Тест-драйв ARIS C303

Казалось бы, разработать контроллер – дело не хитрое, и текущее состояние элементно-технической базы способствует этому. Разработал кросс-плату, модули различного функционального назначения, базовое и простейшее прикладное программное обеспечение (ПО). И вперед – покорять рынок! Но на деле оказывается не все так просто, при разработке устройства, предназначенного для выполнения специализированных задач мониторинга и управления электрическими процессами, возникает  большое количество тонкостей и нюансов.

Желание продукт-менеджеров создать прибор с максимально универсальным, инновационным функционалом, работающим в жестких условиях (температурных ЭМС и др.), и при этом простым в эксплуатации для конечных пользователей – сложная задача.

Все требования к устройству должны быть учтены, точно отражены постановщиком задачи в техническом задании и скрупулезно выполнено разработчиками.

Разработчиками должна быть тщательно продумана как аппаратная, так и программная архитектура устройства, удобный и простой пользовательский интерфейс. Если реализуется поддержка проприетарных протоколов, внутри компании должна быть предусмотрена система отслеживания их версий и модернизации ПО. И еще много чего, что скрыто от глаз инженера, не являющегося разработчиком.

Как вы поняли, на этот раз мы будем тестировать контроллер. Прибор – ARIS C303 – нам предоставила компания «Прософт-Системы», и мы посмотрим, как они справились с на самом деле достаточно сложной задачей разработки контроллера. Особое внимание обратим на возможности устройства с точки зрения МЭК 61850.

Внешний вид и конструктив

Встречают по одежке, а провожают по уму. Так будем делать и мы. Один раз ознакомившись с устройством, далее его будет сложно спутать с каким-то другим, если, конечно, никто не скопирует разработку «Прософт-Системы». Угловатый алюминиевый корпус 19 дюймов, черная матовая лицевая панель, большой яркий 5,7 дюймовый дисплей с высоким разрешением (способный отображать анимированные однолинейные схемы), клавиатура, ключ выбора режима управления коммутационным оборудованием (рис. 1).

ARIS
Рис. 1. Лицевая панель устройства.

На лицевой панели также размещены служебные интерфейсы и светодиодная индикация. Все сосредоточено в одном месте и выглядит достаточно лаконично. Управлять настройками устройства, используя кнопки клавиатуры, удобно. Устройство выполнено по модульной схеме, имеет 14 слотов для установки плат. Доступ к платам и их интерфейсам открыт с тыльной стороны устройства (рис. 2).

ARIS
Рис. 2. Вид сзади.

Платы, платы, платы…

Монстр, как и полагается контроллеру. ARIS C303, помимо оснащения одним или двумя модулями источника питания, одной или двумя процессорными платами, может оснащаться до 14 модулями различного функционального назначения. Модули бывают следующие:

  • измерения и осциллографирования с непосредственным подключением к измерительным ТТ и ТН;
  • измерения и осциллографирования с приемом до 4 потоков МЭК 61850-9-2LE;
  • коммуникационные с интерфейсами RS-485, RS-232 и Ethernet.
  • дискретного ввода 24 В (8 или 15 каналов) или 220 В (7 или 15 каналов);
  • дискретного ввода 220 В (15 каналов) с возможностью установки уровней срабатывания и режекцией;
  • дискретного вывода 24 В (8 каналов) или 220 В (8 каналов);
  • аналогового ввода тока (0…5 мА, 4…20 мА, 0…20 мА);
  • аналогового ввода напряжения (0…1 В, 0…5 В, -10…+10 В, 0…10 В);
  • телеуправления с поддержкой режима предварительного выбора объекта управления (220 В).

В тестированном контроллере были предустановлены следующие модули: два 15-канальных модуля дискретных входов на 220 В, два 8-канальных модуля дискретных выходов на 220 В, 8-канальный модуль ввода аналоговых сигналов и модуль измерения и осциллографирования с возможностью прямого подключения к ТТ и ТН. Кроме этого, в устройстве были установлены и базовые модули: один модуль источника питания, процессорная плата с приемником точного времени GPS/GLONASS.

Процессорная плата отвечает за синхронизацию времени. На ее борту имеется встроенный модуль GPS/GLONASS – достаточно к устройству подключить антенну, и устройство будет синхронизировано по времени. Альтернативные возможности – синхронизация по протоколу NTP от сервера точного времени либо синхронизация с использованием источника точного времени Prosoft GPS Module с подключением его через порт RS-485 по протоколу TSIP с поддержкой эталонного сигнала PPS. Здесь также уместно отметить, что устройство способно выполнять роль NTP-сервера.

Контроллер способен работать в температурных диапазонах от -40 до +55°С, а также в самых жестких условиях ЭМС в соответствии с требованиями ОАО «ФСК ЕЭС». Стоит отметить, что на этапе разработки всё оборудование производства «Прософт-Системы» проходит испытания по параметрам ЭМС и безопасности, а также первичную поверку в аккредитованных испытательной и поверочной лабораториях.

