автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.16, диссертация на тему:Разработка и реализация диагностической системы для автоматизированной системы контроля и учета электроэнергии (АСКУЭ)

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ.

1.1. Задачи и цели построения АСКУЭ.

1.2. АСДУ, классификация.

1.3. Варианты построения и рынок АСКУЭ.

1.4. Постановка задачи диагностики

1.5. Модернизация ПТК АСКУЭ

Выводы по главе 1.

Глава 2. ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОТОКОВ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ.

2.1. Поток требований АСДУ.

2.2. Случайные процессы в потоках требований АСКУЭ

2.3. Синтез моделирующего алгоритма. Модель системы. Выводы по главе 2.

Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ СОВМЕЩЕНИЯ РАЗНОРОДНЫХ ПОТОКОВ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ.

3.1. Факторы, влияющие на дисциплину обслуживания потока АСКУЭ.

3.2. Интенсивность потока заявок АСДУ.

3.3. Распределение времени занятости каналов связи.

Выводы по главе 3.

Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ КОНФЛИКТОВ

МЕЖДУ СИСТЕМАМИ.

4.1. Влияние режима работы АСКУЭ на показатели эффективности СМО.

4.2 . Исследование зависимости количества конфликтов от интенсивности потока заявок АСДУ.

4.3. Построение оптимального режима работы АСКУЭ.

4.4. Аппаратурная и программная реализация устройства контроля и диагностики.

Выводы по главе 4.

Одним из стратегических направлений энергосберегающей политики России является совершенствование системы учета и отчетности за расходованием топливно-энергетических ресурсов, а также обязательное использование измерительных приборов и систем для учета расхода потребляемых и отпускаемых энергоносителей.

Поэтому важнейшим этапом перестройки предприятий должно стать массовое оснащение всех потребителей средствами учета, контроля и регулирования расхода всех видов затрачиваемых энергоресурсов.

Автоматизированные системы контроля и учета электроэнергии (АСКУЭ), предназначенные для решения задач учета и контроля расхода электроэнергии, ввиду сложности современных тарифов на электроэнергию должны стать более оперативными. Это требует модернизации большинства существующих АСКУЭ. Учитывая распределенную структуру энергоподразделений и многоуровневость современных АСКУЭ недопустимо чрезмерное увеличение стоимости модернизации. Одним из методов уменьшения затрат на модернизацию АСКУЭ является совмещение систем передачи информации (СПИ) АСКУЭ и автоматизированной системы диспетчерского управления (АСДУ). В этом случае для реализации АСКУЭ не нужна прокладка новых каналов связи, использование уже существующих каналов диспетчерской связи в фоновом режиме существенно снизит стоимость комплексов АСКУЭ.

В то же время важность надежной работы устройств АСКУЭ ставит требование надежности на первое место. Постоянная поддержка работоспособности технических средств АСКУЭ требует введения функции самоконтроля устройств с автоматической сигнализацией и локализацией неисправностей.

Развернутая региональная энергосеть с радиусом в сотни километров требует от обслуживающего персонала постоянного и оперативного под7 держания энергообъектов в рабочем состоянии. Таким образом, необходима техническая диагностика, которая позволит:

1) дистанционно получать информацию о состоянии технических средств на энергообъектах с нужной точностью;

2) локализовывать и частично устранять неисправности и ошибки в аппаратуре дистанционно;

3) повысить оперативность в обнаружении причин неисправностей технических средств;

4) снизить материальные затраты на ремонтообслуживание энергообъектов выездными бригадами АСУ и сделать само ремонтообслуживание более целенаправленным.

Таким образом, актуальной является задача разработки оперативной и надежной автоматизированной системы контроля и учета электроэнергии с функцией диагностирования технических средств АСКУЭ.

В связи с вышеизложенным, целью работы является повышение надежности функционирования технических средств АСКУЭ и оперативности обнаружения неисправностей.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Создать систему массового обслуживания (СМО), состоящую из АСКУЭ и АСДУ, на базе единых сетей передачи и распределения информации, обслуживающую потоки событий различного типа. Для этого необходимо:

- провести анализ характеристик потоков событий, обслуживаемых системой;

- разработать вероятностную математическую модель и моделирующий алгоритм процесса обслуживания заявок исследуемых потоков;

- создать методику определения оптимальных режимов работы АСКУЭ.

2. Разработать алгоритмы диагностической системы. 8

3. Разработать программные и аппаратные средства диагностических комплексов АСКУЭ.

4. Испытать разработанные методы и алгоритмы в реальной системе.

Методы исследования. При решении поставленных задач использовались методы статистического моделирования, теории вероятностей и математической статистики, теории массового обслуживания, теории информационно-измерительных систем.

Научная новизна. В работе получены новые научные результаты:

- разработана и исследована математическая вероятностная модель описания потоков событий автоматизированных систем в электроэнергетике, на основе которой создан моделирующий алгоритм СМО;

- на базе разработанного моделирующего алгоритма процесса функционирования автоматизированных систем на единых каналах передачи информации получены и оценены различные варианты дисциплин обслуживания запросов потоков;

- на основе предложенной методики найдены оптимальные режимы работы АСКУЭ.

Практическая ценность. Практическая ценность полученных в диссертации результатов выражается в том, что:

- разработан и внедрен в работу опытный образец автоматизированной системы АСКУЭ, основанный на разработанных принципах и алгоритмах функционирования;

- даны проверенные на практике рекомендации по выбору оптимальных режимов работы интегрированной в АСКУЭ диагностической системы;

- разработано прикладное программное обеспечение, позволяющее применить предложенные в работе принципы функционирования АСКУЭ и алгоритмы диагностической системы.

Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы использованы при разработке модернизированного программнотехнического комплекса АСКУЭ с функцией диагностирования и переданы в 2 предприятия АО "Удмуртэнерго": Южные электрические сети и Центральные электрические сети.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Математическая вероятностная модель описания потоков событий автоматизированных систем в электроэнергетике.

