Аппаратура телемеханики КП

Реформирование электроэнергетики на современном этапе выдвигает новые требования к системам сбора информации о состоянии энергообъектов и оперативного управления.

Большая часть эксплуатируемых систем телемеханики уже не отвечает требованиям по точности и достоверности и имеет низкую надежность. Кроме того, эти системы используют нестандартные способы кодирования информации в канале связи, что практически исключает возможность их интегрирования в современные цифровые системы передачи данных.

Состав аппаратуры телемеханики КП «Исеть»

Центральный модуль сбора данных «Синком-КП»
Коммуникационный модуль «Синком-IP»
Модуль ввода телесигнализации и телеизмерений интегральных ТС-430
Модуль ввода аналоговых телеизмерений и телесигнализации ТИТ-430
Модуль вывода команд телеуправления ТУ-430
Модуль питания

Основные характеристики КП «Исеть»

Стандартный набор базовых функций: ввод дискретных сигналов (ТС), ввод аналоговых сигналов (ТИТ), ввод число-импульсных сигналов (ТИИ), вывод дискретных сигналов (ТУ).

Широкий диапазон входных/выходных сигналов - от 32 до 256 сигналов каждого типа - служит для адаптации к объектам разной информационной емкости.

Блочно-модульная структура позволяет использовать различные конструктивы (шкафы) для оптимального размещения оборудования на объекте. При этом возможно разнесение отдельных функциональных блоков до 500 м.

Применение современных защитных элементов на всех входных/выходных цепях исключает повреждение аппаратуры от основных типов электрических внешних воздействий - перенапряжения и перегрузки.

Широкий набор коммуникационных протоколов дает возможность легко адаптировать КП «Исеть» к конкретной ситуации. Базовым средством обмена с верхним уровнем является протокол TCP/IP (сеть Ethernet), дополнительно можно использовать протокол МЭК 870-5-101, КП «Гранит» синхронный и КП «Гранит» асинхронный.

Унификация основных узлов КП существенно удешевляет процесс производства аппаратуры, что снижает ее стоимость, а также издержки эксплуатации и сокращает время восстановления аппаратуры при неисправности.

Применение современных микропроцессорных элементов существенно повышает точность и достоверность значений телеметрии, позволяет точнее фиксировать время измерений.

Использование шины CAN-BUS для межблочных связей позволяет повысить скорость обмена информацией (до 500 кбит) и надежность ее доставки (вероятность искажения - 1 ошибка в 1000 лет).

Дополнительный сервис и конфигурация реализованы с применением протокола TCP/IP, что при использовании цифровых каналов связи позволяет обслуживать КП дистанционно.

Центральный модуль сбора данных «Синком-КП»

Центральный модуль сбора данных «Синком-КП» предназначен для приема телеинформации по шине CAN от функциональных модулей телесигнализации, телеизмерений текущих и телеизмерений интегральных, формирования поля данных контролируемого пункта, а также для организации телеуправления при приеме соответствующих команд со стороны верхнего уровня.

Скорость обмена информацией по шине CAN - 500 Кбит/с.

Модуль «Синком-КП» способен одновременно поддерживать на шине CAN до 8 модулей ТС, 8 модулей ТИТ, 8 модулей ТУ и 8 модулей ТИИ.

Сформированное поле данных и диагностическая информация о работоспособности функциональных модулей передаются на верхний уровень через сетевой интерфейс Ethernet-10/100TP по протоколу IP. Модуль поддерживает два независимых сеанса связи. Дополнительно организуется диагностический канал связи, в рамках которого возможны проведение операций по конфигурации аппаратуры КП, расширенная диагностика и обновление программного обеспечения всех компонентов, входящих в состав аппаратуры КП.

Первичная конфигурационная информация заносится в модуль через последовательный порт RS-232.