Функциональность

Имея такой богатый состав модулей, прибор должен обладать и соответствующей функциональностью. И он обладает. Устройство способно вести расчет нескольких десятков электрических параметров, в том числе параметров качества электроэнергии. Все это – в дополнение к алгоритмам оперативных блокировок и пользовательских алгоритмов (которые строятся на основе языка функциональных блоковых диаграмм – Function Block Diagrams), функции учета электроэнергии и записи осциллограмм в формате Comtrade.

С точки зрения поддержки коммуникационных протоколов для решения задачи сбора данных и передачи их на верхний уровень устройство также впечатляет: поддерживаются и МЭК 61870-5-101, 104, 103, и Modbus (RTU/ASCII/TCP), SPA, СТАРТ и еще ряд проприетарных протоколов.

Реализована также поддержка стандарта МЭК 61850. И на этом мы остановимся более подробно.

Реализация МЭК 61850

Рассмотрение реализации МЭК 61850 в контроллере начнем с объектной модели (рис. 3). Здесь она динамическая: может изменяться в зависимости от состава установленных модулей. Логика следующая: каждому установленному модулю соответствует определенный логический узел с определенным числом объектов данных (соответствующим, например, для модуля дискретных входов, числу каналов). Исходно пользователь не почувствует того, что модель динамическая (устройство поставляется предварительно сконфигурированным), однако может столкнуться с этой особенностью при добавлении/удалении модулей. Для представления дискретных сигналов используются узлы GGIO. Но в ходе общения мы выяснили, что специалисты «Прософт-Системы» думают о том, как уйти от этого недостатка.

pic02
Рис. 3. Объектная модель устройства.

Что касается поддерживаемых моделей информационного обмена, устройство может:

  • принимать роль издателя и подписчика GOOSE-сообщений (назначение в соответствии с МЭК 61850-8-1);
  • принимать роль подписчика Sampled Values (назначение в соответствии с МЭК 61850-9-2LE) (прием до 4-х потоков МЭК 61850-9-2LE 80 или 256 точек/период);
  • быть как клиентом, так и сервером, реализуя модели буферизируемых/небуферизируемых отчетов, управления.

Как видно, устройство может многое. Самое время посмотреть, как эта универсальность сказывается на удобстве параметрирования, учитывая, что параметрирование ведется через веб-интерфейс.

Удобство параметрирования

Web-интерфейс как средство параметрирования устройств релейной защиты и автоматики является, пожалуй, самой неоднозначной чертой, имеющей как своих сторонников, так и противников. Его сторонники утверждают, что полная настройка терминала с использованием одного лишь браузера удобна своей неприхотливостью к операционной системе, установленной на настроечном ПК, и отсутствием необходимости в дополнительных программах, использование которых, как правило, только усложняет процесс настройки. Противники в свою очередь заявляют о невозможности одновременного параметрирования системы из нескольких устройств, что позволяют делать конфигураторы некоторых именитых производителей.

Абстрагируясь от вопросов субъективного восприятия, попробуем оценить удобство настройки контроллера ARIS C303 с помощью его Web-интерфейса.

После задания в поисковой строке браузера нужного IP-адреса, нажатия кнопки Enter и последующей авторизации перед нами открывается аккуратная, не перегруженная элементами, страница настройки устройства.

Меню разделено на семь разделов, расположенных в шапке таблицы в виде выпадающих списков, а также продублированных в виде древовидной структуры, доступной пользователю после выбора пункта с привлекательным названием «Хотите увидеть список доступных вам сервисов?».

Нам же, в первую очередь, хочется понять, насколько удобно производить настройку контроллера на прием/передачу данных по условиям стандарта МЭК 61850.

Процедура настройки устройства на передачу данных посредством моделей общего объектно-ориентированного события (GOOSE) и отчетов (Reporting) стандартна и интуитивно понятна.

Как всегда, создается набор данных (нажимаем на раздел «Наборы данных» правой кнопкой мыши и выбираем пункт меню «Добавить набор данных»), в него включаются необходимые объекты/атрибуты данных из информационной модели (рис. 4). Последнее производится путем навигации по объектной модели устройства и проставлением отметок «Включить в набор данных» для отдельных объектов/атрибутов. В принципе, все удобно. Есть, правда, одно неудобство: надо всегда подтверждать свои действия выбором пункта меню «Применить изменения», и делать это надо для каждого элемента данных, включаемого в набор данных. В конфигураторах, реализованных в виде отдельной программы, процедура создания набора данных, как правило, осуществляется путем перетаскивания требуемых элементов данных из одной области в другую с однократным подтверждением процедуры создания набора данных. Удобнее.

pic03
Рис. 4. Создание набора данных.

Хотим передавать GOOSE – аналогичным образом создаем управляющий блок передачей GOOSE (рис. 5). Затем открываем его структуру и задаем значения. Здесь все удобно. Набор данных можно выбрать из выпадающего списка. Приятно, что настройка управляющего блока сопровождается подсказкой о допустимом диапазоне MAC-адреса назначения. Это заставляет задумать об этом параметре, важном, когда идет речь об ограничение неконтролируемого распространения трафика по сети.

pic04
Рис. 5. Настройка управляющего блока передачей GOOSE-сообщений.

