RU2740683C1 - Method of redistributing functions between automation devices in case of faults in an automated system - Google Patents

Method of redistributing functions between automation devices in case of faults in an automated system Download PDF

Info

Publication number
RU2740683C1
RU2740683C1 RU2020124412A RU2020124412A RU2740683C1 RU 2740683 C1 RU2740683 C1 RU 2740683C1 RU 2020124412 A RU2020124412 A RU 2020124412A RU 2020124412 A RU2020124412 A RU 2020124412A RU 2740683 C1 RU2740683 C1 RU 2740683C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
automation
protection
devices
additional computing
functions
Prior art date
Application number
RU2020124412A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Александрович Волошин
Александр Александрович Волошин
Андрей Анатольевич Лебедев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Интеллектуальные электроэнергетические системы"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Интеллектуальные электроэнергетические системы" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Интеллектуальные электроэнергетические системы"
Priority to RU2020124412A priority Critical patent/RU2740683C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2740683C1 publication Critical patent/RU2740683C1/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
    • G05B13/00Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02B90/20Smart grids as enabling technology in buildings sector
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: invention relates to electric power supply systems. Disclosed is an input / output device with a computing module, which includes information on primary equipment and names of functions of protecting, monitoring and controlling operation of primary equipment, computer module searches for automation or protection devices located in one local-computer network, through which the input / output device is monitoring the state of automation devices having protection, monitoring and control functions. In case of failure of automatic device and loss of device by means of input / output device, fact of loss of automation or protection device is established. Further, for each said function, which was performed by the faulty automation device, the following actions are performed in sequence: action "a" – by means of an additional computing module of the input / output device, the value of the penalty function is requested from the found automation or protection devices through their additional computing modules to perform functions which provide protection, monitoring and control of primary equipment; performing the action "b" - by means of additional computing modules of each automation or protection device, which received the request, sending to the additional computing module of the input / output device the value of the penalty function for execution of the requested protection, monitoring and control function, wherein value of penalty function is determined based on criteria for loading hardware resources of automation device and requirements of industry standard documentation on permissibility of combination of functions in one automation device; action "c" - by means of input-output device on the basis of obtained values of penalty functions of protection, monitoring and control function selection of automation or protection device with the least value of penalty function and transmitting to it by means of additional computing modules a command to start corresponding protection, monitoring or control function; action "d" - by means of additional computer module of automation or protection device, which received command, starts corresponding protection, monitoring and control function in automation or protection device and transmitting to the additional computing unit of the input / output device a message on the successful start of the function; action "e" - by means of additional computing module of input-output device, received message, specified in point "d", is repeated sequence of actions specified in actions "a", "b", "c", "d" for other protection functions, monitoring and control.
EFFECT: claimed invention is aimed at reducing the number of equipment for performing protection and automation functions while maintaining the required level of reliability of the automated system.
3 cl, 5 dwg

Description

Данный способ относится к отраслям электротехники и автоматизации управления технологическими процессами промышленных объектов, причем он касается вычислительной техники. Способ предназначен для его использования в программно-технических комплексах с целью распределения функций автоматического управления и защит между устройствами автоматизированных и автоматических систем управления при выходе из строя одного или нескольких устройств, входящих в автоматизированную или автоматическую систему управления.This method relates to the branches of electrical engineering and automation of technological process control of industrial facilities, and it concerns computer technology. The method is intended for its use in software and hardware complexes for the purpose of distributing automatic control and protection functions between devices of automated and automatic control systems in the event of failure of one or more devices included in an automated or automatic control system.

Способ основан на динамическом перераспределении управляющих функций между устройствами автоматики с учетом функциональной достаточности и требований профильных нормативно-технических документов.The method is based on the dynamic redistribution of control functions between automation devices, taking into account the functional sufficiency and the requirements of specialized regulatory and technical documents.

Для осуществления контроля состояния и управления оборудованием промышленных объектов в автоматическом или автоматизированном режиме требуется выполнение соответствующих функций в устройствах, входящих в состав автоматизированных систем (АС). Состав функций, необходимых для управления первичным (основным технологическим) оборудованием промышленных объектов определяется нормативно-технической документацией и соответствующими отраслевыми стандартами.To monitor the status and control of equipment of industrial facilities in an automatic or automated mode, it is required to perform the corresponding functions in devices that are part of automated systems (AS). The composition of the functions necessary for the control of the primary (main technological) equipment of industrial facilities is determined by the regulatory and technical documentation and the relevant industry standards.

Как правило, производители устройств АС производят устройства, либо специализирующиеся на выполнении специфических функций защиты и управления определенного типа первичного оборудования, либо универсальные программируемые устройства, предназначенные для подключения по электрическим цепям к органам управления первичным оборудованием.As a rule, manufacturers of AC devices produce devices that either specialize in performing specific protection and control functions for a certain type of primary equipment, or universal programmable devices designed to be connected through electrical circuits to the controls of primary equipment.

Известно перераспределение выполняемых задач по исправным вычислительным устройствам при отказе одного или нескольких вычислительных устройств (А.К. Ландман, А.Э. Петров, О.О. Сакаев, А.В. Субботин-Чукальский). Отказоустойчивая распределенная вычислительная система для решения задач КСПА И ЦСПА. Международная выставка и конференция «Релейная защита и автоматика энергосистем», 25-28 апреля 2017 г., стр. 296-303. http://rza-expo.ru/doc/rza_materialy3.pdf).It is known to redistribute the tasks performed on serviceable computing devices in the event of failure of one or more computing devices (A.K. Landman, A.E. Petrov, OO Sakaev, A.V. Subbotin-Chukalsky). Fault-tolerant distributed computing system for solving problems of KSPA and TsSPA. International Exhibition and Conference "Relay Protection and Automation of Power Systems", April 25-28, 2017, pp. 296-303. http://rza-expo.ru/doc/rza_materialy3.pdf).

В рамках указанной статьи рассматриваются методы перераспределения выполняемых задач по исправным вычислительным устройствам при отказе одного или нескольких вычислительных устройств в централизованной системе противоаварийной автоматики (ЦСПА), в том числе методы повышения надежности комплекса противоаварийной автоматики, а также совершенствование метода надежности и быстродействия при создании систем управления путем использования распределенных вычислительных систем (ВС).Within the framework of this article, methods of redistribution of tasks performed among serviceable computing devices are considered in the event of a failure of one or more computing devices in a centralized emergency control system (CSPA), including methods for increasing the reliability of an emergency automation system, as well as improving the method of reliability and speed when creating control systems. by using distributed computing systems (DC).

Известные решения связаны со сравнительно большой вычислительной мощностью микропроцессорных устройств автоматической системы управления, поскольку они не решают задачи снижения нагрузки на ВС, эффективность потребления технических ресурсов и быстродействия решения расчетных задач.The known solutions are associated with the relatively large computing power of microprocessor devices of the automatic control system, since they do not solve the problem of reducing the load on the aircraft, the efficiency of consumption of technical resources and the speed of solving computational problems.

В известных решениях предусмотрены такие действия, как распараллеливания вычислений, когда функции расчета распределяют между несколькими узлами по определенным критериям. Предусмотрены функции ввода и подготовки исходных данных для расчета, расчет, сбор результатов расчета, взаимодействие с системами мониторинга, управления и внешнего управления и не предусмотрены решения, связанные с подачей нагрузки на микропроцессорные устройства систем автоматического управления и защиты.The known solutions provide for such actions as parallelization of computations, when the computation functions are distributed among several nodes according to certain criteria. The functions of input and preparation of initial data for calculation, calculation, collection of calculation results, interaction with monitoring, control and external control systems are provided, and solutions related to supplying a load to microprocessor devices of automatic control and protection systems are not provided.

Известна кластерная цифровая подстанция (http://ec-continuum.ru/projects.shtml#1), связанная с перераспределением функций защиты только в рамках одного устройства, при этом она не использует технологии передачи данных по протоколам семейства стандарта МЭК 61850, в ней имеет место лишь резервирование исключительно вычислительных модулей.Known cluster digital substation (http://ec-continuum.ru/projects.shtml#1), associated with the redistribution of protection functions only within one device, while it does not use data transmission technologies according to protocols of the IEC 61850 family of standard, in it there is only redundancy of exclusively computing modules.

Известен универсальный терминал релейной защиты (https://new.siemens.com/global/en/products/energy/energy-automation-and-smart-grid/protection-relays-and-control/siprotec-5.html), могущий выполнять различные функции защиты, но который не может проводить автоматическую реконфигурацию и перераспределение функций между устройствами.There is a known universal relay protection terminal (https://new.siemens.com/global/en/products/energy/energy-automation-and-smart-grid/protection-relays-and-control/siprotec-5.html), which can perform various protection functions, but which cannot automatically reconfigure and redistribute functions between devices.

