Принципы организации сбора информации

Структура ССПИ, и в том числе состав и место размещения ее элементов, зависит от характера объекта контроля, географического расположения контролируемых объектов, структуры диспетчерского управления и др. факторов. Однако при любой структуре ССПИ, информация, собираемая МИП, по каналам связи передается на средства коллективного и индивидуального пользования, размещаемые в помещениях диспетчерских пунктов или щитов управления. [На станциях блочного типа имеются блочные щиты управления (БЩУ) и центральный щит управления (ЦЩУ), на станциях с поперечными связями – главный щит управления (ГЩУ) и местные щиты; на ГЭС – обычно ГЩУ и агрегатные щиты.]

При разработке структурной схемы ССПИ учитывается следующее:

1) требования к информационной емкости ССПИ и топология размещения источников ТИ и ТС; этим требованием определяется состав и размещение МИП и УТМ;

2) требования к составу и размещению серверного оборудования и средств отображения информации;

Состав используемых средств отображения (АРМ, мнемонический диспетчерский щит, экраны) во многом определяет процесс взаимодействия оператора с ССПИ, а, следовательно, и эффективность контроля и управления объектами.

3) требования к типам, пропускной способности каналов связи и протоколам передачи информации;

4) требования к времени реакции ССПИ;

Топологическая структура, пропускная способность каналов связи, используемые протоколы обмена, объем телеинформации определяют время реакции ССПИ. Время реакции системы – это время, проходящее между появлением события на объекте и отображением сообщения о нем на диспетчерском пункте, а также промежуток времени от момента подачи команды ТУ до ее исполнения.

5) требования к надежности (коэффициент готовности и время восстановления);

Требованиями к надежности устанавливается необходимость резервирования каналов связи, АРМ, серверного и сетевого оборудования ОИУК.

6) требования к интеграции с другими автоматизированными системами.

В зависимости от топологического размещения МИП и УТМ выделяют следующие типовые структуры ССПИ:

- цепочечная,

- магистральная,

- радиальная,

- древовидная,

- комбинированная,

- кольцевая.

Цепочечной структурой считается многоуровневая структура, при которой каждое из УТМ более высокого уровня является промежуточным устройством для УТМ нижнего уровня. На самом верхнем уровне находится ОИУК (рис. 3).

 

Рис. 3. Система с цепочечной структурой

Каждое УТМ более высокого уровня собирает информацию о состоянии устройств, находящихся уровнем ниже, добавляет к ней свою информацию и передает на устройство верхнего уровня. УТМ самого верхнего уровня передает информацию в ОИУК. Команды ТУ передаются в УТМ по цепочке в соответствии с номером УТМ (адресом).

Особенности структуры:

• Большое время реакции для всех сигналов и команд (особенно удаленных КП и УТМ);

• Команды ТУ также передаются по цепочке;

• КП должны поддерживать работу по двум каналам связи (возможно, что и различных типов, скоростей и протоколов обмена на различных участках цепочечной структуры);

• Для эффективной работы пропускная способность каналов связи должна увеличиваться с увеличением уровня иерархии;

• В целом низкая надежность комплекса

 

Магистральной структурой считается двухуровневая структура, при которой каждое из УТМ (МИП) связано с ОИУК общим каналом связи (рис. 4).

 

Рис. 4. Система с магистральной структурой

Обслуживание УТМ производится поочередно с использованием запросов со стороны ОИУК, содержащих номер запрашиваемого УТМ. ОИУК посылает запросы на обмен данными в канал связи, последовательно обращаясь к каждому УТМ по его индивидуальному номеру (адресу). УТМ с указанным номером посылает данные в ОИУК, при этом остальные УТМ в обмене не участвуют. Передача команд ТУ производится вне очередности непосредственно в УТМ с указанным номером. Время реакции системы для сигналов ТС, ТИ складывается из периода опроса УТМ, определяемого в зависимости от количества УТМ и объема принимаемой от них информации, и времени передачи информации, определяемого пропускной способностью канала связи. Время исполнения команд ТУ определяется только пропускной способностью канала связи.

Особенности структуры:

• В обмене данными участвует в каждый момент времени только один КП;

• Команды ТУ передаются вне очередности в КП с указанным номером;

• Время реакции определяется периодом опроса и пропускной способностью канала

Пример (RS-485)

 

Радиальной структурой считается двухуровневая структура, при которой каждое из УТМ или МИП (нижний уровень) связано с ОИУК (верхний уровень) отдельным независимым каналом связи (рис. 5).

ОИУК производит одновременный прием данных по всем направлениям.

Рис. 5. Система с радиальной структурой

Особенности:

• Самое малое время реакции, но необходимо большое количество независимых каналов;

• Задержки определяются только пропускной способностью канала;

• Возможность организовывать резервные каналы по направлениям

Пример (Ethernet).

Древовидной структурой считается многоуровневая иерархическая структура, при которой группы УТМ низкого уровня объединяются устройствами УТМ или ОИУК более высокого уровня и т.д. до ОИУК самого верхнего уровня (рис. 6).

 

Рис. 6. Система с древовидной структурой

Информация с УТМ накапливается в УТМ или ОИУК промежуточного уровня, а затем передается на более высокий уровень. Команды ТУ передаются в УТМ по цепочке в соответствии с его номером (адресом) и маршрутом.

Время реакции систем с такой структурой (для всех сигналов и команд) увеличивается по мере удаления УТМ от ОИУК за счет многократной ретрансляции данных. Для эффективной работы системы с древовидной структурой пропускная способность каналов связи должна увеличиваться с увеличением уровня иерархии.

Комплексы с древовидной структурой применяются в случаях, когда требуется передать все или часть функций диспетчерского контроля и управления на более низкий уровень, а также в случаях, когда использование другой топологической структуры экономически не оправдано из-за отсутствия требуемых каналов связи или высокой стоимости их организации.

Особенности:

• На каждом уровне иерархии может быть организовано рабочее место АРМ;

• Время реакции зависит от пропускной способности каналов и количества уровней иерархии

Комбинированной структурой считается структура, содержащая в своем составе фрагменты комплексов различных структур. При проектировании комплексов такой структуры необходимо произвести тщательный анализ распределения информационных потоков и допустимого времени реакции всех компонентов системы.

 

Рис. 7. Система с комбинированной структурой.

Кольцевая структура представлена на рис.8