RU209720U1 - Устройство коммуникационное для кластерной цифровой подстанции - Google Patents
Устройство коммуникационное для кластерной цифровой подстанции Download PDFInfo
- Publication number
- RU209720U1 RU209720U1 RU2021136933U RU2021136933U RU209720U1 RU 209720 U1 RU209720 U1 RU 209720U1 RU 2021136933 U RU2021136933 U RU 2021136933U RU 2021136933 U RU2021136933 U RU 2021136933U RU 209720 U1 RU209720 U1 RU 209720U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- dsp
- communication
- communication network
- interfaces
- prp
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F13/00—Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
- G06F13/38—Information transfer, e.g. on bus
- G06F13/40—Bus structure
- G06F13/4063—Device-to-bus coupling
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L12/00—Data switching networks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Communication Control (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области кластерных цифровых электрических подстанций (ЦПС).Техническим результатом является обеспечение подключения устройства кластерной ЦПС к независимым сегментам станционной и технологической шин коммуникационной сети (Ethernet) ЦПС, в каждом из которых дополнительно обеспечивается коммуникационное резервирование с применением «бесшовного» резервирования в соответствии с IEC 62432-3, в частности резервирования по протоколу PRP ("Parallel Redundancy Protocol"). Устройство коммуникационное (1) включает в себя четыре интерфейса (2-5) подключения к внешней коммуникационной сети Ethernet ЦПС, процессор (8); коммутатор (9), связанный с процессором (8), включающий в себя также, по меньшей мере, один внешний коммуникационный порт (12) для связи с соответствующим интеллектуальным электронным устройством (IED) (13) кластерной ЦПС. Устройство (1) дополнительно содержит два коммуникационных шлюза (10 и 11), связанных с процессором (8). При этом первый коммуникационный шлюз (10) также связан с первым (2) и вторым (3) интерфейсами подключения к внешней коммуникационной сети Ethernet ЦПС (6, 7), а второй коммуникационный шлюз (11) также связан с третьим (4) и четвертым (5) интерфейсами подключения к внешней коммуникационной сети Ethernet ЦПС (6, 7). При этом интерфейсы (2) и (3) устройства (1) предназначены для подключения к резервированному по протоколу PRP (IEC 62439-3) сегменту (6.1 - подсеть "A" (PRP), 7.1 - подсеть "В" (PRP)) станционной шины коммуникационной сети ЦПС, а интерфейсы (4) и (5) - к резервированному по протоколу PRP (IEC 62439-3) сегменту (6.2 - подсеть "A" (PRP), 7.2 - подсеть "В" (PRP)) технологической шины коммуникационной сети ЦПС. При этом первый коммуникационный шлюз (10) выполнен с возможностью обеспечения коммуникационного сопряжения с резервированным сегментом станционной шины (6.1, 7.1) внешней коммуникационной сети ЦПС с обеспечением двусторонней передачи данных в прямом и обратном направлении между резервированным сегментом (6.1, 7.1) и процессором (8) устройства (1) с выполнением соответствующей обработки данных в указанном коммуникационном шлюзе (10). А второй коммуникационный шлюз (11) выполнен при этом с возможностью обеспечения коммуникационного сопряжения с резервированным сегментом технологической шины (6.2, 7.2) внешней коммуникационной сети ЦПС с обеспечением двусторонней передачи данных в прямом и обратном направлении между резервированным сегментом (6.2, 7.2) и процессором (8) устройства (1) с выполнением соответствующей обработки данных в указанном коммуникационном шлюзе (11). 1 ил.
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Рассматриваемая полезная модель относится к модульным системам промышленной автоматизации (выполняемым на базе модульных шасси с устанавливаемыми в них базовыми вычислительными (процессорными) модулями, и, возможно, модулями других типов, например, коммуникационными модулями (обеспечивающими интеграцию модульной системы промышленной автоматизации во внешние цифровые коммуникационные сети), модулями ввода-вывода (аналогового, дискретного) и др.), в частности к устройству кластерной цифровой подстанции (ЦПС) в соответствии с [1], выполняемому на базе модульного шасси с устанавливаемыми внутрь него модулями cIED ("compact Intellectual Electronics Device") устройств (базовыми вычислительными модулями), где вышеуказанное модульное шасси обеспечивает коммуникационную связь всех установленных в состав указанного шасси аппаратных модулей (включая cIED устройства) между собой (за счет наличия внутренней коммуникационной шины).
При этом полезная модель относится, в частности, к коммуникационным модулям в составе модульных систем промышленной автоматизации (в частности, в составе устройства кластерной ЦПС в соответствии с [1]), обеспечивающим интеграцию модульной системы промышленной автоматизации во внешние цифровые коммуникационные сети, выполняемые на базе физической сети Ethernet (в соотв. с IEEE 802.3) (включая, в том числе, возможность интеграции в коммуникационную сеть Ethernet «цифровой подстанции» (ЦПС)), в том числе, с обеспечением возможности резервированного подключения (посредством нескольких дублирующих друг друга каналов) к внешней коммуникационной сети Ethernet (включая возможность резервированного подключения к внешней коммуникационной сети по протоколам IEC 62439 коммуникационного резервирования, включая бесшовное резервирование по протоколу PRP ("Parallel Redundancy Protocol") (IEC 62439-3)).
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известен коммуникационный модуль (субмодуль) CS513 [2, 3], предназначенный для использования в составе контроллера автоматизации Advant Controller 450 (AC 450), обеспечивающий интеграцию контроллера АС 450 в коммуникационную сеть MasterBus 300(E), выполненную на базе физической сети Ethernet (IEEE 802.3). В составе указанного модуля (субмодуля) имеется только один внешний коммуникационный порт IEEE 802.3, обеспечивающий подключение контроллера АС 450 к внешней коммуникационной сети в соответствии с IEEE 802.3, соответственно, в указанном модуле (субмодуле) отсутствует поддержка коммуникационного резервирования по протоколам в соответствии со стандартом IEC 62439, в том числе, по протоколу PRP (IEC 62439-3).
При этом допускается использование вышеуказанного субмодуля CS513 в составе контроллера АС 450 [2, 3] в паре с другим аналогичным субмодулем CS513, где оба указанных субмодуля устанавливаются в несущий модуль SC520 в составе контроллера автоматизации АС 450; при этом модуль SC520 содержит в себе встроенный процессор и обеспечивает обработку данных, принимаемых от обоих субмодулей CS513, установленных в его состав, соответственно, из двух внешних сетей (напр., MasterBus 300(E), каждая из которых выполнена на базе физической сети IEEE 802.3), и, соответственно, передачу данных в каждую из двух вышеуказанных внешних коммуникационных сетей от контроллера АС 450 (через соответствующий субмодуль CS513). При этом несущий модуль SC520, совместно с установленными в его состав двумя субмодулями CS513, реализуют в составе контроллера автоматизации АС 450 резервированное подключение к внешней коммуникационной сети MasterBus 300(E) на базе физической сети IEEE 802.3, посредством, соответственно, двух коммуникационных каналов, один из которых функционирует в рабочем режиме, а другой - в режиме «горячего» ("stand-by") резерва. При этом в случае сбоя (отказа) основного коммуникационного канала (подключения к физической сети IEEE 802.3) переключение на резервный коммуникационный канал (подключения к физической сети IEEE 802.3) не обеспечивается «бесшовно» (т.к. требует времени на выполнение указанного переключения, соответственно, возможны потери данных в течение указанного времени переключения).
Известен коммуникационный модуль CP 443-1 Advanced для использования в составе контроллера автоматизации Siemens SIMATIC S7-400 [4]. В составе указанного модуля присутствуют пять внешних коммуникационных портов Ethernet, четыре из которых выполнены унифицированными по имеющимся у них характеристикам интерфейса (для подключения к сети PROFINET (на базе сетей TCP/IP/Ethernet), порт RJ45 10/100 Мбит/с). При этом для вышеуказанных четырех, унифицированных по характеристикам, портов Ethernet в составе модуля CP 443-1 Advanced выполнен внутренний 4-портовый коммутатор ("switch"). При этом указанный способ подключения, обеспечиваемый модулем, к внешним сетям Ethernet, не обеспечивает подключение к сети с «бесшовным» резервированием (в частности, с «бесшовным» резервированием по протоколу PRP (IEC 62439-3)).
Известен, выбранный в качестве прототипа, коммуникационный модуль CP 443-1 RNA для использования в составе контроллера автоматизации Siemens SIMATIC S7-400 [4]. В составе указанного модуля присутствуют три внешних коммуникационных порта Ethernet, два из которых составляют пару портов (А и В), обеспечивающих подключение коммуникационного модуля к внешней коммуникационной сети Ethernet с резервированием по протоколу PRP (IEC 62439-3). Указанный модуль обеспечивает возможность включения (интеграции) контроллера автоматизации во внешнюю коммуникационную сеть Ethernet «цифровой подстанции» с применением протокола «бесшовного» коммуникационного резервирования PRP (IEC 62439-3), однако при этом отсутствует возможность раздельного подключения (через раздельные физические интерфейсы Ethernet) контроллера автоматизации к сегментам станционной и технологической шин ("station bus" и "process bus" соответственно) «цифровой подстанции» (в частности, для исключения влияния коммуникационного трафика технологической шины ЦПС на передачу трафика станционной шины ЦПС).
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является создание коммуникационного устройства (модуля) для кластерной цифровой подстанции (ЦПС) в соответствии с [1], обеспечивающего интеграцию устройства кластерной ЦПС (в соответствии с [1]) во внешнюю коммуникационную сеть Ethernet «цифровой подстанции» с бесшовным коммуникационным резервированием в соотв. с IEC 62439-3, в частности, с резервированием по протоколу PRP ("Parallel Redundancy Protocol"), с сохранением при этом возможности раздельного подключения (через раздельные физические интерфейсы Ethernet) устройства кластерной ЦПС к сегментам станционной и технологической шин ("station bus" и "process bus" соответственно) «цифровой подстанции».
Техническим результатом применения полезной модели является обеспечение возможности подключения устройства кластерной ЦПС (в соответствии с [1]) к независимым друг от друга сегментам станционной и технологической шин ЦПС, в каждом из которых дополнительно обеспечивается коммуникационное резервирование с применением протоколов «бесшовного» резервирования в соответствии с IEC 62432-3, в частности резервирования по протоколу PRP ("Parallel Redundancy Protocol").
Вышеуказанный технический результат достигается за счет того, что в заявленном коммуникационном устройстве, содержащем, в частности, четыре внешних интерфейса для подключения к внешней коммуникационной сети Ethernet ЦПС и процессор, дополнительно имеются два коммуникационных шлюза, где процессор подключен к двум вышеуказанным коммуникационным шлюзам, и к каждому из двух коммуникационных шлюзов подключены два соответствующих интерфейса подключения к внешней коммуникационной сети Ethernet ЦПС. При этом первый коммуникационный шлюз осуществляет функции коммуникационного сопряжения (для устройства кластерной ЦПС, в состав которого установлено данное коммуникационное устройство) с резервированным по протоколу PRP (IEC 62432-3) сегментом станционной шины коммуникационной сети Ethernet ЦПС, а второй коммуникационный шлюз - соответственно, функции коммуникационного сопряжения (для вышеуказанного устройства кластерной ЦПС) с резервированным по протоколу PRP (IEC 62432-3) сегментом технологической шины коммуникационной сети Ethernet ЦПС.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг. 1 приведена схема предлагаемого устройства коммуникационного для кластерной ЦПС.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Предлагаемое устройство коммуникационное (1) (см. фиг. 1) может быть выполнено следующим образом. Устройство (1) включает в себя четыре внешних интерфейса (2-5) подключения к внешней коммуникационной сети Ethernet (IEEE 802.3) ЦПС, выполненной резервированной по протоколу PRP (IEC 62439-3), содержащей при этом основной (6) и резервный (7) сегменты коммуникационной сети, где каждый из указанных сегментов содержит подсегмент станционной шины ЦПС (6.1 и 6.2) и подсегмент технологической шины ЦПС (7.1 и 7.2). При этом устройство (1) содержит также процессор (8); коммутатор (9), связанный с процессором (8); первый и второй коммуникационные шлюзы (10 и 11 соответственно). При этом коммутатор (9) обеспечивает связь (через соответствующий выделенный коммуникационный порт (12)) с каждым из cIED устройств (13) в составе устройства кластерной ЦПС (14), выполненного на базе модульного шасси (15), в состав которого установлено как данное устройство коммуникационное (1), так и cIED устройства (13) в составе устройства кластерной ЦПС. При этом первый коммуникационный шлюз (10) обеспечивает коммуникационное сопряжение с резервированным по протоколу PRP (IEC 62439-3) сегментом внешней станционной шины (6.1, 7.1) коммуникационной сети ЦПС, соответственно, обеспечивая двустороннюю передачу данных в прямом и обратном направлении между резервированным сегментом станционной шины (6.1, 7.1) и процессором (8) с соответствующей промежуточной обработкой данных в коммуникационном шлюзе (10). Второй коммуникационный шлюз (11) при этом обеспечивает коммуникационное сопряжение с резервированным по протоколу PRP (IEC 62439-3) сегментом внешней технологической шины (6.2, 7.2) коммуникационной сети ЦПС, соответственно, обеспечивая двустороннюю передачу данных в прямом и обратном направлении между резервированным сегментом технологической шины (6.2, 7.2) и процессором (8) с соответствующей промежуточной обработкой данных в коммуникационном шлюзе (11).
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
[1] Интернет-сайт https://digitalsubstation.com/wp-content/uploads/2018/04/16.-Kontinuum.pdf.
[2] "Advant OCS with Master software. Advant Controller 450 User's Guide" ("ABB Industrial Products AB 2001"; 3BSE 002 415R701 Rev B, March, 2001).
[3] "Advant OCS with Master software. MasterNet User's Guide" ("ABB Industrial Products AB 2001"; 3BSE 003 839R301, March, 2001).
[4] Каталог "SIMATIC - Products for Totally Integrated Automation" ("ST 70"; E86060-K4670-A151-A7-7600 (Article No.), Siemens AG 2014) (источник информации - Интернет-сайт https://www.eselo.lv/upload/catalog/instalacijas_materiali/siemens_simatic_st70n_catalogue_2014-eng.pdf).
Claims (1)
- Устройство коммуникационное для кластерной цифровой подстанции (ЦПС), включающее в себя четыре интерфейса подключения к внешней коммуникационной сети Ethernet ЦПС, процессор и коммутатор, где коммутатор связан с процессором, а также коммутатор включает в себя, по меньшей мере, один внешний коммуникационный порт для связи с соответствующим интеллектуальным электронным устройством (IED) в составе кластерной ЦПС, при этом процессор выполнен с возможностью обработки и передачи данных, получаемых устройством коммуникационным через интерфейсы подключения к внешней коммуникационной сети Ethernet ЦПС, соответствующим IED устройствам в составе кластерной ЦПС через коммутатор устройства, а также обработки и передачи данных, получаемых от IED устройств в составе кластерной ЦПС через коммутатор устройства, во внешнюю коммуникационную сеть Ethernet ЦПС через соответствующие интерфейсы устройства коммуникационного, отличающееся тем, что дополнительно содержит два коммуникационных шлюза, связанных с процессором, где первый коммуникационный шлюз также связан с первым и вторым интерфейсами подключения к внешней коммуникационной сети Ethernet ЦПС, а второй коммуникационный шлюз также связан с третьим и четвертым интерфейсами подключения к внешней коммуникационной сети Ethernet ЦПС, где первый и второй интерфейсы подключения к внешней коммуникационной сети Ethernet ЦПС предназначены для подключения к резервированному по протоколу PRP (IEC 62439-3) сегменту станционной шины коммуникационной сети ЦПС, а третий и четвертый интерфейсы подключения к внешней коммуникационной сети Ethernet ЦПС предназначены для подключения к резервированному по протоколу PRP (IEC 62439-3) сегменту технологической шины коммуникационной сети ЦПС, при этом первый коммуникационный шлюз выполнен с возможностью обеспечения коммуникационного сопряжения с резервированным по протоколу PRP (IEC 62439-3) сегментом станционной шины коммуникационной сети ЦПС с обеспечением двусторонней передачи данных в прямом и обратном направлении между резервированным сегментом станционной шины коммуникационной сети ЦПС и процессором устройства коммуникационного, а второй коммуникационный шлюз выполнен с возможностью обеспечения коммуникационного сопряжения с резервированным по протоколу PRP (IEC 62439-3) сегментом технологической шины коммуникационной сети ЦПС с обеспечением двусторонней передачи данных в прямом и обратном направлении между резервированным сегментом технологической шины коммуникационной сети ЦПС и процессором устройства коммуникационного.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021136933U RU209720U1 (ru) | 2021-12-14 | 2021-12-14 | Устройство коммуникационное для кластерной цифровой подстанции |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021136933U RU209720U1 (ru) | 2021-12-14 | 2021-12-14 | Устройство коммуникационное для кластерной цифровой подстанции |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU209720U1 true RU209720U1 (ru) | 2022-03-21 |
Family
ID=80820354
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021136933U RU209720U1 (ru) | 2021-12-14 | 2021-12-14 | Устройство коммуникационное для кластерной цифровой подстанции |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU209720U1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7882220B2 (en) * | 2007-03-30 | 2011-02-01 | Abb Technology Ag | Substation automation system with increased availability |
| RU2454772C1 (ru) * | 2011-03-30 | 2012-06-27 | Открытое Акционерное Общество "Федеральная Сетевая Компания Единой Энергетической Системы" (Оао "Фск Еэс") | Устройство управления и мониторинга ячейки комплектного распределительного устройства |
| US8363659B2 (en) * | 2008-08-18 | 2013-01-29 | Abb Technology Ag | Configuration of a process control system |
| EP2207252B1 (en) * | 2009-01-07 | 2013-07-03 | ABB Research Ltd. | Substation automation device and system |
| EP2498373B1 (en) * | 2011-03-07 | 2014-06-04 | ABB Technology AG | IEC 61850 substation gateway |
| RU2668380C1 (ru) * | 2017-11-20 | 2018-09-28 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение автоматики имени академика Н.А. Семихатова" | Способ резервирования каналов связи и технологических устройств измерения, анализа, мониторинга и управления оборудованием электрической подстанции |
-
2021
- 2021-12-14 RU RU2021136933U patent/RU209720U1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7882220B2 (en) * | 2007-03-30 | 2011-02-01 | Abb Technology Ag | Substation automation system with increased availability |
| US8363659B2 (en) * | 2008-08-18 | 2013-01-29 | Abb Technology Ag | Configuration of a process control system |
| EP2207252B1 (en) * | 2009-01-07 | 2013-07-03 | ABB Research Ltd. | Substation automation device and system |
| EP2498373B1 (en) * | 2011-03-07 | 2014-06-04 | ABB Technology AG | IEC 61850 substation gateway |
| RU2454772C1 (ru) * | 2011-03-30 | 2012-06-27 | Открытое Акционерное Общество "Федеральная Сетевая Компания Единой Энергетической Системы" (Оао "Фск Еэс") | Устройство управления и мониторинга ячейки комплектного распределительного устройства |
| RU2668380C1 (ru) * | 2017-11-20 | 2018-09-28 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение автоматики имени академика Н.А. Семихатова" | Способ резервирования каналов связи и технологических устройств измерения, анализа, мониторинга и управления оборудованием электрической подстанции |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101109951B (zh) | 变电站智能电子设备接入系统 | |
| CN112311642B (zh) | 基于环形组网的汽车以太网冗余调度方法 | |
| US20120131122A1 (en) | Data trasmission device for remote monitoring and remote controlling in a distributed process system | |
| Apostolov | IEC 61850 9-2 process bus applications and benefits | |
| CN104767598B (zh) | 一种用于储能电站现场设备之间的数据传输系统及其方法 | |
| RU209720U1 (ru) | Устройство коммуникационное для кластерной цифровой подстанции | |
| CN104505942A (zh) | 基于数据总线的配电自动化馈线终端及其网络 | |
| CN112671598B (zh) | 一种适用于电力系统控制保护装置的电力专用算法硬件模块 | |
| CN114448493A (zh) | 一种卫星一体化数据交互系统 | |
| CN209964077U (zh) | 一种网络通讯设备一拖多的测试系统 | |
| CN101185293A (zh) | 通用测量或保护设备 | |
| CN106850069A (zh) | 数据光纤级联装置及系统 | |
| Vaidya et al. | A review of communication protocols and topologies for power converters | |
| CN209784803U (zh) | 一种模拟信号采集器及系统 | |
| CN1097932C (zh) | 同步数字传输设备中的系统通信控制装置 | |
| Romanov et al. | Highly reliable information network for distributed control systems | |
| CN109861397A (zh) | 一种数字化变电站的电力服务器 | |
| Rajasekhar et al. | An approach to hybridisation of embedded system networks | |
| RU2450305C1 (ru) | Комплекс программно-аппаратных средств автоматизации контроля и управления | |
| US20020196814A1 (en) | Communication system with internal packet switching and method for transmitting and switching data using said system | |
| US8972643B2 (en) | Field bus network adapter and field bus network subscriber with field bus connections | |
| CN210431455U (zh) | 一种基于Profinet总线耦合器模块 | |
| CN106160226B (zh) | 一种提高智能变电站ptp对时精度的方法 | |
| CN2884710Y (zh) | 一种带虚拟网功能的提供多种接口的交换式远程网桥设备 | |
| CN110244631A (zh) | 一种模拟信号采集器、方法及系统 |