Opis konstrukcji i podstawowe dane techniczne.

Transkrypt

1 Opis_ogolny_UTXvSZR Opis konstrukcji i podstawowe dane techniczne. 1 CHARAKTERYSTYKA BUDOWA I PODSTAWY DZIAŁANIA UKŁAD FUNKCJONALNY PODSTAWOWE PARAMETRY TECHNICZNE PROGRAMOWANE PARAMETRY ZABEZPIECZENIA Zabezpieczenie : ZSN 5E/RT od: v. 2.0 UTXvSZR od: v. 1.0 C omputers & C ontrol Katowice Al. Porcelanowa 11 1

2 1 Charakterystyka. Opis_ogolny_UTXvSZR Charakterystyka. UTXvSZR jest urządzeniem o bardzo rozbudowanych: funkcjach przełączeniowych i telesterowaniach. Zapewnia to: szybkie i niezawodne utrzymywanie zasilania na obiekcie. Urządzenie standardowo wyposażone jest w 3 porty transmisji szeregowej, pozwalający mu na pracę jako jednemu z elementów systemu CSR 5, zgodnie z protokołem: firm. XMD-CC bus lub IEC Zdalna jego obsługa obejmuje wszystkie dostępne funkcje urządzenia. Standardowo UTXvSZR charakteryzuje: - wieloprocesorowy system pomiarowo-decyzyjny; - całkowicie cyfrowe przetwarzanie informacji; - galwaniczna separacja: wejść i wyjść (analogowych i dwustanowych); - rejestracja: zdarzeń i zakłóceń (8 kanałów analogowych i 15 kanałów cyfrowych); - 3 banki nastaw (jeden fabryczny i 2 pozostałe, do swobodnego wyboru); - rejestrator zdarzeń oraz zakłóceń; - funkcje sterownicze terminal polowy; - raportowanie przebiegu przełączania zakłócenia; - 24 funkcje logiczne do projektowania własnych algorytmów; - dodatkowe 8 funkcji prostych I/O służących do sygnalizacji; - port COM 1 transmisji szeregowej, pozwalający na pracę jako jednemu z elementów systemu nadrzędnego, zgodnie z jednym z wybranych protokołów: XMD CC bus lub IEC ; - program do konfiguracji i obsługi ruchowej: SAZ 2000; - lokalny wyświetlacz: alfanumeryczny - (4 wiersze x 20 znaków) lub graficzny - 16 diodowa (programowana dla 15 diod) synoptyka; - 8 lub 11 kluczowa klawiatura; C omputers & C ontrol Katowice Al. Porcelanowa 11 2

3 2 Budowa i podstawy działania. Opis_ogolny_UTXvSZR Budowa i podstawy działania. Poniższy rysunek przedstawia schemat blokowy maksymalnej konfiguracji zabezpieczenia typu: UTXvSZR. U1, U2, U3, U4, U5, U6, U7, U8 A n A A / D Pulpit lokalny IA 1-11 IB 1-15 IC 1-11 ID 1-15 IF 1-11 I N Dn PS PM PA 1-8 PB 1-14 PC 1-8 PD 1-14 P K 1 Pu LT RS 485 RS 232 / CL Ethernet Wielkości pomiarowe: napięć dołączane są do złącza AnA modułu przetwornika analogowo-cyfrowego A/D. Szybkie 16 bitowe przetworniki zapewniają precyzyjne przetwarzanie cyfrowe sygnałów z krokiem co: 1[ms]. Próbki cyfrowe zapamiętuje procesor: PS, a następnie po wstępnej obróbce, przekazuje je do procesora PM. Tam przy pomocy szybkiej transformaty Fourier'a oraz po scałkowaniu ich wg. wzoru Eulera, wyznaczane zostają współrzędne wektorów oraz moduły napięć. Ze względu na zastosowany algorytm pomiarów urządzenie ma czas własny równy 20 ms. Obliczone dane obrabiają inne procedury procesora PM. Na podstawie ustawionych parametrów pracy oraz aktualnego stanu sygnałów wejściowych, procesor