PTP-yə giriş. NTP vaxt sinxronizasiya protokolu SNTP-dən nə ilə fərqlənir? Ntp protokolu dəqiq sinxronizasiya mexanizmlərini təmin edir

Tanınmış Şəbəkə Vaxt Protokolu (NTP) haqqında çoxlu məqalələr yazılmışdır, onlardan bəziləri Nanosaniyələrin (məsələn, və ) sırasının vaxt sinxronizasiyasının dəqiqliyinə nail olmağa imkan verən Precision Time Protocol-dan bəhs edir. Bu protokolun nə olduğunu və bu dəqiqliyin necə əldə edildiyini anlayaq. Bu protokolla işləməyimin nəticələrini də görəcəyik.

Giriş

"Precision Time Protocol" IEEE 1588 standartı ilə təsvir edilmişdir. Standartın 2 versiyası var. İlk versiya 2002-ci ildə buraxıldı, sonra standart 2008-ci ildə yenidən işlənmiş və PTPv2 protokolu buraxılmışdır. Geriyə uyğunluq qorunmayıb.
Mən protokolun ikinci versiyası ilə işləyirəm, o, birinci ilə müqayisədə bir çox təkmilləşdirmələrə malikdir (vikidə deyildiyi kimi dəqiqlik, sabitlik). NTP ilə müqayisə etməyəcəyəm, sadəcə sinxronizasiya dəqiqliyini qeyd etmək və PTP-nin dəqiqliyi əslində “hardware” dəstəyi ilə onlarla nanosaniyəyə çatır, NTP üzərində üstünlüyünü göstərir.
Protokol üçün aparat dəstəyi müxtəlif cihazlarda fərqli şəkildə həyata keçirilə bilər. Əslində, PTP-ni həyata keçirmək üçün tələb olunan minimum şey, portda mesajın alındığı anda aparatın vaxt möhürü qoymaq qabiliyyətidir. Daxil edilmiş vaxt xətanı hesablamaq üçün istifadə olunacaq.

Saat niyə pozulur?

Səhvlər hər yerdən gələ bilər. Başlayaq ki, cihazlardakı tezlik generatorları fərqlidir və iki fərqli cihazın vaxtında mükəmməl işləməsi ehtimalı çox aşağıdır. Bu, yaranan tezlikə təsir edən daim dəyişən ətraf mühit şəraitinə də aid edilə bilər.

Nəyə nail olmağa çalışırıq?

Tutaq ki, ideal şəraitdə işləyən bir cihazımız var, dünyanın sonuna qədər heç tərpənməyəcək bir növ atom saatımız var (əlbəttə ki, Maya təqvimi ilə proqnozlaşdırılandan deyil, həqiqi olandan əvvəl) və biz ən azı təxminən (10 -9 saniyə dəqiqliklə) eyni saatları əldə etmək tapşırığı verilir. Biz bu saatları sinxronlaşdırmalıyıq. Bunun üçün PTP protokolunu həyata keçirə bilərsiniz.

Sırf proqram təminatının tətbiqi ilə “aparat dəstəyi” ilə həyata keçirilməsi arasındakı fərq

Sırf proqram təminatının tətbiqi vəd edilmiş dəqiqliyə nail olmayacaq. Mesajın alındığı andan (daha dəqiq desək, cihazda mesaj almaq üçün siqnalın alınması) kəsilmə giriş nöqtəsinə və ya geri çağırışa keçidə qədər keçən vaxt ciddi şəkildə müəyyən edilə bilməz. PTP dəstəyi ilə "ağıllı aparat" bu vaxt nişanlarını müstəqil olaraq təyin edə bilər (məsələn, Micrel-dən çiplər, mən KSZ8463MLI üçün sürücü yazıram).
Vaxt ştamplarına əlavə olaraq, “aparat” dəstəyinə kvars osilatorunu tənzimləmək (tezliyi master ilə uyğunlaşdırmaq) və ya saatı tənzimləmək imkanı (hər saat dövründə saat dəyərini X ns artırın) daxildir. Aşağıda bu barədə ətraflı.

IEEE 1588 standartına keçək

Standart 289 səhifədə təsvir edilmişdir. Protokolun həyata keçirilməsi üçün tələb olunan minimumu nəzərdən keçirək. PTP müştəri-server sinxronizasiya protokoludur, yəni. Protokolu həyata keçirmək üçün ən azı 2 cihaz tələb olunur. Deməli, Master cihazı atom saatıdır, Slave cihazı isə dəqiq işləmək üçün hazırlanmalı olan saatdır.

Mübadilə dili

Mesajı elan edin– elan mesajı, master tərəfindən bütün Slave cihazlarına göndərilən məlumatları ehtiva edir. Qul cihazı bu mesajdan ən yaxşı ustanı seçmək üçün istifadə edə bilər (bunun üçün BMC (Ən Yaxşı Master Saat) alqoritmi var). BMC o qədər də maraqlı deyil. Bu alqoritmi standartda asanlıqla tapmaq olar. Seçim dəqiqlik, variasiya, sinif, prioritet və s. kimi mesaj sahələrinə əsaslanır. Digər mesajlara keçək.

Sinxronizasiya/İzləmə, DelayResp, PDelayResp/PDelayFollowUp– usta tərəfindən göndərilir, aşağıda onlara daha ətraflı baxacağıq.

DelayReq, PDelayReq– Qul cihaz sorğuları.

Gördüyünüz kimi, Slave cihazı ətraflı deyil, Master demək olar ki, bütün məlumatları özü təmin edir. Göndərmə standartda ciddi şəkildə müəyyən edilmiş Multicast (istəsəniz, Unicast rejimindən istifadə edə bilərsiniz) ünvanlarına həyata keçirilir. üçün PGecikmə mesajların ayrıca ünvanı var (Ethernet üçün 01-80-C2-00-00-0E və UDP üçün 224.0.0.107). Digər mesajlar 01-1B-19-00-00-00 və ya 224.0.1.129-a göndərilir. Paketlər sahələrə görə fərqlənir ClockIdentity(saat ID) və SequenceId(paket identifikatoru).

