تجهیزات الکترونیک و ابزار دقیق بهروز عرضه کننده انواع تجهیزات اندازه گیری، آموزشی و آزمایشگاهی، نقشه برداری، عمران و ...

فارسی  |  Enlgish



   امروز شنبه ۱۳۹۳ بيست و نهم شهريور
محصولات
ورود اعضا
E-mail
کلمه رمز
» كلمه رمز خود را فراموش كرده ايد؟
» عضويت کاربران جديد
تجهیزات آزمایشگاهی
اصول کارکرد سیستم های SCADA درمونیتورینگ شبکه های قدرت

 اصول کارکرد سیستم های SCADA درمونیتورینگ شبکه های قدرت
1.
3
فصل اول:
مقدمه----------------------------------------------------------------------------------- 1
1 همیت دیسپاچنگ-------------------------------------------------------------------- 2
2 سلسِله مراتب و دیپاچنگ ایران ----------------------------------------------------------- 3
3 -----------------------------------------------------------(SCC) 2 1 دیسپاچنگ ملی
4 ------------------------------------------------------- (AOC) 2 2 دیسپاچنگ منطقه ای
5 --------------------------------------------------------- (RDC) 2 3 دیسپاچنگ محلی
5 --------------------------------------------------------- (DCC) 2 4 دیسپاچنگ توزیع
3 پارامترهای ارزیابی سیستم اسکادا-------------------------------------------------------------- 5
3 1 قابلیت دسترسی ----------------------------------------------------------------- 5
3 2 پاسخ زمانی -------------------------------------------------------------------- 6
3 3 توسعه پذیری ------------------------------------------------------------------ 6
3 4 قابلیت انعطاف پذیری ------------------------------------------------------------- 7
3 5 قابلیت اطمینان ------------------------------------------------------------------ 7
8 ---------------------------------------------------------------------------RTU 4 پایانه یا
8 --------------------------------------------------------------RTU 4 1 شرح وظایف
9 ---------------------------------------------------------RTU 4 2 اجزای تشکیل دهنده
13 ------------------------------------------------------------------RTU 4 3 نرم افزار
4 4 مهندسی اطلاعات در پایانه---------------------------------------------------------- 15
4 5 مودم------------------------------------------------------------------------- 15
4 6 منبع تغذیه --------------------------------------------------------------------- 16
به مرکز کنترل-------------------------------------- 16 RTU 5 سیستمهای ارتباطی و نحوۀ ارسال اطلاعات از
4
5 1 سیستم تلفن عمومی--------------------------------------------------------------- 17
5 2 سیستم های مخابراتی رادیویی -------------------------------------------------------- 17
5 3 شبکه فیبرنوری------------------------------------------------------------------ 18
19 -------------------------------------------------------------------- PLC 5 4 سیتم
5 5 سیستم مایکروویو ---------------------------------------------------------------- 20
5 6 ارتباط ماهوار های ---------------------------------------------------------------- 21
5 7 روش انتقال اطلاعات از پایانه به مرکز کنترل ------------------------------------------------ 23
5 8 روش ارسال کلیه اطلاعات --------------------------------------------------------- 23
5 9 روش ارسال اطلاعات تغییر یافته ------------------------------------------------------ 24
6 پروتک لهای ارسال اطلاعات ----------------------------------------------------------------- 24
7 طراحی یک مرکز اسکادا ------------------------------------------------------------------- 26
فصل دوم
مقدمه----------------------------------------------------------------------------------- 31
الف) قسمت اول:
1 ساختار سخت افزاری مرکز کنترل ------------------------------------------------------------- 32
1 1 کامپیوتر و پرینتر----------------------------------------------------------------- 32
1 2 تجهیزات مخابراتی --------------------------------------------------------------- 32
33 ------------------------------------------------------------------------UPS 1 3
2 سیستم کامپیوتری ------------------------------------------------------------------------ 33
35 --------------------------------------------------------- (RESY-USS) 3 نرم افزار مرکز کنترل
3 1 کلیات------------------------------------------------------------------------ 35
3 2 دیتابیس----------------------------------------------------------------------- 35
3 3 توابع اسکادا-------------------------------------------------------------------- 37
3 4 کنترل روان -------------------------------------------------------------------- 37
3 5 انتخاب نقاط ------------------------------------------------------------------- 37
3 6 پردازش آلاز مها و رخدادها --------------------------------------------------------- 38
3 7 عمل کنترل -------------------------------------------------------------------- 39
4 امکانات تغییرات اتریپوت------------------------------------------------------------------- 39
5 تصاویر نمایشی سیستم --------------------------------------------------------------------- 41
5 1 تصاویر کلیدهای نر مافزاری --------------------------------------------------------- 42
5 2 تصویر تک خطی شبکه تحت پوشش -------------------------------------------------- 42
5 3 تصویر تک خطی ایستگاه ها --------------------------------------------------------- 42
5 4 شکل تجهیزات هر ایستگاه---------------------------------------------------------- 43
5
6 تصاویر سیستم اسکادا---------------------------------------------------------------------- 44
7 ویرایشگر محیط گرافیکی------------------------------------------------------------------- 45
رخدادها و عملکردهای سیستم ------------------------------------------------------ 46 (log) 8پرینت
9 برنامه های کاربردی اسکادا ------------------------------------------------------------------ 47
10  قابلیت های برنامه ریزی سیستم --------------------------------------------------------------- 48
11  توسعه و نگهداری سیستم ------------------------------------------------------------------ 48
12  قابلیت در دسترس بودن سیستم -------------------------------------------------------------- 48
49 --------------------------------------------------------------- (MMI) 13  رابط انسان و ماشین
ب) قسمت دوم:
50 -------------------------------------------------------------- (RTU) 1 طرح کلی سیستم پایانه
51 ---------------------------------------------------------------Main 2 1 مشخصات فنی مدول
62 -------------------------------------------------------------------------- UIDC 3 مدول
و مشخصات پروتک لها------------------------------------------------ 57 RTU 4 اطلاعات فنی نرم افزار
57 ---------------------------------------------------------- Indactic 4 2 1 پروتکل 2033
58 ----------------------------------------------------------------Hitachi 4 2 2 پروتکل
59 ---------------------------------------------------------IEC 870-5- 4 2 3 پروتکل 101
4 2 4 پروتکل کرمان تابلو --------------------------------------------------------------- 59
3 5 مدول ورودی دیجیتال-------------------------------------------------------------------- 70
3 6 مدول خروجی دیجیتال ------------------------------------------------------------------- 74
3 7 مدول ورودی آنالوگ ------------------------------------------------------------------- 80
3 8 مدول شمارنده پالس ها ------------------------------------------------------------------- 84
3 9 مدول خروجی آنالوگ------------------------------------------------------------------- 85
3 10  مشخصات مودم----------------------------------------------------------------------- 85
3 11 مشخصات منبع تغذیه ------------------------------------------------------------------- 86
86 ----------------------------------------------------------------- I/O 3 12  مشخصات گذرگاه
3 14  مشخصات نرم افزار تستر پایانه ------------------------------------------------------------- 87
3 15  دستگاه تستر پایانه --------------------------------------------------------------------- 88
3 16  تابلو پایانه (درجه حفاظت  رنگ آمیزی  ابعاد و طراحی آن) --------------------------------------- 89
3 17  پیکربندی پایانه ----------------------------------------------------------------------- 92
نظرات و پیشنهادات ------------------------------------------------------------------------- 98
نتیجه گیری ------------------------------------------------------------------------------- 100
6
7
مقدمه
هدف اصلی از یک سیستم مدیریت انرژی، پشتیبانی کردن فعالیتهای اتاق کنترل نظیر بررسی برنامه ریزی کنترل صحیح و سریع
عملیات سیستم قدرت می باشد. هدف دیگر از بکارگیری سیستم مدیریت انرژی ،تامین انرژی کافی در مواقع بروز اتفاقات در شبک ههای قدرت
از طریق پیش بینی تولید و انتقال مناسب انرژی یعنی ولتاژ و فرکانس ثابت ونیز پایداری شبکه از اهداف دیگر بکارگیری سیستمهای مدیریت
انرژی می باشد.
یکی دی گر از مسئولیتهای عمده بهر ه برداران سیستم قدرت ، کنترل سیستم است. سطوح ولتاژ فرکانس توان خطوط رابط جریان
خطوط مستقیم و بارگذاری ابزار، باید در حدود معین ایمنی نگهداشته شوند تا عرضه خدمات رضایت بخش را به مشترکین سیستم قدرت امکان
پذیر سازد . سطوح ولتاژ و جریان خطوط و بارگذاری تجهیزات در هر سیستم از هر نقطه به نقطه دیگر متفاوت است و کنترل به شکل نسبتاً
محلی انجام م یشود.
یعنی هماهنگ کردن تولید و مصرف؛ و dispatch بوده که مصدر آن dispatching دیسپاچینگ همان کلمه
دیسپاچینگ در واقع فرآیندی است که عمل هماهنگی و تنظیم انرژی و خطوط انتقال نیرو توسط مرکز کنترل در آن انجام می شود.
نقش دیسپاچینگ در شبکه برق بسیار حساس است و این نقش بر اساس ا طلاعاتی که از دیسپاچینگ مناطق و شبکه دریافت
می کند؛ استوار است . وظیفه دیسپاچینگ مادر، کنترل شبکه، بهره برداری بهینه، حفاظت از پایداری شبکه و حفظ ایمنی آن است . اطلاعاتی که
دیسپاچینگ دریافت م یکند باید لحظه به لحظه و واقعی باشد.
به معنای سیستم های کنترل سرپرستی و جمع آوری داده ها SCADA
می باشد. اسکادا با در اختیار گذاشتن اطلاعات (Supervisory Control And Data Acqusition)
وسیعی از سیستم قدرت، که لحظه به لحظه با توجه به وضعیت شبکه، تجدید م ی شود کمک بسیار بزرگی به سیستم های مدیریت انرژی و
مدیریت بار می نماید.
سیستم های اسکادا، داده ها را که شامل وضعیت دستگاهها و کمیت های آنالوگ م ی باشند، در سطح وسیع، از نقاط مختلف و مورد
نیاز شبکه جمع آوری کرده و به مرکز ارسال می نمایند و در مرکز بر روی این اطلاعات ارسالی، پردازش های لازم را انجام داده و فرمان های
لازم را به قسمت اهی مختلف می دهند.
اسکادا از سه بخش عمده تشکیل شده است:
.Master Station الف) ایستگاه مرکزی یا
. RTU ب) پایانه های دور دست یا
.Data Link ج) خطوط ارتباطی برای ارسال و دریافت اطلاعات و فرمان ها یا
8
روش کار به این ترتیب است که اطلاعات با پایانه های راه دور، جمع آوری شده و از این طریق خطوط داده ها به کامپیوتر مرکزی،
برای پردازش و انجام عملیات لازم، فرستاده می شوند و پس از پردازشها و تصمیم گیری؛ کامپیوتر مرکزی با خطوط داده ها، فرمانها را به
پایانه های راه دور ابلاغ م ی کند و آنها سیست مها را مطابق فرمان رسیده تنظیم م یکنند. ارتباط بین پایانه ها و کامپیوتر مرکزی می تواند از راه های
باشد. PLC فیبر نوری؛ ارتباط رادیویی و به خصوص ؛ VHF, UHF مختلف مانند تلفن شهری، سیست مهای
-1 اهمیت دیسپاچینگ:
امروزه صحبت از اهمیت و یا ضرورت تولید انرژی از جهات مختلف اقتصادی، اجتماعی و حتی سیاسی بر همگان روشن است .
مصرف الکتریکی بطوری با زندگی روزانه ما عجین شده است که بدون آن اگر نگوئیم زندگی ناممکن است بلکه به جرات م ی توان گفت که
بسیار مشکل است.
تامین انرژی بوی ژه انرژی الکتریکی از نیازهای اصلی هر اجتماعی صنعتی و نیمه صنعتی می باشد و توسعه اقتصادی و شکوفایی
صنعتی بدون توسعه صنعت برق ممکن نیست چرا که کمبود انرژی الکتریکی می تواند صدمات جبران ناپذیری بر پیکره اقتصادی جامعه وارد
کند.
تولید انرژی الکتریکی همزمان با مصرف تحقق می یابد. یعنی تولید انرژی زمانی امکان پذیر است که همزمان مصرف کننده ای
بدنبال داشته باشد. بنابراین تولید بدون مصرف امکان پذیر نیست و این عبارت به این معناست که نم یتوان انرژی الکتریکی را به سادگی تولید و
ذخیره کرد . از طرفی تولید کنندگان برق (نیروگاهها) اطلاع و ارتباط چندانی با مصرف کنندگان خرد و کلان ندارند و مصرف کنندگان انرژی
الکتریکی بدون اطلاع از کمیت و یا کیفیت انرژی الکتریکی تولید شده در هر شرایط و به میزان دلخواه بسهولت از آن بهره مند می شوند.
در حال حاضر در کشور ما بیش از بیست و شش هزار مگاوات قدرت نصب شده وجود دارد که از این مقدار بیش از ده هزار
مگاوات را نیروگاههای بخاری پنج هزار مگاوات را نیروگاههای آبی بیش از سه هزار مگاوات را نیروگاههای سیکل ترکیبی و حدود چهار
هزار مگاوات را نیروگاههای گازی تامین م یکنند.
این قدرت بوسیله نیروگاههایی با قدرتهای متفاوت و عمر متفاوت تولید می شود که بازده آنها با هم بسیار فرق دارند. هزینه تولید هر
واحد نیروگاه فرق داشته و هزینه کل تابعی از سهم بار هر یک از واحدهاست و بازده ماشینهای نو بیشتر از ماشینهای کهنه است . مسلماً یک
تقسیم بار مخصوص واحدهای تولید وجود دارد که هزینه تولید به حداقل برسد . کافی نیست که واحدهای نو را با ظرفیت کامل بار کنیم و
واحدهای کهنه را با ظرفیت کمتر تا نتیجه مطلوب بدست آید زیرا هزینه تولید تنها قسمتی از مسئله است.
بمنظور بهر ه برداری مناسب از سیستمهای قدرت لازم است سیستم با حداقل هزینه مورد بهره برداری قرار گیرد و هم چنین از قابلیت
اطمینان بالایی برخوردار باشد . سیستمی مطمئن به سیستم اطلاق می شود که از خطرهایی نظیر وقفه های زنجیره ای، جدا شدن بخشی از شبکه،
خارج شدن ژنراتور از حالت سنکرون ،قطع بار عدم، رعایت محدودیتهای توان انتقالی خطوط،ولتاژ شین ها و فرکانس سیستم محفوظ باشد.
بهره برداری از سیستم قدرت از اصول و قواعدی پیروی می کند که آگاهی از آنها برای مسئولان و بهره برداران سودمند است .
همچنین عملکرد و استفاده از این سیستم دارای دشواریهایی است که باید آنها را بشناسیم و به موقع در رفع آنها بکوشیم . عملکرد موفق
سیستمهای قدرت نیازمند عطف توجه به ایمنی کارکنان و تجهیزات وارائه خدمت بدون وقفه با پایی ن ترین قیمت ممکن به مشترکین است. مسئله
ارائه برق ارزان قیمت تابع عواملی چون کارآئی تجهیزات تولید برق هزینه نصب و هزینه سوخت در نیروگاهها است.
پیچیدگی دنیای تکنولوژی روز در سیستمهای توزیع قدرت باعث شده که اپراتورها بدون نیاز به دستگاههای پیشرفته قادر به کنترل
سیستمهای پیشرفته قدرت و بر آوردن اهداف مدیریت انرژی نباشند . این کنترل ها باید این اطمینان را به سیستم قدرت بدهد که یک قدرت
الکتریکی مطمئن انعطاف پذیر با شرایط بهینه اقتصادی داشته باشیم.
9
با توجه به موقعیت جغرافیایی خاص کشور ما و پراکندگی مصرف در نقاط مختلف و همچنین متفاوت بودن چگالی بار در این نقاط
از یکسو و مناسب نبودن همه نقاط از نظر امکانات جنبی برای نصب نیروگاهها برای برآورده کردن مصرف، وزارت نیرو ناچار به نصب شبکه ای
1) نشان داده شده است. - شده است که سلسله مراتب آن در شکل ( 1
در این شبکه هدایت بار تولیدی واحدها به مصرف کننده باید به نحوی انجام شود که علاوه بر رعایت پارامترهای اقتصادی ، ولتاژ و
فرکانس معینی را برای مصرف کننده تامین کند، انح راف از محدوده پیش بینی فرکانس و ولتاژ می تواند باعث خسارات اساسی برای مصرف
کننده و ضرب های بر اقتصاد ملی باشد.
اهمیت کنت رل تولید و مصرف وقتی آشکارتر می شود که به تغییر آماری و غیر قابل پیش بینی بار مصرفی توجه شود . در چنین
شرایطی تولید در شبکه از تعدادی وا حد تولیدی بوجود آمده که توسط سازمانهای مختلفی نظیر توانیر، برقهای منطقه ای، آبهای منطقه ای و غیره
بهره برداری می گردد و می بایست تولید این ها همیشه هماهنگ با مصرف کننده ای غیر معین و آماری تغییر داده شود، با توجه به منابع تولید
مخلتف در سازمانهای مربوطه و نوع تغییر بار مصرف کننده ملاحظه می شود که ایجاد سیستم کنترلی متمرکز و قوی تحت نظارت یک سازمان
ضروری می باشد.
-2 سلسله مراتب دیسپاچینگ ایران:
امروزه در بیشتر شبکه های قدرت، پیچیدگی و گسترش به حدی رسیده است که کنترل با یک مرکز میسر نبوده و چندین مرکز
کنترل برای اینکار در نظر گرفته می شود. طبعاً در این گونه موارد یک سیستم دقیق سلسله مراتب باید وظیفه و مسئولیت هر مرکز را در سیستم
مشخص کرده و نحو ه نظارت هر مرکز بر مراکز زیر دست آنرا روشن سازد.بر این اساس کشور ما نیز ساختار سلسله مراتبی مخصوص به خود را
داراست که درادامه به بررسی این ساختار و نحوۀ تقسیم وظایف در مراکز مختلف پرداخته م یشود.
SCC -1-2 دیسپاچینگ ملی
این سطح مسئولیت کنترل و بهره برداری از نیروگاههای بزرگ کشور را بر عهده دارد . مرکز دیسپاچینگ ملی که در تهران قرار
دارد در حال حاضر کنترل و بهره برداری از 20 نیروگاه بزرگ کشور را به طور اتوماتیک و بقیه را به صورت دستی انجام می دهد. بدین منظور
50 واحد از 16 نیروگاه بزرگ کشور را از طریق تجهیزات اسکادا و 15 واحد از 4 نیروگاه با اعمال فرمان به اپراتورهای محلی از طریق تلفن
کنترل می شوند.
البته با توجه به سیستم های پیچیده موجود در نیروگاهها و ضرورت نظارت دقیق و مداوم بر کارکرد قسمتهای مختلف مکانیکی و
الکتریکی آن، اصولاً با وجود مدیریت مرکز ملی بهر ه برداری از نیروگاههای کشور با نظارت کامل اپراتورهای مقیم انجام می گیرد . این روش
بهره برداری، در دیگر کشورها نیز موسوم است. تنها در چند مورد کنترل از راه دور واحدهای بدون حضور اپراتورهای مقیم انجام م یگیرد.
بعلاوه دیسپاچینگ ملی وظایف ملی ذیل را نیز بر عهده دارد:
• حفظ پایداری شبکه سراسری
• پیش بینی بار و مدیریت تولید
• برنامه ریزی اقتصادی تولید
• برنامه ریزی خاموش یها و تعمیرات اساسی واحدها
• هماهنگی دیسپاچینگ های پایین دست
(AOC) -2-2 دیسپاچینگ منطقه ای
دیسپاچینگ منطقه ای، کنترل ولتاژ و بار شبکه انتقال را بر عهده دارد . در این سطح، کنترل و بهره برداری از پستهای نیروگاهی
نظارت و بهره برداری از نیروگاههای کوچک و کنترل بهره برداری از شبکه انتقال تحت پوشش به انجام م یرسد. با توجه به اینکه ولتاژ یک
10
مفهوم غیر متمرکز می باشد و شبکه انتقال کشور بسیار گسترده می باشد، لذا شبکه انتقال به مناطق کوچکتری تقسیم شده است تا کنترل بار -
ولتاژ هر منطقه به صورت غیر متمرکز انجام گیرد.
هم اکنون شبکه انت قال کشور به شش قسمت تقسیم شده و توسط شش مرکز دیسپاچینگ منطقه ای کنترل می گردد . شش منطقه
عبارتند از:
(NEAOC) . -1 منطقه شمال شرق که مرکز دیسپاچینگ آن در مشهد م یباشد
(NWAOC) . -2 منطقه شمال غرب که مرکز دیسپاچینگ آن در تبریز م یباشد
(TAOC) . -3 منطقه تهران که مرکز دیسپاچینگ آن در تهران می باشد
(CAOC) . -4 منطقه مرکزی که مرکز دیسپاچینگ آن در اصفهان م یباشد
(SEAOC) . -5 منطقه جنوب شرق که مرکز دیسپاچینگ آن در کرمان م یباشد
(SWAOC) . -6 منطقه جنوب غرب که مرکز دیسپاچینگ آن در اهواز م یباشد
به 9 قسمت تقسیم شده و توسط نه مرکز دیسپاچینگ منطقه ای ،AOC در طرح آینده شبکه انتقال کشور دیسپاچینگ های
بهره برداری و کنترل خواهند شد.
محدوده عملکرد دیسپاچین گهای منطقه ای به شرح زیر است:
الف- کنترل و بهر هبرداری از پستهای نیروگاهی
ب- کنترل و بهره برداری از نیروگاههای کوچک در شبکه
400KV , 230KV 400 و نیز شبکه های انتقال KV 230 و KV ج- کنترل و بهر هبرداری از پستهای
RDC 3-2 – دیسپاچینگ های محلی
مراکز دیسپاچینگ محلی به مراکز دیسپاچینگ فوق توزیع معروف هستند و کنترل و بهر ه برداری از شبکه فوق توزیع را در شهر های
بزرگ بعهده دارند.
محدوده عملکرد این مراکز عبارتست از:
.63/20kv 63 و نیز پستهای kv • کنترل و بهر هبرداری از شبکه
.132/20(33).kv 132 و کلیه پستهای kv • کنترل و بهر هبرداری از شبکه
132/20 در کلیه مناطق شش گانه. (33)kv 20 کلیه پستهای (33)kv • کنترل و بهره برداری از طرف
DCC -4-2 دیسپاچینگ توزیع
33/0/4 را در شهرها kv 20/0/4 و kv 11/0/4kv این مراکز دیسپاچینگ شبکه 11 و 20 و 33 کیلوولت و نیز پستهای
مورد بهره برداری و کنترل قرار می دهند.
محدوده عملکرد این مراکز به شرح ذیل م یباشد:
.20(11)kv • کلیه خطوط
.20(11)kv/400V • تجهیزات فشار قوی داخل پستهای
این مراکز سابق ا به ادارات اتفاقات و یا مراکز حوادث موسوم بودند . در حال حاضر در شه رهای متوسط و بزرگ شبکه فشار متوسط
مورد بهر ه برداری قرار می گیرد. DCC دو یا چند مرکز
11
-3 پارامترهای رازیابی سیستم اسکادا:
جهت عملکرد صحیح دقیق و مناسب سیستم اسکادا معیارهایی باید در نظر گرفته شوند که در این قسمت به چند معیار مهم در
ارزیابی سیستم اسکادا پرداخته می شود.
-1 قابلیت دسترسی (دستیابی) – 3
قابلیت دسترسی، معیاری از احتمال عملکرد صحیح سیستم است که بیش از نصب برای سیستم محاسبه شده و قابلیت اطمینان آن را
بدست می دهد. روش بررسی این معیار با استفاده از اصول احتمالات بوده و پای ههای ریاضی دارد و قابلیت دسترسی کل سیستم را از روی قابلیت
دسترسی اجزایش بدست می آورند.
از آنجا که شبکه قدرت یک سیستم بزرگ و پیچیده و حفظ آن در بسیار ی موارد جنبه حیاتی دارد کنترل آن نیز بایستی بوسیله
مرکزیتی مطمئن هوشیار و بلادرنگ صورت گیرد و حتماً بایستی احتمال خرابی سیستم کنترل بمراتب کمتر از شبکه تحت پوشش باشد تا بتواند
خرابیهای شبکه قدرت را دریافت و در جهت رفع آنها عمل کند.
بنابراین می بایست قابلیت دسترسی سیستم کنترل عددی بزرگ بوده (نزدیک به یک) و احتمال خرابی آن نیز ناچیز باشد.
برای رسیدن به یک قابلیت دسترسی مطلوب با عدد نزدیک به یک، تعداد تجهیزات و کیفیت آنها بشدت بالا می رود. بگونه ای که
قیمت کل سیستم گران خواهد بود . یک عددمناسب که معمولاً در طراحی سیستمهای دیسپاچینگ از آن بعنوان قابلیت دسترسی استفاده م ی شود
0.998 می باشد.
2-3 - پاسخ زمانی
زمان پاسخ گویی سیستمها، معیاری از سرعت اجزاء سیستم (شامل قسمتهای مختلف نظیر کامپیوتر، کانال مخابراتی و…) بوده و به
لحاظ فلسفه بهر ه برداری اهمیت بسزایی دارد . در واقع آنچه اپراتور حین کار با سیستم با آن مواجه است . همین سرعت است و اگر این زمان
پاسخگویی جوابگوی نیاز بهره بردار نباشد علیرغم تمام امتیازات دیگر سیستم مفید فاید های نخواهد بود.
همانطور که گفته شد پاسخ زمانی در سیستمهای اسکادا از اهمیت وافری برخوردار است. برای درک این موضوع در نظر آورید که
بعلت خرابی دریک واحد تولید انرژی آن واحد بطور ناگهانی از شبکه خارج شود و در نتیجه فرکانس شبکه کاهش یابد.
حال چنانچه به سرعت عمل قطع مصرف (افزایش تولید ) بوسیله اپراتورهای مرکز دیسپاچینگ صورت نگیرد، این کاهش تولید
منجر به نقصان بیشتر فرکانس شده و رله های فرکانسی واحدهای تولید آنها را یکی پس از دیگری از شبکه خارج می کنند و بدین ترتیب کاهش
گویند و Black-out فرکانس شدیدتر شده در نهایت با یک روند فیدبک مثبت کل شبکه از دست خواهد رفت . پدیده ای که به آن
منجر به خسارات مهم مالی و بعض اً جانی می گردد. در مثال فوق سرعت عملکرد اپراتورها در حفظ شبکه نقش حیاتی دارد.
-3 توسعه پذیری -3
به معنای امکان گسترش سیستم همراه با افزایش حجم شبکه قدرت م ی باشد. از آنجائی که عمر متوسط سیستمهای دیسپاچینگ
حدود 20 سال است و وضعیت توسعه شبکه برق در حدود 25 سال آینده (چون طراحی و ساخت سیستم نزدیک به 5 سال طول می کشد . از
زمان طراحی تا پایان عمر سیستم حدود 25 سال است). نامشخص است.
نمی توان سیستم را از ابتدا برای آخرین مراحل عمر خود مجهز نمود . اصولا این کار حتی در مواردی که توسعه شبکه برق نیز از
پیش برنامه ریزی شده باشد معقول و منطقی نیست زیرا تکنولوژی بسرعت در حال پیشرفت بوده و مرتب ا وسائل و تجهیزات بهتری را وارد بازار
می کند.
بنابراین سیستم م ی بایست دارای قابلیت توسعه پذیر باشد تا بتوان همزمان با رشد و گسترش شبکه نیز گسترش داد . این قابلیت
می بایست دارای قابلیت توسعه پذیر باشد تا بتوان همزمان با رشد و گسترش شبکه نیز گسترش داد این قابلیت می بایست از لحاظ سخت افزاری و
نرم افزاری موجود باشد تا گسترش سیستم بسهولت انجام گیرد.
12
LAN یک تکنیک مناسب برای تضمین توسعه پذیری سیستم که به تازگی متداول شده استفاده از شبکه های محلی کامپیوتری
10 ) تشکیل شده که کلیه اجزاء (کامپیوترها، Mbit/sec) از یک باس پر سرعت LAN در مرکز کنترل م یباشد. شبکه کامپیوتری
کنسولها، اجزاء جانبی و …) بوسیله کنترلر خود به آن متصل م یشوند.
موضوعی مهم و مفصل بوده که LAN تمامی اطلاعات مبادله شده ما بین اجزاء شبکه از طری ق این باس صورت می گیرد. بحث
تا حد بسیار زیادی وجود دارد در صورت استفاده از آن LAN در اینجا قصد وارد شدن به آن نمی باشد. از آنجائی که امکان اتصال اجزاء به
توسعه پذیری سیستم در مرکز کنترل تضمین می شود.
3-4 - قابلیت انعطاف
قابلیت انعطاف یک سیستم، معیاری از تطابق این سیستم با استانداردهای جهانیست . هر چه قابلیت انعطاف سیستم بیشتر باشد یافتن
قطعات یدکی آن ساده تر بوده و هزینه کمتری در بر خواهد داشت . در مقابل سیستمی از قابلیت انعطاف کمی برخوردار است که از
استانداردهای کاملاً خاص تبع یت نموده و تنها بوسیله یک یا چند کمپانی ساخته می شوند این سیستمها را همیشه خارج شدن اجناس یدکی از
خط تولید کمپانی با ورشکستگی کمپانیهای خاص و … تهدید م ینماید و گاه بهره بردار را به پرداخت بهائی سنگین وادار م ینماید . در واقع
دو پارامتر توسعه پذیری را باید در طراحی سیستم و خرید تجهیزات مورد توجه قرار داد.
5-3 - قابلیت اطمینان
به دلیل اهمیت کار این سیستم تعیین درجه اطمینان و یا درصد در دسترس بودن و قادر به ادامه کار سیستم، برای استفاده کننده از
اولویت خاصی برخوردار است . بنابراین تولید کنندگان سعی دارند با ب کارگیری پیکربندی مناسب و استفاده از تکنولوژی بالا این درصد را به
بالاترین حد ممکن رسانند.
استفاده پذیری یک موضوع و پارامتر مهم در سیستمهای اسکادا م ی باشد که معیاری از کیفیت و قابلیت اطمینان آن می باشد. تعریف
یا Time Down به مجموع مدت زمان کار و مدت خرابی Time up استفاده پذیری عبارتست از مدت زمان در حال کار سیستم
که در واقع سابقه کار سیستم مذکور م یباشد. Fail
(Remote Terminal Unit ) : RTU پایانه یا
پایانه به عنوان یکی از عناصر مهم سیستم اسکادا در کنترل سیستم قدرت، وظیفه جم ع آوری اطلاعات از نیروگاهها و پستهای شبکه
برق و همچنین کار هدایت و کنترل آنها را برعهده دارد. پایانه از یک طرف بعنوان یک سیستم فرمانپذیر در مقابل مرکز عمل م یکند و از طرف
دیگر وظیفه جمع آوری اطلاعات از محیط ایستگاه را برعهده دارد . بدین ترتیب پایانه بعنوان یک محیط میانی برای عبور اطلاعات بین دو قطب
مرکز و ایستگاه به حساب م یآید.
-1-4 شرح وظایف پایانه
بطور کلی در پایانه دو پروسه عمده قابل تفکیک می باشد:
DAC -1-1-4 جمع آوری اطلاعات و کنترل
و از طرف دیگر با مرکز کنترل ارتباط دارد . در اینجا منظور از اطلاعات (fild) و نهایتاً به فیلد HVI این بخش از یکسو طبقه
بطور کلی، مقادیر ، وضعیتها ، آلارمها و … از فیلد و فرامین ارسالی از مرکز کنترل م یباشد که بر روی این اطلاعات کلاً عملیات زیر صورت
می گیرد:
13
-1-1-1-4 ذخیره داده ها
قدم اول در جمع آوری و تحلیل داده ها ذخیره آنها م یباشد. این عمل در مورد فرامین ارسالی از مرکز نیز انجام م یگیرد.
-2-1-1-4 اولویت بندی و ترتیب داده ها
اولویت بندی و ترتیب در ارسال، ذخیره و اجرای داده ها در پایانه ها قابل تنظیم و تغییر است . با تخصیص این ویژگی، می توان
های متفاوت باشد. I/O پایانه هایی قوی و با ظرفیت متغیر داشت که سازگار با کاربردهای ویژه همچنین
اولویت بندی داده ها، امکان جمع آوری اطلاعات را بطور همزمان،هم از سیستم قد رت و هم از مرکز کنترل فراهم می کند . این
فراهم می نماید . جمع آوری اطلاعات I/O ساختار با بهره گیری از بافرهای مختلف امکان دریافت حجم زیادی از تغییرات را در کانالهای
می تواند مستقل از تبادلات مرکز و پایانه صورت گیرد.
با این دو روش می توان بسیاری از مقاصد اسک ادا را در پایانه خلاصه کرد و قدرت عملکرد سیستم اسکادا را بالا برد . از جمله
عملکردهای پیشرفته در پایانه که با تخصیص ویژگیهای ذخیره اطلاعات و اولویت بندی اطلاعات م یتوان به آنها دست یافت:
• دریافت مطمئن و دقیق تغییر وضعیتهای گذرا (مانند عملکرد ری کلوزها و …)
• ثبت وقایع با ترتیب زمانی تشخیص رخداد حوادث و وقایع با برچسب زمانی
که نمون هبرداری از داد هها در هنگام اختلالات به منظور ضبط منحن یهای خطا می باشد. (PMR) •
• کنترل اتوماتیک نقطه کار گاورنر
با گسترش ذخیره اطلاعات و پردازش آنها، می توان به عملکردهای پیشرفت ه تری در پایانه دست یافت. از این نمونه می توان نمایش
تهیه گزارشات مختلف و چاپ گزارشات را بر شمرد. ،VDU داده ها روی
-2-1-4 ارسال داده ها به سطوح بالاتر کنترلی
مفهوم کنترل از راه دور در اسکادا، مستلزم این امر است که داده و اطلاعات را از پایانه ها به مسافتی دورتر – یعنی مرکز کنترل –
جزء لاینفک سیستم اسکادا است . در سیستم محلی عملیات و پردازشهای مربوط به ارسال داده ها ، در پایانه « اطلاعات » منتقل کنیم . بنابراین
صورت می پذیرد که بعداُ بیشتر توضیح داده خواهد شد.
معمولاً کانالهای مخابراتی موجود دارای ظرفیت محدودی هستند . با استفاده از قدرت میکروپروسسور در پایانه ها می توان
محدودیتهای ناشی از سیستم مخابراتی را تا حدی جبران نمود که این عمل با کاهش بار کانالهای مخابراتی و همچنین استفاده بهینه از ظرفیت
موجود روشهای زیر مورد استفاده قرار م یگیرد.