Абсолютно точно так же удобно и интуитивно настраивать управляющие блоки передачей буферизируемых (рис. 6) и небуферизируемых отчетов (рис. 7).

pic05
Рис. 6. Настройка управляющего блока передачей буферизированных отчетов.
pic06
Рис. 7. Настройка управляющего блока передачей небуферизированных отчетов.

Все хорошо и удобно, но мы были бы не мы, если бы не нашли и некоторые недостатки.

При настройке отчетов нам бросилось в глаза отсутствие возможности задания параметра «Время буферизации» для небуферизированных отчетов. Такое ощущение, что сюда вкралось какое-то недоразумение, – ведь этот параметр, определяющий интервал времени, на котором данные будут агрегированы в единый отчет, и как параметр он должен существовать как для буферизированных, так и не для буферизированных отчетов.

Еще мы обратили внимание на то, что некорректно именованы некоторые опциональные поля, которые могут быть включены в отчет: например, вместо «Ссылка на объекты/атрибуты данных» (data-reference) присутствует пункт «Ссылка на блок управления отчетом» (configRef???), хотя последней опции стандарт этого не предполагает.

Для буферизированных отчетов нет возможности настроить передачу опционального поля «Переполнение буфера» (buffer-overflow); как для буферизированного, так и не для буферизированного нет возможности настроить передачу опционального поля «Номер конфигурации» (conf-revision).

Для буферизированных отчетов нет возможности настроить передачу опционального поля «Переполнение буфера» (buffer-overflow); как для буферизированного, так и не для буферизированного нет возможности настроить передачу опционального поля «Номер конфигурации» (conf-revision).

Настройка устройства на прием данных выполнена без преувеличения великолепно. В пункте меню «Прием данных» требуется ввести IP-адрес устройства, от которого вы хотите получать данные и выбрать пункт меню «Создать» (рис. 8).

pic07
Рис. 8. Загрузка конфигурации сервера.

ARIS C303 загрузит конфигурацию сервера по MMS, которую сразу же можно будет просмотреть в активировавшемся пункте меню «Описание устройства» (рис. 9). Там же вы сможете сформировать CID файл сервера по дереву MMS.

pic08
Рис. 9. Визуализация объектной модели сервера.

Далее можно просмотреть наборы данных (рис. 10), созданные на сервере, а также имеющиеся управляющие блоки передачей отчетов (рис. 11) и GOOSE-сообщений (рис. 12).

pic09
Рис. 10. Наборы данных сервера.
pic10
Рис. 11. Управляющие блоки передачей отчетов сервера.
pic11
Рис. 12. Управляющие блоки передачей GOOSE-сообщений сервера.

Для того чтобы «подписаться» на прием данных посредством доступных отчетов и GOOSE-сообщений, достаточно перейти в пункт меню «Отчеты» (рис. 11) или «GOOSE-сообщения» (рис. 12), отметить интересующий управляющий блок передачей и далее выбрать пункт меню «Применить».

Для отчетов потребуется отметить условия, по которым будет производиться передача данных, а также определить опциональные поля, которые будут включаться в отчет наряду с данными (рис. 13).

pic12
Рис. 13. Настройка управляющего блока передачей отчетов сервера.

Для принимаемых GOOSE можно создать каналы служебной информации (рис. 14): подсчет пропущенных сообщений, отображение значений номера состояния, номера в последовательности сообщений и др. Далее эти данные можно использовать в работе.

pic13
Рис. 14. Создание каналов служебной информации для GOOSE-сообщений.

Все параметрирование на прием данных делается практически в один клик.

Для того чтобы изменения вступили в силу, требуется перезагружать контроллер, что занимает некоторое время. Но в это время вам не придется скучать – на экране появляются полезные подсказки по работе с контроллером (рис. 15). Они действительно полезные.

pic14
Рис. 15. Подсказки, отображаемые при перезагрузке устройства.

Недостатки в части настройки на прием данных перекочевали из процедуры настройки на передачу данных. Для небуферизированных отчетов, доступных на сервере, вы не сможете задать значение параметра «Время буферизации» – такого поля нет; характерны и те же самые замечания для опциональных полей.

В целом по удобству параметрирования устройство заслуживает твердой оценки «хорошо». Интерфейс продуман и логичен.

Подводим итоги

Устройство показало себя достойным представителем отечественных микропроцессорных устройств автоматики (и не только). Оно проявляет себя стабильно хорошо во всех «дисциплинах»: внешний вид и эргономика, конструкция, функциональные возможности модулей, веб-интерфейс. Все на хорошем уровне. Далеко не про каждый отечественный продукт можно так сказать. Видно, что над прибором трудилась и продолжает трудиться большая команда специалистов. А значит, и мелким шероховатостям долго не протянуть.

Цифровая подстанция

(close)

 

Цифровая подстанция

(close)

Имя пользователя должно состоять по меньшей мере из 4 символов

Внимательно проверьте адрес электронной почты

Пароль должен состоять по меньшей мере из 6 символов

 

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: