RU2679739C1 - Automation system with dynamic functional architecture - Google Patents

Automation system with dynamic functional architecture Download PDF

Info

Publication number
RU2679739C1
RU2679739C1 RU2018108406A RU2018108406A RU2679739C1 RU 2679739 C1 RU2679739 C1 RU 2679739C1 RU 2018108406 A RU2018108406 A RU 2018108406A RU 2018108406 A RU2018108406 A RU 2018108406A RU 2679739 C1 RU2679739 C1 RU 2679739C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ied
automation
functions
ieds
automation system
Prior art date
Application number
RU2018108406A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Александрович Перегудов
Михаил Александрович Власов
Алексей Александрович Сердцев
Александр Сергеевич Кириллов
Original Assignee
Закрытое акционерное общество Инженерно-технический центр "Континуум"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество Инженерно-технический центр "Континуум" filed Critical Закрытое акционерное общество Инженерно-технический центр "Континуум"
Priority to RU2018108406A priority Critical patent/RU2679739C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2679739C1 publication Critical patent/RU2679739C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B15/00Systems controlled by a computer

Abstract

FIELD: network communication.SUBSTANCE: automation system with a dynamic functional architecture contains at least two Intelligent Electronic Devices (IED) interconnected through a communication network and made with the possibility of redistribution of functions among themselves on the basis of critical states identified in the automation system.EFFECT: improved system reliability and reduced hardware reserve.7 cl, 4 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Рассматриваемое изобретение относится к области построения систем автоматизации, выполняемых на базе совокупности (двух и более) микропроцессорных интеллектуальных электронных устройств (англ. “Intelligent Electronic Devices”, сокр. – IED).The invention under consideration relates to the field of building automation systems based on a combination of (two or more) microprocessor-based intelligent electronic devices (Eng. “Intelligent Electronic Devices”, abbreviated - IED).

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

Известна резервируемая система автоматизации SIMATIC S7-400H [1] от производителя Siemens (Германия). Указанная система состоит из двух идентичных взаиморезервирующих друг друга программно-аппаратных комплексов. Указанные комплексы соединены между собой каналом передачи данных для синхронизации, обеспечивающим синхронность выполнения операций. Недостатком указанной системы является высокая аппаратная избыточность, характеризующаяся полным дублированием компонентов системы. Другим недостатком системы является значительное снижение коэффициента готовности системы при отказе одного из взаиморезервирующих друг друга программно-аппаратных комплексов на период восстановления отказавшего комплекса эксплуатационным персоналом.Known redundant automation system SIMATIC S7-400H [1] from the manufacturer Siemens (Germany). The indicated system consists of two identical hardware and software complexes mutually reserving each other. These complexes are interconnected by a data transmission channel for synchronization, ensuring synchronization of operations. The disadvantage of this system is the high hardware redundancy, characterized by a complete duplication of system components. Another disadvantage of the system is a significant decrease in the system availability factor in the event of failure of one of the software and hardware complexes that mutually reserve each other during the recovery period of the failed complex by operating personnel.

В качестве прототипа рассматривается система автоматизации подстанции повышенной готовности [2]. Система включает в себя несколько интеллектуальных электронных устройств (IED), связанных между собой посредством коммуникационной «шины станции» (“station bus”). Также система включает в себя, по меньшей мере, одно резервное IED, также подключенное к коммуникационной «шине станции». В рамках системы [2] обеспечивается выявление бездеятельности (отказов) штатно функционирующих IED с передачей образа конфигурации бездеятельного (отказавшего) IED резервному IED, с восприятием резервным IED полученной конфигурации и последующим функционированием резервного IED в роли ставшего ранее бездеятельным (отказавшего) IED. При этом выявление бездеятельности (отказов) IED в системе осуществляется выделенным устройством управления IED-ами (“IED manager”), связанным с IED-ами через коммуникационную «шину станции». As a prototype is considered a substation automation system of high availability [2]. The system includes several intelligent electronic devices (IEDs) interconnected via a communications “station bus”. The system also includes at least one backup IED also connected to the communication “station bus”. The system [2] provides for the identification of inactivity (failures) of regularly functioning IEDs with the transfer of the configuration image of the inactive (failed) IED to the standby IED, with the perception of the standby IED of the received configuration and the subsequent functioning of the standby IED in the role of the previously inactive (failed) IED. In this case, the identification of the inactivity (failure) of the IED in the system is carried out by a dedicated IED manager (“IED manager”) connected to the IED through the communication “station bus”.

В рамках системы [2] обеспечивается возможность резервирования сразу нескольких IED системы посредством одного резервного IED, что снижает требования к высокой аппаратной избыточности системы. Кроме того, в рамках вышеуказанной системы исключается значительное снижение коэффициента готовности выполнения отдельных функций системы при отказе одного из IED, так как функции отказавшего IED немедленно передаются резервному IED на выполнение автоматически; при этом не требуется ожидание завершения восстановления (в том числе, возможно, замены из запасного комплекта) отказавшего IED эксплуатационным персоналом Within the framework of the system [2], it is possible to backup several IEDs of a system at once by means of one backup IED, which reduces the requirements for high hardware redundancy of the system. In addition, within the framework of the above system, a significant decrease in the coefficient of readiness to perform certain functions of the system in case of failure of one of the IEDs is excluded, since the functions of the failed IED are immediately transferred to the standby IED for execution automatically; it does not require waiting for the completion of the restoration (including, possibly, replacement from the spare set) of the failed IED by operating personnel

Однако недостатком вышеуказанного прототипа является отсутствие возможности передачи резервному IED частичной конфигурации бездеятельного (отказавшего) IED, например, только отдельных, критически важных функций, так как обеспечивается возможность передачи конфигурации только в объеме конфигурации целого IED, и, соответственно, исключается возможность частичной замены конфигурации резервного IED конфигурацией устройства, ставшего бездеятельным (обеспечивается возможность только полной замены конфигурации резервного IED конфигурацией отказавшего устройства). При этом, в случае, когда отдельные IED системы выполняют наряду с критически важными функциями другие менее важные функции (надежность которых не сильно важна), отказ указанных IED будет приводить к принудительному запуску менее важных функций на резервных IED, что в отдельных случаях может рассматриваться как избыточные и, соответственно, неоправданное использование аппаратных ресурсов резервных IED.However, the disadvantage of the above prototype is the inability to transfer to the backup IED a partial configuration of the inactive (failed) IED, for example, only individual, critical functions, since it is possible to transfer the configuration only to the extent of the configuration of the whole IED, and, accordingly, the possibility of partial replacement of the backup configuration is excluded IED configuration of the device that has become inactive (it is possible only to completely replace the configuration of the backup IED configuration from azavshego device). Moreover, in the case when separate IED systems perform along with critical functions other less important functions (whose reliability is not very important), the failure of these IEDs will lead to the forced launch of less important functions on the backup IEDs, which in some cases can be considered as Redundant and, accordingly, unjustified use of hardware resources of the backup IED.

Другим недостатком вышеуказанного прототипа [2] является то, что выявление бездеятельности (отказов) IED в системе осуществляется выделенным центральным устройством – “IED manager”, а также то, что конфигурации устройств IED, загружаемые затем в резервные IED, также хранятся только на указанном устройстве “IED manager”. При этом само устройство “IED manager” становится «узким местом» с точки зрения надежности всей системы, вызывая необходимость в решении проблемы надежности теперь уже самого устройства “IED manager”. Another disadvantage of the above prototype [2] is that the identification of inactivity (failure) of the IED in the system is carried out by a dedicated central device - the “IED manager”, as well as the fact that the configuration of the IEDs, then downloaded to the backup IEDs, is also stored only on the specified device “IED manager”. At the same time, the IED manager device itself becomes a bottleneck in terms of the reliability of the entire system, causing the need to solve the reliability problem of the IED manager device itself.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Техническим результатом применения рассматриваемого изобретения является повышение коэффициента готовности системы автоматизации при одновременном снижении потребности в количестве используемого в системе аппаратного резерва.The technical result of the application of the present invention is to increase the availability factor of the automation system while reducing the need for the amount of hardware reserve used in the system.

Предлагаемая система автоматизации характеризуется тем, что включает в себя, по меньшей мере, два интеллектуальных электронных устройства (IED), выполненные с возможностью выполнения функций автоматизации и связанные друг с другом посредством коммуникационной сети. При этом, в отличие от прототипа, IED системы выполнены с возможностью выявления критических состояний в системе по результатам информационного взаимодействия через коммуникационную сеть с другими IED в системе, где перечень критических состояний в системе включает в себя отказ, по меньшей мере, одного IED в системе. Кроме того, IED системы выполнены с возможностью выполнения операций согласованного с другими IED перераспределения функций между IED системы на основании выявленных в системе автоматизации критических состояний. При этом вышеуказанные операции согласованного с другими IED перераспределения функций включают в себя запуск на выполнение, по меньшей мере, одной функции автоматизации f1 в одном из IED системы после выявления отказа другого IED в системе, выполнявшего ранее до выявления отказа вышеуказанную функцию f1.The proposed automation system is characterized in that it includes at least two intelligent electronic devices (IEDs) configured to perform automation functions and connected to each other via a communication network. In this case, unlike the prototype, IED systems are configured to detect critical conditions in the system according to the results of information interaction through a communication network with other IEDs in the system, where the list of critical conditions in the system includes the failure of at least one IED in the system . In addition, the IED systems are configured to perform operations coordinated with other IEDs in the redistribution of functions between the IEDs based on critical conditions identified in the automation system. At the same time, the above operations of the redistribution of functions coordinated with other IEDs include starting at least one automation function f 1 in one of the IEDs of the system after the failure of another IED in the system that previously performed the above function f 1 before the failure was detected.

В частности, по меньшей мере, одно IED в системе автоматизации может быть выполнено с возможностью выполнения, по меньшей мере, двух различных функций автоматизации (например, f1 и f2), по меньшей мере, одна из которых (например, f1) в какой-либо момент времени может пребывать в указанном IED в неактивном состоянии, то есть не выполняться, и в какой-либо другой момент времени может производиться запуск указанной функции на выполнение.In particular, at least one IED in an automation system may be configured to perform at least two different automation functions (e.g., f 1 and f 2 ), at least one of which (e.g., f 1 ) at some point in time, it can remain in the specified IED in an inactive state, that is, it cannot be executed, and at some other moment of time, the specified function can be launched for execution.

Вышеуказанный технический результат достигается за счет того, что в случае отказа отдельных IED в системе обеспечивается возможность передачи резервным IED на выполнение не только всего набора функций, целиком выполняемых ранее отказавшим IED, но и отдельных функций отказавшего IED, например, только критически важных (с точки зрения надежности) функций. При этом обеспечивается более оптимальное использование аппаратных (в частности, вычислительных или вычислительно-коммуникационных) ресурсов резервных IED, и, таким образом, снижается потребность в необходимом количестве используемых в системе резервных IED-устройств. Кроме того, в рамках заявленного изобретения обеспечивается дополнительное повышение коэффициента готовности системы за счет исключения из системы центрального устройства управления IED-ами (в прототипе – устройства “IED manager”), функции которого в рамках данного изобретения распределяются между всеми IED системы (соответственно, устройство “IED manager” перестает быть «узким местом» с точки зрения надежности системы).The above technical result is achieved due to the fact that in the event of failure of individual IEDs in the system, it is possible to transfer the backup IED to perform not only the entire set of functions completely performed by the previously failed IED, but also individual functions of the failed IED, for example, only critical (from the point of reliability view) functions. This ensures a more optimal use of hardware (in particular, computing or computing and communication) resources of the backup IEDs, and thus, the need for the required number of backup IEDs used in the system is reduced. In addition, within the framework of the claimed invention, an additional increase in the system availability coefficient is provided due to the exclusion from the system of the central IED control device (in the prototype, the “IED manager” device), the functions of which are distributed among all IED systems in the framework of this invention (accordingly, The “IED manager” is no longer a bottleneck in terms of system reliability).

В частном случае изобретения перечень критических состояний в системе автоматизации может включать в себя, помимо отказов отдельных IED в системе, события следующего характера:In the particular case of the invention, the list of critical conditions in an automation system may include, in addition to failures of individual IEDs in the system, events of the following nature:

- сбой (т.е. отказ, возникающий на непродолжительное время и впоследствии самоустраняющийся), по меньшей мере, в одном из IED системы;- a failure (i.e., a failure that occurs for a short time and subsequently resolves itself) in at least one of the IEDs of the system;

- сбой выполнения, по меньшей мере, одной функции автоматизации в одном из IED системы;- failure to perform at least one automation function in one of the IED systems;

- существенную перегрузку вычислительно-коммуникационных ресурсов одного из IED системы, включая перегрузку IED входным и/или выходным коммуникационным трафиком коммуникационной сети и/или перегрузку внутреннего процессора IED и/или заполнение внутренней памяти IED и/или состояние внутренней памяти IED, близкое к заполнению.- a significant overload of the computing and communication resources of one of the IED systems, including overloading the IED by the input and / or output communication traffic of the communication network and / or overloading the internal processor of the IED and / or filling the internal memory of the IED and / or the state of the internal memory of the IED close to filling.

При этом перечень операций согласованного перераспределения функций между IED в системе может дополнительно включать в себя:The list of operations of the coordinated redistribution of functions between the IEDs in the system may additionally include:

- в случае сбоя одного из IED системы или возникновения существенной перегрузки вычислительно-коммуникационных ресурсов одного из IED системы – запуск всех или части функций вышеуказанного IED на другом IED системы;- in the event of a failure of one of the IEDs or a significant overload of the computing and communication resources of one of the IEDs, the launch of all or part of the functions of the above IEDs on another IEDs;

- в случае сбоя выполнения, по меньшей мере, одной функции автоматизации в одном из IED системы – запуск указанной функций, например, в другом IED системы.- in the event of failure of the execution of at least one automation function in one of the IED systems, the launch of the specified functions, for example, in another IED system.

При этом, поскольку вышеуказанные события могут расцениваться как предотказные состояния в системе автоматизации, соответствующее выполнение операций перераспределения функций при указанных событиях позволяет снизить вероятность последующего реального отказа функций автоматизации, что, таким образом, способствует дополнительному повышению надежности системы автоматизации.At the same time, since the above events can be regarded as precautionary states in the automation system, the corresponding performance of the redistribution of functions during these events reduces the likelihood of a subsequent real failure of the automation functions, which, thus, contributes to an additional increase in the reliability of the automation system.

Также, в дополнение к этому, устройства IED в составе системы могут быть выполнены с возможностью как самодиагностики текущего состояния, так и диагностики текущего состояния других IED в системе посредством информационного взаимодействия через коммуникационную сеть с другими IED, что позволяет более надежно выявлять в системе вышеуказанные критические события, расцениваемые как предотказные состояния, что дополнительно снижает вероятность последующего реального отказа системы, и, таким образом, дополнительно повышает надежность системы автоматизации.Also, in addition to this, the IEDs in the system can be configured to both self-diagnose the current state and diagnose the current state of other IEDs in the system through information interaction through a communication network with other IEDs, which makes it possible to more reliably identify the above critical events regarded as pre-failure conditions, which further reduces the likelihood of a subsequent real system failure, and thus further increases the reliability of the systems automation.

В дополнение к этому, перечень операций согласованного перераспределения функций может включать в себя останов выполнения отдельных функций автоматизации в IED системы, что может оказаться необходимым, например, для резервирования функций релейной защиты и автоматики (РЗА) в системе автоматизации электрической подстанции, поскольку наличие в системе нескольких, одновременно выполняемых экземпляров одной и той же функции РЗА потенциально ведет к росту количества ложных срабатываний РЗА, и, таким образом, к снижению надежности функций РЗА.In addition, the list of coordinated redistribution of operations may include stopping the execution of individual automation functions in the IED of the system, which may be necessary, for example, to reserve relay protection and automation functions in the automation system of an electrical substation, since the presence in the system several simultaneously executed instances of one and the same relay protection and control function potentially leads to an increase in the number of false relay protection operations, and, thus, to a decrease in the reliability of relay protection functions BUT.

В частном случае система автоматизации может также дополнительно включать в себя рабочую станцию конфигурирования, управляемую, в частности, оператором, подключаемую к IED системы напрямую или через коммуникационную сеть. При этом вышеуказанная рабочая станция может быть выполнена с возможностью выполнения настройки в каждом из IED системы:In the particular case, the automation system may also further include a configuration workstation, controlled, in particular, by an operator, connected directly to the IED of the system or via a communication network. Moreover, the above workstation can be configured to perform settings in each of the IED systems:

- перечня выполняемых IED функций автоматизации;- a list of automation functions performed by the IED;

- перечня функций автоматизации, находящихся IED системы в неактивном состоянии;- a list of automation functions that are in the inactive state of the IED system;

- перечня критических состояний в системе автоматизации;- a list of critical conditions in the automation system;

- критериев выявления критических состояний в системе автоматизации;- criteria for identifying critical conditions in an automation system;

- настройки алгоритмов выполнения операций согласованного перераспределения функций в каждом из IED системы.- settings of algorithms for performing operations of coordinated redistribution of functions in each of the IED systems.

В указанном частном случае обеспечивается высокая гибкость конфигурирования системы автоматизации.In this particular case, high flexibility is provided for configuring the automation system.

В другом частном случае, по меньшей мере, одно из IED системы может содержать в себе модуль выполнения функций автоматизации, модуль динамического перераспределения функций и коммуникационный модуль, где вышеуказанные три модуля попарно связаны между собой внутри IED. При этом коммуникационный модуль в составе IED обеспечивает подключение данного IED к коммуникационной сети и информационный обмен с другими IED системы автоматизации через коммуникационную сеть. Модуль выполнения функций автоматизации данного IED выполнен с возможностью выполнения функций системы автоматизации и взаимодействие с другими IED системы через коммуникационный модуль данного IED посредством коммуникационной сети с целью выполнения функций системы автоматизации. Модуль динамического перераспределения функций данного IED выполнен с возможностью:In another particular case, at least one of the IEDs of the system may include a module for performing automation functions, a module for dynamic redistribution of functions, and a communication module, where the above three modules are paired together within the IED. At the same time, the communication module in the IED provides the connection of this IED to the communication network and information exchange with other IEDs of the automation system through the communication network. The automation function module of this IED is configured to perform the functions of the automation system and interact with other IEDs of the system through the communication module of the IED through the communication network in order to perform the functions of the automation system. The module of dynamic redistribution of functions of this IED is configured to:

- выявления по результатам информационного взаимодействия с другими IED системы через коммуникационный модуль данного IED посредством коммуникационной сети критических состояний в системе автоматизации;- identification based on the results of information interaction with other IED systems through the communication module of this IED through a communication network of critical conditions in the automation system;

- выполнения операций согласованного перераспределения функций между данным IED и другими IED в системе на основании выявленных данным модулем динамического перераспределения функций критических состояний в системе автоматизации.- performing operations of coordinated redistribution of functions between this IED and other IEDs in the system based on the critical redistribution of critical state functions detected by this module in the automation system.

В вышеуказанном частном случае жесткое разделение функциональных задач между тремя модулями в составе IED позволяет выполнять указанные модули в высокой степени аппаратно независимыми друг от друга. В частности, например, каждый из указанных модулей может быть выполнен на базе отдельного набора электронных компонентов, каждый из которых содержит в себе, в том числе, отдельное вычислительное ядро (микропроцессор) и отдельную память (в том числе, как оперативную, так и, возможно, энергонезависимую). При этом вышеуказанное разделение модуля выполнения функций автоматизации и модуля динамического перераспределения функций позволяет полностью исключить либо предельно минимизировать влияние выполнения операций перераспределения функций на выполнение самим IED непосредственно функций автоматизации, обеспечивая, таким образом, сохранность надежности выполнения IED непосредственно самих функций автоматизации.In the aforementioned particular case, the rigid separation of functional tasks between the three modules in the IED allows these modules to be executed in a highly hardware independent manner. In particular, for example, each of these modules can be made on the basis of a separate set of electronic components, each of which contains, including, a separate computing core (microprocessor) and a separate memory (including both operational and possibly non-volatile). At the same time, the above separation of the module for performing automation functions and the module for dynamic redistribution of functions makes it possible to completely eliminate or minimize the effect of the performance of the operations of redistributing functions on the performance of the automation functions directly by the IED, thereby ensuring the reliability of the performance of the IED directly on the automation functions.

Аналогично, выполнение коммуникационного модуля IED в виде единого и в высокой степени аппаратно независимого от модуля выполнения функций автоматизации и от модуля динамического перераспределения функций данного IED позволяет обеспечить централизованный упорядоченный арбитраж коммуникационных сообщений, транслируемых данным IED другим IED в системе, в том числе, сообщений, передаваемых с целью выполнения функций системы автоматизации (т.е. сообщений, инициируемых модулем выполнения функций автоматизации, передаваемых другим IED в коммуникационной сети), и сообщений, транслируемых другим IED с целью выполнения операций динамического перераспределения функций в системе (инициируемых модулем динамического перераспределения функций IED). При этом исключается (либо предельно минимизируется) взаимное влияние, с одной стороны, информационного обмена между данным IED и другими IED системы с целью выполнения операций динамического перераспределения функций, и с другой стороны, – информационного обмена с целью выполнения функций автоматизации системы, что позволяет сохранить коэффициент готовности системы в сравнении с коэффициентом готовности традиционной системы автоматизации без динамического перераспределения функций.Similarly, the implementation of the IED communication module in the form of a single and highly hardware independent of the automation functions module and the dynamic redistribution of functions of this IED allows for a centralized ordered arbitration of communication messages transmitted by this IED to other IEDs in the system, including messages, transmitted in order to fulfill the functions of an automation system (i.e. messages initiated by a module for performing automation functions transmitted by another IED in a communication network), and messages broadcast by another IED to perform dynamic redistribution of functions in the system (initiated by the dynamic redistribution of IED functions). At the same time, the mutual influence, on the one hand, of information exchange between this IED and other IEDs of the system with the aim of performing dynamic redistribution of functions, and, on the other hand, of information exchange with the aim of fulfilling system automation functions, is eliminated (which allows you to save the system availability factor in comparison with the availability coefficient of a traditional automation system without dynamic redistribution of functions.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

На фиг. 1 приведена схема, описывающая общую структуру и функционирование предлагаемой системы автоматизации.In FIG. 1 is a diagram describing the general structure and functioning of the proposed automation system.

На фиг. 2 и фиг. 3 приведены схемы, описывающие примерный алгоритм взаимного функционирования IED-устройств в предлагаемой системе автоматизации в случае отказа одного из IED с последующим перераспределением одной из функций автоматизации из отказавшего IED в один из других штатно функционирующих IED системы.In FIG. 2 and FIG. Figure 3 shows diagrams describing an example algorithm for the mutual functioning of IED devices in the proposed automation system in the event of a failure of one of the IEDs, followed by the redistribution of one of the automation functions from the failed IED to one of the other regularly functioning IED systems.

На фиг. 4 приведена схема устройства IED в составе системы автоматизации в одном из частных случае реализации изобретения, где вышеуказанное устройство IED включает в себя модуль выполнения функций автоматизации (13), модуль динамического перераспределения функций автоматизации (14) и коммуникационный модуль (15).In FIG. 4 is a diagram of an IED device as part of an automation system in one of the particular cases of the invention, where the above IED includes an automation function module (13), a dynamic redistribution of automation functions (14), and a communication module (15).

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Предлагаемая система автоматизации 1 (см. фиг. 1) выполняется и в общем виде функционирует следующим образом. Система 1 включает в себя несколько интеллектуальных электронных устройств (IED) 2(1), 2(2), … 2(N) (соответственно, на фиг. 1 – N устройств IED; в общем случае N может быть любым целым числом не менее 2). Указанные IED 2(1), 2(2), … 2(N) связаны между собой через коммуникационную сеть 3. The proposed automation system 1 (see. Fig. 1) is implemented and in general terms operates as follows. System 1 includes several intelligent electronic devices (IEDs) 2 (1) , 2 (2) , ... 2 (N) (respectively, in Fig. 1 - N IEDs; in general, N can be any integer no less than 2). The indicated IEDs 2 (1) , 2 (2) , ... 2 (N) are interconnected via a communication network 3.

Каждое из IED 2(1), 2(2), … 2(N) выполнено с возможностью выполнения функций системы автоматизации 4 и осуществления информационного обмена 5 через коммуникационную сеть 3 с другими аналогичными IED (из состава множества IED-ов 2(1), 2(2), … 2(N)) – примечание: далее по тексту при указании произвольного IED-а из всего множества IED-ов 2(1), 2(2), … 2(N) нижний индекс может опускаться, соответственно, IED-ы могут обозначаться просто арабской цифрой «2») для обеспечения выполнения функций системы автоматизации. Кроме того, каждый из IED 2(1), 2(2), … 2(N) выполнен с возможностью:Each of the IEDs 2 (1) , 2 (2) , ... 2 (N) is configured to perform the functions of an automation system 4 and carry out information exchange 5 through a communication network 3 with other similar IEDs (from the set of many IEDs 2 (1) , 2 (2) , ... 2 (N) ) - note: hereinafter, when specifying an arbitrary IED from the whole set of IEDs 2 (1) , 2 (2) , ... 2 (N), the subscript can be omitted, accordingly, IEDs can be denoted simply by the Arabic numeral “2”) to ensure that the automation system functions. In addition, each of IED 2 (1) , 2 (2) , ... 2 (N) is configured to:

- выявления критических состояний в системе автоматизации (поз. 6 на фиг. 1) по результатам информационного взаимодействия (поз. 7) через коммуникационную сеть 3 с другими IED 2;- identification of critical conditions in the automation system (pos. 6 in Fig. 1) according to the results of information interaction (pos. 7) through a communication network 3 with other IED 2;

- выполнения операций согласованного с другими IED 2 перераспределения функций (поз. 8 на фиг. 1) между данным IED и другими IED 2 в системе на основании выявленных в системе автоматизации критических состояний, где вышеуказанные операции 8 осуществляются посредством информационного взаимодействия (поз. 9) с другими IED-ами 2 через коммуникационную сеть 3.- performing operations coordinated with other IED 2 redistribution of functions (pos. 8 in Fig. 1) between this IED and other IED 2 in the system based on critical conditions identified in the automation system, where the above operations 8 are carried out through information interaction (pos. 9) with other IEDs 2 via communication network 3.

Система автоматизации 1 может являться, например, системой автоматизации электрической подстанции. В этом случае в качестве функций автоматизации, выполняемых IED-ами 2 (поз. 4 на фиг. 1), могут выступать, например, функции РЗА ячейки распредустройства подстанции, функции противоаварийной автоматики, электрических измерений, учета электроэнергии и т.п.Automation system 1 may be, for example, an automation system of an electrical substation. In this case, the automation functions performed by IEDs 2 (item 4 in Fig. 1) can be, for example, the relay protection and control functions of a substation switchgear, emergency automation functions, electrical measurements, electricity metering, etc.

Кроме того, система 1 может представлять собой систему автоматизации в любой другой отрасли, основанную на комплексе автоматических электронных устройств, связанных сетью передачи данных. При этом в качестве функций автоматизации, выполняемых IED-ами 2 (поз. 4 на фиг. 1), в системе промышленной автоматизации (автоматизации производства) могут выступать, например, функции управления отдельными исполнительными механизмами на объекте, функции измерения электрических величин и т.п.In addition, system 1 can be an automation system in any other industry, based on a set of automatic electronic devices connected by a data transmission network. At the same time, the automation functions performed by IEDs 2 (item 4 in Fig. 1) in the industrial automation system (production automation) can be, for example, the functions of controlling individual actuators at the facility, the functions of measuring electrical quantities, etc. P.

В качестве коммуникационной сети 3 может использоваться, например, сеть Ethernet (IEEE 802.3), сеть на базе асинхронного интерфейса (напр.,
RS-485), CAN (Contrtoller Area Network), Profibus, беспроводная сеть, например, Wi-Fi (IEEE 802.11) и т.п.
As the communication network 3 can be used, for example, an Ethernet network (IEEE 802.3), a network based on an asynchronous interface (e.g.
RS-485), CAN (Contrtoller Area Network), Profibus, wireless network, e.g. Wi-Fi (IEEE 802.11), etc.

В случае если система 1 представляет собой систему автоматизации электрической подстанции, в качестве коммуникационной сети может использоваться сеть Ethernet (IEEE 802.3), при этом информационный
обмен 5 (см. фиг. 1) между IED-ами 2 через коммуникационную сеть 3 для обеспечения выполнения функций автоматизации в системе 1 может осуществляться, например, посредством коммуникационных протоколов, соответствующих стандартам группы IEC 61850 (в том числе, IEC 61850-8-1, включая GOOSE и MMS, и IEC 61850-9-2). При этом информационный обмен 5 может включать в себя передачу сигналов срабатывания РЗА (напр., в формате GOOSE-сообщений), передачу сигналов блокировки коммутационных аппаратов (например, разъединителей) между IED-ами ячеек различных присоединений подстанции, передачу данных первичных измерений в формате IEC 61850-9-2 и т.п.
If system 1 is an automation system of an electrical substation, an Ethernet network (IEEE 802.3) can be used as a communication network, while
exchange 5 (see Fig. 1) between IEDs 2 through a communication network 3 to ensure the implementation of automation functions in system 1 can be carried out, for example, through communication protocols that comply with IEC 61850 group standards (including IEC 61850-8- 1, including GOOSE and MMS, and IEC 61850-9-2). In this case, information exchange 5 may include transmitting relay protection relay signals (eg, in GOOSE message format), transmitting blocking signals of switching devices (for example, disconnectors) between IEDs of cells of various substation connections, transmitting primary measurement data in IEC format 61850-9-2, etc.

В более общем случае (например, в системах автоматизации в других отраслях промышленности) информационный обмен 5 между IED-ами 2 через в системе 1 может осуществляться, например, посредством протоколов Modbus; EtherCAT или Profinet (при использовании сети «промышленного» Ethernet); CANbus, CANopen или DeviceNet (при использовании CAN-сети передачи данных).In a more general case (for example, in automation systems in other industries), information exchange 5 between IEDs 2 through in system 1 can be carried out, for example, via Modbus protocols; EtherCAT or Profinet (when using an industrial Ethernet network); CANbus, CANopen or DeviceNet (when using a CAN data network).

В качестве критических состояний в системе 1, выявляемых (поз. 6 на фиг. 1) IED-ами 2(1), 2(2), … 2(N), могут выступать отказы отдельных IED-ов 2. Указанные отказы могут выявляться в системе, например, следующим образом. Каждый из IED в системе 1 посылает другим IED 2 через коммуникационную сеть 3 (в рамках информационного взаимодействия 7) периодические сообщения (например, в случае системы автоматизации электрической подстанции это могут быть GOOSE- или MMS-сообщения в соответствии с IEC 61850-8-1), передаваемые через коммуникационную сеть Ethernet 3), подтверждающие другим устройствам IED, что данный IED нормально функционирует. В случае отказа IED (в том числе, отключения IED вследствие пропадания электропитания, зависания внутренней программы, выхода из строя какого-либо критически важного аппаратного компонента IED и т.п.) IED перестает транслировать вышеуказанных периодические сообщения другим IED. Тот факт, что другие IED в системе фиксируют внезапное пропадание поступления периодических сообщений от вышеуказанного IED, расценивается другими IED как текущий отказ вышеуказанного IED. При этом в случае выявления IED-ами 2 критического состояния в системе 1, в частности, вышеописанного отказа одного из IED, вышеуказанные IED 2 выполняют операции согласованного перераспределения функций (поз. 8 на фиг. 1). В частности, при отказе одного из IED, по меньшей мере, одна из функций автоматизации, выполняемая ранее отказавшим IED (например, f1 – см. фиг. 2), запускается на выполнение в другом IED системы, который в данный момент нормально функционирует. При этом алгоритм выбора в системе конкретного IED-а (или IED-ов), берущего (берущих) на себя выполнение функций отказавшего IED-а, может определяться, например, одним из следующих способов:As critical conditions in system 1, detected (item 6 in Fig. 1) by IEDs 2 (1) , 2 (2) , ... 2 (N) , failures of individual IEDs 2 may appear. These failures can be detected in a system, for example, as follows. Each of the IEDs in system 1 sends to the other IEDs 2 through the communication network 3 (within the framework of information interaction 7) periodic messages (for example, in the case of an automation system for electrical substations, these can be GOOSE or MMS messages in accordance with IEC 61850-8-1 ) transmitted over the Ethernet communication network 3), confirming to other IEDs that this IED is functioning properly. In the event of an IED failure (including a shutdown of the IED due to a power outage, an internal program freezing, failure of any critical hardware component of the IED, etc.), the IED ceases to transmit the above periodic messages to the other IEDs. The fact that other IEDs in the system record the sudden loss of periodic messages from the above IED is regarded by other IEDs as the current failure of the above IED. In this case, if IEDs 2 identify a critical state in system 1, in particular, the above-described failure of one of the IEDs, the above-mentioned IEDs 2 perform operations of coordinated redistribution of functions (item 8 in Fig. 1). In particular, if one of the IEDs fails, at least one of the automation functions performed by the previously failed IEDs (for example, f 1 - see Fig. 2) is started for execution in another IED system that is currently functioning normally. At the same time, the algorithm for selecting a specific IED (or IEDs) in the system that takes over (taking) the functions of the failed IED can be determined, for example, in one of the following ways:

1) Конкретный IED или перечень IED-ов, берущих на себя выполнение функций конкретного отказавшего IED-а в системе 1, выбирается при конфигурировании системы персоналом (например, пуско-наладочным или эксплуатационным персоналом объекта автоматизации) – с этой целью система 1 может дополнительно включать в себя рабочую станцию конфигурирования 10 для выполнения конфигурирования системы.1) A specific IED or a list of IEDs that take over the functions of a specific failed IED in system 1 is selected when the system is configured by personnel (for example, commissioning or operational personnel of the automation object) - for this purpose, system 1 may additionally include including a configuration workstation 10 for performing system configuration.

2) Выбор конкретного IED (IED-ов), берущих на себя выполнение функций отказавшего IED-а, определяется IED-ами системы совместно посредством информационного взаимодействия IED-ов друг с другом (поз. 9 на фиг. 1) и автоматически на основании специализированных внутренних алгоритмов выбора, заданных в каждом IED-е. Указанные алгоритмы выбора могут обеспечивать, например, выбор одного из нескольких IED-ов, у которого в данный момент времени наименее загружены вычислительные ресурсы (процессор, внутренняя память) или, например, наименее загружены коммуникационные интерфейсы связи IED-а с коммуникационной сетью 3, или, возможно, согласно каким-либо другим критериям выбора. Вышеуказанные алгоритмы также могут задаваться (настраиваться) при конфигурировании системы персоналом, в том числе, с подключением к системе рабочей станции конфигурирования 10 (см. фиг. 1).2) The choice of a specific IED (IED), taking over the functions of the failed IED, is determined by the IEDs of the system together through the information interaction of the IEDs with each other (item 9 in Fig. 1) and automatically based on specialized internal selection algorithms defined in each IED. These selection algorithms can provide, for example, the selection of one of several IEDs, which at the given time is the least loaded computing resources (processor, internal memory) or, for example, the least loaded communication interfaces of the IED with communication network 3, or maybe according to some other selection criteria. The above algorithms can also be set (configured) when configuring the system by personnel, including connecting a configuration workstation 10 to the system (see Fig. 1).

На фиг. 2 проиллюстрирован сценарий выполнения в рассматриваемой системе автоматизации 1 согласованного перераспределения функций автоматизации при отказе одного из IED системы (на фиг. 2 – IED 2(4)) и запуске на выполнение, по меньшей мере, одной функции автоматизации, функционировавшей ранее в отказавшем IED, в другом нормально функционирующем IED системы. В рассматриваемом сценарии три IED-а (2(2), 2(3) и 2(4)) системы автоматизации выполняют четыре функции автоматизации: f1, f2, f3 и f4, где функция f1 является критически важной с точки зрения надежности, а функции f2, f3 и f4 – менее критически важными. При этом функция f1 в рассматриваемой системе находится во всех 3-х IED-ах 2(2), 2(3) и 2(4), причем в IED 2(4) функция f1 находится в активном состоянии (штатно запущена и выполняется), а в IED-ах 2(2) и 2(3) указанная функция находится в неактивном состоянии. На фиг. 2 f1 (k) (k = 2, 3 или 4) – обозначает экземпляр одной и той же функции автоматизации f1, находящейся в соответствующем IED-е 2(k). При отказе одного из IED-ов, например, 2(4) (см. фиг. 2), функция f1 перезапускается на выполнение на другом функционирующем IED из числа IED-ов 2(2), 2(3). При этом отказ IED 2(4) выявляется другими IED-ами 2(2), 2(3), например, по пропаданию поступления от IED 2(4) периодических сообщений 7 (см. фиг. 2), подтверждающих факт текущего нормального функционирования IED 2(4). В случае выявления отказа IED-а, например, 2(4), оставшиеся IED-ы выполняют согласованное перераспределение функций 8, заключающееся в том, что функция f1 запускается на выполнение на одном из 2(2) или 2(3). При этом то, на каком конкретно IED из IED-ов 2(2) или 2(3) будет перезапущена на выполнение функция f1, определяется IED-ами 2(2) и 2(3) совместно по результатам информационного взаимодействия 9 между указанными IED-ами на основании внутренних критериев выбора, заданных в каждом из устройств 2(2) и 2(3). В частности, в приведенном на фиг. 2 примере IED-ми 2(2) и 2(3) совместно автоматически был выбран IED 2(3), соответственно, функция f1 перезапущена на выполнение в IED 2(3) (поз. 11 на фиг. 2). При этом в случае отказа IED 2(4) функция f4, выполняемая перед отказом IED 2(4), не перезапускается на других штатно функционирующих IED-ах в системе, так как функция f4 полагается низкоприоритетной. В случае автоматизации электрической подстанции функцией f1 может являться, например, функция РЗА распредустройства энергообъета, а функциями f2, f3 и f4 могут являться, например, функции электрических измерений режимных параметров, учета электроэнергии и измерений показателей качества электроэнергии соответственно.In FIG. 2 illustrates the execution scenario in the considered automation system 1 of a coordinated redistribution of automation functions in case of failure of one of the IEDs of the system (in FIG. 2 - IED 2 (4) ) and launching at least one automation function that previously functioned in the failed IED, in another normally functioning IED system. In this scenario, the three IEDs (2 (2) , 2 (3) and 2 (4) ) of the automation system perform four automation functions: f 1 , f 2 , f 3 and f 4 , where the function f 1 is critical with reliability points of view, and the functions f 2 , f 3 and f 4 are less critical. Moreover, the function f 1 in the system under consideration is located in all 3 IEDs 2 (2) , 2 (3) and 2 (4) , and in IED 2 (4), the function f 1 is in the active state (it is normally started and performed), and in IEDs 2 (2) and 2 (3), the specified function is in an inactive state. In FIG. 2 f 1 (k) (k = 2, 3 or 4) - denotes an instance of the same automation function f 1 located in the corresponding IED-e 2 (k) . If one of the IEDs fails, for example, 2 (4) (see Fig. 2), the function f 1 is restarted to run on another functioning IED from among the IEDs 2 (2) , 2 (3) . In this case, the failure of IED 2 (4) is detected by other IEDs 2 (2) , 2 (3) , for example, by the loss of receipt of periodic messages 7 from IED 2 (4) (see Fig. 2), confirming the fact of the current normal functioning IED 2 (4) . In case of failure of the IED, for example, 2 (4) , the remaining IEDs perform a coordinated redistribution of functions 8, namely that the function f 1 is launched for execution on one of 2 (2) or 2 (3) . In this case, on which specific IED of the IEDs 2 (2) or 2 (3) the function f 1 will be restarted to perform, it is determined by the IEDs 2 (2) and 2 (3) together based on the results of information interaction 9 between the indicated IEDs based on internal selection criteria defined in each of devices 2 (2) and 2 (3) . In particular, in FIG. 2 example, IEDs 2 (2) and 2 (3) together automatically selected IED 2 (3) , respectively, the function f 1 is restarted to run in IED 2 (3) (item 11 in Fig. 2). In this case, in the event of an IED 2 (4) failure, the f 4 function performed before the IED 2 (4) failure does not restart on other regularly functioning IEDs in the system, since the f 4 function is assumed to be low priority. In the case of automation of an electrical substation, the function f 1 can be, for example, the relay protection and distribution function of the power distribution, and the functions f 2 , f 3 and f 4 can be, for example, the functions of electrical measurements of operating parameters, electricity metering and measurements of electric power quality indicators, respectively.

На фиг. 3 проиллюстрирован вариант последующего развития событий. Рассматривается возможный отказ еще одного IED (напр., 2(3)) помимо ранее возникшего отказа в IED 2(4) на фиг. 2. Вариант на фиг. 3 идентичен сценарию с двумя IED-ами (2(2) и 2(3)), в котором указанные IED-ы выполняют три функции автоматизации: f1, f2, и f3, где функция f1 является критически важной с точки зрения надежности, а функции f2 и f3 – менее критически важными. Функция f1 находится в 2-х IED-ах 2(2) и 2(3) (см. фиг. 3), причем в IED 2(3) функция f1 находится в активном состоянии (штатно запущена и выполняется), а IED 2(2) – в неактивном состоянии. При отказе IED 2(3) функция f1 перезапускается на выполнение на IED 2(2). При этом отказ IED 2(3) выявляется IED-ом 2(2), например, по пропаданию поступления от IED 2(3) периодических сообщений 7 (см. фиг. 3), подтверждающих факт текущего нормального функционирования IED 2(3). В случае выявления отказа IED-а 2(3), IED 2(2) выполняет операции перераспределения функций 8, заключающееся в запуске на выполнение функции f1 (поз. 12 на фиг. 3).In FIG. 3 illustrates an option for the subsequent development of events. The possible failure of yet another IED (e.g., 2 (3) ) is considered in addition to the previously encountered failure in IED 2 (4) in FIG. 2. The embodiment of FIG. 3 is identical to the scenario with two IEDs (2 (2) and 2 (3) ), in which these IEDs fulfill three automation functions: f 1 , f 2 , and f 3 , where the function f 1 is critical from the point reliability, and the functions f 2 and f 3 are less critical. Function f 1 is located in 2 IEDs 2 (2) and 2 (3) (see Fig. 3), moreover, in IED 2 (3), function f 1 is in an active state (it is normally started and executed), and IED 2 (2) - inactive. If IED 2 (3) fails, function f 1 restarts to run on IED 2 (2) . In this case, the failure of IED 2 (3) is detected by IED 2 (2) , for example, by the loss of periodic messages 7 from IED 2 (3) (see Fig. 3), confirming the fact of the current normal functioning of IED 2 (3) . In the event of a failure of IED 2 (3) , IED 2 (2) performs the redistribution of functions 8, which consists in starting the function f 1 (pos. 12 in Fig. 3).

В более общем случае система может включать в себя большее количество IED-устройств и, соответственно, резервируемых функций автоматизации, чем приведено в примерах на фиг. 2 и 3. In a more general case, the system may include a larger number of IEDs and, accordingly, redundant automation functions than are shown in the examples in FIG. 2 and 3.

В представленных на фиг. 2 и фиг. 3 примерах реализации системы исключается вообще какая-либо необходимость в наличии отдельного аппаратного резерва, т.к. аппаратный резерв (IED-устройства) обеспечивается за счет штатных IED-устройств системы, и так выполняющих основные функции системы, но при этом происходит отказ от выполнения системой критически менее значимых функций (резервирование которых не требуется). При этом сколь-нибудь небольшое дополнительное введение в систему аппаратного резерва (IED-устройств) позволяет дополнительно существенно увеличить коэффициент готовности системы. As shown in FIG. 2 and FIG. 3 examples of system implementation eliminates any need for a separate hardware reserve, because hardware reserve (IED-devices) is ensured by regular IED-devices of the system, which perform the basic functions of the system, but the system refuses to perform critically less important functions (redundancy of which is not required). In this case, a slight additional introduction to the system of hardware reserve (IED-devices) allows you to further significantly increase the availability factor of the system.

Кроме того, поскольку функции центрального устройства “IED manager” (устройства из прототипа) фактически распределяются между всеми IED-устройствами системы, то при увеличении количества IED-устройств в системе проблема устройства “IED manager” как «узкого места» системы предельно минимизируется, и таким образом, дополнительно повышается коэффициент готовности системы. Таким образом, обеспечивается достижение заявленного технического результата изобретения.In addition, since the functions of the central “IED manager” device (devices from the prototype) are actually distributed between all IED devices of the system, with an increase in the number of IED devices in the system, the problem of the “IED manager” device as a system bottleneck is minimized, and thus, the system availability factor is further enhanced. Thus, the achievement of the claimed technical result of the invention is achieved.

В заявленной системе автоматизации в части резервирования отдельных функций автоматизации допускается наличие одной и той же запущенной на выполнение (текущей активной) функции автоматизации одновременно на двух, или возможно, более чем двух IED 2 системы.In the claimed automation system in terms of redundancy of individual automation functions, it is possible to have the same automation function (currently active) launched for execution simultaneously on two, or possibly more than two IED 2 systems.

Каждое из устройств 2 в составе системы 1 может быть выполнено на базе аппаратной платформы, включающей в себя микропроцессор и память (оперативную и/или энергонезависимую), а также коммуникационные интерфейсы соответствующего типа для подключения к коммуникационной сети 3Each of the devices 2 in the system 1 can be made on the basis of a hardware platform that includes a microprocessor and memory (operational and / or non-volatile), as well as communication interfaces of the corresponding type for connecting to a communication network 3

В частном случае, по меньшей мере, один из IED 2 (см. фиг. 4) системы может быть выполнено с модулем 13 выполнения функций автоматизации, модулем 14 динамического перераспределения функций автоматизации и коммуникационным модулем 15, где вышеуказанные три модуля попарно связаны между собой.In the particular case, at least one of the IED 2 (see Fig. 4) of the system can be performed with a module 13 for performing automation functions, a module 14 for dynamic redistribution of automation functions and a communication module 15, where the above three modules are paired with each other.

При этом модуль 15 обеспечивает подключение IED 2 к коммуникационной сети 3, и информационный обмен с другими IED в системе через коммуникационную сеть 3, в том числе информационный обмен 5 с целью обеспечения выполнения данным IED функций автоматизации совместно с другими IED в системе, и информационный обмен в целях выполнения операций перераспределения функций в системе автоматизации, включая:In this case, the module 15 provides the connection of IED 2 to the communication network 3, and information exchange with other IEDs in the system through the communication network 3, including information exchange 5 in order to ensure that these IEDs perform automation functions together with other IEDs in the system, and information exchange in order to perform redistribution of functions in the automation system, including:

- информационный обмен 7 с другими IED в целях выявления критических состояний в системе автоматизации;- information exchange 7 with other IEDs in order to identify critical conditions in the automation system;

- информационный обмен 9 с другими IED в целях выполнения операций динамического перераспределения функций между данным IED и другими IED в системе.- information exchange 9 with other IEDs in order to perform operations of dynamic redistribution of functions between this IED and other IEDs in the system.

Модуль 13 выполнения функций автоматизации обеспечивает выполнение 4 функций системы автоматизации и инициирует информационный обмен 5 с другими IED системы автоматизации через коммуникационный модуль 15 с целью обеспечения выполнения функций системы автоматизации.The module 13 for the implementation of automation functions provides the performance of 4 functions of the automation system and initiates information exchange 5 with other IEDs of the automation system through the communication module 15 in order to ensure the implementation of the functions of the automation system.

Модуль динамического перераспределения функций 14 обеспечивает:The module of dynamic redistribution of functions 14 provides:

- выявление критических состояний в системе автоматизации 6;- identification of critical conditions in the automation system 6;

- выполнение операций согласованного с другими IED в системе перераспределения функций (поз. 8 на фиг. 4) между данным IED и другими IED на основании выявленных в системе автоматизации критических состояний.- performing operations coordinated with other IEDs in the redistribution of functions (pos. 8 in Fig. 4) between this IED and other IEDs based on critical conditions identified in the automation system.

При этом каждый из модулей 13 и 14 может быть выполнен отдельно от другого в форме набора связанных между собой электронных компонентов, включающих в себя микропроцессор, блоки памяти (оперативной и/или энергонезависимой) и т.п. Moreover, each of the modules 13 and 14 can be made separately from the other in the form of a set of interconnected electronic components, including a microprocessor, memory blocks (operational and / or non-volatile), etc.

Аналогично, модуль 15 может быть выполнен на базе отдельного вычислительного ядра (микропроцессора), выполняющего свои функции независимо от модуля 13 и от модуля 14, и обеспечивающего информационную коммутацию данных между коммуникационной сетью 3 и каждым из модулей 13 и 14 в отдельности.Similarly, module 15 can be performed on the basis of a separate computing core (microprocessor), which performs its functions independently of module 13 and from module 14, and provides information data switching between communication network 3 and each of modules 13 and 14 separately.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES

1. «SIMATIC Automation System S7-400H Fault-tolerant Systems. Мanual» / A5E00068197-07, 07/2006 (Order number: 6ES7988-8HA11-8BA0) (руководство по системе автоматизации SIMATIC S7-400H: издание 07/2006, номер заказа руководства у производителя: 6ES7988-8HA10-8BA0).1. “SIMATIC Automation System S7-400H Fault-tolerant Systems. Manual ”/ A5E00068197-07, 07/2006 (Order number: 6ES7988-8HA11-8BA0) (SIMATIC S7-400H automation system manual: 07/2006 edition, manufacturer’s order number: 6ES7988-8HA10-8BA0).

2. Патент США № US 7882220, МПК G06F 15/173, 2011 г.2. US Patent No. US 7882220, IPC G06F 15/173, 2011

Claims (7)

1. Система автоматизации с динамической функциональной архитектурой, включающая в себя по меньшей мере два интеллектуальных электронных устройства (IED), выполненных с возможностью выполнения функций автоматизации и связанных между собой через коммуникационную сеть, отличающаяся тем, что вышеуказанные IED выполнены с возможностью выявления критических состояний в системе автоматизации по результатам информационного взаимодействия через коммуникационную сеть с другими IED системы, где перечень критических состояний в системе включает в себя отказ по меньшей мере одного IED в системе, и с возможностью выполнения операций согласованного перераспределения функций между IED системы на основании выявленных в системе автоматизации критических состояний, где операции согласованного перераспределения функций между IED системы включают в себя запуск на выполнение по меньшей мере одной функции автоматизации f1 в одном из IED системы после выявления отказа другого IED в системе, выполнявшего ранее до выявления отказа вышеуказанную функцию f1.1. An automation system with a dynamic functional architecture, comprising at least two intelligent electronic devices (IEDs) configured to perform automation functions and interconnected via a communication network, characterized in that the above IEDs are configured to detect critical conditions in automation system based on the results of information interaction through a communication network with other IED systems, where the list of critical conditions in the system includes failure of at least one IED in the system, and with the possibility of performing operations of coordinated redistribution of functions between the IEDs of the system based on critical conditions identified in the automation system, where operations of coordinated redistribution of functions between the IEDs of the system include starting at least one automation function f 1 in one of the IEDs of the system after the failure of another IED in the system that previously performed the above function f 1 before the failure was detected. 2. Система автоматизации по п.1, отличающаяся тем, что по меньшей мере одно IED в системе выполнено с возможностью выполнения по меньшей мере двух различных функций автоматизации, по меньшей мере одна из которых в какой-либо момент времени может находиться в IED в неактивном состоянии, то есть не выполняться, и в какой-либо другой момент времени запускаться на выполнение в указанном IED.2. The automation system according to claim 1, characterized in that at least one IED in the system is configured to perform at least two different automation functions, at least one of which may be inactive in the IED at some point in time state, that is, not executed, and at some other point in time to run in the specified IED. 3. Система автоматизации по п.1, отличающаяся тем, что перечень критических состояний в системе включает в себя сбой по меньшей мере в одном из IED системы, или сбой выполнения по меньшей мере одной функции автоматизации в одном из IED системы, или существенную перегрузку вычислительно-коммуникационных ресурсов одного из IED системы, включая перегрузку IED входным и/или выходным коммуникационным трафиком коммуникационной сети и/или перегрузку внутреннего процессора IED и/или заполнение внутренней памяти IED и/или состояние внутренней памяти IED, близкое к заполнению, при этом операции согласованного перераспределения функций между IED в системе включают в себя запуск на выполнение по меньшей мере одной функции автоматизации в одном из IED системы после выявления соответствующего критического состояния в системе.3. The automation system according to claim 1, characterized in that the list of critical conditions in the system includes a failure in at least one of the IEDs of the system, or failure to perform at least one automation function in one of the IEDs of the system, or a significant overload of computing - communication resources of one of the IED systems, including overloading the IED by the input and / or output communication traffic of the communication network and / or overloading the internal processor of the IED and / or filling the internal memory of the IED and / or the state of the internal memory of the IED, bl viscous to filling, the operation between the agreed redistribution IED functions in the system include starting to perform at least one automation functions in one IED after the detection system corresponding critical condition in the system. 4. Система автоматизации по п.3, отличающаяся тем, что IED системы выполнены с возможностью как самодиагностики текущего состояния, так и диагностики текущего состояния других IED в системе посредством информационного взаимодействия с другими IED системы через коммуникационную сеть, а также IED системы выполнены с возможностью выявления критических состояний в системе автоматизации на основании результатов самодиагностики текущего состояния и диагностики текущего состояния других IED в системе. 4. The automation system according to claim 3, characterized in that the IED systems are configured to both self-diagnose the current state and diagnose the current state of other IEDs in the system by means of information interaction with other IEDs through the communication network, and IED systems are configured to identify critical conditions in the automation system based on the results of self-diagnosis of the current state and diagnostics of the current state of other IEDs in the system. 5. Система автоматизации по п.1, отличающаяся тем, что операции согласованного перераспределения функций включают в себя останов выполнения отдельных функций автоматизации в IED системы.5. The automation system according to claim 1, characterized in that the operations of the coordinated redistribution of functions include stopping the execution of individual automation functions in the IED system. 6. Система автоматизации по п.1 или 2, отличающаяся тем, что дополнительно включает в себя рабочую станцию конфигурирования, подключаемую к IED системы напрямую или через коммуникационную сеть, выполненную с возможностью настройки в каждом из IED перечня выполняемых IED функций автоматизации, перечня функций автоматизации, находящихся в неактивном состоянии, перечня критических состояний в системе автоматизации, критериев выявления критических состояний в системе автоматизации, а также с возможностью настройки в каждом из IED алгоритмов выполнения операций согласованного перераспределения функций.6. The automation system according to claim 1 or 2, characterized in that it further includes a configuration workstation connected to the IED of the system directly or via a communication network, configured to configure in each IED a list of automation functions performed by the IED, a list of automation functions in an inactive state, a list of critical states in an automation system, criteria for identifying critical states in an automation system, and also with the ability to configure neniya operations coordinated reallocation of functions. 7. Система автоматизации по п.1, отличающаяся тем, что по меньшей мере одно из IED системы содержит в себе модуль выполнения функций автоматизации, модуль динамического перераспределения функций и коммуникационный модуль, где вышеуказанные три модуля попарно связаны между собой, при этом коммуникационный модуль обеспечивает подключение IED к коммуникационной сети и информационный обмен с другими IED системы автоматизации через коммуникационную сеть, а модуль выполнения функций автоматизации выполнен с возможностью выполнения функций системы автоматизации и взаимодействия с другими IED системы через коммуникационный модуль IED посредством коммуникационной сети с целью выполнения функций системы автоматизации и модуль динамического перераспределения функций выполнен с возможностью выявления по результатам информационного взаимодействия с другими IED системы через коммуникационный модуль посредством коммуникационной сети критических состояний в системе автоматизации и с возможностью выполнения операций согласованного перераспределения функций между данным IED и другими IED системы автоматизации на основании выявленных критических состояний в системе автоматизации.7. The automation system according to claim 1, characterized in that at least one of the IED systems comprises a module for performing automation functions, a module for dynamic redistribution of functions and a communication module, where the above three modules are paired with each other, while the communication module provides connecting the IED to the communication network and exchanging information with other IEDs of the automation system via the communication network, and the module for performing automation functions is configured to perform system functions we automate and interact with other IED systems through the IED communication module through the communication network in order to perform the functions of the automation system and the dynamic redistribution module is configured to identify critical conditions in the automation system and the results of information interaction with other IED systems through the communication module through the communication network with the ability to perform operations of coordinated redistribution of functions between this IED and other mi IED automation system based on identified critical conditions in the automation system.
RU2018108406A 2018-03-07 2018-03-07 Automation system with dynamic functional architecture RU2679739C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018108406A RU2679739C1 (en) 2018-03-07 2018-03-07 Automation system with dynamic functional architecture

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018108406A RU2679739C1 (en) 2018-03-07 2018-03-07 Automation system with dynamic functional architecture

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2679739C1 true RU2679739C1 (en) 2019-02-12

Family

ID=65442483

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018108406A RU2679739C1 (en) 2018-03-07 2018-03-07 Automation system with dynamic functional architecture

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2679739C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU210881U1 (en) * 2021-12-14 2022-05-12 Акционерное общество "Русатом Автоматизированные Системы Управления" (АО "РАСУ") Small-sized intelligent electronic device of a cluster digital substation

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU89257U1 (en) * 2009-09-14 2009-11-27 Федеральное Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Южный Федеральный Университет" DISTRIBUTED INFORMATION-MANAGEMENT SYSTEM BASED ON INTELLIGENT SENSORS
RU2383921C2 (en) * 2003-10-27 2010-03-10 Майкрософт Корпорейшн Simple and dynamic configuration of network devices
US7882220B2 (en) * 2007-03-30 2011-02-01 Abb Technology Ag Substation automation system with increased availability
WO2017064560A1 (en) * 2015-10-13 2017-04-20 Schneider Electric Industries Sas Centralized management of a software defined automation system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2383921C2 (en) * 2003-10-27 2010-03-10 Майкрософт Корпорейшн Simple and dynamic configuration of network devices
US7882220B2 (en) * 2007-03-30 2011-02-01 Abb Technology Ag Substation automation system with increased availability
RU89257U1 (en) * 2009-09-14 2009-11-27 Федеральное Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Южный Федеральный Университет" DISTRIBUTED INFORMATION-MANAGEMENT SYSTEM BASED ON INTELLIGENT SENSORS
WO2017064560A1 (en) * 2015-10-13 2017-04-20 Schneider Electric Industries Sas Centralized management of a software defined automation system
WO2017064565A1 (en) * 2015-10-13 2017-04-20 Schneider Electric Industries Sas Software defined automation system and architecture

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU210881U1 (en) * 2021-12-14 2022-05-12 Акционерное общество "Русатом Автоматизированные Системы Управления" (АО "РАСУ") Small-sized intelligent electronic device of a cluster digital substation
RU2792831C1 (en) * 2022-11-01 2023-03-24 Акционерное общество "Русатом Автоматизированные Системы Управления" Device of cluster digital substation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7269465B2 (en) Control system for controlling safety-critical processes
US20130007319A1 (en) Method and system for implementing redundant network interface modules in a distributed i/o system
CN102986106A (en) A method for transfer of control between devices in a substation system and a device thereof
US9361151B2 (en) Controller system with peer-to-peer redundancy, and method to operate the system
CN104516306B (en) The automated system of redundancy
CN107070731B (en) Master-slave arbitration method and system
Lim et al. Design of a backup IED for IEC 61850-based substation
US11228499B1 (en) Control network planning
US20130315362A1 (en) Nuclear digital instrumentation and control system
US7751906B2 (en) Method and automation system for operation and/or observing at least one field device
US20190056970A1 (en) Method for computer-aided coupling a processing module into a modular technical system and modular technical system
CN113127270A (en) Cloud computing-based 2-out-of-3 safety computer platform
RU2431174C1 (en) Backup software-hardware system for automatic monitoring and control
CN116699964A (en) Redundant operation method and system for industrial process controller
CN116319618A (en) Switch operation control method, device, system, equipment and storage medium
CN114355760A (en) Main control station and hot standby redundancy control method thereof
RU2679739C1 (en) Automation system with dynamic functional architecture
RU2740683C1 (en) Method of redistributing functions between automation devices in case of faults in an automated system
CN116027705A (en) Main-standby switching and data synchronizing system and method for programmable controller
Mori Autonomous decentralized systems technologies and their application to a train transport operation system
CN109617721A (en) A kind of onboard networks management end dual computer fault-tolerant backup method, device and storage medium
CN110247809B (en) Communication control method of double-ring network control system
KR20230064270A (en) Apparatus, method and system for high-speed control platform for voltage direct current transmission network
CN115705267A (en) Monitoring acquisition equipment, and main/standby switching method and system based on monitoring acquisition equipment
JP3777809B2 (en) Method for detecting line abnormality in duplex communication system

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20200715