ЖУРНАЛ СТА №3/1999

ОБЗОР ЭНЕРГЕТИКА 41 3/99 тем выделяются для решения задач ком- мерческого учета (и соответственно пломбируются энергоконтролирующи- ми организациями), а остальные системы решают задачи технического учета (ана- логичное объединение функций в рам- ках единой централизованной системы вызывает много проблем). Наконец, де- централизованная АСКУЭ, использующая системы учета с дополнительными функ- циями управления, позволяет реализо- вать автоматическое управление нагруз- кой (потребителями-регуляторами) не- посредственно на местах установки сис- тем (для производств с высокой техноло- гической дисциплиной). Интерфейсы измерительных каналов АСКУЭ В типовой трехуровневой структуре АСКУЭ промпредприятия нижний уро- вень (уровень первичных измеритель- ных преобразователей ПИП) связан со средним уровнем (уровнем контролле- ров, или уровнем вторичных измери- тельных преобразователей ВИП) изме- рительными каналами. К этим каналам относятся первичные преобразователи и линии связи, подключенные с одной сто- роны к выходамПИП, а с другой стороны — ко входным цепям вторичных преоб- разователей. Большинство существую- щих ПИП измерения различных видов энергоносителей и их параметров имеет токовые аналоговые и/или токовые дис- кретные выходы (например термопары, термосопротивления). Типичные схемы интерфейсов измерительных каналов представлены на рис. 7. ПИП с токовым аналоговым выходом имеет встроенный источ- ник тока — генератор тока с некоторым внутренним сопротивлением R ВН , кото- рый управляется функцией f (x) измерения параметра х энергоносителя (рис. 7а). Ток i = f (x) поступает в ли- нию связи и на входном нагрузочном резисторе R Н вторичного преобразова- теля создает соответствую- щее падение напряжения, которое далее преобразу- ется в цифровое значение измеряемого параметра х . ПИП данного вида имеют, как правило, унифициро- ванные выходные сигналы постоянного тока в диапа- зонах {0 — 5}, {0 — 20} или {4 — 20} мA (току i =0 или i =4 мA соответствует неко- торое минимальное значе- ние измеряемого парамет- ра х , а току i = i макс. из {5—20} мА —макси- мальное значение этого параметра). Мак- симально допустимая длина линии связи между ПИП и ВИП зависит от величины внутреннего сопротивления R ВН ПИП, ак- тивного сопротивления R Л линии связи, входного сопротивления R Н ВИП, ожидаемого уровня помех и обычно не превышает несколько десятков метров. ПИП с дискретным выходным сигна- лом имеют, как правило, гальванически развязанный выход с открытым коллек- тором транзистора или релейным «су- хим» контактом, питание которого про- изводится со стороны источника тока, встроенного в ВИП (рис. 7б). При этом величина тока в линии связиимеет значе- ние i мин. или i макс. , в зависимости от того, закрыт или открыт выход ПИП, что опре- деляется дискретным характером про- цесса измерения преобразователемпара- метра х энергоносителя. Последователь- ность «замыканий — размыканий» вы- ходной цепи ПИП порождает на входе ВИП последовательность токовых двоич- ных импульсов («0», «1») определенной частоты и длительности, которая исполь- зуется для цифрового представления из- меряемого параметра х . Как правило, ток в линии связи не превышает 10–20мA. Максимально допустимая длина линии связи зависит от величины тока ВИП, ак- тивного сопротивления линии и может доходить до 3 км. Из рассмотренного следует, что выбор типов вторичных преобразователей (контроллеров, систем) в АСКУЭ, а также территориально-распределенная струк- тура АСКУЭ (удаленность точек учета первого уровня от второго уровня АСКУЭ) во многом зависят от выходных интерфейсов используемых первичных преобразователей. Этот фактор является системным, и его необходимо учитывать как при разработке АСКУЭ, так и при за- купке конкретного оборудования для развития существующей АСКУЭпредпри- ятия. Интерфейсы каналов связи АСКУЭ Каналы связи в трехуровневой структу- ре АСКУЭ промпредприятия связывают средний уровень АСКУЭ (уровень вто- ричных измерительных преобразовате- лей ВИП, или контроллеров, систем) с верхним — уровнем ПК. Большинство преобразователей и ПК имеют типовые интерфейсы, рассматриваемые далее. Интерфейс с токовой петлей (CL) от- носится к классу универсальных двухто- чечных радиальных интерфейсов уда- ленного последовательного доступа к си- стемам (рис. 8). Этот интерфейс широко применяется в промышленном оборудо- вании, так как позволяет осуществить связь по физическим линиям на дальние расстояния (до 3 км) без использования аппаратуры передачи данных (модемов). Интерфейс CL представляет собой двухпроводную линию, образующую то- ковую петлю с дискретно переключае- мым источником тока и приемником (рис. 8а). Последовательные данные от источника к приемнику передаются по- битно и побайтно асинхронным спосо- бом сигналами постоянного тока i =20мA (иногда используются сигналы 10, 40 или 80 мA). Ток, превышающий 17мA, представляет логическую «1» (мар- кер), а ток, меньший чем 2 мA,—логический «0» (пробел). Одно из взаимодействующих устройств должно быть актив- ным и служить источником то- ка, а другое — пассивным (при- емником). Интерфейс CL имеет, как правило, протяженную ли- нию передачи, которая подвер- жена влиянию внешних помех и перенапряжений. Поэтому схемы передатчика и приемни- ка линии могут быть гальвани- чески развязаны за счет исполь- зования оптронов и изолиро- ванных источников питания (аналогичное решение приве- дено на рис. 7б). Максимальная скорость передачи сигналов по токовой петле—9600 бит/с при длине линии связи до 300 м. Снижая скорость передачи, можно почти пропорциональ- но увеличивать длину линии: на скорости 1200бит/с длина ли- Рис. 7. Типичные интерфейсы первичных измерительных преобразователей ПИП (датчиков) со вторичными измерительными преобразователями ВИП (контроллерами) а) схема подключения датчика с токовым выходом б) схема подключения датчика с числоимпульсным выходом