İş sessiyası

Tutaq ki, master BMC alqoritmi ilə seçilib və ya master şəbəkədə yeganədir. Şəkil əsas cihazla sinxronlaşdırılmış cihaz arasında əlaqə prosedurunu göstərir.

Hər şey Master mesaj göndərməklə başlayır Sinxronizasiya və eyni zamanda t1 göndərmə vaxtını qeyd edir. Bir və iki mərhələli iş rejimləri var. Onları ayırd etmək çox asandır: bir mesaj varsa İzlə– onda biz iki mərhələli icra ilə məşğul oluruq, nöqtəli ox isteğe bağlı mesajları göstərir
İzlə sonra mesaj göndərilir Sinxronizasiya və t1 vaxtını ehtiva edir. Köçürmə bir mərhələdə həyata keçirilirsə, o zaman Sinxronizasiya mesajın mətnində t1 ehtiva edir. Hər halda, t1 cihazımız tərəfindən qəbul ediləcək. Mesajı qəbul edərkən Sinxronizasiya zaman damgası t2 Slave-də yaradılır. Beləliklə, t1, t2 alırıq
Slave mesaj yaradır DelayReq t3 nəsli ilə eyni vaxtda
Usta qəbul edir DelayReq t4 yaradan zaman mesaj
t4 Salve cihazına göndərilir DelayResp mesaj

Onlayn mesajlar

Yuxarıda göstərilən kimi mübadilə sessiyası yalnız kvars sinxronlaşdırılan cihazlar üçün mükəmməl bərabər tezliklər yaratdıqda uğurlu ola bilər. Əslində, saat tezliyinin fərqli olduğu ortaya çıxır, yəni. Bir cihazda 1 saniyədə saat dəyəri 1 saniyə, digərində, məsələn, 1,000001 saniyə artacaq. Burada saat fərqi görünür.
Standart müəyyən bir interval üçün Master və Slave üzərində keçən vaxtın nisbətinin hesablanması nümunəsini təsvir edir. Bu nisbət Slave cihazının tezliyi üçün əmsalı olacaq. Ancaq tənzimləmənin müxtəlif yollarla həyata keçirilə biləcəyinə işarə var. Onlardan ikisinə baxaq:

Slave cihazının saat tezliyini dəyişdirin (standartdakı nümunə)
Saat tezliyini dəyişdirməyin, lakin T müddətinin hər işarəsi üçün saat dəyəri T ilə deyil, T+∆t ilə artacaq (mənim tətbiqimdə istifadə olunur)

Hər iki üsulda müəyyən bir intervalda Master cihazındakı vaxt dəyərindəki fərqi, həmçinin Slave cihazında eyni intervalda vaxt fərqini hesablamalısınız. Birinci üsulda əmsal:

İkinci üsul ∆t-nin hesablanmasını tələb edir. ∆t hər müəyyən intervalda zaman dəyərinə əlavə olunacaq dəyərdir. Şəkildə görürsünüz ki, Ustada 22 – 15 = 7 saniyə keçərkən, Qulda 75+(87-75)/2 –(30+ (37-30)/2) = 47.5 keçdi.

Tezlik – prosessor tezliyi, məsələn, 25 MHz - prosessor dövrü 1/(25*10 6) = 40ns davam edir.
Cihazın imkanlarından asılı olaraq ən uyğun üsul seçilir.
Növbəti bölməyə keçmək üçün ofseti bir az fərqli ifadə edək:

PTP iş rejimləri

Standarta nəzər saldıqda, çatdırılma vaxtını hesablamaq üçün tək bir yol olmadığını görə bilərsiniz. PTPv2-nin 2 iş rejimi var. Bu E2E (Uçdan Uca), yuxarıda müzakirə edildi, rejimi də təsvir edilmişdir P2P (Peer-to-Peer). Hansı metoddan istifadə edəcəyimizi və onların fərqinin nə olduğunu anlayaq.
Prinsipcə, istənilən rejimdən istədiyiniz kimi istifadə edə bilərsiniz, lakin onlar eyni şəbəkədə birləşdirilə bilməz.

Rejimdə E2Eçatdırılma müddəti hər biri mesajın düzəliş sahəsinə daxil olan bir çox cihaz vasitəsilə gələn mesajlardan hesablanır Sinxronizasiya və ya İzlə(əgər iki mərhələli ötürmə varsa) bu cihazda paketin gecikdirildiyi vaxt (əgər cihazlar birbaşa qoşulubsa, heç bir düzəliş edilmir, ona görə də onları ətraflı nəzərdən keçirməyəcəyik). İstifadə olunan mesajlar: Sync/FollowUp, DelayReq/DelayResp
Rejimdə P2P Düzəliş sahəsinə təkcə paketin gecikdirildiyi vaxt daxil edilmir, ona (t2-t1) əlavə olunur (standartda oxuya bilərsiniz). İstifadə olunan mesajlar Sync/FollowUp, PDelayReq/PDelayResp/PDelayRespFollowUp

Standarta görə, düzəliş sahəsində dəyişikliklə PTP mesajlarının keçdiyi saat deyilir Şəffaf Saat (TC). Bu iki rejimdə mesajların necə ötürüldüyünü görmək üçün şəkillərə baxaq. Mavi oxlar mesajları göstərir Sinxronizasiya Və İzlə.

Başdan-uca rejimi

Peer-to-Peer rejimi
P2P rejimində bəzi qırmızı oxların göründüyünü görürük. Bunlar bizim ünvanlamadığımız qalan mesajlardır, yəni PDelayReq, PDelayResp Və PDelayFollowUp. Bu mesajların mübadiləsi:

Çatdırılma vaxtı xətası

Standart müxtəlif növ şəbəkələrdə protokolun həyata keçirilməsini təsvir edir. Mən Ethernet şəbəkəsindən istifadə edirdim və Ethernet səviyyəsində mesajlar alırdım. Belə şəbəkələrdə paketlərin çatdırılma müddəti daim dəyişir (xüsusilə nanosaniyə dəqiqliyi ilə işləyərkən nəzərə çarpır). Bu dəyərləri süzmək üçün müxtəlif filtrlərdən istifadə olunur.

