КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине: автоматизация систем электроснабжения
«Разработкапередающего полукомплекта ТУ»
Реферат
В данном курсовом проекте выбран наиболеерациональный способ кодирования сообщений, определена частота мультивибратора, определенанаибольшая, возможной удаленности пункта приема сообщений. Составлена структурнаясхема технических средств автоматизированной системы управления тяговыми подстанциями,а так же упрощенная схема передачи информации в системе телемеханики. Рассмотренасхема рекомендуемых форматов телемеханики и классы достоверности стандартные форматытелемеханики. Выбран протокол MODBUS ирассмотрена структура байта Modbus. Рассмотрена функциональнаясхема шкафа КП-М (ПС). Выбран мультиплексор ТС16/ТУ8 и рассмотрена его функциональнаясхема. Рассмотрен Модем-УКП.
Курсовая работа содержит 4 таблицы и20 схем.
Содержание
Введение
Исходные данные
Выбор рационального способа кодирования сообщений
Определение расчетной частоты мультивибратора полукомплекта
Определение наибольшей, возможной удаленности пункта приемасообщений
Особенности системы АСТМУ-А
Интерфейсы и протоколы
Передача информации в телемеханических системах
Стандартные форматы телемеханических систем
Протокол MODBUS
Базовый состав оборудования кп системы астму-а
Мультиплексор ТУ8/ТС16
Модем-УКП
Общие сведения об организации опроса контролируемых пунктов
Библиографический список
Введение
С увеличением расстоянияпередачи, объёма информации и числа контролируемых объектов особое значениеприобретает необходимость сокращения затрат на линии связи, обеспечениякачества передачи сигналов и быстродействия системы передачи. Эти проблемырешаются с помощью устройств автоматики и телемеханики, позволяющие наиболеерационально использовать линии связи и одновременно обеспечить надежную,быструю и точную передачу приказов, сигналов и результатов измерений.
Автоматика — техникауправления и контроля в пределах небольших расстоянии.
Телемеханика — техникауправления, контроля и регулирования производственными или технологическимипроцессами при наличии больших расстояний, для преодоления которых применяютспециальные средства.
Первый опытныйтелемеханизированный участок Москва-Раменское был введен в эксплуатацию в 1952 г. До 1959 г. Система телемеханики была внедрена на ряде электрифицированных участков железныхдорог протяженностью около тысячи километров.
В данном курсовом проектерассматривается автоматизированная система телемеханического управленияАСТМУ-А, применяемая на электрифицированных железных дорогах. Данная системателемеханики разрабатывалась при заданных ресурсных ограничениях с учетомтенденции применения современных коммуникационных технологий в системахуправления и мониторинга, как железных дорог, так и электроэнергетики.
Создана первичная магистральная цифровая сеть связи ипервичная сеть связи технологического (дорожного) сегмента, содержащая околочетырех тысяч узлов ОТН, которая закрыта от несанкционированного доступа иобеспечивает работу в режиме реального времени устройств автоматики ителемеханики, и центров диспетчерского управления. СПД ОТН обеспечиваетфункционирование информационно-управляющей системы контроля и управленияобъектами электроснабжения и контактной сети.
На базе первичных сетей созданы вторичные сети,обеспечивающие оперативно-технологическую связь ОТС (включая диспетчерскуюсвязь), общетехнологическую телефонную связь ОбТС, сеть передачи данных СПД.Отдельно выделена сеть передачи данных оперативно-технологического назначенияСПД
Исходные данные
Вариант 044Полукомплект телеуправления - передающий полукомплект. Полукомплект телесигнализации - приемный полукомплект. Несущая частота канала связи - 3150 Гц. Пропускная способность линии - 21 имп/сек. Режим, для которого строится временная диаграмма Передающий полукомплект Передача приказа. Приемный полукомплект Приём приказа Вид модуляции - частотная Тип линии связи
- воздушная (Б/М, диам.5мм, провод СТ, расст. м/у
проводами 20 см) Уровень помех - ( — 8) Нп Затухание сигнала, вносимое аппаратурой канала 0,4 Нп/км
Число объектов на КП - 45 Допустимое время передачи - 2,2 сек. Число серий при передачи приказа - однократная
Километрическое затухание α, 10-3 дБ/км - 12,8 Число контролируемых пунктов - 15 /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />
Выбор рационального способа кодирования сообщений
Передача команд телеуправления осуществляется по одному общемудля всех контролируемых пунктов каналу связи, т.е. устройства телеуправления имеютодин общий передающий полукомплект и индивидуальные приемные.
Импульсный признак — временной.
Кодирование сообщений осуществляется с учетом следующих требований:
1. Помехоустойчивость;
2. Малое число элементов для передачи сообщений;
3. Простой способ для получения кодов;
4. Удовлетворительные параметры передачи (скорость передачи).
Для повышения помехоустойчивости за счет выбора из общего возможногочисла комбинаций, таких, которые отличаются друг от друга не менее, чем двумя элементами.Число сочетаний из n элементовпо m определяется по формуле:
/>, где
n — общее число элементов;
m — число элементов отличающихся от других (n — m) своим признаком илиместом в общем порядке элементов.
Число контролируемых пунктов 15 — кодируем кодом:
/>
Таблица 1.1 Импульсы выбора контролируемых пунктовНомер импульса Номер контролируемого пункта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2
1
1
1
1
1 3
1
1
1
1
1 4
1
1
1
1
1 5
1
1
1
1
1 6
1
1
1
1
1 7
1
1
1
1
1
Операции кодируем кодом />
Таблица 1.2 Импульсы выбора характера операцииНомер импульса Операции откл Вкл 8 1 9 1
Число объектов на КП — 45.
Разбиваем объекты на группы, получаем 3 групп по 15 объектовв каждой.
Объекты группы кодируем кодом />.
Таблица 1.3 Импульсы выбора объектов в группеНомер импульса Номер объекта в группе
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 8 1 9 1 10 1 11 1 12 1 13 1 14 1 15 1 16 1 17 1 18 1 19 1 20 1 21 1 22 1 /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />
Кодируем группы кодом />
Таблица 1.4 Импульсы выбора группыКомбинация Номер группы 1 2 3 23 1 24 1 25 1
Для обеспечения заданного объемателемеханизации необходимое число выходов распределителя в полукомплекте телеуправлениядолжно быть не меньше:
/>,
где: N — суммарное число выходов;
Nкп — число выходов, необходимыхдля выбора контролируемого пункта;
Nоб/гр — число выходов, необходимыхдля выбора объекта в группе;
Nоп — число необходимых выходовдля выбора характера операции;
Nгр — число выходов необходимыхдля выбора группы;
3 — число служебных выходов.
/>
Принимаем пятиразрядный двоичный счетчик по условию m больше n,где m — число выходов распределителя, создаваемое определеннымчислом разрядов счетчика (р).
