КП-3 представляет контролируемый пункт с большим числом объектов, имеющих традиционное управление, - для них предназначен шкаф КП-Б (ТП).

Интерфейсы и протоколы

Построение систем телемеханики тяговых подстанций в настоящее время осуществляют в тесной связи с системой автоматического управления. В таких случаях может применяться аппаратура, обслуживающая обе системы и использующая общую информацию. Для минимизации затрат на создание систем важную роль играет стандартизация как отдельных элементов систем, так и способов обмена информации в системе [1].

Коммуникационная технология построения единой информационной сети, объединяющей интеллектуальные контроллеры, датчики и исполнительные устройства, определяется одним термином - fieldbus (полевая шина или промышленная сеть). Fieldbus - это, главным образом, применяемый протокол взаимодействия устройств с учетом используемых интерфейсов.

На рынке предлагается около 50 различных видов промышленных сетей, среди них: CAN, Modbus, Profibus, LonWorks, ШС 870-5. Используется множество интерфейсов: RS-232, RS-422A, RS-423A, RS-485, токовая петля (CurrentLoop), USB. Ниже рассмотрены интерфейсы и протоколы, применяемые в АСТМУ-А

Передача информации в телемеханических системах

При передаче информации в системе телемеханики производится ее преобразование в различных устройствах, например, как представлено на рис.3.

Для системы диспетчерского управления сообщения носят дискретный характер и при передаче от источника к приемнику кодируются аппаратурой телемеханики. Обычно используется код с возможностью обнаружения ошибки на приемной стороне. Для передачи по линии связи канал связи может выполнить несколько преобразований сигнала. Для аналоговых каналов связи производится модуляция несущего сигнала полученным кодом таким образом, чтобы уложиться в заданный частотный диапазон, например тональный ТЧ. Более сложные преобразования потребуются для синхронной цифровой иерархии (см. рис.1).

Физический уровень обеспечивает передачу битового потока. Используется передача без памяти, при которой сигнал, определяемый каждым передаваемым битом, не зависит от передаваемых до этого бита сигналов.

К физическому уровню относится сопряжение устройства телемеханики с каналом связи (на рис.3 обозначено точками А и Б).

Рис.3. Упрощенная схема передачи информации в системе телемеханики

Границу раздела рассматриваемых систем или отдельных частей системы, через которую передается информация, принято называть интерфейсом. При описании интерфейса применяется специфичная терминология. В рамках этой терминологии аппаратура передачи данных телемеханики является оконечным оборудованием данных

(DTE - DataTerminalEquipment). Аппаратно-программные средства, которые входят в состав сети электросвязи, называют аппаратурой окончания канала данных ( DCT - DataCircuitTerminatingequipment, иногда обозначают также DCE - DataCommunicationEquipment). Для системы АСТМУ-А в качестве DTEбудем рассматривать контроллер МК-Д или связной компьютер ПУ. В качестве DCT - модем или мультиплексор.

Канальный уровень обеспечивает задание последовательности кадрам сообщений, обнаружение ошибок синхронизации и размера 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 класса услуг канального уровня: S1 - посылка без ответа, S2 - посылка/подтверждение, S3 - запрос/ответ.

В АСТМУ-А используется класс S3. Эта услуга представляет собой получение информации от контролируемого пункта по запросу пункта управления, т.е. используется для процедуры "чтение". При невозможности передачи сообщения контролируемый пункт отвечает отрицательной квитанцией. При обнаружении ошибки при приеме ответа или при приеме отрицательной квитанции запрос повторяется оговоренное число раз, после чего на вышестоящий уровень протокола передается сигнал о неисправности системы.

Порция информации, сформированная канальным уровнем из данных, поставляемых уровнем приложения, обычно называется кадром.

Прикладной уровень определяет режим запуска передачи и основные функции пользователя. В системе АСТМУ-А в основном используется режим запуска передачи "по запросу". В этом случае ПУ запрашивает КП для передачи информации о действительном состоянии объектов. Возможности прикладного уровня задаются программным обеспечением операторской станции диспетчера. Обычно они включают функции инициализации и синхронизации контролируемых пунктов, сбор данных, команды управления, передачу параметра для КП.

Стандартные форматы телемеханических систем

Наиболее уязвимым звеном передачи информации является линия связи; уровень помех, воздействующих на нее, трудно изменить. Помеха в общем случае может исказить сигнал, в результате приемник информации получит сообщение с ошибкой A/ (t) ф X ( t). Для оценки достоверности информации наиболее часто выбирается вероятность ложного приема Рд пр-

Все телемеханические каналы связи разделяются по достоверности на три класса: I, 2,3

Международная электротехническая комиссия разработала ряд стандартных форматов для телемеханики. Эти форматы характеризируются значениями вероятностей нераспознанных ошибок. Структура форматов приведена на рис.4.

Формат FT1.1 представляет 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 используются служебные биты: до данных - стартовый бит ("О"), после данных - бит проверки на четность р и столовый бит ("1"). Для кодирования данных выделяются 8 бит.

Слова передаются без пауз между ними, т.е. блоками. Такой блок называется кодовым предложением или кадром (фреймом). Число слов в кадре для формата FT1.1 не должно превышать 127. Если необходимо передать сообщение больше, чем 127 байт, то оно разбивается на несколько кадров.

Формат FT1.1 используется в малоответственных системах передачи информации (например, в циклических системах телеизмерения).

Формат FT1.2 состоит нескольких слов с данными (не более 255) и служебного слова в конце кадра. Каждое информационное слово имеет такую же структуру, как и в формате FT1.1 В служебном слове записывается контрольная сумма. Контрольная сумма определяется путем арифметического поразрядного суммирования всех слов с данными по модулю 256 и инвертированием полученного результата. ГОСТ Р МЭК 870-101-2001 допускает использование блоков только формата F1.2.

В формате FT2 каждое слово имеет только 8 информационных бит.

Формат FT3 строится по тем же принципам, что и FT2, с использованием более мощного образующего полинома Р (x ) =х16 + x 13+x 12 + + x11 + х10 + х8 + х6 + х5 + х2 + 1. Минимальное кодовое расстояние увеличивается до шести d_mjn = 6.

Рис.4. Схема рекомендуемых форматов телемеханики

На рис.5 приведены вероятности нераспознанных ошибок для рассмотренных форматов и классов достоверности.