PM podejmuje decyzje oraz poprzez moduły wyjściowe PA, PB, PC, PD steruje obwodami wyłączników i obwodami sygnalizacji. Równocześnie, zaprogramowane sygnały i komunikaty wyprowadzane zostają na pulpit lokalny zabezpieczenia. Moduł PM dołączony jest do modułu łączy teletransmisyjnych RS 485, RS 232, CL oraz Ethernet. Zapewnia to połączenie urządzenia z systemem nadrzędnym, zgodnie z protokołem: firmowym: - XMD-CC-bus - IEC: C omputers & C ontrol Katowice Al. Porcelanowa 11 3

4 3 Układ funkcjonalny. Opis_ogolny_UTXvSZR Układ funkcjonalny. W zabezpieczeniu typu: UTXvSZR można wyróżnić następujące moduły: - moduł napięciowy; - moduł łącznikowy; - moduł stanów układu; - moduł pobudzeń i programów; - funkcje sterownicze terminal polowy; - 24 funkcje logiczne do projektowania własnych algorytmów; - dodatkowe 8 funkcji prostych I/O służących do sygnalizacji; Poniżej przedstawiono uproszczony schemat funkcjonalny UTXvSZR. moduł napięciowy moduł łącznikowy T system Obwody wejściowe moduł stanów układu Układ sterowania wyłącz. Obwody wyjściowe moduł pobudzeń i programów FXL 1 24 Terminal polowy RZK Synoptyka Panel sterowania Łącza teletransmisyjne Diagnostyka RZD Schemat funkcjonalny zabezpieczenia UTXvSZR. Urządzenie należy traktować jako szereg niezależnych modułów funkcjonalnych, które mogą być powiązane w swoim działaniu, przez odpowiednie "skonfigurowanie" urządzenia przez użytkownika. Proces "konfigurowania" polega na odpowiednim zaprogramowaniu funkcji: wejściowych, logicznych i wyjściowych poszczególnych modułów. Funkcjonalny podział urządzenia jest bardzo głęboki. Wyżej wymienione elementy urządzenia mogą być, (jak już wspomniano wcześniej), praktycznie dowolnie, funkcjonalnie powiązane ze sobą. W celu dokładnego wyjaśnienia tematu konfigurowania urządzenia, poniżej przedstawiono definicje i objaśnienia dotyczące funkcji: wejściowych, logicznych i wyjściowych. C omputers & C ontrol Katowice Al. Porcelanowa 11 4

5 3 Układ funkcjonalny. Opis_ogolny_UTXvSZR Aby zrozumieć tę cechę urządzenia koniecznie należy zapoznać się z kilkoma poniższymi definicjami. Definicja 1. Moduł - jest funkcjonalną częścią urządzenia, przeznaczoną do realizacji ściśle określonej funkcji. Definicja 2. Funkcja wejściowa - to umowne wejście, sterujące działaniem danego modułu funkcjonalnego urządzenia. Definicja 3. Funkcja wyjściowa - to umowne wyjście danego modułu funkcjonalnego urządzenia, przeznaczone do generacji sygnału wskazującego stan pracy tego modułu. Definicja 4. Sygnały wejściowe grupy IA: to fizyczne wejścia transoptorowe, wprowadzane do urządzenia poprzez łącze IA (patrz schemat przyłączeń UTXvSZR). Definicja 5. Sygnały wejściowe grupy IB: to fizyczne wejścia transoptorowe, wprowadzane do urządzenia poprzez łącze IB (patrz schemat przył. UTXvSZR). Definicja 6. Sygnały wewnętrzne grupy SWE: to umowny rejestr o 31 komórkach pamięciowych ( bitach ) ponumerowanych od: 1 do: 31. Każda komórka posiada wejście