Nə süzülməlidir:

Çatdırılma vaxtı
Qərəz

Sürücüm Linux demonu ilə təxminən eyni filtrləmə sistemindən istifadə edir PTPd, mənbələri tapıla bilən və bəzi məlumatlar da var. Mən sizə sadəcə bir diaqram verim:

LP IIR (Sonsuz İmpuls Cavab aşağı keçid) filtri(Sonsuz İmpuls Cavab Filtri) düsturla təsvir olunur:

, Harada s– filtrin kəsilməsini tənzimləməyə imkan verən əmsal.

Tənzimləmə hesablanması

Gəlin tənzimləməyə, ikinci dəyərə əlavə edilməli olan deltaya keçək. Sistemimdə istifadə olunan hesablama sxemi:

Şəbəkə müdaxiləsi səbəbindən güclü tənzimləmə titrəməsini süzmək üçün Kalman filtrindən istifadə etdim, çox xoşuma gəldi. Ümumiyyətlə, qrafiki hamarlaşdırmaq şərti ilə istədiyiniz istənilən filtrdən istifadə edə bilərsiniz. IN PTPd məsələn, filtrləmə daha sadədir - cari və əvvəlki dəyərlərin ortalaması hesablanır. Qrafikdə sürücümdə Kalman filtrinin nəticələrini görə bilərsiniz (tənzimləmə xətası 25 MHz çipdə subnanosaniyələrlə ifadə edilmişdir):

Tənzimləməni tənzimləməyə davam edək, tənzimləmə sabitə meyl etməlidir, bir PI nəzarətçisi istifadə olunur. IN PTPd Saat ofseti tənzimlənir (tənzimləmə ofsetə əsaslanır), lakin mən onu tənzimləməni tənzimləmək üçün istifadə edirəm (KSZ8463MLI-nin xüsusiyyəti). Nəzarətçinin mükəmməl konfiqurasiya edilmədiyini görürük, amma mənim vəziyyətimdə bu tənzimləmə kifayətdir:

İşin nəticəsi

Nəticə qrafikdə göstərilir. Saat ofseti -50ns ilə 50ns arasında dəyişir. Nəticədə mən çoxsaylı məqalələrdə qeyd olunan dəqiqliyə nail oldum. Əlbəttə ki, icranın bir çox kiçik xüsusiyyətləri pərdə arxasında qaldı, lakin tələb olunan minimum nümayiş olundu.

Suallar üzrə cavablar

26.09.2018

Müasir dünyanı dəqiq vaxt olmadan təsəvvür etmək çətindir. Həyatın bir çox sahələrində çox dəqiq saatlara sahib olmaq lazımdır və dəqiqlik çox vaxt insanların gündəlik həyatda istifadə etdikləri saatların dəqiqliyindən qat-qat yüksək olmalıdır. Məsələn, hava hərəkətinə nəzarət qüllələrində, kosmik gəmilərin idarəetmə sistemlərində və ya hərbi sistemlərdə saatların dəqiqlik tələbləri ən yüksək səviyyədədir. Həmçinin, yüksək dəqiqlikli saatlar daha sadə funksiyalı sistemlərdə - mobil operatorların və internet provayderlərinin billinq və tarif sistemlərində, bank əməliyyat sistemlərində, mübadilə sistemlərində, sənaye və elmi komplekslərdə də lazımdır. Yerli şəbəkələrdə Kerberos istifadəçi identifikasiyası protokolu həmçinin domen nəzarətçisinin vaxtının istifadəçi iş stansiyalarının saatı ilə müqayisəsindən istifadə edir. Kompüter şəbəkələrində sinxronizasiya adətən protokoldan istifadə edərək dəqiq vaxt serverləri ilə həyata keçirilir NTP və ya onun "yüngül" versiyası - SNTP. Bu yazıda biz bu protokolların xüsusiyyətlərini, fərqlərini və tətbiqi nümunələrini nəzərdən keçirəcəyik.

NTP(İngilis dili) Şəbəkə Vaxt Protokol– Network Time Protocol) – dəyişən bant genişliyi olan şəbəkələrdən istifadə edərək kompüterin daxili saatını sinxronlaşdırmaq üçün şəbəkə protokolu. Dəqiq vaxtı təxmin etmək üçün ən dəqiq mənbələri seçməyə imkan verən xüsusi alqoritm sayəsində vaxt sinxronizasiyasının yüksək dəqiqliyini təmin edir. Bu alqoritm açıq-aydın yanlış konfiqurasiya edilmiş NTP serverlərindən gələn məlumatların ümumi sistemə təsirini minimuma endirməyə imkan verir. NTP protokolu nanosaniyəlik dəqiqliklə sinxronizasiya mexanizmlərini təmin edir və yerli saatın və sinxronizasiyanı həyata keçirən vaxt serverinin səhvlərini xarakterizə etmək və qiymətləndirmək üçün imkanları ehtiva edir. NTP protokolu səviyyələrin və ya təbəqələrin iyerarxik sistemindən istifadə edir. NTP serveri birbaşa dəqiq vaxt mənbəyindən məlumat alırsa, ən yüksək səviyyədədir (1-ci təbəqə). Saatlarını 1-ci təbəqə serveri ilə sinxronlaşdıran serverlər aşağıda (2-ci təbəqə) səviyyədədir və s.

SNTP(İngilis dili) Sadə Şəbəkə Vaxt Protokol– sadə şəbəkə vaxtı protokolu) – kompüter şəbəkəsi üzərindən vaxtı sinxronlaşdırmaq üçün protokol. Bu NTP protokolunun sadələşdirilmiş tətbiqidir, NTP alqoritminin mürəkkəbliyi yoxdur. SNTP tam NTP funksionallığı tələb etməyən şəbəkə hostları üçün istifadə olunur. Yerli şəbəkədəki bir neçə qovşaqın saatlarını İnternet üzərindən digər NTP qovşaqları ilə sinxronlaşdırmaq və yerli şəbəkə üzərindən digər müştərilərə göstərilən xidmətlərin vaxtı sinxronlaşdırmaq üçün bu qovşaqlardan istifadə etmək adi bir təcrübədir. Bu istifadə halı yüksək dəqiqlikli vaxt sinxronizasiyasını tələb etmir. SNTP protokolu 1 ilə 50 ms arasında dəqiqliklə sinxronizasiya mexanizmlərini təmin edir.

