Eng
Каталог продукции Цены Реализованные проекты Проект УСПД на базе ICP Con 7188 Проект УСПД на базе Siemens TC65 Внедрение PLC технологии в г. Адлер Краснодарский край Перспективы развития PLC решений О компании АИИС КУЭ АСУ Программное обеспечение Коммуникационные технологии Контроллеры Integrity Охранные системы объектов предприятия Файлы для загрузки Архив новостей

Задать вопрос:

Ф.И.О.:
Ваш E-mail:
Организация:
Сообщение:
Введите код:

Реализованные проекты /Проект УСПД на базе ICP Con 7188

Проект УСПД на базе ICP Con 7188

Совместный проект ООО «Аналитика» и ФГУП НЗиФ по разработке PLC решения для автоматизированных систем сбора данных на базе промышленного терминал Siemens TC-65


В начале 2009 года стартовал совместный проект ООО «Аналитика» и ФГУП НЗиФ цель которого заключалась в проектировании и разработке ряда устройств, способных надёжно передавать данные в силовой сети, используя PLC модемы, тем самым обеспечивая выгодный канал связи в системах сбора данных.

Необходимость в изготовлении подобной технологии возникла исходя из потребностей рынка автоматизированных систем сбора данных, связанной с удешевлением наладочных работ по организации каналов связи между большим количеством территориально удалённых объектов. Примером таких объектов автоматизации являются дома частного сектора, многоквартирные дома, сеть подстанций и т.п.

В начале работ был проведён анализ различных существующих PLC технологий (в частности решение ЗАО «Инкотекс») и выделен ряд требований к новой технологии:

  • Наличие одного «host» устройства – базовой станции, устанавливаемой в ТП или в ВРУ дома и множества «slave» устройств – удалённых PLC модемов, устанавливаемых на объектах автоматизации;
  • Возможность организация «прозрачного» канала связи топологии «один ко многим» без привязки к конкретному типу передаваемых данных;
  • Объединение всех каналообразующих элементов в единую логическую и физическую сеть;
  • Возможность ретрансляции данных между устройствами сети;
  • Возможность использования всех фаз силовой сети для передачи данных;
  • Наличие логической адресации и идентификации в сети;

Было решено применить готовые микросхемы израильской фирмы «Yitran» в качестве основного элемента проектируемых каналообразующих устройств, в виду того, что «Yitran» предлагает готовое сетевое решение, соответствующее вышеуказанным критериям и позволяет организовывать развитые сети с многоуровневой архитектурой используя в качестве физической среды передачи данных силовые линии.

В рамках данного проекта ФГУП НЗиФ разработал два устройства: базовую станцию M-2.02 и удалённый PLC модем M-2.01. Базовая станция M-2.02 - устройство, созданное на базе микросхемы IT700. Фактически ФГУП НЗиФ сделал только дополнительную обвязку: корпус, клеммник, интерфейс RS-232, индикацию, блок питания и 3-х фазный каплер, позволяющий подключать базовую станцию ко всем 3-м фазам одного трансформатора. Всю работу по организации PLC сети делает IT700.

Удалённый PLC модем M-2.01 – устройство, также созданное на базе IT700 с дополнительной обвязкой: корпус, клеммник, интерфейс RS-485, индикация, блок питания. Так же в устройство M-2.01 был добавлен микроконтроллер с собственной прошивкой, задачи которой заключаются в конфигурировании и инициализации IT700. Таким образом имеются два устройства на базе IT700 которые могут находить друг друга в силовой сети и передавать данные.

Микросхемы фирмы «Yitran», как уже было сказано, имеют логическую, многоуровневую, сетевую архитектуру. Для управления сетевой архитектурой Yitran требует реализации протокола Y-NET в системах, использующих канал связи, организованный на IT700. Для управления функциями канала ООО «Аналитика» предложила использовать промышленный контроллер ICP CON i7188XA, являющийся программируемой PC совместимой платформой. Таким образом, появилось третье устройство, осуществляющее основной интеллектуальный арбитраж каналов связи на основе IT700.

