Электросетевые компании сегодня уделяют большое внимание реализации быстровозводимых модульных цифровых подстанций 6-35 кВ. Отвечая запросам времени, инженеры компании «Прософт-Системы» создали уникальный контроллер для комплексного мониторинга и управления основным оборудованием ячеек 6–35 кВ – ARIS C304. В отличие от других контроллеров, представленных на рынке, ARIS C304 совмещает в себе несколько функций. Он выступает в качестве измерительного преобразователя, обеспечивает возможность ввода сигналов с измерительных ТТ и ТН, ведёт коммерческий учёт и контролирует качество электроэнергии. Также поддерживает протоколы стандарта МЭК 61850.

1. Основные функции
• Учёт электрической энергии
• Ввод дискретных сигналов и команд
управления 24 В пост. тока или 220 В пост./перем. тока
• Прямой ввод сигналов с измерительных ТТ/ТН
• Выдача команд телеуправления и оперативной
блокировки
• Обмен данными и командами в цифровых протоколах
передачи данных со смежными устройствами
(МП РЗА и др.)
• Присвоение меток времени с точностью 1 мс
ARIS C304/С305
Контроллеры автоматизации ячеек 6–35кВ
Инженерная компания ООО«Прософт-Системы»
г. Екатеринбург, ул. Волгоградская, 194а,
www.prosoftsystems.ru
Тел: +7 (343) 3-565-111
Факс: +7 (343) 3-100-106
info@prosoftsystems.ru
Отличительные особенности
• Работа в автономном режиме и в составе
автоматизированных информационно-
измерительных систем
• Поддержка различных протоколов обмена данными:
МЭК 61850-8-1 (GOOSE/MMS), МЭК 60870-5-101/104/103,
Modbus ASCII/RTU/TCP, CRQ и др.
• Поддержка протокола резервирования PRP
• Наличие порта Ethernet для выносного ИЧМ
и порта RS-485
• Диапазон рабочих температур от -40 до +55°С
Предназначены для комплексного мониторинга
и управления основным оборудованием ячеек 6–35кВ.
I место на выставке
«Электрические сети
России-2014»

2. Контроллер ARIS C304 – инструмент для
реализации цифровых подстанций 6-35 кВ
высокой заводской готовности
Внешний вид
ARIS C304 (рис. 1) представляет
собой чёрный параллелепипед без
каких-либо органов управления и ин-
дикации (за исключением нескольких
светодиодов). Для подключения опци-
ональной выносной панели управле-
ния и индикации имеется интерфейс
с 5.7″ LCD дисплеем и 12-кнопочной
клавиатурой. Поскольку панель управ-
ления и индикации не интегрирована в
корпус, она может быть расположена
в любой плоскости на большом рас-
стоянии от самого устройства.
Сам контроллер лёгкий и компакт-
ный. На его лицевой стороне разме-
щены дискретные входы и выходы,
аналоговые входы по току и напряже-
нию, порты Ethernet и RS485, светоди-
одная индикация питания, состояния
устройства и сигнализации ошибок.
Также есть порт для подключения па-
нели управления и индикации.
При монтаже контроллера име-
ющееся пространство используется
максимально эффективно благодаря
нескольким вариантам креплений.
Во-первых, устройство обладает кре-
плением под DIN-рейку, которое в
случае необходимости можно снять,
во-вторых, в наличии ещё есть 4 крюч-
ка для установки контроллера на ров-
ную вертикальную панель.
Александр ГОЛОВИН,
главный редактор журнала «Цифровая подстанция»,
магистр техники и технологий, действующий член рабочей
группы 10 Международной Электротехнической Комиссии,
занимающейся разработкой стандарта МЭК 61850
Электросетевые компании сегодня уделяют
большое внимание реализации быстровозводимых
модульных цифровых подстанций 6-35 кВ. Отве-
чая запросам времени, инженеры компании «Просо-
фт-Системы» создали уникальный контроллер для
комплексного мониторинга и управления основным
оборудованием ячеек 6–35 кВ – ARIS C304.
В отличие от других контроллеров, представленных
на рынке, ARIS C304 совмещает в себе несколько функ-
ций. Он выступает в качестве измерительного преоб-
разователя, обеспечивает возможность ввода сигналов
с измерительных ТТ и ТН, ведёт коммерческий учёт и
контролирует качество электроэнергии. Также поддер-
живает протоколы стандарта МЭК 61850.
