ZESZYTY EAUKOiTB POLITECHKIKI ŚLĄSKIEJ____________________ 1979
S o ria : AUTOMATYKA z . 48 B r k o l. 611
J e rz y 30BSTE1 I n 3 ty tu t Automatyki P o lite c h n ik i Ś lą s k ie j
SIEĆ ŁĄCZNOŚCI DLA POTP.ZEB STEROWANIA J ZARZĄDZANIA SYSTEMEM iYODNO-GOSPO- DARCZYI.i
S tr e s z c z e n ie : W a r ty k u le p rz e d sta w io n a z o s t a ł a koncep cja s i e c i łą c z n o ś c i w sy stem ie wodno-gospodarczym. Omówiono podstawowe ś ro d k i te c h n ic z n e niezb ęd n e d l a j e j r e a l i z a c j i .
W sy stem ie wodno-gospodarczym w y stęp u je s z e re g złożonyoh obiektów te c h n o lo g ic z n y c h oddalonych od s i e b i e , l e c z powlązanyoh fu n k c jo n a ln ie . A utom atyzacja ste ro w a n ia i z a rz ą d z a n ia tymi o b iek tam i
| całym systemem wymaga u tw o rzen ia s i e o i łą c z n o ś c i z d o ln e j do p r z e n ie s ie n ia w sz y stk ic h rodzajów in fo rm a c ji,n ie z b ę d n y c h do ste ro w an ia i z a rz ą d z a n ia z zadaną w ie rn o ś c ią j,niezaw odnością i n ie większymi od d o p u szczaln y ch o p ó źn ien iam i.
1. Koncepcja" s i e c i ł ącznoś c i
Opracowana koncepcja s i e o i łą c z n o ś c i [ l l p rzew id u je budowę s i e c i z in te g ro w a n e j [ 9 ] w spólnej d la a u to m a ty z a c ji,s te ro w a n ia 1 z a rząd zan ia a ta k ż e d la t e l e f o n ic z n e j łą o z n o ś c i d y s p o z y to r s k ie j.
P rz y ję c ie ta k ie g o ro z w ią z a n ia um ożliwia s p e łn ie n ie wymagań fu n k c jo n alnych i niezaw odnościow ych przy m inim alnych k o s z ta c h budowy i e k s p l o a t a c j i s i e c i .
Zgodnie z t ą k o n c e p c ją s i e ć łą c z n o ś c i w system ie wodno-gospodarczym ma s t r u k t u r ę h i e r a r c h ic z n ą , sr k t ó r e j w y stę p u ją dwie warstwy»
- s i e c i lo k a ln ie związane z lok aln y m i ośrodkam i stero w an ia i obejm ujące s i e o i te le m e tr ii,te le m e c h a n ik i i p o łą c z e n ia z te rm in a la m i do z a rz ą d za n ia
- s i e ć t r a n s m i s j i danych s łu ż ą c a do wymiany in fo rm a c ji pomiędzy lok aln y m i ośrodkam i ste ro w a n ia a ośrodkiem ce n tra ln y m .
Si c a ł e j s i e o i p rz e w id u je s i ę o d d z ie le n ie u rząd zeń p rz e tw a rza ją c y c h in fo rm a c je od u rząd zeń s te r u ją c y c h przepływem in f o r m a c ji.
2. Sieci lokalna
S i e c i lo k a ln e um ożliw iają k o n tr o lę i zdalne ste ro w a n ie o b iek tam i podporządkowanymi ośrodkom lokalnym . S z a le ż n o ś c i od p o trz e b mogą s i ę sk ła d ać z :
- s i e c i te le m e try c z n e j na komutowanych łą c z a c h te le f o n ic z n y c h , - s i e c i te le m e try o z n e j na łą c z a c h radiow ych,
- s i e c i te le m ec h an ik i,
- s i e c i te r m in a li d la p o trz e b z a rz ą d z a n ia .