PLC решение на базе промышленного контроллера ICP Con i7188XA

Рис.2 - PLC решение на базе промышленного контроллера ICP Con i7188XA

«Аналитика» разработала встроенное программное обеспечение для контроллера ICP CON i7188XA, которое вошло в состав устройства УСД-2.01ФГУП НЗиФ.

Приведём выдержку из технического задания к договору о разработке встроенного ПО:

1) Реализация протокола Y-NET для управления всеми функциями PLC  канала связи через M-2.02;

2) Сбор и хранение показаний электросчётчиков

Бытовые:

  • СЭБ-2А.05;
  • СЭБ-2А.07(Д);
  • СЭБ-2А.08;
  • СЭБ-1ТМ.02(Д).

Многофункциональные:

  • ПСЧ-3ТА.07;
  • СЭТ-4ТМ.02;
  • СЭТ-4ТМ.03(М);
  • ПСЧ-4ТМ.05(М)(Д);
  • ПСЧ-3ТМ.05(М)(Д).

Должно обеспечиваться чтение следующих показаний бытовых счётчиков:

Наименование показаний Период считывания Глубина хранения

Мговенные показания

Накопленная активная энергия на начало месяца по 4-м тарифам (нарастающий итог) С частотой цикла чтения показаний

Архивные показания

Накопленная активная энергия на начало месяца по 4-м тарифам (нарастающий итог) Один раз в месяц 3 года по каждому счётчику

Должно обеспечиваться чтение следующих показаний многофункциональных счётчиков (включая счётчики, установленные на вводах в жилых многоквартирных домах):

Наименование показаний Период считывания Глубина хранения

Мгновенные показания

Накопленная энергия от сброса по 4-м тарифам и 4-м видам энергии (нарастающий итог) С частотой цикла чтения показаний
Мгновенная мощность активная по каждой фазе С частотой цикла чтения показаний
Мгновенная мощность реактивная по каждой фазе С частотой цикла чтения показаний
Мгновенная мощность полная по каждой фазе С частотой цикла чтения показаний
Фазное напряжение по всем фазам С частотой цикла чтения показаний
Межфазное напряжение С частотой цикла чтения показаний
Коэффициент мощности (cosφ) С частотой цикла чтения показаний
Токи по фазам С частотой цикла чтения показаний
Частота сети С частотой цикла чтения показаний

Архивные показания

Накопленная активная энергия на начало месяца по 4-м тарифам и 4-м видам энергии (нарастающий итог) Один раз в месяц 3 года по каждому счётчику
Получасовые срезы мощности Один раз в 30 минут 2 месяца

События контроллера

Перезагрузка
Установка времени
Смена конфигурации
Контроль ПКЭ (токи, мгновенные мощности, напряжения) на превышение лимитов С частотой цикла чтения показаний 10 суток по каждому счётчику

Один контроллер должен обеспечивать хранение показаний максимум 400 бытовых и 30 многофункциональных электросчётчиков.

3) Запись тарифного расписания

Должна обеспечиваться возможность записи тарифных расписаний во все поддерживаемые модели электросчётчиков, поддерживающие смену тарифного расписания индивидуальными командами. Запись тарифного расписания должна проходить в два этапа:

  • подготовка и запись тарифного расписания из АИИС КУЭ в контроллер;
  • адресная запись тарифного расписания из контроллера в каждый счётчик; на данном этапе контроллер должен выдавать по запросу АИИС КУЭ текущее состояние процесса записи тарифного расписания по каждому электросчётчику.

4) Передача данных в АИИС КУЭ

Контроллер для сокращения трафика и повышения скорости обмена данными должен обеспечивать выдачу по запросу АИИС КУЭ собранных показаний, сгруппированных в пакеты размером до 5 килобайт.