• فیلتر دیجیتالی مقادیر انداز هگیری شده
این عمل برای مژرند صورت می گیرد. « باند مرده » • انتقال مقادیر آنالوگ بعد از فیلتر
• در مواقع تراکم سیگنالها و اولویت بندی در ارسال آنها از روشهای فوق به منظور آداپته کردن پایانه با کانالها و سیستمهای مخابراتی
موجود استفاده می شود.
-2-4 اجزاء تشکیل دهنده پایانه:
14
را در برداشته باشد . این مدولها شامل انواع بردهای « بخشهایی » به منظور اجرای وظایفی که در پیش تشریح شد، پایانه بایستی
سخت افزاری (هوشمند و غیر هوشمند ) و نرم افزارهای مختلف کاربردی می باشند. که با هم وظایف پایانه را به انجام م ی رسانند . این مدول ها
بطور کلی شامل موارد زیر هستند.
DI -1-2-4 مدول ورودی دیجیتال
به DI ورودی دیجیتال، بعنوان مثال می تواند از باز و بسته شدن یک کنتاکت ناشی شود که این باز و بسته شد ن ها از طریق مدول
10 ذخیره شوند . تعدادی از ms پایانه منتقل می شوند.هر گونه تغییر وضعیت این ورودیها بایستی به دقت شناسایی شده و با برچسب زمانی
ورودیها می توانند با کدهای باینری و یا گری تشکیل یک کلمه دیجیتال را داده و ارسال شوند.
ورودیهاست . اکثر ورودیها دارای نوسان م ی باشند. پس از اینکه اولین تغییر « حذف نوسان » عمل ،DI از جمله وظایف مهم مدول
در نظر گرفته می شود، بعنوان تغییر وضعیت واقعی در نظر گرفته نمی شود . « نوسان » وضعیت شناسا یی شد، تغییرات بعدی تا مدت زمانیکه بعنوان
« حذف نوسان » این روند مرتباً تکرار شده و در واقع حذف نوسان صورت می پذیرد. این عمل را می توان انواع فیلترهای پسیود اکتیو با تراشه های
به انجام رساند.
همچنین این مدول باید بتواند حداقل سه مورد از تغییر وضعیتهای معتبر هر ورودی را جهت ارسال به مدول اصلی در بافرهای
جداگانه ذخیره نماید. استفاده از این بافرها این امکان را فراهم م یکند تا در هنگام بروز حوادثی که باعث تغییر وضعیتهای پیاپی م یشود، همواره
تغییر وضعیتهای پیش آمده در هنگام شروع حادثه، بعلاوه وضعیت فعلی ورودی مربوطه گزارش شود.
بطور کلی مدول دیجیتال از بخشهای اصلی زیر تشکیل شده است:
-1-1-2-4 بخش واسط بین مدول اصلی و دنیای خارج که وظیفه آماده سازی سیگنالهای ورودی به منظور نمون هبرداری و ایزولاسیون را بر
عهده دارد. در این بخش ورودیها پس از عبور از فیلترهای نویز گیر، پ لهای دیودی یکسو ساز به منظور از بین بردن حساسیت مدار به جهت
ایزولاتورهای » ولتاژ ورودی آماده نمونه برداری م یشد. عمل ایزولاسیون بایستی بطور کامل در این مدول صورت گیرد که این عمل توسط
معمولاً با قدرت عایقی 1000 تا 3000 ولت انجام م یگیرد. « نوری
-2-1-2-4 بخش زمانبند که دو وظیفه مهم زیر را انجام م یدهد:
الف- تولید پالس ساعت به منظور انداز هگیری زمان و استفاده از آن برای زدن برچسب زمانی به ورودیهای تغییر وضعیت یافته.
ب – تعیین دوره تناوب لازم برای نمونه برداری اطلاعات ورودی.
-3-1-2-4 بخش درگاه ورودی
ورودیهای دیجیتال به گروههای مختلف تقسیم می شوند و از طریق بافرهای سه حالته که هر یک بعنوان یک درگاه ورودی تلقی
می شود مورد دستیابی قرار می گیرند.
AI -2-2-4 مدول ورودی آنالوگ
ورودیهای آنالوگ از دستگاههایی نظیر ترانسدیوسر، ترانسمیتر، ترموکوپل و می تواند تولید شود که خروجی آنها معمولاً در حد
ولت و میلی آمپر هستند . تکنیک جمع آوری این متغیرهای آنالوگ در مدول ورودی آنالوگ قرار داده شده است . وظیفه این مدول نمونه گیری
از سیگنالهای أنالوگ، تبدیل آنها به مقادیر دیجیتال، انجام عمل ایزولاسیون و در نهایت بافر کردن آنها می باشد که توسط مدول اصلی پایانه
جمع آوری گردند.
15
ورودیهای آنالوگ از تقویت کننده های تفاضلی گذشته به گروههای مختلف تقسیم می شوند و هر گروه از طریق یکسری
موجود در برد وصل م یشوند. بطور کلی این مدول شامل بخشهای زیر است: ADC به تراشه مبدل MUX تراشه های
-1-2-2-4 بخش ورودی
ابتدا توسط فیلترهای پایین گذر، نویزهای با فرکانس بالا حذف می شوند. سپس بوسیله نرم افزار سیستم و با استفاده از تراشۀ های
متصل می شوند.هر ورودی در ADC عمل انتخاب ورودی ها انجام گرفته و ورودیها به تقویت کننده تفاضلی و سپس به قسمت MUX
یک دوره تناوب ثابت نمونه برداری می شوند و مقادیر متناظر دیجیتال آنها محاسبه می شود. سپس با استفاده از تزویج کننده های نوری، عمل
ایزولاسیون صورت می گیرد.
-2-2-2-4 بخش نمونه برداری
صورت می گیرد. به منظور دیجیتایز کردن ورودیها آنالوگ ADC در این قسمت عمل تبدیل سیگنال آنالوگ به دیجیتال توسط
روشهای متفاوتی وجود دارد که هر یک دارای مشخصات ویژه خود م یباشند . بصورت زیر:
سرعت دقت امنیت در مقابل نویز هزینه ADC نوع
کم 14 تا 24 بیتی خیلی خوب متوسط VF Counting
انتگرال گیر کم 12 تا 18 بیتی خیلی خوب کم
تقریب متوالی متوسط 10 تا 16 بیتی کم کم
خیلی زیاد 4 تا 8 بیتی ندارد زیاد Flash
در رنج میلی ثانیه کافیست و از طرفی امنیت در مقابل نویز بوسیله شیلد کردن کابینت پایانه و A/D با توجه به اینکه زمان تبدیل
نمی باشد و می توان از روش flash استفاده از تقویت کنند ه تفاضلی حاصل می گردد. لذا الزامی به استفاده از روشهای چون انتگرال گیری یا
ترتیب متوالی نیز استفاده نمود.
AO -3-2-4 مدول خروجی آنالوگ
وظیفه مدول خروجی آنالوگ تبدیل مقادیر دیج یتال صادره از مدول اصلی پایانه به سیگنال آنالوگ و اعمال آنها به محیط خارج
است. این سیگنالها برای تنظیم نقطه کار تجهیزات کنترلی پست و با نیروگاه می توانند بکار روند.
است فاده گردد . از آنجائیکه DAC به منظور تبدیل مقادیر دیجیتال به آنالوگ لازمست که به تعداد نقاط خروجی از تراشه های
این مدول جهت اعمال فرامین کنترلی مورد استفاده قرار می گیرد، لازمست که کلیه تمهیدات سخت افزاری جهت اطلاع از درستی ارسال و
اعمال فرامین، همانگونه که در مدول خروجی دیجیتال ذکر خواهد شد در آن پیش بینی گردد.
DO -4-2-4 مدول خروجی دیجیتال
وظیفه مدول خروجی دیجیتال اعمال فرمانهای صادره از مدول اصلی پایانه به محیط خارج است . عملکرد صحیح این مدول مستلزم
تحریک انتخاب بدون خطا و به موقع یکسری رله می باشد. بنابراین روش طراحی این مدول بگونه ای باشد که خطاهای رایج در سیستمهای
کامپیوتری اعم از نرم افزاری و سخت افزاری به حداقل ممکن برسد . صحت ارسال و انجام فرامین در تمامی مراحل چک می شود و در صورت
مشاهده هر گونه ناسازگاری از ادامه فعالیت کنترلی این مدول جلوگیری به عمل خواهد آمد . بدین جهت این مدول دارای دو بخش اساسی زیر
خواهد بود:
16
• سخت افزاری که فرمانهای لازم را به رل هها اعمال نماید.
• مدارهای که سخت افزار فوق را چک و کنترل نماید تا بدینوسیله نرم افزار از صحت ارسال و انجام فرامین مطلع گردد.
نمونه) DO) : به قرار زیر م یباشد DO • بطور کلی فرایند ارسال و کنترل یک فرمان در
• ارسال آدرس برای انتخاب یک گروه از رله ها
• ارسال داده برای انتخاب یک رله از میان رل ههای یک گروه
• چک کردن اطلاعات فوق قبل از تحریک شدن رله ها (اطلاعات ارسالی می تواند بر اثر خراب بودن عناصر سخت افزاری نظیر قفلها،
دیکودرها و مدارهای منطقی به اشتباه حمل شوند)
• چنانچه اطلاعات به درستی ارسال شده باشند فرمان تحریک رله اعمال م یگردد و در غیر اینصورت فعالیت کنترلی متوقف می شود.
• تست مدار جریان به منظور اطمینان از صحت کارکرد رل هها
CIU -5-2-4 مدول واسطه مخابراتی
برقراری ارتباط بین مرکز و پایانه می باشد. این مدول از یک طرف با مودم و از طرف دیگر با مدول اصلی که CIU وظیفه
ترجمه پیغامها در آن صورت می گیرد، در ارتباط است . این مدول با برقراری ارتباط با مودم و ارسال و دریافت پیغام ها به آن، اجازه می دهد که
مدول اصلی از پرداختن به جزئیات مربوط به انتقال پیغامها آزاد شده و بکارهای مهمتر بپردازد.
-6-2-4 مدول اصلی
I مدول اصلی پایانه به عنوان مدول تصمیم گیرنده و راهبر پایانه ایفای نقش م یکند. در واقع این مدول از یکسو توسط مدول های
و … با محیط پروسه در ارتباط است و از سوی دیگر بوسیله مدول واسطه AO, AI, DO, DI یعنی /O interface
با مرکز کنترل ارتباط برقرار می نماید. (CIU) مخابراتی
همچنین این مدول بایستی به منظور راهبری صحیح پایانه بر کارکرد صحیح مدولهای مختلف نظارت نماید . به این ترتیب م ی توان
عملکرد مدول اصلی پایانه را در موارد ذیل ذکر کرد:
• جمع آوری و پردازش اطلاعات ورودی
• اعمال فرمانهای خروجی
• نظارت بر عملکرد صحیح پایانه
• تبادل پیام با مرکز
• امکانات نظارت و کنترل محلی
PCI -7-2-4 مدول
به منظور شمارش و ثبت پالسهای خروجی کنتورهای پستها و نیروگاهها.
-3-4 نرم افزار پایانه
همانطور که قبلاً توضیح داده شد، مدولها شامل سخت افزار و نرم افزار مربوطه می باشند. در واقع کارگردان و راهبر یک پایانه، نرم
افزارهای آن م یباشند و بطور کلی می تواند شامل مدولهای نرم افزاری ذیل باشند:
17
DAC -1-3-4 مدول نرم افزاری
تشکیل شده است: « روند » این مدول برای جمع آوری اطلاعات از فیلد و قرار دادن آنها در یک پایگاه داده می باشد و از چندین
DI task -1-1-3-4
وظیفه این روند، جمع آوری اطلاعات دیجیتال و پردازشهای لازم روی آن می باشد. این پردازشها می تواند شامل تشخیص بانس و
حذف آنها، فیلتر کردن لرزشها و زدن برچسب زمانی برای تغییرات باشد.
DO task -2-1-3-4
اعمال فرامین به کانالهای خروجی دیجیتال ، نظارت بر اجرای صحیح فرمان، نگهداری زمان فعال بودن هر خروجی و غیر فعال کردن
آنها در زمان مورد نظر و … از وظایف این روند م یباشد.
AI task -3-1-3-4
خواندن ورودی های آنالوگ و پردازشهای اولیه آن، چک کردن مبدلهای آنالوگ به دیجیتال در فاصله زمانی مشخص، تشخیص
تغییرات انجام شده در باند مرده تعریف شده و … وظایف این روند را در بر م یگیرند.
AO Task -4-1-3-4
برای اعمال خروجی های آنالوگ به فیلد م یباشد.
PCI Task -5-1-3-4
تعریف شد هاند و کنترل شمارنده مورد نظر از وظایف این بخش است. PCI خواندن ورودیهای دیجیتال که به عنوان
TSL -2-3-4 مدول نرم افزاری
وظیفه این بخش از نرم افزار با مرکز بر اساس پروتکل تعریف شده است . این نرم افزار پیامهای مرکز را تفسیر کرده و پاسخ مناسب
قرار می دهد . در صورت تغییر DAC را به آنها ارسال می کند. همچنین فرمانهای مرکز را به منظور اجرای آنها، در اختیار بخشهای دیگر
پروتکل ارتباطی با مرکز در پایانه تنها این مدول نرم افزاری تغییر م یکند.
SPV -3-3-4 مدول نرم افزاری
بر مبنای خطاهای تشخیص داده شده « پایگاه داده » کردن « به روز » وظیفه این مدول نرم افزاری چک کردن سخت افزا ر پایانه و
های مختلف مثالهایی از وظایف این مدول می باشد. « روند » و … وضعیت اجرای RAM , EPROM می باشد. چک کردن
SUC -4-3-4 مدول نرم افزاری
در حافظه « پایگاه داده » را انجام می دهد. این عملیات بطور کلی عبارتند از ایجاد « عملیات اولیه » این مدول در زمان راه اندازی پایانه
چک کردن بخشهای مختلف سخت افزار و مقایسه آن با پیکر بندی موجود در ،EPROM بر اساس پیکر بندی ذخیره شده در RAM
و … . « پایگاه داده »
DBT -5-3-4 مدول پایگاه داده
18
بطور کلی، پایگاه داده در پایان ه، متشکل از تمامی جدولهایی است که به منظور بازیابی، پیکره بندی و پردازش اطلاعات بکار گرفته
می شود و به عنوان مشترک تمامی پروسسهای پایانه، مسیری را ایجاد می کند که بوسیله آن شار اطلاعاتی از فیلد به مرکز و برعکس جریان
یک لایه نرم افزاری است که از طریق آن راه دستیابی به جدولها میسر م ی شود. برای دسترسی به اطلاعات مختلف در « مدیر پایگاه داده » . می یابد
به پایگاه داده را فراهم نماید « روند » طراحی می شوند. این روتینها باید امکان دسترسی همزمان چند « روتین های دسترسی » این نرم افزار یکسری
.
(Watchdog Timer) :« نگهبان » -6-3-4 مدول نرم افزاری
باز « روندها » پردازشگر مدول اصلی از سرویس دادن به دیگر « روند » گاهی اوقات ممکن است در اثر بروز خطا در عملکرد یک
« باز نشانده » بطور تناوبی به « سیستم نگهبان » بماند. به منظور جلوگیری از این امر از یک تایمر سخت افزاری استفاده می شود. در حالت کار عادی
کردن این تایمر می پردازد.
« بازنشانده » اجرا نخواهد شد و پردازشگر پس از مدتی « سیستم نگهبان » ، بنابراین چنانچه خللی در عملکرد طبیعی پایانه پیش بیاید
راه اندازی شده و از ابتدا شروع به کار می کند. SUC می شود. سپس مجدداً پایانه توسط
نظارت بر ولتاژ تغذیه است ، بدین ترتیب که: « سیستم نگهبان » یکی دیگر از وظایف
• هنگام شروع به کار پایانه و وصل تغذیه پردازشگر را برای مدت کوتاهی در حالت بازنشانده نگه می دارد تا اینکه ولتاژ به حالت
پایدار برسد.
می کند. « بازنشانده » • در صورت پایین آمدن ولتاژ از حد معینی پردازشگر را
PTMTK -7-3-4 هسته
هسته چند کاره زمان حقیقی از جمله اساسی ترین فاکتورهای نرم افزار پایانه م ی باشد که معمار نرم افزار پایانه باید بر اساس آن بنا
گردد.
-4-4 مهندسی اطلاعات در پایانه
بعد از انجام عملیات اینترفیسینگ، تمامی نقاط کنترلی مورد نیاز ایستگاه ، آماده برای اتصال به کارتهای مختلف پایانه می باشند .
نقاط مذکور بایستی برای بخشهای مختلف پایانه تعریف و کد گذاری (…. , PCI , AI , DI AO , DO (کارتهای
می شوند. عملیات کد گذاری و تعریف نقاط، به هر نقطه یک کد نسبت داده م ی شود و این کدها برای تمامی بخشهای مختلف پایانه تعریف و
برنامه ریزی می شود.
در پایگاه داده نیز محل مربوط به ذخیره داده های هر نقطه با کدهای مذکور آدرس دهی و شناخته می شوند . بنابراین بخشهای
مختلف پایانه در صورت نیاز به محل اطلاعات یک نقطه می تواند با رجوع به پایگاه داده ها و ارائه کد مربوطه به محل اطلاعات مورد نیاز
دسترسی یافته و عملیات خواندن و یا نوشتن را انجام دهد. بدین ترتیب پایگاه داده ها، نقش یک شاهراه اطلاعاتی را در پایانه بازی می کند.
-5-4 مودم
مودم یکی از تجهیزات جانبی پایانه است که ارتباط پایانه ب ا مرکز از طریق آن انجام م یگیرد . تبادل اطلاعات در مود م ها بایستی
در مقابل تاثیرات نویز و اغتشاشات معمولاً از این نوع FSK بطور صحیح و بدون خطا صورت پذیرد . به لحاظ ویژگی خوب مدولاسیون
مودمها استفاده می گردد ، در نصب مودمها . بایستی ایزولاسیون کامل از خط به من ظور جلوگیری از وارد آمدن ولتاژهای زیاد به پایانه و مودم
انجام گیرد.
19
مودمها قادر به ارسال همزمان صوت و داده جهت برقراری ارتباط اپراتور با مرکز م ی باشند. در این حالت محدوده فرکانسی 300
هرتز تا حداقل 1800 مرکز به صوت و محدوده فرکانس 2100 تا حداکثر 3400 هرتز به انتقال داده ها اختصاص می یابد که این انتقال داده ها
در مدهای سنکرون و آسنکرون قابل انجام است.
-6-4 منبع تغذیه
منبع تغذیه پایانه بخش اساسی و حساس در یک پایانه می باشد. بطوریکه عملاً با بروز خطا در منبع تغذیه پایانه از سرویس خارج
می شود . پس منبع تغذیه در قابلیت اطمینان و دسترس پذیری یک پایانه مستقیماً تاثیر م یگذارد.
220 VAC 4 با رنج 90 % تا 110 % و 8 VDC منبع تغذیه از نوع تثبیت شده با ولتاژ ثابت م یباشد با ولتاژهای ورودی
با رنج 85 % تا 115 % می باشد. منبع تغذیه دارای حفاظتهای مختلف از جمله حفاظت اضافه ولت اژ خروجی، حفاظت در مقابل اتصال کوتاه
ورودی، حفاظت در مقابل اضافه ولتاژ ورودی، حفاظت در مقابل ولتاژ معکوس در خروجی، حفاظت اضافه جریان و اضافه دما و … را دارا
می باشد.
5 - سیستمهای ارتباطی و نحوه ارسال اطلاعات
ابتدا باید گفت که برای ارسال اطلاعات از راه د ور می بایست این اطلاعات به سیگنال الکتریکی تبدیل گردند . این اطلاعات ممکن
است بصورت اصوات انسان یا اعداد و ارقام، تصاویر متحرک، تصاویر ساکن و غیره باشند.
با توجه به این توضیحات، در سیستم کنترل نظارتی مورد نظر دو نوع ارتباط وجود دارد:
الف- سیستم ارتباطی صدور فرمان از مراکز به مسئول ایستگاه ها (ارتباط با انسان).
ب- سیستم ارتباطی ایستگاهها به مرکز تله مترینگ (ارتباط ماشین با ماشین)
های زیر امکان پذیر می باشد: « رسانه » از طریق « پایانه » و ایستگاههای محلی « اصلی » هر دو گونه ارتباط بین ایستگاه
• سیستم تلفن عمومی
• سیستم مخابرات رادیویی
• شبکه فیبر نوری
(PLC) • سیستم مخابراتی پی ال سی
• سیستم شبکه مایکروویو
• کابلها
• کابل هم محور یا کابل هم مرکز
• ارتباط ماهواره ای
-1-5 سیستم تلفن عمومی
برای ارتباط بین مراکز و کنترل (FSK) سیستم تلفن عمومی یک شبکه مخابراتی دو طرفه می باشد که از روش اف –اس- کی
و نقاط کنترل شده با توجه به در دسترس بودن شبکه تلفنی در نقاط مختلف به منظور تله متری و اتصال به شبکه کامپیوتری استفاده م یشود.
20
در این نوع ارتباط، از کابلهای هادی و متالیک استفاده م ی شود. برای ارسال اصوات دستگاه تلفن، یک زوج سیم و برای انتقال
اطلاعات، دو زوج سیم تلفن دیتا بسته به سیستم تله متری بکار گرفته می شود. از مزایای این سیستم می توان به هزینه کم و کارایی زیاد آن اشاره
نمود و معایب این سیستم عبارتند از:
• اختصاصی نبودن شبکه ارتباطی
• عدم وجود شبکه تلفن در نقاط پراکنده
• محدودیت دستیابی به شبکه مشترکین در مواقع اضطراری
• سیستم با درجه ایمنی پایین.
-2-5 سیستمهای مخابراتی رادیویی
ب ه (UHF) در سیستمهای مخابراتی رادیوی اولیه، از روش یک طرفه استفاده می شود. بعدها فرکانسهایی در باند یو . اچ .اف
منظور برقراری ارتباط دو طرفه بکار گرفته شد . البته این محدوده فرکانسی برای انجام اتوماسیون در شبکه توزیع بزرگ مناسب م یباشد. در این
روش اطلاعات یا اصوات روی موج رادیویی سوار شده و پس از مدوله به مرکز ارسال می شودن ودر مرکز پس از آشکار سازی مجدداً به
حالت اولیه بر میگردد و عمل عکس انجام می شود. بعضی اوقات برای ارسال اطلاعات دو فرکانس مختلف بکار م یرود. در این صورت سیستم،
بصورت دوبلکس عمل می نماید.
فرکانس گیرنده با مرکز یکسان است . در بعضی موارد از یک باند رادیویی و تقسیم آن برای ارسال اصوات و اطلاعات از یک
رادیو استفاده می شود. هزینه نصب و تعمیر و قابلیت اطمینان (کارایی و درصد خط ) و ضریب سیگنال به نویز، در دسترس بودن ایستگاه و پهنای
باند سیستم از معیارهای مهم و موثر در انتخاب کانال رادیویی می باشد.
مزایای این سیستم عبارتند از:
-1 مستقل بودن از شبکه های برق
PLC -2 داشتن سرعت بالا در مقایسه با سیستم تلفن و
-3 متاثر نبودن در مقابل نویز
-4 استفاده انحصاری در صنعت برق.
معایب اصلی سیستم رادیویی عبارت است از:
-1 محدودیت انتشارات به خط مستقیم و احتمال مسدود شدن مسیر انتشار یا پراکندگی امواج
-2 طیف فرکانسی محدود
-3 نیاز به نصب فرستند ههای متعدد جهت پوشش کامل مناطق
-4 تعیین فاصله فرکانسی حداقل ما بین کانالها .
-3-5 شبکه مخابراتی فیبر نوری
استفاده از فیبر نوری به منظور ارسال و دریافت علائم از سال 1970 متداول گشته است که با استفاده از انتشار امواج نوری در
محیط الیاف نوری انجام می شود. کابل نوری شامل یک کابل شیشه ای معین می باشد (رشته نازکی از مواد شیشه مانند ) که سیگنالهای نوری
می توانند از طریق چنین کابلی به سادگی انتقال داده شوند بطوریکه اثرات نویز الکتریکی روی انتقال بطور کامل حذف م ی شود و می توان گفت
که فیبرهای نوری اساساً در برابر اختلالات الکترومغناطیسی ایمن هستند.
21
فیبرهای نوری از انواع خاصی شیشه و پلاستیک ساخته شده و به نحوی طراحی می گردند که با برخورد یک پرتو نوری به ابتدای
آنها، در سطوح داخلی منعکس شده و طول فیبر نوری را طی م ی کند. فیبرهای نوری گران قیمت نبوده و نیز سبک وزن هستند و اغلب صدها
رشته از آنها در یک کابل جای م یگیرد.
در مخابرات نوری از مجموعه:
الف – منبع نورانی (دیود نورانی یا دیود لیزری) به عنوان فرستنده
ب - فیبر نوری بعنوان مسیر انتقال
بعنوان گیرنده استفاده ( (PIN) و دیود پی.آی.ان (ADP) ج- آشکار سازی نوری (دیود نوع ای.دی.پی
می شود.
فرستنده در انتهای ارسال، پالسهای الکتریکی را به پالسهای نوری تبدیل می کند. این پالسهای نوری از طریق کابل فیبر نوری منتقل
می شوند. در انتهای مح ل گیرنده سیگنالهای نوری به سیگنالهای الکتریکی تبدیل می شوند . یعنی کابل فیبر نوری همانند سیستمهای مخابراتی
دیگر از 3 بخش اساسی فرستنده، گیرنده و کانال ارسال تشکیل شده است.
فرستنده سیگنال ورودی را به جریان می اندازد تا سیگنال ارسالی مناسب با مشخصات خط ارسا لی تولید کند . تولید سیگنال برای
ارسال تقریباً همواره مدولاسیون را در بر دارد و ممکن است شامل کد گذاری نیز باشد . کانال ارسال وسیله ای است که پلی میان مبدأ و مقصد به
وجود می آورد. این پل مقداری تلفات یا تضعیف را بدنبال دارد. بنابراین قدرت سیگنال با افزایش فاصله کاهش می یابد.
گیرنده روی سیگنال خروجی از کانال ارسال عمل می کند تا آن را در مقصد به مبدل برساند . عملیات گیرنده شامل تقویت، جهت
جبران تلفات انتقال و دی مدولاسیون برای معکوس کردن پردازش سیگنالی انجام شده در فرستنده م یباشد.
در روش انتقال پرتوهای نوری در طول فیبرهای نوری یک پرتو نوری، مانند لیزر را م ی توان به نحوی تلفیق (مدوله ) نمود که
اطلاعات دیگری را نیز حمل کند . نور نوعی تشعشع الکترومغناطیسی است و نسبت به انواع تشعشعات دیگر (مانند امواج رادیویی ) که در ارسال
اطلاعات مورد استفاده قرار می گیرند. فرکانس بالاتری در طیف الکترومغناطیسی دارد . بنابراین یک کابل فیبر نوری می تواند اطلاعات بسیار
بیشتری نسبت به ابزارهای مخابره اطلاعاتی دیگر منتقل نماید.
از مزایای اصلی استفاده از فیبر نوری می توان به موارد زیر اشاره نمود:
• متاثر نبودن در مقابل نویز
• انتقال سریع اطلاعات
• انتقال اطلاعات با قابلیت اطمینان زیاد
• ایزولاسیون الکتریکی
معایب استفاده از فیبر نوری
بکارگیری شبکه فیبر نوری و هماهنگ کردن آن با شبکه های دیگر نیاز به تجهیزات واسطه پیچیده دارد که قیمت تمام شده را افزایش
می دهد.
(PLC) -4-5 سیستم مخابراتی پی .ال.سی
نامیده می شود که از سال 1921 در صنایع برق استفاده PLC استفاده از خطوط انتقال فشار قوی برای انتقال علائم کاربر
از 30 الی 500 کیلوهرتز می باشد که با توجه به مسائل فنی این محدوده انتخاب شدها ست . محدوده PLC می شود. محدوده فرکانسی
22
با توجه به نیاز سازمانهای مختلف در یک کشور متفاوت می باشد. بطور مثال محدوده فرکانسی آن در ایران 40 الی 400 PLC فرکانسی
به منظور ارتباط تلفنی، حفاظت تله متری و نظارت استفاده م یشود. PLC کیلوهرتز می باشد. از کانال مخابراتی
های اشاره شده استفاده می گردد. همچنین به PLC 63 از KV برای انجام مانورهای عملیاتی در شبک ههای فشار قوی بالای
توزیع استفاده شود . در این سیستم انتقال اطلاعات و PLC منظور اعمال مدیریت بار بر روی خطوط با ولتاژهای پایین تر می باید از سیستمهای
اصوات از طریق خطوط فشار قوی انجام می گیرد و این نوع ارتباط برای شرکت های برق و راه آهن برقی که خطوط فشار قوی در اختیار دارند
مقرون به صرفه است.
مسئله محدودیت فرکانس وجود ندارد ولی در سیست م های رادیوئی و مایکروویو به دلیل تداخل فرکانس PLC در سیستم
محدودیت وجود داشته و می بایست کانالهای مشخصی را از شرکت مخابرات اجاره کرد.
بر روی خطوط توزیع و انتقال، متفاوت بوده و بعلت شرایط خاص شبکه های توزیع استفاده از خطوط PLC استفاده از سیستم
توزیع بعنوان محیط انتقال فعلاً با سرعتهای انتقال اطلاعات پایین عملی شده است . بهینه سازی این سی ستم هنوز در مراکز تحقیقاتی دنیا تحت
مطالعه می باشد.
PLC مزایای سیستم مخابراتی
• سیستم مخابرات مستقل وسریع در اختیار مراکز کنترل و دیسپاچینگ
• سرعت زیاد در انتقال فرامین به منظور رفع خطا
• تبادل اطلاعات دائمی با به منظور نظارت بر عملکرد و کنترل مفید.
معایب این سیستم عبارت است از
• بکار گیری انحصاری در سیستم خطوط فشار قوی
• حضور نویزهای تصادفی و ایمپالس
• مشکلات در انتخاب فرکانس
• نیاز به تقویت کننده
• نیاز به سیستم حفاظتی اختصاصی به منظور جلوگیری از اثرات مخرب ولتاژهای ناخواسته در شبک ههای ولتاژ بالا
.(63 kv • عدم فراگیر شدن در شبکه های توزیع (ولتاژ های پایین تر از
-5-5 سیستم شبکه مایکروویو
طیف مایکروویو:
گیگا هرتز است . در بیشتر (GHZ) تا 1000 (MHZ) امواجی هستند که گسترده فرکانس آنها از حدود 300 مگاهرتز
استفاده می شود. (GHZ) کاربردهای تکنولوژی مایکروویو از فرکان سهای 1 تا 40 گیگاهرتز
حد پائینی ناحیه مایکروویو، ناحیه فرکانس های رادیو و تلویزیون همجوار است. در حالی که حد بالائی آن مجاور طیف های گرما و
نور مرئی است .در نتیجه مهندسان مایکروویو اغلب از مفاهیم و روشهای مربوط به این دو مقوله شناخته شده استفاده م ی کنند . قابلیت تمرک ز
امواج رادیویی تابعی از اندازه آنتن و طول موج مورد نظر است.
23
برای آنتنی با اندازه ثابت، این قابلیت تمرکز با کاهش طول موج مورد نظر است . برای آنتنی با اندازه ثابت ، این قابلیت تمرکز با
کاهش طول موج افزایش می یابد مثلاً پهنای یک پرتو رادیویی از یک آنتن سهمی به قطر 1 متر در یک گیگاهرتز حدود 50 درجه است . در
حالی که در ده گیگاهرتز تنها 5 درجه است. برای برقرای یک ارتباط خوب بین دو نقطه سیگنال باید دقیقاً متمرکز و سپس به سوی آنتن گیرنده
هدف گیری شود. چون فرکانس های مایکروویو این قابلیت را دارند برای ارتباط نقطه به نقطه بی سیم ایده آل ترند.
مخابرات نقطه به نقطه در فرکانس های مایکروویو به این صورت است که از چندین دستگاه تکرار کننده مایکروویو به با فواصل
معینی در مسیر خط دید یکدیگر قرار گرفته باشند استفاده م یشود.
ایستگاه تکرار کننده سیگنال مایکروویو را با یک آنتن م ی گیرد و پس از عبور تقویت کننده آن را از طریق یک آنتن دیگر به
دستگاه تکرار کننده بعدی م ی فرستند. فاصله بین این ایستگاهها معمولاً 25 تا 75 مایل است. با مرتبط ساختن چند ایستگاه از این نوع می توان
یک سیگنال را به جاهای مختلف منتقل کرد . (حتی با ترکیبی از ماهوا ره و ارتباط نقطه به نقطه مایکروویو می توان به برقراری ارتباط بین قاره ها
دست یافت).
طیف مایکروویو باند وسیعی از فرکانس ها را در بر می گیرد که از آن در انتقال اطلاعات به خوبی استفاده م ی شود بنابر نظریه
مخابرات مقدار اطلاعاتی که م یتوان انتقال داد مستقیماً با پهنای باند موجود متناسب است.
بنابراین طیف مایکروویو نسبت به باندهای رادیویی و تلویزیونی، کانال های مخابراتی بیشتری را می تواند در خود جای دهد . با نیاز
فزاینده به انتقال اطلاعات، مخابرات مایکروویو نیز در جامعه ما هر روز رواج بیشتری م ییابد.
6-5 - ارتباط ماهواره ای
ماهواره های ارتباطی قابلیت کار با حجمهای بسیار بالایی از اطلاعات را دارند . این ماهواره ها که ابتدا برای سیگنالهای تلفن و تلویزیون مورد
استفاده قرار می گرفته است، برای مخابره داد ه های کامپیوتری با سرعت بالا نیز قابل استفاده م یباشد. دو عامل موثر در بکارگیری ماهوار هها برای
کامپیوترها تاخیر زمانی و مسائل امنیتی است.
توضیح و نتیجه:
همانگونه که پیش از این بیان شد، اطلاعات مخابره شده بین مرکز کنترل و پایان ه های اطلاعاتی، دیجیتالی است . این مجموعه
اطلاعات در ابتدا با یک تکنیک مدولاسیون دیجیتال ماهیت آنالوگ یافته و سپس یک مدولاسیون آنالوگ روی آنها اعمال شده تا بسهولت
می باشد. بدین ترتیب که برای داده یک، موج سینوسی یک فرکانس و برای داده FSK ارسال شوند . مدولاسیون دیجیتال عموماً اف .اس.کی
صفر موج سینوسی با فرکانس دیگر ارسال م یشود.