2. Моделирующий алгоритм процесса функционирования автоматизированных систем на единых каналах передачи информации.

3. Методика нахождения оптимальных режимов работы АСКУЭ.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на Интенсивном Курсе "Экономика в электроэнергетике и энергосбережение посредством рационального использования электротехнологий" (TEMPUS/TACIS, Проект T-JEP-10021-95, г. С.Петербург, 1997 г.), на международной научно-технической конференции "Автоматизация сельскохозяйственного производства" ( г.Углич, 1997 г.), на региональном семинаре "Энергосбережение в Удмуртской Республике" (г. Ижевск, 1997 г.), на конференции научно-молодежной школы "Информационно-измерительные системы на базе наукоемких технологий" (г. Ижевск, 1997 г.) и на научно-технических конференциях "Ученые ИжГТУ - производству" в г. Ижевске в 1996-1998 г.г.

Материалы диссертации опубликованы в 9 печатных работах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы (102 наименования), 3 приложений. Работа содержит 159 страниц машинописного текста, в том числе 37 рисунков, 19 таблиц, 27 страниц приложений.

Выводы по главе 4

1. Результаты моделирования показали, что период опроса Тас-Куэ=15 минут и менее непригоден для работы АСКУЭ по причине наихудших показателей конфликтности (общее число конфликтов, число конфликтов в сутки, максимальная длина потерянной очереди, максимальное отклонение от периода опроса - имеют наибольшее значение).

2. Работа диагностической системы в режиме автоматической диагностики непригодна ни при каких режимах АСКУЭ по причине увеличения конфликтных ситуаций более чем в 2 раза по сравнению с умеренной диагностикой.

3. Оперативность сбора данных АСКУЭ оценена величиной отклонения от периода опроса, максимальное значение которой не превышает 17 минут для любых режимов АСКУЭ-С и АСКУЭ-Д.

4. При интенсивности диагностических запросов в диапазоне от цз=2 14 суток до |1з-0.5 ч- 3.5 часа допустимыми режимами работы АСКУЭ-С являются режимы с периодом опроса ТаСкуэ=30 ч- 90 минут.

5. Структура действующей и модернизированной АСКУЭ базируется на использовании метрологически аттестованного контроллера сбора данных КИУС ЦТ-5000. Для устранения таких недостатков КИУС ЦТ-5000, как частые зависания и выход из строя модулей контроллера, необходимо использовать разработанный контроллер диагностики и связи (КДС-ВТ), позволяющий повысить надежность функционирования КИУС ЦТ-5000 и адаптировать его для работы с модемом.

6. Отладочно-технологический сервер (ОТС-ВТ), разработанный на базе КДС-ВТ, позволяет проводить более тщательную диагностику КИУС ЦТ-5000 в локальном режиме (без каналов связи).

121

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации рассмотрены вопросы разработки и реализации диагностической системы для АСКУЭ на основе методов статистического моделирования и теории массового обслуживания.

Основными результатами работы являются:

1. Проведен исчерпывающий обзор автоматизированных систем контроля и учета электроэнергии, известных в России.

2. Получены числовые характеристики формализованного потока заявок автоматизированной системы диспетчерского управления (АСДУ).

3. Разработан моделирующий алгоритм работы СМО для определения показателей качества обслуживания потоков заявок автоматизированных систем в электроэнергетике.

4. Получены показатели качества обслуживания потоков заявок автоматизированных систем и основные соотношения между параметрами систем.

5. Предложена методика определения оптимальных режимов работы АСКУЭ и определены оптимальные режимы работы АСКУЭ для данных конкретных условий.

6. Разработаны программные и аппаратные средства диагностической системы для АСКУЭ.

7. Разработаны программные и аппаратные средства модернизированного ПТК АСКУЭ.

8. Внедрен опытный образец модернизированного ПТК АСКУЭ, реализующий функцию удаленной и локальной диагностики технических средств АСКУЭ на базе разработанных программно-аппаратных средств и алгоритмов.

122

К основным выводам работы относятся:

1. В результате работы выявлено, что поток заявок автоматизированной системы диспетчерского управления (АСДУ) может быть описан, как простейший поток в одноканальной системе обслуживания с отказами.

2. Использование стандартных средств передачи данных (НауеБ-модемов) позволяет увеличить скорость передачи данных на высокочастотных каналах связи до 1800 б/с, а благодаря разработанной дисциплине обслуживания доказана возможность прозрачной работы двух автоматизированных систем - АСКУЭ и АСДУ на данных каналах.

3. Чтобы обеспечить оперативность работы АСКУЭ с периодичностью опроса 30 -т- 90 минут, необходимо использовать дисциплину обслуживания, основанную на совмещении диагностирования и сбора данных потребления электроэнергии, а для оценки допустимой периодичности следует использовать критерии оперативности, конфликтности и загрузки каналов.

4. Для устранения недостатков контроллеров сбора КИУС ЦТ-5000, широко распространенных в объединенной энергосистеме Урала, необходимо использовать разработанные диагностические контроллеры КДС-ВТ, ОТС-ВТ, а также алгоритмы диагностирования, которые позволяют повысить надежность модулей ЦТ-5000 и увеличить их время эксплуатации.

Полученные результаты нашли следующие применения. Теоретические результаты, полученные в ходе выполнения работы, использованы при разработке программного и аппаратного обеспечения АСКУЭ. Программно-технический комплекс АСКУЭ, охватывающий три уровня от подстанций электрических сетей до отделов АСУ предприятия электросетей, позволяет с заданной периодичностью собирать данные о потреблении электроэнергии в центры хранения и обработки информации (отделы АСКУЭ ПЭС), задавать временные режимы (период опроса, интервалы времени) и конфигурацию АСКУЭ (число и названия подстанций электро

123 сетей, скорость связи и т.д.). В АСКУЭ интегрирована диагностическая система, позволяющая дистанционно, из единого центра АСКУЭ, определять состояние контроллеров сбора данных КИУС ЦТ-5000 и каналов ВЧ связи по ЛЭП, рассредоточенных по всей территории Удмуртии. Кроме этого, во время и после разработки диагностических модулей КДС-ВТ и ОТС-ВТ, с их помощью были проведены тестирования вышедших из строя КИУС ЦТ-5000 и определены неисправные модули и узлы.