Так как счетчик распределителя составляется из бинарных триггеров(триггеров со счетным входом), имеющих два устойчивых состояния (0 и 1), то естьв основу счета импульсов положена двоичная система.
Общее число импульсов, отсчитываемых счетчиком за цикл можноопределить по формуле:
/>,
где 2 — основная система исчисления;
р — число разрядов счетчика (всегда целое).
/>,
то есть 32 больше 28, значит, пятиразрядныйдвоичный счётчик нам вполне подходит.
/>
Определение расчетной частоты мультивибратора полукомплекта
Общее число импульсов в серии определяетсяпо формуле:
/>
Число длинных импульсов в кодовой серии определяется как суммачисел элементов во всех сочетаниях, используемых при образовании кода с увеличениемэтой суммы в полукомплекте телеуправления на три импульса (служебные).
/>.
Число коротких импульсов в кодовойсерии:
/>.
Число тактовых импульсов мультивибратора
/>,
где 3 — коэффициент перевода числадлинных импульсов в число тактовых импульсов мультивибратора
/>.
По найденному числу тактовых импульсов Nтакт,необходимому для образования кодовой серии, и длительности цикла передачи Тц= 2,2 сек определяется расчетное значение частоты мультивибратора:
/>,
где k — коэффициент, учитывающий отношениепериода колебаний мультивибратора передающего полукомплекта к периоду колебаниймультивибратора приемного полукомплекта k = 1.
/>,
так как при расчете мультивибратора,работающего совместно с триггером делителем частоты, расчетное значение его частотыудваивается и составляет 43,64 Гц.
Рассчитаем время передачи импульсов команды:
/>, где
f — пропускная способность линии связиf = 21 имп/сек.
/> сек
Расчетное время передачи 2,2 сек. равно допустимому значению2,3 с. Значит, условие выполняется.
тяговая подстанция передача сообщение
Определение наибольшей, возможной удаленности пунктаприема сообщений
Определение наибольшей, возможнойудаленности пункта приема сообщений при отсутствии устройств, для ретрансляции сигналовсводится к определению дальности действия передатчика телемеханического устройствапо проводным линиям связи.
Эта дальность действия определяется наибольшим перекрываемымзатуханием (bдоп), при котором уровень сигналав месте приема превышает уровень помех (Рпом) на некоторую величину(Роп).
Дальность действия передатчика в километрах определяется:
/>,
где: bдоп — наибольшее перекрываемоезатухание линии, допустимое при данной мощности передатчика и данном уровне помех,Нп;
a — километрический коэффициент затухания,Нп/км;
n¢ — приведенное число промежуточных пунктов на 1 км линии;
bn — затухание вносимое однимпромежуточным пунктом, Нп/км.
Наибольшее перекрываемое затухание линии, допустимое при данноймощности передатчика (Рдп) и данном уровне помех (Рсп) определяется:
/>,
где: Рдп — абсолютный уровень мощности передатчика,ограничиваемый допустимым влиянием на соседние каналы и зависящий от числа передатчиков,Нп (для телемеханических каналов ограничивают величиной Рдп = 0,6 Нпдля воздушных линий и Рдп = 1,1 Нп для кабельных линий; в обоих случаяхпри одном передатчике);
Рпом — абсолютный уровень помехи, Нп;
Рсп — превышение абсолютного уровня полезного сигналанад абсолютным уровнем возможной помехи, Нп (зависит от вида модуляции: при частотнойРсп принимается более 2 Нп, при амплитудной Рсп — более 2,5Нп);
/>
/>,
где: Nкп — число контролируемыхпунктов;
L — среднее расстояние между тяговымиподстанциями (принимаем равным 50 км).
/>
α = 29.9*10-3 дБ/км из 29.9*10-3*0,115=0,00344Нп/км
/> кмОсобенности системы АСТМУ-А
Система АСТМУ-А выполнена на современноймикропроцессорной элементной базе и обладает рядом преимуществ по сравнению с системамипредыдущих поколений.
Оборудование диспетчерской (верхнегоуровня управления) состоит из нескольких персональных компьютеров, объединенныхв локальную сеть и выполняющих роль операторской станции. Один из компьютеров подключенчерез узел связи к линии связи с контролируемыми пунктами.
На контролируемых пунктах к каналамтелемеханического управления и контроля могут подключаться либо шкафы КП-М (ПС),КП-Б (ТП) при традиционном оборудовании подстанций, либо центральные компьютеры(через узлы связи) для подстанций и постов секционирования нового поколения. В структурнойсхеме АСТМУ-А на рис.2 показано подключение трех КП различного типа. Число КП, подключаемыхк одному ПУ (энергодиспетчерскому кругу), ограничивается допустимым временем обновленияинформации ТС, видом предоставляемой линии связи (проводная,, оптоволокно, радиоканал),величиной информационной нагрузки на диспетчера при организации ремонтных работ.
/>
Рис.2. Структурная схема АСТМУ-А
КП-1 представляет подстанцию, присоединениякоторой оборудованы современными терминалами управлении. Это могут быть микропроцессорныеблоки релейной защиты БМРЗ, ЦЗА или специализированные контроллеры. Управление терминаламии контроллерами осуществляется через центральный компьютер подстанции, который связанс контроллерами нижнего уровня по интерфейсу RS-485. Операторскоеуправление оборудованием может осуществляться с верхнего уровня управления черезмодем от ПУ или от операторской станции, размещаемой на подстанции и подключеннойпо интерфейсу RS-232.
КП-2 представляет собой контролируемыйпункт с малым числом объектов, оснащенных схемами управления, выполненных на релейнойэлементной базе. Для таких пунктов предназначен шкаф КП-М (ПС).
КП-3 представляет контролируемый пунктс большим числом объектов, имеющих традиционное управление, — для них предназначеншкаф КП-Б (ТП).Интерфейсы и протоколы
Построение систем телемеханики тяговыхподстанций в настоящее время осуществляют в тесной связи с системой автоматическогоуправления. В таких случаях может применяться аппаратура, обслуживающая обе системыи использующая общую информацию. Для минимизации затрат на создание систем важнуюроль играет стандартизация как отдельных элементов систем, так и способов обменаинформации в системе [1].
Коммуникационная технология построенияединой информационной сети, объединяющей интеллектуальные контроллеры, датчики иисполнительные устройства, определяется одним термином — fieldbus(полевая шина или промышленная сеть). Fieldbus — это, главнымобразом, применяемый протокол взаимодействия устройств с учетом используемых интерфейсов.
На рынке предлагается около 50 различныхвидов промышленных сетей, среди них: CAN, Modbus, Profibus, LonWorks,ШС 870-5. Используется множество интерфейсов: RS-232, RS-422A, RS-423A, RS-485, токовая петля (Current Loop),USB. Ниже рассмотрены интерфейсы и протоколы, применяемыев АСТМУ-АПередача информации в телемеханических системах
При передаче информации в системе телемеханикипроизводится ее преобразование в различных устройствах, например, как представленона рис.3.