2900 و برای حالت یک سینوسی با فرکانس +200 =3100 HZ مثلاً در یک نمونه عملی برای حالت صفر سینوسی با فرکانس
و سپس به (bit – rate) بیش از همه به سرعت ارسال FSK 2500 ارسال می شود. پهنای باند در مدولاسیون +200 =2700 HZ
فرکانسهای ارسالی در حالات یک و صفر بستگی دارد ولی عموماً از استان داردهای مطابق جداول زیر برای تعیین پهنای باند استفاده
می گردد.البته گاهی با تغییر پهنای باند، تعداد کانالهای ارسالی روی خط را تغییر م یدهند.
(bps) سرعت ارسال (HZ) پهنای باند
50 120
100 240
200 480
600 1200
1200 2500
24
مایکروویو، کابل زیر زمینی و جدیداً فیبر نوری و ، PLC حال برای ارسال این اطلاعات از مح یط های مختلف مخابراتی نظیر
… استفاده م یشود. از آنجائیکه استفاده از مایکروویو سبب نوعی وابستگی سیستم دیسپاچینگ به ارگانی خارج از وزارت نیرو (وزارت پست
و تلگراف ) می شد. همچنین استفاده از کابل زیر زمینی م ستلزم مخارج فراوان کندن زمین و مشکلات ناشی از آن خواهد بود . در سیستم های
است که کاملاً در اختیار وزارت نیرو نیز م یباشد. PLC دیسپاچینگ بیشترین علاقه به استفاده از سیستم مخابراتی
با تکنولوژی آنالوگ هنوز یکی از مطلوب ترین و مهمترین سیستمهای مورد نظر در PLC با وجود تمام معایب، سیستم مخابراتی
صنعت برق (در ولتاژهای بالاتر از 63 کیلوولت) می باشد.
آنالوگ با بکارگیری دانش مخابرات دیجیتالی و فشرده سازی علائم در حال افزایش م ی باشد PLC ظرفیت ترمینالهای مخابراتی
آنالوگ ارسال نمود . طبعاً در شرایط فعلی جهت انجام مدیریت بار در PLC که می توان سه کانال مخابراتی را در باند فرکانسی موجود د ر
ولتاژهای توزیع از سیستمهای تلفنی و رادیویی اشاره شده م یتوان استفاده کرد.
استفاده از فیبر نوری نیز امروزه به تدریج رایج می شود و بالاخص در مواردی که تخصیص کانال با دشواری روبرو م ی شود، ش بکه
فیبر نوری بعلت پهنای باند وسیع می تواند حلال مشکلات گردد . با توجه به توضیحات فوق، نتیجه گرفته می شود که اصلی ترین وسیله ارتباط در
است که در ادامه توضیحاتی در مورد آن خواهد آمد . در ابتدا به مسئله تخصیص کانال و تعداد کانالهای مجاز PLC سیستم های دیسپاچینگ
برای ارسال فرکانسهای بالا PLC مطرح خواهد شد . همانطور که م ی دانیم PLC پرداخته و سپس نکات عملی طراحی سیستم PLC در
اطلاعات ارسالی شامل صحبت، سیگنال و حفاظت PLC 60 بکار گرفته می شود. در سیستم HZ 50 یا HZ روی خطوط فشار قوی
مدوله شده و در پهنای باند 4 کیلوهرتز ارسال م یگردد. (SSB) بصورت
4 کیلوهرتز خواهد بود . فرکانس کاربر نیز در محدوده 40 الی 400 کیلوهرتز قرار دارد . حد پایین ،PLC یعنی یک کانال
فرکانس توسط محدودی تهای ناشی از سیستم کوپلینگ تعیین شده و حد بالای فرکانس توسط محدودیت ناشی از تضعیف خط انتقال مشخص
تضعیف خط انتقال نیز افزایش می یابد. البته محدوده فرکانس قابل استفاده در یک کشور خاص ،PLC می گردد زیرا با افزایش فرکانس
محدودتر شود. « ناوبری » علاوه بر موارد فوق ممکن است به منظور عدم تداخل با فرکانسهای
-7-5 روشهای مختلف انتقال اطلاعات از پایان هها به مراکز کنترل:
تبادل اطلاعات مابین پایانه های دور دست و مراکز کنترل، با توجه به میزان هوشمندی پایانه ها به روشهای مختلفی صورت می گیرد
که در اینجا به بررسی این روشها پرداخته و خصوصیات هر یک آورده می شود.
و ارسال کلیه اطلاعات « روش پرسشی » -8-5
در پایانه های قدیمی که بصورت لاجیکی ساخته شده و فاقد میکروپروسسور بودند . امکان پردازش اطلاعات در پایانه های بسیار
نموده و پایانه ها نیز تمام اطلاعات خود را (اعم از (Scan) محدود بود . در این سیستم ها مرکز کنترل بصورت دوره ای کلیه پایانه ها را اسکن
دیجیتال و آنالوگ) برای مرکز م یفرستادند.
البته طبیعی است که با توجه به سیگنالهای متفاوت جمع آوری اطلاعات آنالوگ و دیجیتال . در هر سیکل کلیه اطلاعات فرستاده
نمی شد ولی این اطلاعات مستقل از اینکه نسبت به سیکل قبلی تغییر یافته بودند یا خیر . برای مرکز ارسال می شدند زیرا پایانه توانایی مقای سه
اطلاعات جدید و قدیم و تشخیص تغییر یا عدم تغییر در آنها را نداشت یا اصطلاحاً غیر هوشمند بود . اشکال اساسی این روش ، در حجم وسیع
اطلاعات مبادله شده بین مرکز کنترل و پایانه ها می باشد که نیاز به سرعت ارسال و پهنای باند زیاد در کانال مخابراتی خواهد داشت.
این روش که هنوز نیز در بعضی سیستمهای قدیمی که پایانه های غیر هوشمند دارند بکار می روند.در سیستم هایی که امروزه طراحی
می شوند به ندرت مورد استفاده قرار گیرند.
25
-9-5 روش پرسشی و ارسال اطلاعات تغییر یافته
با بالا رفتن هوشمندی در پایانه ها و بکارگیری وسیع میکر وپروسسور که سبب قابلیت انعطاف بالای پایانه ها می گردد . این امکان
وجود دارد که هر پایانه در مقابل درخواست مرکز تنها اطلاعاتیکه تغییر یافت هاند را باز پس فرستند. عموماً منظور از داده تغییر یافته اطلاع دیجیتال
نیز در پایانه ها وجود (COM) است . اگر چه در تکنولوژی های بسیار جدید امکان تشخیص تغییر در داده های آنالوگ COS تغییر یافته
دارد ولی استفاده از این پایان هها هنوز چندان متداول نم یباشد.
از آنجائیکه تغییر در یک داده دیجیتال (قطع وصل بریکر و …) در صورت خرابی یا در صورت عمل کنترل از مرکز در پستهای
در پستهای با اپراتور روی می دهد و این دو پدیده در شبکه برق احتمال وقوع کمی دارند با ارسال اطلاعات « محلی » و یا بصورت « بدون اپرات ور »
تغییر یافته بجای کلیه اطلاعات، حجم اطلاعات ارسالی به مرکز به شدت کاهش م ییابد.
اطلاعاتی که هم وقت کامپیوتر مرکز رااشغال کرده و هم از آن مهمتر پهنای باند کانال مخابراتی لازم را افزایش می دهد . به این
ترتیب این روش در پاسخ زمانی مساوی با روش قبل نیاز به کانال مخابراتی با پهنای باند فوق العاده کمتری دارد.
-10-5 روش وقف های
در این روش که روش بسیار جدیدی است پایانه ها این توانائی را دارند که خود در صورت وقوع تغییر در آنها ارتباط با مرکز را
آغاز نموده و بمرکز فرمان وقفه بدهند . در این روش سرعت ارسال باز هم م ی تواند پایین تر باشد زیرا ارتباط بین مرکز و پایانه تنها در صورت
وجود تغییر حالت برقرار می باشد و وقت کانال با سوال مرکز در مورد وجود یا عدم وجود تغییر حالت و پاسخ منفی پایانه اشغال نمی گردد.
این روش علیرغم کاهش پهنای باند به طراحی پیچید های برای قرار دادن پایانه ها و مرکز در یک شبکه کامپیوتری نیاز دارد.
-6 پروتکلهای ارسال اطلاعات (پروتکلهای ارتباطی یا پروتکلهای انتقال داده)
اصولا سی ستمهای کنترل به دو دسته اصلی، سیستم محلی و سیستم کنترل راه دور تقسیم می شوند . در سیستم کنترل راه دور خلاف
سیستم کنترل محلی، ارتباط اجزاء سیستم توسط لینک مخابراتی صورت م یگیرد.
این ارتباط تحت شرایط محیطی نویز و محدودیت پهنای باند صورت م ی گیرد. بنابراین با توجه به حجم کل تبادل اطلاعات و زمان
لازم برای انتقال می بایست بین دو پارامتر سرعت انتقال و انتقال مطمئن اطلاعات بهترین شرایط را یافت . با انتخاب یک پروتکل مناسب می توان
به اهداف فوق نائل آمد.
پروتکل در اصل کلمه به معنی پیوند نامه یا مقوله نامه است . اما د ر اینجا به مجموعه قواعد با استانداردهایی اطلاق می شود که برای
برقراری ارتباط بین کامپیوترها سیستمها و تبادل اطلاعات با کمترین اشتباه طراحی و تنظیم شده اند. برای تعریف پروتکل ارتباطی می توان گفت
که مبادله اطلاعات بین مرکز و پایانه ها طبق دستورات و ضوابط خاصی صورت م یگیرد که از آن با عنوان پروتکل ارتباطی یاد می گردد.
پروتکل مجموعه دستورها و قواعدی است که تمامی جزئیات لازم برای برقراری یک ارتباط مطمئن و کارآمد. بین پایانه و مرکز را
مشخص می سازد بطور مثال موضوعاتی مانند نوع برقراری ارتباط، انواع اطلاعات مورد ن یاز، امنیت انتقال وضعیت و چهارچوب پیغامها از جمله
مواردی هستند که باید در پروتکل به صورت واضح معین و مشخص شده باشند.
A/D چنانکه پیش از این آورده شد، اطلاعات مخابره شده از مرکز به پایانه و بالعکس چه ماهیتاً دیجیتال باشد و چه بوسیله
دیجیتال شده باشند . در نه ایت مجموعه ای از بیتهای باینری صفر و یک خواهند بود . این اطلاعات دیجیتال با مدولاسیون های مناسب و از طریق
کانالهای مخابراتی ارسال می شود.
در این قسمت به پروتکل ارسال این اطلاعات و ویژگیهای آن پرداخته م ی شود. در ابتدا ذکر این نکته لازم است که هنوز یک
پروتکل استاندارد در سیستم های دیسپاچینگ متداول نشده است و آنچه در اینجا بررسی می شود قسمت تقریب ا مشترک این سیستمها و بصورت
کلی می باشد.
صورت گیرد. Full-duplex,Half-duplex ارسال اطلاعات از مرکز به پایانه و بالعکس می تواند به دو صورت
26
گویند و اگر این Full-duplex چنانچه امکان ارسال اطلاعا ت همزمان بین مرکز و پایانه وجود داشته باشد ارتباط را
نامند . در هر دو روش فوق مدولاتور و دمدولاتور در Half-duplex اطلاعات هر لحظه تنها بتواند از یکطرف صورت گیرد ارتباط را
هر دو طرف خط مخابراتی موجود بوده که اصطلاحاً آنها را مدم می گویند.
تخصیص می یابد ولی عموما پروتکل ارسال Full-duplex در سیستم های اسکادا اگر چه غالبا کانال مخابراتی بصورت
است . برای ارسال اطلاعات از طریق کانال مخابراتی دو نوع سنکرون و آسنکرون موجود است . در مدم نوع Half-duplex اطلاعات
آسنکرون بمنظور آنکه گیرنده اطلاعات را تقریب ا با همان سرعت یکه فرستنده ارسال می نماید و در زمان مناسب دریافت نماید از دو مبنای زمان
متفاوت در دو طرف استفاده م یگردد.
بدلیل تفاوت اجتناب ناپذیری که در فرکانس اسیلاتورهای موجود در طرفین کانال وجود دارد اطلاعات فرستاده شده با این روش
باید تقسیم به بلوک های کوچک که هر یک دارای بیتهای سنکرون کننده خود هستند فرستاده شوند تا مرتب ا گیرنده بتواند خود را با فرستنده
سنکرون نماید. معمولا سرعت مدهایی که با روش آسنکرون کار م یکنند تا حدود 1800 بیت در ثانیه محدود م یشود.
این روش ارسال در موارد ی که اطلاعات بصورت پیامهای کوتاهی باشند بسیار مفید است چرا که در عمل سنکرونیزاسیون فرستنده
و گیرنده بسرعت انجام می شود.
در مدم نوع سنکرون، فرستنده سیگنال سنکرون کننده را نیز همراه اطلاعات ارسال می دارد و بدین ترتیب گیرنده بطور دقیق با آن
سنکرون می شود. این روش امکان ارسال پیامهای طولانی و با سرعت بالا را بدون خطر از سنکرون خارجی شدن گیرنده م ی دهد اما در عوض
برای سنکرون شدن فرستنده و گیرنده در آغاز پیام، زمان بیشتری لازم است . مدهایی که بصورت سنکرون کار می کنند با سرعتهای بین 2400
بیت در ثانیه تا یک مگابیت در ثانیه موجود م یباشند.
در سیستمهای اسکادا با توجه به نیاز و همچنین مشخصات کانال مخابراتی می توان از هر یک از دو نوع بالا استفاده نمود . انتقال پیام
و با استفاده از ارسال سریال اطلاعات صورت م یگیرد. TDM بین مرکز و پایانه راه دور معمولا بصورت تی.دی.ام
این پیامها بایستی دارای امنیت و انعطاف پذیری بوده و سخت افزار و نرم افزاری که در طرفین برای ارسال و دریافت آنها لازم
است حتی الامکان ساده باشد.
امنیت عبارتست از قابلیت کشف خطاهای ایجاد شده از پیام که بوسیله نویز کانال مخابراتی تولید می شوند. انعطاف پذیری قابلیت
ارسال انواع مختلفی از پیامها (چه از نظر طول و چه از نظر نوع) در صورت درخواست مرکز م یباشد.
: SCADA -7 طراحی یک مرکز
باید موارد ذیل مورد نظر قرار بگیرند: SCADA برای طراحی یک سیستم
-1 آمادگی ایستگاه ها جهت نصب سیستم
-2 لینک مخابراتی مرکز و پایان هها
-3 ظرفیت نقاط پردازش سیستم.
-1 آمادگی ایستگاه جهت نصب سیستم
در ایستگاه ها جهت جمع آوری اطلاعات نقاط و اعمال کنترل بر آنها، یکسری تجهیزات مورد نیاز می باشد که بایستی توسط
های نصب شده در لیست و نیز رله های C.V.T یا PT , CT پیمانکار سازندۀ پست، طراحی و اجرا شوند. برای این منظور باید از تمامی
27
حفاظتی که به بریکرهای فرمان می دهند و نیز از کنتاکت های کمکی تمامی کلیدهای پست، سیم بندی مناسب انجام شده و این سیم بندی،
بر روی (Marshaling Rack بصورت های مناسب دسته بندی شده و در کابینت مخصوص شان (تابلوی مارشالینک راک
ترمینالهایی، نصب و متصل شوند.
به عبارت دیگر این آمادگی در ایستگاه ها وجود داشته باشد که نیازی به انجام وایرینگ در طرف فیلد نباشد و فقط خروجی
(High پایانه) ، تابلوی ) RTU پایانه ها، به ترمینالهای موجود در کابینت مارشالینگ راک متصل شوند. در هر پست ، نصب
تا تابلوی مارشالینگ راک; RTU و نصب باطری شارژر و باطریها و انجام سیم بندی از Voltage Interpossing) HVI
بر عهدۀ پیمانکار سیستم اسکادا می باشد.
-2 لینک مخابراتی مرکز و پایانه ها
این لینک م یتواند به یکی از روشهای ذیل باشد:
(Leased Line) -1 خط اختصاصی
-2 رادیویی
-3 مایکروویو
PLC -4
-5 فیبر نوری
از بین این روشها، فیبر نوری و مایکروویو، از بهترین آنها می باشد ولی به دلیل هزینۀ بالای آنها کمتر مورد استفاده قرار م یگیرند. در
استفاده می شود. نصب این لینک مخابراتی، بر عهدۀ کار فرمای PLC تهران، از روشهای خطوط اختصاصی یا RDC حال حاضر مراکز
سیستم اسکادا می باشد.
-3 ظرفیت نقاط پردازش سیستم
برآورد و محاسبۀ تعداد نقاط تحت کنترل سیستم، از مهمترین و حساس ترین مراحل طراحی یک سیستم دیسپاچینگ و اسکادا
می باشد. این نقاط، شامل اطلاعات ذیل م یباشند:
(Digital Outputs یا Commands) -1 نقاط کنترلی
(Digital Inputs یا Indications) -2 وضعیت های کلیدها
(Digital Inputs یا Measurands) -3 مقادیر اندازه گیری
(Digital Inputs یا Alarms) -4 آلارم های پس تها
استاندارد وزارت نیرو جهت محاسبۀ این نقاط، در ضمیمه ارائه شده است.
یک ایستگاه نمونه: I/O محاسبۀ تعداد نقاط
الف ) Digital Input (DI):
63 به بالا ……… 2 حالت. kv -1 بریکرهای
3 حالت. ……… 20 kv -2 بریکرهای
(Open / Close , in or out)
-3 سیکسیونر ها ………… 2 حالت
-4 ترانس های قدرت ……… 6 حالت.
28
Master / Slave , Parallel / Indipendent . Auto / Manual
یک حالت و برای هر کارت 16 تایی یک سیم مشترک در نظر گرفته م یشود). ،Bay برای هر ) Common -5
ترانس (اگر دیجیتال باشد) ……… 5 حالت. Tap -6
کل ایستگاه ……… 2 حالت Local / Remote -7
2 تا و ……… 20 kv 2 تا و آلارم فیدر ……… 63 kv -8 آلارم ها (آلارم خط
آلارم هر ترانس ……… 8 تا و آلارم فیدر خازنی ……… 2 تا و
آلارم باس کوپلر ……… 2 تا و آلارم باس سکشن ……… 2 تا و
1 تا و ……… آلارم کلی برای هر خط 63 تا 20
آلارم عمومی ایستگاه ها ……… 10 تا.
ب ) Digital Output (DO):
-1 بریکرها ……… 2 حالت
-2 هر ترانس ……… 8 حالت
Master / Slave , Parallel / Indipendent . Auto / Manual , Raise / Lower
سیم مشترک) ……… 1 تا. )Common -3
ج ) Analog Input (AI):
XXX MVA± …… … 63 kv -1 خطوط
XXX A±
XXX KV
XXX MVAR± …… … 230 kv -2 خطوط
XXX MW±
XXX KV
XXX.X A± …… … 20 kv -3 فیدرهای
XX.X MW± : 63/20 kv -4 ترانس های
XX.X MVAR±
XX Tap
X.XX PF
XXX MW± : -5 باس سکش نها و باس کوپلرها
XXX MVAR±
XX.X KV : -6 باس بارها
29
د ) Analog Dutput (AD):
کردن مقادیر یک نقطه در یک مقدار مشخص) استفاده م یشود و برای هر Set برای ) Set Point معمولاً از ،AO بجای
ترانس 1 حالت می باشد.
یک ایستگاه نمونه (ایستگاه بوشهر) می پردازیم: I / O حال با توجه به نکات ذکر شده، به محاسبۀ تعداد نقاط 􀂉
ایستگاه بوشهر را نشان می دهد که توسط پیمانکار سازندۀ پست تهیه شده است . SLD دیاگرام تک خطی ،A- نقشۀ شمارۀ 1
ترسیم می شود. که در این نقشه، کلیۀ المانهای اضافی، حذف شده و A- این نقشه توسط پیمانکار سیستم اسکادا، به صورت نقشه شماره 2
گفته می شود که « نقشه دیسپاچینگی » کلیدهای کنترلی و نقاطی که باید در مقادیر آنها در مرکز، دریافت شوند، مشخص شده اند. به این نقش ه
فقط شامل اطلاعات دیسپاچینگی پست مذکور می باشد.
DI : 294 تا + 18 Common = تا 312
18 ) ترانس ها + ( 184 ) کلیدها ) + Tap (15)+
Local / Remote ( 24 ترانس ها + 26 خط ها) آلارم ها + ( 2 +
294 =18 10) + Common (
هرآارت
( آلارم کلی پست + 2 باس سکشن
DO : 74 تا + 5 Common = تا 79
25 ) بریکرها X 2 = 3 ) ترانس ها + ( 50 X 8) =24)
15Common (
16
74 =
هرآارت
)
توجه: 􀂉
قابلیت 32 نقطه را داشته باشد. AI قابلیت 16 نقطه و کارت Do , DI فرض می کنیم که کارتهای
AI: 32 تا + 1 Common = تا 33
13 ) خطوط x 2= 5) باس بارها ( 26 ) +
3) ترانس ها x 3= 2) باس سکشن + ( 9 ) + 1 Common
Set Point: ( 3 تا (هر ترانس ،یک عدد
توجه: برای توسعۀ آیندۀ پست، معمولاً 25 % به اعداد فوق ، اضافه م یشود، لذا داریم: 􀂉
DI : تا 390
تا 24
16
= 390 = مورد نیاز DI تعداد کارتهای
DO : تا 99
تا 6
16
= 99 = مورد نیاز DO تعداد کارتهای
AI : تا 41
30
تا 2
32
= 41 = مورد نیاز AI تعداد کارتهای
مجموع نقاط : 532 نقطه
انتخابی برای ایستگاه بوشهر، باید قابلیت پردازش 532 نقطه را داشته باشد. فرض کنیم 20 ایستگاه قرار باش د به RTU لذا
مرکز کنترل، متصل شوند . بنابراین سرورها و دیتابیس ها و نرم افزار نصب شده در مرکز کنترل، بایستی طوری طراحی و انتخاب شوند که قابلیت
ساپورت تمامی نقاط این ایستگاهها را داشته باشند.
31
فصل دوم
32
-1 ساختار سخت افزاری مرکز دیسپاچینگ
ها پردازش مناسب آنها و ارسال RTU مرکز دیسپاچینگ متش کل از سخ ت افزار و نرم افزار مناسب جهت جمع اوری اطلاعات
ها می باشد سخت افزار مرکز دیسپاچینگ شامل تجهیزات ذیل م یباشد: RTU فرامین به
1-1 - کامپیوتر و پرینتر
مورد Master ویا 2 Standby و یک کامپیوتر بعنوان Master در مرکز دیسپاچینگ یک کامپیوتر بعنوان 1
جایگزین آن می شود و Master از کار بیافتد، بلافاصله کامپیوتر 2 Master استفاده قرار م یگیرد. اگر به هر دلیلی کامپیوتر 1
از طریق شبکه به یکدیگر متصل هستند . کامپیوترهای در نظر گرفته شده Master قفه ای در کار نرم افزار ایجاد نمی شود هر دو کامپیوتر
می باشند. Industrial Computer از نوع کامپیوتر صنعتی Master برای
روی آنها نصب می شود از GUI در نظر گرفته شده اند که واسط گرافیکی workstation دو کامپیوتر دیگر نیز بعنوان
می توان به منوی اصلی نرم افزار مرکز دسترسی پیدا کر د و تغییرات لازم را ایجاد نمود . تولید و یا تغییر Workstation طریق هر دو
ها امکان پذیر است. Workstation تصاویر گرافیکی فقط از طریق
متصل هستند. پرینترهای لازم نیز به Master نیز از طریق شبکه به کامپیوترهای Workstation کامپیوترهای
لیست حوادث را چاپ می کند، Master 2 , Master متصل م یباشند پرینتر متصل به کامپیوتر فعال 1 Master کامپیوترهای
ها متصل است و امکان پرینت رنگی از تصاویر گرافیکی فراهم می باشد. Workstation تعدادی پرینتر رنگی به تعداد مورد نیاز نیز به
-2-1 تجهیزات مخابراتی
یا مرکز دیسپاچینگ مبادله می شود. این اطلاعات PLC از طریق خط مخابراتی و RTU اطلاعات ارسالی یا دریافتی از طرف
ارتباط سنکرون به نحو مناسب CIU تبدیل به ارتباط سریال سنکرون شده و سپس توسط کارت RTU ابتدا توسط یک مودم (به ازای هر
به ارتباط سنکرون تبدیل می شود.
مبادله Master مرتب ط شده و از طریق شبکه با کامپیوتر PALCO اطلاعات به صورت سنکرون با کامپیوتر صنعتی
خواهند بود . تجهیزات مخابراتی که شامل مودم HDLC پروتکل استاندارد RTU می شود پروتکل ارتباط مرکز و
می باشد درون یک کابینت با ابعاد مناسب قرار م یگیرند. PLACO,CIU
مورد استفاده Communication sever جهت ارتباط با مرکز بالا دست نیز دو عدد مودم ویک کامپیوتر بعنوان
خواهد بود. Master قرار می گیرند مودم های معروف مورد استفاده در ایران اکثرا" ساخت شرکت واف و کامپیوتر نیز مشابه کامپیوتر
UPS -3-1
مذکور اکثرا" در حدود UPS و تک فاز می باشد توان ONLINE مورد استفاده در مرکز دیسپاچینگ از نوع UPS
5 می باشد که بصورت نمونه برای یک مرکز با تجهیزات لیست شده در زیر محاسبه می شود: KVA
33
تعداد مصرف واحد(وات) جمع
800 2 4 Sever, Workstation -1 کامپیوترهای
300 150 -2 مونیتور 2
280 140 -3 مونیتور 2
200 100 2 EPSON -4 چاپگر
12 12 -5 چاپگر رنگی 1
12 2 6 600bps -6 مودم
4 2 2 9600bps -7 مودم
12 2 6 CIU -8 کارت
180 30 6 PALCO -9 کامپیوترهای
600 -10 روشنایی اضطراری - 600
جمع مصرف (وات) 2400
0/ ضریب قدرت 8
جمع مصرف (ولت آمپر) 3000
4500 % رزرو توسعه آتی 50
5000VA انتخابی UPS ظرفیت
2 – Computer System
2-1) Open System Architecture
که بر اساس استانداردهای بین المللی زیر RESY – USS های مورد استفاده در مرکز دیسپاچینگ نرم افزار OSS یک نمونه از
نوشته شده است.
POSIX. IEEE • واسطه سیستم عامل و سخت افزار: 1003
Ethernet TCP [P.FDD] : • شبکه
DIN 19244 IEC 870- • ارتباط با پروسه : 5
X.11.DDE • ارتباط با نرم افزارهای استاندارد
Dynavis – x. Motif • طراحی واسطه گرافیکی کاربر، با استفاده از
امکان استفاده از سخت افزارهای مختلف، بدون تغییر در مد ل ، POSIX به دلیل استفاده از سیستم عامل سازگار با استاندارد
دیتا و شکلهای گرافیکی ، مهیا است . همچنین به دنبال استفاده از پروتکلهای استاندارد، امکان اتصال به سیستم و نرم افزار های ساخت تولید
کنندگان دیگر نیز فراهم است بنابراین مشکلی از نظر گسترش وجود ندارد.
Multi- user. است که ماهیتاً یک سیستم عامل QNX " سیستم عامل مورد استفاده در مراکز دیسپاچینگ غالبا
Multi – Windowing می توان بصورت X- می باشد. با استفاده از واسط گرافیکی 11 Realtime Multi-task
به سیستم عامل دسترسی داشت.
34
نوشته شده است و هیچگونه نرم افزار نویسی بزبان ما شین صورت نگرفته است . C نرم افزار مرکز با استفاده از زبان سطح بالای
انجام می گیرد و Ethernet IEEE ها، بر اساس استاندارد 802.3 Workstation , Server ارتباط بین کامپیوترهای
امکان پذیر است . ارتباط با تجهیزات جانبی مانند پرینتر، ماوس و غیره بر اساس SCSI ارتباط با هارد دیسک نیز از طریق یک واسط
انجام می پذیرد. PC استانداردهای موجود در کامپیوترهای
2-2) Distributed Computer Architeecture
و همچنین دو (Stand by) Master 2 , Master بنامهای 1 Server مرکز دیسپاچینگ متشکل از دو
به Ethernet IEEE است. کامپیوترهای مذکور از طریق شبکه و با استاندارد 802.3 Workstation کامپیوتر بعنوان
عهده دار کنترل مرکز می باشد. ،ON-LINE بصورت Master یکدیگر متصل شده اند. کامپیوتر
می باشد و تنها تفاوت Master نیز دارای تمامی مشخصات نرم افزاری و سخت افزاری کامپیوتر 1 Master کامپیوتر 2
همیشه یکسان هستند و به Master اینست که، کنترل مرکز را بعهده ندارد . دیتابیس های هر دو کامپیوتر Master آن با کامپیوتر 1
کنترل مرکز را بعهده م یگیرد. Master کامپیوتر 2 ، Masrer محض ایجاد اشکال در کامپیوتر 1
دارای مشخصات عمدۀ زیر هستند: Master2 , Master1
نمایش داده می شود . MC-Double منوی اصلی نرم افزار و برنگ سبز و با جملۀ Title در Master -1 وضعیت کامپیوتر 1
نمایش داده می شود. SC-Double نیز با همان روش و با جملۀ Master وضعیت 2
را باز نشانی می کند . Master کنترل مرکز را بعهده می گیرد و 1 Master بطور اتوماتیک 2 ،Master -2 به محض خرابی 1
ها آگاه می گردند. Server همچنین بوسیلۀ آلارم و چاپ در لیست حوادث، اپراتورها از تغییر وضعیت
اصلی در نظر گرفته شده و امکان تغییر آن در زمان کارکرد سیستم Server -3 هر کامپیوتری که موقع نصب، زودتر روشن شود بعنوان
فراهم می باشد. Switche – Over توسط دستور On-Line بصورت
RESY - USS -3 نرم افزار مرکز کنترل
3-1- General
برای مرکز کنترل در نظر گرفته شده است RESY-UUS های مورداستفاده در مرکز کنترل نرم افزار OSS نمونه ای از
می باشد. نرم افزار مذکور، توانایی کار بصورت یک SCADA که یک نرم افزار مدولار، توزیع شده و استاندارد در زمینۀ
جهت اجرای ،Server و چند Redundant و دو کامپیوتر اصلی بصورت Workstation تا 11 Workstation
Task بصورت RESY برنامه های کاربردی همچون بانک اطلاعاتی، تولیدگزارش و … را دارد. مدولهای مختلف در نرم افزار
های دی گر به سیستم امکان پذیر Task می باشند و هر کدام اولویتهای خاص خود را دارند . همچنین امکان برنامه نویسی و اضافی بودن
می باشد.
تامین می شود و امکن قطع برق وجود ندارد اما اگر برق کامپیوترهای اصلی بطور UPS تغذیه کامپیوترهای مرکز از طریق
عمدی ناگهان قطع شود امکان آسیب دیدن سیستم وجود دارد.
دو محیط برای کاربران در نظر گرفته شده است: RESY-UUS در نرم افزار
-1 محیط مهندسی و نگهداری
35
-2 محیط اپراتوری
ورود به هر محیط نیازمند وارد کردن نام شخص و رمز عبور می باشد و با توجه به اولویت داده شده به افراد، دسترسی به ابزارهای
مختلف برنامه تعریف م یشود. در محیط اپراتوری با توجه به اولویت داده شده امکان ارسال فرمان کنترل نیز وجود دارد.
3-2- Data Base
بهره می برد که در (Real Time – Data Base) RTDB از یک RESY – UUS نرم افزار
نرم افزار اسکادا، امکان پذیر Runtime ماندگار است . افزایش نقاط و یا تغییر نقاط موجود دیتابیس، به راحتی و در حالت RAM
و هرگونه تغییری در دیتابیس که توسط مهندس سیستم (PV-Name) می باشد. نقاط بایک اسم دوازده کاراکتری آدرس می شوند
ایجاد شود ،بلافاصله در دیسک نیز ذخیره م یگردد.
باز می شود و از آن پس دیگر رجوعی به هارد نخواهد شد و تمام تغییرات RAM لازم به توضیح که دیتابیس از هارد به
منعکس می شود و سپس در هارد نیز کپی م یگردد. اطلاعات دینامیک نیز، هارد در RAM مهندسی که در دیتابیس بوجود م ی آید ابتدا در
فواصل زمانی مشخص ذخیره م یگردند.
این امکان را می دهد که dbi اجازه دسترسی به دیتا را می دهد. اینترفیس dbi از طریق یک انتیرفیس بنام RTDB سیستم
همۀ برنامه های اسکادا از طریق یک واسط و یک مدیر، به اطلاعات دیتابیس دسترسی یابند تا تعداد اطلاعات در سیستم اسکادا پیش نیاید.
دیتابین سیستم موارد ذیل را پوشش می دهد:
-1 برای هر نقطه دیتابیس، م یتوان پارامترهای آلارم و حوادث رابه نحو دلخواه ذیل تنظیم کرد:
در مورد بریکر) دارای آلارم باشند. Open یا Close - اینکه چه تغییر وضعی تهایی از نقطه (مثلاً
- اینکه چه تغییر وضعی تهایی از نقطه، در لیست حوادث ثبت شوند.
- اینکه آلارم این نقطه در چه گروهی از آلارم اعلام م یشود.
-2 برای نقاط وضعیتی، حداکثر تا 4 بیت قابل تعریف است که 16 حالت (وضعیت ) را برا ی یک تجهیز تفکیک می کند و برای مقادیر
حداکثر 16 بیت قابل تعریف است . هر نقطه دیتابیس، غیر از مقداری که دارد، یک مشخصۀ دیگری دارد که اصطلاحاً ، Measurand
می گوئیم و در بردارندۀ وضعیت نقطه، از لحاظ نرمال بودن، آلارم دار بودن، داشتن خطای تله متری Status Filed به آن
بودن آن در دیتابیس) و غیره م یباشد. Invalid)
RESY- براحتی در نرم افزار Dead Band و حدود مقادیر آنالوگ و Conversion یا Scaling -3 مسائل
توسط مهندس سیستم، در دیتابیس تعریف م یشود. UUS
-4 تاریخ و زمان وقوع حوادث در لیست حوادث و نیز در دیتابیس تاریخ حوادث ثبت می شود.
RESY – کردن آن نقطه، در سیستم Deactive -5 امکان جلوگیری از بروز درآمدن اطلاعات یک نقطه، تحت عنوان
مطرح می شود. انجام این کار از طریق پنجرۀ محاوره ای کنترل، UUS
و نیز جلوگیری از پردازش آلارم نقطه، در همان پنج رۀ محاوره امکان پذیر Control امکان پذیر است . همچنین جلوگیری از
تنها از طریق دیتابیس سیستم مقدور است که انجام این کار یا توسط مهندس سیستم Event Log می باشد. جلوگیری از سیستم
بالا. Priviledge مقدور است و یا توسط یک اپراتور با
نیز وجود دارند و RESY-UUS و غیره، در سیستم Point Code مثل (Non-real time) -6 اطلاعات غیر فعال
در دیتابیس تعریف م یشوند و م یتوانند در صورت لزوم توسط مهندس سیستم تغییر کنند.
36
جهت دسترسی به اطلاعات از یک سری پنجره های محاوره ای بهره می گیرد که این RESY-UUS دیتابیس سیستم
نرم افزار قابل احضار می باشند، امکانات تغییر یا ایجاد و حذف جهت توسعه و تغییر Main Menu پنجره ها طبق دستوراتی که در پنجرۀ
نرم افزار اسکادا وجود دارد . این امکان گسترش های آتی On-Line در حالت کارکرد RESY-USS دیتابیس براحتی در سیستم
شبکه برق و با ایجاد تغییر در شبکۀ فعلی را به مهندس سیستم می دهد.
استفاده م یشود . امکان تولید گزارشات با dbi با دیتابیس بلادرنگ سیستم، از یک اینترفیس با نام On-Line جهت ارتباط
در کنار نرم افزار اسکادا به کمک کمپایلرهای Application امکان پذیر می باشد. ایجاد RESY-UUS ابزار خود نرم افزار
امکان انتقال دیتابیس RESY-UUS قابل ذکر است که سیستم Import Export امکان پذیر است. در مورد امکانات C
و یا Excel را در یک محیط نرم افزاری دیگری از قبیل Text را می دهد. براحتی می توان فایلهای Text سیستم را بصورت فایلهای
انتقال داد. RESy-USS ویرایشگرهای متنی ایجاد کرد و آنرا به محیط
و RAM به فرمت باینری استفاده شده در Text جهت تبدیل فایلهای RESy-USS مکانیزم هایی در نرم افزار
بالعکس وجود دارد.
مشخص e در صورت قطعی ارتباط با پایانه، تمامی اطلاعات آن ایستگاه در روی دیاگرام تک خطی پست، با یک برچسب
می شوند که نشان دهندۀ تله متری م یباشد و آخرین مقادیر در دیتابیس سیستم تا برقراری ارتباط بعدی حفظ م یشوند.
3-3- SCADA Functions
های مختلف اسکادا Task است. اولویت بندی Fully Developed یک نرم افزار RESy-USS نرم افزار
ها را به نحو مقتضی از لحاظ پاسخ Task مسائل ریز طراحی است که قطعاً هر شرکت سابقه دار ارائه کننده نرم افزار اسکادا اولویت بندی
زمانی مناسب سیستم و پارامترهای دیگر انجام م یدهد.
به این صورت است که معمولاً در صورت عدم RESy-USS در ارتباط با عملیات اپراتور، عکس العمل نرم افزار در سیستم
ظاهر م یشود که امروزه در سیست مهای نرم افزاری متداول می باشد . Error Box انجام عمل درخواست داده شده یک پیام خطا بصورت
ظاهر Error Box اپراتور صورت نگیرد یک Privilege به خاطر عدم داشتن Acknowledgement مثلاً اگر
می شود.
3-4- Cursor Control
Window در ارتباط با Motif انجام م یشود و استاندارد Mouse انجام اعمال در محیط گرافیکی سیستم کاملاً با
به کار گرفته می شود. Manager
3-5- Point Selection
کردن آلارم آن، از طریق لیست آلارم صورت می گیرد . جهت انجام کنترل و یا Acknowledge انتخاب نقطه جهت
و یا جلوگیری از پردازش آلارم م ی تواند از طریق Control Lock ، کردن Deactive. Manual Entry اعمال
کردن ماوس روی سمبل گرافیکی نقطه مورد نظر Click. Mouse نقطه مورد نظر (که با قرار دادن نشانگر Digital Box
ظاهر می شود) انجام پذیرد.
37
در پنجرۀ گفتگوی ذکر شده، آنرا می بندد یا اینکه می توان نقطه دیگری را انتخاب Abort جهت انصراف از انتخاب نقطه، کلید
تا 15 ثانیه عملی در پنجره گفتگو صورت نگیرد، پنجره ، Attribut کرد. اگر چنانچه پس از ان تخاب نقطه، جهت اعمال کنترلی و یا تغییر
عنوان شده بطور اتوماتیک بسته خواهد شد. زمان فوق قابل تنظیم است و بهتر این است که حدود یک دقیقه تنظیم شود.
3-6- Alarm and Event Processing
همۀ تغیر وضعیتها برای نقاط باینری، تغییرات در مقادیر آنالوگ، همچنین خروج مقادیر آنالوگ از محدودۀ مجاز خود، فرامین
های سخت افزاری در سیستم ثبت حوادث، دیده م یشوند. Fail ارسالی توسط اپراتور، تائید آلارم توسط اپراتور و
روی مونیتور، می تواند روی پرینتر نیز ارسال گردد. همچنین این Event List می تواند علاوه بر .Event خروجی سیستم
این امکان را می دهد که آلارمها را به RESy-USS وارد کند.نرم افزار Event در لیست Comment امکان هست که اپراتور
دو دستۀ پالسی و یا دائمی دسته بندی نمائیم. این دو نوع آلارم با رنگهای متفاوت در لیست آلارم ظاهر می شوند.
قابل تفکیک به 32 کلاس می باشند . هر کلاس آلارم، لیست مربوط به خود را RESy-USS آلارمها در نرم افزارهای
صدا در Tone داراست. هر آلارمی نیز می تواند در لیست حوادث خاصی ثبت شود . همۀ آلارمها در صورت ظاهر شدن ،باعث ایجاد یک
ساکت شود . کلید نرم افزاری دیگری عنوان Bell می تواند با کلید نرم افزاری ،Tone کامپیوترهای اپراتوری می شوند که این
کردن ماوس بر روی آن آلارم راتایید کرد. Click تعبیه شده است که م یتوان با Acknowledge
هر گونه تغییر وضعیتهای کلیدها و سکسیونرها و یوزینس بریکرها از هر حالت به حالت دیگر، بع نوان آلارم تعریف و تلقی خواهد
شد. تغییر وضعیت در مورد آلارم های حفاظتی پستها از حالت نرمال به حالت غیر نرمال، بعنوان آلارم تعریف خواهد شد و حالت معکوس یعنی
تغییر وضعیت و بازگشت به حالت نرمال بعنوان آلارم تعریف نخواهد شد.
در مورد مقادیر اندازه گیری، خروج ا ز محدودۀ نرمال، باعث ایجاد آلارم خواهد شد . البته لازم به توضیح است جهت تعریف
و نیز جریان لازم است کارفرما به تفکیک مقادیر محدودۀ (var) و وار (W) محدوده نرمال مقادیر اندازه گیری، در ارتباط با مقادیر وات
اپراتوری برای هر کلاس آلارم، یک نشاندهنده گرافیکی بصورت یک کلید نرم افزاری Desktop نرمال را به پیمانکار اعلام نماید. در
وجود دارد که در صورت ظهور آلارم در هر کلاس، کلید مربوطه شروع به چشمک زدن با رنگ خاصی م ی کند . در مورد نقاطی که معادل
گرافیکی دارند، وضعیت آلارم بودن آنها، بصورت چشمک زن نمایش داده می شود که پس از تائید آلارم، سمبل مربوطه از چشمک زدن
می افتد.
تغییر وضعیت های ناشی از اعمال کنترلی اپراتور بعنوان آلارم تلقی نم ی شود. اگر در اثر عمل کنترل، تغییر وضعیت مربوطه، تا مدت
(Mon . زمانی که در دیتابیس تعریف شده، دریافت نشود، یک آلارم ظاهر م یشود که اپراتور متوجه باشد که عمل کنترل انجام نشد
Time)
کردن نقاط دیجیتال، جلوی جمع (Update Inhibite) Deactive یا Manual Entry در مواقع
آوری اطلاعات آن نقطه گرفته م یشود که پس از انجام عمل عک س ، لازم است یک
برای ایستگاه مربوطه انجام پذیرد. این عمل برای جمع آوری نقاط دیجیتال ایستگاه بکار می رود. اگر نقطه دیجیتال Force Scan
تغییر وضعیت آن شناسایی خواهد Force Scan شده بود تغییر وضعیت داده ، پس از Deactive مربوطه در طول مدت زمانی که
نخواهد داشت. Time Tag (msec) شد که قاعدتاً
در لیست حوادث ثبت می شود و Event کردن نقط ه مربوطه، به عنوان یک Active به این ترتیب با توجه به اینکه عمل
در لیست حوادث پشت سر آن م یآید، مشخص کننده این خواهد بود که تغییر وضعیت در زمان Force Scan تغییر وضعیتی که پس از
بودن نقطه رخ داده است. Deactive
38
مربوط به حوادث به ترتیب دریافت از پایانه ثبت خواهد شد. در نرم افزار Log
داشته باشیم و تک تک نقاط دیتابیس می توانند در یک و یا Even ، این امکان وجود دارد که 32 گروه مختلف RESy-USS
شدن است. Assign نیز یک یا چند پرینتر قابل Event قرار گیرند. برای هر گروه Event ترکیبی از چند گروه
3-7- Control
کردن دکمۀ سمت Click برای انجام عمل کنت رل، با قرار دادن نشانگر ماوس روی سمبل گرافیکی کلید و یا نقطۀ کنترلی و
چپ ماوس، پنجره ای جهت اعمال کنترل باز می شود. این عمل که انتخاب نقطه نام دارد باعث می شود که سمبل گرافیکی نقطۀ مربوطه با
0.5 و با زمینۀ طوسی شروع به چشمک زدن نماید. hz فرکانس
به رنگ آبی بودند به این معناست که اجازۀ کنترل وجود دارد Close یا Open در پنجرۀ باز شده، اگر کلیدهای نرم افزاری
ولی اگر رنگ کلیدها فوق الذکر به رنگ صورتی بود به مفهوم این است که اجاز ۀ کنترل نداریم که این مورد می تواند ناشی از عدم داشتن
بودن ایستگاه و غیره باشد. Scan کلمۀ عبور برای کنترل و یا خارج از
در پنجره کنترلی زده شود؛ پنجره بسته می شود و در صورتیکه پس از باز شدن پنجره، توسط اپراتور، هیچ ،Abort اگر کلید
عملی در پنجره تا مدت زمان معینی (که قابل تنظیم است) صورت نگیرد پنجره کنترلی بطور اتوماتیک بسته خواهد شد.
قابل پیاده سازی است و م ی توان کنترل یک نقطه RESy-USS در سیستم Control Sequence مطلب
Event را، مشروط به شرایطی از شبکه کرد. کنترل طراحی شده، م یتواند بصورت پریود یک ، اجرا شود و یا اینکه دستی باشد و یا بصورت
باشد. Driven
4-Attribute and data entry
در مقادیر آنالوگ و دیجیتال و همچنین ایجاد تغییر در Manual Entry امکان RESy-USS نرم افزار
نقاط را، براحتی فراهم می سازد. اینکار از طریق تصایر گرافیکی و از طریق پنجرۀ محاوره ای که برای نقاط باز می شود، امکان Attribute
پذیر است.
اهم این عملیات به شرح زیر است:
کردن Deactive تحت عنوان RESy-USS امکان جلوگیری از بروز درآمدن اطلاعات یک نقطه از ایستگاه در سیستم (a
یک نقطه شناخته می شود. این عمل از طریق پنجرۀ محاوره ای انجام می شود و پس از انجام این عمل، اطلاعات دیتابیس با همان مقدار
علاوه بر کاراکترها که در کنار سمبل گرافیکی آن نقطه ثبت Attribute آخری، حفظ می گردد. برای نمایش گرافیکی این تغییر
آن سمبل نیز به رنگ سفید نمایش داده م یشود. Border ، می شود
Manual Entry امکان ایجاد تغییر در وضعیت نقاط دیجیتال و یا تغییر در مقدار مقادیر آنالوگ، توسط اپراتور و یا اصطلاحاً (b
از Manual (HAND) امکان پذیر م یباشد. اینکار با قراردادن نقطه در حالت RESy-USS کردن نقاط، در سیستم
در کنار سمبل گرافیکی نقطه ثبت می شود و همچنین “h” طریق پنجرۀ محاوره آی صورت می گیرد. با انجام این عمل کاراکتر
سمبل آن نقطه، سفید می شود . حال پس از انجام این عمل، اپراتور به راحتی می تواند در همان پنجرۀ محاوره ای کنترلی، Border
عمل وارد کردن مقدار دلخواه را انجام دهد.
به 32 گروه موجود م یباشد. RESy-USS امکان کلاسه بندی آلارم در سیستم (c
توسط اپراتور مقدور On-Line بصورت RESy-USS در سیستم low , high امکان ایجاد تغییر در مقادیر محدودۀ (d
می باشد.
39
اینکار می تواند به دو طریق ذیل صورت گیرد:
صدا زده می شوند . انجام این عمل برای Main Menu الف) از طریق ویرایشگر دیتابیس و پنجره های مربوطه که توسط توابعی در
را دارد امکان پذیر است. Privilege اپراتوری که بالاترین
در تصویر گرافیکی تعریف کرد و از طریق پنجره محاوره ای مقدار Poke Point ب) می توان برای مقادیر آنالوگ، یک سری نقاط
تعیین کرد. Manual Entry را بصورت low یا high
بالا دارد و یا توسط مهندس سیستم تنها از طریق Privilege توسط اپراتوری که dead-band امکان ایجاد در تغییر در
امکان پذیر می باشد. (Main Menu) منوی اصلی سیستم
برای یک نقطه فراهم شده است این عمل اصطلاحاً در سیستم RESy-USS امکان جلوگیری از ایجاد آلار م در سیست م (e
کردن ، معادل است . با انجام این عمل، اطلاعات نقطه مربوطه در دیتابیس به روز می گردد ول ی اگر Mark نام RESy-USS
وضعیت آلارم داشته باشد، آلارمی ایجاد نخواهد شد. این حالت با ثبت کاراکتر درکنار سمبل گرافیکی نقطه نمایش داده می شود.
فراهم شده است . این عمل از RESy-USS زدن آن نقطه در سیستم tag امکان جلوگیری از کنترل، برای نقطۀ قابل کنترل، با (f
در “b” و اجرای آن، یک کاراکتر Control Lock طریق پنجره محاوره ای نقطه انجام م یگیرد. با انتخاب کلید نرم افزاری
کنار سمبل گرافیکی نقطه ثبت می شود و کلیدهای کنترلی نیز در پنجر ه کنترلی با رنگ صورتی (به مفهوم عدم امکان کنترل ) ظاهر می
برای کلید) به رنگ آبی هستند. Close یا Open شوند. در حالت معمولی کنترلی، این کلیدها (مثلاً کلید
فراهم است و تنها از RESY-USS کردن جمع آوری اطلاعات یک ایستگاه در سیستم Block Deblock امکان (g
امکان پذیر است. Main Menu طریق پنجرۀ
Mark و Control Lock. Manual Entry Deactivate همانطور که در سطور فوق اشاره شد موارد (h
Manual Entry , کردن برای نقاط، حداقل با یک کاراکتر ثبت شده در کنار سمبل گرافیکی و بعلاوه در موارد
سمبل گرافیکی نیز نمایش داده می شود . جهت داشتن یک لیست از نقاط که تغییر Border با تغییر رنگ Deactivate
اندیشیده شده Report Deviation تدبیری تحت عنوان RESYLUSS داشته اند، در سیستم Attribute
وارد Deviation هر نقطه، از حالت نرمال خود خارج شود، آن نقطه را در لیست گزارش Attribute است. به این ترتیب که
می کند و می شود توسط گزارش اخیر، لیست نقاط غیر نرمال را بررسی کرد.
نقاط که لازم است در اینجا بدان اشاره شود معتبر بودن مقدار نقطه است که از لحاظ Attribute یک مورد مهم دیگر در
بودن یک نقطه در سیستمهای اسکادار است Noncurrent بودن یا Current ارتباط تله متری پیش می آید این مطلب تحت عنوان
به این مفهوم که اگر مقدار یک نقطه در دیتابیس بخاطر ارتباط تله متری درست باشد و مطابق با فیلد باشد اصطلاح اً می گویند نقطه در حالت
نرمال بوده و جاری است.
می خورند و معلوم Noncurrency اگر به هر دلیلی قطعی ارتباط و یا پایانه پیش اید . نقطه های مربوطه یک برچسب
می شود مقداری که هم اکنون در دیتابیس است ممکن است مطابق وضعیت یا مقدار جاری در ایستگاه یا فیلد نباشد . این برچسب در سیستم
در مقدار نقطه را مشخص می کند. error در کنار سمبل گرافیکی تعریف شده است که حالت e با کاراکتر RESY-USS
در ارتباط با برچسبی که درکنار سمبل گرافیکی ثبت می شود یک اولویتی مطرح است به این معنا که در زمانی که نقطه ای چند
شده باشد، اولویت نمایش برچسب Control Loek شده و هم Deactivate عوض شده داشته باشد مث لاً هم Attribute
به ترتیب ذیل است: RESY-USS است. اولویت تعریف شده در تصاویر سیستم Deacrivate برای
.h یا کراکتر Manual Entry (HAND) -1 بر چسب
40
.i یا کاراکتر Inactive -2 برچسب
.e با کاراکتر Telemetory error -3 برچسب
.s با کاراکتر Control Lock -4 برچسب
.m با کاراکتر Mark -5 برچسب
5- Displays:
فرمت تصاویر گرافیکی، لی اوت و رنگ سمبلهای گرافیکی کاملا می توانند توسط مهندس سیستم تعریف شوند . الارمهای تعریف
شده در کلاسهای مختلف در لیستهای مجزایی می آیند و از هم تفکیک شده هستند . رنگهای مربوط به خطوط آلارم تنها در ارتباط با نوع
آلارم (گذرا و ماندگار ) و همچنین آلارم تایید شده و نشده فرق می کند بطور کلی تفکیک انواع کلاسهای آلارم توسط رنگ صورت
نمی گیرد بلکه توسط لیستهای مختلف انجام م یگیرد.
بصورت ذیل م یباشد: Power System تصاویر مربوط به سیستم قدرت
که شامل یک سری کلیدهای نر مافزاری خواهد بود و برای صدا کردن تصاویر تک خطی پستها و دیاگرام یک خطی Index -1-5 تصویر
شبکه و یا تصاویر لازمۀ دیگر از قبیل تصویر خطی تجهیزات سیستم اسکادا می تواند استفاده شود لازم به ذک ر است که تصویر فوق الذکر از
نیز قابل دسترسی و صدا کردن است. Pull Down Menu طریق یک
-2-5 تصویر تک خطی شبکه تحت پوشش
این تصویر شامل اطلاعات مربوط به خطوط 63 کیلوولت بوده و اطلاعات ذیل را در برخواهد داشت.
الف – هر ایستگاه در داخل یک مستطیل محصور نمایش داده خواهد شد که نام ایستگاه در گوش های از آن نوشته خواهد شد.
ب – وجود آلارم در ایستگاه با یک مربع چشمک زن مشخص خواهد شد.
مشخص خواهد شد. Text ج- وضعیت مخابراتی ایستگاه نیز با یک
خط با یک بریکر مجازی مشخص خواهد شد که ترکیبی از وضعیت سکسیونرها و بریکر خط Bay د- وضعیت باز و بسته بودن هر
می باشد.
ه- جریان و ولتاژ خطوط در داخل کادر ایستگاه یا بیرون آن می تواند نمایش داده شود.
-3-5 تصویر تک خطی هر ایستگاه
این تصویر شامل دیاگرام تک خطی ایستگاه بوده و اطلاعات نمایش داده شده در آن را به دو قسمت استاتیک و دینامیکی می تو ان
تقسیم بندی نمود اطالعات استاتیکی شامل خطوطی برای نمایش اتصال بین تجهیزات مختلف خطوط برق و باسها . نهادهای ترانسهای ایستگاه و
اسامی خطوط ، باسها و ایستگاه م یباشد . اطلاعات دینامیکی از لحاظ تعداد شامل اطلاعات ذیل از ایستگاه م یباشد.
• وضعیت کلیدها (مانند کلیدهای خطوط ، ترانسها و فیدرها).
• وضعیت سکسیونرها.
• وضعیت تپ چنجر ترانس.
• مقادیر اندازه گیری.
• وضعیت بیرون و یا داخل بودن کلیدهای کشویی.
پایانه مربوطه که با سمبل یک کلید در گوشه تصویر نمایش داده م ی شود (کلید غیر قابل Remote Local • وضعیت
کنترل).
ایستگاه: که در گوشه تصویر با سمبل یک کلید نمایش داده می شود (کلید قابل کنترل). Test • کلید
41
نمایش داده می شود. Text • وضعیت مخابراتی ایستگاه که بصورت
• رنگ آمیزی نقشه های تک خطی و شبکه.
رنگهای مختلفی بصورت استاندارد برای نمایش سطوح ولتاژهای مختلف در یک نقشه تک خطی و نقشۀ شبکه وجود دارد که برای
راحتی بهره برداری از سیستم از آنها استفاده خواهد شد. این رنگها عبارتنداز:
400 کیلوولت – رنگ بنفش. •
230 کیلوولت – رنگ قرمز. •
132 کیلوولت – رنگ سبز. •
63 کیلوولت – رنگ آبی. •
20 کیلوولت و کمتر – رنگ زرد. •
تمامی خطوط، اتصالات ، نمادهای تجهیزات با توج ه به سطح ولتاژ رنگ آمیزی خواهند شد و در مورد ترانسها نماد آن بسته به
اینکه دو سیم پیچی یا سه سیم پیچی باشد دوایر نماد مروبط به سیم پیچی های اولیه ، ثانویه و ثالثیه آن با رنگهای مربوط به هر سطح ولتاژ نمایش
داده می شوند.
-4-5 شکل تجهیزات ایستگه روی نقشه تک خطی
نمایش نمادها روی نقش ههای تک خطی برای وضعیتهای دینامیکی بصورت زیر خواهد بود:
• حالت باز کلیدها و سکسیونرها با نماد توخالی.
• حالت بسته کلیدها و سکسیونرها با نماد توپر بارنگ آبی.
تپ چنجر ترانس با نماد توخالی. Auto Man کلید Manual • حالت
تپ ژنجر ترانس با نماد توپر. AutoMan کلید Auto • حالت
تپ چنجر ترانس با نماد توپر با رنگ قرمز انایی. Auto Man کلید Fault • حالت
با نماد توخالی. RTU ایستگاه با Remote/Local کلید Local • حالت
با نماد توپر. RTU ایستگاه یا Remote/Local کلید Remote • حالت
کلیدهای کشوئی با نماد توخالی. In/Out مربوط به Out • حالت
کلیدهای کشوئی با نماد توپر. In/Out مربوط به In • حالت
به تپ چنجر ترانس از یک نماد فقط توپر استفاده می شود. Rais/Lower • برای اعمال فرمان
با نماد توپر. test Switch کلید On/Off مربوط به On • حالت
با نماد توخالی. Test Switch کلید On/Off مربوط به Off • حالت
با نماد توپر با رنگ قرمز انایی. test Switch کلید On/Off مربوط به Fault • حالت
مشخص می شود. «-» و «+» • جهت مقادیر انداز هگیری با علامتهای
• مقادیر ولتاژهای خطوط، باس بارها و ثانویه ترانس و همچنین جریان خطوط و فیدرها بدون علامت نمایش داده می شوند.
زمینه همۀ تصاویر با آبی کم رنگ نمایش داده خواهد شد و در موقع انتخاب المان گرافیکی یک تجهیز مثل بریکر، نمادگرافیکی
چمشک خواهد زد . در حالتی که آلارمی برای بریکر و یا سکسیونر رخ دهد، نمادگرافیکی آن با « آن با یک زمینۀ طوسی با فرکانس 0.5 آ
1 چشم خواهد زد و این چشمک زنی تا زمان تایید آلارم ادامه خواهد داشت. HZ زمینه آبی کم رنگ و با فرکانس
42
-1 لیست الارمهای اصلی تصدیق نشده.
قابلیت آلارمها را به 32 گروه متفاوت امکان پذیر می سازد بنابراین RESY-USS همانطور که قبلا نیز عنوان شد سیستم
بحث آلارمهای اصلی و فرعی حل شده است . در ارتباط با تفکیک آلارمهای تصدیق شده و نشده لازم به ذکر است که این تفکیک با رنگ
قابل تفکیک به دو لیست مجزا نمی باشند. RESY-USS انجام می شود ذات اً الارمهای تصدیق شده و نشده در سیستم
-6 لیست آلارمهای غیر اصلی تصدیق نشده.
به توضیح بند بالا مراجعه شود.
-7 حوادث و ثبت عملکردها
باز نمود و در آن لیست Event روی کامپیوترهای اپراتوری م ی توان پنجره ای را تحت عنوان RESY-USS در سیستم
را دارد و نمی توان سایز پنجره را عوض کرد. حوادثی که الارم Scroll حوادث را ملاحظه نمود. لازم به ذکر است که این پنجره تنها قابلیت
نوشته شده قابل تغییر توسط مهندس سیستم است. Text نیز می باشند با رنگ قرمز در این لیست مشخص م یشوند . فرمت
Control Lock خورده (نقاط Tag -8 نسبت نقاط
آن عرض شده باشد کلاً در یک لیست قابل مشاهده است و Attrhute لیست نقاطی که RESY-USS در سیستم
و یا نقاط عدد دهی شده دستی تفکیک کرد. Tag نمی توان آنها را به تفکیک
Operator Note -10 یادداشت اپراتور
6- SCADA System:
تصاویر مربوط به سیستم اسکادا شامل:
-1 تصویر تجهیزات سیستم اسکادا.
Block و همچنین وضعیت خطوط مخابراتی از لحاظ Workstation , Master در این تصویر کامپیوترهای
و Failure OK شدن در آن نمایش داده می شود وضعیت کامپیوترها نیز با یک عبارت دینامیک (شامل Fail بودن و یا OK شده
به تصویر درآمده است. Stand-by Computer یعنی SC,Main Computer یعنی MC همچنین
-2 گزارش گیری نایش و امکان ویرایس در دیتابیس
از دید م هندس سیستم به فایلهای متفاوتی تقسیم بندی می شود. اطلاعات مربوط به هر نوع RESY-USS دیتابیس سیستم
Manual Binary در فایل جداگان های ویرایش م یشود. بعنوان مثال اطلاعات مربوط به نقاط از نوع Process Variable
البته اگر با رمز عبور مهندسی وارد سیستم ) RESY-USS در منوی اصلی سیستم bm در فایل جدایی نگهداری می شود. با دستور
جهت انجام اعمال الزم با اطلاعات RESY-USS شده باشیم ) به توابع مروبط به نقاط مذکور می توان دسترسی پیدا کرد . سیستم
دیتابیس در مورد هر نوع نقطه امکانات و توابع ذیل و در اختیار قرار می دهد:
-1 امکان ایجاد و یا تغییر در پارامترهای نقطه و یا نقاط مورد نظر.
-2 امکان نمایش پارامترهای نقطه و یا نقاط روی مونیتور.
-3 حذف یک نقطه و یا یک سری نقاط از دیتابیس.
-4 امکان چاپ پارامترهای نقطه و یا یک سری نقاط روی پرینتر.
.Text اطلاعا دیتابیس زمان حقیقی روی دیسک سخت به فرمت Save -5 امکان
از روی دیسک سخت. Text -6 امکان بار کردن دوباره اطلاعات دیتابیس زمان حقیقی از روی فایل
روی دیسک سخت. Text کردن اطلاعات فایل edit -7 امکان
اطلاعات ذیل در پنجره های ذکر شده قابل مشاهده است:
43
Privilegest va -1 اسم تصویر (اسم ایستگاه) تصاویر تک خطی در گوش های از همان تصویر، نام کاربر و همچنین سطح اختیارات
قابل مشاهده است. Main Menu آن در پنجرۀ فهرست اصلی
مورد نظر Event log -2 شمارۀ صفحه و تعداد صفحات مفهوم نیست که در چه مورد می تواند کاربرد داشته باشد. اگر در ارتباط با
است، شمارۀ صفحه قابل درج م یباشد.
که جای ثابتی در مونیتور دارد قابل مشاهده خواهد بود. Desktop -3 تاریخ و ساخت در گوشه ای از
-4 در محیط کاری مهندسی و اپراتوری نمایش وجود آلارم به طریق چشمک زدن رنگین کلید نر م افزاری مربوط به لیست آلارم صورت
می گیرد علاوه بر آن صدای بوق نیز شینده م یشود.
استفاده م یشود و در Windowing از استانداردهای روز RESY-USS نرم افزار CUT -5 همانطور که قب لاً اشاره شد در
صورت عدم اجرای دستور اپراتور پنجرۀ پیام خطا اپراتور را با خبر خواهد ساخت.
می باشد. DYNAVIS-X -6 امکان داشتن نوشت ۀزمینه و همچنین سمبلهای گرافیکی متنوع از امکانات اولیه محیط
-7 قسمتهای دیتامیک شامل اعداد و ارقام و همچنین نوشته جات و نیز سمبلهای دلخواه تعریف شده توسط مهندس سیستم، همچنین کلیدهای
می باشد. DYNAVIS-X از قابلیت های دیگر محیط Pull-Down نرم افزاری و منوهای
7-Graphics Editor:
بوده و ق ابلیت طراحی و User-friend که کاملاً DYNAVIS-X یک نمونه از محیط گرافیکی محیط گرافیکی
نمایش هر گونه سمبل گرافیکی را داراست . پنجرۀ حوادث اندازۀ ثابتی دارد و فرمت مطالب آن همانطور که قب لا توضیح داده شد قابل تعیین
استاندارد و ثابت می باشد . سیستم RESY-USS های مورد استفاده در سیستم Dialog box . توسط مهندس سیستم است
Data و وارد کردن مقادیر آنالوگ در زمان .Zoom-in و Zoom-out غیر از موارد DYNAVIS-X گرافیکی
است. Mouse Driven به ندرت از کلیدهای کی برد کمک م یگیرد و کاملاً Entry
8- Events and Operations Logging:
همانطور که قبلاً هم اشاره شده است شامل موارد ذیل خواهد بود: RESY-USS اطلاعات ثبت شده در سیستم حوادث نرم افزار
• همه تغییر و ضعیت ها و رخداد الارم های حفاظتی در ایستگاه.
• خروج مقایدر آنالوگ از محدودۀ مجاز تعریف شده.
کنترلی نقاط در ارتباط با Dialog box • همۀ کنترلهای انجام گرفته توسط اپراتور و همچنین عملیاتی که در
برای نقاط آنالوگ صورت م یگیرد. data Entry های نقطه و نی عمل Attribute
های سخت افزاری در سیستم کنترلی رخ م یدهد. Fail • آلارمهایی که در اثر
اپراتورها و مهندسین سیستم. Logout Login • کلیه اعمال مربوط به
• تایید الارمها توسط اپراتور
توسط مهندس سیستم قابل تعیین م ی باشد و می تواند RESY-USS • فرمت رکوردها در سیستم ثبت حوادث در نرم افزار
شامل موارد ذیل باشد:
• زمان وقوع حادثه.
که نام ایستگاه و نیز شامل می شود. PV.Text • عبارت توصیفی نقطه
.PV-Name • نام سمبلیک نقطه
44
که شامل یک کلمۀ توصیفی حادثه است. این کلمه نیز توسط مهندس سیستم قابل تغییر است . Message Type • نوع پیام
ثبت می شود که شروع این Begin قرار می دهیم در این فیلد کلمه HAND بعنوان مثال زمانی که یک نقطه را در وضعیت
حادثه برای این نقطه را اعلام می کند.
بهمراه Message Note . که شامل توضیح اضافی در موارد مورد نیاز هست Message Nose • یادداشت
در حقیقت حادثه رخداده را توصیف م یکنند. Massage Type
یا وضعیت رخداده برای نقاط دیجیتال. PV-Value • مقدار نقطه مورد نظر
در هر خط یا رکورد تنا یک حادثه ثبت خواهد شد و حوادث با یک نظم ستونی ثبت خواهد شد.
9- SCADA Application Programs:
9-1 Calculations
Binary Connection PVs, تحت عنوان RESY-USS این قابلیت در سی ستم نرم افزاری
مطرح م یشود به این مفهوم که در این نرم افزار یک سری نقاط مجازی می توان در دیتابیس Analog Connection PVs
تعریف کرد که ترکیبی از نقاط دیگر دیتابیس باشد که بوسیلۀ توزیع ریاضی و یا منطقی و توابعی دیگر تع ریف می شود. محاسبات مربوط به این
نقاط می تواند پریودیک تعریف شود و یا اینکه بر اساس رخداد یک حادثه تعریف شود . برچسب نقاط مجازی پس از محاسبات متاثر از
برچسب نقاطی است که در محاسبات بکارگرفته شد هاند.
9-2 Archiving Historical Data
فراهم می باشد که بتوان مقادیر دیتابیس را بصورت تارخی در دیسک ذیخره کرد . RESY-USS این امکان در نرم افزار
تعریف شود کمترین سیکل جمع آوری اطلاعات در هر آرشیو 10 ثانیه RESY-USS تعداد 99 فایل آرشیو می تواند در نرم افزار
می تواند باشد . امکان وارد کردن دستی اطلاعات در فایلهای آرشیو در ص ورت خرابی اطلاعات (به دلیل خرابیهای تله متری و …) وجود
دارند که مشخص م ی نماید که مقدار آن در Archivestatus دارد. همچنین مقادیر در آرشیو همانند دیتابیس یک کلمه سرباز بنام
آرشیو قابل استفاده هست یا نه.
و یا گرفتن گزارشات استفاده شوند. trending اطلاعات مروجود در آرشیو م ی”وانند برای رسم نمودار
9-3 Report Generation
Event List چندین امکان گزارش گیری وجود دارد در حقیقت لیست حوادث RESY-USS در سیستم نرم افزار
نزدیک بر گزارش است غیر از آن امکان دیگری در این نرم افزار تدارک دیده شده است که اپراتور بتواند لیست حو ادث را که روی
جستجو نماید . text هارددیسک سیستم ذخیره شده است ، در یک بازۀ زمانی روی یک الگوی متنی
همچنین امکان تهیه گزارش از فایلهای آرشیو با فرمت ثابت فراهم شده است . امکانات گزارش گیری دیگری نیز فراهم است که
مراجعه نائید. گزارشات اخیر تحت RESY-USS از مدارک Volume C جهت کسب اطلاعات بیشتر م یتوانید به فصل 2 از
مطرح م یشود برای اینکه قالب گزارشات از پیش تعیین شده RESY-USS در سیستم Predefined Reports عنوان
وجود دارد که در آن فرمت گزارش سازی توسط مهندس Free Form Report است. امکان گزارش گیری دیگری تحت عنوان
شناخته می شود. Report Generator سیستم تعیین می شود. این ابزار باعنوان
45
در این زبان برنامه نویسی امکان دسترسی به مقایدر دیتابیس جاری و همچنین مقادیر آرشیو وجود دارد . امکان دسترسی به
شدۀ دستی و نیز مقادیر غیر معتبر و Update نقاط غیر از مقدار نقطه نیز وجوددارد لذا امکان شناسایی مقادیر Attribute
…وجوددارد.
10- Programmer Support Facilites
توسط Main امکان ایجاد و حذف و اصلاح در دیتابیس و همچنین توقف و یا استارت کامپیوترهای اصلی سرویس دهنده
و ام کانات ویرایش و اصلاح آن فراهم خواهد شد . امکانات تهیۀ C کامپیوتر مهندسی فراهم است . ایجاد برنامه های کاربردی جدید به زبان
نسخۀ پشتیبان اطلاعات دیتابیس و تصاویر و داده های دیگر از طریق کنسول مهندسی مهیا خواهد شد.
11- System Maintenance and Diagnostic Programs
براحتی امکان پذیر است و نیازی RESY-USS توسعه های آتی سیستم (چه سخت افزاری و چه نرم افزاری) در نرم افزاری
به برنامه نویسی و یا داشتن دانش آن نیست.
امکان پذیر م یباشد به RESY-USS از طریق مرکز بالادست در سیستم Data Maintenance انجام اعمال
باشد. RESY-USS شرطی که سیستم بالا دست نیز
یک نرم افزار دائم ا ناظر بر کارکرد سخت افزارها و نرم افزارهای مختلف سیستم اسکادا م یباشد RESY-USS در نرم افزار
و به محض خرابی در سخت افزار و یا نرم افزار پیامهای مناسب را به اپراتور و یا مهندسین ثبت م یکند.
استفاده نمی شود که بتوان RESY-USS و یا عیب یابی در نرم افزار Maintenance مدول نرم افزاری جد ایی برای
کپی جدایی تهیه و ارائه داد.
12- Maintainabilits and Availability
نمایش داده شده است . Configuration for RDC center ساختار سخت افزاری مرکز کنترل تحت عنوان
کاملا بصورت دوگانه پیشنهاد شده است . بنابراین وظایف اصلی سیستم دوبله بوده و Master محلهای کاری اپراتور و کامپیوتر اصلی
سیستم از قابلیت دسترسی بالایی برخوردار است و در صورت خرابی هر کدام از مدولهای فوق عیب یابی و تعمیر می تواند براحتی بدون ایجاد
همچنین دارای یک سری نقاط سیستمی است که این امکان را RESY-USS وقفه در وظیفه اصلی سیستم مرکز انجام پذیرد . نرم افزار
و سیستم Event Log می دهد که در سخت افزار و حتی مدولهای نرم افزاری را بصورت گرافیکی و همچنین ثبت در سیستم حرارت
الارم به کاربران سیستم اعلام نماید.
سیستم فراهم است . On-Line امکان گرفتن نسخۀ پشتیبا ن از دیتابیس و همچنین تصاویر و اطلاعات دیگر د رحالت کارکرد
که توسط مهندس QNX می باشد و هم از طریق یک پوستۀ سیستم عامل RESY-USS انجام این کار از طریق منوی اصلی سیستم
سیستم قابل انجام است.
فراهم خواهد شد . تغذیه ورودی کامپیوترها می تواند دارای UPS تغذیه تمامی تجهیزیات اسکادا در مرکز کنترل از طریق
تغییرات ولتاژ ورودی % 100 ± باشد . باتوجه به ساختار سخت افزاری ارائه شده و با توجه به دوگانه بودن کامپیوترهای اپراتوری و
در سخت افزار یا نرم افزار نمی تواند موجب از کارافتادن Single بروز خرابی Event و همچنین پرینترهای Master کامپیوترهای
وظایف ذیل گردد:.
اجراء می گردد). Master اسکادا (که روی کامپیوترهای On-Line -1 عملکرد نرم افزار
برای یک اپراتور (که روی کامپیوترهای اپراتوری اجراء م یگردد). MMI -2 عملکرد سیستم
وحرارت. Event -3 عملکرد یک پرینتر برای ثبت
46
13- Man-Machine Interface
را پوشش م یدهد. Motif,X. اراه شده بزبان انگلیسی است و استانداردهای واسط گرافیکی 11 MMI
-1 در محیط گرافیکی اپراتور م یتواند با داشتن اجازۀ لازم عمل کنترل و تایید آلارمها و وارد کردن اطلاعات را توسط ماوس و صفحه کلید
انجام دهد.
-2 در محیط گرافیکی برای هر پست یک تصویر گرافیکی در نظر گرفته م ی شود و در آن دیاگرام تک خطی پست و اطلاعات مربوط به
ولتاژها، جریانها، توان ، وضعیت کلیدها و دیگر اطلاعات لازم قابل نمایش هستند.
-3 اگر متغیری (وضعیت کلید تغییرات غیر مجاز جریان و …) بطور مناس ب تعریف شود، یا تغییر وضعیت متغیر پیغام مناسب در لیست
خروجی دیگر (مانند پرینتر) ثبت خواهد شد. Device حوادث و هر
ارتباط اپراتور با منوها و نقاط قابل انتخاب بوسیله ماوس انجام می شود ورودی از صفحه کلید،فقط برای منوی اصلی سیستم و تولید
بانک اطلاعات و نیز برنامه نویسی اتصال اشکال گرافیکی به بانک اطلاعات مورد استفاده قرار م یگیرند.
47
( RTU) : • طرح کلی سیستم پایانه
-1-1 ساختار کلی سخت افزار پایانه
طرح کلی سخت افزار پایانه باید بر اساس جدیدترین استاندارد های صنعتی و با استفاده از تکنولوژی روز می باشد . نکته اسا سی و
مدولاربودن کل سیستم است که این پایانه ار کاملاً انعطاف پذیر و بکارگیری آنرا در آرایشها و شکل بدیهای متفاوت RTU مهم در ساختار
مقرون بصرفه نموده است. بنحوی که مدولهای بکار رفته در این پایانه بسته به تعداد نقاط تحت پردازش قابل تغییر م یباشند.
می باشد بطوری که در این سیستم تمام عملیات Multicomputing طراحی پایا نه بر اساس یک سیستم چند پروسسوری
توسط چند مدول هوشمند که از طریق گذرگاه پایه
با هم در ارتباطند، کنترل م یگردد. سخت افزار سیستم از نظر فیزیکی از چندین طبقه مختلف (backplane Bus)
تشکیل یافته است که عبارتنداز:
است که تمام مدولهای هوشمند در آن VMEbus استاندارد Rack این طبقه یک قفسه :(Base Stage) -1 طبقه اصلی
کنترل کننده های MPC مستقرند و کل عملیات پایانه دراین طبقه کنترل م ی گردد. بطوری که در شکل 1 نشان داده شده مدولهای
ها) و منبع تغذیه در این طبقه قرار دارند. UIOC)I/O
P این طبقه قرار گرفته و مدولهای هوشمند از طریق کانکتور 96 تایی 1 J فوقانی 1 Backplane در VME گذرگاه
به این گذرگاه متصل م یگردند.
در ارتباط UIOC با مدولهای VMEbus با استفاده از پروتکل استاندارد MPC لازم به ذکر می باشد که مدول
می باشد.
-2 طبقات ورودی و خروجی : این طبقات محل قرار گیری واحدهای ورودی و خروجی هستند و هر یک از آنها از طریق یک گذرگاه
روی I/O Channel متناظر در طبقه اصلی متصل م ی گردند . گذرگاه UIOC به I/O Channel اختصاصی بنام
روی آن (P2)DIN از طریق یک کانکت ور 64 تایی I/O گسترش یافته و مدولهای I/O تحتانی هر طبقه Backplane
نمایش می دهد. UIOC را با I/O نصب می گردند. شکل 2 نحوه اتصال کارتهای
Signal Conditioning and Terminal Block -3 طبقه آماده سازی سیگنالها
این طبقه نقطه ارتباط پایانه و محیط خارج است به طوری که تمام سیگنالهای ورودی و خروجی به این طبقه وا رد شده و توسط
در این طبقه قرار دارند. در شکلهای پیوست Test Points وارد م یشوند. در ضمن تمام نقاط تست I/O کابل چند رشته به کارتهای
مسیر کلی حرکت یک سیگنال (فرمان، وضعیت ، هشدار و…) از پایانه به پروسه و بلعکس ترسیم شده است.
می باشد. MR,RTU لازم به ذکر م یباشد که در این طبقه هیچ المان اکتیوی وجود ندارد. و فقط یک طبقه واسط بین
شانزده نقطه AI سی و دو نقطه 32 و هر برد DI را دار می باشد. با توجه به اینکه هر بدر I/O پایانه ظرفیت پذیرش 14 کارت
54 و DO 15 و DI چهل وچهار نقطه 44 را پوشش م یدهند و با توجه به جدول نقاط ارائه شده بزرگترین پست دارای DO 16 و هر برد
36 می گردد که نهایتاً هفت عدد برد AI 70 و DO ، 195DI 28 می باشد با احتساب 30 % ظرفیت گسترش آنگاه تعداد نقاط برابر AI
خواهند شد. I/O که جمعاً 12 برد AI و سه عدد برد DO دو عدد برد DI
به این ترتیب بزرگترین پست حتی با احت ساب 30 % اضافه ظرفیت توسط پایانه پوشش داده خواهد شد با اضافه شدن هر برد
55 تا C ترمینال برد مروبط به آن نیز می بایست اضافه گردد . تمامی قطعات الکترونیکی بکار رفته در بردهای پایانه قابلیت کار در دمای بین
5 را دارا می باشند. Cْ
48
موجود در ایستگاههای برق متصل گردد و PLC پایانه از طریق مودم و ترمینالها ی تعبیه شده در داخل آن م ی تواند به تجهیزات
به این وسیله با مرکز کنترل تبادل اطلاعات نماید.
+18 دارد که م یبایست بهمراه سیگنال زمین به آن داده شود ترمینالهای مورد نظر در VDC پایانه جهت کار نیاز به تغذیه
داخل پایانه تعبیه شد هاند.
-1-2 مشخصات فنی مدولهای هوشمند.
(Main)MPC 1-2-1 مدول
یک مدول میکروپروسسوری می باشد که وظیفه کنترل عملیات کل پایانه و ارتباط با مرکز کنترل دیسپاچینگ را MPC مدول
بعهده دارد. مشخصات کلی این مدول بشرح ذیل م یباشد.
یک میکروپروسسور از خانواده 6800 شرکت MPC -1 میکروپروسسور 68000 با سرعت 16 مگاهرتز : پردازشگر مدول
از قویترین میکروپروسسورهای 16 بیتی موجود در بازار (MCU) بنام 68000 می باشد، این میکروپروسسور Motorola
می باشد که کاملاً مناسب کار در یک محیط صنعتی بوده و علاوه بر توانائی های یک پردازشگر معمولی دارای ویژگیهای ذیل است:
داخلی: این دوقابلیت میکروپروسسور را در برابر اختلالات و اشکالات Clock Monitor, Watchdog الف – سیستم
احتمالی سخت افزار و نرم افزار در یک محیط زمان حقیقی صنعتی مصون م ینماید.
نرم افزاری در دوره طراحی و همچنین Develop از این درگاه برای گسترش :Full-duplex ب – واسط مخابراتی سریال
در هنگام کار واقعی سیستم استفاده خواهد شد. Maintenance یک درگاه نگهداری و تعمیراتی
یکی از ویژگیهای مهم 68000 برای کار در محیطهای صنعتی، : Illegal OPCode Trap ج – تله کدهای نادرست
وقفه کدها ی نادرست آن است که سیستم را در برابر دریافت کدهای نادرست و همچنین افتادن در یک فضای آدرس تعریف نشده مصون
می کند.
FLAH ROM 70ns 128 کیلو ورد -2
Satatic RAM 70ns 128 کیلو ورد بایت -3
جهت ارتباط با مرکز کنترل و گسترش نرم افزار (سنکرون ، Z8530-SCC -4 چهار عدد درگاه سریال با استفاده از تراشه
آسنکرون)
امکان Z8530 SCC تراشه :Serial Communications Controller کنترل کننده ارتباط سریال
به مودم و مرکز دیسپاچینگ را فراهم نموده است. MPC اتصال مدول
یک کنترل کننده ارتباط سریال دو کاناله با قابلیت کارکرد با چند پروتکل بوده و مخصوص پردازشگرهای 8 و 16 بیتی SCC
می باشد. مشخصات این تراشه عبارتنداز:
• دو کانال دوطرفه مستقل.
• قابلیت ارتباط سریال آسنکرون.
.CRC با توانایی تولید و تشخیص SDLC/HDLC (bit-oriented • قابلیت ارتباط سنکرون بر مبنای بیت
.FM یا NRZL, NRZ • قابلیت کد نمودن
برای هر کانل. Boud-rate • تولید
.Digital Phase-Locked Loop با استفاده از Clock recovery • قابلیت بازیافت کلاک
49
• اسیلاتور کریستالی.
-5 تراشه ساعت جهت نگهداری مقادیر سال ،ماه ، روز، ساعت ، دقیقه، و ثانیه.
پایانه و تعریف و حفظ Config این تراشه دارای باطری بکاپ و حافظۀ داخلی است که در این مدل پایانه جهت ذخی ره سازی
می باشد. M48T استفاده شده است. شمارۀ این آی سی 08 Single/Double مشخصه نقاط
.1ms -6 تولید کننده زمان سنج سیستم با دقت
.0.5s,1s, 2s با امکان ریست Watch dog timer -7 امکان
.1ms -8 امکان برچسب زمانی با دقت
باقابلیتهای زیر: VME -9 دارای گذرگاه
Master Transfer Mode, A24, D8/D16.
Short VME bus access on address FF 0000-FFFFFF
Bus requester (ROR and RWD)
Single Level Arbiter.
System Controller slot1 function with bus time out monitor
Master reset generator
Single Level VME bus Interrupt Handler on IRQ4.
I/O -10 دارای واسط گذرگاه
هر I/O را بعهده دارد. گذرگاه I/O وظیفه راه اندازی پروتکل و تقویت سیگنالهای UIOC این بخش از مدول
از 8 خط آدرس، 8 خط داده دو طرفه سیگنالهای کنترل و تغذیه تشکیل شده است. UIOC
برده شده FPGA استفاده شده است . تعدادی از آی سی برد به داخل آی سی های FPGA -11 در ساخت این برد ازت کنولوژی
است.
15 از شرکت آلترا م یباشد. ns 71 با تاخیر LSLC شمارۀ آی سی فوق 28
به حافظه های دو درگاهه MVE می تواند از طریق خطوط گذرگاه MPC -12 بلوک اینترفیس گذرگاه پایه : توسط این بلوک مدول
دسترسی داشته باشد. UIOC مدولهای
مشخص شده است. VME در مرجع زیر مفهوم گذرگاه
ANSI/IEEE std 1014-1987, IEEE standard for a versatile backplane Bus:
VME bus
استفاده خواهد شد به اینج هت برد پایه UIOC و سه عدد برد MAIN با توجه به اینکه در پروژۀ جاری از یک برد
دارای چهار شکاف جهت قرار گیری بردهای فو قالذکر می باشد. VME
23.3 ) می باشد. x16cm)6U -13 ابعاد برد
(Universal I/O Controller) UIOC -1-2-2 مدول
بنام 68000 می باشد این Motorola یک میکروپروسسور از خانواده 6800 شرکت UIOC پردازشگر مدول
از قویترین میکروپروسسور 16 بیتی موجود در بازار م یباشد که کاملا مناسب کار در یک محیط صنعتی است. (MCU) میکرو پروسسور
50
به MPC با مدول VME است که از طریق باس VME یک مدول هوشمند با قابلیت ارتباط با گذرگاه UIOC
است و این مدول ب ا بعهده گرفتن عملیات I/O و مدولهای Main یک مدول واسط بین UIOC تبادل اطلاعات می پردازد. بطور کلی
را کاهش م یدهد. Main جمع آوری داده و اعمال فرمانها میزان بار عملیاتی مدول
یا بطور DI و 384 نقطه AO یا AI یا 512 نقطه DO قابلیت کنترل تعداد معینی (حداکثر 1024 نقطه UIOC هر
بیشتر شد می توان UIOC از نقاط ورودی – خروجی را دارا می باشد و در ص ورتی که تعداد نقاط از ظرفیت یک I/O متوسط 512 نقطه
دیگر استفاده نمود. UIOC از یک مدول
می باشد Main در شکل پیوست نشان داده شده است مشخصات کلی این مدول مشابه برد UIOC ساختار کلی یک مدول
می باشد. IDT بعلاوه 8 کیلو بایت با 4 کیلو ورد حافظه دو درگاهه م یباشد.آی سی حافظ ۀفوق الذکر 71342
را از طریق گذرگاه پایه فراهم UIOC بلوک اینترفیس گذرگاه پایه : این بلوک امکان دسترسی به حافظه دودرگاهه مدول
نموده است . هر بلوک اینترفیس دارای یک سوئیچ انتخاب آدرس مبنا م ی باشد و می توان آدرس مبنای برد را توسط این سوئیچ تنظیم نمود . از
(23.3x16cm)6U درخواست وقفه نماید .ابعاد برد UIOC می تواند از پردازشگر Main طریق بلوک اینترفیس مدول
می باشد.
-1-3 ساختار کلی نرم افزار مدول اصلی
نرم افزار پایانه از آنجا که بر روی میکرو پروسسور صنعتی 68000 گسترش یافته است نیازمند به انجام عملیات و بکار بردن
به منظور اجرای Embedded System Programming . تدابیر لازم جهت نشاندن نرم افزار در میکروپروسسور م یباشد
Software مناسب عملیات و همچنین ارائه یک راه استاندارد و مشخص د رجهت تهیه نرم افزارها، تمامی ابرازهای مروبطه
برای طی چنین مسیری تهیه می گردد و با استفاده از آنها نرم افزارهای مورد نیاز آماده خواهد شد. Development Tools
نرم افزار پایانه از دو بخش مجزای زیر تشکیل م یگردد:
و کارت مخابراتی را برعهده دارد . این نرم افزار به زبان ساخت یافته I/O -1-3-1 نرم افزار مدول اصلی که وظیفه برقاری ارتباط با مدولهای
نوش ته شده است. از آنجا که این نرم افزار م یبایست چندین نوع عملیات مختلف را بصورت موازی اجرا نماید به این جهت از ابرزاری با C
استفاده م یگردد. multitasking برای پیاده سازی مسئله چند کارگی « سیستم چندکاره زمان حقیقی » عنوان
این نرم افزار که بصورت توابع کتابخانه ای بکار گرفته می شود بعنوان هسته اصلی نرم افزار وظیفه کنترل خط اجرائی برنامه را
برعهده دارد . پروسسهای مختلف بر اساس قوانین این رنم افزار مدیریت خواهند شد و مسئله ارتباط بین آنها نیز از طریق امکاناتی که این سیستم
چند کاره در اختیار می گذارد حل می گردند.
نرم افزار مدول اصلی شامل ترجمه و اجرای فرامین مرکز کنترل (در لایه های فیزیکی و کاربردی )، جمع آوری اطلاعات از
نظارت برصحت عملکرد حافظه ها و نرم افزار می باشد. I/O مدولهای
از فایلهای زیر تشکیل شده است: Main نرم افزار مدول
LIB68000.C, LIB68000.H
UCOS.C, UCOS.H, OS-CFG.H
COMMBUF2.C, COMMBUF2.H
IEC870-5.H
LINK.C,LINK.H
PROCESS.C, PROCESS.H
51
MUP.C, MUP.H
RTUMAIN.C
I/O -1-3-2 نرم افزارهای مربوط به مدولهای
مرت بط UIOC بنابر وظیفه ای که برعهده آنها می باشد و نحوه انتقال اطلاعات نرم افزار مربوطه در مدول I/O برای هر مدول
های مربوطه تهیه Cross-Compiler می باشد و با توجه به سخت افزار C با آن تهیه شده است . زبان برنامه نویسی انتخابی همچنان
گردیده اند البته در شرایطی که نیاز به منظور دسترسی به سرعت بالاتر م یتوان از زبان اسمبلی میکروپروسسور 68000 بهره گرفت.
-2 اطلاعات فنی نرم افزار
RTMTK -2-1 اطلاعات فنی نرم افزار مربوط به هسته
تولید شده است و نویسنده آن Embedded System Product میباشد که توسط شرکت μCos -1 نام کرنل
می باشد. Jean J.Labrosse
نوشته شده است و از این رو قابلیت اجرای بر روی طیف وسیعی از پروسسورها را دارا می باشد. فعال و غیر فعال شده C -2 این کرنل به زبان
صورت م یگیرید. C وقفه ها نیز از محیط
های 8 و 16 و 32 و 64 بیتی اجرا گردد. DSP این کرنل م یتواند بر روی میکروپروسسورها و میکروکنترلرها و حتی
در اختیار م یگذارد به نحو بهینه استفاده کند و ملزم به استفاده μC /COS II -3 کاربر می تواند بسته به نیاز پروژه خود از خدماتی که
است. μCos اشغال شده توسط RAM و ROM تمامی ابزار نمی باشد. حسن این روش کاهش اندازه حافظه
یک کرنل بالدرنگ، با زمانبندی تقدمی م یباشد یعنی همیشه کاری را که با اولویت حاضر باشد، اجرا می کند. μCos -4
را دارد برای هر کار اولویت منحصر بفرد تخصیص داده شده است. Task قابلیت مدیریت 64 نوع کار μCos -5
معین و مشخص م یباشد. بدین معنی که ما از زمان اجرای تابع همیشه مطلع هستیم. μCos -6 زمان اجرای تمامی توابع و خدمات در
استفاده می گردد. μCos II -7 بطور همزمانی و تبادل اطلاعات در بین پروسسورها از امکانات زیر در
Mail Box • صندوق پستی
Queues • صفها
Semaphore • سمافورها
Fixed Size Memory Partitions • تقسیمات حافظه با انداز ههای ثابت
Related Function • تابعهای وابسته به زمان
شروع می گردند که نشان م یدهد با سیستم عامل در ارتباط می باشند. OS تمامی توابع، متغیرها، ماکروها و تعاریف با μCos -8 در
پشته مخصوص به خود را می طلبد و هر کار اجازه دارد که اندازه مختلفی از پشته را در اختیار داشته باشد. Task هر کار μCos -9 در
این قابلیت به ما کمک م یکند که فضای کمتری در حافظه اشغال گردد.
را به تعویق بیاندازد و اگر یک کار با اولویت بالاتر بعنوان نتیجه یک وقفه ظاهر Task -10 در این کرنل، وقفه ها قادرند اجرای یک عمل
کامل نشود، اجرا نخواهد شد. Nested Interrupts شود، تا زمانی که تمام وقفه های تو در تو
-2-2 اطلاعات فنی در مورد پایگاه اطلاعاتی
52
-1 برای ساختمان داده از یک درخت دودوئی برای پیوند جدولهای مختلف استفاده شده است و این درخت براساس نام جداول تنظیم شده
است.
-2 مهمترین توابع حمایت شونده توسط پایگاه اطلاعاتی عبارتنداز:
.Create-table الف – تابع ایجاد جدول
.Find-Table ب – تابع پیدا نمودن یک جدول
.bit-orient ج- دسترسی به جدولهای
د – دسترسی به هر یک از المانهای یک جدول
ذ- دسترسی به هر یک از رکوردهای یک جدول.
-2-3 اطلاعات فنی در مورد استانداردهای نرم افزار
برای برنامه نویسی در هر یک از مدولهای نر مافزاری استفاده شده است. C -1 برای این پایگاه اطلاعاتی از زبان ساخت یافته
درحد خوب می باشد (اجرای پروژه های متعدد نرم افزاری با استفاده از این زبان ) و سابقه هر C -2 میزان تجربیات افراد با زبان بر نامه نویسی
1 سال می باشد. / کدام بالای 5
-3 میزان تجربیات شرکت در پروژ ههای نرم افزاری مربوط به نقشه های تک خطی و استخراج مشخصات پستها م یباشد.
2 از شرکتهای خارجی تهیه شده است. - -4 نرم افزار مربوط به هسته چند کاره زمان حقیقی مطابق بند 1
-5 ابزار گسترش نرم افزار عبارت است از:
Corss-Compiler •
Cross-Assembler •
Simulator •
Debuging Tools •
Monitor •
به کمک این ابزار گسترش نرم افزار بر روی سیستمهای میکروپروسسوری به سهولت انجام خواهد گرفت.
-2-4 مشخصات نرم افزار پروتکل
نیاز به یک نرم افزار واسطه داریم که وظیفه آن انتقال اطلاعات از مرکز به RTU برای ایجاد ارتباط بین مراکز دیسپاچینگ و
و بلعکس م یباشد. RTU
وسایر IEC 870-5- و 101 HDLC, Indactic پایانه قابلیت ارتباط با مراکز را با پروتکل های 2033
پروتکل ها(بعنوان نمونه مدل ایرانی ساخته شده توسط شرکت کرمان تابلو)دارا می باشد.
Indactic -1-2-4 پروتکل 2033
از سه لایه مجزای فیزیک لینک و کاربردی تشکیل شده اس. لایه فیزیکی مربوط به Indactic پروتکل 2033
استانداردهای الکتریکی پروتکل و سطوح ولتاژ، جهت ارسال و دریافت بیتهای اطلاعاتی می باشد و در لایه لینک، چگونگی بسته بندی
اطلاعات و نحوه خطایابی در فریمهای مبادله شده را مشخص می کند و در لاهی کاربردی توابع عملکردی پایانه آورده شده است.
عبارتنداز: Application توابع مهم عملکردی مربوط به لایه
• انجام فرامین کنترلی و تنظیم نقاط.
53
• جمع آوری مقادیر مژرند.
• جمع آوری وضعیت ورودیهای دیجیتال.
• جمع آوری تغییر وضعیتها.
• تنظیم ساعت داخلی پایانه.
• تست عملکرد پایانه.
قالب و مود ارتباط سریال داد هها از طرف مرکر به پایانه با طرف پایانه به مرکز Indatic بعلت آنکه در پروتکل 2033
متفاوت است، نرم افزار مدول اصلی در پایانه با نر مافزار متناظر در طرف مرکز از جهاتی متفاوت است.
نسبت به پروتکل هیتاچی و عدم تطابق آن با پرو تکلهای استاندارد و Inactic همچنین بعلت پیچیدگی پروتکل 2033
معمول مخابراتی، حجم نرم افزار مدول اصلی بسیار بیشتر از بقیه بوده چرا که تقریباً هیچ یک از روشهای رمز کردن فریمهای داده در این
SCC پروتکل قابل پشتیبانی بصورت سخت افزاری توسط تراشه های سریال در دسترس و نیز تراشه بکار رفته در مدول واسطه ساخته ش ده
و بصورت چند کاره نگاشته شده است. C بزبان μCOS نمی باشد. از این رو نرم افزار مدول واسطه مخابراتی با استفاده از هسته بلادرنگ
مشخص گردید که فریمهای A.B.B شرکت M با توجه به آزمایشهای انجام شده برای شنود پروتکل بکار رفته در پایانه 4
ارسال از مرکز به پایانه در مود سنکرون با ساختار بایت و با یک کلمه 16 بیتی همزمانی در ابتدا و انتهای فریم می باشد.
برای دریافت فریمهای داده از مرکزآماده سازی می شود Bisynchronous در مود SCC از تراشه B بنابراین کانال
در مود آسنکرون برای ارسال و دریافت پیغامها با مدول اصلی پایانه آماده و راه اندازی می گردد. SSC از A همچنین کانال
فریمهای ارسال از طرف پایانه به مرکز در مود سنکرون با ساختار بایتی ولی با یک کاراکتر همزمانی در ابتدای فریم م ی باشد. از این
برنامه ریزی و Monosynchronous در مود SCC ، رو در این روند بعد از دریافت یک فریم آسنکرون از مدول اصلی پ ایانه
آماده می گردد تا بتوان فریم مورد نظر را برای مرکز ارسال کرد.
شرکت هیتاچی HDLC -2-2-4 پروتکل
استاندارد است . شرکت هیتاچی با توجه به نیاز سیستم دیسپاچینگ تغییراتی در پروتکل HDLC این پروتکل مشابه پروتکل
اصلی ایجاد نموده است . علاوه بر آن با در نظر گرفتن ملاحظات پایانه و مرکز از نظر سخت افزار و نرم افزار و وظایفی که برعهده HDLC
می باشد. RTU
یک پروتکل با ساختار بیتی می باشد و تبعات این موضوع در لایه فیزیکی عمدتا شامل موضوعات روشهای HDLC پروتکل
ایجاد همزمانی رمز کردن اطلاعات تمیز دادن اطلاعات از بایتهای ویژه پرچم و غیره م یباشد.
در پروتکلهای با ساختار بیتی برای بدست آوردن بدون خطای اطلاعات در طرف گیرنده ایجاد نمودن همزمانیهای بیتی و فریمی
ضروری می باشد.
فریمی که جهت ارسال در سیستم هیتاچی تشکیل م یشود بصورت شکل زیر می باشد.
SYN SYN STA FUN (DATA) CRC SYN
کدهای همزمانی ، یک بایت ( 8 بیت) : SYN
آدرس پایانه، یک بایت : STA
54
کد عمل ،یک بایت : FUN
2 بایت) xN = کلمه N) 2 بایت N ، اطلاعات : DATA
برای کشف خطا، 2 بایت CRC کد : CRC
و پروتکل هیتاچی در فرمت پیغام کاملا شبیه یکدیگر SDLC مانند پروتکل HDLC در واقع کلیه پروت کلهای خانواده
در لایه دوم مشترک می باشند . تفاوت عمده HDLC می باشند. بعبارت دیگر صرف نظر از لایه های دیگر کلیه پروتکلهای خانواده
و کاربردهای آن است. FUN در تعاریف HDLC پروتکلهای خانواده
هر فریم حداکثر 104 بایت می تواند باشد که شامل 97 بایت اطلاعات و 7 بایت بالاسری است. معمولاً اطلاعات را در این سیستم
بصورت کلمه 16 بیتی در نظر می گیرند لذا اطلاعات اصلی شامل 48 کلمه 16 بیتی و یک بایت مجزای دیگر است. این بایت که بنام پرچم
نامیده می شوند لذا 96 بایت اطلاعات فوق الذکر می تواند به 64 کلمه 12 بیتی تقسیم شده و در واقع فریم می تواند حداکثر 64 مقدار آنالوگ
را حمل کند.
IEC870-5- -3-2-4 پروتکل 101
تهیه و تنظیم شده است . مهمترین مشخصه استاندارد انعطاف آن برای بهترین IEC این استاندارد توسط مؤسسه استاندارد اروپا
مشخصۀ (بر اساس نیاز) از بین روشهایم وجود می باشد.
و بین دو مرکز ارتباط (Master/Slave) Unbalance ارتباط RTU توسط این پروتکل، بین مرکز و
برقرار می گردد. Balance
طراحی شده است. Physical, Application, Link این استاندارد بصورت بهینه و بر اساس سه لایۀ
Application و لایۀ LINK اطلاعات لایۀ (EPA) Enhanced Performance Architecture
رابطور جداکانه تعریف و پس از ترکیب ارسال م ینماید.
Stop bit, Start bit, : هر بایت از این اطلاعات به همراه سه بیت اطلاعات اضافه فرستاده می شود که عبارتنداز
256 بایت می باشد. Application که حداکثر اطلاعات قابل ارسال در لایۀ Parity bit
دراین استاندارد تعداد زیادی دستور تعریف شده است که امکان تعریف دستورات دیگر نیز توسط کاربر وجود دارد.
-4-2-4 پروتکل کرمان تابلو
طراحی شده است. Physical, Application, Link این پروتکل بر اساس سه لایۀ
را Application و لایۀ LINK اطلاعات لایۀ (EPA) Enhanced Performance Architecture
بطور جداگانه تعریف و پس از ترکیب ارسال می نماید. هر بایت از این اطلاعات به همراه سه بیت اطلاعات اضافه فرستاده م یشود که عبارتنداز:
256 بایت می باشد. Application حداکثر اطلاعات قابل ارسال در لایۀ Stop bit, Start bit, Parity bit
و در لایه IEC 870-5- بر اساس استاندارد 101 Physical, LINK در این پروتکل در دو لایه
بر اساس پروتکل کرمان تابلو م ی باشد.در این پروتکل تعدادی دستور تعریف شده است که امکان تعریف دستورات Application
دیگر نیز توسط کاربر وجود دارد.
I/O -3 اطلاعات فنی مدولهای
دقیقا بر اساس مشخصات فنی ساخت پایانه (تهیه شده توسط معاونت تحقیقات و تکنولوژی ) طراحی و ساخته شده I/O کلیه مدولهای
است
55
I/O به گذرگاه UIOC -1-3 نحوه دسترسی مدول
(IO- باید آدرس دلخواه در رجیستر مخصوص این خطوط UIOC از طر یق مدول I/O برای آدرس دهی گذرگاه
میکروکنترلر می باشد جهت انتقال Port A که بیت چهارم آدرس R/W* نوشته شود و در مرحله بعد باید توسط خط Add)
عملیات تبادل داده (خواندن از این رجیستر یا نوشتن بر IO-Data اطلاعات را مشخص نمود . در این مرحله می توان با دسترسی به رجیستر
روی آن) را انجام داد.
4 نشان داده شده است. - در جدول 2 UIOC آدرس هر یک از این رجیسترها در نگاشت حافظه مدول
-1-1-3 کد شناسائی بردهای ورودی /خروجی
است) خودش یک کد مخصوص که معرف ID3-ID برابر با مقدار 0 X)$XF هر برد ورودی /خروجی باید در آدرس
5 نشان داده شده - نوع کارت و تعداد ورودی یا خروجی های آنها می باشد برگرداند . کدهای تعریف شده برای مدولهای مختلف در جدول 2
است.
I/O 4- آدرس رجیسترهای گذرگاه - جدول 2
رجیستر آدرس
$0500 IO-Add
$0408 IO-Data
$0400 IO-Reset
Port A بیت چهارم R/W*
Port D بیت پنجم STB*
5- کد شناسایی بردهای ورودی/خروجی - جدول 2
رجیستر آدرس
DI32 $10
D044 $20
AI16 $30
A004 $40
از خانواده MC68HC11A در مدار سسیتم مینیمم سخت افزار عنصر اصلی و پردازشگر آن میکروکنترلر 1
و با فرکان س کاری 2 مگاهرتز می باشد. وظیفه اصلی این میکروکنترلر، برنامه ریزی تراشه Motorola ساخت کارخانه HCMOS
کنترلی ارتباطات سریال، پردازش داد هها و کنترل کال اجزاء سیستم م یباشد.
