Назначение
Устройства сбора и передачи данных TOPAZ IEC DAS (далее - устройства) предназначены для измерения текущего времени, синхронизации времени с устройствами верхнего и нижнего уровней, а также сбора данных с первичных микропроцессорных устройств в автоматизированных информационно - измерительных системах коммерческого учета электрической энергии и мощности (АИИС КУЭ), автоматизированных системах технического учета электроэнергии и мощности (АСТУЭ), системах комплексного учета энергоресурсов (тепловых ресурсов, воды, газа и т.д.); построения на их основе автоматизированных систем управления технологическим процессом (АСУ ТП), систем телемеханики (ТМ), систем сбора и передачи информации (ССПИ), диспетчеризации энергетических объектов, в том числе цифровых подстанций.
Описание
Принцип действия устройств основан на обработке измерительной информации, собираемой с аналоговых/дискретных устройств нижнего уровня, с цифровым интерфейсом, сохранении полученной информации в энергонезависимой памяти и выдачи накопленной информации по запросу. При комплектации устройства платой PTS устройство принимает информацию от глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС/GPS, обрабатывает ее и формирует дополнительный выходной сигнал: 1 Гц (PPS), синхронизированный со шкалой времени UTC (SU), а также дополнительные выходные данные о времени в формате NTP, SNTP, PTP.
Устройства представляют собой прибор, выполненный в металлическом или пластиковом корпусе (в зависимости от исполнения) с разъемами для подключения внешнего питания и интерфейсных кабелей. Устройства являются проектно-компонуемыми, программно-конфигурируемыми изделиями.
Использование различных комбинаций программных опций и аппаратных модулей позволяет применять устройства в качестве коммуникационного шлюза при создании АСУ ТП, ССПИ, ТМ электрических подстанций и электростанций, систем передачи данных в системах АИИС КУЭ и АСТУЭ. На базе контроллеров серии TOPAZ могут создаваться другие автоматизированные системы и комплексы.
Устройства выполняют следующие основные функции:
- сбор данных с устройств нижнего уровня, в том числе устройств ввода аналоговых и дискретных сигналов, счетчиков электроэнергии, устройств релейной защиты, регистраторов аварийных событий и другое, включая сбор осциллограмм с микропроцессорных устройств РЗА, ПА, РАС, ОМП;
- трансляция команд телеуправления;
- дорасчет параметров, принимаемых с устройств нижнего уровня;
- расчет и выдача сигналов оперативных блокировок;
- учет коммуникационного ресурса высоковольтных выключателей;
- обработка пользовательских алгоритмов, в том числе и алгоритмов оперативных программных блокировок;
- поддержка протокола резервирования PRP, HSR;
- многоканальная и многонаправленная конвертация протоколов различных устройств и систем;
- ведение коротких, основных, суточных, месячных и годовых архивов с настраиваемыми интервалом и глубиной архивирования для хранения данных;
- формирование и предоставление на верхний уровень диагностических сигналов о состоянии каналов связи с устройствами нижнего уровня;
- прием, обработка и обмен с верхним уровнем управления стандартными сигналами телемеханики (сигналы телесигнализации, телеизмерения и телеуправления), сбор и регистрация сигналов телемеханики в реальном масштабе времени;
- прием, обработка и обмен с верхним уровнем управления сигналами микропроцессорных защит, сбор и регистрации этих сигналов в реальном масштабе времени;
- прием сигналов спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС (Россия) и GPS (США) и передача информации о точном времени и сигналов синхронизации в автоматизированные системы;
- возможность работы, как в локальном режиме, так и в режиме обмена информацией с удаленным центром сбора и обработки информации. При работе в локальном режиме устройство осуществляет сбор и архивирование информации в энергонезависимой памяти. При работе в режиме обмена данными, передача последних осуществляется по запросу центрального сервера сбора и обработки информации;
- осуществление как событийной передачи данных, так и передачи данных по запросу согласно спецификации протоколов МЭК;
- возможность построения распределенной АСУ ТП, состоящих из нескольких контроллеров, объединенных в единую информационную сеть.
Синхронизация времени устройств верхнего уровня может осуществляться от системы GPS или ГЛОНАСС (с использованием высокоточного сигнала 1PPS, передаваемого по внутренней шине устройства) и/или средствами протоколов NTP, SNTP, РТР, ГОСТ Р МЭК 60870-5-101/104.