Для системы диспетчерского управлениясообщения носят дискретный характер и при передаче от источника к приемнику кодируютсяаппаратурой телемеханики. Обычно используется код с возможностью обнаружения ошибкина приемной стороне. Для передачи по линии связи канал связи может выполнить несколькопреобразований сигнала. Для аналоговых каналов связи производится модуляция несущегосигнала полученным кодом таким образом, чтобы уложиться в заданный частотный диапазон,например тональный ТЧ. Более сложные преобразования потребуются для синхронной цифровойиерархии (см. рис.1).
Физический уровень обеспечиваетпередачу битового потока. Используется передача без памяти, при которой сигнал,определяемый каждым передаваемым битом, не зависит от передаваемых до этогобита сигналов.
К физическому уровню относитсясопряжение устройства телемеханики с каналом связи (на рис.3 обозначено точкамиА и Б).
/>
Рис.3. Упрощенная схема передачи информации в системе телемеханики
Границу раздела рассматриваемых системили отдельных частей системы, через которую передается информация, принято называтьинтерфейсом. При описании интерфейса применяется специфичная терминология.В рамках этой терминологии аппаратура передачи данных телемеханики является оконечнымоборудованием данных
(DTE — Data Terminal Equipment). Аппаратно-программные средства,которые входят в состав сети электросвязи, называют аппаратурой окончания каналаданных (DCT — Data Circuit Terminating equipment,иногда обозначают также DCE — Data Communication Equipment). Для системы АСТМУ-А в качестве DTE будем рассматривать контроллер МК-Д или связной компьютер ПУ.В качестве DCT — модем или мультиплексор.
Канальный уровень обеспечиваетзадание последовательности кадрам сообщений, обнаружение ошибок синхронизации иразмера кадра. В функции канального уровня входят опросы КП, передача квитанций,повторы при искажениях в канале. По ГОСТ Р МЭК 870-5-1-95 предусмотрены 3 классауслуг канального уровня: S1 — посылка без ответа, S2 — посылка/подтверждение, S3 — запрос/ответ.
В АСТМУ-А используется класс S3. Этауслуга представляет собой получение информации от контролируемого пункта по запросупункта управления, т.е. используется для процедуры «чтение». При невозможностипередачи сообщения контролируемый пункт отвечает отрицательной квитанцией. При обнаруженииошибки при приеме ответа или при приеме отрицательной квитанции запрос повторяетсяоговоренное число раз, после чего на вышестоящий уровень протокола передается сигнало неисправности системы.
Порция информации, сформированная канальнымуровнем из данных, поставляемых уровнем приложения, обычно называется кадром.
Прикладной уровень определяетрежим запуска передачи и основные функции пользователя. В системе АСТМУ-А в основномиспользуется режим запуска передачи «по запросу». В этом случае ПУ запрашиваетКП для передачи информации о действительном состоянии объектов. Возможности прикладногоуровня задаются программным обеспечением операторской станции диспетчера. Обычноони включают функции инициализации и синхронизации контролируемых пунктов, сборданных, команды управления, передачу параметра для КП.
Стандартные форматы телемеханических систем
Наиболее уязвимым звеном передачи информацииявляется линия связи; уровень помех, воздействующих на нее, трудно изменить. Помехав общем случае может исказить сигнал, в результате приемник информации получит сообщениес ошибкой A/ (t) ф X (t). Для оценки достоверностиинформации наиболее часто выбирается вероятность ложного приема Рд пр-
Все телемеханические каналы связи разделяютсяпо достоверности на три класса: I, 2,3
Международная электротехническая комиссияразработала ряд стандартных форматов для телемеханики. Эти форматы характеризируютсязначениями вероятностей нераспознанных ошибок. Структура форматов приведена на рис.4.
Формат FT1.1представляет собой последовательности бит, сгруппированные в кодовые слова.Эти группировки часто называют байтами или символами. Каждое слово содержит данные,обрамленные служебными битами. В формате FT1.1 используютсяслужебные биты: до данных — стартовый бит («О»), после данных — бит проверкина четность р и столовый бит («1»). Для кодирования данных выделяются8 бит.
Слова передаются без пауз между ними,т.е. блоками. Такой блок называется кодовым предложением или кадром (фреймом). Числослов в кадре для формата FT 1.1не должно превышать 127. Если необходимо передать сообщение больше, чем 127 байт,то оно разбивается на несколько кадров.
Формат FT 1.1 используется в малоответственных системах передачи информации(например, в циклических системах телеизмерения).
Формат FT1.2состоит нескольких слов с данными (не более 255) и служебного слова в концекадра. Каждое информационное слово имеет такую же структуру, как и в формате FT1.1 В служебном слове записывается контрольная сумма. Контрольнаясумма определяется путем арифметического поразрядного суммирования всех слов с даннымипо модулю 256 и инвертированием полученного результата. ГОСТ Р МЭК 870-101-2001допускает использование блоков только формата F1.2.
В формате FT2 каждое слово имеет только 8 информационных бит.
Формат FT3строится по тем же принципам, что и FT2, с использованиемболее мощного образующего полинома Р (x) =х16 + x13+x12 + + x11 + х10 + х8 + х6 + х5 + х2 + 1. Минимальное кодовое расстояниеувеличивается до шести dmjn= 6.
/>
Рис.4. Схема рекомендуемых форматов телемеханики
На рис.5 приведены вероятности нераспознанныхошибок для рассмотренных форматов и классов достоверности.
/>
Рис.5. Классы достоверности стандартныеформаты телемеханики
Электрический интерфейс. Сигналыв RS-232 передаются относительно общего провода — сигнальнойземли (SG). Логической единице (SPACE- для данных, ON — для линий управления) соответствует напряжениена входе приемника в диапазоне от — 25 до — 3 В, логическому нулю (MARK — для данных, OFF — для линий управления)- напряжение от +25 до +3 В. Сигнальная земля SG является общим проводом для всех электрических цепей интерфейса.Ток короткого замыкания передатчиков — не более 20 мА.
Линии данных обозначают TD и RD. ИнтерфейсRS-232C обеспечиваетдва независимых последовательных канала данных: первичный (главный) и вторичный(вспомогательный). Оба канала могут работать в полнодуплексном режиме, т.е. одновременноосуществляют передачу и прием информации. На рис.6 показаны уровни сигнала интерфейсаRS-232.
/>
Рис.6. Передачи символа на сигнальных линях TD/RD интерфейсаRS-232
Управляющие сигналы интерфейса RS-232. Кроме земли и линий данных, в интерфейсе RS-232 определены управляющие линии и линии синхронизации, последниеиспользуются при работе в синхронном режиме.
