Шлюз-регистратор ШР-АСДУ
Содержание:
Назначение
Общее описание устройства
Шлюз-регистратор ШР-АСДУ является специализированным многопортовым устройством, поддерживающим до 10 портов RS-485, до 2 портов Ethernet и до 2 портов RS-232.
Ethernet порты и порты RS-232 предназначены для организации связи с устройствами верхнего уровня (сервера ИВК АСКУЭ, сервера телемеханики, SCADA АСДУ и т.д.). Порты RS-232 предназначены для подключения к GSM/GPRS модемам, либо другим конечным устройствам (например, МП РЗА). Порты являются коммуникационно независимыми и могут работать в составе различных сетей передачи данных.
Порты RS-485 предназначены для подключения счетчиков электрической энергии и интерфейсных модулей, обеспечивающих функции телемеханики. Порты являются независимыми и позволяют параллельно опрашивать счетчики электрической энергии и интерфейсные модули. Каждый из портов RS-485 может работать в одном из следующих режимов:
АСДУ — по данному порту происходит циклический опрос счетчиков электрической энергии в части измерений электрических параметров (ток, напряжение, мощности, частота и т.д.).
АСКУЭ — в части данного порта осуществляется организация прозрачного двунаправленного канала передачи данных между серверами ИВК АСКУЭ и счетчиками электрической энергии.
АСКУЭ/АСДУ — по данному порту также осуществляется организация прозрачного двунаправленного канала передачи данных между серверами ИВК АСКУЭ и счетчиками электрической энергии, но на интервалах времени, когда опрос счетчиков от серверов ИВК АСКУЭ не производится, выполняется циклический опрос счетчиков электрической энергии в части измерений электрических параметров.
ТМ — к данным портам подключаются интерфейсные модули телемеханики (телесигнализация, телеуправление, телеизмерения и т.д.).
Режим работы порта является конфигурационным параметром и может быть изменен в ходе эксплуатации. Телеизмерения, полученные со счетчиков электрической энергии, данные телемеханики от интерфейсных модулей доступны через протокол ГОСТ Р МЭК 60870-5-104.
Функциональная схема ШР-АСДУ
Взаимодействие с АСКУЭ
ШР-АСДУ обеспечивает организацию «прозрачного» канала передачи данных для портов RS-485, функционирующих в режимах АСКУЭ и АСКУЭ/АСДУ (для сервера ИВК АСКУЭ поведение устройства аналогично стандартному медиаконвертору). В режиме АСКУЭ/АСДУ информационное взаимодействие с ИВК АСКУЭ имеет больший приоритет, по сравнению с циклическим сбором телеизмерений АСДУ. В рамках АСКУЭ ШР-АСДУ является каналообразующим оборудованием, так как не осуществляет промежуточной обработки данных, сбора и хранения накопленных профилей электроэнергии и журналов со счетчиков электрической энергии, синхронизацию внутренних часов счетчиков. Устройство не требует метрологической аттестации, периодических поверок и внесения в описание типа ИВК верхнего уровня. ШР-АСДУ обеспечивает возможность организации «прозрачного» канала передачи данных для целей конфигурирования счетчиков электрической энергии, диагностики и сбора дополнительных данных.Взаимодествие с системой телемеханики (АСДУ)
Данные собираемые со счетчиков электрической энергии и интерфейсных модулей обрабатываются внутренним программным модулем МЭК 104, реализующим поддержку протокола ГОСТ Р МЭК 60870-5-104. В рамках поддержки протокола ГОСТ Р МЭК 60870-5-104 реализованы коммуникационные механизмы общего опроса, чтения/записи параметров, циклическая передача, спорадическая передача (по уставке, либо апертуре) . Объем передаваемых данных, цикличность передачи, а также величины индивидуальных уставок и апертур являются конфигурируемыми параметрами и доступны пользователю для изменения. Шлюз-регистратор ШР-АСДУ поддерживает протокол передачи данных счетчиков электрической энергии типа СЭТ/ПСЧ в объеме необходимом для считывания данных телеизмерений, показателей качества электроэнергии (ПКЭ) и журнала отказов.