NTP protokolundan istifadə nümunəsi: Bank N öz müştərilərinə mübadilə ticarəti üçün müştəri-server proqramı təqdim edir. Birja kotirovkaları haqqında məlumatı emal edən serverlərdə universal vaxt şkalası ilə yüksək dəqiqlikli sinxronizasiyaya malik saat olmalıdır. Bu halda, N bankının hər bir birja ticarət serveri birbaşa dəqiq vaxt mənbəyindən məlumatları qəbul edən dəqiq vaxt serverlərinin (“stratum 1”) ən dəqiqi ilə sinxronlaşdırılır. Ən dəqiq server NTP protokolunda quraşdırılmış alqoritmdən istifadə etməklə seçilir. Belə bir həllin təxmini arxitekturası aşağıdakı diaqramda göstərilmişdir:

SNTP-dən istifadənin klassik nümunəsi domen daxilində vaxt sinxronizasiyasıdır. Domen nəzarətçisi qlobal İnternetdən vaxtı Stratum 1 və ya Stratum 2-nin ictimai serverlərindən alır. Domenin qalan müştəriləri öz saatlarını domen nəzarətçisində olan vaxtla sinxronlaşdırırlar. Təxmini memarlıq diaqramda göstərilmişdir.

Dəniz xronometrindən istifadə təcrübəsinin göstərdiyi kimi, vahid vaxta nəzarət sistemdəki bütün cihazların işini dəqiq hesablamağa imkan verən ən vacib üstünlükdür.

Kəşflər əsrində Britaniya İmperiyası naviqasiyada dramatik irəliləyiş əldə etdi və bütün bunlar sadə ixtira - dəniz xronometri - hətta dəniz şəraitində vaxtı dəqiq ölçməyə qadir olan cihaz sayəsində. Xronometri Qrinviç liman şəhərinin vaxtına uyğunlaşdıraraq və cihazın göstəricilərini günəşin səmadakı mövqeyi ilə müqayisə edərək, britaniyalı dənizçilər öz səyahət vaxtını böyük dəqiqliklə təyin ediblər. Onlar üçün xronometr unikal kəşfdən başqa bir şey deyildi: ingilislərə bütün müasirlərini ötməyə imkan verən irəliyə doğru böyük addım. Və o vaxtdan çox vaxt keçməsinə baxmayaraq, bu gün belə bir xronometr bütün planet üçün mühüm rol oynayır, çünki onun sayəsində Qrinviç Orta Saatı (GMT) üçün dünya standartı yaradılmışdır.

Sənaye şəbəkələri ilə işləyərkən vaxtı dəqiq ölçmək bacarığı böyük üstünlükdür. Bu, xüsusilə şəbəkə avadanlıqlarını idarə etmək, sinxronlaşdırmaq və konfiqurasiya etmək üçün ultra dəqiq vaxt göstəricilərinin tələb olunduğu elektrik stansiyalarında işləyərkən doğrudur. Ölçmələrdə yüksək səviyyəli dəqiqlik sənaye şəbəkəsinin ehtiyatlarından istifadə etməyə imkan verir ki, bu da əməliyyat səmərəliliyini, sabitliyini, təhlükəsizliyini və sistemi son istifadəçinin tələblərinə uyğunlaşdırmaq imkanını əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırır.

Əsasən enerji yarımstansiyalarında müasir sistemlərlə işləmək üçün zəruri olan sənaye şəbəkələrinin sinxronlaşdırılması prosesinə baxacağıq.
Vaxt ölçmə texnologiyaları, NTP, GPS və IEEE 1588 v2 protokolu ilə işləmə sistemi də bütün şəbəkənin fəaliyyəti haqqında tam məlumat toplaya biləcəyiniz ultra dəqiq məlumatların əldə edilməsi üçün nəzərdən keçiriləcək.

Vaxt sinxronizasiya texnologiyalarının tarixi.

Sənayedə saatlar şəbəkə avadanlıqlarını sinxronlaşdırmaq üçün istifadə olunur. Onlardan alınan məlumatlar əsasında bütün cəlb edilmiş avadanlıqların fəaliyyəti əlaqələndirilir. Hazırda şəbəkə inteqratorları vaxtı sinxronlaşdırmaq üçün bir neçə üsuldan istifadə edirlər. Hər bir metodun həm mənfi cəhətləri, həm də üstünlükləri var və hər bir üsul sənaye sistemləri ilə işləmək üçün uyğun deyil.

Təşkilat Inter-range Instrumentation Group (IRIG) cihazların serial kommutasiyası ilə şəbəkələrdə işləmə standartını təsdiqlədi. 1956-cı ildə IRIG tərəfindən hazırlanmış vaxt kodlaşdırma texnologiyaları əvvəlki nəsil sistemlərin işləməsi üçün əsas olmuşdur. Hal-hazırda IRIGB 205-87 standartı ən son yeniləmədir.

Şəbəkə Vaxt Protokolu (NTP): NTP ilk dəfə 1985-ci ildə ortaya çıxan şəbəkə məlumatları üçün vaxt protokoludur. NTP protokolunun işləməsi səviyyələr iyerarxiyasına əsaslanır, onun vasitəsilə hazırda bütün şəbəkə üçün ümumi vaxt haqqında məlumat alınır. NTP iyerarxiyası mahiyyətcə sistemdə dövrlərin təkrarlanmasının qarşısını alan ağac ilə təmsil olunur.

NTP şəbəkəni müxtəlif təbəqələrə bölür
(mənbə: Wikimedia Commons üçün B.D. Esham)

Qlobal Yerləşdirmə Sistemi (GPS): GPS peykləri planetimizin orbitində yerləşən son dərəcə dəqiq atom saat mexanizmləridir. Onların vaxt məlumatları yerdə yerləşən qəbuledicilərə işıq sürəti ilə ötürülə bilər. Bu məlumatlar həm də nisbilik prinsiplərinə uyğun olaraq düzəldilir ki, bu da qəbulediciyə cari vaxt haqqında ultra dəqiq məlumat əldə etməyə imkan verir.