Известен также терминал релейной защиты с адаптивными функциями, который поддерживает только автоматическое изменение уставок (параметров срабатывания) уже настроенных функций РЗА, и не поддерживает перенос функций между устройствами (https://www.gegridsolutions.com/app/DownloadFile.aspx?prod=f<550&type=4&file=1).There is also known a relay protection terminal with adaptive functions, which only supports automatic change of settings (actuation parameters) of already configured relay protection functions, and does not support transfer of functions between devices (https://www.gegridsolutions.com/app/DownloadFile.aspx?prod= f <550 & type = 4 & file = 1).

С переходом на использование технологии шины полевого уровня (шина процесса по ГОСТ Р МЭК 61850, промышленная шина EtherCAT, промышленная шина PROFIBUS в соответствии со стандартом МЭК 61158), появляется возможность предоставить множеству устройств автоматики измеренные значения параметров работы первичного оборудования объекта автоматизации с использованием технологической локальной вычислительной сети (ЛВС). Данные технологии позволяют совмещать в одном устройстве функции защиты, контроля и управления нескольких элементов первичного оборудования. В состав оборудования АС, как правило входят устройства ввода-вывода аналоговых и дискретных сигналов - выносные модули аналогово-цифрового преобразования сигналов, устройства управления, выполняющие функции защиты, контроля и управления оборудованием, устройства сбора данных и автоматизированные рабочие места оперативного персонала.With the transition to the use of fieldbus technology (process bus in accordance with GOST R IEC 61850, industrial bus EtherCAT, industrial bus PROFIBUS in accordance with IEC 61158), it becomes possible to provide a variety of automation devices with measured values of the parameters of the primary equipment of the automation object using the technological local computer network (LAN). These technologies allow combining in one device the functions of protection, control and management of several elements of primary equipment. The NPP equipment, as a rule, includes input-output devices for analog and discrete signals - remote modules for analog-to-digital signal conversion, control devices that perform the functions of protection, monitoring and control of equipment, data collection devices and automated workstations for operating personnel.

Известно изобретение, относящееся к области электротехники, которое может быть использовано в энергетических системах для получения технического результата - улучшения управления сетями электроэнергетической системы, причем интеллектуальная энергосистема для улучшения управления энергосистемой общего пользования включает в себя использование датчиков на различных участках энергосистемы общего пользования, с применением технологии передачи данных и компьютерной технологии, таких как дополнительные структуры шины, для обновления электроэнергетической системы таким образом, чтобы она могла работать более эффективно и надежно, и для поддержания дополнительных услуг для потребителей, при этом интеллектуальная энергосистема может включать в себя распределенное интеллектуальное средство в энергосистеме общего пользования (отдельное от интеллектуальных средств центра управления), содержащее устройства, которые генерируют данные на разных участках энергосистемы, анализируют сгенерированные данные и автоматически модифицируют работу участка электроэнергетической системы (RU 2518178 С2, 10.06.2014. Н 02J 3/00. Н 02J 13/00. Н 04L 12/00. Н 04L 12/54. G 05В 19/00 G 05В 19/042).There is a known invention related to the field of electrical engineering, which can be used in power systems to obtain a technical result - to improve the management of grids of the electric power system, and the smart power system to improve the management of the public power system includes the use of sensors in various parts of the public power system, using technology transmission of data and computer technology, such as additional bus structures, to update the power system so that it can operate more efficiently and reliably, and to maintain value-added services for consumers, whereby the smart grid may include a distributed intelligence in the power grid use (separate from the intelligent means of the control center), containing devices that generate data on different parts of the power system, analyze the generated data and automatically modify the operation of the section of the electric power system (RU 2518178 C2, 10.06.2014. H 02J 3/00. H 02J 13/00. H 04L 12/00. H 04L 12/54. G 05B 19/00 G 05B 19/042).

Известно изобретение, относящееся к области вычислительной техники, в частности к реконфигурируемым высокопроизводительным вычислительным системам кластерного типа, предназначенным для решения вычислительно сложных вариантных задач дискретной математики с использованием распараллеливания и конвейеризации вычислительных процессов, причем технический результат изобретения - увеличение производительности и расширении классов решаемых вычислительно сложных вариантных задач дискретной математики, а также уменьшении времени для создания реконфигурируемой вычислительной системы, - достигается за счет того, что реконфигурируемая вычислительная система содержит коммутатор EtherNet, ведущий сервер, двухпортовую интерфейсную плату, сервер управления задачами, оперативную память, группу вычислительных узлов и коммутатор PCI-Express (RU 2713757 С2, 07.02.2020. G 06F 15/17).An invention is known related to the field of computing, in particular to reconfigurable high-performance computing systems of a cluster type, designed to solve computationally complex variant problems of discrete mathematics using parallelization and pipelining of computational processes, and the technical result of the invention is to increase productivity and expand the classes of computationally complex variant tasks of discrete mathematics, as well as reducing the time for creating a reconfigurable computing system - is achieved due to the fact that the reconfigurable computing system contains an EtherNet switch, a master server, a two-port interface card, a task control server, random access memory, a group of computational nodes and a PCI-Express switch (RU 2713757 C2, 07.02.2020. G 06F 15/17).

Известно изобретение, относящееся к вычислительной технике и технике релейной защиты, которое может быть использовано для автоматизации процесса сбора информации о состоянии вводимой информации, присоединений и выключателей объекта контроля и управления, автоматизации сбора, анализа и хранения информации об аварийных процессах, сбора диагностической информации от блоков релейной защиты и автоматики, причем для получения технического результата - расширения функциональных возможностей - устройство содержит N устройств обработки, N узлов связи, микропроцессорный преобразователь, при этом каждое из устройств обработки содержит блок обработки и два узла сопряжения, а микропроцессорный преобразователь содержит два усилителя, микропроцессор, набор элементов ИЛИ, элемент И, преобразователь электрических сигналов в оптические сигналы и преобразователь оптических сигналов в электрические сигналы (RU 2210104 С2, 10.08.2003. G 06F 15/16. Н 01Н 83/00. Н 02Н 7/00).There is a known invention related to computer technology and relay protection technology, which can be used to automate the process of collecting information about the state of input information, connections and switches of the object of monitoring and control, automating the collection, analysis and storage of information about emergency processes, collecting diagnostic information from blocks relay protection and automation, and to obtain a technical result - expanding functionality - the device contains N processing devices, N communication nodes, a microprocessor converter, while each of the processing devices contains a processing unit and two interface nodes, and the microprocessor converter contains two amplifiers, a microprocessor , a set of OR elements, an AND element, a converter of electrical signals into optical signals and a converter of optical signals into electrical signals (RU 2210104 C2, 10.08.2003. G 06F 15/16. N 01N 83/00. N 02N 7/00).

Известна система управления множеством объектов, содержащая оборудование контроля и обработки, связанное через систему коммуникаций и наблюдения с системой управления объектами, система содержит интеллектуальные датчики, систему коммуникаций и систему управления объектами (ЕР 1531376 А1, 2005. F 03D 7/00. G 05В 23/02. F 03D 7/00. G 05В 23/02).A known control system for a plurality of objects containing control and processing equipment connected through a communication and monitoring system with an object control system, the system contains intelligent sensors, a communication system and an object management system (EP 1531376 A1, 2005. F 03D 7/00. G 05B 23 / 02. F 03D 7/00. G 05B 23/02).

Известно изобретение, относящееся к автоматическим системам управления на базе вычислительной техники, в котором технический результат - обеспечение полного мониторинга и централизованного надежного управления инженерными системами жизнеобеспечения здания, система содержит центральный вычислительный модуль с устройством ввода-вывода, с которым по каналам информационной сети связаны датчики контроля, и/или измерения, и/или управления и устройства управления узлами и агрегатами инженерного оборудования здания. Система снабжена контроллерами, подключенными по схеме "звезда" или по схеме шин к устройству ввода-вывода центрального вычислительного модуля. А к каждому контроллеру последовательно подключены модули удаленного ввода-вывода, к каждому из которых подсоединен соответствующий датчик или устройство управления. Имеется также по крайней мере одна дополнительная компьютерная станция, которая своим модулем ввода-вывода связана с соответствующим контроллером для обеспечения в соответствии с программным обеспечением локального мониторинга и управления узлами и агрегатами по крайней мере одной функционально самостоятельной части инженерного оборудования здания, с устройством ввода-вывода по каналам информационной сети связаны датчики контроля, измерения и управления узлами и агрегатами инженерного оборудования (RU 2133490 С1, 20.07.1999. G 05В 15/00 G05B 23/00).There is an invention related to automatic control systems based on computer technology, in which the technical result is to provide complete monitoring and centralized reliable control of engineering life support systems of a building, the system contains a central computing module with an input-output device, to which control sensors are connected via the information network channels , and / or measurement, and / or control and control devices for units and assemblies of engineering equipment of the building. The system is equipped with controllers connected in a "star" or bus circuit to the input-output device of the central computing module. And to each controller are serially connected remote I / O modules, to each of which a corresponding sensor or control device is connected. There is also at least one additional computer station, which by its input-output module is connected to the corresponding controller to provide, in accordance with the software for local monitoring and control of nodes and aggregates, at least one functionally independent part of the building's engineering equipment, with an input-output device sensors for monitoring, measuring and controlling units and assemblies of engineering equipment (RU 2133490 C1, 20.07.1999. G 05В 15/00 G05B 23/00) are connected through the channels of the information network.

