Телеконтроль

Оперативный информационно-управляющий комплекс

Архитектура

Конфигурация

Хранит на диске информацию обо всех объектах Сервера ОИК, структуре оборудования и пользователях. Предоставляет возможность редактирования информации пользователем и извещает модули для применения изменений без рестарта Сервера ОИК.

Конфигурация содержит информацию об объектах Сервера ОИК и используется всеми его компонентами. Конфигурация хранится во внутренней базе данных на локальном диске Сервера ОИК и обновляется в момент редактирования, позволяя избежать потери данных при отключении питания.

Редактирование конфигурации производится встроенными средствами ОИК. Для редактирования конфигурации пользователь должен обладать административными полномочиями. В шаблонной конфигурации, создаваемой пользователем по умолчанию, таким пользователем является «root» без пароля (пароль может быть задан в дальнейшем).

Пользователь может обновлять конфигурацию в любой момент. При этом каждый компонент получит извещение, таким образом сделанные изменения будут отражены немедленно для всей системы.

Конфигурация содержит несколько типов информации: объекты, устройства, описание пользователей, и др.

Предусмотрена возможность Редактирования конфигурации в Excel

Объекты

Информационными объектами ОИК являются логические параметры, представляющие в обработанной форме всю информацию, которая по различным физическим каналам связи от источников данных (от контролируемого оборудования) поступает на Сервер ОИК для их дальнейшей обработки, хранения и отображения в удобном для оператора виде.

В ОИК все информационные объекты делятся на следующие типы:

В ОИК реализован контроль над исполнением команд телеуправления (ТУ или телерегулирования), предназначенных для работы с информацией, подлежащей передаче от Сервера ОИК в направлении контролируемого оборудования.

Объекты могут быть идентифицированы по номеру и, опционально, по текстовому алиасу - уникальному в рамках ОИК псевдониму, задаваемому пользователем (длина алиаса не должна превышать 50 символов, в названии алиаса пробелов быть не должно). Идентификация необходима для привязки объектов к элементам графических схем и для использования в дорасчётных выражениях.

Для реализации функций горячего резервирования каждому объекту может быть присвоено до двух источников данных. В случае двух источников, потеря достоверности по основному источнику приведет к автоматическому переключению объекта на резервный источник данных, а при восстановлении снова будет задействован основной источник данных для объекта.

Также может быть задан один канал ТУ. В частности, каналом ТУ может быть канал, используемый в качестве источника данных этого же объекта.

Значения, полученные от источников данных, могут быть инвертированы (для объектов ТС), преобразованы по линейной шкале (для объектов ТИТ) или вычислены с использованием математической формулы ([Дорасчёт]).

Также для объекта может быть настроено архивирование в базу данных с указанием глубины архива в днях.

ВНИМАНИЕ: При удалении объекта удаляется вся связанная с ним история.

Группы объектов

Объекты могут быть включены в группы объектов. Группы, в свою очередь, могут быть включены в другие группы. Пользователь может перемещать объекты между группами без нарушения поведения системы.

В общем случае группы объектов имеют древовидную структуру следующего вида на примере энергообъекта:

Название подстанции

	Название фидера подстанции

		Название узла учета
			...

Устройства

Для задания конфигурации оборудования ОИК определяет два класса: направления и устройства. Направления представляют собой определение физического канала связи с устройствами (параметры COM-порта, IP-адрес и т.д) с указанием параметров протокола взаимодействия. Устройства входят в направления и определяются различными адресами устройств, подключенных к данному каналу.

Для взаимодействия с устройствами ОИК поддерживает следующие цифровые протоколы обмена данными:

Ретрансляция

Устройствам могут быть заданы таблицы ретрансляции, устанавливающие соответствие между объектами и адресами информационных каналов удаленного устройства. При этом ретрансляция будет осуществлена и для пользовательских команд ТУ.

Система приема/передачи данных

Система приема/передачи данных (далее - Сканер) Выполняет сбор данных с оборудования в соответствии с конфигурацией. Исполняет пользовательские команды ТУ, телерегулирования, принудительный опрос устройств и синхронизацию времени. Осуществляет ретрансляцию данных.