Vaxt sinxronizasiyası ilə bağlı mümkün problemlər
Bir çox mövcud vaxt sinxronizasiya sistemləri ya qeyri-kamildir, ya da çox bahalıdır.

Avtomatlaşdırılmış yarımstansiya şəbəkələri kimi sənaye sistemləri, onların daxilində müxtəlif alt sistemlərin və cihazların işinə nəzarət etmək üçün dəqiq vaxt məlumatlarına əsaslanır. Bununla belə, bu mühitdə istifadə olunan bir çox texnologiyalar məlumatların ötürülməsi və bu cür sistemlərə nəzarət tələblərinə cavab vermir.

Dəqiqlik: Qüsursuz sənaye şəbəkəsinin işləməsi üçün hər nanosaniyə sayılır, lakin indiki texnologiyaların əksəriyyəti bu səviyyədə sistemləri dəstəkləyə bilməz. Məsələn, avtomatlaşdırılmış yarımstansiya şəbəkəsi kritik missiya tətbiqlərini (səhvlərin qeydi, uzaqdan monitorinq, uzaqdan idarəetmə) daha yaxşı dəstəkləmək üçün verilənlərlə nanosaniyə səviyyəsində işləməlidir. IRIGB və NTP standartları sistemin nanosaniyəlik dəqiqlik səviyyəsində işləməsinə imkan vermir. Standart iş şəraitində belə, NTP standartının dəqiqliyi yüzlərlə mikrosaniyədir.

Qiymət: GPS şəbəkəsi atom saatları sayəsində məlumatla işləməyin çox yüksək dəqiqliyini təmin edir, lakin bütün sistemin işində eyni dəqiqliyin qorunması üçün onun hər bir səviyyəsi fərdi GPS qəbuledicilərindən alınan məlumatlar ilə işləməlidir. Bu, çox böyük maliyyə sərmayəsini nəzərdə tutur, ona görə də bu qərarı rasional adlandırmaq olmaz. Şəbəkə qovşağına tələb olunan GPS qəbuledicilərinin sayını azaltmaq və ya bütün sistemin ultra dəqiq GPS məlumatları ilə işləməyi təmin edə bilən ilkin az sayda belə cihazları daha səmərəli istifadə etmək mümkün olsaydı, GPS məlumatları ilə işləmək ideal olardı.

Sənaye şəbəkələri üçün vaxt protokolu.

IEEE 1588v2 protokolu sənaye sistemlərinin heç bir əlavə xərc çəkmədən ən yüksək dəqiqliklə işləməsini təmin etmək üçün xüsusi olaraq hazırlanmışdır.

NTP, GPS və IRIGB texnologiyaları yarımstansiyaların tam işləməsi üçün tələblərə cavab vermir. IEEE 1588v2 Precision Time Protocol (PTP) xüsusi olaraq sənaye şəbəkələri və idarəetmə sistemlərində istifadə üçün nəzərdə tutulmuşdur. IEEE 1588v2 şəbəkəsində master saat yarımstansiya sisteminin qalan hissəsi üçün vaxtı təyin edir. Ethernet açarı vaxtı təyin edən cihaz, stasionar saatlar kimi isə kombinlər, qoruyucu qurğular və s. Bütün qurğular "master-slave" prinsipi ilə işləyir, burada dövrənin yuxarı hissəsində əsas saat funksiyasını yerinə yetirən bir cihaz var. Aşağıdakı rəqəm master və slave qurğular arasında RTP məlumat paketinin mübadiləsini və bütün şəbəkənin sinxronizasiya olunduğu stasionar saatın qurulmasını nümayiş etdirir. Yalnız master saatın GPS ilə əlaqə saxlaması lazımdır, buna görə də bütün məlumatlar şəbəkədəki digər cihazlara dəqiq şəkildə paylanacaq.

IEEE 1588v2 protokolu ilə işləmək üçün sistemə yalnız bir GPS qəbuledicisi lazımdır. Bu, şəbəkədəki bütün cihazlara dəqiq məlumat ötürülməsini təmin edəcək.

IEEE 1588v2 protokolunu dəstəkləyən Ethernet keçidi dəqiq məlumat ötürülməsini (1 mikrosaniyəyə qədər) təmin edir və master saat kimi istifadə edilə bilər. Ən dəqiq məlumat ötürülməsini təmin etmək üçün şəbəkədəki digər qurğular da IEEE 1588v2 protokolunu dəstəkləməlidir. Sənaye avtomatlaşdırma şəbəkəsində IEEE 1588v2 protokolunu dəstəkləyən kompüterlər Ethernet keçidindən zamanla sinxronlaşdırılmış məlumatları qəbul edən stasionar saat rolunu oynayır.

Tam sinxronizasiya üçün şəbəkədəki bütün qurğular quraşdırılmış kompüterlər də daxil olmaqla IEEE 1588v2 protokolunu dəstəkləməlidir.

Bütün şəbəkə cihazları IEEE 1588v2 protokolunu dəstəklədikdə, sistem dəqiq sinxronizasiyanı təmin edən nanosaniyə səviyyəsində məlumatları ötürə bilər. Bu səviyyədə işləmək qabiliyyəti elektrik stansiyalarında istifadə üçün xüsusilə uyğundur, buna görə də IEEE 1588v2 sənaye elektrik şəbəkələrinin tələblərinə cavab verən IEC 61850-2 standartının bir hissəsidir. Beynəlxalq Elektrotexniki Komissiya (IEC) standarta IEEE 1588v2 protokolunu daxil etdi, çünki... Sənaye enerji şəbəkələrində dəqiq vaxt sinxronizasiyası aşağıdakı vəzifələrin yerinə yetirilmə keyfiyyətinə təsir göstərir:

Elektrik kəsilməsi xəbərdarlığı - Sistem bir sıra problemləri ilkin mərhələdə və onların şəbəkədə harada yarandığını real vaxt rejimində müəyyən etməyə imkan verir.
Arızaların ətraflı qeydi və qeydiyyatı - Hadisələri nanosaniyə səviyyəsində qeyd etməklə dəqiq analiz etməyə imkan verir.
Daha səmərəli şəbəkə əməliyyatı - iş qrafikinə və avadanlıqların vəziyyətinə nəzarət etmək.
"Sual cavab". Virtual iş vaxtı cədvəli, generatorlar və enerji idarəetməsi ilə işləyin.