Синхронизация времени устройств нижнего уровня может осуществляться от устройств по выходному сигналу 1PPS; средствами протоколов NTP, SNTP, РТР а также средствами фирменных протоколов подключенных устройств нижнего уровня.
Для конфигурирования устройств используется интерфейс Ethernet и служебный интерфейс USB. Рабочая конфигурация устройства и другие служебные данные хранятся в энергонезависимой памяти.
Поддерживаемые протоколы обмена с устройствами полевого уровня Modbus-TCP, Modbus-RTU, SPABUS, МЭК-60870-5-101/103/104, МЭК 60870-6 (TASE2/ICCP), МЭК 61850-8-1 MMS, МЭК 61850-8-1 GOOSE, МЭК 61850-9-2 LE, МЭК 62056 (DLMS/COSEM), СТАРТ, OPC UA, а также собственные протоколы обмена счетчиков электроэнергии, щитовых приборов, регистраторов и других устройств.
Поддерживаемые протоколы обмена с верхним уровнем управления по протоколам обмена Modbus-TCP, Modbus-RTU, OPC UA, МЭК-60870-5-101/104, МЭК 61850-8-1 MMS МЭК 61850-8-1 GOOSE, МЭК 60870-6 (TASE2/ICCP), DNP3, FT.3.
Устройства выпускаются в следующих типах конструктивов:
- в пластиковом корпусе (IP20 по ГОСТ 14254-96);
- в металлическом корпусе (IP20 по ГОСТ 14254-96);
- крейтовое исполнение 19”, высотой 4U и 6U (IP20 по ГОСТ 14254-96);
- полевое исполнение в металлическом корпусе (IP65 по ГОСТ 14254-96);
- исполнение sH в виде сборки на панели оператора (IP20 по ГОСТ 14254-96).
Устройства комплектуются модулем центрального процессора и опционально
следующими встраиваемыми модулями:
- коммуникационные модули (с портами RS-485/RS-422, Ethernet по витой паре и оптическим волокнам);
- модем сотовой связи;
- модуль приемника сигналов точного времени спутниковых систем GPS/ГЛОНАСС;
- модули источника питания с номинальным напряжением 220 В (постоянного / переменного тока);
- модуль дисплея и клавиатуры.
Надежность функционирования устройств обеспечивают:
- встроенный сторожевой таймер (WatchDog);
- процедуры периодической самодиагностики;
- регистрация внутренних событий устройств;
- защита информации от несанкционированного доступа;
- сохранность памяти программ и данных при отключении питания на время до 10 лет.
Устройства могут применяться в различных отраслях промышленности, жилищнокоммунального и сельского хозяйства.
Исполнение и комбинация установленных модулей, интерфейсов связи по каждой модификации устройств кодируется цифровыми и буквенными обозначениями, и приведено в таблице 1.
Таблица 1
| TOPAZ IEC DAS-A-B-C-D-E-F-G-Н |
| | Центральный процессор |
| | МХ240 | тип процессора ARM Cortex-A8 частота, МГц до 1000 количество ядер, шт 1 |
| А | 480 | тип процессора ARM Cortex-A9 частота, МГц до 1200 количество ядер, шт 2 или 4 |
| | 820 | тип процессора Intel dual core i7-3555LE частота, МГц до 2500 количество ядер, шт 2 |
| | Количество и тип интерфейсов Ethernet 1000Base (Скорость обмена 1Гб/сек) |
| В | EnTx1000 | от 0 до 2 интерфейсов 1000Base^x (шаг наращивания 2) |
| | EnFx1000 | от 0 до 2 интерфейсов 1000Base-Fх (шаг наращивания 2) |
| | Количество и тип интерфейсов Ethernet 100Base (Скорость обмена 100Мб/сек) |
| С | EnTx100 | от 0 до 10 интерфейсов 100Base^x (шаг наращивания 2) |
| | EnFx100 | от 0 до 10 интерфейсов 100Base-Fх (шаг наращивания 2) |
| | Количество интерфейсов RS-485/RS-422 |
| D | Rn | от 0 до 20 интерфейсов RS485 (шаг наращивания 4) |
| | Sn | от 0 до 16 интерфейсов RS422 (шаг наращивания 4) |
| | Дополнительная функция |
| | GSM | модем сотовой связи |
| E | DIO4 | 4 универсальных каналов ввода/вывода |
| PTS | сервер точного времени |
| | HMI | модуль индикации/панель оператора |
| | Конструктивное исполнение |
| | ТМ | в пластиковом корпусе (IP20 по ГОСТ 14254-96) |
| | МС | в металлическом корпусе (IP20 по ГОСТ 14254-96) 160*100*45 |
| | Н1 | крейтовое исполнение (IP20 по ГОСТ 14254-96) 440*177*245 |
| F | Н2 | крейтовое исполнение (IP20 по ГОСТ 14254-96) 440*265*245 |
