Центральная приемо-передающая станция — ЦППС «СИСТЕЛ»
Обзор:
ЦППС «СИСТЕЛ» является программно-аппаратным комплексом, предназначенным для работы в составе автоматизированных систем диспетчерского управления (АСДУ) в качестве устройства приёма, передачи и предварительной обработки данных. Каналами обмена данными могут быть радиальные и магистральные каналы связи с использованием различных протоколов телемеханики, а также каналы ТСР/IP с использованием стандартных сетевых интерфейсов.
ЦППС «СИСТЕЛ» может также использоваться в качестве информационного узла приема и передачи данных оперативного, коммерческого и технологического характера в корпоративных системах.
ЦППС «СИСТЕЛ» базируется на современных архитектурных и технических решениях и удовлетворяет общим техническим требованиям ОАО РАО «ЕЭС России» на типовой комплекс ЦППС.
Модульная структура позволяет создавать комплексы приема и передачи данных разного уровня сложности − компактные варианты для небольшого числа каналов телемеханики и комплексы с глубоким резервированием для работы с большим числом каналов. Основные варианты исполнения ЦППС «СИСТЕЛ»:
— вариант с резервированием (двухмашинный комплекс),
— вариант без резервирования (одномашинный комплекс).
Двухмашинный комплекс включает два идентичных полукомплекта. Интеллектуальную базу полукомплекта составляют блок промышленного компьютера и встраиваемые специализированные многоканальные процессоры − канальные адаптеры, обеспечивающие прием и передачу данных по каналам телемеханики.
Система управления резервированием, входящая в состав двухмашинного комплекса, назначает тот или иной полукомплект основным. Только основной полукомплект выполняет трансляцию команд телеуправления.
Каждый полукомплект обеспечивается единым астрономическим временем посредством приемника сигналов GPS. Это позволяет поддерживать единое время во всех устройствах телемеханики, сопряженных с ЦППС, и передавать данные на другие уровни АСДУ с метками времени.
Современные ЦППС «СИСТЕЛ» имеют программное обеспечение (ПО), предназначенное для работы под управлением многозадачных ОС Linux или MS Windows и реализующее все необходимые технологические функции ЦППС и функции управления ЦППС. ПО включает драйверы телемеханических протоколов, удаленный АРМ телемеханика и АРМ в консольном варианте, средства диагностики и конфигурирования ЦППС.
ЦППС «СИСТЕЛ» в достаточной степени надежны. На сетевых предприятиях России и СНГ до сих пор эксплуатируются ЦППС «СИСТЕЛ» предыдущих поколений, ПО которых работает под управлением ОС MS DOS.
ЦППС «СИСТЕЛ» в современном исполнении установлены на сетевых предприятиях ОАО «Белгородэнерго» и Московской области, в Тюменском РДУ, в РУП «Гомельэнерго» (Беларусь). В ближайшее время планируется ввести в действие ЦППС «СИСТЕЛ» на следующих сетевых предприятиях:
в Диспетчерских пунктах ОАО
— «Липецкэнерго» (Елецкий и Задонский РЭС, Липецкий ПЭС),
— «Брянскэнерго» (Климовский РЭС),
— «Смоленскэнерго» (Гагаринский РЭС),
— «Тверьэнерго» (Западно-Двинский РЭС),
— «Тамбовэнерго» (Сосновский и Рассказовский РЭС, Тамбовские электросети),
— «Курскэнерго» (Центральные, Восточные, Северные и Южные электросети),
в Центрах управления сетями ОАО «Белгородэнерго», «Брянскэнерго», «Воронежэнерго», «Костромаэнерго», «Липецкэнерго», «Смоленскэнерго», «Тамбовэнерго», «Тверьэнерго», «Ярэнерго».
Структура, состав, резервирование.
Основу ЦППС «СИСТЕЛ» составляют блок промышленного компьютера (ПК) и встраиваемые канальные адаптеры (КА). КА, представляющие собой специализированные многоканальные процессоры, обеспечивают прием и передачу данных по каналам телемеханики и гальванически изолированы. программное обеспечение ЦППС «СИСТЕЛ» реализует протоколы телемеханики, обработку данных и отображение информации.
Таким образом, архитектура построения ЦППС «СИСТЕЛ» имеет модульную структуру, которую составляют:
— канальные адаптеры ввода-вывода;
— одноканальные модули гальванической развязки;
— блок гальванической развязки (БГР), выполненный по модульному принципу;
— блоки входных каналов (приемники) и выходных каналов (передатчики), объединяющие КА и модули гальванической развязки;
— блок релейных коммутатора (БРК), состоящий из канальных модулей коммутации обратных каналов.