Предложения по использованию полученных результатов.

Автоматизированные системы контроля и учета электроэнергии существенно отличаются по структуре и сложности для энергоснабжающих и промышленных предприятий. Полученные в диссертационной работе результаты применимы для АСКУЭ, внедренных в предприятиях электрических сетей (ПЭС) АО-энерго, где в качестве каналов передачи информации используются каналы ВЧ связи по ЛЭП. Эти же каналы используются для автоматизированной системы диспетчерского управления (АСДУ). Изменяя входные данные разработанного моделирующего алгоритма:

- интенсивность потока АСДУ;

- период опроса подстанций;

- число подстанций АСДУ;

- число подстанций АСКУЭ;

- скорость связи модемов;

- интенсивность диагностирования можно использовать программу моделирования, как инструмент для получения основных характеристик качества обслуживания:

- загрузки каналов ВЧ связи системами;

- числа конфликтов за период;

- отклонения от периода опроса (запаздывания прихода данных потребления электроэнергии на верхний уровень АСКУЭ).

124

Полученные выводы и результаты работы остаются значимыми и для АСКУЭ с контроллерами сбора данных, отличных от КИУС ЦТ-5000. Если на нижнем уровне АСКУЭ (подстанции электросетей) будут установлены устройства сбора (УСПД) другого типа, то режимы работы и дисциплина обслуживания АСКУЭ останутся теми же. Объектом диагностирования останутся каналы ВЧ связи. Возможность диагностирования новых УСПД определяется их структурой и функциями. Возможно, что новые контроллеры сбора будут обладать функцией самодиагностики, тогда диагностическую систему можно использовать для сбора этой диагностической информации из контроллеров и передачи ее в центры обработки. Если необходимости диагностировать новые УСПД нет, то диагностическая система, нацеленная на тестирование только каналов ВЧ связи, будет работать в менее интенсивном режиме.

Таким образом, разработанные принципы функционирования АСКУЭ остаются справедливыми для любых устройств сбора и передачи данных (УСПД).

125

1. Аванесян Г.Р. Интегральные микросхемы ТТЛ, ТТЛШ: Справочник.- М.: Машиностроение, 1993.- 254 с.

2. Автоматизированные системы учета энергоресурсов на базе МСИ "Пчела". Екатеринбург: НПФ Телемеханик, 1996.- 30 с.

3. Агафонов С.С. Проектирование высокочастотных каналов по линиям электропередачи.- М.: Энергия, 1967.- 400 с.

4. Андреев В.А., Бондаренко Е.В. Релейная защита, автоматика и телемеханика в системах электроснабжения. М.: Высшая школа, 1975.- 375 с.

5. Аппаратура высокочастотной связи АВС1 // Техническое описание и инструкция по эксплуатации 2.133.039-03 ТО. 1991.- 55 с.

6. Аппаратура связи комбинированная АСК-3 // Техническое описание и инструкция по эксплуатации 0.213.018 ТО. 1980.- 105 с.

7. Асатурян В.И. Теория планирования эксперимента. М.: Радио и связь, 1983.-243 с.

8. Байков В.И., Беседин С.Н. Монтаж оборудования многоканальной связи. М.: Высшая школа, 1988.- 200 с.

9. Башарин Т.П., Харкевич А.Д., Шнепс М.А. Массовое обслуживание в телефонии. М.: Наука, 1968.- 327 с.

10. Белоус Б.П. Средства связи диспетчерского и технологического управления энергосистем. М.: Энергия, 1978.- 296 с.

11. Боборыкин A.B. Однокристальные микро-ЭВМ. М.: Миккап, 1994.-219 с.

12. Бомштейн Б.Д. Методы борьбы с помехами в каналах проводной связи. М.: Связь, 1975.- 213 с.

13. Бомштейн Б.Д., Бурда Л.Я., Фарбер Ю.Д. Качественные показатели трактов и каналов ВЧ систем передачи. М.: Связь, 1972.- 200 с.

14. Боровков A.A. Вероятностные процессы в теории массового обслуживания. М.: Наука, 1972. -170 с.126

15. Бурденков Г.В., Малышев А.И., Лурье Я.В. Автоматика, телемеханика и передача данных в энергосистемах. М.: Энергоатомиздат, 1988.353 с.

16. Бусленко Н.П. Метод статистического моделирования. М.: Статистика, 1970.- 112 с.

17. Бусленко Н.П., Шрейдер Ю.А. Метод статистических испытаний (Монте-Карло) и его реализация на цифровых вычислительных машинах. -М.: Физматгиз, 1961.- 226 с.

18. Быховский Я. Л. Основы теории высокочастотной связи по линиям электропередачи. М.: Госэнергоиздат, 1963.- 184 с.

19. Валиев Т.А., Заргаров Ш.А. Передача данных по ЛЭП. Ташкент: ФАН УзССР, 1973.- 154 с.

20. Васильев A.B. Опыт внедрения и эксплуатации систем учета электроэнергии ИИСЭ4М-192 в ПО "Балхашмедь" // Промышленная энергетика.-1995,-№ 11.

21. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М.: Наука, 1969.- 576 с.

22. Веркиенко Ю.В., Савков Л.П., Ветошкин A.B. Автоматизированная система контроля и управления потреблением и сбытом электроэнергии // Автоматизация с/х производства: Тез. докл. междунар. науч.-техн. конф. 13-16 мая 1997. Углич.- М.: 1997. Т.2.- С. 46.