| Н3 | крейтовое исполнение (IP20 по ГОСТ 14254-96) 440*361*133 |
| | Н4 | полевое исполнение в металлическом корпусе (IP65 по ГОСТ 14254-96) |
| | sH | исполнение sH (IP20 по ГОСТ 14254-96) 440* 177*80 |
| | Напряжение питания |
| G | - | первичное питание 24 В постоянного тока |
| | HV | первичное питание 230 В постоянного/переменного тока |
Устройства в пластиковом корпусе (IP20 по ГОСТ 14254-96) устанавливаются на монтажную рейку стандарта DIN EN 50022-35. Питание и интерфейс RS-485 подводятся к устройству
по интерфейсной шине, связывающей интерфейсы RS-485 различных модулей в одну сеть. Устройства являются проектно-компонуемыми и, в зависимости от потребностей могут размещаться в одно-, двух-, трех, четырех или пяти юнитовом корпусе.
Устройства в металлическом корпусе (IP20 по ГОСТ 14254-96) устанавливаются на заземленные металлические конструкции. Питание и интерфейс RS-485 модуля подключаются с помощью клеммного блока типа 15EDG.
Устройства крейтового исполнения состоят из модулей, размещаемых в конструктиве. Модули устанавливаются по направляющим салазкам в корпус крейта и крепятся при помощи винтов. Модули соединены между собой и запитаны посредством встроенной объединительной платы.
Полевое исполнение конструктивно выполнено в металлическом корпусе (шкаф). Конструкция допускает размещение устройства на ОРУ.
Исполнение sH представляет собой сборку конструктивно законченных процессорных и коммуникационных модулей на монтажную рейку, установленную на задней, монтажной стороне модуля дисплея и клавиатуры.
Программное обеспечение
В процессе эксплуатации и настройки устройств используются следующие виды программного обеспечения:
- встроенное программное обеспечение устройства. Встроенное программное обеспечение состоит из операционной системы и программ, с выделенной метрологической частью, обеспечивающих функционирование устройства;
- Web-интерфейс устройства. Является расширением встроенного программного обеспечения устройства. Позволяет выполнять мониторинг работы. Подключение к Web-интерфейсу возможно по каналам Ethernet или с использованием технологии GPRS через сеть мобильного оператора (при наличии в составе GPRS модема);
- утилита опроса устройства DBView. Может использоваться при подключении по каналам Ethernet или через сеть мобильного оператора. Предназначена для выполнения пусконаладочных работ и проверки каналов связи. Утилита опроса DBView входит в дистрибутив ПТК TOPAZ;
- комплекс программ для конфигурирования TOPAZ. Применяется для выполнения расширенного конфигурирования устройства.
Идентификационные данные встроенного программного обеспечения устройств приведены в таблице 2.
Таблица 2
| Идентификационное наименование ПО | FW DAS EXRX |
| Номер версии (идентификационный номер ПО) | не ниже v.3.14.26.X. |
Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений - «высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014.
Технические характеристики
Метрологические характеристики измерения интервалов времени (хода часов) при отсутствии синхронизации приведены в таблице 3.
Таблица 3
Пределы допускаемой основной погрешности измерений интервалов времени
| В нормальных условиях1 | В рабочих условиях2 |
| ±0,02 с/сутки | ±0,04 с/сутки |
Метрологические характеристики измерения времени при синхронизации с помощью ГЛOHACC/GPS-приемника, по Ethernet посредством протоколов NTP, SNTP, РТР приведены в таблице 4.
Таблица 4
| Способ, по которому осуществляется синхронизация | Пределы допускаемой погрешности измерения текущего времени при синхронизации, мкс, не более, |
| Протоколы NTP, SNTP | ±100 |
| Протокол РТР | ±1 |
| GPS/ ГЛОНАСС (с использованием высокоточного сигнала 1PPS, передаваемого по внутренней шине контроллера) 3 | ±0,1 |
Рабочие условия при эксплуатации приведены в таблице 5.