Funkcję s t a c j i s t e r u j ą c e j p r a c ą w sz y stk ic h wymienionych s i e c i , ja k na r y s . 1, s p e łn ia p ro c e s o r telekom unikacyjny ośrodka lo k a ln e g o .
do oirodko cen traln a»
A A
r '
H i
** T-
-N D
Hys. 1, Przepływ y in fo rm a c ji w lokalnym ośrodku stero w an ia
A - p ro c e so r telekom unikacyjny B - p ro c e s o r s te r u ją c y
1 , 2 - s t a c j e te le m e try c zn e 3 - s t a c j e tele m e c h an ik i 4 - te rm in a le
■telekomunikacyjny
Na p o le c e n ie p ro c eso ra s te ru ją c e g o p ro c e s o r naw iązuje p o łą c z e n ie ze s ta c ja m i zdalnym i, k o d u je , dekoduje i sprawdza poprawność odebra
nych in fo rm a c ji, g ru p u je j e w b lo k i i p rz e k a z u je do p ro c e so ra s t e r u ją c e g o . W ydzielenie p ro ceso ra telekom unikacyjnego-, j e s t niezbędne ze względu na różnorodność urządzeń w y stępujących w s ie c ia c h
lo k aln y o h oraz złożoność pro ced u r ste ro w a n ia . U łatw ia oprogramowania lo kalnego ośrodka ste ro w a n ia , co p rzy rosnącym sto su n k u kosztów opro
gramowania do kosztów s p r z ę tu pozwala obniżyć k o s z t całeg o o śro d k a , liodułowa budow/a oprogramowania telekom unikacyjnego um ożliw ia z a s to s o —
' fieć łączności 3S
wanie procesorów tego samego ty p u we w sz y stk ic h o środkach lo k a ln y a h . P ro c e so r telekom unikacyjny s t e r u j e przepływem in fo rm a c ji^ u le wpJywająo na ic h t r e ś ć .
2 .1 . S ie ć te le m e tr y c zna na łą c z a c h komutowanych
S ie ć te le m e try c z n a na komutowanyoh au to m aty czn ie łą c z a c h te le f o n ic z nych b ę d z ie o b słu g iw ała punkty pomiarowe ro z p ro szo n e na te r e n ie ag lo m e r a c ji. Cechy c h a ra k te ry s ty c z n e t e j s i e c i to duża lic z b a s t a c j i z d a l
nych, mała lic z b a w ie lk o ś c i m ierzonych, mała c z ę s to ś ć pomiarów i k o n iecz
ność wykrywania stanów alarm owych. W s i e c i .te j w ykorzystany b ę d z ie system STA [2], a - j e j s t r u k t u r a z o s ta ła p rzed sta w io n a na r y s . 2 ,
tacza abonenckie
h a e międzycentra-
lowt
stacje zdolne
c e n tr a la Q beUf
Rys. 2 . S tr u k tu r a s i e c i te le m e try c z n e j na łą c z a c h komutowanych
2 .2 . S ie ć te le m e try c z na na ł ą czach r a d i owych
B ędzie stosow ana w system ach k o n t r o l i zasobów rz e k g ó rs k ic h . Dla celów ochrony przeciw pow odziow ej i prognozowania przepływów k o n ieczn e j e s t dokonywanie pomiarów w w arunkach, g d zie stosow anie łą c z y przewodowyoh
j e s t zb y t zawodne. W s i e c i a c h ty c h może z n a le ź ć zastosow anie system STA w w e r s ji ra d io w e j [ 2 ] o s t r u k t u r z e ja k na r y s . 3 .
40 J. Sob3teo.
Procesor
telekomu Radio nikacyjny telefon
- " O _ . . o
stacje zdalne
Bys. 3« S tr u k tu ra s i e c i te le m e try c z n e j na łą c z a c h r a d io wych
2 .3 . S ie o i tele m e c h an ik i
S i e c i tele m e c h an ik i s łu ż ą do zdalnego ste ro w a n ia p ra c ą obiektów . Ze względów niezawodnościowych o raz wymaganej wierności tr a n s m is ji przew i
d u je s i ę , że będą one budowane na trw a ły c h łą c z a c h przewodowych. Do stero w an ia prostym i o b iek tam i tech n o lo g ic zn y m i, tak im i ja k małe p rz e pompownie, h y d ro fo rn ie , u j ę c i a wód wgłębnych będ ą stosow ane m ikropro
cesorowe s t a c j e zd aln e te le m e c h an ik i [j6l . Um ożliw iają one ste ro w a n ie sekw encyjne, np, uruchamianiem lu b odstaw ianiem zespołów pompowych, ttn o ż liw ia ją tw orzenie złożonych s t r u k t u r siecio w y ch z tra sa m i o b e jś c io wymi, co zapewnia dużą niezawodność tr a n s m i s j i / r y s . 4 / . S tero w an ie p ra cą urządzeń w wymienionych o b ie k ta c h b ę d z ie re a liz o w a n e k ilk a ra z y na dobę, nato m ia st pomiary powinny być wykonywane c y k lic z n ie co 1 do 10 m in u t. Przykładem m ikroprocesorow ych s t a c j i te le m e c h an ik i s ą u rz ą d z e n ia l e le g y r 709 [ 6 ] . W k r a j u u rząd zeń tego typu d o ty c h c z a s n ie produkuje s i ę .