IEEE 1588v2 standartı nəinki şəbəkələşməyə qənaət etməyə kömək edir, həm də nanosaniyə səviyyəsində məlumatların ötürülməsinin yüksək dəqiqliyini təmin edir. Bu, yarımstansiyalara və digər elektrik şəbəkəsi sistemlərinə rəqabət qabiliyyətini yüksəltməyə və IEEE 1588v2 standartına uyğun olaraq standartlaşdırılmış cihazlardan istifadə etməyən oxşar təşkilatlardan üstün görünməyə imkan verir. Axı “ağıllı şəbəkə” sistemi sinxronlaşdırılmış yarımstansiyaların daha məhsuldar, qənaətcil, idarə olunması asan və etibarlı olmasına imkan verir. Bütün bu üstünlüklər təşkilatlara istehsalın gəlirliliyini artırmağa və ətraf mühitə dəyən ziyanı minimuma endirməyə imkan verir.

Yarımstansiyaların işinin sinxronlaşdırılmasında MOHA cihazlarının üstünlükləri.

Fast Ethernet açarları MOHA modeli PT-7728-PTP IEC 61850-3 yarımstansiya şəbəkəsi və onun cihazlarının dəqiq vaxt sinxronizasiyasına zəmanət verən IEEE 1588v2 standartının PTP protokolunu dəstəkləyir.

Switch xüsusiyyətləri:

14 porta qədər 100BaseFX (Çox rejimli, ST konnektoru) və ya 100BaseTX portu və 1 BNC konnektoru. IEEE1588 v1 və v2 dəstəyi, hər port üçün vaxt möhürü və BNC portu üçün nəbz çıxışları (pps).
End to End rejimində 1 mikrosaniyə dəqiqliyi ilə 1 və 2 addımlı master saat əməliyyatları
Peer to Peer rejimində 1 mikrosaniyəlik dəqiqliklə 2 addımlı master saat əməliyyatları
Nanosaniyəlik dəqiqliklə şəbəkə saatının sinxronizasiyası
Saat sinxronizasiyası əsas və ikinci dərəcəli yarımstansiya şəbəkələri ilə işləməyə imkan verir
Funksiyaların çoxməqsədli istifadəsi (Ethernet) sayəsində aşağı şəbəkə xərcləri
Şəbəkə dəyişiklikləri baş verdikdə sürətli sinxronizasiya
Quraşdırmaq və idarə etmək asandır

Tam şəbəkə işləməsi üçün MOHA IEEE 1588v2 standartını dəstəkləyən / seriyalı quraşdırılmış kompüterləri təklif edir.

Kompüterlərin xüsusiyyətləri:

Sənaye mühitində asan işləmə üçün 40 vata qədər aşağı enerji istehlakı
Sənaye hamısı bir yerdə dizayn: Son dərəcə etibarlı performans üçün fanatlar və ya xarici kabellər yoxdur.
IEC 61850-3 sertifikatı cihazları elektrik stansiyalarında istifadə etməyə imkan verir.
Gələcək sistem təkmilləşdirmələri üçün xərcləri azaltmaq üçün iki müstəqil yuva ilə modul dizayn (8 portlu RS-232/422/485 modulu, 8 portlu RS-422/485 modulu, 4 portlu 10/100 Mbps LAN modulu, 8 portlu modul 10/100 Mbps və ya universal PCI genişləndirmə modulu)
Sadə və asan əməliyyat üçün Linux sistemində istifadəçi dostu IEEE 1588v2 PTP konfiqurasiyası, quraşdırma və konfiqurasiyada pul və vaxta qənaət

Səssiz quraşdırma köməkçisindən istifadə edərək bir neçə dəqiqə ərzində DA-683 ilə IEEE 1588v2 PTP qurun
_______________________________________________________________________
Siz şəbəkəniz üçün vaxt sinxronizasiyası tələblərinə cavab verən cihazı asanlıqla tapa və onun qiymətini rəsmi IPC2U saytında yoxlaya bilərsiniz.

İmtina Bu sənəd yalnız ümumi məlumat məqsədləri üçündür və məzmunu xəbərdarlıq edilmədən dəyişdirilə bilər. Cihazlar, iş şəraiti, xüsusiyyətlər, satış şərtləri və ya digər aspektlərlə bağlı bu sənəddə göstərilən bütün məlumatların düzgün olduğuna zəmanət yoxdur. Biz bütün öhdəliklərdən imtina edirik və bu sənəddə olan məlumatlardan irəli gələn hər hansı hərəkətə görə məsuliyyət daşımırıq.

65 nanometr, 300-350 milyon avroya başa gələcək Zelenoqrad zavodu Angstrem-T-nin növbəti hədəfidir. Şirkət artıq Vneşekonombanka (VEB) istehsal texnologiyalarının modernləşdirilməsi üçün güzəştli kredit üçün ərizə təqdim edib, bu həftə "Vedomosti" zavodun direktorlar şurasının sədri Leonid Reymana istinadən xəbər verir. İndi Angstrem-T 90nm topologiyaya malik mikrosxemlər üçün istehsal xəttini işə salmağa hazırlaşır. Alındığı əvvəlki VEB krediti üzrə ödənişlər 2017-ci ilin ortalarında başlayacaq.

Pekin Uoll Striti çökdürür

Amerikanın əsas indeksləri Yeni ilin ilk günlərini rekord azalma ilə qeyd etdi; milyarder Corc Soros artıq dünyanın 2008-ci il böhranının təkrarı ilə üzləşdiyi barədə xəbərdarlıq edib.

Qiyməti 60 dollar olan ilk rus istehlakçı prosessoru Baikal-T1 kütləvi istehsala buraxılır.

