УСПД: что это такое и как работает устройство сбора и передачи данных

Устройство сбора и передачи данных (УСПД) — это связующее звено между устройствами полевого уровня и верхним уровнем АСУ ТП, телемеханики или диспетчерского управления. Оно опрашивает подключённые устройства, собирает телесигнализацию и телеизмерения, принимает команды телеуправления, преобразует и обрабатывает данные, а затем передаёт их в системы верхнего уровня.

Зачем УСПД нужно на энергообъекте

На современной подстанции данные формируют устройства разных классов: терминалы РЗА, измерительные приборы, системы диагностики, устройства СОПТ, датчики и контроллеры. Они могут использовать разные физические интерфейсы и протоколы. Если каждое устройство подключать к верхнему уровню отдельно, архитектура быстро усложняется. УСПД концентрирует этот обмен в одной точке и позволяет верхнему уровню работать с унифицированным представлением данных.

Какие данные собирает УСПД

Устройство GARA может проводить опрос устройств по Modbus-RTU и IEC 60870-5-101, а также работать с телесигнализацией, телеизмерениями, журналами и осциллограммами. Поэтому УСПД нельзя сводить только к передаче нескольких дискретных состояний. Оно работает и с технологическими параметрами, и с архивной информацией цифровых устройств.

Как УСПД связывает полевой и верхний уровни

GARA имеет шесть портов RS-485 для опроса полевых устройств. Для них на странице продукта указаны Modbus-RTU и IEC 60870-5-101, а порты могут быть переведены в режим Slave для связи с верхним уровнем. Сверху устройство работает через Ethernet, а в соответствующих исполнениях — через резервируемые Ethernet-каналы и 3G/4G.

Преобразование протоколов

Одна из ключевых функций GARA — преобразование протоколов: Modbus-RTU, IEC 60870-5-101, Modbus-TCP, IEC 60870-5-104, IEC 61850 MMS и GOOSE. Это позволяет включать в одну систему оборудование разных поколений и производителей, не требуя от каждого полевого устройства полного набора современных протоколов.

На практике УСПД получает данные в одном формате, сопоставляет их внутренней карте и выдаёт верхнему уровню через другой протокол. При необходимости информация дополнительно обрабатывается пользовательскими алгоритмами гибкой логики.

Обработка данных и гибкая логика

GARA не ограничивается ретрансляцией. На продуктовой странице указаны дорасчёты телеизмерений и пользовательская логика. Это важно, когда верхнему уровню нужно передать не сырые значения, а подготовленные признаки, результаты логических операций или вычисленные параметры.

Синхронизация времени через УСПД

УСПД GARA организует синхронизацию часов устройств полевого уровня. В руководстве по эксплуатации GARA перечислены источники синхронизации самого УСПД: IRIG-B, SNTP и команды времени через Modbus и IEC 60870-5-101/104. На странице GARA-TIME мы показали сценарий, где сервер точного времени формирует единую шкалу времени, а УСПД участвует в её распределении по объекту.

GARA-TIME — устройство синхронизации времени

Резервирование каналов передачи данных

Для объектов, где потеря одного канала связи недопустима, в GARA предусмотрены варианты резервирования Ethernet.В устройстве присутствуют режимы PRP, HSR и RSTP для соответствующих портов и исполнений, а также опциональный мобильный канал 3G/4G. Конкретную схему резервирования нужно выбирать по требованиям проекта.

Где применяется УСПД

Вот лишь несколько вариантов применение УСПД GARA: распределительная трансформаторная подстанция 10/0,4 кВ, подстанция 110/35/10(6) кВ, электростанция или промышленное предприятие, работа в качестве конвертера протоколов и преобразователя портов, автоматизация управления водоводом и передача данных из шкафа СОПТ в АСУ.

Это показывает, что УСПД — не устройство только для подстанции определённого класса напряжения. Его задача определяется архитектурой информационного обмена и набором полевых устройств.

Как выбрать устройство сбора и передачи данных

• Составьте перечень полевых устройств и протоколов, по которым их нужно опрашивать.

• Определите количество физических каналов RS-485 и Ethernet.

• Зафиксируйте протоколы верхнего уровня: Modbus-TCP, IEC 60870-5-104, IEC 61850 и другие требуемые проектом.

• Проверьте необходимость резервирования Ethernet и мобильного резервного канала.

• Определите, нужны ли преобразование протоколов, дорасчёты и пользовательская логика.

• Определите источник единого времени и схему синхронизации полевого уровня.

• Проверьте требования к архивам журналов и осциллограмм.

Цена УСПД: почему она определяется конфигурацией

Для GARA стоимость корректно запрашивать после выбора исполнения: количество и тип Ethernet-портов, наличие SFP, мобильного канала и другие опции зависят от проекта. GARA — запросить стоимость

Ответы на вопросы по УСПД

Что такое УСПД?

УСПД — устройство сбора и передачи данных, которое связывает полевые устройства с АСУ ТП, телемеханикой или диспетчерским уровнем, собирая и преобразуя технологическую информацию.

Какие данные передаёт УСПД?

Телесигнализацию, телеизмерения, команды телеуправления, а в зависимости от реализации — журналы, осциллограммы и другую архивную информацию.

УСПД и конвертер протоколов — это одно и то же?

Не обязательно. Конвертер протоколов решает более узкую задачу преобразования формата обмена. УСПД может включать эту функцию вместе со сбором данных, логикой, синхронизацией и передачей на верхний уровень.