Функции регистрации
Шлюз-регистратор ШР-АСДУ обеспечивает ведение журналов событий и формирование базы данных телеизмерений. Указанные данные доступны через коммуникационные интерфейсы и позволяют восстановить историю развития ситуации на энергообъекте даже при отказе коммуникационной среды.
Описание внешних интерфейсов
Интерфейсы RS-485
ШР-АСДУ, в зависимости от модели, оснащены 4, либо 10 полнодуплексными RS-485/RS-422 портами. Каждый порт может быть индивидуально сконфигурирован: скорость от 9 600 до 115 200 бод (бит/сек), конфигурируемые параметры соединения ( четность, стоповые биты и т.д.). Порты RS-485 реализованы на базе стандартных разъемов типа RJ-11 (6p6c).
Ethernet интерфейсы
ШР-АСДУ оборудованы одним, либо двумя Ethernet портами 100 Мбит/с (100BASE-TX), обеспечивающими подключение к Ethernet сети. Модели, оборудованные двумя Ethernet портами, могут работать в одном из следующих режимов:
- Независимые Ethernet – каждый порт устройства может быть подключен к своей Ethernet сети ( например, один в сеть АСКУЭ со своей IP адресацией, а второй в сеть АСДУ, имеющую иную IP адресацию). В данном режиме порты коммуникационно изолированы. Наличие двух независимых Ethernet интерфейсов позволяет осуществить разделение зон эксплуатации между различными подразделениями эксплуатирующими данный энергообъект.
- Резервирование – один из Ethernet портов является основным, другой резервным.
- Коммутатор – устройство, дополнительно выступает в качестве двухпортового коммутатора, позволяя подключить, помимо самого устройства, дополнительное Ethernet устройство.
Интерфейсы RS-232
Некоторые модели ШР-АСДУ оборудованы двумя портами RS-232, предназначенными для подключения к GSM/GPRS модемам, либо другим конечным устройствам.
Устройство обеспечивает поддержку полного набора AT команд и сервисов, необходимых для установки PPP соединения поверх GPRS. Модели, оборудованные двумя RS-232, обеспечивают резервирование каналов связи.
Дополнительно каждый порт RS-232 оснащается специализированным выходом питания 12 В, предназначенным для питания GSM/GPRS модема. ШР-АСДУ осуществляет контроль работоспособности GSM/GPRS модема и при наличии технической необходимости выполняет принудительную перезагрузку «зависшего» GSM/GPRS модема путем кратковременного отключения его питания. Порты RS-232 могут быть использованы также для подключения других устройств, например МП РЗА (поддержка протоколов данных устройств осуществляется по дополнительному запросу).
Оптопорт
ШР-АСДУ оснащен конфигурационным портом для подключения оптической головки. Данный интерфейс является конфигурационным и позволяет осуществлять конфигурирование устройств без отключения/включения разъемных интерфейсов. Интерфейс совместим с требованиями стандарта МЭК 61107, что позволяет использовать одну и ту же оптическую головку для конфигурирования ШР-АСДУ и счетчиков электрической энергии.
Информационные сервисы
Помимо основной функциональности ШР-АСДУ поддерживает дополнительные сервисы, обеспечивающие удобство эксплуатации и возможность расширения функционального применения.
Конфигурирование устройства может осуществляться как через внешние интерфейсы (Ethernet, RS-232), так и через оптопорт. Для целей конфигурирования ШР-АСДУ поддерживает командный интерфейс telnet. Помимо этого, устройство содержит встроенный WEB сервер (HTTP) позволяющий в удобной форме (через WEB браузер) конфигурировать основные параметры и выполнять диагностику устройства. WEB сервер доступен через порты Ethernet, либо RS-232 при работе в режиме PPP поверх GPRS.
Синхронизация внутренних часов ШР-АСДУ выполняется через протокол NTP. Показания внутренних часов используется для корректного ведения журнала событий устройства.
Протокол SNMP обеспечивает возможность интеграции ШР-АСДУ в системы автоматической диагностики автоматизированных систем.
