Контроллеры многофункциональные сбора данных КСД "ICM-3000"

Назначение

Контроллеры многофункциональные сбора данных КСД «ICM-3000» (далее - КСД) предназначены для измерений электрической энергии и мощности, измерений времени; коммерческого и технического, многотарифного учета энергоресурсов, поддержания единого времени в составе АСКУЭ.

Описание

КСД используется в составе систем измерительных автоматизированных коммерческого учета энергопотребления АСКУЭ «ICM-3000» (далее - АСКУЭ) в качестве связующего и вычислительного компонента каналов измерения электрической энергии и мощности, для поддержания единого времени средств измерений в АСКУЭ в рамках распределенной системы обеспечения единого времени (далее - СОЕВ), для сбора информации о техническом состоянии программно-технических средств АСКУЭ, кроме того, КСД в составе АСКУЭ используется для удаленного сбора данных о расходе тепла и воды.

КСД в составе АСКУЭ обеспечивает измерение и сбор данных о расходе электрической энергии и средней мощности измерительно-информационными комплексами (далее - ИИК), в том числе: электросчетчиками прямого и трансформаторного подключения. ИИК обеспечивают представление измеренных данных и данных учета в виде цифровых кодов и поддерживают открытые протоколы обмена по цифровым интерфейсам, а КСД выполняет сбор, предварительную обработку и хранение данных измерений и данных учета и передачу собранных данных, по запросу, на верхний уровень АСКУЭ по цифровым каналам связи. КСД в составе АСКУЭ может использоваться для удаленного сбора данных от теплосчетчиков и водосчетчиков (водосчетчики с импульсым выходом в комплекте с преобразователями импульсного выхода в цифровой код).

КСД представляет собой промышленный контроллер, состоящий из следующих основных блоков: центрального процессора и самоорганизующейся базы данных (далее - БД) на основе энергонезависимой памяти, GPRS/CSD-модема, портов Ethernet и USB, блока цифровых интерфейсов, часов реального времени, устройств индикации, блока питания.

Центральный процессор, при помощи встроенного программного обеспечения (далее -ПО), осуществляет взаимодействие основных блоков КСД: конфигурирование и контроль работы ИИК подключаемых к КСД, сбор, предварительную обработку и размещение в своей БД данных измерений с ИИК, подготовку и пакетную передачу данных измерений по цифровым каналам связи в информационно-вычислительный комплекс сбора и обработки данных (далее - ИВК) по запросу ИВК. Также в памяти КСД хранится доступная ИВК информация о текущей конфигурации каждого ИИК и размещены журналы событий КСД и ИИК. В качестве ИВК может выступать переносной персональный компьютер (далее - ПК).

Встроенный в КСД GPRS/CSD-модем предназначен для связи между КСД и удаленным ИВК, для обмена данными и управления функциями КСД по протоколу TCP/IP (интернет-канал) либо по CSD - голосовому каналу передачи данных. CSD - канал используется в качестве резервного канала для соединения ИВК с КСД при отсутствии TCP/IP соединения. КСД имеет динамический IP-адрес, IP-адрес ИВК хранится в конфигурации КСД.

LAN-порт (Ethernet) предназначен для связи между КСД и ИВК для обмена данными и управления функциями КСД по протоколу TCP/IP через локальную сеть.

USB порт (тип В - класс 2.0) предназначен для подключения к ПК с целью чтения и записи БД КСД, а также для конфигурирования КСД - чтения и записи заводского номера, сетевого адреса, IP-адреса ИВК, параметров работы блока цифровых интерфейсов и т.д.

Цифровые интерфейсы RS-485, 4 канала, позволяют осуществлять связь между КСД и ИИК для обмена данными и управления функциями ИИК, в том числе через каналообразующую аппаратуру типов RF (радиоканал) или PLC.

Всего листов 6

Встроенные часы предназначены для выполнения запланированных задач по сбору, предварительной обработке и передаче данных измерений, а также выступают в качестве контрольных часов при корректировке времени ИИК в рамках СОЕВ - часы КСД синхронизируются с ИВК, либо синхронизация проводится при помощи сервисного ПО персонального компьютера. Для поддержания работы часов при отключении питания КСД, установлена литиевая батарея. Срок службы батареи не менее срока службы КСД при нормальной эксплуатации. Ход часов при отсутствии питания обеспечивается с помощью встроенной литиевой батареи не менее 3 лет.

Устройства индикации выполнены в виде светодиодной арматуры и позволяют визуально определять статус текущего состояния цифровых интерфейсов КСД: приём и передача данных по интерфейсам RS-485 и USB, обмен данными по Ethernet, GPRS/CSD, а также уровень сигнала GSM-сети.