23. Ветошкин A.B. Казаков B.C. Использование каналов высокочастотной связи для построения систем передачи данных // Известия тульского государственного университета, Т.2.- Тула: Информатика, 1996.- № 3.- С. 35-40.

24. Ветошкин A.B., Казаков B.C. Проектирование структуры АСКУЭ на промышленных предприятиях // Применение вычислительной техники в измерительных системах.- Ижевск: Экспертиза, 1997,- С. 3-8.

25. Ветошкин A.B. О выборе оптимальных параметров технических средств АСКУЭ // Применение вычислительной техники в измерительных системах.- Ижевск: Экспертиза, 1997.- С. 9-10.

26. Ветошкин A.B. Проверка качества генератора псевдослучайных чисел, используемого при статистическом моделировании // Труды научно-молодежной школы.- Ижевск: ИПМ УрО РАН, 1997.- С. 103-108.127

27. Ветошкин A.B., Корнилов И.Г. Задачи построения АСКУЭ для многотарифного учета электроэнергии // XXX научно-техн. конф.: Тез. докл. Ижевск: Экспертиза, 1996.- С. 17.

28. Ветошкин A.B., Вдовин А.Б., Петухов К.Ю. Исследование параметров качества каналов связи в АСКУЭ. Постановка задачи диагностики // XXX научно-техн. конф.: Тез. докл. 2-6 апр. 1996.- Ижевск: Экспертиза, 1996.-С. 16.

29. Воропай Н.И., Ковалев Г.Ф., Федотова Г.А. Реформирование электроэнергетики и надежность электроснабжения // Энергия.- 1998,- №3.-С. 14-18.

30. Голенко Д.И. Моделирование и статистический анализ псевдослучайных чисел на электронных вычислительных машинах.- М.: Наука, 1965.-228 с.

31. ГОСТ 6570-75 Счетчики активной и реактивной энергии индукционные. Общие технические условия.- М.: Изд-во стандартов, 1981.- 32 с.

32. ГОСТ 18145-81 Стык модема с ООД.- М.: Изд-во стандартов, 1982.- 18 с.

33. ГОСТ 26035-83 Счетчики электрической энергии переменного тока электронные. Общие технические условия.- М.: Изд-во стандартов, 1984.- 22 с.

34. ГОСТ 20855-83 Характеристики модемов (до 2400 Бод).- М.: Изд-во стандартов, 1984.- 21 с.

35. ГОСТ 21655-87 Релейная, спутниковая связь. Характеристики каналов (проводная, радиорелейная, спутниковая связь).- М.: Изд-во стандартов, 1989.-20 с.

36. ГОСТ 28384-89 Станции телефонные. Параметры информационных акустических сигналов тональной частоты.- М.: Изд-во стандартов, 1990.-5 с.

37. Гуртовцев A.JL, Безносова М.Ю. Программный комплекс АСКУЭ промышленного предприятия // Пром. энергетика.- 1995.- № 12.

38. Гуртовцев A.J1. Микропроцессорный КТС для построения распределенных сетей учета и контроля энергии КТС ИИСЭЗ // Приборы и системы управления.- 1989.- № 1.128

39. Гуртовцев А.Л., Забелло Е.П. Семейство АСКУЭ ИИСЭЗ -ИИСЭ4 (обзор) // Пром. энергетика.-1991.- № 7.

40. Гуртовцев A.J1. Модернизированная система ИИСЭ-ЗИМ, сопрягаемая с ЭВМ по интерфейсам ИРПР ИРПС // Пром. энергетика.- 1991.-№3.

41. Гурчик М.Е. Применение средств радиосвязи в составе автоматизированной системы контроля электропотребления Гродноэнерго // Пром. энергетика.- 1992.- № 1.

42. Дениел К. Применение статистики в промышленном эксперименте." М.: Мир, 1979.-293 с.

43. Денисов А.И., Соколов Ю.Е., Лифанов Е.И. Сравнительный анализ электронных счетчиков электроэнергии // Пром. энергетика.- 1996.- № 4.

44. Дженнингс Ф. Практическая передача данных. Модемы, сети, протоколы.- М.: Мир, 1989.- 253 с.

45. Джонсон Н., Лион Ф. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке // Методы обработки данных.- М.: Мир, 1980. Т.1.- 602 с.

46. Дианов И. Модемы для ведомственных сетей технологической связи // Энергетик.- 1997.- № 2.

47. Ефремов В.Е. Передача информации по распределительным сетям 6-35 кВ.- М.: Энергия, 1971.- 158 с.

48. Жижин В.В., Хараз Д.И., Рябцев Н.И. Экономический механизм энергосбережения в промышленности Москвы // Пром. энергетика.- 1992.-№6.

49. Забелло Е.П., Гуртовцев А.Л., Переход В.Г. Автоматизация коммерческого учёта энергопотребления промышленностью в рамках АСКУЭ энергосистемы // Пром. энергетика.- 1995.- № 10.

50. Звуковые платы на любой вкус // PC Magazine Russian Edition.-июль 1995.-С. 87-113.

51. Зыкин Ф.А., Каханович B.C. Экономия топлива и электроэнергии. Измерение и учет электрической энергии.- М.: Энергоиздат, 1982.- 104 с.129

52. Ивченко Г.И., Медведев Ю.И. Математическая статистика.- М.: Высшая школа, 1984.- 244 с.

53. Ильин В.А. Телеуправление и телеизмерение.- М.: Энергоиздат, 1982.-560 с.

54. Казаков B.C., Ветошкин A.B. Программно-технический комплекс контроля и диагностики каналов связи тональной частоты // Труды научно-молодежной школы.- Ижевск: ИПМ УрО РАН, 1997.- С. 109-113.