5) Конфигурирование

Конфигурирование контроллера должно осуществляться с помощью специального технологического программного обеспечения (далее по тексту - Конфигуратора) для персонального компьютера.
Конфигурация контроллера представляет собой перечень электросчётчиков, для каждого конкретного прибора должны задаваться следующие параметры:

  • идентификатор PLC Remote Station (4 байта), к которому подключен электросчётчик;
  • модель и серийный номер счётчика;
  • сетевой адрес счётчика;
  • пароли доступа к счётчику (на запись и на чтение);
  • вариант использования (бытовой/ многофункциональный);

Должна присутствовать возможность автоматического импорта данных из EXCEL документа определённого формата. Контроллер должен вести опрос только тех приборов учёта, которые заданы в конфигурации.

6) Прозрачный режим

Контроллер должен поддерживать прозрачный режим для работы с приборами учёта с помощью технологического программного обеспечения;

Перевод контроллера в прозрачный режим производится посредством команды протокола. Алгоритм работы контроллера в прозрачном режиме заключается в следующем:

Технологическое ПО для работы с прибором учёта посылает контроллеру команду в протоколе прибора учёта по дистанционному каналу. В зависимости от того, какой тип подключения имеет счётчик (Remote Station/RS-485), контроллер производит следующие действия:

  • если счётчик подключен к интерфейсу RS-485 контроллера, отсылает команду через соответствующий порт без изменения. Данные, полученные из порта по интерфейсу RS-485, направляются контроллером без преобразований в GSM коммуникатор;
  • если счётчик подключен к Remote Station, контроллер формирует Y-NET пакет с идентификатором Remote Station, переданным в качестве параметра команды перевода в прозрачный режим. В качестве данных Y-NET пакета передаётся команда прибора учёта, полученная контроллером по дистанционному каналу. Данные из Y-NET пакетов, пришедших из PLC сети должны выделяться и передаваться в GSM коммуникатор;

Таким образом, можно сделать операцию преобразования протоколов прозрачной для технологического ПО.

7) Режим конфигурирования PLC-сети

Контроллер должен иметь возможность временного переключения в режим конфигурирования PLC-сети. Переключение контроллера в конфигурационный режим должно осуществляться с помощью Конфигуратора. Время, по истечении которого при отсутствии передаваемых данных контроллер возвращается в режим сбора данных, задаётся в параметре команды конфигурационного режима.

Все данные, поступающие в контроллер от GSM коммуникатора, передаются без преобразований и анализа в Base Station по интерфейсу RS-232. ПО верхнего уровня, использующее данный режим, должно формировать пакеты в протоколе Y-NET. Все данные, полученные от Base Station, включая служебные пакеты, передаются без анализа и преобразований в GSM коммуникатор.

Таким образом, ООО «Аналитика» разработала полнофункциональное УСПД на базе контроллера i7188 XA с возможностью автономного сбора данных по PLC каналу связи и расширенными возможностями управления PLC каналами связи. Возможности встроенного ПО контроллера не ограничиваются перечисленным функционалом. Специалисты ООО «Аналитика» так же интегрировали в данную разработку следующие компоненты:

  • Дисковую систему для работы с Flash модулем контроллера X602;
  • Протокол передачи данных с ПО верхнего уровня;
  • Адаптивный алгоритм выбора опрашиваемого удалённого модема;
  • Разработано ПО верхнего уровня, включающее драйвер контроллера, предназначенное для сбора данных с множества объектов по дистанционным каналам связи;
  • Разработано конфигурационное ПО верхнего уровня для конфигурирования и диагностики работы УСПД;

Перспективные возможности данного проекта не ограничены рамками данной разработки. ООО «Аналитика» планирует использовать PLC модемы ФГУП НЗиФ M-2.02 и M-2.01 совместно с контроллером i7188XA в рамках своих проектах, применяя сделанные разработки для задач сбора показаний по расходу различных энергоресурсов, а так же для работы с приборами учёта различных производителей. Авторское право на данную разработку, а так же другие права принадлежат ООО «Аналитика».

Copyright © 2009-2010 «Аналитика».
Промышленная автоматизация: АСУ, АИИС, АСКУЭ
Наш e-mail: info@arm2u.ru