Управляющие сигналы (RTS, CTS, DTR, DSR, DCD). Эти сигналы позволяют ШЕ начать диалог с DCE до передачи или приема данных, а такжемогут служить для управления потоком данных (приостановление/возобновление передачи).В полном наборе интерфейса определено 25 различных сигнальных линий. В практикечаще всего применяются 9 цепей.
Потоком данных управляют либо аппаратно,либо программно. Управление заключается в посылке приемником уведомления о возможности/невозможностиприема данных.
Аппаратное управление потоком (Flow Control)использует сигнал CTS, который позволяет остановить передачуданных, если приемник не готов к их приему. Передатчик выдает очередной байт толькопри включенной (состояние ON) линии CTS.Байт, который уже начал передаваться,
сигналом CTS не останавливается, что гарантирует целостность посылки. Еслиаппаратный протокол не используется, у передающего терминала должна устанавливатьсяперемычка RTS — CTS.
Способ синхронизации. ИнтерфейсRS-232 является последовательным интерфейсом и наиболеечасто используется в асинхронном режиме. Последовательная передача означает, чтоданные передаются по единственной линии. Для синхронизации (в асинхронном режиме)битам данных предшествует стартовый бит, заканчивается посылка (старт-стопный символ)одним или двумя стоповыми битами. В состоянии тишины передатчик обычно выдает уровеньлогической
единицы. Если приемник начинает получатьпоток байтов, то его внутренний генератор запускается при получении перепада 1/0,соответствующего нормальному началу очередного символа (стартовый бит после стоп-битаили интервала тишины). Таким образом осуществляется циклическая синхронизация приемникав начале каждого принимаемого символа.Протокол MODBUS
Общие сведения.
Протокол передачи — формализованный"набор правил, полностью определяющий порядок взаимодействия устройств или процессовдруг с другом. Протокол определяется перечнем передаваемых сигналов, процедуройобмена этими сигналами, форматами сигналов и правилами кодирования каждого поляформата.
В данном курсовом проекте рассмотримпротокол Modbus RTU, который применяется в системе АСТМУ-А. Этот режим поддерживаеттребования стандарта ШС 870-5 (уровень 2, канальный). Для передачи данных интерфейсне определен, обычно используются RS-232C, RS-422, RS-485или токовая петля 20 мА. В АСТМУ-А токовая петля не используется.
Данный протокол определяет требованияк канальному (второму) и прикладному (седьмому) уровню модели OSI.Протокол предполагает в линии одно активное (ведущее, запрашивающее, главное) устройствоMaster, которое может обращаться к нескольким пассивным(подчиненным) устройствам Slave поих адресу. Синтаксис команд протокола позволяет адресовать 247 устройств. Инициативапроведения обмена всегда исходит от ведущего устройства. Ведомые устройства прослушиваютлинию связи. Master подает запросна линию и переходит в состояние прослушивания линии связи. Ведомое устройство отвечаетна запрос, пришедший в его адрес.
Окончание ответной посылки Master определяет, вычисляя временныеинтервалы между окончанием приема предыдущего байта и началом приема следующего.Если этот интервал превысил время, необходимое для приема двух байт на заданнойскорости передачи, прием кадра ответа считается завершенным.
Диалоговые процедуры и форматыкадров
/>
Рис.7. Диалоговая процедура обмена сообщениямив Modbus
Сообщения при обмене формируются в кадриз отдельных байт (символов, посылок). Возможные структуры байта в Modbus RTU приведены на рис.8.
/>
Рис.8. Структура байта Modbus:
а — при наличии бита контроля на чёткость/нечёткость (бит паритета);
б — при отсутствии бита паритета
При установке на четность подсчитываетсяколичество бит в области данных, и если оно нечетное, то бит паритета устанавливаютв 1, а если четное, то бит паритета устанавливают в 0, таким образом, общее количествобит будет четным.
Кадры запроса и ответа по протоколуModbus имеют фиксированный формат.Каждый запрос со стороны ведущего узла включает код команды (чтение, запись и т.д.),адрес абонента, размер поля данных, собственно данные и контрольный CRC-код. Функция обслуживания тайм-аута реализована для фиксированияколлизий при приеме/передаче данных. Размер полей в байтах приведен на рис.9.
Старт кадра — очередной кадрначинается с интервала тишины (логического сигнала 1) длительностью не менее 3,5символа (байта) на данной скорости передачи. Стартовое поле необходимо, посколькуиспользуется асинхронная передача, и необходимо в канале связи иметь признак началапередачи.
/>
Рис.9. Формат кадра протокола локальной сети подстанции:
A — адрес подчинённого устройства; С- номер функчии; D — данные; GКС- контрольная сумма
Адрес подчиненного устройства — первоеоднобайтное поле кадра. Оно содержит адрес подчиненного устройства, к которому адресованзапрос. Подчиненные устройства отвечают только на запросы, поступившие только вих адрес. Ответ также начинается с адреса отвечающего устройства, который можетизменяться от 1 до 247. Адрес 0 используется для широковещательной передачи, егораспознает каждое устройство, но ответы не возвращаются.
Номер функции (код команды) сообщаетустройству, каких данных или выполнения какого действия требует от него ведущееустройство; принимает значения от 1 до 247.
Данные — поле содержит информацию,необходимую подчиненному устройству, или содержит его ответ на запрос ведущего.Длина и формат поля зависят от номера функции, при этом длина может быть от О до254 байт.
Контрольная сумма — заключительноедвухбайтное поле кадра, содержащее циклическую контрольную сумму CRC-16 всех предыдущих полей кадра.
Стоп кадра — интервал тишиныдлительностью не менее 3,5 символа.
Обработка ошибок.
Различают коммуникационные ошибки (связанныес искажениями при передаче данных) и логические (недопустимое значение запроса).Master после посылки сообщения ожидаетответ в установленном интервале времени. Если Slave обнаружит коммуникационную ошибку в адресованном ему сообщенииили не может ответить, то он промолчит, и Master по истечении установленного интервала (тайм-аута) фиксирует ситуациюкак ошибочную. Проверка на ошибку производится приемником в пределах каждого байта(символа) по четности, в пределах кадра — по CRC.
В протоколе Modbus используется следующая диалоговая процедура.
1. Если Slave принимает корректный запрос и может его нормально обработать,то возвращает нормальный ответ, в котором адрес и номер функции совпадает с принятымиот устройства Master.
2. Если Slave не принимает какого-либо значения, никакого ответа не отправляется.Master диагностирует ошибку по тайм-ауту.
3. Если Slave принимает запрос, но обнаруживает ошибку (паритет, CRC), никакого ответа не отправляется. Master диагностирует ошибку по тайм-ауту.
4. Если Slave принимает запрос, но не может его обработать, отправляется ответ,содержащий в области данных сведения об ошибке. Кроме того, старший бит кода командыв ответе устанавливается в единицу.