55. Казаков B.C., Ветошкин A.B., Тестоедов В.В. Автоматизированные системы контроля и управления потреблением и сбытом энергии (Анализ серийно выпускаемых ИИС).- Ижевск: ИжГТУ, 1997.- 37 е.- Деп. в ВИНИТИ 12.07.97, №760-В97.

56. Каханович B.C., Шидловская М.Н. Эффективность внедрения автоматизированных систем учета электроэнергии (АСУЭ) на промышленных предприятиях Белоруссии // Проблемы развития промышленной энергетики Белорусской ССР.- Минск: Полымя, 1974.- С. 101-108.

57. Каханович B.C., Ткаченко В.Е., Тюшкевич Н.И. Некоторые проблемы измерения и учета электрической энергии // Пром. энергетика.-1979,-№1.- С. 53-54.

58. Каханович B.C., Красько A.C. О некоторых технических требованиях к информационно-измерительным системам учета и контроля электрической энергии // Пром. энергетика.- 1979.- № 5.- С. 27-29.

59. Климов Т.П. Стохастические системы обслуживания.- М.: Наука, 1966.-244 с.

60. Кнут Д. Искусство программирования для ЭВМ. Получисленные алгоритмы.- М.: Мир, 1977. Т. 2.- 726 с.

61. Коваленко И.Н., Филиппова A.A. Теория вероятностей и математическая статистика.- М.: Высшая школа, 1982,- 254 с.

62. Комплекс технических средств информационной и управляющей системы ЦТ-5000 // Инструкция по эксплуатации 3.670.068 ИЭ.- Киев: Росток, 1991.-79 с.

63. Комплекс технических средств "Энергия" // Техническая информация. 1-е изд.- Пенза: ПО Старт, 1991.130

64. Комплекс технических средств "Ток". Построение совместимых систем учета электроэнергии.- Пенза: АО Амрита, 1994.

65. Копытов Ю.В. Энергонадзор в энергосистеме // Пром. энергетика.- 1993.-№7.

66. Кофман А., Крюон Р. Массовое обслуживание. Теория и приложения.- М.: Мир, 1965.- 302 с.

67. Кузин J1.T. Основы кибернетики. Основы кибернетических моделей: В 2 т.- М.: Энергия, 1979. Т. 2.- 584 с.

68. Лугинский Я.Н., Семенов В.А. Информационно-вычислительные системы в диспетчерском управлении.- М.: Энергия, 1975.- 160 с.

69. Микуцкий Г.В., Скитальцев B.C. Высокочастотная связь по линиям электропередачи.- М.: Энергия, 1969.- 340 с.

70. Митюшкин К.Г. Телеконтроль и телеуправление в энергосистемах.- М.: Энергоатомиздат, 1990.- 288 с.

71. Михаль П. На пути к информационным системам реального времени // Read, me.- 1994.- № 5.- С. 23-24.

72. Михаль П. Технология автоматического учета энергоресурсов // Read, me.- 1994.- № 6.- С. 24-25.

73. Модемы: разработка и использование в России // Технологии электронных коммуникаций.- М.: Россия, 1995. Т. 62.

74. Образцов B.C., Денисов А.И. Системы АСКУЭ разработки АББ // Пром. энергетика.- 1995.- № 12.

75. Однокристальные микро-ЭВМ // Справочник.- М.: Миккап, 1994.400 с.

76. Оленев А.Ф., Проскурин В.Е., Рубанов В.Ф. Опыт работы Михайловского горно-обогатительного комбината по автоматизации учета энергоресурсов // Пром. энергетика.- 1992.- № 4.

77. Орнов В.Г., Рабинович М.А. Задачи оперативного и автоматического управления энергосистемами.- М.: Энергоатомиздат, 1988.- 223 с.131

78. Основные положения типового технического задания на создание АСКУЭ регионального отделения РАО "ЕЭС России" объединенная энергетическая система.- М.: 1996 г.

79. ОСТ 4538-86 Линии кабельные, воздушные и смешанные городских телефонных сетей. Нормы электрические эксплуатационные.- М.: Изд-во стандартов, 1988.- 15 с.

80. Петровский И.И. Логические HC КР1533, КР1534 // Справочник в 2-х частях.- 1993.

81. Плотников A.C. Реконструкция электрохозяйства промышленного предприятия с минимальными затратами // Пром. энергетика.- 1995.- № 6.

82. Поярков K.M. Электрические станции, подстанции, линии и сети.-М.: Высшая школа, 1974.- 312 с.

83. Правила пользования электрической и тепловой энергией. 3-е изд.- М.: Энергоиздат, 1982.- 112 с.

84. Правила пользования электроустановками. 6-е изд.- М.: Энерго-атомиздат, 1985.

85. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей.-М.: Энергоатомиздат, 1989.

86. Правила устройства электроустановок. 6-е изд. М.: Энергоатомиздат, 1987. - 648 с.

87. Праховник A.B. Комплекс технических средств информационной электроизмерительной и управляющей системы КТС КИУС ЦТ-5000 // Пром. энергетика.- 1990.- № 9.

88. Программа энергосбережения Удмуртской Республики.- Ижевск: 1996.-32 с.

89. Руководящий документ по общегосударственной системе автоматизированной телефонной связи ОГСТФС, кн. 1,2 ЦНИИС.- М.: 1988.

90. Саати Т.Л. Элементы теории массового обслуживания и ее приложения.- М.: Сов. радио, 1971.- 480 с.

91. Соскин Э.А. Основы диспетчеризации и телемеханизации промышленных систем энергоснабжения.- М.: Энергия, 1977.- 400 с.132

92. Справочник по проектированию систем передачи информации в энергетике / под ред. В.Х.Ишкина и С.С.Рокотяна.- М.: Энергия, 1977.- 384 с.