Блок питания предназначен для обеспечения питанием всех блоков КСД, а также предусмотрен дополнительный выход питания +5 В для питания внешней каналообразующей аппаратуры.

Эксплуатация КСД предусматривается в защитном шкафу (также в защитном шкафу размещаются коммутационная и каналообразующая аппаратура АСКУЭ).

Фотография внешнего вида КСД приведена на рисунке 1.

Рисунок 1. Внешний вид КСД

Программное обеспечение

Программное обеспечение ПО КСД «ICM-3000» является метрологически значимым. Разделение ПО исполняемого кода на метрологически значимую и незначимую части не реализовано.

Состав ПО:

- исполняемый код - неизменяемая часть;

- база данных измерений и учетных показателей - переменная часть;

- база протоколов обмена с ИИК - переменная часть;

- таблицы конфигурации каждого подключенного ИИК (сетевой номер, тарифное расписание и т.п.) - переменная часть.

База протоколов обмена с ИИК и таблицы конфигурации являются частью верхнего уровня АСКУЭ где применяется КСД, и вносится в КСД при его рабочем конфигурировании на месте эксплуатации. При выпуске из производства в БД КСД вносятся протоколы

Лист № 3

Всего листов 6 электросчетчиков СОЭ-55, СТЭ-561 и СТС-565, протокол Радиоадаптера RA 433-T2 (преобразователь импульсного сигнала водосчетчиков) и тестовая конфигурация.

Версия и контрольная сумма исполняемого кода программного обеспечения процессора КСД приведена в таблице 1.

Таблица 1

В соответствии с ГОСТ Р 8.654-2009, защита программного обеспечения и измерительных данных КСД от случайного или несанкционированного вмешательства, в том числе переменная часть, обеспечивается:

- автоматическим контролем целостности фиксированной части своего ПО выполняемого при подаче питания на КСД или по запросу верхнего уровня;

- контрольной суммой пакетов передаваемых данных;

- паролем доступа на чтение;

- паролем доступа на чтение и запись;

- применением в исполняемом коде ПО алгоритма верификации данных измерений, данных о событиях и протоколов обмена ИИК по косвенным признакам;

- фиксацией даты внесения в таблицы конфигурации КСД;

- контрольным чтением рабочей конфигурации КСД из ИВК;

- эксплуатацией КСД в защитном пломбируемом шкафу.

Защита программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует «Среднему» уровню по Р 50.2.077-2014.

Технические характеристики

Измерение электрической энергии и средней мощности для ИИК, подключаемых к КСД, осуществляется на базе счетчиков электрической энергии СОЭ-55, СТЭ-561 и СТС-565.

Пределы допускаемой абсолютной погрешности, получаемой за счет математической обработки измерительной информации, поступающей от ИИК, программным обеспечением ПО КСД «ICM-3000», составляют одну единицу младшего разряда измеренного (учтенного) значения выдаваемого ИИК:

+ 0,01 кВт^ч (или квар^ч соответственно) при измерении энергии;

+ 0,01 Вт (или вар, 1В А соответственно) при измерении средней мощности.

Встроенные часы:

— Пределы допускаемой абсолютной погрешности текущего времени, измеряемого КСД, в границах температур от минус 40 ОС до плюс 70 ОС, составляют: +0,5 с/сут. КСД имеет следующие цифровые интерфейсы:

- четыре независимых цифровых интерфейса RS-485 либо CAN (в зависимости от исполнения) с гальванической развязкой 1,5 кВ и поддержкой не менее 128 точек учёта каждый.

Скорость обмена по интерфейсам - 2400.. .38400 бит/с;

- USB порт типа В класса 2.0;

- GSM/GPRS модем диапазоном рабочих частот: (900/1800) МГц. GPRS класса 10 с поддержкой EDGE. Предусмотрено подключение двух SIM-карт.

- Ethernet порт (10/100) Мбит.

Конфигурирование КСД осуществляется как при помощи команд от ИВК (по GPRS/CSD-каналу), так и при помощи ПК с сервисным программным обеспечением с подключением КСД к ПК по USB - порту.

Программное обеспечение КСД выполняет следующие функции:

- Автоматический запуск при подаче напряжения ином на клеммы питания КСД;

Лист № 4

Всего листов 6

- Удалённая запись (восстановление) рабочей прошивки - конфигурации КСД по GPRS/C SD-каналу;

- Автоматический перезапуск рабочей программы КСД в случае ее сбоя;

- Автоматический при подаче питания или по запросу верхнего уровня, запуск процедуры вычисления контрольной суммы фиксированной части встроенного ПО КСД по алгоритму CRC-16 по модулю 5004 с целью контроля целостности встроенного ПО;

- Поддержка многозадачности выполнения процессов;

- Поддержка часов с возможностью автоматического перехода на зимнее/летнее время.

