Внешний вид и конструк-тив устройства

Внешний вид контроллера ARIS C303 – уникальный, его сложно спутать с каким-то другим. Углова-тый алюминиевый корпус 19", чёрная матовая лицевая панель, большой яркий 5,7" дисплей с высоким разрешением, способный отображать анимированные однолинейные схемы, клавиатура, ключ выбора режима управления коммутационным оборудованием (рис. 1). На лицевой панели также размещены служебные интерфей-сы и светодиодная индикация. Всё сосредоточено в одном месте и выглядит достаточно лаконично. Управлять настройками устрой-ства, используя кнопки клавиатуры, удобно. Прибор выполнен по модульной схеме, имеет 14 слотов для установки плат. Доступ к платам и их интерфейсам открыт с тыльной стороны устройства.

Платы, платы, платы…

ARIS C303 помимо оснащения одним или двумя модулями источника питания, одной или двумя процессорными платами может оснащаться до 14 модулями различного функционального назначения. Модули бывают следующие:

· измерения и осциллографи-рования с непосредственным подключением к измерительным ТТ и ТН;

· измерения и осциллографи-рования с приемом до 4 потоков МЭК 61850-9-2 LE;

· к о м м у н и к а ц и о н н ы е с интерфейсами RS-485, RS-232 и Ethernet;

Одним из современных представителей многофункциональных микропроцессор-ных устройств с поддержкой стандарта МЭК 61850 является серийно-выпускаемый с 2013 года контроллер присоединений ARIS C303, разработанный инженерной компанией «Прософт-Системы». На его п р и м е р е р а с с м о т р и м , н а с к о л ь к о специалистам удалось справиться с непростой задачей создания контроллера. Особое внимание уделим возможностям устройства с точки зрения МЭК 61850.

Стоит отметить, что разработка устройства, предназначенного для выполнения специализированных задач мониторинга и управления электрически-ми процессами, характеризуется большим количеством тонкостей и нюансов.

Создать прибор с максимально универ-сальным, инновационным функционалом, работающим в жестких условиях (темпера-турных 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 выполнены разработчиками.

Р а з р а б о т ч и к а м и д о л ж н а б ы т ь тщательно продумана аппаратная и программная архитектура устройства, удобный и простой пользовательский интерфейс. Если реализуется поддержка проприетарных протоколов, внутри компании должна быть предусмотрена система отслеживания их версий и модер-низации ПО.

Ключевые слова: цифровая подстанция, контроллер, МЭК 61850, противоаварийная автоматика.

Рис. 1. Внешний вид контроллера ARIS C303

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

· дискретного ввода 220 В (15 каналов) с возможностью установ-ки 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 напряже-ния (0…1 В, 0…5 В, -10…+10 В, 0…10 В);

· телеуправления с поддер-жкой режима предварительного выбора объекта управления (220 В).

В тестированном контроллере были предустановлены следую-щие модули: два 15-канальных модуля и два 8-канальных модуля дискретных выходов на 220 В, 8-канальный модуль ввода аналого-вых сигналов и модуль измерения и осциллографирования с возмож-ностью прямого подключения к ТТ и ТН. Кроме этого, в ARIS C303 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 – достаточно к устройству подключить антенну, и устройство будет синхронизирова-но по времени. Альтернативные возможности – синхронизация по протоколу NTP от сервера точного времени либо синхронизация с и с п ол ь зо ва н и е м и с точ н и к а точного времени Prosoft GPS Module с подключением его через порт RS-485 по протоколу TSIP с поддержкой эталонного сигнала PPS. Здесь также уместно отме-тить, что устройство способно выполнять роль NTP-сервера.

Контроллер работает в темпе-ратурных диапазонах от -40 до +55 °С, а также в самых жестких условиях ЭМС в соответствии с требованиями ОАО «ФСК ЕЭС». Стоит отметить, что на этапе разработки всё оборудование п р о и з в о д с т в а « П р о с о ф т -Системы» проходит испытания по параметрам ЭМС и безопасности, а также первичную поверку в аккредитованных испытательной и поверочной лабораториях.