RS -2-1-3 مدارهای واسط استاندارد 232
56
ولت ) و برعکس از تراشه های ae 9) RS +5 و صفر ولت ) به 232 ) TTL جهت تبدیل سطح الکتریکی سیگنالها از
(1488, بهره گرفته شده است. از ویژگی مهم این تراشه ها آن است که بر خلاف تراش ههای متناظر برای اینکار ( 1489 ICL232
12 - ولت دارند تنها از یک تغذیه 5+ ولت استفاده می کند. ،+12 ،+ که نیاز به سه منبع 5
VME -2-3 گذرگاه
انجام می گیرد خطوط آدرس و داده از طریق VME ازطریق گذرگاه UIOC و بردهای Main انتقال اطلاعات بین برد
به گذرگاه ارسال م یشوند . همچنین از چهارخط آدرس جهت (u1,u2,u3) 74HC245, 74HC تراشه های راه انداز 541
دارای یک شماره شناسایی بطول چهاربیت می باشد که برد UIOC استفاده شده است. توضیح آنکه هر UIOC ارسال کد مربوط به هر
قرار دهد. VME هنگام دستیابی به آن م یبایست همان شماره شناسایی را بر روی گذرگاه MAIN
800H درنظر گرفته شده است . آدرس این درگاه UIOC بعنوان نگهدارنده آدرس (u4) 74HC تراشه 573
در این درگاه شماره مورد نظر را ابتدا می نویسد و سپس UIOC درهنگام انتقال اطلاع ات به برد Main می باشد. بعبارت دیگر برد
در هر لحظه قابل دستیابی می باشد . پایانه UIOC خواندن یا نوشتن بر روی حافظه دو درگاهه انجام می گیرد . بدین ترتیب تنها یک
ارتباط داشته باشد. UIOC در حال حاضر به گون های طراحی شده است که م یتواند حداکثر با سه عدد برد MN75
Main -3-3 کانکتورهای برد
13 دیده می شود بنحو زیر مورد استفاده قرار - کانکتورهای موجود بر روی برد همانطور که در شکل 2
می گیرند.
.VME اتصال به گذرگاه :P1 -1
هر دو کار را انجام دهد پروتکل هیتاچی) Main اتصال به مودم (در حالی که از برد مخابراتی استفاده نشود و برد :P2 -2
.Test-Maint اتصال سریال آسنکرون به کامپیوتر جهت عیب یابی :P5 -3
اتصال سریال سنکرون /آسنکرون به مودم یا برد مخابراتی. :P4 -4
کاربردی ندارد و لحیم نمی شود) Main اتصال سریال سنکرون/آسنکرون به مودم یا برد مخابراتی (در برد P3 -5
Main 13 - کانکتورهای برد - شکل 2
UIOC -4-3 مدول
Pin
Pin
Pin
Pin
57
بعنوان یک سیستم تعبیه شده به منظور کنترل یکسری بردهای ورودی /خروجی طراحی شده است که می تواند UIOC مدول
بسیاری از عملیات کسب داده و اعمال فرامین را در یک پایانه بعهد ه بگیرد . این مدول قادر است برد ورودی/خروجی را که هر یک حداکثر
دارای 16 بابیت رجیستر م یباشند از طریق گذرگاه اختصاصی خود آدرس دهی کند. همچنین 4 کیلوبایت از حافظه محلی آن قابل دسترسی از
می باشد. VME طریق گذرگاه استاندارد
باعث گشته که کل طرح پایانه علاوه بر استاندارد بودن کام لا مدولار، UIOC طراحی منحصر بفرد و انعطاف پذیر مدول
انعطاف پذیر و همچنین مقرون به صرفه گردد.
نقش واسط بین مدول اصلی و بردهای ورودی /خروجی را بعهده دارد و با بعهده گرفتن عملیات UIOC بطور کلی مدول
با VME از طریق گذرگاه UIOC کسب داده و اعمال فرامین میزان بار پردازش ی مدول اصلی را کاهش می دهد. با توجه به اینکه مدول
را در یک پایانه نصب کرد. UIOC مدول اصلی در ارتباط است ،طراحی آن به گون های انجام پذیرفته که بتوان همزمان چندین مدول
با استفاده از این قابلیت می توان بزرگترین پستها و نیروگاههای موجود را نیز تحت پوشش این پایانه قرار داد . همانطوری که ذکر
علاوه بر انعطاف پذیر و مدولار نمودن طراحی پایانه بدلیل حذف طبقه پیچیده و گران قیمت گذرگاه UIOC گردید استفاده از مدول
در بردهای ورودی/خروجی موجب مقرون به صرفه شدن پایانه نیز گشته است. VME
یک درگاه سریال آسنکرون نیز برای این مدول طراحی شده است. UIOC جهت سادگی گسترش نرم افزار، نگهداری و پیکره بندی مدول
مشخصات کلی این مدول به شرح ذیل می باشند:
.VME گذرگاه SA16/SD • مدار اینترفیس 8
.VME 4 کیلو بایت حافظه دو درگاهه قابل دسترسی از طریق گذرگاه •
.VME گذرگاه IRQ • مدول درخواست کننده وقفه روی خط 7
می باشد). VME روی گذرگاه UIOC چهار بیت بالای آدرس مدول X)$XFF در آدر 0 D • قابلیت ناظر مکان 08
.RAM و 24 کیلو بایت EPROM 32 کیلو بایت •
داخلی میکروکنترلر. EEPROM 512 بایت RAM 256 بایت •
در هر لحظه. UIOC برای نمایش وضعیت کاری LED 4 عدد •
• سیستم نگهبان در برابر اختلالات نرم افزاری.
• مکانیزم کشف کدهای نادرست.
• مدار ناظر بر نوسان کلاک سیستم.
.RS • درگاه سریال آسنکرون 232
.I/O • مدار اینتفیس مخصوص مدول اصلی گذرگاه
.I/O • قابلیت کنترل 10 برد ورودی/خروجی از طریق گذرگاه
.I/O • قابلیت راه اندازی باس مستقل سریال سنکرون روی گذرگاه
5 تایمر 16 بیتی. •
.2MHZ • فرکانس کلاک
58
• مدار ناظر بر تغذیه.
• تغذیه 5 ولت حداکثر 800 میلی آمپر.
+55Cْ • درجه حرارت کاری صفر تا
(233mm * 160mm)6U • اندازه استاندارد
-1-4-3 مشخصات فنی
از سه بخش عمده ذیل تشکیل شده است: UIOC مدول
.VME • واسط گذرگاه
• سیستم مینیمم میکروکنترلر.
I/O • واسط گذرگاه
هر یک از بخشهای فوق نیز خود به چندین بلوک مجزا تقسیم م یشوند که در بلوک دیاگرام مدول نمایش داده شده اند.
-2-4-3 سیستم مینیمم میکروکنترلر
68 بوده و بلوکهای تشکیل دهنده این بخش HC بر مبنای سیستم مینیمم میکروکنترلر در 11 UIOC هسته اصلی مدول
های نمایشگر و LED 68 حافظه های محلی مدار واسط سریال، مدار ناظر بر تغذیه مدار بازنشاندن HC عبارتنداز: میکروکنترلر 11
از طریق باس دا خلی UIOC مدارهای رمزگشائی آدرس انتقال اطلاعات بین بلوکهای مختلف این بخش و همچنین بخشهای دیگر مدول
انجام می گیرد. باس داخلی از 16 خط آدرس 8 خط داده و خطوط کنترلی تشکیل شده است.
-3-4-3 میکروکنترلر
68 می باشد، این میکروکنترلر HC یک میکروکنترلر از خانواده 6800 شرکت موتورلا به نام 11 UIOC پردازنده مدول
که از قویترین میکروکنترلهای 8 بیتی است کاملاً مناسب برای کار در یک محیط صنعتی بوده و علاوه بر توانایی انجام عملیات اصلی یک
پردازنده معمولی نظیر پردازش داد، مدهای مختلف آدرس دهی دارای قابلیت و ویژگیهای ذیل نیز م یباشد.
-4-4-3 حافظه های داخلی
EEPROM داخلی می باش د. 512 بایت EEPROM 512 بایت RAM این میکروکنترلر دارای 256 بایت
مکان مناسب جهت ذخیره سازی پارامترهای پیکره بندی ایجاد می کند.
-5-4-3 سیستم نگهبان و ناظر کلاک داخلی:
را در برابر اختلالات و اشکالات احتمالی سخت افزاری و نرم افزاری در یک محیط صنعتی ایمن UIOC این دو قابلیت مدول
می کند. سیستم نگهبان بر اجرای صحیح نرم افزار نظارت می کند و در صورت بوجود آمدن خطا در نرم افزار سیستم موجب بازنشانده شدن
سخت افزاری مدول می گردد. ناظر کلاک نیز بر نوسان صحیح کلاک سیستم نظارت دارد و در صورتی که فرکانس نوسانات کلاک کمتر از
200 گردد، سیستم را بصورت سخت افزاری بازنشانده می کند. هر یک از این دو سیستم دارای روال بازنشاندن اختصاصی می باشند. KHZ
-6-4-3 درگاه مخابراتی دو طرفه برای ارتباط سریال:
59
از این درگاه می توان برای گسترش نرم افزار در دوره طراحی سیستم و همچنین بعنوان یک درگاه نگهداری و پیکره بندی در
هنگام کار واقعی سیستم استفاده نمود.
-7-4-3 تایمر 16 بیتی با 5 رجیستر مقایسه کننده زمان:
هر یک از یان رجیسترها را می توان بنحوی برنامه ریزی نمود تا در لحظ ههای خواسته شده به سیستم وقفه دهند.
-8-4-3 چهار مدکاری:
در هر یک از مدها میکروکنترلر دارای قابلیتهای ویژه ای می گردد. این مدها عبارتنداز:
-9-4-3 مد تک تراشه ای:
در این مد، نمیکروکنترلر بصورت یک پردازنده تنها که دارای باس آدرس و داده خارجی نمی باشد کار می کند . در این حداکثر
پایه های میکروکنترلر برای ارتباط با وسایل جانبی (درگاه ورودی یا خروجی ) بکار می روند و تمام آردس ده ی ها و انتقال داده درون
داخلی می باشند مانند ROM 68 بکار می رود که دارای hc میکروکنترلر انجام می گردد. این مد بیشتر در آن سری از خانواده 11
داخلی نیست بکار نمی رود. ROM بدلیل آنکه دارای MC68HC11A و در تراشه 1 MC68HC11A8
-10-4-3 مدمالتی پلکس گسترده:
و بایت پایین آدرس بصورت B در این مد میکروکنترلر می تواند 64 کیلو بایت آدرس دهی کند . بایت بالای آدرس روی درگاه
از همدیگر دی مالتی پلکس می گردند. AS میکروکنترلر نوشته م یشوند. اطلاعات آدرس و داده بوسیله سگنال C مالتی پلکس روی درگاه
:Boot Strap -11-4-3 مد ویژه
داخل میکروکنترلر خوانده می شوند. از این مد می توان Boot Loader ROM در این مد تمام بردارها از 192 بایت
داخلی استفاده EEPROM فصل 5) و ) CONFIG برای مصارف تست و عملیات تشخیصی و همچنین برنامه ریزی رجیستر
برای دریافت اطلاعات از کامپیوتر برنامه ریزی Boot Loader ROM نمود. در این حالت درگاه سریال بوسیله برنامه واقعی در
می گردد. این مد را می توان تحت کنترل برنامه به هر یک از مدهای کاری دیگر تغییر داد.
-12-4-3 مد ویژه تست:
استفاده می شود در ا ین حالت کلیه CONFIG از این مد برای تست کارخانه میکروکنترلر و همچنین برنامه ریزی رجیستر
خارجی خوانده می شود. این مدرا نیز می توان تحت کنترل برنامه به هر یک از ROM , $BFFF-$BFCD بردارها از آدرس
مدهای دیگر تغییر داد.
میکروکنترلر MODB, MODA هر یک از مدهای ذکر شده بصورت سخت افزاری و بوسیله اعمال ولتاژ به پایه های
1 انتخاب می گردند. - مطابق جدول 2
68HC 1 مدهای مختلف 11 - جدول 2
MOD B MOD A Mode Selected
1 0 Single Chip
Expanded
Multiplexed
1 1
60
Special
Bootstrap
0 0
0 1 Special Test
-13-4-3 تله برای کدهای نادرست:
68 برای کار در محیطهای صنعتی وقفه کدهای نادرس آن است که سیستم را در برابر دریافت HC یکی از ویژگیهای مهم 11
کدهای نادرست و همچنین افتادن در یک فضای آدرس تعریف نشده مصون م ی کند. این تله بدین ترتیب عمل می کن که در صورت تشخیص
یک کد تعریف نشده سیستم تشخیص کدهای نادرس از میکروکنترلر تقاضای یک وقفه غیر قابل سد شدن م ی نماید . این وقفه دارای بردار
بخصوصی در جدول بردارهای میکروکنترلر می باشد.
-14-4-3 سیستم وقف هها:
این میکروکنترلر می تواند 17 وقفه سخت افزاری و یک وقفه نرم افزاری دریافت کند که هر کدام از این وقفه ها دارای بردار
جداگانه ای در جدول بردار وقفه ها می باشند.
-15-4-3 دستورات پردازش بیتی:
-1 آدرس دهی و عملیات سریع بر روی متغییرهای واقع در صفحه صفر فضای حافظه.
-2 پشته انعطاف پذیر یکی از مزیتهای اصلی این میکروکنترلر بر میکروکنترلرهای خانواده 8051
می باشد.
-16-4-3 حافظه های محلی.
داخلی) حافظه های محلی این مدول از یک تراشه EEPROM, RAM) علاوه بر حافظ ههای داخلی خود میکروکنترلر
تشکیل شده است. RAM و یک تراشه 62256 باظرفیت 32 کیلو بایت EPROM 27256 با ظرفیت 32 کیلوبایت
بمنظور ذخیره برنامه های میان افزار، هسته ب لادرنگ ، برناهه راه انداز پروتکل بین مدول اصلی و EPROM از 32 کیلو بایت
و برنامه های بردهای ورودی/خروجی استفاده می شود. UIOC
62256 فقط 24 RAM با توجه به نگاشت حافظه میکروکنترلر که محدود به 64 کیلوبایت م یباشد از 32 کیلوبایت حافظه
کیلو آن قابل استفاده به منظور ذخیره اطلاعات برنامه های فوق م یباشد.
-17-4-3 مدار بازنشانده و ناظر تغذیه:
اگر نیازی به تشخیص بازنشاندن داخلی و خارجی نباشد ) E بمنظور بازنشاندن میکروکنتلر باید حداقل بمدت 8 برابر سیکل کلاک
ولتا ژ صفر اعمال شود. Reset کافی است) به پایه E بمدت 2 برابر سیکل
همچنین مدار بازن شاننده وظیفه نظارت بر تغذیه سیستم را نیز بعهده دارد بطوری که اگر ولتاژ تغذیه از حد آستانه ای کمتر شود
میکروکنترلر را فعلا Reset این مدار پایه CONFIG و رجیستر EEPROM بمنظور جلوگیری از خراب شدن محتویات
می کند.
-18-4-3 مدار واسط سریال:
61
Handshaking و همچنین مدار RS به سطح ولتاژ 232 TTL وظیفه این مدار تبدیل سطح ولتاژ
میباشد. RS232
های نمایشگر وضعیت مدول: LED -19-4-3
2 حالت - می باشد که وضعیت ک اریش را در هر لحظه نمایش م ی دهند . در جدول 2 LED دارای چهار UIOC مدول
نشان داده شده است. UIOD ها و وضعیت کاری متناظر مدول LED نمایش
ها LED برای حالتهای مختلف UIOC 2 وضعیت مدول - جدول 2
LED وضعیت
LED رنگ
خاموش روشن چشمک زن
سبز تغذیه قطع است تعذیه وصل م یباشد روشن و خاموش شدن این
LED
نشاندهنده وبازنشانده شدن
سیستم می باشد.
فعال است تغییر حالتی در ورودیهای DI قطع نیست روند DI زرد روند
دیجیتال رخ داده ولی هنوز
گزارش نشده است
فعال است آرام Do فعال نیست روند DO نارنجی روند
یکی از
رله های
خروجی
انتخاب شده
است
سریع
یکی از
رله های
Master
بسته شده
است
قرمز هیچ خطایی در سیستم وجود
ندارد.
خطایی رخ داده و توسط مدول
اصلی خوانده شده است
خطائی رخ داده است ولی هنوز
توسط مدول اصلی خوانده نشده
است
-20-4-3 مدار رمزگشائی آدرس:
این مدار بمنظور رمزگشائی آدر تراشه های ورودی/خروجی و حافظ هها طراحی شده است.
:VME -21-4-3 واسط گذرگاه
مربوط به SA16/SD می باشد. استاندارد 08 VME گذرگاه SA 16 / SD وظیفه این بخش ایجاد قابلیت 08
می باشد که طول داده آنها 8 بیت است و قادرند به آدرس دهی 16 بیتی در آدرسهای زوج و فرد VME گذرگاه Slave مدولهای
پاسخ دهند.
62
می تواند به 4 کیلو بایت اطلاعات داخل حافظه VME گذرگاه Master با استف اده از این قابلیت، مدول اصلی یا هر مدول
دسترسی داشته باشد . بلوکهای تشکیل دهنده این بخش عبارتند از : رمز گشایی آدرس مبنا، درایور، مترجم، UIOC دو درگاه مدول
درخواست کننده وقفه و ناظر مکان.
-1 رمز گشایی آدرس مبنا -21-4-3
گذرگاه A15-A دارای یک تراشه مقایسه کننده می باشد که در هر لحظه محتوای خطوط 12 UIOC هر مدول
BS را با مقدار تنظیم شده توسط یک سوئیچ چهارتایی مقایسه می کند و در صورت برابر بودن این دو مقدار با ارسال سیگنال VME
آدرس جداگانه ای را تنظیم کرد. UIOC بلوک مترجم را فعال می سازد. توسط این سوئیچ چهارتایی م یتوان برای هر مدول
-2 طبقه درایور -21-4-3
را بعهده دارد، هدف از تقویت سیگنالها کاهش بارگذاری VME این طبقه وظیفه تقویت و درایور سیگنالهای گذرگاه
مدولهای مختلف روی باس خارجی و در نتیجه کاهش اثر ا نعکاسی و هم صحبتی می باشد. المانهای انتخاب شده جهت این طبقه مطابق با
می باشند. (VME Bus) IEEE P استاندارد 1014
-3 طبقه مترجم -21-4-3
و VME می باشد و وظیفه ترجمه، تطبیق و یکسان نمودن پروتکلهای گذرگاه VME این طبقه هسته اصلی واسط گذرگاه
قادر به شرکت در سیکلهای انتقال VME گذرگاه SA16/SD گذرگاه داخلی را بعهده دارد . این طبقه طبق مشخصات مدولهای 06
داده یک بایتی بوده و فقط به آدرس دهی کوتاه یا 16 بیتی پاسخ م یدهد.
-4 طبقه درخواست کننده وقفه -21-4-3
طراحی شده است و این امکان را برای VME گذرگاه D08 (O) این طبقه مطابق با مدول درخواست کننده وقفه
تقاضای سرویس وقفه کند. Master گذرگاه از مدولهای IRQ فراهم ساخته که بتواند از طریق خط 7 UIOC
-5 طبقه ناظر مکان -21-4-3
بتواند ب ا Master می باشد. قابلیت ناظر مکان امکانی فراهم می کند که مدولهای A این طبقه مطابق با مدول ناظر مکان 16
داده آی در VME فرمانی را اعمال کرده یا از آنها درخواست وقفه کنند. هنگامی که از طریق گذرگاه Slave استفاده از آن به مدولهای
می باشد) نوشته شود این طبقه به میکروکنترلر VME روی گذرگاه UIOC چهار بیت بالای آدرس مدول X)SXFF آدرس 7
وقفه می دهد. UIOC مدول
-6 حافظه دو درگاهه -21-4-3
این حافظه دارای دو سری پایه مجزا آدرس و داده می باشد و می توان از طریق دو گذرگاه مستقل از هم به محتویات آن دسترسی
وصل شده است و مدول اصلی می تواند از طریق این درگاه به 4 کیلو بایت داده داخل آن VME داشت. یک درگاه این حافظه به گذرگاه
به میکروکنترلر وصل است. UIOC دسترسی داشته باشد. درگاه دیگر آن نیز از طریق گذرگاه داخلی
می توانند همزمان به این حافظه دسترسی داشته باشند و برای جلوگیری UIOC بدین ترتیب پردازشگرهای مدول اصلی و مدول
از خطا در هنگام نوشتن همزمان و خواندن همزمان از یک آدرس یکسری سمافور در این حافظه وجود دارد که می توان بوسیله آنها اینگونه
شرایط را کنترل نمود.
I/O -22-4-3 واسط گذرگاه
هر I/O را به عهده دارد. گذرگاه I/O وظیفه را هاندازی پروتکل و تقویت سیگنالهای UIOC این بخش از مدول
از 8 خط آدرس، 8 خط داده دو طرفه، سیگنالهای کنترلی و تغذیه تشکیل شده است. UIOC
63
I/O -1 مشخصات گذرگاه -22-4-3
و بردهای ورودی – خروجی به آن می باشد، این گذرگاه در حقیقت کانال uioc مسیر ارتباطی بین مدول i/o گذرگاه
است. Slave ارتباطی بین یک مدول کنترل کننده اصلی گذرگاه و یکسری مدول
مشخصات عمومی این گذرگاه عبارتند از:
(High Speed CMOS) HC -1 سازگار با سطوح ولتاژ خانواده
-2 ساختار ساده مدارهای اینترفیس مخصوص این گذرگاه
8 خط انتقال داده دو طرفه -3
8 خط آدرس برای آدرس دهی ماکزیمم 256 نقطه -4
-5 خط مخصوص وقفه
(STB*) -6 خطوط کنترلی: به منظور تعیین جهت گذرگاه و همچنین کنترل توالی عملیات مدولهای خروجی
GC/L , -12 V , +12V , + 5 V -7 خطوط تغذیه
-2 هویت سیگنالها -22-4-3
بررسی شده اند. لازم به ذکر است که علامت ستاره (*) نشاندهنده I/O در این قسمت هویت هر یک از سیگنالهای گذرگاه
فعال بودن با سطح یا لبه منفی می باشد.
-5-3 مدول ورودی دیجیتال
وظیفه مدول ورودی دیجیتال، جمع آوری اطلاعات دیجیتال ورودی، تشخیص تغییر وضعیت و ارسال آنها به مدول اصلی پایانه
می باشد. هر گونه تغییر وضعیت این ورودیها، به سرعت شناسایی و با برچسب زمانی به دفت 10 میلی ثانیه ذخیره م یشود.
از آنجائیکه اکثر ورودیها دارای بانس م یباشند، لذا نرم افزار جمع آوری اطلاعات در این مدول، با در نظر گرفتن این موضوع، تغییر
وضعیت های معتبر را، با برچسب زمانی مربوطه ثبت می نماید. مکانیسم عمل بدینگونه است که ، پس از آنکه اولین تغییر وضعیت شناسایی
شد، تغییرات وضعیتی که پس از آن اتفاق بیفتد تا مدت زمانی که بعنوان زمان بانس در نظر گرفته م یشود، بی اعتبار خواهند بود.
پس از گذشت این مدت ، اولین وضعیت قرائت شده توسط نرم افزار با وضعیت قبلی مقایسه م یشود و چنانچه یکسان باشد بعنوان
تغییر وضعیت معتبر تلقی شده و با برچسب زمانی مربوطه ثبت می شود. این روند مرتباً تکرار م ی گردد و بدین ترتیب تغییر وضعیتهای واقعی از
بانس تمیز داده م یشوند.
علاوه بر نوسانات اتصال ، لرزش اتصالات، تاثیر نامطلوبی در سیستم دارد زیرا باعث بالا رفتن تعداد تغییر حالتها و در نتیجه اشغال
دائم کانال مخابراتی می شود. لرزش ا تصال، م ی تواند ناشی از خرابی اتصالات ورودی یا خطاهای دیگر، در تجهیزات طرف پست باشد . بدین
منظور در پایانه از فیلتر نرم افزاری، جهت کاهش نرخ تغییر وضعیتها به حد مینیمم ، استفاده می شود . مشخصه این فیلتر، توسط پارامترهای
ساختاری سیستم، هنگام پیکر بندی پایانه، تعریف م یشود.
UIOC برد ورودی دیجیتال، یکی برد هوشمند نیست و کلیه عملکردهای نرم افزاری آن، توسط یک برد هوشمند دیگر به نام
متصل UIOC (واحد پردازشگر ورودی – خروجی) کنترل می گردد. بردهای ورودی دیجیتال ، از طریق یک گذرگاه محلی به بردهای
می گردند.
بطور کلی هر برد ورودی دیجیتال از بخشهای اصلی زیر تشکیل شده است:
-1 بخش واسط بین برد و دنیای خارج، که وظیفه آماده سازی سیگنالهای ورودی، به منظور نمون ه برداری را بر عهده دارد .
در این بخش، ورودیها پس از عبور از فیلترهای نویزگیر، پلهای دیودی یکسو ساز ( به منظور از بین بردن حساسیت مدار به جهت ولتاژ
ورودی) و عناصر تزویج کننده نوری، آماده نمونه برداری م یشوند.
-2 بخش زمانبند که دو وظیفه مهم زیر را انجام م یدهد:
64
الف) تولید پالس ساعت به منظور انداز هگیری زمان و استفاده از آن برای زدن برچسب زمانی به ورودیهای تغییر
انجام می گیرد) UIOC وضعیت یافته. (این وظیفه در مدول
انجام می گیرد. UIOC ب) تعیین دوره تناوب لازم، برای نمونه برداری اطلاعات ورودی (این وظیفه در مدول
-3 بخش درگاه ورودی
ورودیهای دیجیتال به گروههای مختلف تقسیم م یشوند و از طریق بافرهای سه حالته، که هر یک به عنوان یک درگاه
ورودی تلقی م یشود، مورد دستیابی قرار م یگیرند.
-1-5-3 مشخصات عملکردی برد ورودی دیجیتال
هر برد ورودی دیجیتال می تواند 32 نقطه دیجیتال ورودی را مورد پردزاش قرار دهد . بردهای ورودی دیجیتال از طریق یک برد
متصل UIOC متصل می گردند. حداکثر تعداد برد ورودی دیجیت ال که می توان به یک برد پردازشگر UIOC پایه به واحد پردازشگر
کرد چهار عدد می باشد و به عبارت دیگر هر برد پردازشگر ورودی – خروجی می تواند وضعیت 128 نقطه ورودی را پردازش نماید . چنانچه
در یک پایانه نیاز به پردازش نقاط بیشتری استفاده نمود.
مشخصات عملکردی برد ورودی دیجیتال عبارت است از:
10 ms -1 تشخیص تغییر وضعیت ورودیهای دیجیتال، با دقت -1-5-3
-2 حذف بانس ورودیها -1-5-3
پس از اینکه یک تغییر وضعیت شناسایی شد، تغییرات وضعیتی که پس ا ز آن اتفاق بیفتد، تا مدت زمانی که بعنوان زمان بانس در
نظر گرفته می شود، بعنوان تغییر وضعیت واقعی تلقی نمی گردد. پس از گذشت این زمان، اولین وضعیت، قرائت شده، توسط نرم افزار با وضعیت
قبلی مقایسه می شود و چنانچه یکسان باشند بعنوان تغییر وضعیت معتبر تلقی شده و با برچسب زمانی مربوطه ذخیره می شود.
-3 کاهش نرخ تغییر وضعیتها -1-5-3
ورودیهایی که تغییر وضعیتها یی بیش از حد مجاز دارند از یک فیلتر نرم افزاری بنام فیلتر حذف لرزش استفاده می شود . نحوه
عملکرد و پارامترهای این فیلتر به شرح زیر است:
به هر ورودی یک فیلتر اختصاص داده می شود. تعداد تغییر وضعیتهای یک ورودی مرتباً شمرده شده و چنانچه میزان آن، از حد
آستانه لرزش بیشتر گردد تشخیص لرزش آن ورودی، داده می شود و در این صورت تغییر وضعیتهای بعدی آن، مرکز ارسال نمی گردد. در این
فیلتر پارامترهای زیر تعریف م یشوند.
(n) - تعداد تغییر وضعیتها
این عدد مقدار شمارنده نرم افزاری را نشان م یدهد. در این شمارنده تعداد تغییر وضعیتها ثبت م یشود.
(m) - حد آستانه لرزش
لرزش تشخیص داده می شود . در اینصورت تغییر وضعیتهای (n>m) چنانچه مقدار شمارنده از حد آستانه لرزش بیشتر شود
می تواند مقادیر صفر تا 31 را اختیار کند. عدد صفر ب معنی غیر فعال بودن m بعدی بعنوان لرزش تلقی دشه و به مرکز ارسال نم یگردند. عدد
فیلتر حذف لرزش است.
(H) - حد هیسترزیس
مقدار ماکزیمم شمارنده را نشان می دهد بدین معنی که در صورتیکه یک ورودی، تغییر وضعیتهای m این عدد همراه با عدد
معمولاً روی H را در خود ثبت نخواهد کرد . عدد m+H افزایش یابد، شمارنده بیشتر از عدد n زیادی داشته باشد و نتیجتاً مقدار عدد
مقدار 3 تنظیم می شود.
(P1 , P - پریود کاهش شمارنده ( 2
65
m-H از n یکی کاهش می یابد. چنانچه کاهش مقدار شمارنده طوری باشد که عدد ، (n) ثانیه به مقدار شمارنده P هر 1
کمتر شود در اینصورت ورودی مربوطه از محدوده فیلتر خارج شده و تغییر و ضعیتهای بعدی آن (مادامیکه مجدداً از حد آستانه لرزش بیشتر
قرار داشته باشند صفر می شوند و در (m-H , m+H) دقیقه شمارند ههایی که در محدوده P نشود) به مرکز ارسال می گردد. هر 2
اینصورت تغییر وضعیتهای بعدی ورودیهای مربوطه (مادامیکه مجدداً از حد آستانه لرزش بیشتر نشود) به مرکز ارسال م یگردد.
-4 شمارش پالسها -1-5-3
بعضی از ورودیها بصورت شمارنده پالس، تعریف می شوند به این صورت که تغییر وضعیتهای گروه مربوطه، به مرکز ارسال
نمی گردد بلکه شمارنده ای به هر ورودی اختصاص داده شده، که با هر تغییر وضعیت، به شمارنده مربوط به آ ن ورودی، افزوده م ی شود . ارسال
اطلاعات برای این گروهها، با آمدن فرمان انجماد انجام می ؛یرد. در اینصورت عدد شمارش شده مربوط به هر ورودی، ارسال شده و شمارش
بازنشانده می شود.
-5 ظرفیت بافر تغییر وضعیت -1-5-3
اطلاعات مربوط به تغییر وضعیتها در یک حافظه دو درگا هه، ذخیر می شوند. ظرفیت بافر نگهدارندۀ تغییر وضعیتها، به اندازه 32
تغییر وضعیت م یباشد.
-6 مشخصات سخت افزاری برد ورودی دیجیتال -1-5-3
-1 تعداد ورودیهای برد 32 نقطه است.
-2 ولتاژهای بین 12 تا 50 ولت به عنوان یک منطقی و ولتاژهای بین صفر تا 10 ولت به عنوان صفر منطقی تلقی خواهند شد.
-3 یکسو سازی ولتاژهای ورودی
1 می باشد. KV rms -4 ایزولاسیون بین ورودیهای پست و قسمت دیجیتال برابر
. 2ms -5 حذف سیگنالهای نویزی بوسیله طبقات فیلتر ورودی و همچنین ایجاد تاخیر زمانی در ورودیها به اندازه
. 300 Ma -6 حداکثر جریان مصرفی هر برد
. ±% +5 با خطای 5 vdc -7 ولتاژ تغذیه مورد نیاز برابر
6 است. mA -8 حداکثر جریانی که از یک ورودی در حالت یک منطقی کشیده م یشود برابر
.11(mm) 160 و (mm) , 233 (mm) : -9 ابعاد فیزیکی برد به ترتیب طول، عرض و ارتفاع عبارتند از
-10 اتصال برد به سیگنالهای ورودی از طریق کارت ترمینال برد و توسط یک کانکتور
32 تامین م یگردد. × 2
32 تامین م یگردد. × -11 اتصال برد به سیگنالهای پایانه از طریق برد پایه و یک کانکتور 2
-12 از یک دیود نورانی برای نشان دادن زمانهای فعالیت برد استفاده شده است.
I/O -2-5-3 معماری کارتهای
تمامی کارتهای ورودی / خروجی در پایانه، نیاز به واحدهای هوشمند دارند که اجرا کننده نرم افزاری مربوط به آنها باشد. از طرفی
طراحی یک واحد هوشمند برای هر کارت با توجه به اینکه بار پردازشی که هر کدام از کارتها طلب می کنند بسیار متفاوت است معقول و عملی
نیست. این کار گذشته از آنکه قدرت پردازش پردازنده ها را به هدر م یدهد از لحاظ حجم نیز پایانه را به نحو قابل ملاحظه ای بزرگ م یکند.
نام دارد متصل م یشوند. UIOC از طریق یک گذرگاه مشترک محلی، واحد هوشمندی که I/o در طرح زیر کلیه کارتهای
واحد خروجی آنالوگ واحد ورودی دیجیتال
(UIOC) کنترل کننده ورودی و خروجی اصلی
66
UIOC 16 گذرگاه محلی برای اتصال واحدهای ورودی / خروجی به - شکل 2
این اتصال، به کمک بردی به نام برد پایه انجام می پذیرد . حداکثر تعداد کارت هایی که می توان به این سیستم متصل کرد محدود به
است. UIOC اندازه برد پایه و بار نرم افزاری اضافه شده به
هر کارت ورودی دیجیتال، دارای 32 ورودی است که وظایف ایزولاسیون ، صافی کردن ، ایجاد تاخیر و گروه بندی سیگنالهای
ورودی را بعهده دارد.
اجرا می گردد، وظیفه برطرف کردن بانس ورودیها، زدن برچسب زمانی و UIOC نرم افزار واحد ورودی دیجیتال، که توسط
شناسایی تغییر وضعیت مجاز، یا شمارش پالس ها و در نهایت فرستادن این تغییر وضعیت ها به همراه برچسب زمانی به مدول اصلی پایانه را بعهده
دارد.