Известна интеллектуальная сетевая система, содержащая центральный блок управления, сеть распределения ресурсов (коммуникационная среда), интеллектуальные устройства обработки данных и локального управления, расположенные в узлах сети распределения ресурсов (US 2007226290 А1, 2007-09-27. G06F 19/00, G05B 11/01).Known intelligent network system containing a central control unit, a resource distribution network (communication medium), intelligent data processing and local control devices located in the nodes of the resource distribution network (US 2007226290 A1, 2007-09-27. G06F 19/00, G05B 11 / 01).

Известна система управления самовосстанавливаемой энергетической сетью, содержащая множество связанных с энергосетью датчиков контроля, систему хранения энергии (батарею), множество управляемых реле и диспетчер восстановления энергосети, который находится в электрической связи с датчиками контроля, управляемыми реле и с батареей, при этом датчики контроля - мультисенсорные интеллектуальные датчики связаны с управляемыми реле (узлами приема и преобразования управляющих команд в силовые сигналы) и с диспетчером восстановления энергосети (блоком интерфейса) с помощью мультиплексной шины адреса/данных (US 7184903 по заявке US 2005119846 А1, 2005-06-02. G 01R 21/00. G 01R 21/06).There is a known control system for a self-healing energy network containing a plurality of control sensors connected to the power grid, an energy storage system (battery), a plurality of controlled relays and a grid recovery manager, which is in electrical communication with control sensors controlled by a relay and with a battery, while the control sensors are multisensor smart sensors are connected to controlled relays (nodes for receiving and converting control commands into power signals) and with a grid recovery manager (interface unit) using a multiplex address / data bus (US 7184903 on US 2005119846 A1, 2005-06-02. G 01R 21/00. G 01R 21/06).

Известна полезная модель, относящаяся к области вычислительной техники, в частности, к системам автоматизации управления технологическими процессами промышленных объектов, которая может быть использована при создании систем управления техническими и технологическими объектами, к которым предъявляются повышенные требования по отказоустойчивости, точности и оперативности контроля, а также по массогабаритным и энергетическим характеристикам, причем распределенная информационно-управляющая система на основе интеллектуальных датчиков, содержит мультисенсорные интеллектуальные датчики, связанные друг с другом узлами приема и преобразования управляющих команд в силовые сигналы и с блоком интерфейса, отличающаяся тем, что мультисенсорные интеллектуальные датчики объединены в распределенную сеть, причем любые два мультисенсорных интеллектуальных датчика двусторонне связаны между собой по крайней мере через два нигде не совпадающих участка сети, каждый узел приема и преобразования управляющих команд в силовые сигналы соединен по крайней мере с одним мультисенсорным интеллектуальным датчиком, блок интерфейса с оператором реализуется с помощью устройства, обеспечивающего выбор, дешифровку и отображение данных из информационного поля, а также передачу команд (уставок) оператора в информационное поле системы (RU 89257 U1, 27.11.2009. G 06F 15/00. G 05В 13/00). Задачей, на решение которой направлена полезная модель RU 89257 U1, является повышение отказоустойчивости системы управления технологическим оборудованием за счет распределения функции управления и обработки между множеством информационных датчиков, объединенных в распределенную сеть, а также снижение массы и габаритов системы за счет исключения из ее состава центрального блока (имеющего, как правило, наибольшие стоимостные и массо-габаритные характеристики и потребляющего основную долю энергии, потребляемой системой управления).A useful model is known related to the field of computer technology, in particular, to automation systems for the control of technological processes of industrial facilities, which can be used to create control systems for technical and technological objects, which are subject to increased requirements for fault tolerance, accuracy and efficiency of control, as well as in terms of weight and size and energy characteristics, moreover, the distributed information and control system based on intelligent sensors contains multi-sensor intelligent sensors connected to each other by nodes for receiving and converting control commands into power signals and with an interface unit, characterized in that the multi-sensor intelligent sensors are combined into a distributed network, and any two multisensor intelligent sensors are bilaterally connected to each other through at least two nowhere coinciding network sections, each node for receiving and converting control signals the mandate into power signals is connected to at least one multi-sensor intelligent sensor, the interface unit with the operator is implemented using a device that provides selection, decryption and display of data from the information field, as well as the transmission of operator commands (settings) to the information field of the system (RU 89257 U1 , 27.11.2009. G 06F 15/00. G 05B 13/00). The task to be solved by the utility model RU 89257 U1 is to increase the fault tolerance of the process equipment control system by distributing the control and processing functions between a set of information sensors integrated into a distributed network, as well as reducing the weight and dimensions of the system by eliminating the central unit (which, as a rule, has the highest cost and mass-dimensional characteristics and consumes the bulk of the energy consumed by the control system).

Известны способ управления неисправностью системы и способ диагностики сложного технологического оборудования (RU 2156994 С2, 27.09.2000. G05B 23/02. G06F 11/22. G06F 11/32. RU 2563161 С2, 20.09.2015. G01N 3/08. G06F 15/18).A known method for managing a system malfunction and a method for diagnosing complex technological equipment (RU 2156994 C2, 09/27/2000. G05B 23/02. G06F 11/22. G06F 11/32. RU 2563161 C2, 09/20/2015. G01N 3/08. G06F 15 /eighteen).

Из известных технических решений наиболее близким к заявленному способу является отказоустойчивая распределенная вычислительная система для решения задач КСПА и ЦСПА, характеризующаяся тем, что она содержит следующие признаки способа: запуск нескольких функций защит на одном устройстве, запуск функций защиты при выходе из строя вычислительных средств комплекса на оставшихся в работе устройствах (Международная выставка и конференция «Релейная защита и автоматика энергосистем», 25-28 апреля 2017 г., стр. 296-303. http://rza-expo.ru/doc/rza_materialy3.pdf).Of the known technical solutions, the closest to the claimed method is a fault-tolerant distributed computing system for solving the problems of KSPA and DSPA, characterized by the fact that it contains the following features of the method: launching several protection functions on one device, launching protection functions in case of failure of the complex computing facilities on devices remaining in operation (International Exhibition and Conference "Relay Protection and Automation of Power Systems", April 25-28, 2017, pp. 296-303. http://rza-expo.ru/doc/rza_materialy3.pdf).

Прототип имеет общие с представленным способом признаки, заключающиеся в том, что при выходе из строя одного или нескольких устройств (в случае прототипа - виртуальных ЭВМ) производится перезапуск функций защиты на резервных устройствах (виртуальных ЭВМ).The prototype has features in common with the presented method, which are that when one or more devices (in the case of a prototype, virtual computers) fail, the protection functions are restarted on the backup devices (virtual computers).

Прототип рассчитан на работу с функциями противоаварийной автоматики, применяет в составе решения виртуальные ЭВМ, имеет централизованный механизм принятия решений о переносе выполнения функций противоаварийной автоматики, применяет полное дублирование всех виртуальных ЭВМ, для которых предусматривается перераспределение функций противоаварийной автоматики и вследствие этого прототип не отвечает заданным требованиям надежности и эффективности перераспределения функций. В этой связи применительно к системам энергоснабжения прототип не в полной мере решает задачи надежности электроснабжения, поскольку известные системы автоматики или релейной защиты являются не в полной мере устойчивыми: выход из строя одного из устройств системы приводит к нарушению выполнения функций системы в целом, что приводит к необходимости отключения первичного оборудования энергосистемы и отключению потребителей электроэнергии. В практике существенным является неудовлетворительное число множества устройств автоматики и защиты и их стоимость, каждое из которых выполняет исключительно заранее заложенный в него набор функций, как правило, сравнительно небольшой. Это приводит к снижению временных периодов ремонтных работ в связи с тем, что выход из строя одного устройства приводит к отказу системы. Ремонтные работы являются сложными, трудоемкими и дорогими, поскольку требуют их организации и наладки системы после замены вышедшего из строя оборудования.The prototype is designed to work with the functions of emergency automation, it uses virtual computers as part of the solution, has a centralized decision-making mechanism on the transfer of the functions of emergency automation, uses a complete duplication of all virtual computers, for which the redistribution of functions of emergency automation is provided and, as a result, the prototype does not meet the specified requirements reliability and efficiency of the redistribution of functions. In this regard, as applied to power supply systems, the prototype does not fully solve the problems of power supply reliability, since the known automation or relay protection systems are not fully stable: the failure of one of the system devices leads to a disruption in the performance of the functions of the system as a whole, which leads to the need to disconnect the primary equipment of the power system and disconnect electricity consumers. In practice, the unsatisfactory number of a plurality of automation and protection devices and their cost is essential, each of which performs exclusively a set of functions pre-installed in it, as a rule, relatively small. This leads to a reduction in the time periods for repair work due to the fact that the failure of one device leads to a system failure. Repair work is complex, time consuming and expensive, since it requires organizing and adjusting the system after replacing failed equipment.

