Откройте свой Мир!

4. Описание программных средств.

4.1. Программные средства контроллеров I 7051D, I 7041D и I 7043D.

            Контроллеры работают под управлением программных средств, записанных в их память на заводе – изготовителе. Перед установкой контроллера на место эксплуатации требуется внести некоторые изменения в программу, а именно:

- установить контроллеру сетевой адрес – в соответствии с местонахождением контроллера  (указан в «Расписании информационных цепей),

- установить скорость обмена данными – 1200 бод,

- установить формат сообщений – 8 бит без контрольного разряда с проверкой контрольной    суммы.

            Перечисленные операции выполняются в среде программы DCON_Utility, входящей в комплект поставки. Настройка контроллеров с помощью этой программы не требует знания языков программирования, программа имеет интуитивно понятный интерфейс и инструкцию по эксплуатации.

4.2. Программные средства центрального компьютера.

            Компьютер работает под управлением операционной системы Windows XP. Тестировалась также работа под управлением Windows ME, однако  применение этой системы не рекомендуется.

            В процессе разработки настоящего проекта для поиска подходящего варианта управляющей программы были протестированы системы SCADA, имеющие наибольшее распространение, а именно «TRACE MODE» фирмы AdAstra и «GENESIS 32» фирмы Iconics. В результате было установлено, что некоторые требования к  проектируемой системе телемеханики не могут быть реализованы в среде этих SCADA, кроме этого, значительная стоимость этих систем не отменяла     необходимости разработки интерфейса и алгоритмов,  и таким образом не снижала  затрат на разработку.

            В связи с этим, а также с учётом того, что изготовитель оборудования поставляет программные компоненты, реализующие, в частности, протокол обмена, алгоритмы обработки и пр., было принято решение отказаться от использования систем SCADA в пользу разработки оригинального программного обеспечения, реализующего все требования к системе.

Основные особенности программного обеспечения таковы.

            Реализация протокола обмена выполнена изготовителем оборудования в виде ActiveX  контрола, который подключён к программе в виде компонента.

            Программа имеет внешние настройки, которые доступны для коррекции, и находятся в нескольких таблицах базы данных. Для упрощения работы с базой данных использован формат широко распространённых электронных таблиц Excel. Доступ программы к базе данных осуществляется с помощью процессора Jet.

            При запуске программы, после считывания установок из базы данных, начинается опрос периферийных контроллеров I 7051D: первичный опрос, который необходим для  выяснения  начального состояния коммутационных аппаратов на подстанциях, и циклический опрос, который выполняется в бесконечном цикле во всё время работы программы.  При первичном опросе графическое изображение  однолинейных схем подстанций на мониторе и на мозаичном щите приводится в соответствие с реальным состоянием. В протокол работы делается запись о включении системы. Если линия связи исправна и контроллеры на всех подстанциях дали  ответный сигнал, то никаких предупреждающих сообщений не выдаётся. При циклическом опросе все изменения состояния датчиков  коммутационных  аппаратов и реле контроля целостности изоляции вызывают   соответствующее изменение в схеме, проводится запись в протокол, выдаётся предупреждающее сообщение  на экран монитора,  которое сопровождается речевым сообщением. Оператор должен принять сообщение, нажав соответствующую кнопку, время  появления сообщения и время его принятия фиксируются в протокол. На контроллеры, расположенные в мозаичном щите, выдаётся соответствующая команда, которая вызывает зажигание или гашение светодиода на соответствующем фидере.   Речевые сообщения хранятся в файлах WAV, и доступны для  замены. Пиктограммы выключателей и обозначение земли хранятся в файлах BMP и доступны для коррекции. Изменять названия этих файлов недопустимо.

            Все отправляемые сообщения сопровождаются контрольной суммой, при поступлении в периферийный контроллер битого пакета, он игнорируется. При отсутствии ответного сигнала от контроллера в течение контрольного времени, или при приходе битого пакета, управляющая программа выдаст соответствующее сообщение на экран и запишет информацию о нарушении обмена в файл.

            По прошествии определённого числа циклов опроса, считывается информация о числе импульсов,  которые были сформированы счётчиком электроэнергии за этот период, и записаны в соответствующих ячейках  контроллеров I 7041D.  Далее программа вычисляет мощность, усреднённую за интервал времени, и средний ток.  Значение тока вычисляется из условия, что напряжение на фидере равно 6000 В. Это допущение приводит к значительной погрешности, и значениями тока можно руководствоваться только для  приблизительной оценки.

            При просмотре протокола событий protocol.txt,  он копируется в файл protokol1.txt, который и выводится в текстовый редактор. Таким образом  осуществляется некоторая защита от попыток коррекции протокола.

            В целях упрощения программирования и формирования графики на этапе разработки, с учётом  наличия  большого количества одинаковых элементов, в программу включён в виде компонента специально разработанный ActiveX  контрол, который представляет из себя отдельный фидер. Этот компонент имеет ряд свойств, которые доступны при работе программы. Из некоторого количества таких элементов формируется схема конкретной подстанции.  

            В программе используется одна из функций API, позволяющая перетаскивать схемы отдельных подстанций захватом мыши в любой точке схемы.

5. Описание внешних настроек программы.