Технические характеристики ШР-АСДУ
| Механические характеристики | |
| Габаритные размеры, мм | 156 х 58 х 90 (Ш х В х Г) |
| Вес, кг | до 0,8 |
| Способ крепления | DIN (ТН/35-7,5; ТН/35-15) |
| Класс IP | IP20 |
| Условия эксплуатации | |
| Рабочий диапазон | 0 °C … +45 °C, <90% без конденсата (коммерческий вариант) -25 °C … +45 °C, <90% без конденсата (индустриальный вариант) |
| Диапазон хранения | -45 °C … +45 °C, <90% без конденсата |
| Электропитание | |
| Диапазон электропитания, В | 12 В постоянного тока, допустимый диапазон 8..20 В |
| Потребление, Вт | До 15 Вт (без учета питания периферии) |
| Коммуникационные интерфейсы | |
| Порты RS-485 | до 10 независимых портов, разъемы RJ-11 (6p6c), скорость передачи данных до 115200 бит/сек. |
| Ethernet порты | до 2 портов 100BASE-TX, разъем RJ-45 (8p8c). |
| Порты RS-232 | до 2 независимых портов, разъемы RJ-45 (8p48), скорость передачи данных до 115200 бит/сек, формат данных по умолчанию (8, N, 1). |
| Порт локального конфигурирования (оптопорт) | МЭК 61107, параметры: 9600, 8, N, 1. |
| Информационные сервисы | |
| Поддерживаемые протоколы для связи с верхним уровнем | ГОСТ Р МЭК 60870-5-104 (сервер/источник данных/КП) |
| Поддерживаемые протоколы для связи с устройствами | Протокол счетчиков СЭТ (счетчики СЭТ, ПСЧ); Протокол DCON для связи с интерфейсными модулями |
| Дополнительные информационные сервисы | HTTP, TelNet: конфигурирование; SNMP: диагностика; NTP: синхронизация внутренних часов устройства |
Общий вид
Интерфейсные модули
Модульная архитектура
ШР-АСДУ позволяет подключать к порту RS-485, работающему в режиме ТМ, интерфейсные модули телесигнализации, телеуправления и телеизмерений. Модули подключаются по шинной топологии. Количество интерфейсных модулей определяется исходя из требований к оперативности съема данных (опрос модулей производится циклически), но не более 31 на один порт ШР-АСДУ. Расчетная величина оперативности съема данных определяется исходя из количества устройств на шине, выбранной скорости передачи данных, типов модулей и конфигурации ШР-АСДУ (параметры приоритезации опроса типов модулей).
В качестве интерфейсных модулей используются модули серии I-7000 компании ICP DAS и модули серии ADAM-4000 компании Advantech. Ниже представлены основные типы модулей, поддерживаемых ШР-АСДУ.
| Модель | Характеристики |
|---|---|
| Модули дискретного ввода DC (телесигнализация) | |
| I-7041D | 14 каналов дискретного ввода, c изоляцией до 3750 В и индикацией (4…30 VDC) |
| I-7051D / ADAM-4051 | 16 каналов дискретного ввода, c изоляцией до 3750 В и индикацией (10…50 VDC) |
| I-7052D / ADAM-4052 | 8 каналов дискретного ввода, c изоляцией до 3750 В и индикацией (4…30 VDC) |
| I-7053D_FG / ADAM-4053 | 16 каналов дискретного ввода, с индикацией (4…30 VDC, сухой контакт) |
| Модули дискретного ввода AC (телесигнализация) | |
| I-7058D | 8 каналов дискретного ввода АС, c изоляцией до 5000 В и индикацией (80…250 В) |
| I-7059D | 8 каналов дискретного ввода АС, c изоляцией до 5000 В и индикацией (10…80 В) |
| Модули дискретного вывода DC (телеуправление) | |
| I-7042D | 13 каналов дискретного вывода, c изоляцией до 3750 В и индикацией (10..30 В, до 100 мА) |
