В наше распоряжение поступила установка Omicron CMC 356 с панелью управления и индикации CMC Control P и внешне это, пожалуй, одно из значительных отличий от того же РЕТОМ-61 (51). Панель подключается к самой установке отдельным кабелем Ethernet, по которому производится и информационное взаимодействие с установкой и питание самой панели управления (используется технология PoE – Power over Ethernet). Панель можно снять с корпуса установки и, будучи оснащенной на удивление качественным сенсорным экраном и поворотно-нажимным колесиком, она является альтернативным управляющим органом по отношению к ПК с предустановленным ПО Test Universe. Выглядит здорово, но использование ПК показалось более привычным решением для нас в итоге.

Так чем же здесь можно управлять? Установка оснащена двумя группами выходов по току (6 выходов, 0…32 А), одной группой выходов по напряжению (4 выхода, 0…300 В), 4 дискретными выходами и 10 дискретными/аналоговыми входами. Дополнительно имеется выход постоянного тока (0-264 В для питания испытуемых объектов) и 2 аналоговых входа постоянного тока (токовый: до +/- 20 мА; напряженческий: до +/- 10 В). Все эти интерфейсы расположены на лицевой панели устройства.

С обратной стороны имеются 2 порта Ethernet (для соединения с управляющим ПК, коммуникационный интерфейс МЭК 61850), порт USB (для соединения с управляющим ПК), интерфейс для подключения источника сигналов синхронизации времени (GPS/IRIG–B).

Тест-драйв испытательной установки CMC 356 мы производили с использованием следующих устройств: устройства сопряжения с шиной процесса МЭК 61850-9-2LE Reason MU320 (далее – УСШ) и устройства РЗА P841 с интерфейсом МЭК 61850-9-2LE (оба изделия – производства Alstom Grid).

Мы подумали, что именно такое сочетание испытуемых устройств позволит оценить возможность применения CMC 356 в современных комплексах РЗА и, кроме того, если все с установкой в порядке, то она поможет нам продемонстрировать, что концепция шины процесса работает. А этот вопрос интересует многих релейщиков сегодня. Начнем!

Сценарий 1: CMC 356 + УСШ + РЗА

Первый сценарий использования CMC 356, который было решено опробовать: подача аналоговых сигналов от CMC 356 на УСШ, которое в дальнейшем формирует поток Sampled Values (SV) на реле P841, с выполнением контроля факта срабатывания терминала через дискретный выход и по протоколу GOOSE одновременно. Помимо оценки работоспособности и удобства использования CMC 356 в подобных схемах также интересны и характеристики быстродействия работы связки УСШ+терминал РЗА, и, конечно, относительное сравнение быстродействия срабатывания защиты при передаче сигнала по GOOSE и по дискретному выходу.

Забегая вперед, хочется сказать, что за все время нашего тестирования софт ни разу не «глючил» и это оставило очень положительное впечатление.

Сегодня мы все привыкли к тому, что значительную роль при работе с различными комплексами играет программное обеспечение. Не исключение и наш случай. Управление всеми функциями CMC 356 происходит с помощью специального программного обеспечения – OMICRON Test Universe, работающего на ПК. Забегая вперед, хочется сказать, что за все время нашего тестирования софт ни разу не «глючил» и это оставило очень положительное впечатление. Интерфейс управляющей программы исполнен лаконично и дружелюбно. И это чувствуешь сразу после запуска. Например, одна из первых процедур, которую необходимо выполнить – это привязка устройства к ПК, который будет ею управлять. Исходные сетевые  настройки ноутбука, который мы использовали, и CMC 356 отличались – они находились в разных подсетях. Софт без промедления указал на это, но сделал не только это, а еще и предложил новые сетевые настройки для CMC. И не надо релейщику разбираться в том, что такое IP-адрес, маска и подсети. Приятно.

В ходе испытания мы использовали базовый испытательный модуль – Quick CMC. По сути, этот модуль идентичен режиму ручного управления в известной многим испытательной установке РЕТОМ. Здесь есть и функциональность таймера, и возможность задать предаварийный режим, и возможность удерживать значения сигналов (это дает возможность задавать новые значения без немедленного вступления изменений в силу).

Перед началом работы потребовалось задать конфигурацию подключения испытательной установки CMC 356 к объекту испытания, а также определить какие дискретные входы/выходы используются в ходе тестирования. Все стандартно.