Этот порт дополнительно может использоваться для связи с верхним уровнем по протоколу ТК «Гранит» асинхронный в магистральных и радиальных каналах или по протоколу МЭК 870-5-101 (небалансный режим). Скорость в канале может быть установлена в диапазоне 100-57600 бод.

Модуль помещен в металлопластиковый корпус размером 100 ? 80 ? 40 мм, крепящийся на монтажный рельс.

Напряжение питания - 24 В, потребляемая мощность - 1 Вт.

Коммуникационный модуль «Синком-IP»

Коммуникационный модуль «Синком-IP» предназначен для организации доставки телеинформации, принятой от центрального модуля, на верхний уровень по выбранному протоколу. Модуль поддерживает как синхронный, так и асинхронный способ передачи данных. Диапазон скоростей в канале связи 50-2400 бод в синхронном режиме и 600-115 200 бод в асинхронном режиме.

На текущий момент поддерживаются следующие протоколы связи:

ГОСТ-Р-МЭК-870-5-101
ТК «Гранит» для радиальных каналов связи,
ТК «Гранит» для магистральных каналов связи,
КП «Компас».
Прием телеинформации от центрального модуля происходит через сеть Ethernet.

Функциональные модули

Все функциональные модули в целях унификации построены на общей платформе. Модули помещены в пластиковые корпуса размером 200 x 130 x 50 мм с прозрачной верхней крышкой. Корпуса имеют крепление на DIN-рельс.

С одной стороны модуля помещен съемный (или несъемный) клеммник с винтовыми зажимами провода сечением до 2,5 мм.

С другой его стороны находятся проходной разъем шины CAN, селектор адреса модуля, индикатор режима работы модуля и разъем для подключения питания.

Электронная схема модулей размещена на двух печатных платах: процессорной и клеммной.

На процессорной плате расположены: 16-разрядный микропроцессор со встроенным 12-разрядным АЦП, контроллер САN, гальванически развязанный источник питания, нормализатор АЦП, накопитель энергии для корректного завершения работы при пропадании питания. Процессорная плата через штыревой разъем соединена с клеммной платой. Процессорная плата идентична (и взаимозаменяема) у всех функциональных модулей.

Контроллер шины CAN имеет от нее полную гальваническую развязку. Накопитель энергии построен на базе ионистора емкостью 0,25 Ф, запаса энергии которого достаточно для корректного завершения текущих процедур микроконтроллера, выполнения процедуры записи текущей информации в энергонезависимое запоминающее устройство (FeRAM) и далее для перехода в режим энергосохранения. В режиме энергосохранения (15-20 мин) контроллер продолжает учет точного времени. Нормализатор АЦП представляет собой аналоговую прецизионную схему для приведения входного аналогового сигнала в соответствие с требованиями АЦП. В ходе приведения положительная и отрицательная части сигналов разделяются и преобразуются в цифровую форму независимо друг от друга. Таким образом определяется знак измерительной цепи. При этом точность преобразования всегда остается 12 разрядов.

Вся идентификационная и конфигурационная информация функционального модуля хранится на клеммной плате. На клеммной плате размещены: клеммник с винтовыми зажимами, защитные элементы входных и выходных цепей, блок энергонезависимой памяти для хранения конфигурации и текущего состояния функционального модуля, разъемы питания и шины CAN, селектор адреса и специфичные для реализуемой функциональности элементы формирования входных/выходных сигналов.

Модуль ТС-430

Модуль предназначен для ввода телесигнализации и телеизмерений интегральных.

Количество входов - 32.
Каждый вход может быть сконфигурирован как ввод телесигналов либо как ввод телеизмерений интегральных. Все входы имеют защиту от перенапряжения, защиту от перегрузки по току и гальваническую развязку от цифровой части до 2,5 кВ.

Тип датчиков - сухой контакт, рабочее напряжение датчиков - 24 В, сила тока - ~10 мА. Точность фиксации телесигналов по времени - 1 мс.

Время фильтрации (защита от дребезга) устанавливается независимо для каждого входа в диапазоне 2-1000 мс. В модуле реализован энергонезависимый архив срабатываний ТС на 32 события. При пропадании питания модуль сохраняет текущие значения ТС и ТИИ в энергонезависимой памяти, что позволяет после возобновления питания определить изменения ТС в период неработоспособности комплекса.

Модуль передает значения телесигналов при обнаружении изменений (с меткой времени) и циклически. Время циклической передачи конфигурируется от 1 с до 1 ч.

Модуль передает значения телеизмерений интегральных циклически. Время циклической передачи конфигурируется от 1 с до 1 ч.

Циклическая передача синхронизирована с астрономическим временем.

Модуль ТИТ-430

Модуль предназначен для ввода аналоговых телеизмерений и телесигнализации.

Количество входов - 32.
Все входы имеют защиту от перенапряжения и защиту от перегрузки по току.

Тип датчиков определяет источник тока: 0-5 мА, -5-+5 мА, 0-20 мА. Тип АЦП - 12 разрядов плюс знак.

Относительная погрешность измерения 0,2%. В модуле находится цифровой фильтр помехи частотой 50 и 100 Гц. Время полного цикла измерения 100 мс. Информация передается спорадически при изменении параметра больше заданной уставки или циклически (время цикла устанавливается от 1 с до 1 ч).

Циклическая передача синхронизирована с астрономическим временем.

Каждый вход может быть использован и как вход ТС. В отличие от модуля ТС-430 в ТИТ-430 снижена точность привязки телесигналов по времени до 100 мс и отсутствует гальваническая развязка по входу.

Дополнительно планируется к выпуску (на конец 2005 г.) специальная версия модуля ТИТ-430КП с возможностью телеуправления 10-ю двухпозиционными объектами и приемопередатчиком по протоколу МЭК 870-5-101.

Таким образом в конструктивных размерах одного модуля Вы получите полноценное устройство КП для объектов, не требующих большого количества обслуживаемых телепараметров.

Модуль ТУ-430

Модуль предназначен для организации телеуправления.

Количество выходов - 32 (16 двухпозиционных объектов).
Все выходы имеют защиту от перенапряжения и от перегрузки по току.
Допускается применение любых реле с напряжением срабатывания 24 В.
Максимальный ток через обмотку реле - 1 А.
Время удержания реле конфигурируется отдельно для каждого выхода в диапазоне 20 мс - 10 с.
Предусмотрен постоянный контроль исправности блока питания реле.
Контрольное значение сопротивления обмотки реле конфигурируется для каждого выхода отдельно.

Команда ТУ производится в несколько этапов:

прием команды от головного контроллера КП;
проверка питающего напряжения реле (допустимое отклонение - 5%);
установка управляющего выхода в активное положение при пониженном напряжении питания (~2,4 В);
измерение сопротивления обмотки реле (допустимое отклонение - 10%);
передача в головной контроллер сообщения о готовности (отказе) управления и прием команды исполнения;
подача нормального напряжения на обмотку реле. Реализована схема, при которой включение напряжения возможно только при наличии спецсигнала от головного контроллера. Таким образом исключается возможность управления с самого модуля;
удержание в течение заданного времени;
снятие всех управляющих сигналов;
передача в головной контроллер сообщения о завершении исполнения команды.

Модуль питания аппаратуры КП

Модуль питания аппаратуры КП состоит из двух гальванически развязанных источников питания:

+24 В - для питания электроники и реле телеуправления (поддерживает до 8 функциональных модулей);
+24 В - для питания входных цепей телесигнализации (поддерживает до 4 функциональных модулей ТС).

Входное напряжение модуля питания 220 В переменного тока частотой 50 Гц. Потребляемая мощность зависит от количества и типа функциональных модулей.

Посмотреть схему «Общий вид БРП»

АКП «ИСЕТЬ»