Рис. 1. Контроллер ARIS C304
Модули ARIS C304
В состав контроллера ARIS C304 входят различные модули. С их помо-
щью ведётся полный мониторинг и управление ячейкой. Попробуем реали-
зовать цифровое КРУ на базе ARIS C304. Идея заключается в удалённом
управлении всеми устройствами, расположенными в ячейке.
Контроллер должен бу-
дет выполнять следующие
функции:
• управлять выключа-
телем, заземлителем, при-
водом тележки;
• контролировать со-
стояние выключателя, за-
землителя, привода тележ-
ки;
• получать информа-
цию с датчика напряжения
на кабельном вводе;
• дополнительно по-
лучать данные с ключа
местного управления.
Для решения поставленной за-
дачи потребуется 11 дискретных
входов и 6 дискретных выходов.
Модули DI24-15 и DI220-15 поддер-
живают до 15 дискретных входов на
24 В и 220 В. Модули DOL и DOH
имеют 8 каналов для телеуправле-
ния.
В составе DOH имеются элек-
тромеханические реле. Этот модуль
может применяться для телеуправ-
ления или блокировки. Необходимо
отметить, что одновременно ис-
пользовать модуль в двух режимах
запрещено. Это важно знать заказ-
чику и проектировщику.
Таким образом, задачу по управ-
лению ячейкой можно решить, при-
менив одно устройство ARIS C304.
При этом остаётся ещё минимум 4
дискретных входа и 2 дискретных
выхода, так как мы используем
только 2 модуля по назначению, а
есть место и для третьего.
4242 ЭНЕРГЕТИКА № 3 [54] | АВГУСТ [2015]
ИННОВАЦИОННЫЕ РЕШЕНИЯ

3. Особенности настройки
Теперь рассмотрим устройство
с позиции наладчика. Мы уже под-
считали, что одного контроллера
для реализации цифрового КРУ
достаточно. Теперь настроим кон-
троллер на управление этой ячей-
кой.
Сначала настроим управление
коммутационным аппаратом – вы-
ключателем. Для этого создаём
команду (рис. 2) и настраиваем её:
определяем и задаём дискретные
входы и выходы для управления и
контроля коммутационного аппара-
та.
Выбираем модуль, выдающий
сигналы ТУ (рис. 3). Определяем
канал 1 для команды включения
выключателя и канал 2 – для отклю-
чения. У нас используется модуль
DOH, который программно перена-
строен и отображается как DOTC02.
Необходимость программной пере-
настройки модуля связана с про-
граммным обеспечением линейки
оборудования ARIS-C30х. В компа-
нии «Прософт-Системы» отметили,
что при поставке устройств все мо-
дули будут настроены заблаговре-
менно и работа по улучшению ПО
уже ведётся. В результате, опера-
ция по перенастройке будет убрана
из списка необходимых.
Далее настроим каналы для по-
лучения информации о состоянии
объекта управления. Для этого в
строке «Состояние объекта управ-
ления» назначим двухпозиционный
дискретный сигнал. ПО ARIS C304
настолько гибкое, что позволяет
создавать двухпозиционные кана-
лы, комбинируя дискретные входы
не попарно (DI 1 + DI 2), а произ-
вольно (DI 1 + DI 5).
Для настройки канала пере-
ходим в конфигуратор параме-
тра модуля дискретных входов
(рис. 4). Выбор дискретных вхо-
дов для создания двухпозицион-
ного канала приведён на рис. 5.
Обратим внимание на «Фильтр
неопределённого состояния».
Выдержка времени, установлен-
ная наладчиком, предназначена
для ожидания изменения поло-
жения коммутационного аппара-
та. Если бы её не было, то при
отключении выключателя состо-
яние двухпозиционного канала
изменялось как 10 (выключатель
включён), далее 00 (неопреде-
лённое состояние коммутацион-
ного аппарата), 01 (выключатель
отключён). Промежуточное со-
стояние 00 могло бы привести к
ошибке работы других команд и
срабатыванию ТС.
Для контроля состояния выклю-
чателя «Включено» определим DI 1,
для состояния «Отключено» – DI 5.
Атрибут данных stVal объекта данных
Pos логического узла XCBR требует
применения двухпозиционного кана-
ла в соответствии со стандартом МЭК
61850. Использования комбинаций 10,
01, 00 («вкл», «выкл», «промежуточ-
ное состояние»), 11 («запрещённое
состояние») позволяет точно контро-
лировать положение выключателя.