Сканер устанавливает соединения по всем заданным направлениям и выполняет сбор данных, в соответствии с протоколом и параметрами, определенным для направления. При изменении пользователем конфигурации направления или устройства, а также добавлении или удалении, сканер автоматически переустанавливает или закрывает канал связи с устройством. После установления связи с устройством, Сканер выполняет команды инициализации (полный опрос, синхронизация времени), в соответствии с конфигурацией устройства.

Сканер передает на устройства команды команды ТУ или другие команды, получаемые от пользователя.

При потере или восстановлении связи сканер регистрирует соответствующие системные события.

Информационные каналы

Чаще информационные каналы определяются единственным числом - адресом информационного объекта (как в протоколах МЭК), однако, в общем случае спецификация канала зависит от типа устройства и используемого протокола (в MODBUS).

Примеры каналов МЭК: 1, 23, 1403.

Примеры каналов MODBUS:

Информационным каналам присуще “качество” (“достоверность”), определяемое состоянием канала связи с устройством, или признаками достоверности, передаваемыми устройством.

Система обработки данных реального времени

Получает данные оборудования от сканера и распределяет их по объектам системы в реальном времени (РВ). Выполняет расчет качества и резервирование каналов данных, вычисляет дорасчетные и эмулируемые значения. Извещает клиентов об обновлении данных объектов. В обратную сторону, перенаправляет пользовательские команды сканеру для исполнения.

Система РВ распределяет значения информационных каналов устройств, полученные от сканера, между объектами системы в соответствии с конфигурацией. В обратном направлении, система выполняет передачу команд пользователя сканеру. При наличии у объектов ОИК двух источников данных (основного и резервного), система РВ автоматически переключается на резервный источник данных и обратно в зависимости от качества основного источника данных. Выполняет вычисление дорасчетных и эмулируемых объектов.

Значение объекта ТС может быть инвертировано, в соответствии с его конфигурацией. Для объектов ТИ может быть определено линейное преобразование для преобразование физической шкалы в логическую.

При изменении состояния объекта ТС система РВ регистрирует системное событие. Для объектов ТИТ позволяется задание четырех уставок (нижняя/верхняя аварийная, нижняя/верхняя предаварийная), выход за которые (как и возвращение в нормальный диапазон) также приводит к регистрации события.

При этом системой РВ выставляются признаки качества значения объекта, с учетом качества источника данных. Признаки качества значения объекта ОИК обычно отображаются рядом со значением объекта, также им присущи следующие буквенные обозначения:

Признак Описание
К не настроен или ошибка конфигурации
С нет связи
Н ошибка подключения или неверное выражение
Р ручной ввод
2 резервный канал
Б блокировка канала
У устаревание
В выход за уставку

При перезапуске Сервера ОИК, система РВ восстанавливает последние значения объектов из архива.

Система РВ поддерживает изменения значений объектов назад во времени. То есть, информация, относящаяся к более раннему моменту времени, чем уже поступившая, будет корректно обработана системой. В том числе, помещена в архив.

Кроме того, система РВ выполняет дорасчет и эмуляцию значений объектов.

Ручной ввод и блокировка

Контроль уставок

Для объектов ТИТ можно включить контроль нахождения значения в пределах установленных границ, называемых уставками. Допустимо задание двух пар уставок: аварийные и предаварийные. Каждая пара определяет нижнюю и верхнюю границу.

Разрешено задавать как две, так и одну из пары уставок. Не обязательно задавать верхнюю и нижнюю уставки одновременно.

Предаварийные уставки, если заданы, не должны выходить за аварийные уставки.

При выходе значения объекта за уставку регистрируется соответствующее системное событие.

Уставка Событие при попадании значения в диапазон
  Авария: Значение > x
Верхняя аварийная  
  Значение > x
Верхняя предаварийная  
  Значение в норме
Нижняя предаварийная  
  Значение < x
Нижняя аварийная  
  Авария: Значение < x

При отображении графика объекта ТИТ с заданными уставками, они отображаются на графике пунктирными линиями.