| I-7045D | 16 каналов дискретного вывода, c изоляцией до 3750 В и индикацией (МОП, 10..40 В, до 650 мА) |
| I-7045D-NPN | 16 каналов дискретного вывода, c изоляцией до 3750 В и индикацией (3,5..50 В, до 700 мА) |
| Модули релейного вывода (телеуправление) | |
| I-7061D | 12 каналов мощного релейного вывода, c изоляцией до 3750 В и индикацией (э-мех. реле, 5A@250VAC) |
| Комбинированные модули ввода/вывода (телесигнализация/телеуправление) | |
| I-7050D | 7 каналов дискретного ввода / 8 каналов дискретного вывода (DI 10..30 В, 30 мА, DO 4…30 В) |
| I-7055D | 8 каналов дискретного ввода / 8 каналов дискретного вывода, с изоляцией до 3750В (DI 10..40 В, 650 мА, DO 10…50 В) |
| I-7063D | 3 канала мощного релейного вывода / 8 каналов дискретного ввода, c изоляцией до 3750 В и индикацией (AX3, 5A@250VAC, 5A@30VDC), 8 DI (4..30 В) |
| I-7065D | 5 каналов мощного релейного вывода / 4 канала дискретного ввода, c изоляцией до 3750 В |
| I-7063AD | 3 каналов вывода с твердотельного реле / 8 каналов дискретного ввода, c изоляцией до 3750 В и индикацией (твердотельные реле, нормально открытые) |
| I-7065AD | 5 каналов вывода с твердотельного реле / 4 канала дискретного ввода, c изоляцией до 3750 В и индикацией (твердотельные реле, нормально открытые) |
| Модули ввода с термопары/термосопротивления (телеизмерения) | |
| I-7018BL / ADAM-4018 | 8 каналов аналогового ввода или сигнала с термопары: J. K. T. E. R. S.B. N. C. L. M |
| I-7013 / ADAM-4013 | 1 канал ввода сигнала с термосопротивления: Pt100, Pt1000, Ni120 |
| I-7015-G / ADAM-4015 | 6 каналов ввода сигнала с термосопротивления: Pt100, Pt1000, Ni120, Ni100, Cu50, Cu100, CU1000 |
| Модуль аналогового ввода (телеизмерения) | |
| I-7012 / ADAM-4012 | 1 канал аналогового ввода / 1 канал дискретного ввода / 2 канала дискретного вывода |
| I-7012D / ADAM-4012 | 1 канал аналог. ввода / 1 канал дискретного ввода / 2 канала дискретного вывода, c индикацией |
| I-7017 / ADAM-4017 | 8 каналов аналогового ввода (+/-150 mV, +/-500 mV, +/-1 V, +/-5 V, +/-10 V, +/-20 mA) |
| Модуль аналогового вывода (телеуправление) | |
| I-7021 / ADAM-4021 | 1 канал аналогового вывода (0…10 В, 0..20 мА, 4…20 мА) |
| I-7024 | 4 канала аналогового вывода (0…10 В, +/-10 В, +/-5 В, 0..20 мА, 4…20 мА) |
* – поддержка других модулей серий I-7000 и ADAM-4000 осуществляется по запросу. При заказе необходимо указать перечень интерфейсных модулей, с которыми предусматривается использование ШР-АСДУ.
** – в таблице приведены характеристики модулей I-7000. Соответствующие характеристики для модулей ADAM-4000 могут отличаться.
Заводская конфигурация
При заказе рекомендуется указать количество и планируемую схему применения интерфейсных модулей и счетчиков электрической энергии с целью выполнения заводской конфигурации ШР-АСДУ. Данные меры позволят сократить время на пуско-наладочные работы и упростить их выполнение. Ниже приведена рекомендуемая форма предоставления данных и пример заполнения.| № порта RS-485 | Режим порта | Тип подключаемого оборудования | Количество подключаемого оборудования данного типа |
|---|---|---|---|
| 1 | АСКУЭ | СЭТ.4ТМ | 6 |
| 2 | АСКУЭ/АСДУ | СЭТ.4ТМ | 4 |
| 3 | TM | I-7061D | 6 |
| 4 | TM | I-7013 | 8 |
| … | … | … | … |