Базовый состав оборудования кп системы астму-а
Общее описание шкафа КП-М (ПС)
В базовый состав АСТМУ-А для КП, оснащенныхтрадиционным оборудованием и не имеющих центрального компьютера подстанции, входятдва типа шкафов, размещаемых на контролируемых пунктах. Шкафы КП-М (ПС) предназначеныдля управления линейными устройствами электроснабжения с небольшим числом объектовуправления (посты секционирования, станции электрохозяйства электрифицированныхж. д.). Для управления оборудованием тяговых подстанций и пунктов группировки предназначенышкафы КП-Б (ТП).
Функциональная схема шкафа КП-М (ПС)показана на рис.10. Основные элементы шкафа: контроллер (А2), мультиплексоры (А4.А6), мультиплексор телеизмерения (A3), модем (А1), источник питания (А7) и наборызажимов для подключения внешних цепей (XI. Х4). В составшкафа КП-М (ПС) входят калорифер (А9) и термостат (А 10), которые служат для поддержаниярабочей температуры воздуха внутри шкафа, обеспечивающей нормальное функционированиемодулей.
/>
Рис.10. Функциональная схема шкафа КП-М (ПС)
Состав шкафа. Центральным функциональнымустройством шкафа является контроллер. Контроллер МК-Д (А2) имеет шины дискретныхданных и несколько последовательных интерфейсов.
Дискретные шины обеспечивают:
а) чтение сигналов ТС (ТО. ТС16);
б) передачу кода ТУ (Код_ТУ 1. Код_ТУ4);
в) выбор мультиплексора для командыТУ (Выб_ТУ 1. Выб_ТУЗ);
г) выбор мультиплексора для командыТС (Выб_ТС1., Выб_ТСб). Интерфейс RS-232 связывает контроллерМК-Д с модемом (А1) или
внешним компьютером (разъем С2 на лицевойпанели контроллера МК-Д), обеспечивая канал управления. Один интерфейс RS-485 обеспечивает связь контроллера с мультиплексором ТИ (A3)и внешними микропроцессорными устройствами систем измерения и диагностики (каналрасширения). Второй интерфейс RS-485 служит для подключениявнешнего контроллера канала управления. Оба интерфейса RS-485выполнены четырехпроводными.
Связь контроллера МК-Д с устройствомпрограммирования' обеспечивает интерфейс SPI.
Выходы команд телеуправления ТУ1. ТУ24,входы каналов телесигнализации ТС1. ТС48 и телеизмерений ТИН. '. ТШ выведены нанаборы зажимов XI. Х4 для подключения внешних цепей к шкафу.
Регистрация сигналов ТС. Модульконтроллера МК-Д осуществляет последовательный просмотр всех сигналов ТС, поступающихна шкаф КП-М (ПС), а также производит анализ изменения состояния этих сигналов иих регистрацию. Период просмотра и регистрации сигналов ТС составляет 8 мс. Опрос
телесигнализации с шины ТС осуществляетсяиндивидуальными сигналами выбора ТС. Во время опроса к шине ТС подключается толькоодин из мультиплексоров А4. А6, который выставляет свои сигналы на шину ТС. Этиданные поступают в регистр ввода телесигнализации контроллера и в дальнейшем фиксируютсяв его оперативной памяти.
Алгоритм формирования команд ТУ.Команды телеуправления поступают на вход RS-232 контроллераМК-Д через модем (А1). В контроллере принятая информация проверяется на достоверностьв рамках информационного протокола MODBUS и, в случае отсутствия ошибок, помещается в приемный буфер командмодуля. В контроллере осуществляется также проверка состояния сигнала ТС1 (СБОЙ_ТУ),формируемого в модуле источника питания (А7) и несущего информацию о наличии илиотсутствии тока в цепях объекта телеуправления.
При наличии тока в цепи управления(команда ТС1 = 1) выполнение команды ТУ невозможно. Ток в цепи управления проходитпри нормальном функционировании системы во время исполнения приказа, а при отсутствииисполняемого приказа — в случае возникновения неисправности. Примером неисправностиможет служить сваривание контактов выходных исполнительных реле ТУ (см. схему подключенияцепей ТУ ниже). При отсутствии тока в цепи управления (команда ТС1 = 0) контроллерформирует управляющие сигналы на шинах: Код_ТУ1. Код_ТУ4 и Выб_ТУ1. Выб_ТУЗ. Этисигналы после дешифрирования в выбранном мультиплексоре ТС/ТУ формируют одну изрелейных команд выбора объекта телеуправления (ТУ1. ТУ24) и одну из релейных исполнительныхкоманд телеуправления ВКЛ или ОТКЛ, которые подаются на выходные наборы зажимов(XI. ХЗ).
Регистрация сигналов ТИ. Модульмультиплексора ТИ (A3) осуществляет преобразование поступающих на него сигналовтелеизмерений (ТИ1. ТИ8) в цифровую форму. Преобразование осуществляется программно-управляемыманалого-цифровым преобразователем (дискретность преобразования — 8 разрядов). Цифроваяинформация о значениях сигналов ТИ через интерфейс RS-422поступает в модуль контроллера МК-Д. Период обновления информации о значениях сигналовТИ по всем каналам телеизмерений составляет примерно 1 секунду.
Контроллер МК-Д. Структурная схема контроллераМК-Д приведена на рис. 20. В состав контроллера МК-Д входят два микропроцессора:связной МК, поддерживающий обмен с компьютером внешнего уровня, и МК ТУ/ТС, предназначенныйдля формирования сигналов ТУ, ТС и ТИ. Связь между этими микропроцессорами осуществляетсяпо интерфейсу SPI. Для хранения и обработки данных имеетсяоперативная память, таймер обеспечивает данные временными метками. Переключателипозволяют устанавливать режимы работы контроллера МК-Д и его адрес для работы всистеме телеуправления. Подробнее работа контроллера будет описана ниже.
/>
Рис.11. Структурная схема контроллера МК-Д
Таймер. Таймер установлен в контроллередля получения значений текущих времени и даты, которыми маркируются сообщения ТСи ТИ. Один раз в секунду данные из микросхемы таймера переписываются в буфер времении даты МК ТУ/ТС. Значения в буфере хранятся в двоично-десятичной системе исчисления,формат данных представлен на рис.12.
/>
Рис.12. Формат даты и времени
/>
Подключение цепей ТИ. На соединительХ4 шкафа КП-М (ПС) выведены 8 телеизмерительных входов мультиплексора ТИ (A3), предназначенныедля измерения сигналов ТИ (постоянного и переменного тока). При необходимости увеличенияобъемов телеизмерения могут подключаться внешние модули (например, ЛЕТ) через интерфейсдля канала телеизмерений RS-485 (Ji),выведенный на соединитель Х4.