Таблица 5
| Параметр | Значение |
| Диапазон рабочих температур, оС | от -40 до +70 |
| Диапазон температур транспортирования и хранения, °С | от -55 до +80 |
| Относительная влажность, % | до 100 (при +30 оС и более низких температурах) |
| Барометрическое давление, кПа | от 66,0 до 106,7 |
Общие технические характеристики приведены в таблице 6.
Таблица 6
| Напряжение питания, В: - постоянного/переменного тока; - постоянного тока(в зависимости от модификации) | от 90 до 265 24 |
| Частота переменного тока, Гц | 50±5 |
| Потребляемая мощность при UHOM (в зависимости от исполнения и количества модулей), В • А | от 15 до 1700 |
| Габаритные размеры устройств (ширинахвысотахглубина), мм, не более: | |
| - в пластиковом корпусе | 22,5x99x114,5 45x99x114,5 67,5x99x114,5 90x99x114,5 112,5x99x114,5 |
| - в металлическом корпусе | 160x100x45 |
| - крейтовое исполнение | 440x361x133 440x265x245 440x177x245 |
| - полевое исполнение в металлическом корпусе | 700x500x400 |
| - сборка на панели оператора (габарит панели оператора) | 440x177x80 |
Продолжение таблицы 6
| Масса устройства (в зависимости от исполнения и количества модулей), кг, не более: | |
| - в пластиковом корпусе | 22,5*99*114,5 | 0,2 |
| 45*99*114,5 | 0,4 |
| 67,5*99*114,5 | 0,5 |
| 90*99*114,5 | 0,6 |
| 114,5*99*114,5 | 0,7 |
| - в металлическом корпусе | 0,8 |
| - крейтовое исполнение | 440*361*133 | 15 |
| 440*265*245 | 15 |
| 440*177*245 | 11 |
| - полевое исполнение в металлическом корпусе | 25 |
| сборка на панели оператора (габарит панели оператора) | 11 |
| Средний срок службы, лет, не менее | 40 |
| Средняя наработка на отказ, ч, не менее | 140 000 |
| Среднее время восстановления работоспособности, мин., не более | 30 |
| Степень защиты (ГОСТ 14254-96/МЭК 529-89) устройств: - в пластиковом корпусе - в металлическом корпусе - крейтовое исполнение - полевое исполнение в металлическом корпусе - сборка на панели оператора | №20 №20 №20 №65 №20 |
| Класс по способу защиты человека от поражения электрическим током согласно ГОСТ 12.2.007.0-75 | I |
Знак утверждения типа
наносится на переднюю панель устройств самоклеящейся этикеткой, на титульные листы эксплуатационных документов печатным способом.
Комплектность
Комплектность устройства приведена в таблице 7.
Таблица 7
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Устройство сбора и передачи данных TOPAZ IEC DAS (по спецификации) | - | 1 |
| Паспорт | ПЛСТ.421457.06. 02ПС | 1 |
| Руководство по эксплуатации | ПЛСТ.421457.220 РЭ | 1 |
| Методика поверки | ПЛСТ.421457.11.МП* | 1 |
| Коробка упаковочная | - | 1 |
* Высылается по требованию организаций, производящих поверку.
Поверка
осуществляется по документу ПЛСТ.421457.11.МП «Устройства сбора и передачи данных TOPAZ IEC DAS. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИМС» 12.09.2016 года. Основные средства поверки:
- установка для проверки параметров электрической безопасности GPT-815 (Регистрационный № 46633-11);
- измеритель сопротивления изоляции 1851 IN (Регистрационный № 21507-01);
- аппаратура навигационная потребителей глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС/GPS ГеоС-3 (Регистрационный № 53513-13);
- частотомер Tektronix FCA3000 (Регистрационный № 51532-12).
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.
Знак поверки наносится на корпус устройства наносится в паспорт или в свидетельство о поверке в виде оттиска.
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационном документе.
Нормативные документы
ГОСТ 26.205-88 Комплексы и системы синхронизации частоты и времени. Общие технические условия
ГОСТ Р 51841-2001 (МЭК 61131-2-92) Программируемые контроллеры. Общие технические требования и методы испытаний
ГОСТ Р 51840-2001 Программируемые контроллеры. Общие положения и функциональные характеристики
ТУ 4200-011-89466010-2016 Устройства сбора и передачи данных TOPAZ IEC DAS. Технические условия
65921-16: Методика поверки ПЛСТ.421457.11.МПСкачать908.4 Кб