-3-5-3 طراحی سخت افزار بردهای ورودی دیجیتال
طبق مشخصات فنی خواص زیر از سخت افزار انتظار می رود:
الف) ایزولاسیون نوری
24 VDC ب) محدود سیگنالهای ورودی
ج) یکسو سازی برای از بین رفتن حساسیت نسبت به جهت ولتاژ ورودی
د) ایجاد تاخیر
ه) فیلترینگ سیگنالهای نویزی
بر این مبنا بلوک دیاگرام این برد بصورت زیر می باشد:
سیگنالهای ورودی از
کارت ترمینال برد
گروه بندی وبافرشدن ایزولاسیون نوری ایجاد تاخیر یکسوساز صافی کردن
سیگنالهای نویزی
به گذرگاه داده
UIOC
DI 17 – بلوک دیاگرام کارت - شکل 2
-6-3 مدول خروجی دیجیتال
وظیفه برد خروجی دیجیتال اعمال فرمانهای صادره از مدول اصلی پایانه، به محیط فیلد است . عملکرد صحیح این برد، مستلزم
تحریک و بازنشاندن درست (انتخاب بدون خطا ) و به موقع یک سری رله می باشد. از آنجائیکه این رله ها، برای کنترل منابع ارزشمند موجود در
پستها و نیروگاهها به کار گرفته م ی شوند، بنابراین روش طراحی این برد ،بگونه ای است که خطاهای رایج، در سیستمهای کامپیوتری اعم از نرم
افزاری و سخت افزاری، به حداقل ممکن رسید.
صحت ارسال و انجام فرامین در تمامی مراحل، چک م یشود و در صورت مشاهده هر گونه ناسازگاری، از ادامه فعالیت کنترلی این
برد، جلوگیری به عمل م ی آید. بردهای خروجی دیجیتال، هوشمند نیستند و کلیه عملکردهای نرم افزاری آنها، توسط واحد هوشمند دیگری به
67
UIOC واحد پرد ازشگر ورودی / خر.جی) انجام می گیرد. بردهای خروجی دیجیتال، از طریق یک برد پایه به بردهای ) UIOC نام
متصل می گردند.
هر برد خروجی دیجیتال از قسمتهای عمده زیر تشکیل یافته است:
-1 سخت افزارهای لازم برای انتخاب یک رله
-2 سخت افزارهای لازم برای تست و کنترل عملکردهای برد
-3 طبقات خروجی شامل رله ها و راه اندازی آنها
UIOC -4 مدار واسط مورد نیاز برای اتصال به برد
مشخصات سخت افزاری و عملکردی این برد به شرح زیر می باشد:
-1-6-2 مشخصات عملکردی برد خروجی دیجیتال
-1 این مدول قادر به صدور خروجی، به صورت پالسی می باشد. مدت زمان خروجی پالسی، برای هر یک از نقاط خروجی، بصورت جداگانه
قابل تعریف و تغییر می باشد. حداقل پهنای پالس خروجی، 10 میلی ثانیه و قابل افزایش تا حداقل 3 دقیقه در پله های 10 میلی ثانیه ای می باشد.
-2 می توان با استفاده از یک کلید، از اعمال فرامین صادره توسط این مدو ل به محیط خارج جلوگیری بعمل آورد. (این کلید موسوم به کلید
می باشد) (Local / Remote) حالت محلی / دور دست
-3 با توجه به نوع پروتکل ارتباطی، این مدول قادر به اعمال فرمان، بصورت دو مرحله ای می باشد. در مرحله اول، مسیر اعمال کنترل، به نقطه
خروجی مورد نظر، انتخا ب می شود. در مرحله دوم، چنانچه انتخاب به درستی صورت گرفته باشد و فرمان اجرا نیز از مرکز کنترل توسط پایانه
دریافت گردد (فقط در مورد مراکز کنترل هیتاچی) فرمان کنترل، به نقطه خروجی مربوطه اعامل می شود.
چنانچه پس از گذشت مدت زمان معینی که قابل تعریف و تغییر می باشد، فرمان اجرا توسط پایانه دریافت نگردد کلیه مدارهایی که
در مرحله انتخاب نقطه نظر مورد نظر فعال شده اند به حالت اولیه بازگردانده می شوند (این مدت زمان حداکثر 30 ثانیه می باشد ). در اینصورت
اجرای فرمان منوط به دریافت مجدد پیغام مربوط به انتخاب توسط پایانه می باشد.
-5 به منظور جلوگیری از اعمال فرمانهای اشتباه، در اثر کارکرد غیر صحیح عناصر مختلف، در هر یک از مراحل انتخاب و اجرای فرمان،
مسیرهای اعمال فرمانها، چک می گردند و در صورت صحت کار آنها، مراحل بعدی اجرا می شوند.
3
-2-6- مشخصات سخت افزاری برد خروجی دیجیتال
-1 این مدول متشکل از تعدادی بردهای مدار چاپی، با ظرفیت حداقل 22 نقطه دو حالته خروجی درهر برد می باشد.
-2 مدارهای اعمال کنترل، بگون های طراحی شد هاند که به هنگام روشن و یا خاموش شدن پایانه فرمانهای ناخواسته ای ارسال نگردد.
-3 مدار محدود کننده جریان رل ههای خروجی، به نحوی طراحی شد هاند که چنانچه در صورت کارکرد غیر صحیح عناصر مختلف، چندین رله
به طور همزمان انتخاب شده باشن، هیچ یک از رله ها نتوانند تحریک گردند . قابلیت استفاده از این ویژگی، برای بعضی از نقاط خروجی به
صورت انتخابی (توسط جامپر ) می باشد به نحوی که می توان در بعضی موارد، چندین خروجی را به طور همزمان نیز اعمال نمود . (مثلاً در مورد
فرمان بالا / پایین واحدهای مختلف نیروگاه).
48 می باشد. VDC 24 یا ، IEC 870- -4 ولتاژهای توصیه شده برای مقادیر دیجیتال خروجی، طبق استاندارد 3
که نشان دهنده صحت تغذیه برد خروجی دیجیتال و همچنین نمایشگر فعال شدن مدول IED -5 نمایش وضعیت کاربردی برد، تو سط یک
نرم افزاری این برد (هنگام چشمک زدن) است، انجام م یگیرد.
می باشند که مشخصات آنها به شرح زیر NEC شرکت MR62 –12 UKSRY -6 رله های برد خروجی دیجیتال از نوع
است:
- Coil Voltage : 12 VDC
- Coil resistance: 375
- Contract Arrangement : SPDT
68
- Contract Rating : 0.6A @ 110 VDC
24 @ 30 VDC
-3-6-3 بخش کنترل و ارتباط با گذرگاه
این بخش از پنج واحد عمده تشکیل شده است که در زیر هر کدام شرح داده م یشود:
- رمز گشایی آدرس گروه انتخاب شده
عمل رمزگشای ی آدرس گروه انتخاب شده، در این قسمت انجام م ی شود با توجه به نتیجه این قسمت می توان به یکی از گروههای
خروجی، دسترسی داشت.
- بررسی صحت بایت داده
از این قسمت برای بررسی صحت گذرگاه داده برد خروجی دیجیتال و بایت داده ارسالی، جهت فعال شدن رله، استفاده م ی شود به
عنوان مثال در این قسمت م یتوان مقایسه بایت داده با مکمل آن را انجام داد.
- مدار محدود کننده جریان
برای اطمینان از صحت اعمال فرمان، جریان کشیده شده توسط رله های خروجی در این قسمت، مونیتور می شود و در صورت
مشاهده هر گونه اشکالی از ادامه فرمان جلوگیری م یشود.
- فعال شدن رجیستر فرمان
بعد از اطمینان از صحت داده ارسالی و با توجه به رمز گشایی صحیح گروه انتخاب شده فرمان در این رجیستر ذخیره می شود.
- بایت تشخیص
دسترسی به این بایت، باعث می شود تا کد مشخصه برد خروجی دیجیتال، روی گذرگاه داده قرار گیرد از طریق ای ن بایت واحد
کنترل ورودی و خروجی اصلی برد خروجی دیجیتال را تشخیص می دهد.
-4-6-3 طبقات خروجی
اعمال فرمان نهایی در برد خروجی دیجیتال، با نوشتن بایت داده، در یکی از رجیسترهای طبقه خروجی، انجام می گیرد. جهت فعال
کردن رله اعمال می شود پیکر بندی رله های خروجی ب ا توجه به کاربرد آنها، قابل تغییر م ی باشد این کار توسط جامپرهایی که در برد خروجی
دیجیتال به همین منظور تعبیه شده است انجام م یگیرد.
-5-6-3 مسیر اعمال فرمان به یک رله مشخص
انتخاب یک رله با انتخاب آدرس گروه آن و سپس بیت متناسب با آن رله در گروه انتخاب شده مسیر است . نکته ای که در حین
اعمال فرمان باید مورد توجه قرار گیرد این است که در هر زمان تنها یک رله موقت می تواند فعال شود بنابراین فعال شده همزمان دو گروه از
رله ها، یا دو رله در یک گروه، به معنی وجود اشکال در برد یا فرمان است و باید از ادامه ارسال اینگونه فرمانها ممانعت به عمل آورد.
پایه ) CLK کنترل کننده توالی اعمال فرمان است . آخرین مرحله اعمال فرمان توسط ایجاد کلاک در ورودی STB سیگنال
11 ) یکی از قفل کننده های طبقات خروجی است این کلاک بعد از اطمینان از صحت آدرس و داده جهت انتخاب رله مورد نظر با کمک
ایجاد م یشود. اعمال فرمان را می توان به 4 مرحله عمده تقسیم کرد، جزئیات هر مرحله در زیر آورده شده است: STB سیگنال
-6-6-3 انتخاب آدرس برد و گروه رله
69
اولین مرحله جهت فعال کردن یک رله در برد خروجی دیجیتال انتخاب برد و گروه رله مورد نظر در برد است. برای این منظور ابتدا
با آدرس بردهای مختلف که توسط U آدرس گروه مورد نظر در برد روی آدرس گذرگاه قرار می گیرد این آدرس توسط مقایسه کننده 2
که U مشخص می شود مقایسه شده و در صورت هم ارزی آدرس برد با آدرس روی آدرس گذرگاه، پایه 6 از مقایسه کننده 2 S سوئیچ 1
بیانگر تساوی دو آدرس است فعال می شود.
می شود و در صورت فعال شدن دیکودر با توجه به خطوط پایین آدرس U فعال شدن این سیگنال باعث فعال شده دیکودر 1
یکی از خروجیهای دیکودر فعال می شوند. فعال شدن خروجی دیکودر باعث انتخاب گروه مورد نظر از رله ها (AO0 –AO1)
می شود. اولین مرحله فیدبک بلافاصله بعد از قرار گرفتن آدرس روی گذرگاه آدرس قرار دارد.
قابل خواندن است (DI 0 , DI خروجی آن از طریق گذرگاه ورودی داده ( 1 U در این هنگام با توجه به فعال شدن بافر 3
این بایت پس از خوانده شدن توسط نرم افزار بررسی می شود تا اولاً برد با آدرس داده شده درست انتخ اب شده باشد، ثانیاً گروه مورد نظر
19- درست انتخاب شده و تنها یک گروه انتخاب شده باشد در صورت صحت این مرحله از فرمان، اعمال فرمان ادامه پیدا م ی کند . شکل 2
سخت افزار این مرحله را نشان م یدهد.
-7-6-3 انتخاب رله در گروه انتخاب شده
بعد از انتخاب یک گروه از رل ه ها و اطمینان از صحت این انتخاب، بایت فران جهت فعال کردن یک رله در گروه انتخاب شده در
گذرگاه خروجی داده نوشته می شود. در این بایت به ازای هر رله فعال بیت یک و به ازای هر رله غیر فعال بیت صفر در نظر گرفته م ی شود . به
دلیل استفاد ههای دیگری از گذرگاه خروجی داده جهت اطمینان از صحت داده در مراحل بعد انجام می گیرد.
در این مرحله لازم است محتوای گذرگاه خروجی داده در محلی ذخیره شود تا بعداً مورد استفاده قرار گیرد این کار توسط قفل
تامین م یشود. بدین صورت که بعد از نوشتن داده در STB انجام می گیرد ، کلاک لازم برای قفل کردن داده با کمک سیگنال U کننده 8
U صفر می شود . صفر شدن این سیگنال علاوه بر اینکه باعث آمدن کلاک در ورودی , 8 STB گذرگاه خروجی داده، سیگنال
و غیر فعال کردن بافر U می شود و با فعال کردن بافر 11 U و قفل شدن محتوای گذرگاه داده می گردد باعث فعال شدن بافر 9 CLK
فراهم می کند. (DI0 –DI امکان خواندن وضعیت رله های خروجی را از طریق گذرگاه داده ورودی ( 7 ،U3
در مرحله بعد محتوای گذرگاه داده ورودی خوانده می شود. این مقدار وضعیت رله های خروجی را مشخص می کند . در صورتی
که وضعیت به گونه آی باشد که امکان فعال کردن یک رله وجود داشته باشد کار ادامه پیدا می کند. توضیحات بیشتر در مورد وضعیت رله های
خروجی در قسمت فیدبک جریان آمده است.
-8-6-3 تایید انتخاب درست رله در گروه انتخاب شده
بعد از بررسی وضعیت فیدبک جریان و اطمینان از امکان اعمال فرمان به طبقه خروجی جهت اطمینان از بایت داده م شخص کننده
U رله در گروه مکمل یک بایت داده، بر روی گذرگاه خروجی داده، نوشته می شود این مقدار، با مقدار قبلی بایت داده، که توسط قف ل 8
یک باشد (یعنی XOR مقایسه می شود در صورتی که خروجی تمام گیتهای XOR U13 , U ذخیره شده بود توسط گیتهای 12
U پایه مشترک گیتهای , 14 STB صفر شده و با توجه به صفر بودن مقدار U9, NAND بایت داده درست باشد) خروجی گیت
که برای تولید کلاک به کار می روند صفر می شود. OR
می شود. این گیت همان گیتی است که ورودی U14 , OR صفر شدن این سیگنال باعث صفر شدن خروجی یکی از گیتهای
ص فر شده است . در این مرحله گذرگاه ورودی داده خوانده می شود تا 5 بیت بالای آن که بیانگر وضعیت U دیگر آن توسط دیکودر 1
70
است، بررسی شوند و در صورت وجود خطا، در هر کدام از آنها از ادامه OR کلاک ورودی قفلهای طبقه نهایی و پایه مشترک گیتهای
اعمال فرمان جلوگیری بعمل می آید.
-9-6-3 اعمال فرمان نهایی
از CLK آخرین مرحله تست، بیانگر انتخاب درست یک گروه و رله مورد نظر در آن گروه می باشد. در این حالت، پایه ورودی
قفلهای طبقه خروجی تنها در گروه انتخاب شده صفر بوده و در بقیه یک می باشد و بایت داده که مشخص کننده یک رله در گروه انتخاب شده
است، در ورودی تمام قفلها، وجود دارد.
در قفل مورد نظر بایت داده قفل شده و فرمان اعمال می گردد . این کار با کمک سیگنال CLK با یک شدن پایه ورودی
می شود واین به نوبه خود باعث ایجاد U14 OR انجام می شود . یک شدن این سیگنال باعث یک شدن پایه مشترک گیتهای STB
کلاک و در نتیجه قفل شدن فرمان می شود.
فرمان از طریق راه اندازهای خروجی، به بویین رله، اعمال شده و باعث بسته شدن تیغه اتصال آنها می شود. در این مرحله ، آخرین
فیدبک که به صورت آنالوگ بوده و بر اساس میزان جریان لازم برای فعال شدن رله کار می کند قرار دارد.
وضعیت فیدبک جریان خوانده می شود. ،STB برای اطمینان از انجام فرمان، با صفر کردن سیگنال
-10-6-3 مدار محدود کننده جریان
جهت اطمینان از عملکرد صحیح برد و فعال شدن درست یک رله مدار محدود کننده جریان در نظر گرفته شده است . عملکرد این
مدار، بر اساس جریان لازم برای فعال شدن رله ها می باشد. بدین صورت که جریان کلیه رله های موقت، از طریق این مدار تامین می شود و از
آنجا که مدار محدود کننده جریان، تنها قادر به تامین جریان لازم برای فعال شدن یک رله می باشد، فعال شده همزمان بیش از یک رله موقت،
از طریق این مدار میسر نیست.
با توجه به پیکر بندی رله های طبقه خروجی برد، در هر دو مد بالا / پایین و باز / بسته که رله ای مورد دسترسی قرار می گیرد، جریان
مورد نیاز رله ۀای دائمی، مستقیماً توسط منبع تغذیه تامین م ی شود و نیازی به کنترل آن توسط مدار فیدبک جریان نیست . اما در مورد رل ه های
موقت، چون در هر لحظه، حداکثر یک رله از میان آنها م ی تواند فعال شود و فعال شدن بیش از یک رله، به منزله خرابی در برد یا اشتباه در
اعمال فرمان می باشد، باید فرمان اشتباه، از طریق مدار فیدبک جریان، تشخیص داده شود و از آنجا که این مدار، بعد از اعمال فرمان کار م ی کند
باید به طور خودکار و بدون توجه به فرمان ارسالی، جلوی اعمال فرمان را بگیرد.
بنابراین مدار محدود کننده جریان، آخرین فیدبک جهت اطمینان از صحت ارسال فرمان به طبقه خروجی در برد خروجی دیجیتال
می باشد که دو تفاوت عمده با مسیرهای فیدبک قبلی برد دارد:
اول اینکه بعد از اعمال فرمان، قرار گرفته است.
دوم اینکه می تواند به طور خودکار و بدون توجه به فرمان ارسالی، از ادامه اعمال فرمان، جلوگیری می کند، در صورتی که در بقیه مسیرهای
فیدبک، بعد از تشخیص خطا در فرمان یا برد، تصمیم گیری به عهده نرم افزار می باشد.
-11-6-3 ساختار مدار محدود کننده جریان
و تامین کنندۀ PNP مدار محدود کننده جریان از دو قسمت عمده تامین و کنترل جریان، تشکیل شده است . دو ترانزیستور
جریان لازم، برای فعال شدن رل هها هستند و یک مقایسه گر، هسته اصلی قسمت کنترلر جریان را تشکیل می دهد.
جهت اعلان وضعیت مدار محدود کنند ه جریان و نحوه اجرای فرمان ارسالی در طبقۀ خروجی، ولتاژ کنترل ترانزیستورها و همچنین
جریان های خروجی از طریق یکسری مدارهای واسطه، بصورت قابل خواندن توسط نرم افزار در م ی آیند تا فرمانهای بعدی بر اساس وضعیت
جاری طبقه خروجی ارسال شوند.
71
این مدار در هر دو مدکاری بالا / پایین و باز / بسته برای کنترل جریان رله های خروجی بکار می رود، تنها تفاوتی که بین دو مد
کارکرد مدار وجود دارد، فعال شدن همزمان یکی از رله های اصلی باز یا بسته، با یکی از رله های دیگر است. بنابراین در مد باز / بسته، نباید جلو
فعال شدن همزمان رله اصلی و یک رله دیگر را گرفت . برای این منظور، مسیر جریان برای دو رله اصلی در مد باز / بسته با مسیر جریان رله های
دیگر، متفاوت در نظر گرفته شده است تا علاوه بر اینکه مانع از فعال شدن همزمان دو رله عادی یا دو رله اصلی شود، از فعال شدن یک رله
اصلی و یک رله عادی در این مد جلوگیری نکند.
-7-3 مدول ورودی آنالوگ
وظیفه مدول ورودی آنالوگ، نمونه برداری از سیگنال های آنالوگ، تبدیل آنها به مقادیر دیجیتال و بافر نمودن آنها می باشد تا
توسط مدول اصلی پایانه جمع آوری گردند . ورودی های آنالوگ از طریق یک سری تراشه های انتخاب کننده به تراشه مبدل آنالوگ به
دیجیتال موجود در برد وصل م ی شوند. انتخاب هر ورودی از طریق نرم افزار انجام م یگیرد و در هر لحظه تنها یک ورودی (از هر برد) به تراشه
موجود بر روی آن برد وصل م یشود. A/D
بردهای ورودی آنالوگ، به طور کلی شامل دو بخش اصلی ورودی و نمونه ب رداری می باشند که در قسمت ورودی آن، سیگنالهای
وارده برای نمونه برداری آماده م یشوند. نویزهای فرکانس بالا پس از عبور از فیلترهای پایین گذر، حذف می گردند.
متصل می شوند و مقادیر متناظر دیجیتال آنها محاسبه م ی شود . این قسمت از A/D سپس هر یک از ورودیها به ترتیب به تراشه
یکسری تراشه انتخاب کننده تشکیل شده است . عمل انتخاب ورودی ها بوسیله نرم افزار صورت م ی گیرد. هر ورودی در یک دوره تناوب ثابت
نمونه برداری م یشود که این پریود، برابر با مجموع زمان مورد نیاز برای محاسبه مقادیر متناظر دیجیتال کلیه ورودیهای یک برد م یباشد.
برای حذف نویز ورودی در این مرحله، از تقویت کننده تفاضلی استفاده می گردد و در قسمت نمونه برداری عمل تبدیل سیگنال
صورت م یگیرد. A/D آنالوگ به دیجیتال، توسط
-1-7-3 مشخصات عملکردی مدول ورودی آنالوگ
-1-1-7-3 نوع سیگنال ورودی به برد م یتواند از نوع ولتاژ با جریانی باشد.
-2-1-7-3 حداکثر مدت زمان نمونه برداری از کلیه ورودیها بیش از دو ثانیه نم یباشد.
-2-7-3 مشخصات سخت افزاری مدول ورودی آنالوگ
-1 این مدول متشکل از تعدادی بردهای مدار چاپی با ظرفیت 16 نقطه ورودی در هر برد می باشد.
4-20 که جهت mA ±1 و VDC 0-20 mA , -2 رنج سیگنالهای قابل قبول ورودی توسط این برد عبارتند از
در سر هر کانال ورودی استفاده می شود . البته لا زم به ذکر است که با Plug – in تبدیل ورودی های جریانی به ولتاژ از یک مقاومت
استفاده از ترمینال برد ورودی آنالوگ که عملیات مقیاس دهی سیگنال ولتاژ ورودی بر روی آن قابل انجام است . رنج سیگنالهای ورودی شامل
±10 نیز می گردد. با جامپرهایی که بر روی ترمینال برد قرار م یگیرند می توان هر یک از حالات مختلف فوق VDC,±5VDC ولتاژهای
را بعنوان ورودی پذیرفت.
-3 نویز 50 هرتز با استفاده از یک مبدل آنالوگ به دیجیتال با روش انتگرال گیری که مجهز به ورودی تفاضلی است حذف
می گردد.
و با درجه دقت بسیار بالا می باشد که مشخصات فنی آن در ضمیمه شماره 5 AD -4 تقویت کننده جداساز بکار رفته از نوع 202
آورده شده است.
می باشد که دارای مشصخات کلی زیر است: ICL7109 CPL بکار رفته از نوع A/D -5
الف) عملکرد 12 بیتی بعلاوه یک عدد بیت علامت مجزا (عملکرد واقعی 13 بیتی است).
72
چرا که اندازه گیری بصورت دوشیبی صورت می گیرد. sample and hold ب) عدم نیاز به
می توان با تمهیدات خاصی فرکانس مزاحم و هارمونیک های زوج و فرد آن را حذف کرد. در اینجا باید نویز A/D در این نوع
50 هرتز را حذف نمود.
ج) دارای خروجیهای موازی بصورت 8 و 14 بیتی بوده و همچنین دراای خروجی سریال می باشد که تراشه را قادر می سازد با
بتواند مرور شود. ART تراشه های
می باشد این خروجی ها به ترتیب وضعیت مثبت یا منفی بودن OR,POL د) دارای خروجی های
سیگنال ورودی و سریز شدن سیگنال آنالوگ ورودی به تراشه را مشخص م ینماید.
نمیاد. A/D ه) دارای یک ورودی تست م یباشد که کاربر را قادر می سارد تا در صورت لزوم اقدام به تست تراشه
±100 است. ppm/ 0C -6-2-6-2 حساسیت مدول نسبت به تغییرات درجه حرارت برابر
-6 خطای تبدیل مقادیر آنالوگ به دیجیتال حداکثر یک دهم درصد بعلاوه یک بیت در دمای کاری پایانه م ی باشد.
. (Accuracy : ±0.1%,ae1LSB)
یک ولتاژ دقیق قابل تنظیم بعنوا ن ولتاژ مبنا موجود می باشد و بعنوان یک ورودی آنالوگ A/D -7 بمنظور چک نمودن خطای تبدیل
اندازه گیری می گردد.
هایی به منظور LED -8 برد دارای یک سیستم نمایشگر کانال ورودی می باشد که کاربر را قادر به قرائت کانال انتخابی می نماید. همچنین
نمیاش حالت کاری برد قرار داده شده است.
-9 ولتاژ تغذیه مورد نیاز این مدول برابر با 5+ ولت می باشد و بقیه ولتاژهای مورد نیاز در داخل هر یک از بردهاساخته م یشود.
6 می باشد. U -10 ابعاد فیزیکی برد برابر استاندارد
1500 می باشد. VDC -11 میزان جداسازی سیگنالهای ورودی از سیستم برابر
-12 نقاطی جهت کالیبراسیون وانداز هگیری ولتاژ مبنا بر روی برد در نظر گرفته شده است.
-3-7-3 ساختار کلی برد ورودی آنالوگ
شکل زیر ساختار کلی برد ورودی آنالوگ را نشان م یدهد.
خروجی دیجیتال ورودیهای آنالوگ
21 - ساختار کلی برد ورودی آنالوگ - شکل 2
همانگونه که از شکل دیده می شود این برد از یک سو با سیگنالهای ورودی آنالوگ و از سوی دیگر با گذرگاه ورودی – خروجی سیستم در
ارتباط می باشد. این برد شامل دو بخش دیجیتال و آنالوگ است. بخش آنالوگ سیستم وظیفه فیلتر کردن، حفاظت در برابر ولتاژهای بالا، تبدیل
سیگنال ورودی از حالت جریانی به ولتاژی (در صورت نیاز) را بعهده دارد.
فيلتر و
حفاظت
الكتركي
انتخاب
كننده
جداساز
غير
مجتمع
تقويت
كننده
جداساز
مبدل
آنالوگ
به
ديجيتال
مدار
واسط
گذرگاه
0/5
فرمان شروع بكار
شماره كانال
73
از سوئیچ های آنالوگ جهت انتخاب نمودن کانالهای ورودی استفاده گردیده است . کنترل این سوئیچها توسط بخش دیجیتال
سیستم انجام م یشود . در نقاط اتصال بخش دیجیتال و آنالوگ به یکدرگیر با اعمال تمهیدات لازم جداسازی هایی انجام شده است که در هنگام
شرح واحدهای مربوطه، توضیحات آنها خواهد آمد. در زیر اسامی این واحدها به همراه توضیح مختصری دربارۀ آنها آورده شده است.
-4-7-3 واحد رمزگشای آدرس
می باشد. خطوط آدرس گذرگاه UIOC با برد AI محسوب می شود و دروازه ارتباط برد AI این واحد شاهرگ اصلی برد
ورودی – خروجی از طریق این واحد رمزگشائی کردیده و نوع ورودی یا خروجی لازم از طریق آن تعیین می شود. در واقع این واحد نقش
فراهم می آورد. AI فعال کننده را برای سایر مدارهای داخلی برد
RST,R/W 8 بیت آدرس گذرگاه و 4 ورودی مربوط به محل شکاف کارت بر روی برد پایه و همچنین سیگنالهای کنترلی
به این واحد وارد م یشوند.
این واحد سیگنالهای کنترلی لازم را برای کارکردن واحدها مختلف برد جهت انتخاب یک کانال یا خواندن مقدار دیجیتال حاصله
تولید می نماید.
-5-7-3 واحد قفل کننده آدرس
این واحد از یکسو با گذرگاه داد ههای دیجیتال در ارتباط است و از سوی دیگر وظیفه نگهداری آدرس کانال آنالوگ برای استفاده
سایر واحدهای برد را برعهده دارد.
-6-7-3 واحد نمایشگر کانال
این واحد شامل مدارات مربوط به نمایش شماره کانال انتخاب شده می باشد . این واحد از اطلاعات خروجی واحد قفل کننده
به نمایش در م یآید. A/D آدرس استفاده می نماید. با این واحد همچنین اطلاعاتی درباره کارکرد بعضی ازواحدهای مهم مدار از جمله
-7-7-3 واحد فعال ساز انتخاب کننده آنالوگ
نشان داده MUXE این واحد وظیفه تولید 2 سیگنال مهم فعال کننه در کل برد ر ا بعهده دارد . سیگنال فعال کننده اول که با
شده است به محض فعال شدن سبب رمزگشائی 4 خط داده مربوط به انتخاب کانال م ی گردد و به این ترتیب کانال آنالوگ عملا انتخاب
A/D نشان داده شده ا ست کنترل کننده وضعیت و مدکاری R/H گردیده و مسیر آن برقرار می شود. سیگنال فعال کننده دیگر که با
شروع به انجام تبدیل ولتاژ آنالوگ ورودی به مقدار دیجیتال می نماید. کلیه ملاحظات زمانی لازم A/D می باشد و به محض فعال شدن آن
توسط این سیگنال در نظر گرفته م یشود. A/D برای معتبر بودن سیگنال آنالوگ موجود در ورودی
-8-7-3 واحد انتخاب کننده آنالوگ
این واحد که شامل رمزگشا و انتخاب کننده های غیر مجتمع می باشد از یکسو با کانالهای آنالوگ ورودی و از سوی دیگر با
داده های خروجی واحد قفل کننده آدرس که همان آدرس کانال می باشد مرتبط است . این واحد قسمت زیادی از بخش آنالوگ سیستم را در
بر می گیرد و شامل فیلترهای ورودی ، حفاظت در برابر ولتاژهای ناخواسته بالا و همچنین سوئیچهای آنالوگ می باشد.
این سوئیچها نقش انتخاب کننده را ابفاء م ی نمایند و توسط سیگنالهای کنترلی حاصله از خروجی رمزگشا باز و بسته می شوند .
ورودیهای آنالوگ که به این واحد وارد می ؛ردند توسط داده مربوط به آدرس کانالها انتخاب گردیده وبه این ترتیب یکی از ورودی ها انتخاب
شده و راه خود را به خروجی این واحد باز م ینماید. این سیگنال بعد اً در اختیار واحد تقویت کننده جداساز قرار می گیرد.
-9-7-3 واحد توقیت کننده جداساز
74
این واحد وظیفه جداس ازی سیگنال آنالوگ انتخابی را از بخش دیجیتال سیستم بعهده دارد . در واقع توسط این واحد مقدار ولتاژ
ورودی آنالوگ به خروجی واحد منتقل م ی گردد بی آنکه خود سیگنال بصورت فیزیکی از واحد رد شود . این عمل توسط تقویت کننده
جداساز که از پریهاترین تراشه های مدار م یباشد انجام م یگیرد.
-10-7-3 واحد مبدل آنالوگ به دیجیتال
UIOC وظیفه این واحد تبدیل سیگنال آنالوگ به دیجیتال می باشد. سیگنال دیجیتال شده توسط گذرگاه داده سیستم به برد
منتقل می شود.
PCI -8-3 مدول شمارنده پالسهای ورودی
بصورت شمارنده پالس قابل انجام DI وظیفه این مدول را انجام می دهد و این کار از طریق تعریف گروههای موجود DI -1 مدول
است.
مقدار این شمارنده ها دربافرهایی ذخیره می گردد. freeze -2 شمارش پالسها بصورت نرم افزاری انجام م یپذیرد و با آمدن فرمان
50 تغییر وضعیت دهد . hz -3 از آنجائی که مدول ورودی دیجیتال دارای 32 نقطه ورودی ا ست و هر ورودی می تواند تا فرکانس
البته با توجه به امکان تغییر فرکانس نمونه برداری می توان فرکانسهای بالاتری را نیز پوشش داد.
انجام م یشود. H11AA -4 ایزولاسیون ورودی نسبت به خروجی تا 2 کیلو ولت که توسط 1
23.3 ) می باشد. x16cm)6U -5 ابعاد برد
AO -9-3 مدول خروجی آنالوگ
-1 هر برد دارای چهار خروجی می باشد.
-2 جهت امنیت داده ها دارای انتخاب ، چک، و اجرا می باشد.
-3 دارای محدود کننده جریان.
-4 ایزولاسیون ورودی نسبت به خروجی تا 2 کیلو ولت.
.RTU -5 خروجی صفر در زمان خاموش بودن
.0-20mA -6 رنج خروجی قابل تنظیم در رنج
LSB -7 خطای تبدیل سیگنال
2
1
12 می باشد. bit در
-10-3 مودم
-1 مودم قابلیت کار در مود سنکرون و آسنکرون را دارد.
می باشد. DSP -2 طراحی مودم بر اساس
( fc = 2760 ± می باشد و پایین باند فرکانس به منظور انتقا ل صدا خالی گذاشته شده است ( 240 FSK -3 نوع مدولاسیون مودم
که توسط دیپ سوئیج این فرکانس قابل انتخاب م یباشد.
-4 سرعت و فرکانس و مودهای کاری توسط میکروسوئیچهای متناظر برنامه ریزی می شوند.
TXD,RXD,RTS,DCD,MODEM Fail: -5 نمایشگرهای وضعیت کاری مودم عبارتنداز
-6 مودم قابلیت اتصال به خطوط 2 و 4 سیمه را دارا می باشد.
75
را دارا می باشد. Full-duplex, Half-duplex -7 مودم قابلیت کار در حالت
و شامل مدارهای 113,105,106,102,103 برای ارسال اطلاعات و CCTTT V. -8 مدار اینترفیس از نوع 24
مدارهای 115,110,109,107,102,104 برای دریافت اطلاعات می باشد.
می باشد. RS- -9 مشخصه الکتریکی مدار اینترفیس 232
200,300,600,1200 ) می باشد. bps) -10 سرعت تبادل اطلاعات قابل تعریف توسط دیپ سوئیچ
10 می باشد. - -11 نرخ خطای بیتی در حدود 5
.S/N=15db 40 – در حضور db -12 قابیت دریافت سیگنالهای ورودی تا
+4 بطور جامپری. db 12 – تا db -13 قابلیت ارسال سیگنال از
امکان پذیر م یباشد. Local Test, Line Test -14 آزمایش مودم در دو حالت
-15 امکان اتصال گوشی و دهنی به مودم جهت مکالمه در نظر گرفته شده است.
-16 مودم دارای دو پورت م یباشد که بر اساس سطح کاربر سیگنال سوئیج م یکند.
-17 تولید شده توسط شرکت واف.
23.3 ) می باشد. x16cm)6U -18 ابعاد برد
-11-3 اطلاعات فنی در مورد منبع تغذیه
(36Vdc<Vin<70Vdc) 48Vdc -1 ولتاژ ورودی
12 – می باشد. Vdc,+12Vdc,5Vdc -2 ولتاژهای نامی خروجی
12 – در نظر گرفته می شود. V +12 و V 1.5 برای خروجیهای A 5 جریان V 12 برای خروجی A -3 جریان
-4 ارای توان 80 وات است.
-5 یازده آن 74 تا 81 درصد است.
23.3 ) می باشد. x16cm)6U -6 ابعاد برد
می باشد و فضای اضافی احتیاج ندارد. rack mount -7 منبع تغذیه به صورت
.50mVp-p -8 ریپل خروجی بر روی 5 ولت کمتر از
-9 برد دارای حفاظتهای اتصال کوتاه در وردی و خروجی، اضافه و کاهش ولتاژ در ورودی و خروجی.