Далее нужно было подготовить установку для приема сигналов по GOOSE. Для работы с GOOSE-сообщениями предусмотрен отдельный Модуль конфигурации GOOSE, который требует лицензии. Реализован он также достаточно привычным образом – если вы работали с конфигураторами МЭК 61850 других производителей разобраться удастся достаточно быстро. 

Настроить установку на прием GOOSE-сообщений можно двумя способами:

1. Используя файл SCD (CID). Несмотря на то, что перед нами стояла задача подписки на сообщение от терминала Alstom Grid P841, мы попробовали импортировать и конфигурационные файлы CID терминалов ЭКРА, Siemens, Schneider Electric, SEL – все GOOSE-сообщения из этих файлов отображались корректно. Пробовали загружать и файлы формата SCD, где описано несколько физических устройств – проблем также не возникло: отображались сообщения, формируемые каждым из устройств проекта.
2. Указав параметры входящего GOOSE-сообщения вручную. Такая функциональность актуальна тогда, когда под рукой нет файла SCL. Пользователь может создать свой блок управления передачей GOOSE-сообщения (с указанием определенных GoID, AppID, MAC-адреса назначения) и описать структуру набора данных, выбирая из перечня стандартные типы данных (Bit–String, Integer, Double–Bit и др.).

Из ПО Test Universe можно запустить и IEDScout, и SVScout, если есть лицензия. Это хорошие помощники для тех, кто тестирует комплексы на основе МЭК 61850.

Здесь хотелось бы отметить еще одну особенность комплекса, которая призвана упростить работу пользователя с протоколами стандарта МЭК 61850 – это интеграция с управляющего ПО CMC 356 с отдельными программами разработки OMICRON, в частности, с IEDScout. Эта программа позволяет считывать информационную модель устройства с поддержкой МЭК 61850 и значения переменных этих моделей. Например, можно считать все имеющиеся в устройстве блоки управления передачей GOOSE и значения параметров этих блоков, можно считать конфигурацию созданных наборов данных и др. Но самое главное это то, что используя IEDScout можно сформировать CID файл отдельного терминала, чтобы дальше его использовать для подписки на прием GOOSE. А можно и не создавать файл, а просто скопировать структуру набора данных того или иного GOOSE и значения параметров блока управления (MAC-адрес назначения, GoID и др.) и вставить данные непосредственно в модуль конфигурации GOOSE CMC (что правда менее удобно). Для копирования в IEDScout предусмотрена отдельная кнопочка. Запустить IEDScout можно прямо из главного окна управляющей программы CMC, если она была предустановлена на вашем ПК.

После описания входящего GOOSE-сообщения одним из указанных выше способов пользователю остается только назначить тот или иной сигнал на виртуальный дискретный вход. Далее, применив конфигурацию, установка будет готова принимать GOOSE-соообщения. Здесь же стоит отметить, что установка может быть настроена на получение вплоть до 128 GOOSE-сообщений, а общее количество виртуальных входов для назначения сигналов из входящих GOOSE-сообщений может достигать 360.

Далее мы запускали режим тестирования в Quick CMC, задавали параметры аварийного режима и фиксировали время срабатывания токовой отсечки терминала РЗА P841 с момента начала аварийного режима до поступления на испытательную установку отключающего сигнала по GOOSE и через дискретный выход.

По результатам 20 опытов среднее время срабатывания терминала составило 39,9 мс при фиксации срабатывания по GOOSE и 40,5 мс при фиксации срабатывания по дискретному выходу.

К слову сказать, результатам испытаний при использовании GOOSE-коммуникаций можно доверять: CMC 356 прошла испытания на быстродействие передачи GOOSE-сообщений согласно рекомендациям стандарта МЭК 61850 и методикам международной организации UCA (Utility Communications Architecture), согласно которым время обработки сообщения при получении его на сетевой интерфейс не превышает 1 мс.