i wyjście. Do każdej komórki, poprzez jej wejście, może być wpisywana wartość jednej lub wielu funkcji wyjściowych (zawartość komórki określa zawsze ostatnio wykonywana przez nią funkcja wyjściowa ). Wyjście każdej komórki może być użyte do sterowania dowolną funkcją wejściową. Definicja 6. Sygnały wewnętrzne grupy REJ: to umowny rejestr o 15 komórkach pamięciowych ( bitach ) ponumerowanych od: 1 do: 15. Każda komórka posiada wejście. Do każdej komórki, poprzez jej wejście, może być wpisywana wartość jednej lub wielu funkcji wyjściowych (zawartość komórki określa zawsze ostatnio wykonywana przez nią funkcja wyjściowa ). Wyjście każdej komórki może być użyte do sterowania wejściem dwustanowych rejestrowanym w rejestratorze zakłóceń. Definicja 7. Funkcja logiczna - jest jednym z 24 modułów funkcjonalnych, realizujących wyrażenie logiczne o postaci: fxl = (Top) (A x B + C x D); - suma dwóch iloczynów argumentów fxl = (Top) (A + B + C + D); - suma czterech argumentów fxl = (Top) (A x B x C x D); - iloczyn czterech argumentów fxl = (Top) (S=(A x B), R=(C x D)+zas); - przerzutnik RS* (iloczyn na wejściach) fxl = (Top) (S=(A x B), R=(C x D)); - przerzutnik RS (iloczyn na wejściach) fxl = (Top) (S=(A + B), R=(C + D)+zas); - przerzutnik RS* (suma na wejściach) fxl = (Top) (S=(A + B), R=(C + D)); - przerzutnik RS (suma na wejściach) fxl = (Impuls) (A + B + C + D); - przerzutnik RS (suma na wejściach) fxl = (Fala) (S=(A + B + C + D), R=reset sygnal.;- przerzutnik RS (suma na wejściach) fxl = (Zatrzask) (S=(A + B + C + D), R=reset syg;- przerzutnik RS (suma na wejściach) gdzie : A, B, C, D są argumentami wyrażenia w postaci prostej lub zanegowanej i mogą odpowiadać : - 0 logicznemu ( NIE ), - 1 logicznej ( TAK ), - stanowi jednego fizycznego wejścia z grupy sygnałów: IA: 1-11, - stanowi jednego fizycznego wejścia z grupy sygnałów: IB: 1-15, - stanowi jednego fizycznego wejścia z grupy sygnałów: IC: 1 11, - stanowi jednego fizycznego wejścia z grupy sygnałów: ID: 1 15, - stanowi jednego fizycznego wejścia z grupy sygnałów: IF: 1 11, - stanowi sygnału wyjściowego funkcji logicznej jednej z: FXL: 1-24, - stanowi sygnału wyjściowego sygn. wewnętrznych jednego z: SWE: Top - jest programowanym czasem opóźnienia. * - zerowanie stanu przerzutnika po utracie zasilania; C omputers & C ontrol Katowice Al. Porcelanowa 11 5

6 3 Układ funkcjonalny. Opis_ogolny_UTXvSZR Definicja 8. Wartość funkcji wejściowej - może być równa jednej z następujących wartości : - 0 logiczne ( NIE ), - 1 logiczna ( TAK ), - stanowi jednego fizycznego wejścia z grupy sygnałów: IA: 1-11, - stanowi jednego fizycznego wejścia z grupy sygnałów: IB: 1-15, - stanowi jednego fizycznego wejścia z grupy sygnałów: IC: 1 11, - stanowi jednego fizycznego wejścia z grupy sygnałów: ID: 1 15, - stanowi jednego fizycznego wejścia z grupy sygnałów: IF: 1 11, - stanowi sygnału wyjściowego funkcji logicznej jednej z: FXL: 1-24, - stanowi sygnału wyjściowego sygn. wewnętrznych jednego z: SWE: Definicja 9. Wartość funkcji wyjściowej - może być równa : - 0 logiczne ( NIE ), - 1 logiczna ( TAK ). Definicja 10. Wyjściem dla funkcji wyjściowej - jest miejsce przeznaczenia, do którego wpisywana jest wartość funkcji wyjściowej, a którym może być: - jeden z fizycznych przekaźników sygnalizacyjnych z grup: PA, PB, PC, PD - jedna z piętnastu diod sygnalizacyjnych typu LED, umieszczona na przednim panelu urządzenia, - jedna z komórek rejestru grupy sygnałów wewnętrznych: SWE: 1 31, służąca do zapętleń; - jedna z komórek rejestru grupy sygnałów wewnętrznych: REJ: 1 15, służąca do rejestracji; - sygnał sterujący pobudzeniem rejestracji zakłóceń. UTXvSZR posiada ściśle zdefiniowaną listę dostępnych funkcji wyjściowych. W czasie programowania (konfigurowania) UTX, każdą funkcję wyjściową można ustawić według następującego szablonu : Sterowanie przekaźnikiem: Tak/Nie Grupa: PA, B, C, D Numer przekaźnika 1-8 (12, 14) Typ -- Sterowanie diodą LED: Tak/Nie Numer diody LED 1-15 Typ -- Sygnał wewnętrzny: Tak/Nie Numer sygnału 1-31 Sygnał wewnętrzny: Tak/Nie Numer sygnału 1-15 Pobudzenie rejestratora: Tak/Nie Poziom sygnału przybrać może następujące postaci : _--_ - dynamiczną - tzn. jest aktywny tak długo, jak długo trwa przyczyna wygenerowania tego sygnału, -- - statyczna - tzn. sygnał jest aktywny od momentu pojawienia się przyczyny, aż do chwili, gdy nie zostanie on skasowany przez obsługę. Podobnie jest z funkcjami wejściowymi. Poszczególne moduły, jak np. stopnie zabezpieczenia nadprądowego wyposażone są w funkcje wejściowe sterujące np. blokadą/uaktywnieniem danego stopnia nadprądowego. W czasie programowania ( konfigurowania ) UTXvSZR każdą funkcję wejściową ustawić można według następującego szablonu : Funkcja załączona: Tak/Nie, Wejście sterujące: Tak/Nie, Numer wejścia: IA: 1-11, IB: 1-15, IC: 1-11, ID: 1-15, IF: 1-11, FXL: 1-24, SWE: 1-31, Poziom aktywny: niski/wysoki ( 0 / 1 logiczna ), W praktyce, często występuje konieczność uwarunkowania działania danego modułu urządzenia sygnałem wyjściowym generowanym przez inny moduł. Aby sygnał funkcji wyjściowej generowany przez np. moduł X mógł być użyty do sterowania funkcją wejściową modułu Y należy wpierw: - sygnał funkcji wyjściowej modułu X przypisać do grupy sygnałów SWE o nr i, - do funkcji wejściowej modułu Y przypisać (jako sygnał sterujący), sygnał grupy SWE o nr i lub wyjście np. jednej z funkcji logicznej: FXL: 1-24, w której jednym z argumentów jest sygnał: SWE nr i. Z powyższego wynika iż : Aby sygnał funkcji wyjściowej danego modułu funkcjonalnego mógł być dostępnym jako sygnał użyteczny (do sterowania funkcją wejściową innego modułu), musi być on przypisany do jednej z 31 komórek: SWE: W rozdziale: Funkcje wej. wyj. logiczne przedstawiono szczegółowo w/w tematykę. C omputers & C ontrol Katowice Al. Porcelanowa 11 6

