56 № 2 – 2014

ТЕСТ-ДРАЙВ

ВНЕШНИЙ ВИД И КОНСТРУКТИВВнешний вид устройства – уникальный, его

сложно спутать с каким-то другим. Угловатый алюминиевый корпус 19 дюймов,

черная матовая лицевая панель, большой яркий 5,7 дюймовый дисплей с высоким разрешением (способный отображать анимированные одноли-нейные схемы), клавиатура, ключ выбора режи-ма управления коммутационным оборудованием

(рис. 1). На лицевой панели также размещены служебные интерфейсы и светодиодная индика-ция. Все сосредоточено в одном месте и выгля-дит достаточно лаконично. Управлять настрой-ками устройства, используя кнопки клавиатуры, удобно. Прибор выполнен по модульной схеме, имеет 14 слотов для установки плат. Доступ к платам и их интерфейсам открыт с тыльной сто-роны устройства.

Контроллер ARIS C303: достойный представитель отечественных МП устройствРазработка устройства, предназначенного для выполнения специализированных задач мониторинга и управления электрическими процессами, характеризуется большим количеством тонкостей и нюансов. Создать прибор с максимально универсальным, инновационным функционалом, работающим в жестких условиях (температурных ЭМС и др.) и при этом простым в эксплуатации для конечных пользователей – задача сложная. Все требования к устройству должны быть учтены, точно отражены постановщиком задачи в техническом задании и скрупулезно выполнено разработчиками. Разработчиками должна быть тщательно продумана как аппаратная, так и программная архитектура устройства, удобный и простой пользовательский интерфейс. Если реализуется поддержка проприетарных протоколов, внутри компании должна быть предусмотрена система отслеживания их версий и модернизации ПО. На примере прибора ARIS C303, предоставленного инженерной компанией «Прософт-Системы», рассмотрим, насколько разработчикам удалось справиться с непростой задачей создания контроллера. Особое внимание уделим возможностям устройства с точки зрения МЭК 61850.

Авторы:Аношин А.О., Головин А.В.

№ 2 – 2014 57

ТЕСТ-ДРАЙВ

ПЛАТЫ, ПЛАТЫ, ПЛАТЫ…Помимо оснащения одним или двумя модулями источни-

ка питания, одной или двумя процессорными платами, ARIS C303 может оснащаться до 14 модулями различного функци-онального назначения. Модули бывают следующие:

� измерения и осциллографирования с непосредственным подключением к измерительным ТТ и ТН;

� измерения и осциллографирования с приемом до 4 пото-ков МЭК 61850-9-2 LE;

� коммуникационные с интерфейсами RS-485, RS-232 и Ethernet;

� дискретного ввода 24 В (8 или 15 каналов) или 220 В (7 или 15 каналов);

� дискретного ввода 220 В (15 каналов) с возможностью установки уровней срабатывания и режекцией;

� дискретного вывода 24 В (8 каналов) или 220 В (8 каналов); � аналогового ввода тока (0…5 мА, 4…20 мА, 0…20 мА); � аналогового ввода напряжения (0…1 В, 0…5 В, -10…+10

В, 0…10 В); � телеуправления с поддержкой режима предварительного

выбора объекта управления (220 В).В тестированном контроллере были предустановлены сле-

дующие модули: два 15-канальных модуля дискретных вхо-дов на 220 В, два 8-канальных модуля дискретных выходов на 220 В, 8-канальный модуль ввода аналоговых сигналов и модуль измерения и осциллографирования с возможностью прямого подключения к ТТ и ТН. Кроме этого, в устройстве были установлены и базовые модули: один модуль источника питания, процессорная плата с приемником точного времени GPS/GLONASS.

Процессорная плата отвечает за синхронизацию времени. На ее борту имеется встроенный модуль GPS/GLONASS – до-статочно к устройству подключить антенну, и устройство бу-дет синхронизировано по времени. Альтернативные возмож-ности – синхронизация по протоколу NTP от сервера точного времени либо синхронизация с использованием источника точного времени Prosoft GPS Module с подключением его че-рез порт RS-485 по протоколу TSIP с поддержкой эталонного сигнала PPS. Здесь также уместно отметить, что устройство способно выполнять роль NTP-сервера.

Контроллер может работать в температурных диапа-зонах от – 40 до + 55 °С, а также в самых жестких услови-ях ЭМС в соответствии с требованиями ОАО «ФСК ЕЭС». Стоит отметить, что на этапе разработки все оборудова-ние производства «Прософт-Системы» проходит испыта-ния по параметрам ЭМС и безопасности, а также первичную поверку в аккредитованных испытательной и поверочной лабораториях.

ФУНКЦИОНАЛЬНОСТЬИмея такой богатый состав модулей, прибор должен обла-

дать и соответствующей функциональностью. И он облада-ет. Устройство способно вести расчет нескольких десятков электрических параметров, в том числе параметров качества электроэнергии. Все это – в дополнение к алгоритмам опе-ративных блокировок и пользовательских алгоритмов (ко-

торые строятся на основе языка функциональных блоковых диаграмм – Function Block Diagrams), функции учета электро-энергии и записи осциллограмм в формате Comtrade.