Повышение надежности комплекса ЦППС «СИСТЕЛ» обеспечивается симметричной схемой построения, предусматривающей следующие уровни аппаратного резервирования:
— для двухмашинного комплекса − дублирование полукомплектов, один из которых является ведущим или основным;
— дублирование модулей приема, обеспечивающих прием информации по основным и резервным каналам в каждом полукомплекте;
— дублирование модулей коммутации обратных каналов в каждом полукомплекте.
Согласно своей архитектуре ЦППС «СИСТЕЛ» имеет два базовых варианта исполнения:
— двухмашинный комплекс с резервированием,
— одномашинный комплекс без резервирования.
Каждый вариант комплектуется количеством модулей, соответствующим информационной емкости объекта телемеханизации.
Двухмашинный комплекс имеет систему управления резервированием, включающую ручной пульт управления. Система обеспечивает подключение передатчиков только к одному БРК − входящему в состав ведущего на текущий момент полукомплекта.
Назначение полукомплекта ведущим осуществляется следующими способами:
— автоматически системой управления резервированием на основе арбитража одновременной работы обоих полукомплектов;
— с помощью ручного пульта;
— комбинированно (автоматически с приоритетом ручного).
Пульт управления позволяет установить три способа работы двухмашинного комплекса:
— автоматическое управление полукомплектами;
— работает 1-й полукомплект;
— работает 2-й полукомплект.
Основные характеристики:
— Каналы обмена данными с устройствами телемеханики на контролируемых пунктах −
— в качестве каналов связи могут использоваться:
— выделенные телефонные каналы,
— ВЧ-каналы по ЛЭП,
— 4-х и 2-х проводные физические линии связи,
— радиоканалы;
— максимальное число полнодуплексных телемеханических каналов с использованием восьми канальных адаптеров KA 16/16 − 128 каналов;
— прием и передача данных может осуществляться на следующих скоростях:
— синхронный канал − 20÷9600 бит/с,
— асинхронный канал − 20÷115 Кбит/с.
— Сопряжение с устройствами и системами вывода информации на диспетчерский щит осуществляется:
— через COM-порт с использованием преобразователя RS232 / RS485;
— через порт Ethernet.
— Канал обмена данными с ОИК − Ethernet 10/100 Мбит/с.
— Количество каналов обмена по сети Ethernet 10/100 Мбит/с − от 1 до 24.
— Каналы обмена штатно комплектуется модулями гальваноразвязки.
— Поддерживается более 40 типов (отечественных и международных) протоколов обмена данными.
— Программное обеспечение ЦППС «СИСТЕЛ» может работать под управлением операционных систем Windows или Linux по выбору заказчика.
— Вывод контролируемой информации осуществляется:
— на локальный монитор ЦППС «СИСТЕЛ»,
— на мониторы удаленных компьютеров.
— Максимальный суммарный объем обрабатываемой информации (ТС, ТУ, ТИТ) − до 90000 сигналов.
Эксплуатационные характеристики:
— Режим функционирования – непрерывный.
— Питание — однофазная сеть переменного тока − 220 В, 50 Гц.
— допустимые отклонения напряжения − от -20% до +10%, частоты − 46÷52.5 Гц.
— Потребляемая мощность − не более 350 ВА на полукомплект.
— Группа климатического исполнения − В2.
— Допустимый диапазон температур окружающего воздуха − 5÷35°C;
допустимая относительная влажность − 10÷75% (при 30°C).
— Габаритные размеры и масса зависят от типа напольного шкафа, максимально − ≈2000×800×800 мм, ≈166 кг.
Показатели надежности:
— Средняя наработка на отказ по каждому каналу для каждой функции при нормальных условиях эксплуатации не менее 18000 часов.
— Гарантийный срок — 1 год.
— Полный средний срок службы – не менее 12 лет.
Программное обеспечение:
Программное обеспечение (ПО) предназначено для реализации технологических функций ЦППС «СИСТЕЛ» и управления комплексом.
ПО разработано как кросс-платформенное и компилируется для работы в среде ОС Linux, MS Windows или MS DOS. Выбор версии ПО осуществляется по согласованию с заказчиком.
ПО версии для MS DOS создавалось для ЦППС «СИСТЕЛ» предыдущих поколений. Однако, из-за ограниченных ресурсов ОС такое ПО перестало удовлетворять современным требованиям и в настоящее время оно не поддерживается.
Использование современных операционных систем позволяет полностью использовать ресурсы оборудования, использовать современные технологии, как в части наращивания функциональности аппаратуры, так и в части средств развития и поддержки ПО.