7 4 Podstawowe parametry techniczne. Opis_ogolny_UTXvSZR Podstawowe parametry techniczne. Typowy czas zadziałania dla różnych typów pobudzeń: - napięciowe - 20[ms]; - łącznikowe - 10[ms]; - żądanie PPZ (od funkcji wejściowej) - 10[ms]; - żądanie PPZ (z systemu) - 5[ms]; Ilość wejść analogowych: - 8; Ilość wejść napięciowych: - 8; (U 1, U 2, U 3, U 4, U 5, U 6, U 7, U 8) - wartość nominalna napięcia Un: - 57,7[V]; - zakres pomiarowy napięcia: Un; - wytrzymałość przeciążeniowa wejścia napięciowego 3Uo oraz napięć fazowych- 2[Un] / trwale; Pobór mocy wejść analogowych - napięciowych - max. 0.35[VA], dla U = 1[Un]; Wytrzymałość izolacji - 2.5[kV] AC/DC; Ilość wejść dwustanowych: - 25 ( w 10 grupach ); - zakres napięć [V] DC, max. 3[mA]; Ilość wyjść dwustanowych: - 24 ( z tego 10 programowalnych ) - wytrzymałość - 250[V]/8[A]AC, 250[V]/0.3[A]DC; Obudowa: - kaseta 3U (64,84), CPRO (63,84) Zasilanie: Pobór mocy: [V] DC/AC; - max. 20[VA]; Temperatura pracy: - 5[ 0 C] - 40[ 0 C]; Temperatura przechowywania: - -10[ 0 C] [ 0 C]; Ciężar: - 5[kg]; Rejestrator zakłóceń - pojemność: - 8 zdarzeń; Ilość rejestrowanych wielkości analogowych do: - 8; Ilość sygnałów dwustanowych: - 16; Czas pojedynczego zakłócenia: - 400[ms] przedawaryjny; 1900[ms] awaryjny; Pojemność rejestratora zdarzeń: - min rekordów; Długość rekordu: - 50 bajty ( 400 bitów ); Interfejs inżynierski: - RS232, CL i Ethernet ( galwaniczna separacja ); Interfejs do systemu nadrzędnego: - RS485 ( galwaniczna separacja ); Typ transmisji: - asynchroniczny; Szybkość transmisji: do 57600[bitów/s]; UTXvSZR wymaga następujących sygnałów pomiarowych : U 1, U 2, U 3, U 4, U 5, U 6, U 7, U 8 C omputers & C ontrol Katowice Al. Porcelanowa 11 7

8 5 Programowane parametry zabezpieczenia. Opis_ogolny_UTXvSZR Programowane parametry zabezpieczenia. Generalnie UTXvSZR posiada trzy zestawy parametrów. Każdy zestaw zawiera komplet nastawień. Dwa zestawy parametrów operacyjnych: PAR.NR. 1 oraz PAR.NR. 2 są całkowicie niezależne. Wybór aktywnego zestawu parametrów odbywa się poprzez zmianę stanu wejścia PAR_SEL (programowanego), przy pomocy lokalnego pulpitu lub poprzez łącze teletransmisyjne. Programowanie możliwe jest z: pulpitu lokalnego lub komputera z systemem SAZ 2000, ale wyłącznie przy odblokowanym urządzeniu. Blokada zapisu parametrów dokonywana jest za pomocą systemu haseł. Dodatkowy zestaw parametrów (fabrycznych) ulokowany jest w pamięci stałej typu: Flash, ustawiany jest on w firmie C&C, zgodnie z wymaganiami Klienta. Zestaw ten używany jest do pracy w przypadku wybrania go przez użytkownika lub w przypadku uszkodzenia pamięci parametrów operacyjnych. Wybór aktywnego zestawu parametrów dokonywany jest przy pomocy funkcji PAR SEL, dostępnej z pulpitu lokalnego lub zdalnie przy pomocy łącza teletransmisyjnego i programu SAZ Istnieją cztery możliwości ustawienia aktywnego zestawu parametrów: - programowo numer 1, - programowo numer 2, - programowo fabryczny, - wybór zestawu na podstawie stanu dedykowanego wejścia: PAR