Функциональность

Имея такой богатый состав модулей, прибор обладает и соответствующей функциональ-ностью. Устройство способно вести расчёт нескольких десятков электрических параметров, в том числе параметров качества электроэнергии. Всё это – в дополнение к алгоритмам опера-тивных блокировок и пользовате-льских алгоритмов, которые строятся на основе языка функци-ональных блоковых диаграмм – Function Block Diagrams, функции учета электроэнергии и записи о с ц и л л о г р а м м в ф о р м а т е Comtrade.

С точки зрения поддержки коммуникационных протоколов для решения задачи сбора данных и передачи их на верхний уровень устройство также впечатляет: поддерживаются и МЭК 61870-5-1 0 1 , 1 0 4 , 1 0 3 , и M o d b u s (RTU/ASCII/TCP), SPA, СТАРТ, и еще ряд проприетарных протоко-лов. Реализована также поддер-жка стандарта МЭК 61850.

Реализация МЭК 61850

Рассмотрение реализации МЭК 61850 в контроллере начнём с объектной модели (рис. 2).

Здесь она динамическая: может изменяться в зависимости от состава установленных моду-лей. Логика следующая: каждому установленному модулю соответ-ствует определенный логический узел с определенным числом объектов данных, соответствую-щим, например, для модуля дискретных входов, числу кана-лов. Для представления дискрет-ных сигналов используются узлы GGIO.

Что касается поддерживаемых моделей ин фо р ма цион н о го 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 потоков МЭК 61850-9-2LE 80 или 256 точек/период);

· быть как клиентом, так и сервером, реализуя модели буферизируемых/небуферизиру-емых отчётов, управления.

Как видно, устройство может многое. Рассмотрим, как эта универсальность сказывается на удобстве параметрирования, учитывая, что ведётся оно через веб-интерфейс.

Рис. 2. Объектная модель устройства

Удобство параметрирования

Web-интерфейс как средство параметрирования устройств релейной защиты и автоматики я вл я ет с я , п о ж а л у й , с а м о й неоднозначной чертой, имеющей как своих сторонников, так и противников. Сторонники утвер-ждают: полная настройка термина-ла с использованием одного браузера удобна своей неприхот-ливостью к операционной систе-ме, установленной на настроечном ПК, и отсутствием необходимости в дополнительных программах, использование которых только усложняет процесс настройки. Противники заявляют о невозмож-ности одновременного параметри-рования системы из нескольких устройств, что позволяют делать конфигураторы некоторых имени-тых производителей.

Абстрагируясь от вопросов су бъек тивного восприятия , оценим удобство настройки к о н т р о л л е р а A R I S C 3 0 3 с помощью его Web-интерфейса.

После задания в поисковой строке браузера нужного IP-адреса, нажатия кнопки Enter и п о с л ед у ю ще й а вто р и з а ц и и открывается аккуратная, не перегруженная элементами страница настройки устройства.

Меню разделено на семь разделов, расположенных в шапке таблицы в виде выпадающих списков, а также продублирован-ных в виде древовидной структу-ры, доступной пользователю после выбора пункта с привлека-тельным названием «Хотите увидеть список доступных вам сервисов?».

Процедура настройки устрой-ства на передачу данных посре-дством моделей общего объектно-ориентированного с обытия (GOOSE) и отчётов (Reporting) стандартна и интуитивно понятна.

Создаётся набор данных (нажимаем на раздел «Наборы данных» правой кнопкой мыши и выбираем пункт меню «Добавить набор данных»), в него включают-с я н е о б х о д и м ы е о б ъ е к-ты/атрибуты данных из информа-ционной модели. Последнее производится путем навигации по объектной модели устройства и проставлением отметок «Вклю-чить в набор данных» для отдель-ных объектов/атрибутов. В принци-

пе, все удобно. Есть, правда, одно «но»: надо всегда подтверждать свои действия выбором пункта меню «Применить изменения», и делать это надо для каждого элемента данных, включаемого в набор данных.