ПО современных версий включает следующие программные средства и средства хранения данных:
— программный комплекс «Монитор реального времени», или «Монитор», компонентами которого являются:
— модуль обслуживания устройств приема и передачи информации −
— осуществляет запуск процессов, управляющих работой каналов ввода и вывода и управляет их работой,
— обеспечивает унифицированный доступ к устройствам разных типов;
— модуль обслуживания протоколов −
— осуществляет запуск системных каналов и управляет их работой,
— унифицирует работу с разными типами протоколов;
— база оперативных данных −
— представляет собой динамический массив в памяти компьютера, в котором содержится актуальная телемеханическая информация;
— модуль обслуживания «АРМ Телемеханика» −
— обеспечивает доступ к базам данных по запросам «АРМ Телемеханика»;
— программный комплекс «АРМ телемеханика» консольной версии и web-версии, реализующий
— интерфейс доступа к базам данных,
— визуализацию телемеханической информации в различных форматах −
— битовые потоки, логические диаграммы (осциллограммы),
— формирование и выдачу команд телеуправления и телерегулирования,
— тестирование и наладку аппаратуры телемеханики, каналов связи, диагностику всех компонент комплекса,
— создание архивных файлов (журналов событий) на жестком диске;
— программный комплекс конфигурирования ЦППС −
— обеспечивает ввод, коррекцию и визуализацию информации в конфигурационной базе данных ЦППС;
— конфигурационная база данных −
— содержит информацию о порядке функционирования ЦППС;
— база данных реального времени −
— обеспечивает хранение телемеханической информации,
— является источником телемеханических данных для «АРМ телемеханика».
Конфигурование:
Программное обеспечение создано по принципу data-driven. Любая конфигурация ЦППС «СИСТЕЛ» имеет одинаковый набор программных средств, способных реализовать все необходимые технологические и сервисные функции. Каждый вариант исполнения ЦППС «СИСТЕЛ» комплектуется разным количеством модулей, соответствующим информационной емкости объекта телемеханизации и задаче, решаемой ЦППС.
Требуемая функциональность ЦППС обеспечивается настройкой программы «Монитор», управляющей работой всего аппаратного комплекса ЦППС «СИСТЕЛ». Настройка производится в таблицах конфигурационной базы данных (БД) − в файлах конфигурации, которые имеют стандартный DBF-формат и размещаются в подкаталоге dbase общего каталога программы.
Исходные данные заносятся в файлы конфигурации при вводе комплекса в эксплуатацию. В последующем, коррекция данных необходима при изменении каких-либо технических характеристик комплекса, например, при модернизации или появлении новых устройств КП, подключении новых каналов связи, при изменении тарировочных характеристик датчиков и т.д. Чтение конфигурационных файлов происходит при каждом запуске программы «Монитор».
В процессе развития комплекса возможно расширение описаний в БД − расширение полей в таблицах, добавление новых таблиц. При этом соблюдается совместимость с предыдущими версиями БД и ПО, т.е. возможность использования наборов конфигурационных файлов предыдущих версий, но без реализации новых функций.
Использование Web-технологий позволяет, кроме локального конфигурирования, выполнять эту работу удаленно. Таким образом, можно конфигурировать комплекс ЦППС «СИСТЕЛ» по сети Internet с рабочего места администратора без выезда на объект.
Протоколы обмена данными:
Одной из основных функций ЦППС «СИСТЕЛ» является обмен данными с различными уровнями диспетчерского управления, а также передача информации на диспетчерский щит (ДЩ) и получение данных из АИИС КУЭ.
Программное обеспечение ЦППС «СИСТЕЛ» реализует протоколы обмена данными практически для всех имеющихся отечественных систем телемеханики (более 40), отраслевые протоколы, а также протоколы, разработанные по индивидуальным заданиям заказчиков для специализированных единичных применений.
Для обмена данными по каждому из направлений применяются различные протоколы:
— для обмена данными с КП, другими ЦППС −
— протоколы отечественных систем РПТ-80, МКТ-2, МКТ-3, ТМ-512, ТМ-800В, Гранит, УВТК-УН, отраслевой на основе международного протокола ГОСТ Р МЭК 870-5-101, КОМПАС и др.;
— для обмена данными с ОИК −
— стандартный и расширенный протоколы РПТ-ЭВМ, отраслевой на основе международного протокола ГОСТ Р МЭК 60870-5-104, внутренний протокол программно-технического комплекса «СИСТЕЛ» SystelNet;
— для работы с цифровыми релейными защитами −
— протоколы ModBus Microellettrica, Sepam, ModBus PBA/Tel, SPA-Bus, протокол для защит Сириус;
— для передачи информации на ДЩ −
— протоколы применяемой аппаратуры из состава различных систем телемеханики (Гранит, УВТК-Н, ТМ-512, ТМ-120, МКТ-3, МПТК, ТК-113, ТМ-800А, ТМ-800В), системы КСОТС и КЦОТИ или современных систем отображения на основе щитовых котроллеров;
— для доступа к данным АИИС КУЭ −
— протоколы для работы с УСПД систем ТОК, ВЭП, Пирамида, Альфа-Центр, Базис.
Перечень поддерживаемых протоколов может быть расширен по согласованию с заказчиком.