Сделать что-то выдающееся в части модулей ввода-вывода дискретных сигналов, наверно, практически невозможно. Но можно сделать так, чтобы это было достаточно надёжно и юзабельно. SICAM IO, насколько мы успели заметить, как раз из таких. Коробочка сделана из хорошего пластика (её даже не страшно уронить, хотя мы этого не делали), и имеет крепление на DIN-рейку (которое тоже не похоже, что отвалится).

Модификации

В соответствии с руководством по эксплуатации есть различные варианты заказа модуля: варьируется количество дискретных входов и выходов, интерфейсы и тип ethernet-интерфейса (с поддержкой функции коммутатора и без). У нас на тесте было устройство в максимальной комплектации – 6 входов, 6 выходов, поддержка МЭК 61850 и встроенная функция коммутатора.

Функции

Функции устройства весьма ограничены, то есть фактически оно не умеет ничего кроме своего первоначального предназначения: переводить цифровые сигналы в замыкание контактов реле и наоборот. Всего устройство может переводить 6 дискретных сигналов, принятых в одном или в 6 различных GOOSE-сообщениях, в срабатывание выходного реле. Либо выдавать GOOSE-сообщением сигналы с 6 дискретных входов. При этом используется только одно сообщение с 6 сигналами в наборе данных. Также указанные данные можно получать с использованием репортов по MMS.

Нам показалось, что там не хватает хотя бы элементарной логики: нескольких блоков «И», «ИЛИ» и таймера — тогда «коробочку» вполне можно было бы использовать как самостоятельное устройство. С другой стороны, тогда это было бы уже совсем другое устройство. Из полезных функций, конечно, надо отметить функцию коммутатора, ей посвящён отдельный раздел этого обзора.

Пользовательский интерфейс

Основное параметрирование устройства (за исключением подписок на GOOSE-сообщения, но об этом позднее) делается через WEB-интерфейс, который, надо сказать, нам показался достаточно простым и понятным. Там задаётся почти всё от IP-адреса до порогов срабатывания и времени программной фильтрации дискретных входов.

На корпусе устройства есть клавиша «IP-Addr.», которая позволяет временно установить устройству IP-адрес по умолчанию.

Про IP-адреса необходимо ещё отдельно сказать. Каждый наладчик наверняка не раз сталкивался с проблемой отыскания в сети устройства, IP-адрес которого неизвестен. С устройствами, у которых имеется последовательный или USB-интерфейс для параметрирования эта проблема решается относительно просто. Если же имеется только Ethernet-интерфейс, обычно для поиска используется простая утилитка типа «что-нибудь discovery». Но вообще-то эта утилитка не такая уж и простая с технической точки зрения, потому что обращаться к устройству она должна по Layer-2 протоколу (какому-нибудь нативному), а для этого необходимо иметь возможность напрямую работать с сетевым адаптером, а не через socket как в IP-протоколах — и вот тут-то возникают проблемы. На примере двух известных компаний, занимающихся телеком-оборудованием, мы можем ответственно заявить, что далеко не всегда их «простые утилитки» работают. Так вот, это лирическое отступление всё было к тому, что у SICAM IO решение очень удачное, как нам показалось. На корпусе устройства есть клавиша «IP-Addr.», которая позволяет временно установить устройству IP-адрес по умолчанию. Разумеется, ключевое слово здесь «временно». Этого «временно» будет достаточно, чтобы подключиться к устройству через WEB-интерфейс, посмотреть какой IP-адрес записан там и даже произвести какие-нибудь настройки. Если при этом IP-адрес не был изменён, то сразу после выхода из WEB-интерфейса устройству будет вновь установлен IP-адрес из настроек.

Как уже было сказано, в части дискретных выходов через интерфейс можно задать порог срабатывания входа в вольтах и время программной фильтрации (защита и от дребезга).

Для дискретных выходов имеется возможность задать какой именно сигнал будет назначен на выход. Среди них могут быть следующие:

1. Внешний сигнал, полученный в цифровом виде (читай GOOSE)
2. Сигнал с дискретного входа
3. Сигнал из внутренней логики устройства (например, диагностика, отказ линии связи и т.п.).

Для каждого из шести выходов необходимый сигнала можно выбрать из выпадающего списка.

