Развитие функциональности устройств телемеханики

Рост количественных и качественных требований к устройствам КП телемеханики привел к тому, что в большинстве современных устройств реализуется ряд функций, характерных для комплексов АСУ ТП:

· АРМ дежурного и эксплуатационного персонала с разграничением прав доступа;

· сбор информации от автономных подсистем — РЗА и ПА, диагностики первичного оборудования;

· развитая самодиагностика;

· архивирование собираемой информации и внутренних событий, например, выдачи команд управления и сигналов самодиагностики.

Таким образом, границы между устройствами КП телемеханики и комплексами АСУ ТП размываются, и различие делается в основном только количественным. К качественным различиям можно отнести, например, следующие:

· Контроллеры присоединения, входящие в ПТК АСУ ТП, кроме функций аналогового и дискретного ввода-вывода, реализуют определенные логические функции, в частности блокировки. В устройствах КП такой функции как правило нет.

· В ПТК АСУ ТП почти всегда применяется резервирование центральных вычислительных устройств — серверов, шлюзов и т. п. В устройствах КП это делается весьма редко.

· Локальная вычислительная сеть в ПТК АСУ ТП имеет многоуровневую структуру, на верхних уровнях обычно используются оптоволоконные каналы. ЛВС телемеханических комплексов чаще одноуровневая и выполняется на основе медных кабелей с витыми парами.

Как правило, при развертывании полномасштабной АСУ ТП подстанции в ней реализуется собственная система ввода/вывода и телемеханическая подсистема (подсистема обмена с ПУ). В этом случае устройство КП телемеханики может оставаться резервной информационной системой, если оно не выработало свой физический и моральный ресурс. При этом должна быть обеспечена возможность передачи в АСУ ТП всей информации, собираемой устройством КП. Для этой цели должны использоваться стандартные протоколы.

В другом случае само устройство КП может стать информационной основой развертываемой АСУ ТП. Для этого оно должно выполнять ряд требований:

· достаточный ресурс центрального процессорного модуля;

· возможность существенного развития информационной емкости;

· наличие (или возможность организации) АРМ дежурного персонала.

Автоматизированное рабочее место телемеханика может быть как стационарным, так и переносным, например, на основе ноутбука. АРМ телемеханика должно обеспечивать выполнение следующих задач:

· Конфигурирование устройства КП и его компонентов.

· Контроль текущих значений информации ТС и ТИТ.

· Контроль состояния каналов.

· Тестирование устройства КП и его компонентов.

· Доступ к архивам.

Основная форма представления информации — табличная. Должен быть обеспечен вывод состояния каждого объекта ТС с указанием времени последнего изменения состояния и атрибутов качества — неисправности, блокировки, ручного ввода. В тех случаях, когда используется байтный формат информации ТС для хранения, архивирования и/или обмена по каким-либо каналам, должно быть обеспечено отображение байтов ТС в шестнадцатеричном и двоичном формате.

Должен быть обеспечен вывод текущего значения каждого ТИТ с указанием атрибутов качества — неисправности, замены на резерв, выхода за пределы, блокировки, ручного ввода. Отображение значений ТИТ должно производиться в формате физических (масштабированных) величин. Кроме того, должно быть обеспечено отображение в тех форматах, в которых величины ТИТ принимаются (передаются) по каналу, хранятся в поле текущих значений и архивируются.

АРМ телемеханика должно обеспечивать ручной ввод телемеханических данных с одновременным запретом физического ввода данных. Ручной ввод ТИТ и ТС должен выполняться в том же формате, в каком выполнено отображение соответствующей информации.

Средства тестирования должны обеспечивать возможность полной проверки работоспособности устройства КП, а также обнаружения и локализации неисправностей в эксплуатационных условиях.

Диагностика состояния должна проводиться в устройстве КП автоматически в фоновом режиме или по команде от АРМ телемеханика. В процессе диагностики должны контролироваться:

· состояние модулей и контроллеров, входящих в состав устройства КП;

· исправность ОЗУ и ПЗУ;

· сохранность программ и конфигурационных данных;

· состав выполняемых задач и режим их выполнения.

Результаты диагностического анализа, включая факты реконфигурации (включение, рестарт, повреждение и восстановление каналов), должны заноситься в базу передаваемых данных как в виде самостоятельных объектов информации, так и в виде флагов (атрибутов) объектов информации ТС, ТИТ и др.

ПО АРМ телемеханика должно обеспечивать наблюдение всей диагностической информации и принудительный запуск определенных тестов.

АРМ дежурного подстанции может быть как стационарным, так и переносным, например, на основе ноутбука для подстанций без постоянного обслуживающего персонала. Диапазон функций АРМ дежурного весьма широк — от простейшей табличной формы представления информации до полноформатной системы SCADA.

При реализации отображения в виде схем рекомендуется использовать максимально возможное приближение к схемам энергообъекта на щите управления. Должна быть обеспечена одинаковая цветовая идентификация объектов в схемах АРМ и на щитах управления.

Рациональным способом расширения функциональности устройства КП является использование какой-либо готовой системы SCADA. Фирмы, поставляющие одновременно и устройства КП и диспетчерские оперативно-информационные комплексы (ОИК), естественно, используют собственные разработки. Фирмы, специализирующиеся на разработке только устройств КП объединяют их с ОИК других поставщиков. В последнем случае важно обеспечить единство среды конфигурирования всего комплекса.

Рост объемов информации

Увеличение объемов информации, собираемой на энергообъектах и передаваемой на диспетчерские пункты, имел место всегда, но в последние 2-3 года в этом процессе происходят качественные изменения:

· Поставлена и выполняется задача существенного повышения наблюдаемости электрического режима. Для этого объем измерительной информации ТИТ должен быть увеличен примерно в 3 раза. Достижение этой цели базируется на широком применении цифровых ИП и значительном увеличении пропускной способности каналов связи.

· Поставлена и выполняется задача существенного улучшения контроля топологии сети. Для этого должны передаваться сигналы положения не только всех выключателей, но и разъединителей и заземляющих ножей. Это означает увеличение числа телесигналов примерно в 5 раз по сравнению с существующим.

· Совершенствование оперативно-диспетчерского управления требует более широкого использования аварийно-предупредительной телесигнализации (АПТС), к которой относятся, в частности, сигналы срабатывания защит. При этом сигналы АПТС должны передаваться в диспетчерский ОИК примерно с тем же приоритетом, что и сигналы ТС о положении коммутационных аппаратов. Объем АПТС сравним с объемом ТС, что означает дополнительное увеличение количества дискретных сигналов примерно вдвое.

Вместе с увеличением объема информации повышаются также требования к качеству информации. В частности, для Системного оператора требуется доставка информации ТИТ о режимных параметрах магистральной сети и информации ТС об изменении положения выключателей за 1 секунду. При этом вся информация об изменениях должна передаваться с метками времени.

Кроме указанной оперативной информации ТИТ, ТС и АПТС, на подстанции собирается еще значительный объем технологической информации от устройств РЗА и ПА, диагностики первичного оборудования, контроля качества электроэнергии, от инженерных и вспомогательных систем подстанции. Часть этой информации, также должна передаваться на диспетчерские пункты, но она не относится к оперативной, к ней предъявляются менее жесткие (в 100 и более раз) требования по времени доставки. Для передачи технологической информации предполагается использование дополнительных каналов связи, независимых от каналов передачи оперативной информации.