93. Стасевич Р.К. Автоматизированная система учета, контроля и управления электропотреблением ДПО "Азот" на базе ИИСЭ-2М и ПЭВМ типа IBM // Пром. энергетика.- 1995.- № 6.

94. Типовая инструкция по учету электроэнергии при ее производстве, передаче и распределении РД. 34.09.101-94.- М.: СПО ОРГРЭС,1995.-43 с.

95. Тубинис В.В. Учет электрической энергии в России // АСЭМ.1996.-№3.

96. Фараонов В.В. Основы Турбо Паскаля.- МВТУ-Фесто-Дидактик, 1992.-217 с.

97. Цапенко М.П. Измерительные информационные системы.- М.: Энергоатомиздат, 1985.- 429 с.

98. Чернилин Ю.Ф. Современные проблемы электроэнергетики России // Энергия, 1997.- № 10.- С. 15-20.

99. Шенк X. Теория инженерного эксперимента.- М.: Мир, 1972.- 376с.

100. Шестаков В.Н. и др. Автоматизированная система управления потреблением и сбытом энергии в АО-энерго // Энергетик, 1995.- № 2.- С. 2-4.

101. Шпидько В.Н., Жуков С.А. Опыт эксплуатации комплекса технических средств "Энергия" на сталепрокатном заводе АО "Кировский завод" // Пром. энергетика, 1995.- № 10.

102. Энергосбережение на промышленных предприятиях // Тез. докл. конф. 16-17 апр. 1996.- Ижевск, 1996.134

103. П. 1.1. Анализ необходимости разработки

104. Таким образом, разработка программно-технического комплекса, анализирующего качество каналов связи тональной частоты на базе звуковой карты в настоящее время актуальна.

105. ПЭВМ IBM PC стандартной конфигурации;

106. Звуковая карта Gravis UltraSound (GUS);

107. Устройство согласования уровней (УСУ);

108. Комплект соединительных кабелей;

109. Управляющая программа "ВЧ канал".

110. П. 1.3. Основные характеристики комплекса "ВЧ-канал":

111. Тестируемый диапазон частот 300.3400 Гц;

112. Диапазон изменения уровня генерируемого сигнала —13.+4.3дБн;

113. Режим работы звуковой карты полный дуплекс;

114. Характеристики звуковой карты Gravis UltraSound (GUS) 50.: 4.1. АЧХ не ниже +3 дБ в диапазоне от 40 Гц до 17 кГц;

115. Показатель суммарных нелинейных искажений плюс (THD+N)-менее 0.1 %;

116. Отношение С/Ш не ниже 65 дБ;

117. Разделение каналов не хуже -60 дБ;

118. Шумы квантования меньше -60 дБ;

119. Интермодуляционные искажения ниже 0.03 %;

120. Динамический диапазон 1-кГц сигнала не менее 65 дБ.

121. П.1.4. Описание звуковой карты Gravis UltraSound

122. GF1 совместим с 8-ми и 16-ти битными данными, стерео или моно, знаковыми или беззнаковыми и 8-ми или 16-ти DMA-каналами.

123. П.1.5. Устройство согласования уровней

124. Устройство согласования уровней (УСУ) предназначено для защиты звуковой карты от перенапряжения, гальванической развязки комплекса от канала связи и согласования уровней сигналов.

125. П. 1.6. Работа анализатора "ВЧ-канал"

126. Взаимодействие устройств анализатора осуществляется следующим образом (рис.П.1).

127. Рис.П.1. Взаимодействие устройств анализатора138

128. П. 1.7. Порядок подключения аппаратуры

129. Вставить звуковую карту в свободный ISA слот ПЭВМ IBM PC.

130. Подключить УСУ к сети питания.

131. Соединить прилагаемым кабелем с белым разъемом выход Speaker Out звуковой карты со входом О-» УСУ.

132. Соединить прилагаемым кабелем с черным разъемом вход Line In звуковой карты с выходом 0<- УСУ.5. Нажать кнопку "Сеть" УСУ.

133. Включить ПЭВМ и переписать ПО Диагностического комплекса "ВЧ-канал" с дискеты в произвольную директорию жесткого диска ПЭВМ, например: C:\GUS.

134. Проинсталлировать программное обеспечение, входящее в комплект поставки звуковой карты GUS, в файле ULTRAMIX.INI в разделе DOS Levels. привести запись к следующему виду: Line Left=5

135. Для инициализации ЗК этими значениями запустить программу ULTRAMIX.EXE139

136. Запустить программу UPDK.EXE.

137. П. 1.8. Настройка комплекса

138. П. 1.8.1. Калибровка ЦАП звуковой карты

139. Для этого необходимо выполнить следующие действия:

140. Подключить вольтметр к разъемам "Линия 1", "Линия 2" УСУ при нажатой кнопке "Линия 1", "Лок/Удал", отжатой кнопке "Линия2", и отсоединенным от УСУ каналом связи.

141. Выбрать пункт меню программы "Настройка ЦАП диагностического комплекса", тем самым включить комплекс на генерирование настроечного сигнала на одной из рабочих частот комплекса, с начальным напряжением иНач=0 В.

142. Программа предложит повторить действия п.З для всех имеющихся рабочих частот.

143. П. 1.8.2. Калибровка АЦП звуковой карты140

144. Целью калибровки является обеспечение правильного преобразования принятого с АЦП числа в напряжение на каждой рабочей частоте.

145. Для этого необходимо выполнить следующие действия:

146. Подключить вольтметр к разъемам "Линия 1", "Линия 2" УСУ при нажатой кнопке "Линия 1", "Лок/Удал", отжатой кнопке "Линия 2", и отсоединенным от УСУ каналом связи.

147. При тестировании программа восстановит необходимую информацию о работе АЦП из файла конфигурации.

148. П. 1.9. Использование комплекса "ВЧ-канал"

149. Перед началом использования комплекса необходимо:

150. Подсоединить проключенный 4-х проводной канал связи к разъемам "Линия 1", "Линия 2" УСУ.