Техническим результатом представленного в данном описании способа является сокращение количества оборудования для выполнения функций защиты и автоматики при сохранении необходимого уровня надежности автоматизированной системы.The technical result of the method presented in this description is to reduce the amount of equipment for performing protection and automation functions while maintaining the required level of reliability of the automated system.

Указанный технический результат получен способом перераспределения функций между устройствами автоматики при возникновении неисправностей в автоматизированной системе, который заключается в том, что используют устройство ввода-вывода с вычислительным модулем, в который заносят информацию о первичном оборудовании и наименования функций защиты, контроля и управления работой первичного оборудования, вычислительным модулем осуществляют поиск устройств автоматики или защиты, находящихся в одной локально-вычислительной сети, по которой устройством ввода-вывода осуществляют мониторинг состояния устройств автоматики, имеющих функции защиты, контроля и управления, отличающийся тем, что при возникновении неисправности устройства автоматики и пропадании устройства - посредством устройства ввода-вывода устанавливают факт пропадания устройства автоматики или защиты и осуществляют для каждой указанной функции, которая выполнялась отказавшим устройством автоматики, действия в последовательности:The specified technical result was obtained by the method of redistributing functions between automation devices in the event of malfunctions in an automated system, which consists in the fact that an input-output device with a computing module is used, in which information about the primary equipment and the names of the functions of protection, control and management of the operation of the primary equipment are entered , the computing module searches for automation or protection devices located in the same local area network, through which the input-output device monitors the state of automation devices that have protection, monitoring and control functions, characterized in that when an automation device fails and the device disappears - using the input-output device, the fact of the disappearance of the automation or protection device is established and for each specified function, which was performed by the failed automation device, actions are performed in the sequence:

- действие «а» - посредством дополнительного вычислительного модуля устройства ввода-вывода запрашивают у найденных устройств автоматики или защиты через их дополнительные вычислительные модули величину штрафной функции на выполнение функций, обеспечивающих защиту, контроль и управление первичным оборудованием;- action "a" - by means of an additional computing module, input-output devices request from the found automation or protection devices through their additional computing modules the value of the penalty function for performing functions that provide protection, control and management of primary equipment;

- выполняют действие «b» - посредством дополнительных вычислительных модулей каждого устройства автоматики или защиты, получившего запрос, передают в дополнительный вычислительный модуль устройства ввода-вывода величину штрафной функции за выполнение запрашиваемой функции защиты, контроля и управления, при этом величина штрафной функции определяется по критериям загрузки аппаратных ресурсов устройства автоматики и требованиям отраслевой нормативной документации о допустимости совмещения функций в одном устройстве автоматики;- perform action "b" - by means of additional computing modules of each automation or protection device that has received a request, the value of the penalty function is transmitted to the additional computing module of the input-output device for performing the requested function of protection, monitoring and control, while the value of the penalty function is determined by the criteria loading of hardware resources of an automation device and the requirements of industry regulatory documents on the admissibility of combining functions in one automation device;

- действие «с» - посредством устройства ввода-вывода на основе полученных величин штрафных функций выполнения функции защиты, контроля и управления выбирают устройство автоматики или защиты с наименьшей величиной штрафной функции и передают ему посредством дополнительных вычислительных модулей команду на запуск соответствующей функции защиты, контроля или управления;- action "c" - by means of the input-output device, on the basis of the obtained values of the penalty functions of performing the protection, monitoring and control functions, an automation or protection device with the smallest value of the penalty function is selected and a command is sent to it by means of additional computing modules to start the corresponding function of protection, control or management;

- действие «d» - посредством дополнительного вычислительного модуля устройства автоматики или защиты, получившего команду, запускают соответствующую функцию защиты, контроля и управления в устройстве автоматики или защиты и передают в дополнительный вычислительный модуль устройства ввода-вывода сообщение об успешном запуске функции;- action "d" - by means of an additional computing module of the automation or protection device that received the command, the corresponding protection, monitoring and control function in the automation or protection device is started and a message is sent to the additional computing module of the I / O device about the successful start of the function;

- действие «е» - посредством дополнительного вычислительного модуля устройства ввода-вывода, получившего сообщение, указанное в пункте «d», повторяют последовательность действий, указанных в действиях «а», «b», «с», «d» для остальных функций защиты, контроля и управления, затем посредством дополнительного вычислительного модуля устройства автоматики или защиты осуществляют мониторинг состояния передачи измерений от устройства ввода-вывода, и при обнаружении пропадания части измерений передают сообщение об этом событии в дополнительный вычислительный модуль устройство ввода-вывода, функции защиты, контроля и управления которого он выполняет, и дальнейшее выполнение которых не может осуществляться из-за отсутствия измерений, причем при получении данного сообщения дополнительные вычислительные модули устройств ввода-вывода повторяют действия для функции, выполнение которой не может быть выполнено в устройстве автоматики в данный момент.- action "e" - by means of an additional computing module of the input-output device, which received the message specified in paragraph "d", repeat the sequence of actions specified in actions "a", "b", "c", "d" for the remaining functions protection, control and management, then by means of an additional computing module of the automation or protection device, the status of the measurement transfer from the input-output device is monitored, and when a loss of a part of the measurements is detected, a message is sent about this event to the additional computing module input-output device, protection and control functions and the control of which it performs, and the further execution of which cannot be carried out due to the lack of measurements, and upon receipt of this message, additional computing modules of the input-output devices repeat the actions for the function, the execution of which cannot be performed in the automation device at the moment.

Если ни одно устройство автоматики или защиты не может выполнить функцию по запросу устройства ввода-вывода, то посредством дополнительного вычислительного модуля устройства ввода-вывода повторно запрашивают у дополнительных вычислительных модулей устройств автоматики или защиты запуск функции защиты, контроля и управления с указанием в теле сообщения усиленного запроса на размещение функции автоматики или защиты, далее при получении сообщения с указанием в теле сообщения усиленного запроса - посредством дополнительных вычислительных модулей устройств автоматики или защиты осуществляют запросы другим дополнительным вычислительным модулям устройств автоматики или защиты, аналогично сделанным ранее запросам для запуска уже запущенных в данном устройстве автоматики функций, затем посредством дополнительных вычислительных модулей устройства автоматики или защиты останавливают выполнение функций, выполнение которых начинается в других устройствах автоматики, при этом в дальнейшем посредством дополнительны вычислительных модулей устройства автоматики или защиты взаимодействуют с дополнительным вычислительным модулем устройства ввода-вывода по аналогичным запросам, указанным в действиях «b», «с» и «d», затем при восстановлении работоспособности поврежденных устройств автоматики или защиты посредством дополнительного вычислительного модуля восстановленного (вновь установленного) устройства автоматики или защиты отправляют всем дополнительным вычислительным модулям устройств ввода-вывода сообщение о появлении нового устройства автоматики или защиты и после указанных проведенных действий посредством дополнительных вычислительных модулей устройств ввода-вывода, получивших сообщение о появлении нового устройства автоматики повторно выполняют действия для каждой функции защиты, контроля и управления, которая выполнялась в отказавшем устройстве автоматики или защиты, относящемся к данному устройству ввода-вывода, для перераспределения функций защиты, контроля и автоматики между устройствами автоматики или защиты, затем посредством дополнительных вычислительных модулей устройств автоматики или защиты, получивших сообщение о появлении нового устройства автоматики или защиты, повторно выполняют действия «а» «b», «с» и «d», «е» для перераспределения функций между устройствами автоматики или защиты.If none of the automation or protection devices can perform the function at the request of the I / O device, then by means of an additional computing module, the I / O devices repeatedly request from the additional computing modules of automation or protection devices to start the protection, monitoring and control function, indicating in the message body the enhanced a request for placing an automation or protection function, then upon receipt of a message indicating an enhanced request in the message body - through additional computing modules of automation or protection devices, requests are made to other additional computing modules of automation or protection devices, similar to previously made requests to start those already running in this device automatics of functions, then, by means of additional computing modules, the automation or protection devices stop the execution of functions, the execution of which begins in other automation devices, while further using m additional computing modules of an automation or protection device interact with an additional computing module of an input-output device according to similar requests specified in actions "b", "c" and "d", then when restoring the operability of damaged automation or protection devices using an additional computing module of the restored (newly installed) automation or protection devices send a message about the appearance of a new automation or protection device to all additional computing modules of the I / O devices, and after the indicated actions performed, the additional computing modules of the I / O devices that have received the message about the appearance of a new automation device repeat the actions for each protection, monitoring and control function that was performed in a failed automation or protection device related to this I / O device to redistribute the protection, control and automation functions between automation or protection devices, then through additional computing modules of automation or protection devices that have received a message about the appearance of a new automation or protection device, they repeat actions "a" "b", "c" and "d", "e" to redistribute functions between automatic or protection devices.

