Системы телемеханики типа TRACEC (Франция) являются микропроцессорными системами телеконтроля и телеуправления широкого назначения (энергетика, транспорт, водо-, газо-, нефтеснабжение и т.п.). В зависимости от объема выполняемых функций различаются два типа систем: большой емкости TRACEC 130 и уменьшенной емкости TRA
CEC 92.
Система TRACEC 130
Наряду с традиционными телемеханическими функциями ТУ, ТС, ТИТ, ТИИ (ТЕЛЕСЧЕТ) система обеспечивает ’’интеллектуальную” обработку данных:
передачу таблиц цифровых величин,
контроль аварийных пределов параметров, фильтрацию передаваемых параметров ТИ, контроль и передачу событий с меткой времени, представление данных на КП местному персоналу (дисплей, печать). Специальное исполнение устройств КП (с возможным добавлением микропроцессоров и памяти) предусматривает логическую обработку сигналов и передачу с КП обобщенных сигналов, суммирование параметров ТИ, сбор и ретрансляцию данных с малых подчиненных КП, обмен данными с соседними КП и т. п.
Методы передачи и кодирования информации.
Один ПУ (центральная станция) обслуживает множество КП (периферийных станций).
Таблица 5.8. Кодирование сообщений от КП к ПУ
Таблица 5.9. Кодирование сообщений от ПУ к КП; d = 10
При этом возможны следующие виды организации обмена данными: поочередная передача информации с КП по запросу ПУ (все передатчики КП коммутируются на общий приемный ПУ по многоточечной радиальной ’’один—TV” либо магистральной структуре);
непрерывная (циклическая) передача информации с КП; каждый КП передает информацию непрерывно, независимо друг от друга (многоточечная радиальная структура ’’один—один”). ПУ принимает информацию индивидуальными для каждого КП приемниками путем их высокоскоростного опроса с помощью демультиплексора (по такой схеме могут обслуживаться не более 80 КП) либо с помощью канальных
адаптеров (интерфейсных плат 1ST-130), выполняющих роль предпроцессоров обработки данных, принимаемых с каналов связи.
Передача контрольной информации может производиться: циклически, без приоритетов; с приоритетом ТС при изменении состояния; при изменении ТИ более чем на заданную величину по сравнению с предыдущим значением (плавающая апертура); при нарушении аварийных пределов ТИ; при передаче цифровых таблиц по требованию; после перерыва работы системы с общей передачей всех контролируемых данных.
Скорость передачи по каналам связи составляет 50, 100, 200, 600, 1200 Бод.
Структура сообщений: длина блока сообщений (кодограмма) - 45 бит; синхронизирующий сигнал — 45 бит фиксированной структуры.
Каждое сообщение содержит 9 слов по 5 бит в слове.
Для защиты от ошибок применен матричный контроль сообщений по ’’горизонтали и вертикали” (табл. 5.8). Каждый пятый бит является битом защиты по четности (защита по горизонтали — Н), девятое слово содержит четыре бита защиты по четности по вертикали — V и пятый бит Н — защита по четности девятого слова.
В направлении от КП к ПУ биты сообщения распределяются в соответствии с табл. 5.8.
В направлении от ПУ к КП для передачи приказов ТУ и телеустановок применяется специальный матричный код (45, 16) с двукратным кодированием. Код содержит четыре декады BCD (табл. 5.9).
Каждая кодограмма содержит одно синхрослово (табл. 5.10), адрес КП, вид и адрес сообщения и само сообщение.
Таблица 5.10. Синхрослово 45 бит
Надежность передачи. Для передачи команд ТУ и телеустановок обеспечивается расстояние Хэмминга d = 10. Обнаруживаются пакеты ошибок длиной до 22 бит. Для ТИ, ТС, ТСЧ и передачи таблиц ЦБИ расстояние Хэмминга d =4, обнаруживаются пакеты ошибок длиной до 7 бит. Фиксированный синхронный синхросигнал (длиной 45 бит) обеспечивает надежную синхронизацию сообщений, контролируя всевозможные сдвиги фаз между ПУ и КП.
Основные аппаратные модули (блоки).
Центральный микропроцессорный блок управления (ЦБУ) осуществляет функции программного управления работой схемы устройств ПУ к КП. Содержит микропроцессорный набор SBC 80/20, включая микропроцессор INTEL 8080, память на 4 Кбайт ОЗУ (RAM), 8 Кбайт ППЗУ (PROM), универсальный синхронно-асинхронный приемо-передающий элемент (USART). Возможно добавление элементов RAM и PROM, а также подсоединение дополнительного микропроцессора. В блок ЦБУ также входят: шинный контроллер, передающий управляющие воздействия от микропроцессора на общую магистраль ввода—вывода; стабилизированный источник питания; модем; часть логических элементов ввода—вывода (рис. 5.15).