Каждая внешняя сигнальная цепь ТС, подключаемаяк шкафу, представляет собой пару проводов, один из которых подключается к одномуиз зажимов ШТС, а второй — к соответствующему зажиму ТС1. ТС48. Напряжение питанияцепей ТС составляет 100 В. Подключение источника питания ТС к наборам зажимов Х1-ХЗосуществляется в импульсном режиме.
Выводы контактов всех реле модулей мультиплексоровТС/ТУ
(А4. А6) подключены соответственно кзажимам ТУ1-1. ТУ24-1 и ТУ1-2. ТУ24-2 наборов соединителей XI.ХЗ (см. рис.10). Причем один контакт из каждой пары в модулях мультиплексора ТС/ТУявляется общим и подключен к отрицательному полюсу источника питания 27 В модуляИГО (рис.13). Командные цепи телеуправления модуле источника питания ИП2 шкафа.Эти цепи ТУ также выведены на наборы зажимов XI. ХЗ.
Питание внешних объектов ТУ осуществляетсяот источника напряжением 27 В постоянного тока. Цепь ШТУ выведена на зажимы соединителейXI. ХЗ. Предусмотрено два способа подключения объектов телеуправления.
/>
Рис.13. Схемы подключения цепей ТУ:
а — однорелейная; б — двухрелейная
При однорелейной схеме (см. рис.13,а) используются цепи: ТУ1-1. ТУ 1-24, ШТУ, ВКЛ и ОТКЛ. При этом цепи ВКЛи ОТКЛ защищены от отрицательного полюса источника электропитания напряжением 27В через токоизмерительный резистор R59, расположенный вмодуле источника питания ИП2. Реле КВТ и КОТ являются общеподстанционными и обычноразмещаются в шкафах общеподстанционного управления (ОПУ).
При двухрелейной схеме подключения объектовтелеуправления (см. рис.13,6)используются цепи выбора объектов телеуправленияТУ1-1. ТУ24-1 и ТУ1-2. ТУ24-2, командные цепи телеуправления ВКЛ и ОТКЛ. При этомцепи ВКЛ и ОТКЛ запитаны от положительного полюса источника электропитания напряжением27 В модуля ИП2.
Общее описание шкафа КП-Б (ТП)
Функциональная схема шкафа КП-Б (ТП)приведена на рис.14. Отличие от шкафа КП-М (ПС) заключается в составе мультиплексоров,подключаемых к контроллеру МК-Д, изменяется также схема подключения дискретных цепейи программа работы контроллера. В шкафу КП-Б (ТП) устанавливается 5 мультиплексоровТС32 (на 32 сигнала ТС каждый), 5 мультиплексоров ТУ16 (на 16 сигналов ТУ каждый)и 2 мультиплексора телеизмерений МТИ (по 8 сигналов ТИ каждый).
Выходы команд телеуправления ТУ1. ТУ80(от мультиплексоров ТУ 1 б), входы каналов телесигнализации ТС 1. ТС 160 (от мультиплексоровТС32) и телеизмерений ТИ1. ТИ16 (от мультиплексоров ТИ) выведены на наборы соединительныхзажимов X1. X11.
/>
Рис.14. Функциональная схема шкафаКП-Б (ТП)
Последовательные интерфейсы контроллераМК-Д канала телеизмерений RS-485 (И) и канала управленияRS-485 (У) выведены соответственно на панели соединительныхзажимов XI1 и Х12.
Период просмотра и регистрации сигналовТС составляет 8 мс.
Цифровая информация о значениях сигналовТИ через последовательный интерфейс RS-422 поступает в контроллерМК-Д. Интерфейс RS-422 параллельно выведен также на соединительXI1 для обеспечения возможности подключения внешних блоковизмерения. Период обновления информации о значениях сигналов ТИ по всем каналамтелеизмерений шкафа КП-Б (ТП) составляет примерно 1 секунду.
Контроллер МК-Д
Контроллер запрограммирован на максимальноечисло принимаемых модулем сигналов: ТС — 256, ТУ — 128, ТИ — 112; фактическое числосигналов определяется схемой шкафов КП-М (ПС) и КП-Б (ТП). На лицевую панель контроллераМК-Д выведены светодиодные индикаторы, индицирующие:
работу приемника и передатчика SPI-интерфейса — SI иSO;
работу приемника и передатчика интерфейсовRS-232 и RS-485 канала управления- RX и ТХ;
работу приемника и передатчика интерфейсаRS-422/RS-485 канала расширениясистемы — RSI и TSI;
команду ТУ в двоичном коде — КОД_ТУ(разряды 8,4,2,1);
команду ТУ — «включить» — ВКЛ;
команду ТУ — «отключить» — ОТКЛ.
Обработка сигналов ТС. Опроссостояния объектов пунктом управления (ПУ) и контролируемыми пунктами (КП) производитсяасинхронно. Поэтому на КП организуется накопление и хранение информации в памяти(буферах). МК ТУ/ТС опрашивает все модули ТС за 1 мс и сохраняет полученную информациюв своем буфере памяти. Если в течение восьми циклов опроса, т.е. за время, равное8 мс, будет отмечено новое устойчивое значение одного или нескольких сигналов ТС,то новый отсчет ТС будет передан в буфер текущих значений ТС (38 байт) и в буферочереди срезов ТС. Форматы буферов приведены на рис.25.
Очередь срезов ТС представляет собой64 записи рассмотренного формата. Таким образом, буфер текущих значений ТС всегдасодержит состояние входов ТС шкафа КП-Б (ТП) или КП-М (ПС) на данный момент времени,а буфер очереди срезов ТС представляет собой историю их изменений.
/>
Рис.15. Формат буферов “Текущие ТС” и “Очереди срезов ТС”
Регистра памяти МК ТУ/ТС
В связи с ограничениями на время опросавсех КП организованы два буфера, хранящие информацию о наличии данных, еще не переданныхна ПУ. Это позволяет ПУ предварительно опрашивать КП на предмет наличия новой информации,а уже затем оптимально организовывать ее передачу. Буфер статуса (16 бит) хранитотметки о наличии непрочитанных срезов в очередях, а буфер квитирования (16 бит)- отметки о прочтении срезов пунктом управления.
Обработка сигналов ТУ. Послезаписи команды в буфере МК ТУ/ТС осуществляется проверка на возможность ее выполнения.Команда исполняется, если:
завершено выполнение предыдущей команды;
задан номер ТУ от 1 до 128 включительно;
в байте кода команды ТУ установлен битВКЛ или ОТКЛ;
в байте кода команды ТУ сброшены неиспользуемыебиты. Формат буфера регистра памяти команды ТУ приведен на рис.16.
/>
Рис.16. Формат буфера команды ТУ
В контроллере МК-Д по номеру ТУ формируетсяиндивидуальный сигнал выбора одного из модулей (Выб_ТУ1. Выб_ТУ8) и четырехразрядныйдвоичный код номера команды ТУ в данном модуле.
