УКП

Назначение

Устройство входит в состав телемеханического оперативного комплекса ТМК  «ИСТОК 1.0», предназначено для установки на телемеханическом контролируемом пункте (УКП) и выполняет функции по сбору информации о состоянии контролируемого объекта, с передачей телеинформации на вышестоящий уровень, а также для управления различными исполнительными механизмами коммутационного оборудования объектов контроля.

Областью применения устройства являются как сосредоточенные, так и территориально-распределенные объекты автоматизации. В качестве средства автоматизации диспетчерского контроля и управления устройство может применяться в различных отраслях при автоматизации технологических процессов.

Устройство позволяет:

  • объединение в сеть с другими комплексами (при соответствующей поддержке программного обеспечения);
  • каскадное включение нескольких устройств (по принципу «ведущий – ведомый»);
  • параметризацию входящих в его состав контроллеров с помощью компьютера.

Устройство выполняет следующие основные функции:

  • Ввод дискретных сигналов о состоянии контролируемого оборудования (от датчиков ТС и/или внешних устройств)
  • Ввод по каналам ТИТ от датчиков и/или внешних устройств мгновенных значений непрерывно изменяющихся параметров контролируемых процессов
  • Ввод по каналам ТИИ от счетчиков и/или внешних устройств интегральных значений контролируемых параметров за заданный интервал времени, а также подсчет числа импульсов от датчиков ТИИ
  • Трансляция полученных по каналам связи команд телеуправления на промежуточные реле или внешние устройства, например блоки релейной защиты и т.д.
  • Формирование периодических, или, по команде УПУ, единовременных срезов значений каналов ТС, ТИИ, ТИТ и передача их по каналам связи
  • Формирование архивов срезов текущих значений контролируемых параметров и сохранение их в независимой постоянной памяти (FLASH-карте), с возможностью последующей передачи по каналам связи или непосредственного чтения информации с карты через внешнее считывающее устройство (Flash reader)
  • Синхронизация системного времени посредством полученных по каналам связи команд синхронизации, а также ведения собственного счетчика текущего времени
  • Резервирование каналов связи
  • Диагностирование устройства

Устройство предназначено для применения в условиях макроклиматических районов с умеренным климатом, для размещения под крышей (в укрытии).

Устройство относится к восстанавливаемым ремонтируемым многофункциональным изделиям.

Структура устройства.

Структурно устройство представляет собой иерархическое построение контроллера-сервера и подчиненных ему модулей ввода-вывода и котроллера-сервера. Конструктивно модули установлены в слоты расширения пластикового корпуса контроллера и связаны с ним по внутренней интерфейсной магистрали.

Контроллер предназначен для:

  • идентификации состояния датчиков телесигнализации;
  • сбора  результатов измерений токов, напряжений, активной и реактивной мощности и других параметров объектов контроля посредством модулей телеизмерений;
  • сбора по выделенным направлениям результатов измерений преобразователей, счетчиков, состояния устройств релейной и защитной автоматики;
  • ретрансляции команд телеуправления через модули вывода контроллера к исполнительным цепям управляемых объектов локальной подстанции;
  • сбор информации с УКП подчиненных направлений для ее ретрансляции на верхний уровень

Контроллер выполняет циклический опрос подчиненных устройств, сохранение полученной информации во внутренней энергонезависимой памяти и выдачу этой информации по запросу на верхний уровень. А также получает по каналам связи с верхнего уровня команды телеуправления, раскладывает их в свою очередь на предварительные и исполнительные операции  и через соответствующий модуль вывода выдает команду в соответствующий канал ТУ.

Для возможности обмена устройства УКП с УПУ по основным и резервным каналам связи, а также организации локального автоматизированного рабочего места (АРМ) предусмотрены различные стыки с физическими интерфейсами RS-232, RS-485, С1-ТЧ, Ethernet.

Питание устройства осуществляется от сети переменного или постоянного тока напряжением 220В.

Различные варианты построения структуры устройств представлены на рисунках.

 

Основные технические характеристики

Информационная емкость различных исполнений устройства по основным функциям может быть представлена следующей дискретностью:

  • каналы ввода дискретных (импульсных) сигналов ТС, шаг наращивания – 8
  • каналы ввода дискретных (импульсных) сигналов ТИИ, шаг наращивания – 8
  • каналы ввода аналоговых сигналов ТИТ, шаг наращивания — 8
  • каналов вывода дискретных сигналов ТУ, шаг наращивания — 1
  • цифровой канал интерфейса RS-232 для связи с внешними устройствами, шаг наращивания — 1;
  • цифровой канал интерфейса RS-485 для связи с внешними устройствами шаг наращивания – 1;
  • цифровой канал интерфейса RS-422 для связи с внешними устройствами шаг наращивания – 1;
  • цифровой канал интерфейса Ethernet для связи с внешними устройствами  шаг наращивания – 1;
  • канал тональной частоты для связи с внешними устройствами шаг наращивания — 1.

При этом шаг наращивания каналов, подключенных по цифровым интерфейсам внешних устройств, определяется этими устройствами и дополнительных ограничений на уровне УКП не предусмотрено.

