Протоколы передачи в промышленности и АСУ
Для организации взаимодействия между элементами автоматизации в промышленных сетях передачи данных широко применяется коммуникационный протокол Modbus. Существуют три основные реализации протокола Modbus, две для передачи данных по последовательным линиям связи, как медным EIA/TIA-232-E (RS-232), EIA-422, EIA/TIA-485-A (RS-485), так и оптическим и радио: Modbus RTU и Modbus ASCII, и для передачи данных по сетям Ethernet поверх TCP/IP: Modbus TCP.
Рис.113
В Европе широкое распространение получила открытая промышленная сеть PROFIBUS (PROcess FIeld BUS). Изначально, прототип этой сети был разработан компанией Siemens для своих промышленных контроллеров.
PROFIBUS объединяет технологические и функциональные особенности последовательной связи полевого уровня. Она позволяет объединять разрозненные устройства автоматизации в единую систему на уровне датчиков и приводов. Сеть PROFIBUS основывается на нескольких стандартах и протоколах, использует обмен данными между ведущим и ведомыми устройствами (протоколы DP и PA) или между несколькими ведущими устройствами (протоколы FDL и FMS).
Рис.114
Сеть PROFIBUS можно ассоциировать с тремя уровнями модели OSI: физический, канальный и уровень приложений.
HART-протокол
это практически стандарт для современных промышленных датчиков. Модулированный цифровой сигнал, позволяет получить информацию о состоянии датчика или осуществить его настройку. Питание датчика, снятие его первичных показаний и вторичной информации осуществляется по двум проводам.
|
|
|
Протокол МЭК 61850
Область применения стандарта МЭК 61850 - системы связи внутри подстанции. Это набор стандартов, в который входят стандарт по одноранговой связи и связи клиент-сервер, стандарт по структуре и конфигурации подстанции, стандарт по методике испытаний, стандарт экологических требований, стандарт проекта.
Рис.115. Архитектура МЭК 61850
Согласно 61850 устройства РЗА объединены шиной, по которой сами устройства обмениваются данными между собой и передают эти данные на верхний уровень. Такая архитектура удобна тем, что применение технологической шины значительно уменьшает количество медных проводов, что упрощает настройку, проектирование и эксплуатацию системы.
Данные от терминалов релейной защиты по станционной шине могут передаваться на верхний уровень оператору, кроме того, у контролирующих органов, имеющих соответствующий уровень доступа, есть возможность получать оперативные данные с любой подстанции и с любого терминала РЗА. Эта информация позволяет контролировать деятельность подчиненных служб, что повышает надежность энергетических объектов в целом.
|
|
|
Возможность такого гибкого конфигурирования информационных потоков появилась, благодаря той части стандарта, которая посвящена передаче данных.
Основными протоколами передачи данных, согласно стандарту МЭК-61850, являются протоколы MMS и GOOSE.
MMS используется для передачи данных от терминалов РЗА в SCADA систему для дальнейшей визуализации, а GOOSE — для обмена данными между терминалами.
Важной особенностью протоколов является гарантированная доставка сообщений, а скорость передачи данных у ММS и GOOSE выше, чем у других протоколов передачи данных, таких как, например, Modbus.
Взаимозаменяемость отдельных компонентов системы достигается за счет стандартизации протоколов передачи данных, а также за счет жестких требований по совместимости оборудования.
Системы, построенные на 61850, проще обслуживать из-за уменьшения количества кабельных линий связи, что положительно сказывается на надежности системы в целом.
Архитектура системы интуитивно понятна, в результате разработчики и интеграторы тратят меньше времени на понимание архитектуры конкретного объекта и, как следствие, значительно снижается стоимость проектирования и интеграции.
Обслуживание таких систем по сравнению со стандартными в целом проще, хоть и предъявляет несколько иные требования к опыту персонала.
|
|
|
К недостаткам можно отнести повышенную сложность и новизну стандарта. У разработчиков и интеграторов мало опыта построения подобных систем, но этот недостаток, очевидно, временный.
Существует много преимуществ, которые могут быть реализованы на основе МЭК61850 для автоматизированных подстанций. Среди них следует выделить:
− взаимодействие между интеллектуальными электронными устройствами (IEDs) различных производителей;
− упрощенное построение системы и ввод в эксплуатацию с учетом средств конфигурирования и описания особенностей устройств;
− снижение цены инсталляции путем замены проводных соединений между устройствами (IEDs) на посылку GOOSE сообщений;
− снижение стоимости на проектировании системы, ввод в эксплуатацию, техническое и эксплуатационное обслуживание;
- простота расширения системы автоматизации при её развитии.
MЭК 61850 реализует своё функционирование над ранее принятыми сетевыми протоколами, что обеспечивает намного большую функциональность по сравнению с прошлыми протоколами обмена информацией. Таким образом, МЭК 61850 вносит кардинальное улучшения процесса автоматизации подстанций, выражающиеся в упрощении и снижении стоимости проектирования, построение инсталляций, ввода в эксплуатацию и технического обслуживания электроэнергетических систем.
|
|
|
Именно поэтому, количество подстанций по всему миру, построенных на основе 61850, увеличивается.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Овчаренко Н.И. Автоматика энергосистем : учеб.: рек. Мин. обр. РФ/ Н. И. Овчаренко; под ред. А. Ф. Дьякова. - 3-е изд., испр. - М.: Изд-во Моск. энергет. ин-та, 2009. - 476 с.
2. Булкин А.Е. Автоматическое регулирование энергоустановок : учеб. пособие : рек. Мин. обр. РФ/ А. Е. Булкин. - М.: Изд-во Моск. энергет. ин-та, 2009. - 508 с.
3. Овчаренко Н.И. Элементы автоматических устройств энергосистем: в 2 кн.: учеб. для вузов / Н. И. Овчаренко. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1995 – 254 с.
4. Шнеерсон, Э.М. Цифровая релейная защита / Э. М. Шнеерсон. - М.: Энергоатомиздат, 2007. - 549 с.
5. Страусс, К. Системы автоматики и коммуникации в сетях электроснабжения: практическое руководство / К. Страусс [пер. с англ.] - М.: Группа ИДТ, 2007. - 250 с.
6. Красногорцев И.Л., Сенигов П.Н. Средства автоматизации и управления. Руководство по выполнению базовых экспериментов. САУ.001 РБЭ (929.2) - Челябинск: ИПЦ «Учебная техника», 2009. - 163 с.
7. Кузовкин В. А. Электротехника и электроника / В. А. Кузовкин, В. В. Филатов.- М.: Издательство Юрайт, 2016.- 431с.
8. Федоров Ю.Н. Порядок создания, модернизации и сопровождения АСУТП.-М.: Инфра-Инженерия, 2011.-576с.
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 1225; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!