-10 وزن آن حدود نیم کیلوگرم است.
است. rack-mount -11 بصورت
-12 تولید شرکت متن نیرو.
I/O -12-3 مشخصات گذرگاه
و بردهای ورودی – خروجی به آن می باشد، این گذرگاه در حقیقت کانال UIOC مسیر ارتباطی بین مدول I/O گذرگاه
است. مشخصات عمومی این گذرگاه عبارتنداز: Slave ارتباطی بین یک مدول کنترل کننده اصلی گذرگاه و یکسری مدول
.(High Speed CMOS)HC -1 سازگار با سطوح ولتاژ خانواده
-2 ساختار ساده مدارهای اینترفیس مخصوص این گذرگاه.
8 خط انتقال داده دو طرفه. -3
76
8 خط آدرس برای آدرس دهی ماکزیمم 256 نقطه. -4
-5 خط مخصوص وقفه.
.(STB*) -6 خطوط کنترلی: بمنظور تعیین جهت گذرگاه و همچنین کنترل توالی عملیات مدولهای خروجی
GC/L, -12V, +12V, +5V -7 خطوط تغذیه
-13-3 تجهیزات عیب یابی و برنامه ریزی پایانه
مقدمه
یک عدد مودم قابل تنظیم و نرم افزار تستر Notebook تجهیزات تست، عیب یابی و پیکره بندی پایانه شامل یک کامپیوتر
پایانه می باشد.
-14-3 مشخصات نرم افزار تستر پایانه
نرم افزار تست پایانه برای تست دستگاه پایانه بر اساس چهار پروتکل فوق طراحی شده است. این نرم افزار بر روی کامپیوترهای مدل
استفاده شده است. این نرم افزار RS قابل اجرا است . برای ارتباط با دستگاه پایانه از درگاه سریال 232 Windows 386 و در محیط
و IEC870-5- از استاندارد 101 Application, Physical, Link کلیه عملیات پروتکل را مطابق سه لایه
و کرمان تابلو (که هر یک بطور جداگانه قابل انتخاب م ی باشند ) از جانیب مرکز کنترل کننده Indactic پروتکل هیتاچی و 2033
انجام می دهد.
نمایش فریمهای ارسالی و دریافتی و تفسیر آنها، نمایش وضعیت نقاط اطلاعاتی پایانه چه بصورت گرافیکی (بر روی نقشه تک
امکان اراسل فریم با فرمت تعریف شده توسط کاربر، ثبت عملایت فریمها و تغییر وضعیتها روی فایل از دیگر text خطی) و چه بصورت
قابلیتهای این برنامه است.
انتخابهای برنامه که پارامترهایی نظیر سرعت انتقال و شماره درگاه را شالم می وشد و پیگره بندی مشخصات پایانه روی فایل ذخیره
می شود و قابل تغییر است . برنامه دارای دو مود مهندسی و اپراتوری است که هر یک قابلیتهای مختلفی را ارائه م یکنند.
سرعت انتقال تا جایی که درگاه سریال کامپی وتر و درگاه سریال دستگاه پایانه اجازه م یدهد قابل تنظیم است. کامپیوترهای شخصی
هستند که هر کدام قابل استفاده است. (COM1, COM معمولاً دارای دو درگاه سریال خروجی ( 2
نوشته شده است. Visual C این نرم افزار بازبان
این نرم افزار دارای محیطی می باشد که امکان تعریف دیتابیس و تصویر سازی را دارا م ی باشد. در نتیجه با اوارد کردن مشخصات
هر ایستگاه (نقشۀ تک خطی و دیتابیس مربوط به آن) به کامپیوتر م یتوان پایانه مربوطه را تست نمود.
نرم افزار تستر تقریباً تمامی عملیات مرکز دیسپاچینگ را شبیه سازی م ینماید.
Poller نرم افزار از طریق User Interface, Data Base, Poller : این نرم افزار بطور کلی شامل سه بخش م یباشد
User از طریق User قرار می دهد. همچنین فرمانهای صادره از Data Base را کسب کرده و در RTU اطلاعات
منتقل و پاسخ آن بازگردانده م یشود. RTU اعمال و از آنجا به Poller به Interface
و دریافت پاسخ آنها، اطلاعات موجود Poller و ارسال آنها به User علاوه بر دریافت فرامین از User Intrface
قرار م یدهد و بعلاوه از وقایع مختلفی که در سیستم اتفاق م ی افتد User را نیز روی دیاگرام تک خطی در اختیار Data Base در
77
گزارش تهیه کرده و به دستگاه خروجی مورد نظر ارسال User و فرم انهای صادره از طریق RTU های رسیده از event شامل
می نماید.
قابل DAO . پیاده سازی می شود DAO (Data Access Object) مطابق با استاندارد Data Base
بطور کامل پشتیبانی م یگردد. Visual C++ بوده و در محیط Access دسترسی توسط نرم افزار
قرار می دهد و با User را با یک دیاگرام تک خطی در اختیار RTU نمای پست تحت کنترل User Interface
می نماید. Update اطلاعات را روی دیاگرام Database مرور دائمی
ارسال و پاسخ آنها را دریافت می نماید. امکان مشاهده وقایع اتفاق Poller را به User همچنین فرامین صادر شده از طریق
که محتوای آن در فایل نیز ذخیره م یگردد وجود دارد. Report افتاده در سیستم به ترتیب زمان وقوع در پنجره
را روی چاپگر چاپ نمود. همچنین می توان با انتخاب نقاط مشخصی از دیاگرام تک خطی Report ضمن اینکه م یتوان
پیاده سازی Windows مقادیر کسب شده در طول زمین را برای تجزیه و تحلیل های آتی مورد استفاده قرار گیرد. نرم افزار کلاً در محیط
و اجرا می گردد.
-15-3 دستگاه آزمایش پایانه
مشخصات سخت افزاری دستگاه:
-1-1 نوع کامپیوتر و مشخصات آن:
.(Note book) • کامپیوتر قابل حمل
.4G • حافظه اصلی
.32M RAM • حافظه
رنگی. LCD • مانیتور
.MS-Windows 2000 •
. • درایور فلاپی دیسک ” 3.5
.Intel Pentium • پردازنده
9 یا 25 پایه). ) D • پورت سریال با کانکتور نوع
• پورت موازی.
LTE -1-2 مودم قابل تنظیم و
(External در زمان تست پایانه در صورتی که کاربر بخواهد مودم داخل پایانه را نیز تست نماید یک دستگاه مودم (بصورت
و پایانه قرار خواهد گرفت. Notebook مابین
-16-3 تابلو پایانه
-1 مشخصات مکانیکی -16-3
2 میلیمتر ساخته شده است. / • بدنه تابلو از ورق آهن روغنی به ضخامت 5
78
• اسکلت اصلی تابلو از پروفیلهای مشبک ساخته شده و کلیه قطعات توسط پیچ و مهره به یکدیگر متصل شده اند و از انجام اتصالات
جوشی و پرچی در تابلو کلاً پرهیز شده است، به همین منظور تغییرات در این تابلو به سهولت انجام خواهد گرفت.
• کلیه قطعات فلزی ، یراق الات و پیچ و مهره های استفاده شده از نوع گالوانیزه ضد زنگ و یا آلومینیوم می باشد.
• برای هر تابلو محل مناسب جهت قرار دادن نقشه های ضروری پیش بینی شده است.
• دو عدد شینه یکی مربوط به زمین کردن تابلو و تجهیزات و قطعات فلزی بدون برق و دیگری مربوط به کارتهای الکترونیکی پایانه
پیش بینی شده است.
• تابلو دارای درب یک تکه از جلو م یباشد و سابراکهای مربوط به کارتهای الکترونیکی بصورت سوئینگ و دسترسی از جلو می باشد.
• کانالهای پلاستیکی منساب جهت کابلهای ورودی و خروجی در تابلو نصب شده است.
• کلیه ترمینالها، ترمینال بلاکها و المانهای تابلو توسط برچسب و پلاک مشخص شده اند.
1 سانتیمتر جهت محکم کردن کابلهای ورودی در تابلو پیش بینی / • تسمه های مخصوص از جنس فیبر استخوانی نسوز با ضخامت 5
شده است.
• قلابهای مخصوص جهت حمل و نقل در بالای تابلو و متصل به شاسی اصلی، نصب گردیده است.
-2 رنگ آمیزی -16-3
- بدنه تابلو ابتدا با مواد مخصوص چربی گیری و فسفاته شده و سپس با رنگ الکترواستاتیکی (بدنه و رنگ با بارها ی مخالف باردار
می شوند و سپس رنگ را با فشار به بدنه پاشیده می شود و بدین صورت رنگ تمام خلل و فرج سطح ورق را پر می کند ) حداقل به
ضخامت 60 میکرون رنگ آمیزی م یشود.
-3 تجهیزات اضافی -16-3
• پیش بینی سیستم روشنایی که با کلید اتوماتیک بطور یکه با باز شدن درب جل و تابلو، لامپ فلورسنت با توان مصرفی 15 وات در
تابلو روشن م یشوند.
• ترموستات جهت ارسال آلارم حرارت زیاد تابلوبه مرکز کنترل این ترموستات طوری در داخل تابلو نصب شده است که سنسور
مربوطه در بالاترین قسمت تابلو بوده و بمحض فعال شده (حرارت بیش از 55 درجه سانتیگراد) آلارم مربوطه را به مرکز ارسال م یکند.
220 جهت تغذیه پریز و سیستم روشنائی تابلو در قسمت تحتانی تابلو نصب شده و حفاظ شیشه ای مناسب V-AC • ترمینالهای
220 بوسیله یک کلید فیوز V-AC جهت جلوگیری از خطرات احتمالی نیز برای ترمینالهای مربوطه پیش بینی شده است . سیستم
6 تغذیه می گردد. A مینیاتوری
در تابلو پیش بینی شده RTU • ترمینالهای مخصوص جهت ترکردن سیگنالهای وضعیت و نیز انجام سیم کشی آلارمهای داخلی
است.
48 از نوع لینک دار بوه که در مواقع لزوم م ی توان با برداشتن لینک مربوطه ولتاژ ورودی به پایانه را VDC • ترمینالهای ورودی
قطع نمود.
جهت تغییر وضعیت کنترلی پایانه از حالت اتوماتیک به حالت دستی در داخلی تابلو نصب شده Remote/Local • کلید
است.
79
که در صورت بروز هرگونه اشکالی در سیستم پایانه، روشن م ی شود در روی درب تابلو و برنگ قرمز RTU Fail • لامپ
نصب شده است.
48 در سیستم پایانه روشن م یباشد که بر روی درب تابلو و برنگ سبز Vdc 48 که در صورت برقراری ولتاژ V On • لامپ
نصب شده است.
که توسط یک عدد ترموستات کنترل می گردد که زمان نصب بر اساس محیط تنظیم م ی گردد . این هیتر W • یک عدد هیتر 200
جهت جلوگیریا ز ایجاد شبنم در داخل تابلو نصب شده است.
-4 درجه حفاظت و سیستم خنک کننده -16-3
باعنایت به این مسئله که در کلیه ایستگاهها، اطاقی جهت نصب تجهیزات اسکادا پیش بینی شده است، درجه حفاظت تابلو مطابق با
بوده و سیستم خنک کنندگی داخل تابلو بصورت طبیعی می باشد. IP54, I.E.C استاندارد
-5 امکان گسترش -16-3
در این تابلو، با برداشتن دیواره های جانبی می توان دو یا چند سلول پایانه را بدون هی چگونه تغییراتی در کنار هم نصب نمود.
-6 وزن وابعاد -16-3
وزن تابلو خالی بدون تجهیزات 132 کیلوگرم و با تجهیرات کامل حدود 150 کیلوگرم م یباشد. ابعاد تابلو استاندارد تک سلولی برابر
206 (طول *عمق ارتفاع) سانتیمتر می باشد. *60*80
-7 طراحی تابلو پایانه -16-3
ایده اصلی در طراحی تابلو پایانه، ارائه یک سیستم کامل پایانه بود که نصب آن آسان و تعمیرات آن بسهولت انجام پذیرد . بر این
اساس در این سیستم تعداد قفس هها قابل افزایش تا شش عدد می باشد.
منبع تغذیه و مودم می باشد و قفسه های بعدی فقط (UIOC, Main) بردهای اصلی I/O قفسه بالا محل نصب کارتها
می باشد. I/O محل نصب کارتهای
روکش کابلهای ورودی به پایانه پس از عبور از گلندهای مخصوص، جدا شده و سیمهای با عبور از کانالهای مخصصو که در
قسمت عقب تابلو و رو ی دیوارۀ پشتی نصب شده اند وارد یک سری ترمینال که بر روی دیواره نصب شده م ی شوند و از این طریق توسط
وارد I/O 0 پس ازطریق سینی زیر ساب راک عبور کرده و از طریق کانکتورهای مخصوص، از جلو به کارتهای / سیمهای افشان نمرۀ 5
می گردد.
از طرفی بعلت نصب کانالهای پلاستیکی در قسمت عقب تابلو، علاوه بر حفظ مسئله زیبائی، از دست گیر بودن کابلها نیز جلوگیری
شده است بطوری که در جلوی تابلو تنها نمای کارتهای مربوط به دو قفسه وجوددارد.
در طراحی تابلو سعی بر این بوده است که از فضای داخل حداکثر استفاده بعمل آید تا از افزایش بی مورد حجم آن جلوگیری شود
و همچنین پیش بینی آینده جهت نصب قفس ه های بیشتر تا تعداد شش عدد شده است. بر این اساس ابعاد تابلو متناسب با ابعاد ساب راکها و
کانالهای پشت (هریک با عرض 9 و عمق 6 سانتیمتر) انتخاب شده است.
طراحی سیستم الکتریکی تابلو نیز بر اساس تامین حداثک ر حفاظت و ایمنی برای تجهیزات صورت گرفته است . بدین صورت که
RTU Fail با حفاظت فیوزی مجهز شده و نیز کلیه خطاهایی که باعث نقص در پایانه م ی شوند نیز توسط چراغ DC,AC سیستم
می شوند عبارتنداز:
48 ولت. -24-12- • قطع هر یک از ولتاژهای 5
.Modem Fail • ظاهر شدن آلارم مودم
80
.Charger Fail • ظاهر شدن الارم شارژر
علاوه بر این هرگونه افزایش حرارت در پایانه، توسط ترموستات مخصوص که دربالاترین قسمت تابلو نصب گردیده احساس و به
مرکز کنترل ارسال می گردد.
روی پیشانی داخل تابلو نصب شده است که در هنگام تعمیرات و Remote/Local جهت افزایش ضریب ایمنی نیز کلید
از اعمال فرامین توسط مرکز کنترل به تجهیزات ایستگاه Local به Remote یا بروز اشکال در ایستگاه م یتوان با تغییر وضعیت کلید از
جلوگیری کرد.
-17-3 عیب یابی، نگهدرای و پیکربندی پایانه
-1 نرم افزار پیکربندی -17-3
پیکربندی پایانه به معنی مشخص ن مودن پارامترهای استاتیک موجود در برنامه ها جهت تطبیق پایانه و پروسه تحت کنترل م ی باشد
که یکبار برای همیشه می بایست وضعیت آنها روشن گردد و بر اساس آنها عملکردهای پایانه مشخص می گردد. عمل پیکربندی پایانه از طریق
و استفاده از PC مجهز به یک درگاه سریال می باشد که با اتصال آن به یک کامپیوتر UIOC انجام می گیرد. هر برد UIOC بردهای
می توان اطلاعات پیکربندی را به (.Procom Plus, Norton, Windows… یک برنامه ترمینال ساده (نظیر ترمینال
وارد نمود. UIOC بردهای
نو شته می شود و برای همیشه قابل استفاده UIOC مربوط به بردهای EEPROM اطلاعات پیکربندی شده در حافظه
را بخواند . اطلاعات UIOC از طریق حافظه دو درگاهه براحتی م یتواند اطلاعات پیکربندی شده در هر Main خواهند بود. برد
پیکربندی شامل مواردزیر م یباشد:
.UIOC متصل به DI -1 تعدادبردهای
/UIOC متصل به AI -2 تعداد بردهای
.UIOC متصل به DO -3 تعداد بردهای
.UIOC متصل به A -4 تعداد بردهای 0
-5 آیا پروسس جم عآروی مژرندها بصورت وقفه ای است.
-6 آیا پروسس جم عآوری مژرندها نسبت به تغییر مژرند نیز حساس است.
.Chatter fillter -7 پارامترهای مربوط به
-8 تعیین نوع گروه ورودیهای دیجیتال (وضعیت، شمارنده پالس، رزرو).
-9 تعداد رله های دائمی فعال در مدول خروجی دیجیتال.
-10 نوع رله های خروجی دیجیتال (پایین /بالا، بسته/باز، دائمی)
UIOC -2 نحوه پیگربندی بردهای -17-3
قرار داشته باشد . با اتصال یک کامپیوتر VME بر روی گذرگاه Main نباید برد UIOC در هنگام پیکربندی بردهای
و پس از روشن نمودن پایانه پیغام زیر بر روی ترمینال ظاهر می گردد: UIOC از طریق درگاه سریال به هر یک از بردهای PC
81
Main Module not available. Starting stand alone mode of uioc
I:Initialize P:Report F: Get Config Data
M: RunMcx A:About S:SAS
U: Set Auto Start N:Reset Auto Start C:Menu
موجود بر I/O در این حالت چنانچه برای مدت چهار ثانیه کلیدی زده نشود نرم افزار بطور اتوماتیک شروع به تشخیص بردها
اجرا م یگردد. در صورتی که کلیدی زده شود نرم افزار MCX می :ند و پس از آن سیستم عامل 11 I/O Channel روی گذرگاه
منتظر دریافت فرامین استفاده کننده می ماند. Prompt(: ) با یک علامت
UIOC همانطور که دیده می شود با زدن هر یک از کلیدهای فوق عملیات متناظر با آن انجام خواهد گرفت . بمنظور پیکربندی
زده شود در این حالت نرم افزار یکسری سوالات در مورد نحوه پیکربندی بردها از استفاده کننده م ی پرسد که F می بایست ابتدا کلید
می بایست به هر یکا ز آنها جواب دقیق بصورت بلی و خیر داده شود . سپس در پایان این عملیات (پرسش و پاسخ ) می بایست بعد ظاهر شدن
می گردد. پس از آن EEPROM زده شود که این موجب ذخیره شدن پارامترهای پیکربندی شده در حافظه I کلید Prompt(: )
می بایست دورابره سیستم را باز نشانی نمود.
Main -3 نحوه پیکربندی برد -17-3
و پس از روشن شدن پایانه پیغام زیر بر روی ترمینال (نرم Main از برد P به درگاه سریال 5 PC با اتصال یک کامپیوتر
ظاهر می گردد. ( Norton Terminal PCPluse افزار ترمینال مانند
Main Debugging Monitor
M:RunMcx S:SAS
N: Reset Autostart
I: Initialize
U: Set Autostart
موجود بر UIOC در این حالت چنانچه پس از شش ثانیه کلیدی زده نشود نرم افزار بطور اتوماتیک شروع به تشخیص بردهای
اجرا م ی گردد. در صورتی که کلیدی زده شود نرم افزار با یک MCX می کند و پس از آن سیستم عالم 11 VME روی گذرگاه
زده شود. در این حالت نرم I می بایست ابتدا کلید Main علامت ( :) منتظر دریافت فرامین استفاده کننده می ماند. بمنظر پیکر بندی برد
افزار با پیغام شماره یک
TER RTU Address (00..FF)>
EntER Energizing Time of DO Coil Relaies (000..FFFF)>
منتظر وارد نمودن آردس پایانه می گردد. (آدرس پایانه معمولاً به مقدار 01 می بایست مقداردهی گردد ) سپس پیغام شماره ( 2) ظاهر خواهد
مربوط به فرامین مر کز می باشد . (EXE) و اجرا (Sel) درهنگام انتخاب DO شد. این پارامتر مدت زمان اکتیو بودن رله های مدول
10 خواهد بود . بعنوان مثال عدد ms مقدار واحد برابر φ100(H ) 256 را بدست خواهد داد . در این حالت رله های برد ms مدت زمان
بمدت 2.56 ثانیه اکتیو خواهند بود و سپس آزاد م یگردند. DO
قرار داد . سپس با زدن Auto Start نرم افزار را بصورت U پس از مقداردهی به دو پارامتر فوق می بایست با زدن کلید
و دادن رمز N نرم افزار برای همیشه به طور اتوماتیک اجرا خواهد شد و زدن کلید U نرم افزار اصلی اجرا خواهد شد . با زدن کلید M کلید
82
مربوط به استفاده کنندگ ان نیست و توسط مهندس سیستم می بایست اجرا S عبور مورد نیاز موجب برطرف شدن این حالت می گردد. کلید
گردد.
-4 عیب یابی و نگهداری -17-3
پایانه از قسمتهای سخت افزاری و نرم افزاری مختلفی تشکیل شده است . به این جهت مسئله عیب یابی و نگهداری این سیستم نیاز به
آشنایی کامل با سخت افزار و نرم افزارهای پایانه دارد. مسئله عیب یابی م یتواند در سه سطح زیر انجام گیرد:
-1 سطح برد
UIOC -2 سطح بردهای
-3 سطح پایانه
یا هوشمندد یا I/O) سطح اول مربوط به تشخیص و عیب یابی در محدوده یک برد
می باشد. در این حالت می بایست با استفاده از نقشه های شماتیک هر برد و عملکردهای آن محل بروز خطا ر ا مشخص (Back-Plane
کرد.
UIOC کارتهای ترمینالی و برد I/O کامل می گردد (منبع تغذیه، کارتهای UIOC در سطح دوم پایانه تا سطح بردهای
و روشهای توضیح داده شده در گزارش مربوطه عیب UIOC در پایانه قرار می گیرند ) و سپس با استفاده از نرم افزارهای موجود در برد
یابی انجام م یپذیرد.
و با کمک دستگاه شبیه ساز پست RTU-Tester در سطح سوم پایانه به طور کامل سرپا می شود و از طریق نرم افزار
براحتی RTU-Tester و دستگاه UIOC تستهای مورد نیاز بر روی آن انجام می گیرد. با استفاده از نرم افزار تعبیه شده در برد
برد I/O برد I/O کابل ریبون I/O بردهای پایه I/O می توان محدوده خطا را مشخص نمود . ای ن محدوده شامل ترمینال بردهای
و منبع تغذیه م یباشد. I/O Channel و MVE برد پایه UIOC
برخی نکات بسیار مهم در راه اندازی و عیب یابی پایانه بشرح زیر می باشند:
می بایست بطور کامل تست شود و از آنجا که بر روی این برد خطوط داده و I/O قبل از اتصال بردهای I/O Channel -1 برد پایه
12 – قرار دارد و امکان اتصالات ناخواسته به این خطوط وجوددارد به این جهت دقت ,+12,+ آدرس و همچنین خطوط تغذیه 5
در سالم بودن این برد از اهمیت زیادی برخوردار است.
-2 منبع تغذیه پایانه نیز از جمله قسمتهای بسیار اساسی آن محسوب م یشود. قبل از اتصال منبع تغذیه می بایست چک کرد که ایا تمامی
می بایست VME فیوزهای مربوطه بر روی برد قرار دارند یا خیر. همچنین اتصال ولتاژ 48 + به ترمینالهای موجود بر روی برد پایه
از نظر جهت کام لا درست باشند. پس از روشن نمودن پایانه (دقت شود که در این حالت تنها منبع تغذیه داخل قفسه بردها قرار دارد و
بطور مجزا تست می شود) می بایست تمامی دیودهای نورانی موجود بر روی آن که نشانه درستی برد م ی باشد روشن گردد . سپس
12 – را تست نمود و با استفاده از پتانسیو م تر موجود بر روی برد ولتاژ 5+ را ,+12,+ می بایست با دستگاه ولتمتر ولتاژهای 5
دقیقا تنظیم نمود. (چنانچه ولتاژهای فوق بدست نیامد نشانه خرابی منبع تغذیه می باشد).
و ترمینالی نمود به گونه ای که هر برد I/O -3 می بایست دقت کامل هنگام اتصال کابل ریبونی موجود در پشت پایانه برای اتصال بردهای
صدمه بزند. I/O دقیقا به ترمینال برد مربوط به آن وصل شود. اشتباه در این امر م یتواند به بردهای I/O
در وضعیت مناسب آن قرار گیرد. Remote/Local -4 کلید
نباید اشتباهاً در قفسه بردهای ترمینالی قرار گیرد و هیچ یک از کارتهای ترمینالی نیز نباید در قفسه کارتهای I/O -5 هیچ یک از کارتهای
حتی برای چند لحظه) قرار گیرد. ) I/O
83
-6 جهت ولتاژها (پلاریته مثبت و منفی) همانگونه که بر روی ترمینالیهای پیچی مارکاژ شده است از اهمیت بسیاری برخوردار است و
می بایست حتماً رعایت گردند.
استفاده شود و هنگام اتصال به مودم از کابلهای DTE-DTE به پایانه ازکابلهای RTU-Tester -7 هنگام اتصال دستگاه
.DTE-DCE
موجود Dip-Switch ها از طریق UIOC دقت شود که شماره شناسایی UIOC -8 هنگام راه اندازی پایانه با بیش از دو برد
با هم یکسان باشند. UIOC بر روی آنها بدرستی تعیین گردند و در هر صورت نباید شماره شناسائی دو
به سیستم اضافه یا کم شود . این کار در مور بردهای ترمینالی مانعی I/O -9 در هنگام روشن بودن پایانه به هیچ عنوان نباید هیچ نوع برد
ندارد.
فعال نباشند Digital Loop Back, Analog Loop Back -10 در هنگام استفاده زمودم دقت شود که کلیدهای
(داخل نباشند).
موجود بر روی بردها از اهیمت زیادی برخوردار است زیرا این دیودها یک نوع LED -11 هنگام روشن شدن پایانه دقت به دیودهای
مکانیزم کشف خطا با سرعت بالا محسوب م یگردند.
دیود تغذیه تمامی بردها رد حالت عادی باید روشن باشد.
باید خاموش باشد. (روشن بودن و یا چشمک زن بودن آن نشانه خرابی ب رد و اجرا نشدن نرم Main دیود قرمز موجود بر روی برد
افزار باشد).
در حالت عادی چشمک زن می باشد. DI دیود تغذیه بردهای
ثابت است. DO دیود تغذیه بردهای
در حالت عادی ثابت است و نمایشگر هفت قسمتی بطور متناوب در حالت کار می باشند و دیود نورانی بالای AI دیود تغذیه بردهای
آن بصورت چشمک زن می باشد.
پیش آید . دیود قرمز رنگ آن چشمک زن می شود که لبته UIOC ثابت است . چنانچه خطائی در برد UIOC دیود تغذیه برد
متصل باشند آنگاه چراغ سبزرنگ UIOC به DI قطع می گردد. چنانچه بردهای Main پس از خوانده شدن خطا از طرف برد
این دیود به حالت چشمک زن قرار می گیرد و پس از خوانده شدن C.O.S موجود بر روی آن روشن می گردد. در هنگام وقوع
متصل باشند آنگاه چراغ زرد رنگ موجود بر روی UIOC به DO مجدد اً به حالت ثابت قرار م ی ؛یرد. چنانچه بردهای C.O.S
آن روشن م یگردد. در هنگام عمل کنترل این چراغ به حالت چشمک زن م یرود.
-12 هنگام اتصال بردهای ترمینالی نکات زیر در نظر گرفته شوند:
ترمینال بردهای ورودی دیجیتال دارای چهار فیوز و تعدادی جامپر جهت پذیرش سیگنالهای خشک و تر دارند که می بایست دقت کامل
در صحیح گذاشتن جامپرهای مربوطه نمود.
می باشند که م یبایست حتما گذاشته شوند. DO ترمینال بردهای خروجی دیجیتال دارای یک جامپر برای اتصال ولتاژ 48 – به بردهای
0.5 تنظیم شود و همچنین جامپرهای موجود بر روی آن v پتانسیومتر موجود بر روی برد ترمینالی ورودی آنالوگ می بایست به مقدرا
بطور صحیح جاگذاری شوند.
بدرستی تعیین و جاگذاری شوند. DO -12 جامپرهای مربوط به کنترل دو مرحل های یا یک مرحله ای بر روی بردهای
-13 در هنگام عیب یابی در سطح برد تراشه هایی که ممکن است آسیب بیشتری ببیند بر روی سوکت قرار گرفته اند و به این جهت م ی بایست
قبل از هر چیز از صحت آنها مطمئن شد.
84
AI -15 هنگام اتصال سیگنالهای آنالوگ به پایانه دقت شود که در صورت اعمال سیگنال بصورت ولتاژی، مقاومتهای موجود بر روی برد
جاگذاری نشده باشند.
-16 بردهی هوشمند پایانه می بیاست قبل از استفاده پیکر بندی شوند و به هیچ عنوان در هنگام بهره برداری عملی از سیستم نمی بایست بردهای
هوشمند ایستگاههای مختلف را با یکدیگر تعویض نمد. (قبل از پیکر بندی مجدد).
وصل شود و در صورت بیشتر UIOC به هر DI سعی شود حداکثر چهار برد UIOC به برد I/O -17 در هنگام اتصال بردهای
به گون هآی بشاد که ابتدا بردهای ورودی I/O بیشتر استفاده شود. همچنین ترتیب چیدن بردهای UIOC از بردهای DI بودن کارتهای
دیجیتال و سپس بردهای ورودی انالوگ و در انتها بردهای خروجی دیجیتال قرار گیرند.
-18 تشخیص ناحیه معیوب در پایانه با تعویض بردها یا قسمتهای مشکوک با بردهای سالم و تست مجدد عملی م ی باشد . بعنوان مثال چنانچه
به پایین سیستم را UIOC سرپا نمود و از برد UIOC تغییر وضعیت یک نقطه به مرکز ارسال نشود م ی بایست ابتدا پاینه ارا در سطح
و کابل ریبون مربوطه م یتواند بعنوان سریعترین راه حل برای کشف علت خرابی باشد. DI چک کرد. تعویض ترمینال برد، برد
استفاده می شود در حال ت سنکرون 9600 و درحالت RTU-Tester -19 نرخ تبادل اطلاعات با پایانه هنگامی که از نرم افزار
پایانه 9600 می باشد. Diagnostic آسنکرون 600 می باشد. همچنین نرخ تبادل اطلاعات با درگاه
85
نظرات و پیشنهادات:
-1 یکی از مشکلات عمده سیستم اسکادا در مرکز اکز دیسپاچینگ ، قطع و وصل ارتباط مخابراتی ایستگاهها با مرکز می باشد. طی بررسیهای
28 و یا حتی 2 ساعت بوده است . min 5 تا sec بعمل آمده مدت زمان قطع یها، بین
Palco ای که آن ایستگاه به آن PALCO ، موقعی که بایت های اطلاعاتی دریافتی از لینک مخابراتی، دارای نویز باشند
متصل است ارتباط ایستگاه با مرکز را قطع می کند تا اطلاعات نویز دار و اشتباه در مرکز نمایش داده نشود . لذا اتصال مجدد ایستگاه به مرکز
منوط به بر طرف شدن نویز در کا نال مخابراتی م یباشد.
برای رفع این مشکل، دو روش پیشنهاد م یشود:
-1 تعویض محیط انتقال اطلاعات . بعنوان مثال، از فیبر نوری استفاده شود.
(Communication servers) . -2 استفاده از سرورهای مخصوص ارتباطات
کاسته و امکان بروز Main این سرورها، علاوه بر انجام ارتباطات سریع و بهتر بین پایانه ها و مرکز، از حجم بار سرورهای اصلی
خطا در محاسبات مرکز را کاهش م یدهند. شایان ذکر است اجرای هر دو پیشنهاد فوق بار مالی خاصی را دارا می باشد.
-2 سیستم عامل های قابل استفاده در مراکز دیسپاچینگ
طی بررسیهایی که شخص ا انجام دادم، در مورد نرم افزار مرکز و سیستم عامل شرکت های معتبر د رزمینه سیستمهای اسکادا نتایج زیر
بدست آمد:
شرکت ABB: نرم افزار SPIDER
سیستم عامل Windows NT
شرکت Siemens : نرم افزار TELEGYR-NMS
سیستم عامل Windows NT
شرکت IDS: نرم افزار HIGH-LEIT
سیستم عامل Windows NT
و از (Repas AEG مربوط به شرکت ) RESY-USS شایان ذکر است که شرکت متن نیرو، در مرکز تهرانپارس از نرم افزار
تهران RDC استفاده کرده است . در حالی که شرکت کرمان تابلو که پیمانکار نصب سیستم اسکادار در 4 مرکز Qunix سیستم عامل
استفاده کرده است. Windows NT می باشد، از سیستم عامل
میمیک): ) MIMIC استفاده از صفحات
از مشخصات و تجهیزات ضروری هر مرکز کنترلی Lorge Screen Display LSD استفاده از صفحات
می باشد ولی متاسفانه در ایران کمتر استفاده شده است . مهمترین فایدۀ این وسیله، امکان انجام سریع مانور و عمل کنترل ، بر شبکه تحت نظارت
توسط دیسپاچرها م یباشد.
-4 آموزش و آشنا نمودن دیسپاچرها با اصول کارکرد سیستمهای اسکادا:
86
عدم آشنایی و آموزش کافی دیسپاچرهای ، گاهاً باعث بوجود آمدن اشکالاتی در عمل کنترل این مرکز می شود حتی بارها مشاهده
شده که دیسپاچرها، نحوۀ پرینت گرفتن از سیستم را فراموش کرده اند و یا نسبت به آلارمهای سیستمی ایجاد شده در مرکز، هیچ عکس العملی از
خود نشان ندارده اند. لذا تمامی این موارد، نشاندهندۀ عدم آشنایی و آموزش کافی آنها با سیستم نصب شده می باشد.
-5 استفاده از آلار مهای صوتی:
به ازای تمامی آلارم هایی که در ایستگاه های تحت اسکن، اتفاق م ی افتد، فقط یک نوع آلارم صوتی ( آن هم با صدای ضعیف) تولید می شود .
لذا پیشنهاد می شود ابتدا نوع آلارم ها بر حسب اهمیت آنها، اولویت بندی شده و سپ س برای هر الارم (با توجه به اول ویت آن )، صدای خاص با
بلندی مخصوص به خود، ایجاد شود.
این کار باعث عکس العمل سریع و شایستۀ اپراتر به عملی که باعث ایجاد آلارم شده است خواهد شد و نتیجه آن ، کنترل بهتر و
بهینه سیستم و شبکه می باشد.
تاريخ: ۱۳۹۱/۷/۲
 

مرکز تخصصی طراحی سایت سینام - بهینه سازی سایت (سئو): ایرسئو