- Поддержка встроенного календаря;

- Обеспечение трёх уровней доступа к конфигурации (настройкам) КСД и БД КСД (по паролям):

- только чтение,

- чтение и запись,

- запись с использованием аппаратной перемычки и дополнительного пароля (заводской режим);

- Транзитная передача данных между ИВК и ИИК с уровнем доступа «чтение и запись» (прикладными программами технического обслуживания ИИК);

- Сбор, хранение и передача данных энергопотребления, учетных показателей:

- месячные срезы потребления (расхода) энергоресурса дифференцированно по каждому тарифу (глубина хранения программируется);

- суточные срезы потребления (расхода) энергоресурса дифференцированно по каждому тарифу (глубина хранения программируется);

- средняя мощность или так называемые профили потребления энергоресурса усредненного на интервале времени от 1 до 60 мин. (интервал и глубина хранения программируются);

- текущие показания параметров энергопотребления по запросу на конкретную дату и время;

- дополнительные значения параметров энергопотребления (например, максимумы мощности);

- зарегистрированные данные, с указанием времени и даты, о событиях произошедших с ИИК.

Особенности сбора данных энергопотребления с ИИК:

- Сбор данных с ИИК осуществляется по расписанию согласно конфигурации КСД;

- Сбор данных осуществляется в соответствии с протоколами обмена ИИК;

- При отсутствии связи с ИИК на момент опроса недополученные данные дочитываются при следующем опросе;

- Глубина хранения полученных с ИИК данных в КСД конфигурируется.

- Регистрация с указанием времени и даты событий, произошедших с КСД:

— отключение/включение сетевого напряжения,

— отказы в работе КСД,

— корректировки конфигурации КСД,

— корректировки конфигурации ИИК,

— корректировки встроенных в КСД часов реального времени и даты календаря. Технические характеристики КСД

- Напряжение номинальное: ином= 230 В. Рабочий диапазон напряжения от 100 В до 265 В.

- Номинальная частота сети: 50 Гц, допустимые отклонения частоты ± 1,5 Гц.

- Полная мощность, потребляемая при номинальном напряжении, частоте, и нормальной температуре не превышает 8 В •А.

- Дополнительный выход питания постоянного напряжения (+5 ±0,5) В для подключения каналообразующей аппаратуры.

- Масса КСД не более 0,8 кг.

- КСД нормально функционирует не позднее, чем через 10 с после того, как к его зажимам приложено U^.

Всего листов 6

- КСД, соответствует нормам электромагнитной совместимости как оборудование информационных технологий (ОИТ) класса Б, по ГОСТ Р 51318.22-99.

- По защищенности от электромагнитных помех и по подавлению радиопомех КСД соответствует требованиям ГОСТ 51522 - 99, как оборудование класса Б.

- Энергонезависимая память КСД сохраняет информацию, в том числе при отключении источника питания, в течение всего срока службы КСД.

- Интервал между поверками 6 лет.

- Средний срок службы 30 лет.

- Средняя наработка на отказ, с учетом технического обслуживания, не менее 141000 час.

Условия применения КСД (с учетом обязательного размещения в защитном шкафу):

- относительная влажность, в том числе капельная влага     95 % (при температуре 30 °С)

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится на лицевую панель КСД.

В эксплуатационной документации знак утверждения типа располагается на титульных листах паспорта и руководства по эксплуатации типографским способом.

Комплектность

Комплект поставки КСД соответствует таблице 2.

Таблица 2

Поверка

осуществляется по документу ПФ2.720.049 МП «Контроллеры многофункциональные сбора данных КСД «ICM 3000». Методика поверки», утверждённому ФГУП «ВНИИМС» в июне 2014 г.

Перечень основного оборудования, необходимого для поверки: минимальный (тестовый) комплект АСКУЭ «ICM-3000», компьютер с установленным ПО АСКУЭ «ICM-3000» и выходом в интернет с подключением к Тайм-серверу ФГУП «ВНИИФТРИ».

Сведения о методах измерений

Методика измерений на КСД «ICM 3000» приведена в руководстве по эксплуатации ПФ2.720.049 РЭ.

Нормативные документы

ГОСТ Р 8.596-2002 «Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения»;

ГОСТ 22261 -94 «Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия»;

ГОСТ Р 51350-99 (МЭК 61010-1-90) Безопасность электрических контрольноизмерительных приборов и лабораторного оборудования Часть 1 Общие требования;

ГОСТ Р 8.654-2009 Требования к программному обеспечению средств измерений Основные положения;

ТУ 4222-072-81492982-2014 ТУ. Контроллер многофункциональный сбора данных КСД «ICM-3000». Технические условия.

Рекомендации к применению

при осуществлении торговли и учете количества энергетических ресурсов.