“Baikal Electronics” şirkəti 2016-cı ilin əvvəlində qiyməti təxminən 60 dollar olan Rusiyanın “Baikal-T1” prosessorunu sənaye istehsalına buraxmağı vəd edir. Bazar iştirakçıları deyirlər ki, hökumət bu tələbi yaratsa, cihazlar tələbat olacaq.

MTS və Ericsson Rusiyada 5G-ni birgə inkişaf etdirəcək və tətbiq edəcək

Mobile TeleSystems PJSC və Ericsson Rusiyada 5G texnologiyasının inkişafı və tətbiqi sahəsində əməkdaşlıq müqavilələri bağlayıb. Pilot layihələrdə, o cümlədən 2018-ci il Dünya Kuboku zamanı, MTS İsveç satıcısının inkişaflarını sınaqdan keçirmək niyyətindədir. Gələn ilin əvvəlində operator beşinci nəsil mobil rabitə üçün texniki tələblərin formalaşdırılması ilə bağlı Telekommunikasiya və Kütləvi Rabitə Nazirliyi ilə dialoqa başlayacaq.

Sergey Çemezov: Rostec artıq dünyanın on ən böyük mühəndislik korporasiyasından biridir

Rostec-in rəhbəri Sergey Çemezov RBC-yə müsahibəsində aktual sualları cavablandırdı: Platon sistemi, AVTOVAZ-ın problemləri və perspektivləri, Dövlət Korporasiyasının əczaçılıq biznesindəki maraqları, sanksiyalar kontekstində beynəlxalq əməkdaşlıq haqqında danışdı. təzyiq, idxalı əvəzləmə, yenidən təşkil, inkişaf strategiyası və çətin zamanlarda yeni imkanlar.

Rostec "özünü qılıncoynadır" və Samsung və General Electric-in uğurlarına müdaxilə edir

Rostec-in Müşahidə Şurası “2025-ci ilə qədər İnkişaf Strategiyası”nı təsdiqləyib. Əsas məqsədlər yüksək texnologiyalı mülki məhsulların payını artırmaq və əsas maliyyə göstəricilərində General Electric və Samsung şirkətlərini tutmaqdır.

Müasir sistemlər, məsələn, keçid monitorinq sistemləri (TSM), eləcə də bir proses avtobusundan istifadə edən rele mühafizəsi və avtomatlaşdırma (RPA) sistemləri 1 μs ərzində yüksək dəqiqlikli vaxt sinxronizasiyasını tələb edir. Bu tələblər digər yarımstansiyaların avtomatlaşdırma sistemlərindən (1-2 ms) daha sərtdir. Eyni zamanda, bu gün enerji obyektlərinin avtomatlaşdırılması sistemləri çərçivəsində Ethernet şəbəkələri geniş yayılmaqdadır ki, onların vasitəsilə SCADA sistemləri ilə rele mühafizəsi qurğuları, eləcə də fərdi rele mühafizə cihazları arasında məlumat mübadiləsi həyata keçirilir. Precision Time Protocol (PTP) xüsusi rabitə xətlərindən istifadə etmədən Ethernet şəbəkəsi üzərində işləyən və rele mühafizəsi cihazları, keçid yazıcıları, proses şin bağlayıcıları və yüksək tələblər tələb edən digər cihazlar üçün tələb olunan dəqiq vaxt sinxronizasiyasını təmin edə bilən vaxt sinxronizasiya protokoludur. dəqiqlik.zaman sinxronizasiyası.

Mövcud vaxt sinxronizasiya protokolları ilə bağlı problemlər

Enerji obyektlərində uzun illərdir ki, cihazların vaxt sinxronizasiyası həyata keçirilir. Xüsusilə, müxtəlif cihazlar tərəfindən qeydə alınan hadisələrin əlaqələndirilməsinin mümkünlüyünü təmin etmək lazımdır. Eyni zamanda, ən çox vaxt sinxronizasiya üsulları 1 ms ərzində dəqiqliyi təmin edir. Proses avtobusundan istifadə edərək SMPR və rele mühafizə sistemlərinin tətbiqinə başlaması ilə cihazın vaxtının sinxronizasiyasının daha yüksək dəqiqliyini təmin etməyə ehtiyac var - 1 μs ərzində.

İkinci dərəcəli cihazların vaxt sinxronizasiyasını yerinə yetirmək üçün iki yanaşma var:

Xüsusi məlumat ötürmə kanallarını və təkrarlayıcıları özündə birləşdirən müstəqil sistemdən istifadə etməklə.
Tətbiq məlumatlarının enerji qurğuları arasında da mübadiləsi aparıldığı Ethernet şəbəkəsindən istifadə.

Aşağıdakı bölmələrdə ən çox istifadə edilən vaxt sinxronizasiyası üsulları müzakirə edilir, onların üstünlükləri və çatışmazlıqları vurğulanır.

Müstəqil vaxt sinxronizasiya sistemlərinin istifadəsi

Tarixən, enerji obyektlərində vaxt sinxronizasiya sistemləri xüsusi rabitə xətlərinin (koaksial, bükülmüş cüt, fiber-optik rabitə xətləri (FOCL)) istifadəsinə əsaslanırdı. İki protokol istifadə edildi:

Vaxt impulsları ilə birlikdə vaxt və tarix məlumatlarını təmin edən IRIG-B.
1-PPS, vaxt və tarix məlumatı olmadan dəqiq vaxt sinxronizasiyasının nəbzini təmin edir.

Bu protokollardan istifadə edərkən rele mühafizə cihazları ilə SCADA sistemi arasında, həmçinin fərdi rele mühafizəsi cihazları arasında məlumat mübadiləsi sinxronizasiya dəqiqliyinə təsir göstərmir. Bununla belə, qeyd etmək lazımdır ki, müstəqil sistemlər əlavə kabel məhsulları, terminal blokları, təkrarlayıcılar və s. istifadə etmək zərurətinə görə yüksək icra xərcləri tələb edir. Müvafiq texniki sənədlər toplusunun hazırlanması da tələb olunur. Xərclər əhəmiyyətli ola bilər, xüsusən də yüksək gərginlikli qurğularda vaxt sinxronizasiya sistemləri tətbiq edilərkən.

düyü. Şəkil 1 cihazların zamanla sinxronizasiyası üçün IRIG-B protokolunun və cihazlar arasında məlumat mübadiləsinin təşkili üçün Ethernet şəbəkəsinin istifadəsini təsvir edir. Ethernet şəbəkəsi əvəzinə köhnə elektrik qurğuları üçün xarakterik olan RS-485 rabitə xətlərinin istifadəsi təmin edilə bilər.

düyü. 1. Yarımstansiyanın avtomatlaşdırılması sistemi daxilində vaxt sinxronizasiyası və məlumat mübadiləsi sistemlərinin ayrılmasının təsviri.