Обработка сигналов ТИ. Формированиеданных телеизмерения осуществляется в мультиплексорах ТИ (МТИ) и в блоках расширениятелеизмерения. Информация от указанных блоков поступает по протоколу Modbus RTU, приэтом контроллер МК-Д выполняет функции ведущего устройства (Master).Используется четырехпроводный интерфейс RS-422 в асинхронномрежиме на скорости 9600 бит/с с форматами посылок: 1 стартовый бит, 8 бит данных,1 стоповый бит. Время опроса всех устройств телеизмерения составляет не более 1с. В МК ТУ/ТС организован буфер для хранения информации об установленной связи смодулями ТИ. При этом единичное значение бита состояния ТИ означает, что есть связьконтроллера МК-Д с устройством ТИ по интерфейсу RS-422,а нулевое значение устанавливается в случае, если устройство ТИ не отвечает на запросыконтроллера МК-Д.
Результаты текущих измерений, поступающиеот устройств ТИ, помещаются в буфер «Данные ТИ», формат которого приведенна рис.17.
/>
Рис.17. Формат буфера “Данные ТИ” регистрапамяти МК ТУ/ТС
Мультиплексор ТУ8/ТС16
В шкафах системы АСТМУ-А могут применятьсянесколько типов мультиплексоров: ТУ16, ТС32, ТУ8/ТС16. Рассмотрим мультиплексорГУ8/ТС16, применяемый в шкафах КП-М (ПС). Функциональная схема мультиплексора ТС16/ТУ8приведена на рис.18.
/>
Рис.18. Функциональная схема мультиплексораТС16/ТУ8
Мультиплексор осуществляет декодированиекоманды ТУ, полученной от контроллера МК-Д. Выбор данного мультиплексора отображаетсяиндикатором «ТУ». Для каждого из приказов в выходной цепи имеется релес двумя замыкающими контактами. По одному выводу каждого контакта присоединено кобщей цепи ТУ. Таким образом, на набор зажимов Х2 выводится 17 цепей для 8 приказов.Одновременно может быть выдан только один приказ. Оптронные пары D1-D8 обеспечивают гальваническую развязкувыходных цепей от цепей шкафа КП-М (ПС). Мультиплексор также обрабатывает сигналыТС, поступающие от объектов контроля через набор зажимов Х2 на входы Bxl. Bxl 6. Обработказаключается в том, что при выборе данной группы сигналов ТС контроллер МК-Д выставляеткратковременный импульс выбора ТС (VT1), одновременно срабатываетиндикатор «ТС». На время опроса на выходную шину D выставляются 16 сигналов ТС данного мультиплексора. Логическиеединицы поступают на те разряды выходной шины, к которым подключены цепи ТС, имеющиена входе Вх1. Вх16 потенциал 100 В. Такой потенциал может поступать от шинки ШТСчерез замкнутый контакт реле контролируемого объекта. В интервалах между опросамивыходы схем D2_D3 находятся в состояниивысокого сопротивления, т.е. отключены от шин данных D контроллера МК-Д и контроллер в эти интервалы может подключитьк этим шинам другой мультиплексор. Таким образом, шина данных используется для передачиинформации от нескольких мультиплексоров.
Мультиплексор ТИ
Мультиплексор телеизмерений МТИ осуществляеттелеизмерения и допусковый контроль до 8 аналоговых сигналов ТИ и передает данныепо интерфейсу RS-485 управляющему контроллеру МК-Д. Амплитудавходных сигналов ТИ задается перемычками S1. S8. Скорость обмена по интерфейсу RS-485- 9600 бит/с. Внешние подключения МТИ осуществляются с помощью разъемов XI. ХЗ печатной платы.
Сигналы от датчиков напряжения черезразъем Х2 поступают в МТИ, где запоминаются и обрабатываются. Ввод программ алгоритмовобработки осуществляется через разъем ХЗ посредством ПЭВМ при наладке модуля. Обработкуданных ТИ осуществляет специальный микропроцессор, имеющий в своем составе аналогово-цифровойпреобразователь АЦП. Микропроцессор осуществляет также вычисление линейных напряженийпо измеренным фазным напряжениям и производит допусковый контроль измеряемых параметров.
На лицевой панели блока имеется кнопка«RST» для перезапуска микропроцессора. Исправноесостояние МТИ индицируется поочередным миганием с частотой около 0,5 Гц светодиодов«Rx» и «Тх», контролирующих обмен сблоком МК-Д.
Питание подается через разъем XI от блока питания ИГО.
Модем-УКП
Модем предназначен для организации связипо четырехпроводным некоммутируемым каналам тональной частоты и физическим линиямсвязи между контроллером МК-Д находящимся на КП, и ЭВМ на пункте управления. Модемобеспечивает работу в одном из двух форматов: по системе ЛИСНА или по протоколуModbus (АСТМУ-А). Во всех форматах диапазон рабочих частотв канале связи от 300 до 3600 Гц. Используется частотная модуляция сигнала с двумячастотами Fh (нижняя частота) и Fb(верхняя частота). Модем осуществляет преобразование двоичных сигналов контроллераМК-Д в аналоговые сигналы линии связи и наоборот (рис. 19).
/>
Рис. 19. Модем УКП
В режиме обмена данными по каналу связипо формату АСТМУ-А обеспечивается скорость передачи данных 1200 бит/с.
Для связи с контроллером МК-Д используетсяинтерфейс RS-232 с параметрами блока данных для сигналов:ТС не более 64 байт, ТУ в формате ЛИСНА не более 40 байт, ТУ в формате АСТМУ-А неболее 13 байт.
На лицевую панель модема-УКП выведенысветодиодные индикаторы, индицирующие:
соответствие напряжения электропитаниямодуля норме — ПИТ;
нормальное функционирование программымодема — МИГ;
достаточность уровня входного сигналав диапазоне частотного канала модема — УРОВ_СИГН;
прием модемом данных из канала связи- ПРМ-ЛИН;
передачу модемом данных в контроллерМК-Д — ПРД-RS;
прием модемом данных от контроллераМК-Д — ITPM-RS;
выдачу модемом в линию связи данныхпо первому и второму частотному каналу — ПРД-ЛИН_1 и ПРД-ЛИН_2.
Функциональная схема модема представленана рис. 20. В состав платы модема-УКП входят: согласующие линейные цепи А1, модулятор-демодулятор(модем) А2, линейный выходной каскад A3, микропроцессорный контроллер (МПК) А4,переключатели задания режимов работы модуля А5, индикаторы состояний работы МПКА6, схема контроля напряжений электропитания А7, интерфейс RS-232A8, интерфейс СЕРВИС А9, предварительный полосовой фильтрА10.