После создания канала необходи-
мо обновить конфигурацию контрол-
лера. Затем канал может использо-
ваться в командах.
Теперь в рамках алгоритмов
блокировок настроим запреща-
ющий сигнал. Данный параметр
определяется в строке «Условие»
для разделов «ТУ Вкл» и «ТУ
Выкл» (рис. 3). Сигнал может быть
результатом работы алгоритма,
заложенного в контроллер, или ка-
ким-либо другим информационным
сигналом. Здесь у производителя
есть важное требование: сигнал
блокировки должен быть назначен
всегда, без него команда выпол-
няться не будет.Рис. 2. Список команд управления
Рис. 3. Настройка команды управления
Рис. 4. Окно с информацией о модуле, выбранном для конфигурации
Рис. 5. Конфигурация двухпозиционного канала
4343www.kazenergy.kz
ИННОВАЦИОННЫЕ РЕШЕНИЯ

4. Поскольку нам этот сигнал не
требуется, создаём программно
«виртуальный канал». Присвоив
каналу результат работы алгорит-
ма (0 или 1), его можно использо-
вать в алгоритмах блокировки.
Данному каналу можно также
присвоить значение, вычисленное
с помощью «калькулятора», ко-
торый поддерживает логические
и алгебраические операции (рис.
6). В результате на «логическом
выходе» этого канала получим
значение из состояний реальных
дискретных входов. Для примера
назначим на переменные «y» и
«z» значения дискретных входов
DI01 и DI05. При дорасчёте значе-
ние виртуального канала «y+z».
Кроме того, ПО ARIS C304 в
режиме наладки позволяет под-
ставлять в канал значение, уста-
новленное пользователем. Под-
ставим в виртуальном канале
значение 0 и тем самым разре-
шим работу контроллера на от-
ключение и включение. Теперь
переведём выключатель в состо-
яние «Включено». Для проверки
запустим команду управления в
режиме наладки и нажмём кнопку
«ОТКЛ» (рис. 7). В опыте исполь-
зовался имитатор выключателя.
Контроллер отработал успешно.
Поддержка МЭК 61850
В логическом устройстве ARIS
C304 Controller изначально опре-
делены 2 логических узла. Чтобы
добавить новые, необходимо их
создать (рис.8). Допустимые типы
логических узлов приведены на
рис. 9.
В МЭК 61850 для управления
выключателем предусмотрен ло-
гический узел CSWI, для контроля
состояния выключателя – XCBR.
Создадим эти логические узлы.
Благодаря пояснениям понятно,
какие узлы отвечают за модули,
входящие в устройство. После
создания логических узлов древо
будет расширено автоматически.
Команда управления, создан-
ная нами ранее, также потребует-
ся для управления по МЭК 61850.
Чтобы телеуправление по МЭК
61850 заработало, необходимо
присвоить эту команду логической
модели устройства. Для этого по-
надобятся два логических узла:
Рис. 6. Калькулятор дорасчёта значения виртуального канала
Рис. 7. Активация команды в режиме «Наладка»
Рис. 8. Создание логического узла
Рис. 9. Перечень логических узлов, доступных для создания
4444 ЭНЕРГЕТИКА № 3 [54] | АВГУСТ [2015]
ИННОВАЦИОННЫЕ РЕШЕНИЯ

5. XCBR и CSWI. Объекту данных
Pos логического узла CSWI при-
своим команду управления, атри-
буту данных stVal объекта дан-
ных Pos логического узла XCBR
– двухпозиционный сигнал состо-
яния выключателя.
Привязка атрибутов логических
узлов выполняется в отдельной
вкладке посредством выбора не-
обходимых параметров из списков
«Объекты 61850» и «Тэг АРИС». В
качестве клиентской системы мы
использовали OPC-сервер компа-
нии ReLab. В целях безопасности
в настройках ARIS C304 необхо-
димо указать IP-адрес клиента, с
которого будет осуществляться
управление.
Поскольку ARIS С304 – один из
первых представителей новой ли-
нейки, мы обнаружили некоторые
ошибки ПО. К примеру, обновле-
ние списка дискретных сигналов
после создания двухпозиционного
канала было доступно в сервис-
ном режиме разработчика. Однако
что нас приятно удивило, так это
то, что ARIS C304 автоматически
«распределил» команду управле-
ния по атрибутам объекта данных
логического узла CSWI.
