: МЭК 870-5-101, IP/TCP, MODBUS, Интерфейс RS-232. При работе по сети использование стандартных баз данных (ORACLE и др.) |
| 4 | Оперативный контур | Ввод, регистрация, формирование меток времени, передача данных от каналов ввода дискретных сигналов (ТС), аналоговых сигналов (ТТ), цифровых сигналов (ТИ), прием команд управления (ТУ) | МДС, МТТ, МПИ, МТИ, МТУ, БПР-05-02, КАМ | Методы кодирования для получения максимальной «интегральной достоверности», совмещающей показатели надежности, быстродействия, помехоустойчивости, надежности, достоверности. Специальные процедуры формирования информационных сообщений. Обеспечение точности регистрации «событий» не хуже ±5 мсек |
| 5 | АСКУЭ | Учет потребления энергоресурсов, построение профиля мощности в цепях нагрузки | МТИ, МДС, М4А1 | Разделение информации подсистемы на оперативную и неоперативную составляющие. Минимизация нагрузки на оперативный контур при передаче коммерческой информации. Повышение точности построения профиля мощности за счет уменьшения дискретности отсчетов. Программируемый протокол информационных обменов с различными типами счетчиков, в том числе протокол МODBUS |
| 6 | Связь с микропроцессорными устройствами защиты и автоматики | Информационные обмены с устройствами типа «черный ящик» - MiCOM, МРЗС и др | М4А1 | Протокол MODBUS (интерфейс RS-485). Передача оперативной составляющей информации в ЦППС, обработка и отображение данных ПЭВМ операторской станции RTU. Возможность съема осциллограммы. |
| 7 | Контроль, диагностика, сопряжение с датчиками и приборами охранной, пожарной сигнализации | Контроль работоспособности модулей RTU, каналов связи, цепей связи с датчиками ТС, ТТ, ТИ, ТУ. Съем, передача данных от датчиков охранной и пожарной сигнализации | КАМ, МДС, МТТ, МТИ, МТУ, М4А, М4А1 | Введение узлов диагностики и контроля в каждый модуль ИУТК «Гранит-микро», применение специальных методов кодирования и формирования информационных сообщений, средства сопряжения с внешними приборами и датчиками |
15. Основные компоненты ЦППС ИУТК «Гранит-микро»