Bya. 4« S tru k tu ra s i e c i m ikro
procesorow ych s t a c j i te lem e ch an ik i
Ą rs. 5« S tr u k tu r a s i e c i p ro s
ty c h s t a c j i telem e
c h a n ik i
"Sieć łączności 41
Do ste ro w a n ia węzłami s i e c i m a g i s t r a l n e j , u ję c ia m i wody i t p , będą stosow ane p r o s te s t a c j e te le m e c h a n ik i np. system u TM-10 [ j J . Tłnożli- w ia ją one z d aln e pom iary, ste ro w a n ie dwupołożeniowe o raz n a sta w ie n ie w a rto ś c i zadanych re g u la to ró w . S tr u k tu r ę możliwych p o łą c z e ń z ośrod
kiem lokalnym i l u s t r u j e ry 3 . 5 . S tero w an ie w w ęzłach s i e c i b ę d z ie r e alizo w an e sp o ra d y c z n ie , np, r a z na dobę, n a to m ia st pomiary c y k lic z n e
np, co 10 m in u t.
W sy stem ie d y s tr y b u c ji wody za ch o d zi k o n ieczn o ść sto so w an ia zarówno s t a c j i z ło ż o n y ch , ja k i p ro s ty c h w n ie w ie lk ie j od s i e b i e o d le g ło ś c i.
S tr u k tu r ę s i e c i , w k t ó r e j p r a c u ją oba typy s t a c j i i l u s t r u j e r y s . 6 ,
B ys. 6 . S tr u k tu r a s i e c i z p ro sty m i i m ikropro
cesorowymi s ta c ja m i te le m e c h an ik i
W n ie k tó ry c h zlew n iac h p rz e w id u je s i ę z d aln e ste ro w a n ie u rząd zen iam i h y d ro tech n iczn y m i. Wymaga to budowy w ydzielonych s i e c i tele m e c h an ik i
[ 3 ] *
2 .4 . Si e c i t e rmi n a l i d la potr z e b zarz ą d z a n ia
Dane niezbędne do a u to m a ty z a c ji z a rz ą d z a n ia będą wprowadzane r ę c z n ie za pośrednictw em te r m in a li z m onitoram i ekranowymi [5] • In fo rm acje p ierw o tn e p o w sta ją w zło żo n y ch o b ie k ta c h te ch n o lo g ic z n y ch i ośrodkach s te ro w a n ia , a ta k ż e m agazynach, z a k ła d a ch remontowych i t p . Będą one p rz e s y ła n e w b lo k ach do ośrodka o b licze n io w eg o , a n a stę p n ie po p rz e
tw orzeniu u d o stę p n ia n e a d m in is tr a o ji system u wodno-gospodarczego.
P rzew id u je s i ę sto so w an ie te r m in a li typu ME BI 7950 [ 7 j . P o d łączen ie te r m in a li do p ro c e so ra telekom unikacyjnego pozwala wyeliminować z ło żone i d ro g ie układy s te r u ją c e p r a c ą w ie lu te r m i n a l i . D okładna l i c z b y te rm in a l.!, a n i i l o ś ć i r o d z a j p rz e s y ła n y c h za ic h pośrednictw em in f o r m a c ji nie s ą zn a n e , gdyż s t r u k t u r a z a rz ą d z a n ia systemem w odno-gospodar- czym n ie z o s t a ł a je s z c z e o k re ś lo n a .
15 J. Jcbstel
2 .5 . O rganizacja s i e c i lo k a ln y c h .
W s ie c ia c h ło k aln y o h l i n i e kablowe będą wykorzystywane do tw orzenia s i e c i te le m e c h an ik i, p o d łą c z e n ia t e r m in a li oraz d y sp o z y to rsk ic h a p a ra tów te le fo n ic z n y c h , co i l u s t r u j e r y s . 7»
O ptym alizacja s tr u k tu r y p o łą c z e ń kablowych powinna być przeprowadzone wg m etodyki p rz e d sta w io n e j w£s] , jV ] .