Дорасчет

В качестве источника данных любому объекту ОИК можно задать математическое выражение, также называемое дорасчетом.

Формулы дорасчета могут состоять из математических операций, скобок, имен каналов и алиасов других объектов в качестве переменных.

Также допустимо использование функций:

Функция Описание
sin(x) синус
cos(x) косинус
tan(x) тангенс
asin(x) арксинус
acos(x) арккосинус
atan(x) арктангенс
atan2(y, x) арктангенс y/x
abs(x) модуль
not(x) отрицание
sqrt(x) квадратный корень
sign(x) знак числа
min(x1, x2, ...) минимум
max(x1, x2, ...) максимум
and(x1, x2, ...) логическое И
or(x1, x2, ...) логическое ИЛИ
if(x, a, b) тернарый условный оператор

Углы тригонометрических функций задаются в радианах. … - означает произвольное число параметров.

Примеры:

TIT.637, TIT.638, TIT.639 - не редактируемый номер объекта ТИТ, который присваивается ему Сервером ОИК автоматически при его создании в базе данных (БД) объектов.

Устаревание

Система РВ позволяет отслеживать актуальность данных объекта, при установке периода устаревания в его конфигурации. В случае, если значение объекта не будет обновляться в течение периода устаревания, значению объекта будет выставленен признак устаревания [У].

Эмуляция

Для тестирования поведения системы на этапе подготовки проекта ОИК позволяет задать режим эмуляции объектам системы. Наличие оборудования при этом не требуется.

В качестве генератора данных используется одна из предопределенных функций с заданными параметрами фазы и частоты, которые в ОИК называются эмулируемыми сигналами.

Апертура

Для избавления от дребезга и избыточных данных для объектов ТИТ имеется возможность фильтрации данных с указанием минимального изменения значения. Данный параметр называется апертурой. Апертура задается в абсолютных единицах - в тех же, что и значение объекта. Любые отклонения значения от текущего на величину меньшую данного параметра будут проигнорированы.

Мертвая зона

Мертвая зона позволяет исключить дребезг параметров ТИТ в районе нуля. Для задания мертвой зоны используется величина в единицах объекта ТИТ. Любые значения, меньшие по модулю величины мертвой зоны, будут сведены к нулю.

Системные события

Системное событие ОИК представляет собой запись с несколькими полями, главными из которых являются время события и сообщение. При регистрации события, оно помечается как неквитированное, до квитирования его пользователем (при этом событие квитируется во всей системе).

Если событие относится к объекту системы, ему также присваивается ссылка на объект. Примерами событиями, относящимися к объекту, являются:

Некоторые типы событий могут иметь привязку к устройству (источнику данных):

Архивирование

Система архивирования, в соответствии с настройками конфигурации, сохраняет историю изменения значений объектов и системных событий в одной или нескольких базах данных Sqlite. Данная СУБД встроена в Сервер ОИК и не требует установки сторонних компонентов. Сохраненная в архиве история может быть запрошена из БД для отображения на графике или в табличной форме.

Смотрите описание исторических баз данных в Сервере ОИК.

Поддерживаемые протоколы

Для всех протоколов предоставляется возможность наблюдения за обменом с устройством. Смотрите Наблюдение в Клиенте ОИК.

MODBUS

Modbus — коммуникационный протокол, основан на архитектуре ведущий-подчиненный (master-slave). Использует для передачи данных следующие интерфейсы: RS-485, RS-422, RS-232 (протоколы Modbus RTU/ASCII), а также интерфейс Ethernet сети TCP/IP (протокол Modbus TCP).

Поддерживаются стандартные коды функций Modbus:

Смотрите описание Устройства MODBUS в Клиенте ОИК.

Смотрите описание протокола MODBUS.

МЭК-60870-5

Элементами подсистемы МЭК-60870-5 являются направления, определяющие каналы данных: сетевой адрес или последовательный порт. Одно направление может обеспечивать соединение с несколькими устройствами.