151. Если разъем "Линия 1" должен работать на передачу (прием), то кнопка "Линия 1" должна быть нажата (отжата).

152. Если разъем "Линия 2" должен работать на передачу (прием), то кнопка "Линия 2" должна быть нажата (отжата).

153. Кнопка "Лок/Удал" должна быть отжата.

154. Запустить программу updk.exe

155. По умолчанию программа настроена на быстрое, равное « 2 минутам тестирование, при необходимости другого отрезка времени выбрать пункт меню "Назначение параметров тестирования" и назначить необходимое время тестирования.141

156. Выбрать пункт меню "Тестирование канала связи", программа проведет тестирование канала и выведет отчет с результатами тестирования на экран.

157. Выбрать пункт меню "Графическое представление АЧХ" для получения графического представления амплитудно-частотной характеристики.

158. Выбрать пункт меню "Выход" для выхода из программы.uses crt,dos; CONSTalfal = 15.0;beta 1=300.0; {диапазон ф.п.р.интервалов между заявками}alfa4= 1728.0;beta4= 12096.0; {диапазон ф.п.р.интервалов между заявками}n— 11; {число интервалов разбиения}

159. Taskue=30*60; {период сбора данных в АСКУЭ}

160. Sr=3*60; {временной срез пакета}

161. С= 149; {объем пакета данных в байтах}

162. Ysv=1800; {скорость связи модемов б/с}

163. Nmax 1 = 16; {максимальное число каналов связи АСДУ}

164. Nmax2= 16; {максимальное число каналов связи АСКУЭ}

165. TAUsv=20; {время связи модемов}

166. TAUmin=trunc((Taskue/Sr*C* 11)/Vsv); {минимальное время обслуживания}

167. TAUob 1 = 1/66; {интенсивность обслуживания АСДУ}1. TAU 1 = 1/(2425); {}

168. TAU2= 1/(422); {интенсивности потока АСДУ в зонах суток}1. TAU3= 1/(1085); {}

169. TAUogid=3*60; {время ожидания освобожд-я канала}

170. Tobsl3=60; {время обслуживания заявки АСКУЭ-Д}

171. QM,QSR:integer; {максимальная и средняя длины очереди ОНЗ}

172. QMLOST,QSLOST:integer; {макс, и сред, длины потерянной очереди ОНЗ} Q1 ,Q2:integer; {счетчики средних длин очереди }

173. QueueDiag:arrayl.Nmax2. of byte; {очередь диагностируемых каналов}

174. XTOBSR 1 ,ХСНЕТ1 rlongint; XTSR 1 ,ХТ 1 rlongint; ZASDU:real; OSC,DC,OOST:byte; CICLE:integer; DOLOSC:longint; DEAD:boolean; usl:boolean; bufs:longint; summa: integer;

175. Symbol: string5.; Sym: string[9];

176. DELTAT:arrayl.Nmax2. of text; {отклонение от периода опроса} files:text; {файл интервалов между заявками АСДУ}

177. QKRIT:arrayl.Nmax2. of byte; {критическая конфликтность каналов} FPRQ:array[0.20] of integer; {функция пл.распр. длины очереди в периоде} Q1 ,Q2:integer; {доли типов конфликтов (тип 1 или тип2}

178. QDay:arrayl .30. of byte; {число конфликтов в день}—}procedure Ak (alfa,beta:real;n:integer);процедура формирования интервалов разбиения Ak}var k:integer;a:real;beginfor k:=0 to n do begin

179. Nkan2:=Puz;inc(Puz); if Puz>Nmax2 then Puz:= 1; endelsebegin

180. UslOut:=false;Puz:= 1; end;until UslOut; end elsebegin1. Nkan2:=0;QC)BR:=true; endend elseif not(STARTDIAG) then Nkan2:=Nkan2+1 elsebeginif PuzD>KolDiag then begin

181. Append(DELTATNkan2buf.); Str((T2buf-TimeChan[Nkan2buf]-Taskue),Symbol); writeln(DELTAT[Nkan2buf],Symbol); Close(DELTAT[Nkan2buf]); end;}

182. QueueMax:=0; kk:=0;hhh:=0;1. OBROST:=false;1. STARTDIAG:=false;1. KLUCH:=false;1. QOBR:=true;1. Gap:=false;for i:=l to Nmax2 do begin Queue1.:=0;QMIRi.:=0;end; {очередь чиста} for i:=l to Nmax2 do begin TimeChan[i]:=0;

183. Tlbuf:=0; {время прихода предыд.заявки АСДУ}

184. Tobsl 1 :=Expon(TAUob 1); {время обслуживания заявки АСДУ}

185. Tobsllbuf:=0; {время обслуж-я предыд.заявки АСДУ}

186. Т1 :=Tobsl 1 +Expon(TAU 1);

187. XTSR1:=T1;XT1:=1; {первый эл-т для подсчета среднего}

188. Str(Tl ,Sym); {ф.плотности распр-я f 1}

189. Append(files); {занесение интервалов в файл}writeln(files,sym);1. Close(files);

190. Nkan 1 :=Random(Nmax 1)+1; {выбранный канал связи АСДУ}

191. Nkanlbuf:=0; {предыдущий канал связи АСДУ}установка начальных значений параметров системы АСКУЭ } Т2:=0;

192. T3:={2592000;}z(alfa4,beta4,Random); {генерация очередного времени диагноста}for i:=l to Nmax2 do FlagDiag1.:=l;}1. T2buf:=0;

193. Tp:=0; {время подсчета цикла обслуживания}

194. Tobsl2:=TAUsv+TAUmin*Calck; {время обслуживания заявки АСКУЭ}1. Tobsl2buf:=0;1. Nkan2:=l;1. Nkan2buf:=0;1481. REPEATinc(j) ;gotoxy( 1,1) ;write(j); repeat inc(j); Gap:=false;if (Nkan2<=Nmax2) and (Nkan2<>0) thenbegin {---}if T3<T2 then begin {***}