Посредством дополнительных вычислительных модулей устройств ввода-вывода контролируют прием периодических команд управления от устройств автоматики и защиты и по пропаданию периодических сигналов определяют выход из строя устройств защиты или автоматики, выполняющих функции защиты или автоматики назначенного им первичного оборудования, далее посредством дополнительных вычислительных модулей устройств ввода-вывода повторяют действия для запуска функций защиты или автоматики, выполнявшихся в отказавшем устройстве защиты или автоматики, с использованием оставшихся в работе устройств защиты и автоматики, при этом при восстановлении функционирования или при установке в системе автоматики нового устройства автоматики или защиты посредством дополнительных вычислительных модулей устройств ввода-вывода обнаруживают вновь появившиеся в работе устройства защиты и автоматики по периодическим сигналам дополнительных вычислительных модулей устройств автоматики или защиты в локальной вычислительной сети, а затем повторяют действия направленные на перераспределение функций автоматики или защиты и с учетом нового состава устройств автоматики или защиты.By means of additional computing modules of input-output devices, the reception of periodic control commands from automation and protection devices is monitored, and upon the disappearance of periodic signals, the failure of protection or automation devices that perform the functions of protection or automation of the primary equipment assigned to them is determined, then through additional computing modules of input devices outputs repeat the actions to start the protection or automation functions performed in the failed protection or automation device, using the remaining protection and automation devices, while restoring operation or installing a new automation or protection device in the automation system by means of additional computing modules of input devices -Output detects newly appeared in the operation of protection and automation devices by periodic signals of additional computing modules of automation or protection devices in the local computer with networks, and then repeat the actions aimed at redistributing the functions of automation or protection and taking into account the new composition of automation or protection devices.

Пример реализации способа поясняется схемой действий, осуществляемых в системе автоматики или защиты, которая показана на фиг. 1. На фиг. 2-5 показаны схемы, поясняющие пример реализации способа.An example of the implementation of the method is illustrated by a diagram of actions carried out in the automation or protection system, which is shown in Fig. 1. In FIG. 2-5 are diagrams illustrating an example of the method implementation.

Средства для реализации способа (фиг. 1) показаны схематично, с условно изображенными на схеме компонентами автоматической системы управления и защиты технологического оборудования. В частности, к таким средствам относятся устройство 1 ввода-вывода, дополнительный вычислительный модуль 2 устройства ввода-вывода, устройство 3 автоматики или защиты, дополнительный вычислительный модуль 4 устройства автоматики, первичное оборудование 5 (контролируемое или защищаемое), технологическая локальная вычислительная сеть 6, электрическая связь 7 измерения, состояния, сигналов управления и цифровая связь 8 (сеть Ethernet). Названные средства для реализации способа взаимосвязаны между собой связями так, как это показано на фиг. 1Means for implementing the method (Fig. 1) are shown schematically, with the components of an automatic control and protection system of technological equipment, conventionally shown in the diagram. In particular, such means include an input-output device 1, an additional computing module 2 input-output devices, an automation or protection device 3, an additional computing module 4 of an automation device, primary equipment 5 (controlled or protected), a technological local area network 6, electrical communication 7 measurement, status, control signals and digital communication 8 (Ethernet network). The named means for implementing the method are interconnected by connections, as shown in FIG. one

На фиг. 2 показана схема, на которой имеются упомянутые средства 1-8, при этом дополнительно на фиг. 2 показан (условно сплошной линией и стрелкой) запрос 9 на размещение функции автоматики или защиты. Условно пунктирной линией показано ответ 10 с величиной штрафной функции за выполнение функции автоматики или защиты. На фиг. 2 показана условно функция 11 автоматики или защиты, которой обладает устройство 1.FIG. 2 shows a diagram in which the means 1-8 are provided, in addition, in FIG. 2 shows (conditionally solid line and arrow) a request 9 for the placement of an automation or protection function. Conventionally, the dotted line shows the answer 10 with the value of the penalty function for performing the function of automation or protection. FIG. 2 shows conditionally the function 11 of automation or protection, which the device 1 possesses.

На фиг. 3 показана схема, на которой имеются упомянутые средства 1-8, при этом дополнительно на фиг. 3 показаны линиями (условно) передача 12 команды на запуск функции автоматики или защиты, подтверждение 13 запуска функции автоматики или защиты и функция 11 устройства 3 автоматики или защиты.FIG. 3 shows a diagram in which there are said means 1-8, in addition, in FIG. 3 shows lines (conventionally) the transmission 12 of the command to start the automatic or protection function, the confirmation 13 of the start of the automatic or protection function and the function 11 of the automatic or protection device 3.

На фиг. 4 показана схема, на которой имеются упомянутые средства 1-8, при этом дополнительно на фиг. 4 показаны линиями (условно) усиленный запрос 14 на размещение функции автоматики или защиты, передача 9 запроса на размещение функции автоматики или защиты, подтверждение 10 ответ 10 с величиной штрафной функции за выполнение функции автоматики или защиты и функция 11 устройства 3 автоматики или защиты.FIG. 4 shows a diagram in which there are said means 1 to 8, furthermore in FIG. 4 shows the lines (conditionally) enhanced request 14 for the placement of an automation or protection function, transmission 9 of a request for placement of an automation or protection function, confirmation 10 of the response 10 with the value of the penalty function for performing the automation or protection function and function 11 of the automation or protection device 3.

На фиг. 5 показана схема, на которой имеются упомянутые средства 1-8, при этом дополнительно на фиг. 5 показаны линиями (условно) передача 12 команды на запуск функции автоматики или защиты, подтверждение 13 запуска функции автоматики или защиты и функция 11 устройства 3 автоматики или защиты.FIG. 5 shows a diagram in which the means 1-8 are provided, furthermore in FIG. 5 shows lines (conventionally) transmission 12 of the command to start the automatic or protection function, confirmation 13 of the start of the automatic or protection function and the function 11 of the automatic or protection device 3.

Для реализации способа используют указанные выше средства и осуществляют следующие действия. В устройство 1 ввода-вывода (фиг. 1) с дополнительным вычислительным модулем 2 устройства 1 заносят информацию о первичном оборудовании 5, к которому подключен данный модуль 2 ввода-вывода и наименования функций автоматики, защиты, контроля и управления, которые должны выполняться в устройствах 3 автоматики или защиты для полноценного функционирования первичного оборудования 5.To implement the method, the above means are used and the following actions are performed. In the device 1 input-output (Fig. 1) with an additional computing module 2 of the device 1 enter information about the primary equipment 5 to which this input-output module 2 is connected and the names of the functions of automation, protection, monitoring and control that must be performed in the devices 3 automation or protection for the full functioning of the primary equipment 5.

Дополнительные вычислительные модули 4 устройства автоматики вводят во взаимодействие с модулями 2 устройств 1 ввода-вывода так, чтобы модули 4 могли управлять составом запускаемых в устройстве 3 автоматики функций автоматики, защиты, контроля и управления.Additional computing modules 4 of the automation device interact with the modules 2 of the input-output devices 1 so that the modules 4 can control the composition of the automation, protection, control and management functions launched in the automation device 3.

Вычислительными модулями 2 устройств 1 осуществляют поиск устройств автоматики, находящихся в одной технологической локальной вычислительной сети 6.Computing modules 2 of devices 1 search for automation devices located in one technological local area network 6.

Посредством модуля 2 устройства 1 ввода-вывода осуществляют мониторинг состояния устройств 3 автоматики или защиты, которые выполняют относящиеся к нему функции автоматики, защиты, контроля и управления по локальной вычислительной сети 6.By means of the module 2, the I / O devices 1 monitor the state of the automation or protection devices 3, which perform the related functions of automation, protection, monitoring and control over the local computer network 6.

