Устройства сбора и передачи данных RTU-325T и RTU-325H

Назначение

Устройства сбора и пер едачи данных RTU-325T и RTU-325H (далее УСПД) предназначены для:

1) Косвенных измерений и учета электрической энергии и мощности при сборе первичных данных с измерительных приборов с цифровыми интерфейсами (далее ИП), а также измерений суммарных значений мощности и энергии по задаваемым группам точек измерения.

2) Автоматического сбора телеметрических данных с ИП: токов, напряжений, частоты, мощностей, углов сдвига между векторами токов и векторами напряжений.

3) Автоматического сбора данных по состоянию дискретных сигналов со специализированных контроллеров.

4) Обнаружения изменения состояния дискретных сигналов при прямом вводе последних в УСПД.

5) Синхронизации времени подчиненных УСПД и ИП, имеющих встроенные часы.

Описание

УСПД RTU-325T и RTU-325H конфигурируемые, проектно-компонуемые, модульные промышленные IBM PC-совместимые компьютеры, содержащие в себе процессор, оперативную память, энергонезависимую память, энергонезависимые часы, интерфейсы ввода-вывода. УСПД RTU-325T и RTU-325H имеют одинаковое встроенное программное обеспечение, но разную конструкцию.

УСПД осуществляют в реальном времени сбор, обработку, архивирование данных с групп территориально распределенных ИП, управляют временем на ИП, обеспечивают контроль работоспособности ИП на основе данных самодиагностики последних.

Область применения УСПД: информационно-измерительные системы учета электрической электроэнергии и системы телемеханики на промышленных и приравненных к ним предприятиях, на объектах электроэнергетики: подстанциях и электростанциях.

УСПД обеспечивает:

• автоматический сбор данных с ИП и с подчиненных УСПД,

• выдачу потребителям информации по нескольким каналам связи параллельно,

• хранение в архивах профиля 30 минутных расходов электроэнергии до 3,5-х лет,

• автоматический сбор служебной информации,

• трансляцию данных с подчиненных УСПД,

• ведение краткосрочных архивов по телеметрическим данным,

• обнаружение и обработку дискретных сигналов,

• выдачу дискретных сигналов,

• синхронизацию времени на подчиненных УСПД и ИП,

• передачу данных в соответствии со стандартами ГОСТ Р МЭК 60870-5-104-2004, ГОСТ Р МЭК 60870-5-101-2006 и протоколом RTU-325,

• прием данных из SCADA программы   и передачу их в соответствии со

стандартами ГОСТ Р МЭК 60870-5-104-2004, ГОСТ Р МЭК 60870-5-101-2006 ,

• самодиагностику с записью событий в журнал событий,

• автоматический переход с основного канала связи на резервный канал при работе с подчиненными УСПД и ИП,

• криптозащиту данных в соответствии со стандартом AES при их передаче по

протоколу RTU-325,

• защиту от зависаний,

• самостоятельный старт при возобновлении питания,

• механическую и программную защиту,

• УСПД имеет встроенный WEB сервер.

Для обеспечения каналов связи с ИП используются цифровые интерфейсы Ethernet, RS-485, RS-232 и как необязательные элементы могут быть использованы связные и интерфейсные компоненты, увеличивающие дальность и помехозащищенность передачи данных в каналах связи, а также обеспечивающие преобразование интерфейсов.

УСПД RTU- 325T и УСПД RTU- 325H могут работать в одном из трех режимов в зависимости от его настроек:

1. «Режим учета».

2. «Режим телемеханики».

3. «Режим учета и телемеханики».

Максимально возможное число подключаемых ИП к RTU-325T и RTU-325H зависит от модификации используемого RTU, режима работы с ИП и приведено в таблице 1.

Таблица 1

Для автоматической коррекции значения текущего времени УСПД имеется возможность подключения ГЛОНАСС/GPS-приемника (необязательный элемент). Другим вариантом синхронизации времени на УСПД является использование внешнего сервера времени с протоколом NTP. Синхронизация часов реального времени в нескольких УСПД, работающих в сети может быть осуществлена по протоколу Precision Time Protocol (PTP) стандарт IEEE 1588, по часам головного УСПД. УСПД имеет возможность корректировать время на часах ИП, для которых эта процедура не запрещена.