Поддерживаемые блоки данных прикладного уровня ASDU:

Метка типа ASDU Идентификатор типа ASDU Описание информации
M_SP_NA_1 1 одноэлементная (0 – ОТКЛ, 1 – ВКЛ)
M_SP_TA_1 2 одноэлементная с меткой времени
M_DP_NA_1 3 двухэлементная (0 – Неопределенное или Промежуточное, 1 – ОТКЛ, 2 – ВКЛ, 3 – Неопределенное)
M_BO_NA_1 7 строка из 32 бит (unsigned int32)
M_ME_NA_1 9 нормализованное значение (float)
M_ME_NB_1 11 масштабированное значение (float)
M_ME_TB_1 12 масштабированное значение с меткой времени
M_ME_NC_1 13 короткий формат с плавающей запятой (float)
M_IT_NA_1 15 интегральная сумма (int32)
M_SP_TB_1 30 одноэлементная с меткой времени (СР56Время2а)
M_DP_TB_1 31 двухэлементная с меткой времени (СР56Время2а)
M_ME_TD_1 34 нормализованное значение с меткой времени (СР56Время2а)
M_ME_TE_1 35 масштабированное значение с меткой времени (СР56Время2а)
M_ME_TF_1 36 короткий формат с плавающей запятой с меткой времени (СР56Время2а)
M_IT_TB_1 37 интегральные суммы с меткой времени (СР56Время2а)
C_SC_NA_1 45 одноэлементная команда управления (0 – ОТКЛЮЧИТЬ, 1 – ВКЛЮЧИТЬ)
M_EI_NA_1 70 конец инициализации (END OF INITIALIZATION)
C_IC_NA_1 100 команда полного опроса (INTERROGATION)
C_CI_NA_1 101 команда опроса счетчика (COUNTER INTERROGATION)
C_CS_NA_1 103 команда синхронизации времени (SYNCHRONIZATION)
C_RP_NA_1 105 команда установки процесса в исходное состояние (RESET PROCESS ACTIVATION / RESET PROCESS CONFIRMATION)
P_ME_NA_1 110 запись параметра измеряемой величины, нормализованное значение (float)
P_ME_NB_1 111 запись параметра измеряемой величины, масштабированное значение (float)
P_ME_NC_1 112 запись параметра измеряемой величины, короткий формат с плавающей запятой (float)

При управлении используются ADSU C_SC_NA_1 для объектов ТС и P_ME_NC_1 для объектов ТИТ.

Для переопределения типа ASDU можно указать тип в поле вывода в формате тип:адрес

где тип один из:

Переопределение типа ASDU может использоваться если для управлении объектом ТИТ требуется отправить команду управления ASDU C_SC_NA_1.

Сервер UDP позволяет одновременную работу с несколькими удаленными устройствам через одно направление, так что нет необходимости задавать разные порты приема для разных устройств. Устройство идентифицируется по удаленному IP-адресу и порту.

При использовании сервера UDP поддерживаются устройства, отправляющие датаграммы из нескольких сообщений МЭК.

Смотрите параметры Устройства МЭК-60870-5 в Клиенте ОИК.

Смотрите описание протоколов МЭК-60870-5.

МЭК-61850

Предоставляется прозрачный доступ к информационной модели устройства. Смотрите описание МЭК-61850 в Клиенте ОИК и Проектирование.

Сбор данных осуществляется посредством подписки на блоки отчетов RCB/BRCB сервиса MMS сообщений. Для включения сбора данных, блоки отчетов должны быть предварительно созданы для соответствующего устройства МЭК-61850. При установлении соединения с устройством, Сервер ОИК выполняет конфигурирование блоков отчетов устройства для спорадической передачи событий.

Для привязки объектов ТС и ТИТ к объектам МЭК-61850 используются адреса MMS в формате LogicalDevice/LogicalNode$FC$DataObject.

Для привязки объектов ТС используются объекты типа FC=ST, для привязки объектов ТИТ используются объекты типа FC=MX.

Поддерживается выдача двухфазной команды ТУ. Для привязки команды ТУ используется FC=CO.

ВНИМАНИЕ: Поддерживается передача меток времени только в UTC. Если устройство использует другую временную зону, возникнут сложности с обновлением значений.

Оператором может быть инициирована команда полного опроса устройства.

Смотрите описание протоколов МЭК-61850.