При выходе устройства автоматики из строя (зависание процессора, потеря питания и др.) посредством модуля 2 устройств 1 ввода-вывода определяют факт пропадания устройства 3 автоматики или защиты и осуществляют следующие действия для каждой функции защиты, контроля и управления, которая выполнялась в отказавшем устройстве автоматики и относящейся к данному устройству ввода-вывода:When an automation device fails (processor freeze, power loss, etc.), by means of module 2 of input-output devices 1, the fact of loss of automation or protection device 3 is determined and the following actions are performed for each protection, monitoring and control function that was performed in the failed device automation and related I / O device:

а) посредством вычислительного модуля 2 устройства 1 ввода-вывода на основе имеющейся информации о контролируемом первичном оборудовании и составе функций для его защиты, контроля и управления осуществляют запрос 9 (фиг. 2) у модулей 4 найденных устройств 3 автоматики или защиты величину штрафной функции выполнения одной из функций защиты, контроля или управления, которые должны выполняться для обеспечения бесперебойной работы назначенного ему (устройству 1 ввода-вывода) первичного оборудования 5;a) by means of the computing module 2 of the input-output device 1, based on the available information about the monitored primary equipment and the composition of functions for its protection, control and management, a request 9 (Fig. 2) is carried out from the modules 4 of the found automation or protection devices 3 the value of the penalty function one of the protection, control or management functions that must be performed to ensure the uninterrupted operation of the primary equipment 5 assigned to it (input-output device 1);

b) каждый модуль 4 устройств 3 автоматики или защиты, получивший запрос, указанный в пункте «а» посредством дополнительного вычислительного модуля 4 устройства автоматики передают в модуль 2 устройства 1 ввода-вывода величину штрафной функции за выполнения запрашиваемой функции защиты, контроля или управления;b) each module 4 of automation or protection devices 3, which has received the request specified in point "a", by means of an additional computing module 4 of the automation device transfers to the module 2 of the input-output device 1 the value of the penalty function for performing the requested protection, monitoring or control function;

c) посредством модуля 2 устройства 1 ввода-вывода на основе полученных условных стоимостей выполнения функции защиты, контроля или управления в устройстве 3 автоматики или защиты выбирают устройство автоматики с наименьшей величиной штрафной функции и передают ему (модулю 4 устройства 3 автоматики или защиты) команду на запуск соответствующей функции защиты, контроля или управления;c) by means of module 2 of the input-output device 1, on the basis of the received conditional values of the protection, monitoring or control function in the automation or protection device 3, select the automation device with the lowest value of the penalty function and transmit to it (module 4 of the automation or protection device 3) a command to activation of the corresponding protection, monitoring or control function;

d) посредством дополнительных вычислительных модулей 4 устройств 3 автоматики или защиты, получивших команду, указанную в пункте «с», запускают соответствующую функцию защиты, автоматики или управления и передают в дополнительный вычислительный модуль 2 устройства 1 ввода-вывода сообщение об успешном запуске функции (фиг. 3);d) by means of additional computing modules 4 of the automation or protection devices 3, which received the command indicated in paragraph "c", start the corresponding protection, automation or control function and transmit to the additional computing module 2 of the input-output device 1 a message about the successful start of the function (Fig. . 3);

e) посредством дополнительного вычислительного модуля 2 устройства 1 ввода-вывода, получившего сообщение, указанное в пункте «d», повторяют последовательность действий, указанных в пунктах «a»-«d» для остальных функций защиты, контроля и автоматики.e) by means of an additional computing module 2 of the input-output device 1, which received the message specified in point "d", repeat the sequence of actions specified in points "a" - "d" for the remaining functions of protection, control and automation.

Посредством дополнительных вычислительных модулей 4 устройств 3 автоматики или защиты осуществляют мониторинг состояния передачи измеренных значений от устройств 1 ввода-вывода по локальной вычислительной сети 6 и при обнаружении пропадания части измерений передают об этом сообщение в модуль 2 устройства 1 ввода-вывода, функции зашиты, контроля или управления которого он выполняет, и дальнейшее выполнение которых не может осуществляться из-за отсутствия измерений. При получении данного сообщения посредством дополнительного вычислительного модуля 2 устройства 1 ввода-вывода повторяют действия:By means of additional computing modules 4 of the automation or protection devices 3, the status of the measured values transmission from the input-output devices 1 via the local computer network 6 is monitored and, when a loss of a part of the measurements is detected, a message is transmitted to the module 2 of the input-output device 1, protection, control functions or control which it performs, and the further execution of which cannot be carried out due to the lack of measurements. When this message is received by means of an additional computing module 2, I / O devices 1 repeat the steps:

- отправка дополнительным вычислительным модулем 2 устройства ввода-вывода 1 дополнительным модулям 4 устройств автоматики или защиты запросов 9 на выполнение функций автоматики или защиты, выполнение которых не осуществляется в связи с потерей измерений устройством автоматики или защиты,- sending by an additional computing module 2 input-output devices 1 to additional modules 4 of automation or protection devices 9 requests to perform automatic or protection functions, the performance of which is not carried out due to the loss of measurements by the automation or protection device,

- прием дополнительным вычислительным модулем 2 устройства ввода-вывода сообщений 10 с величинами штрафных функций от дополнительных вычислительных модулей 4 устройств защиты и автоматики 3,- reception by an additional computing module 2 of an input-output device 10 messages with values of penalty functions from additional computing modules 4 of protection and automation devices 3,

- выбор устройства защиты и автоматики с наименьшим значением штрафной функции,- selection of the protection and automation device with the lowest value of the penalty function,

- отправка дополнительным вычислительным модулем 2 устройства ввода-вывода сообщения 12 на запуск функции автоматики или защиты в дополнительный вычислительный модуль 4 устройства автоматики или защиты 3,- sending by the additional computing module 2 of the input-output device message 12 to start the automatic or protection function to the additional computing module 4 of the automation or protection device 3,

- запуск функции 11 автоматики или защиты в устройстве автоматики или защиты 3,- starting the function 11 of automation or protection in the device of automation or protection 3,

- получение дополнительным вычислительным модулем 2 устройства ввода-вывода подтверждения 13 о запуске функции автоматики или защиты 11 от дополнительного вычислительного модуля 4 устройства автоматики или защиты 3 для функции, выполнение которой не может быть выполнено в устройстве 3 автоматики или защиты в данный момент.- receipt by the additional computing module 2 of the input-output device 13 of the start of the automation or protection function 11 from the additional computing module 4 of the automation or protection device 3 for a function that cannot be performed in the automation or protection device 3 at the moment.

Если ни одно устройство 3 автоматики или защиты не может выполнить функцию защиты, контроля или управления по запросу 9 дополнительного вычислительным модуля 2 устройства 1 ввода-вывода, то посредством дополнительного вычислительного модуля 2 устройства 1 ввода-вывода повторно запрашивают дополнительные вычислительные модули 4 устройств 3 автоматики или защиты запуск функции защиты, контроля или управления с указанием в теле сообщения усиленного запроса 14 (фиг. 4).If none of the automation or protection devices 3 can perform the protection, monitoring or control function upon request 9 of the additional computing module 2 of the I / O device 1, then by means of the additional computing module 2, the I / O devices 1 repeatedly request additional computing modules 4 of the automation devices 3 or protection - the launch of the protection, monitoring or control function, indicating in the body of the message the enhanced request 14 (Fig. 4).

При получении сообщения 14, посредством дополнительных вычислительных модулей 4 устройства 3 автоматики или защиты осуществляют запросы 9 другим дополнительным вычислительным модулям 4 устройств 3 автоматики или защиты, для запуска уже запущенных в данном устройстве 3 автоматики или защиты функций автоматики или защиты 11 (фиг. 4).Upon receipt of the message 14, by means of additional computing modules 4 of the automation or protection device 3, requests 9 to other additional computing modules 4 of the automation or protection devices 3 are carried out to start the automation or protection functions of the automation or protection 11 already running in this device 3 (Fig. 4) ...

Посредством дополнительного вычислительного модуля 4 устройства 3 автоматики или защиты получившего ответные сообщения 10 от других дополнительных вычислительных модулей 4 устройств 3 автоматики и защиты выбирают устройство 3 автоматики или защиты с наименьшим значением штрафной функции, дополнительным вычислительным модулем 4 устройства 3 автоматики или защиты отправляют запрос 12 на запуск функции защиты или автоматики, после получения дополнительным вычислительным модулем 4 устройства 3 автоматики или защиты сообщения 13 останавливают выполнение функций автоматики или защиты, выполнение которых начинается в других устройствах 3 автоматики или защиты (фиг. 5). В дальнейшем дополнительный вычислительный модуль 4 устройства 3 автоматики или защиты взаимодействует с дополнительным вычислительным модулем 2 устройства 1 ввода-вывода в соответствии с вышеизложенными запросами, изложенными в действиях «b», «с» и «d».By means of an additional computing module 4 of the automation or protection device 3, which received response messages 10 from other additional computing modules 4 of the automation and protection devices 3, the automation or protection device 3 with the lowest value of the penalty function is selected, the additional computing module 4 of the automation or protection device 3 sends a request 12 to starting the protection or automation function, after receiving by the additional computing module 4 the automation or protection device 3, the message 13 stops the execution of the automation or protection functions, the implementation of which begins in other automation or protection devices 3 (Fig. 5). Further, the additional computing module 4 of the automation or protection device 3 interacts with the additional computing module 2 of the input-output device 1 in accordance with the above requests set forth in steps "b", "c" and "d".

При восстановлении работоспособности поврежденных устройств 3 автоматики или защиты, посредством дополнительного вычислительного модуля 4 восстановленного устройства 3 автоматики или защиты отправляют всем дополнительным вычислительным модулям 2 устройств 1 ввода-вывода сообщение о появлении нового (восстановленного) устройства автоматики или защиты.When restoring the operability of the damaged automation or protection devices 3, by means of the additional computing module 4 of the restored automation or protection device 3, a message is sent to all additional computing modules 2 of the input-output devices 1 about the appearance of a new (restored) automation or protection device.