МЭК 61850

Информационная модель устройства очень простая, всего 6 логических узлов:

1. LN0 — системный;
2. LPHD — состояние устройства;
3. ZBAT — состояние батареи (которая обеспечивает питание памяти в условиях отсутствия оперативного питания);
4. InGGIO1 — индикация состояния дискретных входов. Содержит 6 объектов данных, каждый из которых указывает на соответствующих вход;
5. ProxyGGIO1 — логический узел для назначения внешних сигналов, принимаемых GOOSE-сообщением. Содержит 6 объектов данных, на которые могут назначаться внешние сигналы;
6. OutGGIO1 —индикация состояния дискретных выходов. Содержит 6 объектов данных, каждый из которых указывает на положение соответствующего дискретного выхода.

В устройстве имеется 2 фиксированных набора данных, в которые собраны сигналы из логического узла InGGIO1 («DA_Inputs») и сигналы из логического узла OutGGIO1 («DA_Outputs»). Также устройство имеет два фиксированных блока управления GOOSE-сообщениями, ссылающихся, соответственно на DA_Inputs и DA_Outputs и 2 аналогичных блока управления буферизируемыми отчётами.

Вся конфигурация является фиксированной (за исключением подписки на GOOSE-сообщения). Впрочем, в изменении этих параметров мы необходимости и не видим.

Вот, плавно мы подошли к самому важному — это, безусловно, возможность подписывать SICAM IO на GOOSE-сообщения от внешних устройств в DIGSI. Специалисты, знакомые с параметрированием терминалов SIPROTEC через IEC 61850 Station в DIGSI, безусловно, будут обрадованы тем, что добавив SICAM IO в качестве коммуникатора в «станцию», можно подписать его на внешние GOOSE-сообщения совершенно аналогично с тем, как это делается для всех терминалов SIPROTEC. В этой процедуре есть лишь пара нюансов:

1. В SICAM IO всё же загружается не сам SCD-файл, а специальный бинарный файл, конфигурации, который необходимо создать в специальной утилите. Впрочем, эта операция делается в две команды: «Load SCD» —> «Generate Configuration». Полученный бинарный файл конфигурации загружается через вэб-интерфейс.
2. Вторая особенность — это «IED name» для SICAM IO. Этот параметр обязательно должен быть формате «S_IO_xxxxx» — только в таком виде он будет воспринят утилитой для создания файлов конфигурации.

В целом удобство параметрирования «коробочки» мы можем оценить на твёрдую четверку. Правда, это всё при условии, что вы уже имели дело с DIGSI… Если не имели, то вы наверняка поймёте, почему мы добавили это «если».

Встроенный коммутатор

Думаю, при словах «встроенный коммутатор» вам (также как и нам сначала) представилось, что у «коробочки» два Ethernet-порта и она реализует функцию коммутатора на них. Особо преданным нашим читателям, возможно, даже почудилось уже, что в «коробочке» реализован prp/hsr. Спешу вас расстроить (обрадовать, удивить, поразить?), всё совсем не так. Получив «коробочку» с одним портом, мы первом делом возмутились «что вы нам, мол, привезли, мы с коммутатором просили». Потом мы сверили код заказа и, когда убедились, что всё совпадает, решили внимательно почитать раздел мануала, где об этом говорится (вы же тоже мануал читаете уже после того, как повозмущались, неправда ли?). Оказалось, что коммутатор там всё-таки есть, только не такой, как все привыкли. Конечно, более продвинутые, чем мы, специалисты в области IT прекрасно знают, что в сетях 100Base-TX используется только 2 пары из 4, имеющихся в UTP/STP кабеле. Ну воооот, а «коробочка» может использовать все 4, то есть «гонять» данные по всем восьми проводам, так что если правильно распаять кабель и сделать из него «разветвитель», то как раз и получится коммутатор. Если согласно мануалу, то этот специально распаянный кабель называется Y-cable. Вообще-то его можно купить и готовый (в том числе тот, который поставляет SIEMENS — его код заказа указан в мануале), но мы сделали свой. Пришлось постараться, пока нам удалось нагуглить нормальную распиновку Y-сплиттера (не путать с T-сплиттером и бриджем). Далее, используя какой-то бридж-коннектор и свои более чем скромные навыки обжимки UTP-кабелей, мы со второго раза сделали Y-сплиттер, который вы видите на фотографии ниже. Несмотря на слабое сходство с промышленным изделием наш коннектор прекрасно заработал.