Согласующие линейные цепи А1предназначены для согласования входного и выходного линейного сопротивления модемас сопротивлением канала связи в полосе частот от 300 до 3600 Гц. Пятипозиционныйпереключатель S1 подключает необходимое значение нормирующеговходного сопротивления, а двухпозиционный переключатель S2- нормирующее выходное сопротивление. Трансформаторы Т1 и Т2 осуществляют гальваническуюразвязку цепей модема от линии связи.
Модулятор-демодулятор А2 устроенследующим образом. Кроме модема, в состав модуля А2 входят: входной и выходной полосовыефильтры, детектор уровня входного аналогового сигнала, регулятор уровня аналоговоговыходного сигнала, выключатель сигнала, SPI-порт, цепи цифровыхдвоичных сигналов данных D (ТхМ и RxM)и управления С (RTC). Модулятор преобразует двоичные данныхот контроллера А4 (сигнал ТсМ) в аналоговый частотно-модулированный сигнал. Демодуляторвыполняет обратную функцию — преобразует аналоговый частотно-модулированный сигналв двоичные данные (сигнал RxM) для контроллера А4. Цифровойсигнал RTC используется для включенияи выключения выходного аналогового сигнала.
/>
Рис. 20. Функциональная схема модема УКП
Линейный выходной каскад A3 предназначендля согласования с каналом связи и представляет собой преобразователь напряжение- ток, нагрузкой которого является выходной согласующий трансформатор Т2 линейныхцепей А1.
Микропроцессор А4 предназначендля управления работой модема УКП и обеспечения взаимодействия между составляющимиего устройствами. В частности, он обеспечивает преобразование форматов данных каналасвязи телемеханики ЛИСНА в формат АСТМУ-А и их дистанционное переключение и выполнениедиагностической команды, приходящей по линии связи по 20-му каналу. Микропроцессортакже согласовывает скорости обмена данными с модемом (не более 1200 бит/с) и интерфейсомА8 (9600 бит/с) в асинхронном режиме. Контроллер А4 проверяет наличие сигнала одостаточности уровня входного сигнала (сигнал DCD) в модемеА2 и отсутствие ошибок в структуре последовательных данных (сигнал RxM) от модема, осуществляет управление сигналом передатчика модемаА2, анализирует состояния и работу схем модема-УКП и выводит соответствующую информациюна индикаторы.
Предварительный полосовой фильтрА10 осуществляет подавление сигналов низкочастотной (менее 250 Гц) и высокочастотной(более 10 кГц) помехи за пределами рабочей полосы частот.
Общие сведения об организации опроса контролируемыхпунктов
На каждом КП может быть установленонесколько шкафов и не обязательно одного типа, возможна установка промышленногокомпьютера подстанции и шкафа (шкафов). Каждое такое устройство (стоика) в протоколеModbus задается отдельным адресом.Пункт управления организует опрос стоек всех КП.
В каждой стойке на КП имеются буферыс информацией о состоянии контролируемого стойкой оборудования (см. описание контроллераМК-Д). Стойка с промышленным компьютером имеет тип МПК и характеризуется расширеннымнабором буферов.
Для команд телеуправления и регистра«квитирование» введены названия «командные блоки», которые имеютотдельную нумерацию. Каждый блок команд также разбивается на нумерованную непрерывнуюпоследовательность отдельных фрагментов — каналов управления.
На операторской станции ПУ существуютдинамические объекты, отображающие на экране монитора состояние реального оборудованияи подсистем контролируемых пунктов. Для идентификации динамических объектов им назначаютсяуправляющие имена. Динамические объекты могут принадлежать разным программам операторскойстанции и некоторые из них могут обмениваться сообщениями. Эти сообщения могут циркулироватькак в пределах операторской станции, так и выходить на каналы связи с контролируемымипунктами. В последнем случае используется протокол Modbus RTF, реализованный с помощью драйвераModbus операторской станции. Дляканала связи обычно используется формат символа без бита паритета с одним стоп-битом.
Чтение данных из каждого буферы КП осуществляетсяпутем посылки операторской станцией команды на чтение буфера. Используется функция3 протокола Modbus. При успешном чтении данные рассылаютсяпо динамическим объектам. В случае отсутствия квитанции или получения некорректныхданных драйвер Modbus пытается повторитьзапрос. Количество попыток определяется при конфигурировании операторской станции.При исчерпании лимита попыток связи драйвер посылает динамическим объектам сообщениео разрыве связи и код ошибки.
Передача данных заключается в приемедрайвером Modbus значений от динамическихобъектов программ операторской станции и записи этих значений в блоки команд контроллеровКП. Для каждого канала управления данные передаются отдельным запросом. Используетсяфункция 16-го протокола Modbus, В зависимости от полученияили отсутствия квитанции подчиненного КП драйвер формирует код для динамическогообъекта, выдавшего команду.
Для организации опроса буферы объединяютсяв группы, обычно в пределах одной стойки. Программное обеспечение позволяет указыватьчастоту опроса каждого буфера Freq. Диспетчер имеет возможностьвключать/отключать опрос каждой стойки диспетчерского круга.
В общем случае буферы построены какочереди. При каждом чтении из буфера выбирается самая старая информация. Буфер читаетсятолько в случае, если он ни разу не был успешно прочитан после старта программыModbus или в нем присутствует информация.Данные о наличии информации в буферах указываются в соответствующих каналах регистра«Статус». При отсутствии непрочитанных данных в буфере в соответствующемему канале регистра «Статус» будет записан логический ноль. После успешногочтения буфера операторская станция посылает логическую единица в канал регистра«Квитирование» и контроллер КП передвигает очередь этого канала.
Во время работы АСТМУ-А на мониторахПУ отображается мнемосхема объектов тягового электроснабжения и общеподстанционнаясигнализация. Диспетчер может отобразить любой объект ТУ/ТС и таблицы телеизмеренийлюбого КП. Вид отображаемого объекта зависит от его состояния. Все поступившие вканал связи или из канала связи сообщения регистрируются на операторской станции.
Библиографический список
1. Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине “Автоматизациясистем электроснабжения”. Составители: канд. техн. наук А.Д. Родченко, В.Ф. Кудряшов;1998.
2. Почаевец В.С. Автоматизированные системы управления устройствамиэлектроснабжения железных дорог: Учебник для техникумов и колледжей ж. — д. транспорта.М.: Маршрут, 2003. — 380 с.
3. Автоматизация систем электроснабжения. Под ред. Н.Д. Сухопрудского.- М.: Транспорт, 1990. — 359 с.
4. Оборудование контролируемых пунктов системы телемеханики АСТМУ А:учеб. пособие / А.И. Бурьяноватый, М.А. Иванов, Д.В. Ишкин, А.В. Саморуков, С.Н.Полторак. — СПб.: ПГУПС, 2008. — б2с.