SEL. Wybór aktualnego zestawu parametrów przy pomocy wejścia PAR. SEL dokonywany jest według zasady : - stan niski oznacza wybór zestawu numer 1, - stan wysoki oznacza wybór zestawu numer 2. Zmiana parametrów pracy powoduje zawsze zerowanie urządzenia! Maksymalny czas powrotu urządzenia ( po restarcie) do normalnej pracy wynosi około: 350[ms]. Poniżej zamieszczono kilka ogólnych uwag, charakteryzujących zasady programowania zabezpieczenia UTXvSZR: 1. Zestaw parametrów podzielony jest na grupy tematyczne : 1. główne 2. stany układu 3. człony napięciowe 4. pobudzenia i programy 5. proste funkcje we-wy 6. mostki na przekaźniki 7. funkcje logiczne 2. Wszystkie funkcje mogą być uzależnione od stanu: - jednego z 11 fizycznych wejść binarnych grupy IA (1 11), - jednego z 15 fizycznych wejść binarnych grupy IB (1 15), - jednego z 11 fizycznych wejść binarnych grupy IC (1 11), - jednego z 15 fizycznych wejść binarnych grupy ID (1 15), - jednego z 11 fizycznych wejść binarnych grupy IF (1 11), - jednego ze sygnałów wewnętrznych: SWE (1-31), - oraz jednej z piętnastu funkcji logicznych: FXL: (1 24). Przy czym, zarówno numer wejścia i poziom aktywności jego sygnału są programowane. Dla wszystkich wejść obowiązuje generalna zasada, iż wybranie numeru wejścia równego: "0" - oznacza brak przypisanego wejścia sterującego do danej funkcji zabezpieczenia. Jedno wejście może być przypisane (sterować) dowolną ilością funkcji. C omputers & C ontrol Katowice Al. Porcelanowa 11 8

9 5 Programowane parametry zabezpieczenia. Opis_ogolny_UTXvSZR Przebieg pracy zabezpieczenia może być sygnalizowany lub monitorowany przy pomocy: - 8 lub 16 lub 24 wyjść przekaźnikowych, - 16 wyjść synoptycznych ( LED na płycie czołowej UTX ) - oraz 15 wejść rejestratora zakłóceń. Przewiduje się łatwą i tanią możliwość zwiększenia ilości: wejść dwustanowych i wyjść przekaźnikowych poprzez dołożenie pakietów wejść i wyjść do samego urządzenia. Każdej z kilkudziesięciu funkcji wyjściowych można przypisać dowolne: wyjście przekaźnikowe, dowolne wyjście synoptyczne i dowolny sygnał wewnętrzny. Dane wyjście może być przypisane dowolnej liczbie funkcji wyjściowych. Poziom aktywny wyjść synoptycznych i przekaźników sygnalizacyjnych oraz sygnałów wewnętrznych jest sztywny i zawsze wysoki ( 1 ). Dodatkowo dla wyjść synoptycznych i przekaźników, istnieje możliwość określenia tego, czy sygnał ma mieć charakter dynamiczny, czy też statyczny. Charakter statyczny oznacza, że sygnalizacja wystąpienia sygnału wyjściowego trwa od jego pojawienia się, aż do jej ręcznego skasowania. Charakter dynamiczny determinuje trwanie sygnalizacji tylko w czasie aktywności danego sygnału wyjściowego. Sygnały wewnętrzne posiadają zawsze charakter dynamiczny. Dla wszystkich wyjść obowiązuje generalna zasada, iż wybranie numeru wyjścia równego: "0" oznacza brak przypisanego wyjścia dla danej funkcji zabezpieczenia. C omputers & C ontrol Katowice Al. Porcelanowa 11 9