Сценарий 2: CMC 356 в роли УСШ + РЗА

После тестов с использованием УСШ, мы опробовали функциональность формирования потоков Sampled Values с использованием испытательной установки CMC 356. Для настройки публикации потоков предусмотрен отдельный модуль конфигурации Sampled Values, для использования которого также требуется отдельная лицензия. Установка способна формировать до 3 потоков SV. При этом параметры потока (MAC-адрес назначения, идентификатор и приоритет VLAN, качество) могут быть заданы как вручную, так и помощи файла SCL от какого-нибудь реального УСШ. В ходе предыдущих испытаний у нас как раз использовалось реальное УСШ, которое теперь и должна заменить испытательная установка, поэтому мы попробовали выполнить эту «подмену». Экспортировав из конфигуратора УСШ файл CID мы загрузили его в конфигуратор OMICRON и… получили неудовлетворительный результат: вместо двух потоков, которые описаны в файле CID, софт OMICRON показывает один и не тот, который нам нужен.

Прежде чем разбираться в причинах данной несправедливости мы взяли и загрузили конфигурационный SCL файл другого производителя (Профотек, который использует модуль преобразования в формат SV разработки компании ТЕКВЕЛ). Несмотря на то, что последнем файле также было два потока SV, они были корректно отображены конфигуратором OMICRON. Разобравшись в деталях, стало ясно – дело в том, что если два потока описаны в рамках одного логического устройства – они корректно интерпретируются конфигуратором OMICRON, а вот если в двух разных логических устройствах – берутся потоки только из того, который упоминается первым в разделе Communications при описании SV. Не есть хорошо! Для того, чтобы не изменять конфигурацию устройства РЗА на прием SV, мы пошли на хитрость – просто поменяли местами описание потоков SV в секции Communications файла SCL. В рабочей ситуации подобные манипуляции, конечно, недопустимы. Баг надо править.

Еще один интересный момент – испытательная установка позволяет формировать поток только лишь с частотой дискретизации 80 точек/период. Попытка «подсунуть» конфигурационный файл с потоком с частотой 256 точек/период, по внешним факторам, венчается успехом. Однако более пристальный взгляд на логи Wireshark, дает понять что с точки зрения настроек «подхватились» только служебные параметры – на выходе вместо потока 256 точек/период все тот же поток 80 точек/период. Вот такая подмена.

После того, как конфигурация успешно загружена и применена, установка начинает формировать поток измерений с нулевыми значениями сигналов.

Далее необходимо перейти в один из испытательных модулей (например, Quick CMC) для того, чтобы управлять величиной сигналов. Задание величин производится во вторичных величинах, которые далее преобразуются в первичные (а при передаче SV передаются именно первичные величины) в соответствии с коэффициентом трансформации, указанным во вкладке Объект испытания в Модуле конфигурации Sampled Values.

При реализации данного сценария мы зафиксировали следующие показатели: время срабатывания по GOOSE составило 43,7 мс, а через дискретный выход – 44,3 мс. Как видно, результаты сопоставимы с первым сценарием, в том числе, наблюдается постоянство опережения формирования сигнала отключения по GOOSE относительно дискретного выхода, которое составляет 500-600 мкс.

Формирование GOOSE-сообщений

Мы уже упомянули о том, что CMC 356 может быть настроена на прием GOOSE-сообщений, но установка может также и формировать сообщения. С точки зрения настройки – все идентично настройке на прием (либо через SCL, либо вручную, в том числе с возможностью копирования данных из IEDScout). Для всех сообщений или селективно только для избранных можно устанавливать признак тестирования (test), что позволяет использовать установку при проведении комплексных проверок систем с GOOSE-коммуникациями, когда пользователь может переводить отдельные терминалы в режим тестирования и только они будут реагировать на формируемые установкой GOOSE-сообщения.

Максимальное количество GOOSE-сообщений, которое может формировать CMC 356 составляет 128.

Что в сухом остатке?

Прибор нам понравился – он выполняет свои задачи ровно так, как этого ожидает пользователь. А что еще нужно? В ходе работы мы ни разу не наблюдали внезапных сбоев в работе программной или аппаратной части; может быть, мы провели с устройством не так много времени, но создалось впечатление, что «багов» в реализации просто нет. До настоящего времени мы пользовались программными продуктами OMICRON – SVScout и IEDScout (как и множество других специалистов), а теперь к числу устройств которыми хочется пользоваться добавилось еще одно – закрывающее еще больший пласт задач, стоящий перед релейщиком, интегрируя вышеуказанные инструменты в одну среду. Пожалуй, это тот случай, когда можно смело сказать – «Цифровая подстанция» рекомендует.