Посредством дополнительного вычислительного модуля 2 устройства 1 ввода-вывода, получившего сообщение о появлении нового (восстановленного) устройства автоматики или защиты повторно выполняют действия: отправка дополнительным вычислительным модулем 2 устройства 1 ввода-вывода сообщений 9 с запросом на выполнение функции автоматики или защиты в дополнительные вычислительные модули 4 устройств 3 автоматики или защиты, получение дополнительным вычислительным модулем 2 устройства 1 ввода-вывода сообщений 10 от дополнительных вычислительных модулей 4 устройств 3 автоматики или защиты с величиной штрафной функции за выполнение функции автоматики или защиты, выбор дополнительным вычислительным модулем 2 устройства 1 ввода-вывода устройства 3 автоматики или защиты с наименьшей величиной штрафной функции, отправка дополнительным вычислительным модулем 2 устройства 1 ввода-вывода сообщения с запросом 12 на выполнение функции автоматики или защиты в дополнительный вычислительный модуль 4 устройства 3 автоматики или защиты, получение дополнительным вычислительным модулем 2 устройства 1 ввода-вывода сообщения 13 с подтверждением запуска функции автоматики или защиты в устройстве 3 автоматики или защиты от дополнительного вычислительного модуля 4 устройства 3 автоматики или защиты - для перераспределения функций защиты, контроля и управления между устройствами 3 автоматики или защиты.By means of the additional computing module 2 of the I / O device 1, which received a message about the appearance of a new (restored) automation or protection device, the actions are repeated: the additional computing module 2 sends the I / O device 1 messages 9 with a request to perform the automation or protection function in additional computing modules 4 devices 3 automation or protection, receipt by an additional computing module 2 devices 1 input-output messages 10 from additional computing modules 4 devices 3 automation or protection with the value of the penalty function for performing the function of automation or protection, selection of an additional computing module 2 devices 1 input- output device 3 of automation or protection with the smallest value of the penalty function, sending by the additional computing module 2 of the device 1 I / O a message with a request 12 to perform the function of automation or protection to the additional computing module 4 of the device VA 3 automation or protection, receipt by the additional computing module 2 of the device 1 I / O message 13 with confirmation of the start of the automatic or protection function in the automatic device 3 or protection from the additional computing module 4 of the automation or protection device 3 - to redistribute the protection, monitoring and control functions between 3 automatic or protection devices.

Указанный технический результат (уменьшение количества оборудования для реализации функций защиты и автоматики при сохранении необходимого уровня надежности автоматизированной системы получен благодаря динамическому перемещению функций (выполняемых в вышедших из строя устройствах защиты или автоматики) в находящиеся в работе устройства защиты или автоматики, что позволяет отказаться от полного дублирования устройств автоматики и защиты для обеспечения требуемого уровня надежности автоматизированной системы.The specified technical result (a decrease in the number of equipment for the implementation of protection and automation functions while maintaining the required level of reliability of the automated system was obtained due to the dynamic movement of functions (performed in failed protection or automation devices) to the protection or automation devices in operation, which makes it possible to abandon the complete duplication of automation and protection devices to ensure the required level of reliability of the automated system.

Claims (8)

1. Способ перераспределения функций между устройствами автоматики при возникновении неисправностей в автоматизированной системе, заключающийся в том, что используют устройство ввода-вывода с вычислительным модулем, в который заносят информацию о первичном оборудовании и наименования функций защиты, контроля и управления работой первичного оборудования, вычислительным модулем осуществляют поиск устройств автоматики или защиты, находящихся в одной локально-вычислительной сети, по которой устройством ввода-вывода осуществляют мониторинг состояния устройств автоматики, имеющих функции защиты, контроля и управления, отличающийся тем, что при возникновении неисправности устройства автоматики и пропадании устройства посредством устройства ввода-вывода устанавливают факт пропадания устройства автоматики или защиты и осуществляют для каждой указанной функции, которая выполнялась отказавшим устройством автоматики, действия в последовательности:1. A method for redistributing functions between automation devices in the event of malfunctions in an automated system, which consists in using an input-output device with a computing module, into which information about the primary equipment and the names of protection functions, monitoring and control of the operation of primary equipment, a computing module are entered search for automation or protection devices located in the same local-computer network, through which the input-output device monitors the state of automation devices that have protection, monitoring and control functions, characterized in that in the event of a malfunction of the automation device and the disappearance of the device through the input device - the outputs establish the fact of the disappearance of the automation or protection device and carry out for each specified function that was performed by the failed automation device, actions in the sequence: - действие «а» - посредством дополнительного вычислительного модуля устройства ввода-вывода запрашивают у найденных устройств автоматики или защиты через их дополнительные вычислительные модули величину штрафной функции на выполнение функций, обеспечивающих защиту, контроль и управление первичным оборудованием;- action "a" - by means of an additional computing module, input-output devices request from the found automation or protection devices through their additional computing modules the value of the penalty function for performing functions that provide protection, control and management of primary equipment; - действие «b» - посредством дополнительных вычислительных модулей каждого устройства автоматики или защиты, получившего запрос, передают в дополнительный вычислительный модуль устройства ввода-вывода величину штрафной функции за выполнение запрашиваемой функции защиты, контроля и управления, при этом величина штрафной функции определяется по критериям загрузки аппаратных ресурсов устройства автоматики и требованиям отраслевой нормативной документации о допустимости совмещения функций в одном устройстве автоматики;- action "b" - by means of additional computing modules of each automation or protection device that has received a request, the value of the penalty function is transmitted to the additional computing module of the input-output device for performing the requested function of protection, monitoring and control, while the value of the penalty function is determined according to the loading criteria hardware resources of the automation device and the requirements of industry regulatory documentation on the admissibility of combining functions in one automation device; - действие «с» - посредством устройства ввода-вывода на основе полученных величин штрафных функций выполнения функции защиты, контроля и управления выбирают устройство автоматики или защиты с наименьшей величиной штрафной функции и передают ему посредством дополнительных вычислительных модулей команду на запуск соответствующей функции защиты, контроля или управления;- action "c" - by means of the input-output device, on the basis of the obtained values of the penalty functions of performing the protection, monitoring and control functions, an automation or protection device with the smallest value of the penalty function is selected and a command is sent to it by means of additional computing modules to start the corresponding function of protection, control or management; - действие «d» - посредством дополнительного вычислительного модуля устройства автоматики или защиты, получившего команду, запускают соответствующую функцию защиты, контроля и управления в устройстве автоматики или защиты и передают в дополнительный вычислительный модуль устройства ввода-вывода сообщение об успешном запуске функции;- action "d" - by means of an additional computing module of the automation or protection device that received the command, the corresponding protection, monitoring and control function in the automation or protection device is started and a message is sent to the additional computing module of the I / O device about the successful start of the function; - действие «е» - посредством дополнительного вычислительного модуля устройства ввода-вывода, получившего сообщение, указанное в пункте «d», повторяют последовательность действий, указанных в действиях «а», «b», «с», «d» для остальных функций защиты, контроля и управления, затем посредством дополнительного вычислительного модуля устройства автоматики или защиты осуществляют мониторинг состояния передачи измерений от устройства ввода-вывода, и при обнаружении пропадания части измерений передают сообщение об этом событии в дополнительный вычислительный модуль устройства ввода-вывода, функции защиты, контроля и управления которого он выполняет и дальнейшее выполнение которых не может осуществляться из-за отсутствия измерений, причем при получении данного сообщения дополнительные вычислительные модули устройств ввода-вывода повторяют действия для функции, выполнение которой не может быть выполнено в устройстве автоматики в данный момент.- action "e" - by means of an additional computing module of the input-output device, which received the message specified in paragraph "d", repeat the sequence of actions specified in actions "a", "b", "c", "d" for the remaining functions protection, control and management, then by means of an additional computing module of the automation or protection device, the status of the measurement transfer from the input-output device is monitored, and when a loss of a part of the measurements is detected, a message is transmitted about this event to the additional computing module of the input-output device, protection functions and the control of which it performs and the further execution of which cannot be carried out due to the lack of measurements, and upon receipt of this message, additional computing modules of the input-output devices repeat the actions for the function, the execution of which cannot be performed in the automation device at the moment. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в случае, если ни одно устройство автоматики или защиты не может выполнить функцию по запросу устройства ввода-вывода, то посредством дополнительного вычислительного модуля устройства ввода-вывода повторно запрашивают у дополнительных вычислительных модулей устройств автоматики или защиты запуск функции защиты, контроля и управления с указанием в теле сообщения усиленного запроса на размещение функции автоматики или защиты, далее при получении сообщения с указанием в теле сообщения усиленного запроса посредством дополнительных вычислительных модулей устройств автоматики или защиты осуществляют запросы другим дополнительным вычислительным модулям устройств автоматики или защиты, аналогично сделанным ранее запросам для запуска уже запущенных в данном устройстве автоматики функций, затем посредством дополнительных вычислительных модулей устройства автоматики или защиты останавливают выполнение функций, выполнение которых начинается в других устройствах автоматики, при этом в дальнейшем посредством дополнительных вычислительных модулей устройства автоматики или защиты взаимодействуют с дополнительным вычислительным модулем устройства ввода-вывода по аналогичным запросам, указанным в действиях «b», «с» и «d», затем при восстановлении работоспособности поврежденных устройств автоматики или защиты посредством дополнительного вычислительного модуля восстановленного (вновь установленного) устройства автоматики или защиты отправляют всем дополнительным вычислительным модулям устройств ввода-вывода сообщение о появлении нового устройства автоматики или защиты и после указанных проведенных действий посредством дополнительных вычислительных модулей устройств ввода-вывода, получивших сообщение о появлении нового устройства автоматики, повторно выполняют действия для каждой функции защиты, контроля и управления, которая выполнялась в отказавшем устройстве автоматики или защиты, относящемся к данному устройству ввода-вывода, для перераспределения функций защиты, контроля и автоматики между устройствами автоматики или защиты, затем посредством дополнительных вычислительных модулей устройств автоматики или защиты, получивших сообщение о появлении нового устройства автоматики или защиты, повторно выполняют действия «а», «b», «с» и «d», «е» для перераспределения функций между устройствами автоматики или защиты.2. The method according to claim 1, characterized in that if no automation or protection device can perform the function at the request of the input-output device, then by means of an additional computing module, the input-output devices are re-requested from additional computing modules of automation devices or protection, launching the protection, monitoring and control function with an indication in the message body of an enhanced request for the placement of an automation or protection function, then upon receipt of a message indicating an enhanced request in the message body, additional computing modules of automation or protection devices make requests to other additional computing modules of automation devices or protection, similar to the previously made requests to start functions already started in this automation device, then using additional computing modules of the automation or protection device, they stop the execution of functions that start in other devices automatic devices, while in the future, through additional computing modules, the automation or protection devices interact with the additional computing module of the input-output device for similar requests specified in actions "b", "c" and "d", then when restoring the operability of the damaged automation devices or protection by means of an additional computing module of the restored (newly installed) automation or protection device, a message is sent to all additional computing modules of the I / O devices about the appearance of a new automation or protection device and after the indicated actions by means of additional computing modules of the I / O devices that received a message about the appearance new automation device, re-perform actions for each protection, monitoring and control function that was performed in the failed automation or protection device associated with this I / O device to redistribute of protection, control and automation functions between automation or protection devices, then through additional computing modules of automation or protection devices that received a message about the appearance of a new automation or protection device, they repeat actions "a", "b", "c" and "d "," E "for the redistribution of functions between automation or protection devices. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что посредством дополнительных вычислительных модулей устройств ввода-вывода контролируют прием периодических команд управления от устройств автоматики и защиты и по пропаданию периодических сигналов определяют выход из строя устройств защиты или автоматики, выполняющих функции защиты или автоматики назначенного им первичного оборудования, далее посредством дополнительных вычислительных модулей устройств ввода-вывода повторяют действия для запуска функций защиты или автоматики, выполнявшихся в отказавшем устройстве защиты или автоматики, с использованием оставшихся в работе устройств защиты и автоматики, при этом при восстановлении функционирования или при установке в системе автоматики нового устройства автоматики или защиты посредством дополнительных вычислительных модулей устройств ввода-вывода обнаруживают вновь появившиеся в работе устройства защиты и автоматики по периодическим сигналам дополнительных вычислительных модулей устройств автоматики или защиты в локальной вычислительной сети, а затем повторяют действия, направленные на перераспределение функций автоматики или защиты и с учетом нового состава устройств автоматики или защиты.3. The method according to claim 1, characterized in that by means of additional computing modules of input-output devices, the reception of periodic control commands from automation and protection devices is monitored, and by the disappearance of periodic signals, the failure of protection or automation devices performing the functions of protection or automation of the assigned them of the primary equipment, then, through additional computing modules of the input-output devices, repeat the steps to start the protection or automation functions performed in the failed protection or automation device, using the protection and automation devices that remained in operation, while restoring the operation or when installing in the system automatics of a new automation or protection device by means of additional computing modules of input-output devices detect newly appeared in operation protection and automation devices by periodic signals of additional computing modules of automation devices and or protection in the local computer network, and then repeat the actions aimed at redistributing the functions of automation or protection and taking into account the new composition of automation or protection devices.
RU2020124412A 2020-07-23 2020-07-23 Method of redistributing functions between automation devices in case of faults in an automated system RU2740683C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020124412A RU2740683C1 (en) 2020-07-23 2020-07-23 Method of redistributing functions between automation devices in case of faults in an automated system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020124412A RU2740683C1 (en) 2020-07-23 2020-07-23 Method of redistributing functions between automation devices in case of faults in an automated system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2740683C1 true RU2740683C1 (en) 2021-01-19