С точки зрения поддержки коммуникационных протоколов для решения задачи сбора данных и передачи их на верхний уровень устройство также впечатляет: поддерживаются и МЭК 61870-5-101, 104, 103, и Modbus (RTU/ASCII/TCP), SPA, СТАРТ и еще ряд проприетарных протоколов.

Реализована также поддержка стандарта МЭК 61850.

РЕАЛИЗАЦИЯ МЭК 61850Рассмотрение реализации МЭК 61850 в контроллере нач-

нем с объектной модели (рис. 2). Здесь она динамическая: может изменяться в зависимости от состава установленных модулей. Логика следующая: каждому установленному моду-лю соответствует определенный логический узел с опреде-ленным числом объектов данных (соответствующим, напри-мер, для модуля дискретных входов, числу каналов). Исходно пользователь не почувствует того, что модель динамическая (устройство поставляется предварительно сконфигурирован-ным), однако может столкнуться с этой особенностью при до-бавлении/удалении модулей. Для представления дискретных

Рис. 1. Внешний вид контроллера ARIS C303

Рис. 2. Объктная модель устройства

Аношин А.О., исполнительный директор ООО «ТЕКВЕЛ», г. Москва, Россия

Головин А.В., технический директор ООО «ТЕКВЕЛ», г. Москва, Россия

58 № 2 – 2014

ТЕСТ-ДРАЙВ

сигналов используются узлы GGIO. Стоит отметить, что спе-циалисты «Прософт-Системы» уже разрабатывают решения по устранению данного недостатка.

Что касается поддерживаемых моделей информационного обмена, устройство может:

� принимать роль издателя и подписчика GOOSE-сообщений (назначение в соответствии с МЭК 61850-8-1);

� принимать роль подписчика Sampled Values (назначение в соответствии с МЭК 61850-9-2LE) (прием до 4-х потоков МЭК 61850-9-2LE 80 или 256 точек/период);

� быть как клиентом, так и сервером, реализуя модели бу-феризируемых/небуферизируемых отчетов, управления.

Как видно, устройство может многое. Далее рассмотрим, как эта универсальность сказывается на удобстве параме-трирования, учитывая, что параметрирование ведется через веб-интерфейс.

УДОБСТВО ПАРАМЕТРИРОВАНИЯWeb-интерфейс как средство параметрирования устройств

релейной защиты и автоматики является, пожалуй, самой не-однозначной чертой, имеющей как своих сторонников, так и противников. Сторонники утверждают, что полная настройка терминала с использованием одного лишь браузера удобна своей неприхотливостью к операционной системе, установ-ленной на настроечном ПК, и отсутствием необходимости в дополнительных программах, использование которых, как правило, только усложняет процесс настройки. Противники в свою очередь заявляют о невозможности одновременного параметрирования системы из нескольких устройств, что по-зволяют делать конфигураторы некоторых именитых произ-водителей.

Абстрагируясь от вопросов субъективного восприятия, по-пробуем оценить удобство настройки контроллера ARIS C303 с помощью его Web-интерфейса.

После задания в поисковой строке браузера нужного IP-адреса, нажатия кнопки Enter и последующей авторизации открывается аккуратная, не перегруженная элементами, страница настройки устройства.

Меню разделено на семь разделов, расположенных в шап-ке таблицы в виде выпадающих списков, а также продубли-рованных в виде древовидной структуры, доступной пользо-вателю после выбора пункта с привлекательным названием «Хотите увидеть список доступных вам сервисов?».

В первую очередь посмотрим, насколько удобно произво-дить настройку контроллера на прием/передачу данных по ус-ловиям стандарта МЭК 61850.

Процедура настройки устройства на передачу данных по-средством моделей общего объектно-ориентированного со-бытия (GOOSE) и отчетов (Reporting) стандартна и интуитив-но понятна.

Создается набор данных (нажимаем на раздел «Наборы данных» правой кнопкой мыши и выбираем пункт меню «До-бавить набор данных»), в него включаются необходимые объ-екты/атрибуты данных из информационной модели (рис. 3). Последнее производится путем навигации по объектной мо-дели устройства и проставлением отметок «Включить в на-бор данных» для отдельных объектов/атрибутов. В принципе, все удобно. Есть, правда, одно «но»: надо всегда подтверж-дать свои действия выбором пункта меню «Применить изме-

Рис. 3. Включение элементов данных в набор данных

Рис. 4. Настройка параметров управляющего блока передачей GOOSE-сообщений

Рис. 5. Настройка управляющего блока передачей буферизируе-мых отчетов

№ 2 – 2014 59

ТЕСТ-ДРАЙВ

нения», и делать это надо для каждого элемента, включаемо-го в набор данных. В конфигураторах, реализованных в виде отдельной программы, процедура создания набора данных, как правило, осуществляется путем перетаскивания требу-емых элементов из одной области в другую с однократным подтверждением процедуры создания набора данных, что было бы удобнее.