Уверены, что наладчики любом
случае оценят безграничные воз-
можности при работе с дискрет-
ными каналами, что, несомненно,
является плюсом.
О блокировках
Попробуем реализовать один
из алгоритмов блокировок, исполь-
зуемый в ячейках КРУ одной из
компаний КРУ-строителей: разре-
шается перемещение КВЭ ввода,
если разомкнут заземлитель сбор-
ных шин своей секции (в ячейке
ТН) и отключён свой выключатель.
Положение заземлителя пе-
редаётся по GOOSE-сообщению,
в него же будет включён атрибут
данных «stVal» объекта данных
«Pos» логического узла «XSWI».
Положение выключателя опре-
делится по состоянию канала
двухпозиционного сигнала, к кото-
рому он подключён. Пример алго-
ритма приведён на рис. 10.
Разомкнутое состояние зазем-
лителя и положение выключате-
ля «отключено» определяется
комбинацией двух битов 01, кото-
рая не может быть передана ни
GOOSE-сообщением, ни внутрен-
ней логикой устройств. В этом
случае используется кодирова-
ние. Комбинация 01 в двоичной
системе счисления соответствует
1 в десятеричной. Таким образом,
состояние коммутационного аппа-
рата передаётся как целочислен-
ный тип данных (integer). Состоя-
ние «отключено» передаётся как
«1», «включено» – «2», «промежу-
точное состояние» – «0».
Именно поэтому в алгоритме
входные сигналы определяются
как «INT», далее значения сравни-
ваются с 1. Когда оба сигнала на-
ходятся в положении «отключено»
(1), на выходе логического «И»
будет единица. Но поскольку для
работы любой команды требуется
значение блокирующего сигнала
«0», после «И» установлен блок
инверсии. Далее логически сигнал
идёт на выход из алгоритма.
Так как web-конфигураторARIS
C304 не позволяет создавать ал-
горитмы, применяется отдельная
программа «SoftConstructor». Но-
вый алгоритм добавляем в раз-
деле «Алгоритмы». Те, которые
работают, отмечены галочкой.
Чтобы создать собственный ал-
горитм, нужно задать его назва-
ние, при необходимости указать
комментарии и в обязательном
порядке прикрепить файл с ал-
горитмом. Когда файл загрузит-
ся, сделаем привязку входных
и выходных сигналов (рис. 11).
Результат, как мы и ожидали, ока-
зался положительным. Алгоритм
отработал верно.
Подводим итоги
Чтобы сориентироваться в раз-
делах web-конфигуратора и по-на-
стоящему оценить все возможности
контроллера ARIS C304, придётся по-
тратить немного времени. В целом же
свобода в конфигурации и управле-
нии дискретными сигналами, а также
наличие калькулятора для дорасчёта
сигналов заслуживает наивысшей
оценки. Мелкие недоработки, обнару-
женные нами, не портят общего впе-
чатления, тем более что при поставке
данных устройств они уже будут отве-
чать всем требованиям заказчика.
Поскольку контроллер устанав-
ливается непосредственно в ячейку
6–35кВ, не нужно осуществлять вы-
носной монтаж вторичных цепей из-
мерения сигнализации и управления.
Так, за счёт применения ARIS C304
значительно сокращается объём мон-
тажа. Кроме того, выполняя одновре-
менно функции контролера и системы
учёта, ARIS C304 дополнен поддерж-
кой нескольких профилей пользова-
телей. Это позволит специалистам
разных служб использовать одно
устройство для нескольких целей.
Вообще идея совместить функ-
ции сразу нескольких независимых
устройств (измерительного пре-
образователя, модуля ввода-вы-
вода ТМ, шлюза для интеграции
устройств РЗА, счётчика элек-
троэнергии и прибора ПКЭ) в од-
ном впечатляет. Это позволяет
значительно сэкономить средства
на установке дополнительных
устройств. Истинную же актуаль-
ность и экономическую эффектив-
ность подобного решения покажет
только время и эксплуатация.
Рис. 10. Алгоритм блокировки
Рис. 11. Назначение сигналов на вход и выход загруженного алгоритма
4545www.kazenergy.kz
ИННОВАЦИОННЫЕ РЕШЕНИЯ