Lokalny
ośrodek sterowania
Hys, 7- P o łą c z e n ia kablowe w s ie c ia c h lo k a ln y c h
3 . Sie ć tr a n s m is ji danych
S ieć tr a n s m is ji danych s łu ż y do p o łą c z e n ia lo k a ln y c h ośrodków sterow a
n ia i te r m in a li w innych o b ie k ta c h z centralnym ośrodkiem s te ro w a n ia . Ponieważ w k r a ju n ie ma p u b lic z n e j s i e c i tr a n s m is ji dacy ch , konieczna j e s t budowa t a k i e j s i e o i d la p o trz e b system u wodno-gospodarczego.
W system ie tym b ę d z ie pracow ało ponad 30 lo k a ln y c h ośrodków ste ro w a n ia , położonych w prom ieniu 50 km wokół ośrodka c e n tr a ln e g o . Budowa n ie z a leżn y ch p o łącz eń między ośrodkam i lokalnym i a ośrodkiem cen traln y m by
łaby bardzo kosztow ną, a je d n o c z e śn ie przepustow ość t a k i e j s i e c i byłoby wykorzystana w niew ielkim s to p n iu . Wynika to z nierów nom ierności tr a n s — m i s j i , małego w ypełnienia czasu nadaw ania. In fo rm acje będą p rz e s y ła n e w b lokach z szy b k o ścią 1200 - 2400 b i t / s , le c z pomiędzy seansam i łą c z n o ś c i w ystąpią d łu g ie przerw y.
M in im aliza cję kosztów budowy i e k s p l o a t a c j i s i e c i można uzyskać^ wpro
wadzę ją c węzły tran zy to w e, k o n c e n tru ją c e s tru m ie n ie z k ilk u lu b k ilk u n a stu ośrodków l o k a l a c h . Węzeł tranzytow y pow inien s i ę znajdować w ośrodku lokalnym , k tó ry w p r z y s z ło ś c i mógłby p r z e ją ć s te ro w a n ie całym m ikroregionem , lu b k tó re g o wybór m in im a liz u je dłu g o ść s i e o i . Po zadań węzła tranzytow ego powinno rów nież n a leżeć z e sta w ia n ie d y sp o z y to rsk ic h
k o b e i. _ ItUlonicznu
g
Termir.ol telefon Stacjo telefon
dysp. ItlCTOi! duep.
'Sieć łączności 43
połączeń, te le f o n ic z n y c h pomiędzy ośrodkam i lokalnym i a ośrodkiem cen
tra ln y m . 18 s i e c i a c h tran zy to w y ch t r a n s m i s j i danych n ależy w ykorzystać analogowe łą c z a t e le f o n ic z n e , k tó r e po! w yposażeniu w modemy um ożliw ia
j ą tr a n s m is ję z sz y b k o śc ią 1200 - 2400 b i t / s .
S tr u k tu r a p o łą c z e ń b ę d z ie z a le ż a ła od l o k a l i z a c j i ośrodków i d o stę p n o ś c i łą c z y . E rz y k ła d ro z w ią z a n ia p rzed staw io n o na r y s . 8. O środki lo k a ln e z o s ta ły podłączone do dwóch w spólnych łą c z y . T elefo n y dyspo
z y to r s k ie m ają p o łą c z e n ia n ie z a le ż n e .
do oirodko centralnego
Wązefc tranzusloro-
do (¿nodka centralnego
ośrodek loKolnu C Ips I
P.K l — f Tm~1 | Td
Pó
ośrodek Lokalnu A
zoktad remontowy
B p
I P- K I—I Tm I |Td ośrodek loholnii Bs
E ys. 8. S ie ć tranzytow a tr a n s m i s j i danych PK - p ro c e s o r komunikacyjny PS - p ro c e so r s te r u ją c y Tm - te rm in a l
Td - t e le f o n d y sp o z y to rsk i
Węzły tran zy to w e d la zapew nienia d u że j niezaw odności tr a n s m is ji powin
ny mieć co n a jm n iej dwie d r o g i połączeniow e z ośrodkiem cen tra ln y m . Prow adzi to do s tr u k tu r y w ielo b o cz n ej s i e c i łą c z y m a g is tra ln y c h tr a n s m i s j i d anych, a u w z g lęd n ia jąc to p o lo g ię system u do s i e c i o s tr u k tu r z e p ie rś c ie n io w o -k o n c e n try c z n e j, ja k na r y s . 9« Heguła wyboru tr a s y może być sztywna i zm ieniana p rz e z o p e ra to rs w sta n a c h aw aryjnych lu b e la s ty c z n a , z a le ż n a od chwilowego s ta n u s i e c i .