Для передачи GOOSE – анало-гичным образом создаем управля-ющий блок передачей GOOSE. Затем открываем его структуру и задаём значения. Здесь все удобно. Набор данных можно

выбрать из выпадающего списка. Приятно, что настройка управляю-щего блока сопровождается подсказкой о допустимом диапазо-не MAC-адреса назначения. Это заставляет задуматься об этом параметре, важном, когда идёт

речь об ограничении неконтроли-руемого распространения трафика по сети.

Точно так же удобно и интуитив-но настраивать управляющие блоки передачей буферизируемых и небуферизируемых отчетов.

Теперь отметим некоторые недостатки. Некорректно именова-ны некоторые опциональные поля, которые могут быть включены в отчет: например, вместо «Ссылка на объекты/атрибуты данных» (data-reference) присутствует пункт «Ссылка на блок управления отчетом» (configRef???), хотя

последней опции стандарт этого не предполагает. Возможно, надо передавать только ссылку на элементы данных, включаемые в отчёт.

Настройка устройства на приём данных выполнена без преувеличения великолепно. В пункте меню «Прием данных» требуется ввести IP-адрес устро-йства, от которого вы хотите получать данные, и выбрать пункт меню «Создать» (рис.3).

ARIS C303 загрузит конфигура-цию сервера по MMS, которую сразу же можно будет просмот-реть в активировавшемся пункте меню «Описание устройства» (рис.4) . Там же вы сможете сформировать CID файл сервера по дереву MMS.

Далее можно просмотреть наборы данных, созданные на сервере (рис.5), а также имеющи-еся управляющие блоки переда-ч е й о т ч е т о в и G O O S E -сообщений.

Чтобы «подписаться» на приём данных посредством доступных отчетов и GOOSE-сообщений, достаточно перейти в пункт меню «Отчёты» (рис.6) или «GOOSE-сообщения» (рис.7), отметить интересующий управля-ющий блок передачей и выбрать пункт меню «Применить».

Рис. 3. Подключение к серверу

Рис. 4. Считанная структура информационной модели сервера

Для отчётов нужно отметить условия, по которым будет произ-водиться передача данных, а также определить опциональные поля, которые будут включаться в отчет наряду с данными (рис. 8).

Для принимаемых GOOSE можно создать каналы служебной информации (рис. 9): подсчет пропущенных сообщений, отобра-жение значений номера состоя-ния, номера в последовательности сообщений и др. Далее эти данные можно использовать в работе.

Всё параметрирование на приём данных делается практи-чески в один клик.

Чтобы изменения вступили в силу, нужно перезагрузить кон-троллер. В это время на экране появляются полезные подсказки по работе с устройством (рис. 10).

В целом по удобству парамет-рирования ARIS C303 заслуживает твёрдой оценки «хорошо». Интер-фейс продуман и логичен.

Подводим итоги

AR IS C3 0 3 р а з р а б о т к и «Прософт-Системы» показал себя достойным представи-телем микропроцессорных устройств автоматики. Он проявляет себя стабильно хорошо во всех «дисциплинах»: внешний вид и эргономика, конструкция, функциональные возможности модулей, веб-интерфейс. Всё на хорошем уровне. Видно, что над прибо-ром трудилась и продолжает трудиться большая команда специалистов.

Рис. 5. Просмотр набора данных сервера

Рис. 6. Просмотр имеющихся на сервере управляющих блоков передачей отчетов

Рис. 7. Просмотр имеющихся на сервере управляющих блоков передачей GOOSE-сообщений

Рис. 8. Настройка управляющего блока передачей отчетов на сервере

Рис. 9. Активация служебной информации для GOOSE

Рис. 10. Подсказки, доступные при перезагрузке контроллера

Инженерная компания «Прософт-Системы»

620102, Россия,

г. Екатеринбург,

ул. Волгоградская, д. 194 а,

тел. +7 (343) 356-51-11,

факс +7 (343) 310-01-06,

www.prosoftsystems.ru,

info@prosoftsystems.ru