Информационная емкость конкретного исполнения устройства КП определяется заказом.

Устройство может быть смонтировано как в навесном шкафу, так и напольном шкафу-стойке со степенью защиты IP54. Габаритные и установочные размеры определяются заказом или информационной емкостью конкретного исполнения устройства

 

Характеристики внешних стыков связи

Характеристики стыка связи канала С1-ТЧ:

  • параметры физического уровня соответствуют стандарту – С1‑ТЧ, тип модуляции – FSK;
  • согласование с каналом связи – 600 Ом;
  • цепь стыка – двух/четырех проводная, симметричная с трансформаторной развязкой от внутренних цепей;
  • скорость передачи информации на стыках устанавливается пользовательским параметром из ряда: 50; 100; 200; 300; 600бит/с;
  • режим передачи данных – полудуплекс;
  • способ передачи данных – синхронный
  • параметры физического уровня стыка соответствуют стандарту RS‑485 (двухпроводная линия) и RS‑422 (четырехпроводная линия);
  • скорость обмена выбирается пользовательским параметром из ряда 2400; 4800; 9600; 19200; 38400; 57600; 115200 бит/с;
  • режим передачи данных – полудуплекс;
  • способ передачи данных – асинхронный
  • параметры физического уровня стыка соответствуют стандарту RS‑232 (трехпроводная линия);
  • скорость обмена выбирается пользовательским параметром из ряда 2400; 4800; 9600; 19200; 38400; 57600; 115200 бит/с;
  • режим передачи данных – полный дуплекс;
  • способ передачи данных – асинхронный
  • Поддерживаемый стандарт — 10BaseT;
  • режим передачи данных – дуплекс;
  • способ передачи данных – асинхронный

Характеристика стыка RS‑485/422:

Характеристика стыка RS‑232:

Характеристики стыка Ethernet

Характеристики каналов ввода-вывода устройства

Характеристики каналов ТИТ

  • Рабочий диапазон входных сигналов ТИТ – от минус 20 до плюс 20 мА, или  от минус 5 до плюс 5 мА, или от 0 до плюс 5 мА (определяется номиналом встроенного токового шунта и на конкретную модификацию приведен в паспорте устройства).
  • Токовый шунт по входу – 124 Ом (для диапазона от минус 20 до плюс 20 мА), или 200 Ом (для диапазона от минус 5 до плюс 5 мА), или 475 Ом (для диапазона от 0 до плюс 5 мА)
  • Разрядность АЦП – 14бит.
  • Устройство обеспечивает подавление гармонического сигнала частотой 50 Гц, наложенного на полезный сигнал и вписанного в диапазон рабочих значений входного сигнала, – не менее 20 дБ.
  • Пределы допускаемого значения основной приведенной погрешности каналов ТИТ равны ±0,25 % от диапазона измерений.
  • Предел дополнительной погрешности каналов ТИТ, вызванной изменением температуры окружающего воздуха, – не более половины основной приведенной погрешности на каждые 10 °С.
  • минимальное сопротивление датчика для разомкнутой цепи – 50 кОм;
  • максимальное сопротивление датчика для замкнутой цепи – 150 Ом;
  • номинальное значение тока через замкнутые контакты датчика – 8 мА;
  • длительность состояния «Включено» (импульс) или «Отключено» (пауза) – от 0 до 1000 мс, с шагом 1 мс (настраивается программно при параметризации устройства).
  • Входное напряжение логического «0» — 0…+1 В
  • Входное напряжение логической «1» — 3,5…+30 В
  • Входное сопротивление – 3 кОм

Характеристики каналов ТС

Устройство при номинальном напряжении для входных сигналов Uном=24 В постоянного тока обеспечивает ввод пассивных дискретных (двоичных) сигналов с характеристиками:

Характеристики каналов ТИИ

При номинальном напряжении для входных сигналов Uном=24 В постоянного тока устройство обеспечивает ввод пассивных дискретных (двоичных) импульсных сигналов с характеристиками:

статические (при внутреннем сопротивлении источника питания 1 кОм):

  • ток через датчик в состоянии «пауза» – не более 1 мА;
  • ток через датчик в состоянии «импульс» – не менее 8 мА;

динамические:

  • длительность состояния «Включено» (импульс) или «Отключено» (пауза) – от 0 до 1000 мс, с шагом 1 мс (настраивается программно при параметризации устройства);
  • максимальная частота следования импульсов – 12 Гц.
  • Емкость канальных счетчиков – 232. При превышении максимального количества импульсов счетчика осуществляется переход через нуль.
  • Входное напряжение логического «0» — 0…+1 В
  • Входное напряжение логической «1» — 3,5…+30 В
  • Входное сопротивление – 3 кОм

 

Характеристики каналов ТУ

Тип коммутирующего элемента исполнительной цепи – электромагнитное реле. Характеристики контактов исполнительных реле:

  • тип канала ТУ – двухпозиционное управление
  • номинальная токовая нагрузка (при 250 В переменного тока) – 8 А
  • номинальная токовая нагрузка (при 24 В постоянного тока) – 8 А
  • максимальное коммутируемое напряжение переменного тока -400 В
  • максимальное коммутируемое напряжение постоянного тока -300 В
  • долговременная токовая нагрузка на контакты — 8 А
  • сопротивление контакта перехода – не более 100 мОм
  • размыкающая способность, при напряжении, В:

¨    30     – 10А

¨    110   – 0,7А

¨    220   – 0,2А

  • Рабочий ток предохранителя, встроенного в клемму подключения внешнего кабеля канала ТУ– 2,5 А

Краткие характеристики контроллеров

 

iPAC-8000 – это программируемый контроллер автоматизации от компании ICP DAS. Данный контроллер совмещает в себе открытость и функциональность компьютера (PC) и надежность программируемого логического контроллера PLC. Контроллер iPAC-8000 универсален и может использоваться в автоматизации производства, автоматизации зданий, нефтехимической индустрии, в задачах мониторинга и телемеханики, решениях M2M и др.

iPAC-8000 работает под управлением операционной системой MiniOS7 имеет порты Ethernet, RS-232/RS-485 и слоты расширения. Контроллеры серии iPAC-8000 построены на 80186-совместимом процессоре.

WinPAC-8000 – это программируемый контроллер автоматизации от компании ICP DAS. Данный контроллер совмещает в себе открытость и функциональность компьютера (PC) и надежность программируемого логического контроллера (PLC). Контроллер WinPAC-8000 универсален и может использоваться в автоматизации производства, автоматизации зданий, нефтехимической индустрии, в задачах мониторинга и телемеханики, решениях M2M и др.

WinPAC-8000 работает под управлением Windows CE.NET 5.0, имеет порт VGA, порты USB, Ethernet, RS-232/RS-485 и слоты расширения. Контроллеры серии WinPAC-8000 построены на базе ARM процессора — PXA-270 – 520MHz.

 

Краткие характеристики коммуникационных модулей

Низко- и высокопрофильные коммуникационные 2-х и 4-х канальные модули RS-422/485, с изоляцией до 2500В и скоростью передачи данных: до115200 Бит/сек

 

Низко- и высокопрофильные коммуникационные 2-х и 4-х канальный модуль RS-232, с изоляцией до 2500В и скоростью передачи данных: до115200 Бит/сек

 

Краткие характеристики модулей ввода-вывода

 

Высокопрофильный модуль ввода, 8 /16 каналов аналогового ввода, 14-бит, параллельная шина,

Диапазоны входного сигнала:

По току:       +/-20 мА

По напряжению:     , +/-1.25 В, +/-2.5 В, +/-5 В, +/-10 В

АЦП:

Разрядность:          14 бит

Частота выборки:  до 100 КГц

 

Высокопрофильные модули 16 и 32 канальные модули дискретного ввода, контакт с внешним питанием, с низкочастотным фильтром, с изоляцией до 3750В, параллельная шина.

Входное напряжение:

Логический 0:         0 ~ 11 В

Логическая 1:         19 ~ 30 В

 

 

Высокопрофильный модули 16 и 32 канальные модули дискретного вывода, открытый коллектор, с изоляцией до 3750В, параллельная шина.

Тип:              Открытый коллектор

Выходное напряжение:      +5В ~ +30В

Выходной ток:         100мА/Канал

Краткое описание вводных клеммников

Для подключения контрольных кабелей, кабелей управления, питания и каналов связи используются клеммы с пружинным зажимом компании Weidmuller. В системе соединения с пружинным зажимом разделены электрическая и механическая функции: стальной пружинный зажим обеспечивает оптимальное усилие прижима проводника, медная токопроводящая шина обеспечивает минимальное переходное сопротивление контакта. Конструкция клеммы позволяет существенно сократить время при монтаже и демонтаже сигнальных цепей.

В корпусе (торце) клемм имеются овальные отверстия для подключаемого провода, квадратные отверстия для отвертки и прямоугольные гнезда для тестовых штекеров.

Клеммники обеспечивают подключение внешних цепей проводом сечением до 4 мм2

В корпусе клемм собраны схемы защиты каналов устройства от повреждающих импульсных помех, а также токов, превышающих номинальное значение. Предусмотрена возможность замены на месте встроенных плавких предохранителей.

 
Более подробные описания и характеристики контроллеров, коммуникационных модулей, модулей ввода-вывода и вводных клеммников можно найти в Руководствах по эксплуатации, представленных на сайте.

 

Примеры компоновки устройств

 

Пример компоновки шкафа габаритных размеров 1000х600х250 (ВхШхГ) Пример компоновки шкафа габаритных размеров 1200х800х300 (ВхШхГ)

 

Пример компоновки шкафа габаритных размеров 2000х800х600 (ВхШхГ) двухстороннего обслуживания, с расположением части клемм и реле с тыльной стороны шкафа.

 

Пример компоновки устройства по специальным требованиям заказчика, без шкафа, с вариантом крепления к вертикальным рейкам уже установленного на объекте шкафа-стойки телемеханики.