Для передачи GOOSE – аналогичным образом создаем управляющий блок передачей GOOSE (рис. 4). Затем от-крываем его структуру и задаем значения. Здесь все удоб-но. Набор данных можно выбрать из выпадающего списка. Приятно, что настройка управляющего блока сопровождает-ся подсказкой о допустимом диапазоне MAC-адреса назначе-ния. Это заставляет задуматься об этом параметре, важном, когда идет речь об ограничением неконтролируемого распро-странения трафика по сети.

Точно так же удобно и интуитивно настраивать управляю-щие блоки передачей буферизируемых (рис. 5) и небуфери-зируемых отчетов (рис. 6).

Теперь отметим некоторые недостатки. При настройке от-четов отсутствует возможность задания параметра «Время буферизации» для небуферизированных отчетов. Кажется, что это недоразумение – ведь это параметр, определяющий интервал времени, на котором данные будут агрегирова-ны в единый отчет, и как параметр он должен существовать как для буферизированных, так и не для буферизированных отчетов.

Кроме того, некорректно именованы некоторые опцио-нальные поля, которые могут быть включены в отчет: напри-мер, вместо «Ссылка на объекты/атрибуты данных» (data-reference) присутствует пункт «Ссылка на блок управления отчетом» (configRef???), хотя последней опции стандарт это-го не предполагает. Возможно, надо передавать только ссыл-ку на элементы данных, включаемые в отчет.

Для буферизированных отчетов нет возможности настро-ить передачу опционального поля «Переполнение буфера» (buffer-overflow). Как для буферизированного, так и не для буферизированного отчетов невозможно настроить передачу опционального поля «Номер конфигурации» (conf-revision).

Рис. 7. Подключение к серверу

Рис. 8. Считанная структура информационной модели сервера

Рис. 9. Просмотр набора данных сервера

Рис. 6. Настройка управляющего блока передачей небуферизиро-ванных отчетов

Настройка устройства на прием данных выполнена без преувеличения великолепно. В пункте меню «Прием данных» требуется ввести IP-адрес устройства, от которого вы хотите получать данные, и выбрать пункт меню «Создать» (рис. 7).

ARIS C303 загрузит конфигурацию сервера по MMS, кото-рую сразу же можно будет просмотреть в активировавшемся пункте меню «Описание устройства» (рис. 8). Там же вы смо-жете сформировать CID файл сервера по дереву MMS.

Далее можно просмотреть наборы данных (рис. 9), создан-ные на сервере, а также имеющиеся управляющие блоки пе-редачей отчетов и GOOSE-сообщений.

60 № 2 – 2014

ТЕСТ-ДРАЙВ

Для того чтобы «подписаться» на прием данных посред-ством доступных отчетов и GOOSE-сообщений, достаточ-но перейти в пункт меню «Отчеты» (рис. 10) или «GOOSE-сообщения» (рис. 11), отметить интересующий управляющий блок передачей и далее выбрать пункт меню «Применить».

Для отчетов потребуется отметить условия, по которым бу-дет производиться передача данных, а также определить оп-циональные поля, которые будут включаться в отчет наряду с данными (рис. 12).

Для принимаемых GOOSE можно создать каналы служеб-ной информации (рис. 13): подсчет пропущенных сообщений, отображение значений номера состояния, номера в последо-вательности сообщений и др. Далее эти данные можно ис-пользовать в работе.

Все параметрирование на прием данных делается практи-чески в один клик.

Для того чтобы изменения вступили в силу, требуется пере-загружать контроллер, что занимает некоторое время. В это время на экране появляются полезные подсказки по работе с контроллером (рис. 14).

Недостатки в части настройки на прием данных перекоче-вали из процедуры настройки на передачу данных. Для не-буферизированных отчетов, доступных на сервере, вы не сможете задать значение параметра «Время буферизации» – такого поля нет; характерны и те же самые замечания для опциональных полей.

В целом по удобству параметрирования устройство заслу-живает твердой оценки «хорошо». Интерфейс продуман и ло-гичен.

ПОДВОДИМ ИТОГИУстройство показало себя достойным представителем оте-

чественных микропроцессорных устройств автоматики (и не только). Оно проявляет себя стабильно хорошо во всех «дис-циплинах»: внешний вид и эргономика, конструкция, функци-ональные возможности модулей, веб-интерфейс. Все на хо-рошем уровне. Далеко не про каждый отечественный продукт можно так сказать. Видно, что над прибором трудилась и про-должает трудиться большая команда специалистов. А значит, и небольшие недочеты будут устранены.

Рис. 13. Активация служебной информации для GOOSE

Рис. 14. Подсказки, доступные при перезагрузке контроллера

Рис. 12. Настройка управляющего блока передачей отчетов на сервере

Рис. 11. Просмотр имеющихся на сервере управляющих блоков пе-редачей GOOSE-сообщений

Рис. 10. Просмотр имеющихся на сервере управляющих блоков пе-редачей отчетов