Family

ID=74184130

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020124412A RU2740683C1 (en) 2020-07-23 2020-07-23 Method of redistributing functions between automation devices in case of faults in an automated system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2740683C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2756430C1 (en) * 2021-02-16 2021-09-30 Общество с ограниченной ответственностью "Нейрогрид" Method for controlling a computing module of an automation system
RU2773717C1 (en) * 2021-07-28 2022-06-08 Общество с ограниченной ответственностью "Цифровые энергосистемы" Method for restoring measurements for the purposes of automated control systems

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170046217A1 (en) * 2015-08-12 2017-02-16 Avekshaa Technologies Private Ltd System and method for batch monitoring of performance data
US20180314917A1 (en) * 2017-04-27 2018-11-01 Dassault Systemes Learning an autoencoder
US20190108261A1 (en) * 2017-10-05 2019-04-11 Google Llc Disaggregating latent causes for computer system optimization
US20190163848A1 (en) * 2016-05-18 2019-05-30 Sigsense Technologies, Inc. Systems and methods for equipment performance modeling

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170046217A1 (en) * 2015-08-12 2017-02-16 Avekshaa Technologies Private Ltd System and method for batch monitoring of performance data
US20190163848A1 (en) * 2016-05-18 2019-05-30 Sigsense Technologies, Inc. Systems and methods for equipment performance modeling
US20180314917A1 (en) * 2017-04-27 2018-11-01 Dassault Systemes Learning an autoencoder
US20190108261A1 (en) * 2017-10-05 2019-04-11 Google Llc Disaggregating latent causes for computer system optimization

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2756430C1 (en) * 2021-02-16 2021-09-30 Общество с ограниченной ответственностью "Нейрогрид" Method for controlling a computing module of an automation system
RU2773717C1 (en) * 2021-07-28 2022-06-08 Общество с ограниченной ответственностью "Цифровые энергосистемы" Method for restoring measurements for the purposes of automated control systems

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2293164A1 (en) Cloud computing for a process control and monitoring system
JP6225244B2 (en) Oilfield treatment control system
EP2812972B1 (en) Method and apparatus for managing the distribution of electrical energy in a power distribution grid
EP2930623B1 (en) Controller system with peer-to-peer redundancy, and method to operate the system
CN110376876B (en) Double-system synchronous safety computer platform
CN106790436B (en) Traffic system monitoring method based on cloud architecture and control center cloud server
CN104516306A (en) Redundant automation system
KR101856861B1 (en) Operation system applicable to distribution network and various type microgrid
RU2740683C1 (en) Method of redistributing functions between automation devices in case of faults in an automated system
CN112134293A (en) Station terminal public unit and wide area autonomous method based on edge calculation
Su et al. Performance evaluation of multiagent systems for navy shipboard power system restoration
RU89257U1 (en) DISTRIBUTED INFORMATION-MANAGEMENT SYSTEM BASED ON INTELLIGENT SENSORS
CN107450980B (en) Method for operating an automation device and automation device
KR20110068669A (en) Supervisory control and data acquisition system using distribute network protocol
CN110247809B (en) Communication control method of double-ring network control system
Mori Autonomous decentralized systems technologies and their application to a train transport operation system
KR20230064270A (en) Apparatus, method and system for high-speed control platform for voltage direct current transmission network
CN104283943A (en) Communication optimizing method for cluster server
RU2679739C1 (en) Automation system with dynamic functional architecture
van der Linde Using iec61499 to achieve smart grid automation through interconnected distribution reclosers
US10991235B2 (en) Fire-prevention control unit
Zhang et al. Design and implementation of communication network for modular microgrid based power park
Weins et al. Development of simulation model of HPC system for Super Charm-Tau factory
CN116841185B (en) Industrial control system architecture capable of realizing high-real-time multi-level dynamic reconstruction
WO2014091419A1 (en) A method of configuration for control application in a control system

Legal Events

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

Effective date: 20210924