Ponieważ s i e ć m a g is tra ln a poza tr a n s m is ją danych b ę d zie wykorzystywa
na do p r z e s y ła n ia sygnałów te le f o n ic z n y c h , łą c z a t e j s i e c i powinny być te le fo n ic z n y m i łą cza m i cyfrowymi PCK.
B ozw iązanie ta k ie um ożliwi p e łn ą i n t e g r a o j ę stosow anych środków tech niczn y c h [93 , {lOj .
J. Sobstel
Z akończenie
S ie ć łą c z n o ś c i j e s t niezbędna d la autom aty za o j i ste ro w an ia i z a rz ą dzania^ a j e j budowa powinna wyprzedzać a u to m a ty z a cję obiektów . Ze względu na d łu g i cykl budowy s i e c i , konieczn e j e s t sz y b k ie p o d ję c ie d e c y z ji o j e j r e a l i z a c j i . Pozw oli to na wprowadzenie p o trz e b system u wodno-gospodarozego do planów rozw oju s i e c i opracowywanych p rz e z r e s o r t łą c z n o ś c i, a tym samym spowoduje z m n ie jsz e n ie kosztów i p rz y s p ie s z e n ie r e a l i z a o j i .
ŁITEBATUBA
[13 Koncepcja kompleksowego ste ro w a n ia w sy stem ie w odno-gospodar- ozym na o b szarze Ś lą s k a . Praca HB-502 JAPiP P o l. Ś l . G liw ic e , 1976.
J . S o b s te l. System te le m etry czn y na komutowanych łą c z a c h t e l e fo n iczn y c h /m a te r ia ły k o n f e r e n c ji/
[33 Dąbrowska, J . S o b s te l s System k o n t r o l i zasobów r z e k i S o ły . / m a te r ia ły k o n f e r e n c ji/
J . S o b s te l, W. P ie rz c h a ła ś S tu d ia nad systemem łą c z n o ś c i d la p o trz e b stero w an ia rozrządem . Praca HB-3O6 JAPiP. P o l. ś l . G liw ioe 1975.
|3?3 Z ało żen ia te c h n ic z n e w z a k r e s ie te c h n o lo g ii i o r g a n iz a c ji ośrodka obliczeniow ego VłPH i K K atow ice. Praoa 7 3 7 /7 7 , Pracow
nia P rojektow ania Systemów Komputerowyoh MBRA-EEWBO.
"Sieć łączności . 45
[6] TELEGYR 709. K a ta lo g i firm y L4NDIS and GTE.
[7] System Monitorów Ekranowych. MESA 7900. K a ta lo g i MEHA-EEŁAB.
[8] J . S e i d l e r ; A n a liz a i sy n te z a s i e o i łą o z n o ś c i d la systemów t e le in fo rm a ty c z n y c h . BSNjWarszawa 1979.
[9] M. M ajewski: Systemy s i e c i zintegrowanej.W KiŁjW arszawa 1978.
[10] M. M ajew ski, J . M itek t T e le tra n s m is y jn e systemy cyfrow e. WKiŁ, 7/arszawa 19 76.
C3TB CBH37I
m
YIIPABJIEHM 30ÆH0 X03)BÎCTBEHH0iÎ CMCTBiOiiB C T a T e n p e R C T a B fe H O KOHcerniHio c e T E c b h s h B0,?iH oxo3H ficTBeH H 0H c h c t s m h . Il0 K a 3 a H 0 ocH O B H oe T e x m r a e c K o e o c S o p y n o B a H a e , Heo(5xo,nHM oe jy m e ë o c E in e c T B Jie - HH3.
THE COI.ïïiIUÎÏIC ATIOÎI ÎTETV/ARK FOR WATER-ECOïfOMIC SYSTEM COKTROL AÏÏD MAîIA- GEMEIÎT
The p a p e r p r e s e n ts th e communication netw ork co n c e p tio n i n th e w a te r- economic system.-
The main t e c h n ic a l means in d is p e n s a b le i t s r e a l i z a t i o n a re d is c u s s e d .