При конфигурировании УСПД задаются:

• Период выполнения операции сравнения времени ИП с временем УСПД и период коррекции времени УСПД.

• Два темпа коррекции времени ИП: "медленный" и "быстрый".

• Два порога для рассогласования времен: (при превышении первого порога будет выдана команда на коррекцию времени с "медленным" темпом, при превышении второго порога будет выдана команда на коррекцию с "быстрым" темпом).

• Минимально допустимый порог рассогласования времени УСПД и ИП.

Алгоритм коррекции времени часов ИП сводится к следующим операциям:

1. С заданным периодом выполнения операции сравнения считывается значение времени на часах ИП.

2. Рассчитывается разность между временем УСПД и временем ИП ДТ (рассогласование времен).

3. В случае превышения по абсолютной величине ДТ любого из порогов рассогласования рассчитывается время коррекции в зависимости от заданных темпа коррекции и периода сравнения времени ИП с временем УСПД.

4. Если ДТ меньше первого порога и превышает минимально допустимый порог рассогласования, то выдается команда на полную и единовременную коррекцию рассогласования времени ИП, иначе выдается команда на коррекцию с соответствующим рассогласованию заданным темпом, в противном случае коррекция не производится.

Алгоритм считывания данных с ИП реализуется следующим образом:

УСПД читает данные с ИП в форматах целых чисел и форматах с плавающей точкой. С учетом динамического диапазона измерений параметров и класса точности ИП диапазон

Лист № 3

Всего листов 10 значащих (не шумовых цифр) в числе, означающем измерение, не превышает 8 десятичных знаков.

Целые числа, считанные из ИП, в УСПД представляются без округления, и используются в вычислениях без потери точности и с контролем возможного переполнения в результирующих значениях вычислений. Целые числа представляются 32 битами.

Представление в УСПД чисел с плавающей точкой производится в соответствии с широко распространенным стандартом IEEE 754. Для уменьшения погрешности представления чисел используется формат double, в котором длина числа равна 64 бита, из которых 52 бита выделено под мантиссу и 11 бит выделено под экспоненту. В большинстве ИП числа с плавающей точкой представляются меньшим числом разрядов, таким образом, чтение данных чисел из ИП в УСПД происходит без потери точности.

Все вычисления в формате с плавающей точкой в УСПД проводятся в формате double-extended над 80 битовыми числами: 64 бита мантисса 15 битов экспонента. Таким образом, в операциях целочисленной арифметики отсутствуют ошибки вычисления, а в вычислениях, производимых над числами с плавающей точкой (с учетом реально используемых алгоритмов хорошо обусловленных задач) ошибка вычисления равна величине последнего разряда представления чисел в формате double. Данная характеристика УСПД не зависит от аналоговых параметров и стабильна во времени.

Передача данных по протоколу RTU-325, используемому в системах АСКУЭ, проводится без округлений (целые числа длиной 32 бита и 16 бит, числа с плавающей точкой в формате double). При передаче телеизмерений телемеханики по протоколам ГОСТ Р МЭК 60870-5-101-2006 , ГОСТ Р МЭК 60870-5-104-2004 используется формате float, при этом погрешности округлений при передачи много меньше погрешностей ИП и размера уставок.

УСПД проектно компонуются путем добавления к материнской плате модулей дискретного ввода, модулей дискретного вывода, модулей интерфейсов RS-232,RS-485.

Структура условного обозначения

УСПД RTU-325T-E2-Mxx-Bxx-Inxx-Dxx

1.Обозначение типа

2.Базовые интерфейсы Ethernet-10/100 BaseT-2 шт.

3.Число полномодемных интерфейсов RS-232

4.Число гальваноразвязанных интерфейсов RS-485

5.Число дискретных входов

6.Число дискретных выходов

Пример записи условного обозначения УСПД RTU-325T, содержащего 2 интерфейса Ethernet 10/100 BaseT, 12 полномодемных интерфейсов RS-232, 4 гальваноизолированных интерфейса RS-485, 20 дискретных входов, 20 дискретных выходов:

RTU- 325T-E2-M12-B4-IN20-D20.

В таблице 2 приведены параметры, считываемые с ИП при условии их наличия в ИП, в режиме «Учета» и рассчитываемые на основе считанных параметров.

Таблица 2

В таблице 3 приведены ИП, с которыми работает УСПД в режиме «Учета»

Таблица 3.