195. STARTDIAG:=true; {начало обработки запроса диагностики}

196. T3:=T3+z(alfa4,beta4,Random); {генерация очередного времени диагноста} SetDiag:=D;

197. KolDiag:=Random(round(Nmax2/3))+1; i:= l; {количество подстанций в запросе} repeat

198. BufD:=Random(Nmax2)+1; if not(BufD in SetDiag) then begin

199. SetDiag:=SetDiag+BufD.; {формирование очереди на диагностику}1. QueueDiag1. :=BufD;inc(i);1. FlagDiagBufD. := 1; end;until i>=KolDiag+l; Box:=Nkan2;

200. PuzD:=2; Nkan2:=QueueDiagl.;

201. Setqueue:=Setqueue+Nkan2.;1. Tobsl2:=0;end;

202. T2buf:=T2+TAUogid; T2:=T2+Tobsl2+TAUogid; if Tobsl2=0 then Nkan2buf:=0 elsebegin

203. T2buf:=T2; T2:=T2+Tobsl2; Nkan2buf: =Nkan2; if T1>=T2 then begin1. QueueOut;

204. QSLOST:=QSLOST+Queuemax; {средняя длина потерянной очереди}1. Q1:=Q1 + 1;end; end; end;1. End {4} else Begin {0}1. Tp:=T2;Nkan2:=l;

205. Tobsl2:=TAUsv+round(((((trunc(T2-TimeChanNkan2.))/Sr)*C* 11 )/Vsv)*Calck)+

206. Tobsl3*FlagDiagNkan2.; Setqueue:=Q;if QMLOST<Queuemax then QMLOST:=Queuemax;if Queuemax<>0 thenbegin

207. QSLOST:=QSLOST+Queuemax; {средняя длина потерянной очереди}1. Q1:=Q1+1;end;1. QueueMax:=0;for i:=l to Nmax2 do Queue1.:=0; OBROST:=false;QOBR:=true;1511. End {0} End {3} end;until (T2>T1) or (T2>=2592000);if (Nkanlbuf in l.Nmax2.) then begin

208. ZKANNkan 1 buf.:=ZKAN[Nkan 1 bufj+Tobsl 1 buf; {подсчитываем занятость канала} ZKANC[Nkan 1 buf]: =ZKANC[Nkan 1 buf] +1; ZKAN 1 [Nkan 1 buf]:=ZKAN 1 [Nkan 1 buf]+Tobsl 1 buf; ZKAN1 C[Nkan 1 bufj:=ZKANlC[Nkanlbuf]+1; end;

209. T2<2592000 then {подготовка к выходу} Begin1. Repeat inc(j);if (Nkan2buf=Nkanl) and (not (Gap)) then Begin1. Components; T2:=T1;

210. ХСНЕТ 1 :=ХСНЕТ 1 +1 ;XTOBSR 1 :=XTOBSR 1 +ТоЬз11; {выч-е сред.времени обсл АСДУ}

211. ТоЬ811:=Ехр оп(Т АИоЬ 1); Т1:=Т1+ТоЬ811+ВиСТ1;1. ХТ1:=ХТ1 + 1;

212. XTSR 1 :=XTSR 1 +ТоЬэ11 +Ви^Т 1; {вычисление среднего интервала} {занесение интервала АСДУ в файл}

213. Str(BufT 1 +Tobsl 1 ,Sym); Append(files); writeln(files,sym); Close(files);

214. Nkan 1 buf :=Nkan 1; if (Nkanl in l.Nmax2.) then begin

215. ZKANNkan 1 .:=ZKAN[Nkan 1 ]+Tobsl 1; {занятость канала} ZKANC[Nkan 1 ]: =ZKANC[Nkan 1 ] +1; ZKAN1 [Nkan 1] :=ZKAN 1 [Nkan 1 ]+Tobsl 1; ZKAN1 C[Nkan 1 ]:=ZKAN 1 C[Nkan 1 ] +1; end;

216. Nkan 1:=Random(Nmax 1)+1; Until T1>T2; if not(KLUCH) then if (Nkan2buf in 1 .Nmax2.) then begin

217. Tobsl2:=TAUsv+round(((((trunc(T2-TimeChanNkan2.))/Sr)*C* 11 )/Vsv)*Calck)+ Tobsl3*FlagDiag[Nkan2];end;

218. XTOBSR 1 :=round(XTOBSR 1/XCHET1); XTSR1 :=round(XTSRl/XTl);

219. АКТ № 48/12 ввода в опытную эксплуатацию

220. Комиссия под председательством зам.гл.инженера ЮЭС Тестоедова В.Вв составе:от НТЦ-ВТ:

221. Комиссия рекомендует ввести программно-технический комплекс (ПТК) АСКУЭ в опытную эксплуатацию с « 6 » ноября 1998 г. сроком на 6 месяцев до 30 апреля 1999 г.

222. ПТК АСКУЭ вводится в опытную эксплуатацию на следующих энергообъектах:1. Центральный РЭС:

223. Подстанция (п/с) Каменная.2. П/с Завьялово.3. П/с Вараксино.4. П/с Опытная.

224. П/с Позимь. Сарапульский РЭС:1. П/с Дзержинская.2. П/с Высотная.

225. Опытную эксплуатацию ведет отдел АСУ ЮЭС совместно с НТЦ-ВТ. Состав переданного оборудования ПТК АСУЭ приведен в приложении 1.1. От ЮЭС АО "Удмуртэнерго":сС^.^аХестоедов В.В.1. Перевозчиков Ю.М.•>1^2.Овечкин О.В.1. Костачев А.Б.1. От НТЦ-ВТ:

226. Ветошкин А.В. Корнилов И.Г.4S?