Блок логических элементов ввода—вывода. Блок рассчитан на компоновку до 192 логических субблоков ввода—вывода, имеет собственные шины, которые через элемент логического интерфейса подсоединяются к общей магистрали ввода—вывода. Кроме того, еще 112 логических субблоков ввода—вывода устанавливаются в модуле ЦБУ устройства КП. Каждый субблок позволяет подключить до 8 логических цепей ввода—вывода.
Рис. 5.15. Основные аппаратные модули устройства КП TRACEC
Логические входы имеют следующие параметры:
напряжение — 24, 48, 60 или 110 В постоянного тока ± 20%; ток — 5 мА на вход в состояние ”1”;
разделение цепей — оптронами; уровень изоляции — 2 кВ, 50 Гц;
фильтрация — время нарастания большее или равное 5 мс.
Логические выходы обеспечивают разделение цепей путем установки на выходных субблоках контактных реле с максимальными напряжением и током соответственно 130 В и 5 А постоянного тока, разрывная мощность контакта — 100 Вт, уровень изоляции — 2 кВ, 50 Гц.
Блок аналоговых элементов ввода. Блок содержит 40, или 72, или 128 аналоговых входов (соответственно 5, 9 или 16 субблоков). Каждый субблок имеет один общий АЦП. Субблоки аналогового ввода объединены блочной шиной, которая через элемент входного аналогового интерфейса подсоединена к общей магистрали ввода—вывода.
Параметры аналогового входа :
входной ток — 2,5 + +2,5, или -5,0 + + 5,0, или —10,0 + + 10,0 мА; входное сопротивление — 2000, 1000 или 500 Ом соответственно; входное напряжение —2,5 + + 2,5, или 5,0 + + 5,0, или —10 ++ 10,0 В; число бит квантования — 12;
погрешность линейности преобразования ± 0,1% номинального значения;
сканирование входного сигнала (две возможные скорости сканирования) — посредством безъякорных реле (число срабатываний более 10, уровень изоляции 500 В) либо посредством ртутных реле (число срабатываний более 1010, уровень изоляции 2000 В).
Блок аналоговых элементов вывода
Субблок аналогового вывода содержит два выходных элемента, а всего их в блоке — до 32. Через один элемент аналогового интерфейса все субблоки аналогового вывода подсоединяются к общей магистрали ввода—вывода.
Параметры аналогового выхода:
выходной ток — 2,5 ++2,5, или —5,0+ + 5,0, или—10,0+ +10,0 мА;
максимальное сопротивление нагрузки 2400, 1200 или 500 Ом соответственно;
выходное напряжение —5,0 + +5,0 или —10,0 + +10,0 В с минимальным сопротивлением нагрузки 2000 Ом;
погрешность цифро-аналогового преобразования ± 0,5%;
уровень изоляции — 500 В, 50 Гц;
индивидуальный ЦАП на выход.
Конструктивные данные: стандартный шкаф системы TRACEC 130 размерами 2000 х 1000 х 65 с передней и задней дверцами. Шкаф вмещает до шести блоков (блок-каркасов) ввода—вывода и микропроцессорный блок ЦБУ. В дополнительном шкафу может размещаться до девяти блоков ввода—вывода.
Микропроцессорное устройство телемеханики TRACEC 92-Р. Для КП с относительно небольшими объемами ТУ, ТИ и ТС разработано специальное устройство телемеханики TRACEC 92-Р, которое может работать в комплексе с ПУ TRACEC 130 и TRACEC 92. Методы обмена телеинформацией между ПУ и КП и методы кодирования сообщений при этом полностью сохраняются.
Емкость TRACEC 92-Р ограничена числом субблоков ввода—вывода в блок-каркасах, размещаемых в настенном шкафу размерами 800 х 600 х 300. Максимальное число субблоков ввода—вывода ТУ, ТИ и ТС, включая субблок АЦП, составляет 18 по 16 однопозиционных ТУ, 16 однопозиционных ТС и 16 ТИ в каждом субблоке ввода- вывода. В пределах этого количества субблоков набирается функциональная емкость TRACEC 92-Р, например при 20 ТИ возможно иметь 112 ТУ (однопозиционных) и 144 ТС, либо 128 ТУ и 128 ТС и т. д.
Другим ограничением является объем памяти и возможности адресации модуля ЦБУ, включающего микропроцессор INTEL 8085 (длина слова 8 бит) и элементы памяти (256 байт RAM, 4 Кбайт PROM).
ЦБУ через шинный формирователь управляет магистралью ввода- вывода, на которую подключены все субблоки ввода—вывода, включая один общий АЦП.
Устройство TRACEC 92-Р обеспечивает высокую защищенность от выполнения ложной операции ТУ за счет применения специального помехозащищенного кода с кодовым расстоянием d = 10 и многочисленных проверок исправности выходных цепей ТУ.
Входы ТС опрашиваются с частотой 50 1/с. Состояние входов запоминается в ЦБУ, передача ТС происходит только в том случае, если изменение состояния обнаруживается подряд не менее чем в двух опросах.