            Выше отмечалось, что некоторые настройки программы размещены в базе данных, и доступны для коррекции. Файл этой базы данных имеет имя INI.XLS, и содержит в своём составе несколько таблиц (отдельных листов Excel). Десять  из них имеют наименования подстанций,  в них хранятся внешние настройки соответствующих подстанций. Один называется «порты», там  записаны COM порты компьютера, по которым осуществляется обмен с конкретными подстанциями и мозаичным щитом. Таблица «порты» проста, и не требует комментариев. Структура таблиц подстанций будет рассмотрена подробнее на примере одной из них.

3.Описание технических средств.

            Центральный компьютер архитектуры IBM PC совместимой, не ниже P3. Монитор 19", звуковые колонки. Для связи с периферийным оборудованием используются последовательные порты COM1,  CОМ2 -  для связи с подстанциями  , СОМ3 для связи с мозаичным щитом. Внешние настройки программы позволяют изменять номера портов.

            Преобразователи интерфейса с гальванической развязкой преобразуют сигналы RS 232 в RS 485, связь с подстанциями осуществляется по интерфейсу RS 485 по выделенным телефонным каналам. Скорость обмена с оборудованием на подстанциях -1200 бод, с мозаичным щитом – 9600. В начале и в конце каждой линии установлены усилители с гальванической развязкой. В линии до одной из подстанций, расстояние до которой больше 1 км.   установлен промежуточный усилитель, что вызвано большой длиной линии. Построение сети RS 485 выполнено в соответствии с рекомендациями изготовителя оборудования..

            Сбор информации с датчиков масляных выключателей и контактов реле сигнализации осуществляется контроллерами I 7051D (16 канальный контроллер ввода дискретных сигналов).

            В качестве датчиков нагрузки используются  счётчики электроэнергии с числоимпульсным телеметрическим выходом. Импульсы, пропорциональные нагрузке на данном фидере, поступают  на входы контроллеров I 7041 D (14 канальный счётчик импульсов).

            Подключение контроллеров к датчикам выполнено в соответствии с рекомендациями изготовителя оборудования.

            Центральный компьютер периодически опрашивает периферийные контроллеры, обрабатывает  поступившую информацию, и в зависимости от ситуации формирует соответствующее сообщение на экране монитора,  воспроизводит звуковое (речевое) сообщение, делает запись в протоколе работы системы, и выдаёт сигнал на соответствующий контроллер I 7043 D (16 канальный контроллер  дискретного вывода), который управляет включением светодиодов на мнемосхеме мозаичного щита.

            Структурная схема системы  прилагается в комплекте конструкторской документации.

Резервный  компьютер полностью повторяет конфигурацию технических и программных средств основного компьютера, и находится в холодном резерве. Использование резервного компьютера для посторонних целей недопустимо.

В  составе системы контроллеры серии I 7000 имеют  уникальные сетевые адреса в пределах каждой линии. Контроллеры в составе ЗИП имеют одинаковые заводские сетевые адреса и перед установкой требуют программирования.

Центральный компьютер и блоки контроллеров на подстанциях  питаются от сети 220 В 50 Гц через блоки бесперебойного питания.

1. Назначение.

Система телемеханики предназначена для контроля состояния масляных выключателей на электроподстанциях предприятия. Также система позволяет контролировать появление на фидерах перечисленных подстанций однофазного короткого замыкания на землю или  перекоса фаз. На отдельных фидерах этих подстанций проводится телеизмерение текущей нагрузки.

Мозаичный щит – мнемосхема диспетчера  переводится в режим работы «светлый щит» (световой сигнал есть, когда фидер включён)

 2. Технические требования.

            Время реакции системы на изменение состояния масляного выключателя или появления однофазного короткого замыкания на землю не более 5 сек.

            Погрешность, вносимая  системой  в канале телеизмерения числоимпульсных сигналов  не более 2%.

            Время усреднения  при измерении нагрузки не более 3 мин.

            Наличие протокола работы системы, защищённого от внесения изменений.

            Наработка на отказ системы в целом не менее 5000 час.

            Автоматическая локализация неисправности с точностью до контроллера.

            Контроль исправности линии связи.

            Контроль достоверности данных.

            Ремонтопригодность обеспечивается на уровне замены неисправного контроллера.

            Комплектность ЗИП обеспечивает 30% замену контроллеров и 100% замену центрального компьютера.

            Допустимая температура окружающей среды от – 20оС до +30 оС.

            Время восстановления системы  не более 4 часов (за исключением линий связи).

            Интерфейс оператора должен  быть выполнен в виде однолинейной схемы, понятен оперативному персоналу,  и предоставлять  возможность отражать на схеме установленные на фидер заземления.

Я работаю на авиастроительном  заводе Сокол, г. Нижний Новгород. В прошлом году запустил в эксплуатацию систему телемониторинга электрических подстанций и сетей. Выполнена на I-7051 и I-7041, позволяет контролировать состояние коммутационных аппаратов, изоляцию кабелей, контролировать нагрузку на фидерах. Система написана на VB6, с использованием фирменного контрола, который обеспечивает протокол обмена. Если кому интересно, пишите, отвечу на любой вопрос и вышлю фрагменты кода.

М.Дозоров