Итак, самое время рассказать, что же всё-таки представляет собой этот встроенный коммутатор и что он позволяет сделать. Давайте представим себе ситуацию: мы делаем проект РЗА для КРУ. В нашем терминале SIPROTEC COMPACT нам не хватило дискретных входов (знакомо, да?). Обычная ситуация: мы сэкономили и решили не ставить SIPROTEC 4, вместо этого решили использовать SICAM IO (он не то, чтобы намного дешевле, но всё же сэкономить позволяет). И вот мы уже всё спроектировали, сигналы развели… и… вспомнили про коммутатор О_о — на нём ведь тоже портов может не хватить :(. Тут-то и пригодится функция коммутатора в SICAM IO: вы можете подключить конечное устройство через «коробочку», используя тот самый Y-коннектор (на этот раз уже покупной, конечно). Разумеется, это всё работает только если конечное устройство подключается «медью» (нет, только не говорите, пожалуйста, что вы по КРУ 10 кВ собирались «оптику» тянуть, ещё скажите, гигабитную…).

Конечно же, мы предполагаем, что то самое конечное устройство, которое мы используем в проекте, будет передавать ответственные сигналы (а не ОБР), поэтому нам важно, чтобы использование «коробочки» в качестве коммутатора не внесло существенных задержек. Чтобы убедиться в этом мы собрали простую схему проверки: с использованием РЕТОМ-51. Устройство РЕТОМ-51 использовалось в режиме «мили-секундометра». РЕТОМ-51 формирует дискретный сигнал, который передаётся на устройство «Терминал РЗА1». РЗА1 формирует GOOSE-сообщение со значением на дискретном входе, на которое подписано устройство «Терминал РЗА2». Указанный сигнал назначен на дискретный выход терминала РЗА2 и замыкание дискретного выхода также фиксируется установкой РЕТОМ-51. В данном обзоре мы не будем обосновывать правомерность замеров времени в такой схеме, но на основе документации на РЕТОМ-51 мы считаем, что так можно.

Испытания мы проводили в двух схемах:

1. Когда устройство РЗА 1 подключено к коммутатору напрямую (см. рис а),
2. Когда устройство РЗА 1 подключено к коммутатору через модуль SICAM IO Y-кабелем (рис. б). По рисунку это не очень понятно, но общий конец Y-коннектора в такой схеме подключается именно к SICAM IO.

Мы провели 10 опытов для каждой из схем. Поскольку мы тут не собираемся никого ни в чём убедить, то просто приводим результаты измерений времени для двух вариантов:

Вариант А — подключение напрямую

Тмакс=0,0128 с
Тмин =0,0095 с
Тсред=0,011 с
кол-во пусков=10

Вариант Б — подключение через SICAM IO

Тмакс=0,0124 с
Тмин =0,0096 с
Тсред=0,0106 с
кол-во пусков=10

Полученные результаты (время во втором случае меньше) свидетельствуют о том, что мы либо плохо мерили (что вряд ли), либо о том, что доминирующим фактором, влияющим на время передачи сигнала, в такой схеме будет не задержка в сети, а что-то другое (например, фильтрация сигнала на входе). Так что «коробочку» в качестве коммутатора можно довольно безболезненно применять даже в тех случаях, когда требуется достаточно быстро передать сигнал, хотя тут, конечно, требуются ещё дополнительные исследования.

По большому секрету мы ещё можем сказать, что «коробочка» — это одно из самых быстрых устройств (из тех, что мы проверяли) по характеристике ROUND-TRIP-TIME, указывающей на собственное время обработки GOOSE-сообщений, но тут совсем без подробностей.

Выводы

У нас на тесте побывало очень качественное, пускай и достаточно простое устройство. Его функции полностью отвечают заявленному назначению изделия, а их реализация по-немецки тщательно проработана. Не сочтите за рекламу, но “коробочка” и впрям хороша.

И да, в качестве “пы сы”: вопрос цены изделия мы намеренно оставили за скобками — мы тут только на технику смотрим, на деньги пусть смотрит кто-нибудь другой.