ProtokolIRIG– B

Enerji obyektlərində istifadə olunan ən çox yayılmış vaxt sinxronizasiya protokolu IRIG-B protokoludur. Bu protokol əsasında sinxronizasiya sistemlərini həyata keçirərkən, xüsusi rabitə xətlərinin istifadəsi tələb olunur. Protokol aşağıdakı formatlardan birində işləyə bilər: elektrik birləşmələri (koaksial kabel və ya bükülmüş cüt) və ya fiber optik bağlantılar üzərində impulslar şəklində məlumat ötürülməsi və ya 1 daşıyıcı tezliyi ilə modulyasiya edilmiş siqnalın ötürülməsi ilə. koaksial kabel üzərindən kHz. Vaxt keçdikcə IRIG-B protokolu, əsasən, SMPR-nin həyata keçirilməsi ilə bağlı IEEE standartlarının meydana çıxması ilə əlaqədar genişlənmişdir (IEEE Std 1344-1995, IEEE Std C37.118-2005 və IEEE Std C37.118.1-2011). Bu genişləndirmələr il, Koordinasiya edilmiş Universal Vaxtdan (UTC) vaxt fərqi, yaz işığına qənaət vaxtı və məlumat keyfiyyəti haqqında məlumat ötürmək imkanı verir. Bütün bu məlumatlar yarımstansiyaların avtomatlaşdırma sisteminin cihazları tərəfindən istifadə olunur. Modulyasiya edilməmiş IRIG-B siqnalı mikrosaniyə diapazonunda vaxt sinxronizasiyasının dəqiqliyinə nail olmağa imkan verir, lakin əksər müştəri cihazları texniki xüsusiyyətlərinə görə 1-2 ms-dən çox dəqiqliyi təmin edə bilmir.

IRIG-B məlumat ötürmə formatları üçün bir neçə variantı təsvir edir. Bununla belə, müxtəlif istehsalçıların rele mühafizəsi və avtomatlaşdırma cihazlarının vaxt sinxronizasiya interfeyslərinin xüsusiyyətləri fərqlənir ki, bu da vaxt serverinə yalnız bir IRIG-B vaxt kodu ötürmə formatından istifadə etməyə imkan vermir. Ən ümumi fərqlər arasında modulyasiya edilmiş/modulyasiya edilməmiş siqnalın istifadəsi, istinad kimi yerli və ya universal əlaqələndirilmiş vaxtın (UTC) istifadəsi və s.

IRIG-B protokolunun müxtəlif tətbiqləri vaxt kodu ilə müəyyən edilir. Misal üçün:

B003: Modullaşdırılmamış, IEEE standartlarına uyğun olaraq il uzadılması/uzatılması yoxdur.
B004: Modullaşdırılmamış, IEEE standartlarına uyğun olaraq il uzantıları/uzatmaları ilə.
B124: amplituda modulyasiyası ilə, il məlumatlarını ötürmək üçün genişləndirmələrlə / IEEE standartına uyğun olaraq uzantılarla.

düyü. 2-də vaxt kodu formatları tərəfindən istifadə edilən modullaşdırılmamış və modulyasiya edilmiş siqnalların müqayisəsi göstərilir (IRIG Standard 200-04-ə uyğun olaraq).

düyü. 2. IRIG-B modullaşdırılmış və modullaşdırılmamış siqnal forması.

Müştəri cihazlarının, məsələn, reledən qorunma qurğularının parametrləri master saatın parametrlərinə uyğun olmalıdır: universal əlaqələndirilmiş vaxt (UTC)/yerli vaxt, saat qurşağı və s. baxımından. əhəmiyyətli dərəcədə - hətta eyni istehsalçının cihazlarından istifadə edərkən. Bəzi rele qoruma qurğuları demək olar ki, bütün IRIG-B vaxt kodu formatlarını qəbul etmək üçün konfiqurasiya edilə bilər; bir çoxunun parametrləşdirmə baxımından kifayət qədər güclü məhdudiyyətləri var.

IRIG-B protokolunun gətirdiyi digər problemlərə vaxt sinxronizasiyası şəbəkəsinin yüklənməsi, EMI qorunması, elektrik izolyasiyası və rabitə xəttinə qulluq daxildir. Master saatda icazə verilən yük 18 ilə 150 mA arasında dəyişir, müxtəlif istehsalçıların rele qoruyucu qurğuları fərqli istehlaka malikdir (5 mA-dan 10 mA-a qədər). Bu, çoxlu sayda rele mühafizəsi qurğuları üçün - məsələn, paylayıcı yarımstansiyalarda (6,6 - 33 kV) vaxt sinxronizasiya sistemlərinin dizaynını çətinləşdirir.

1- P.P.S.(saniyədə bir nəbz)

1-PPS (saniyədə bir nəbz) kifayət qədər dəqiq vaxt sinxronizasiyasını təmin etmək üçün istifadə edilə bilər, lakin astronomik vaxt məlumatı vermir. Bu gün bu, bir proses avtobusundan istifadə edərək rele qoruma sistemlərini həyata keçirmək üçün kifayətdir, lakin gələcəkdə vaxt möhürü hadisələri və ya kriptoqrafik mesajın autentifikasiyası üçün vaxt məlumatı tələb olunacaq.

Bu vaxt sinxronizasiyası metodunun istifadəsi IEC 60044-8 standartı ilə tələb olunur və həmçinin alət transformatorları üçün rəqəmsal interfeysin həyata keçirilməsi üçün spesifikasiyada təqdim olunur (IEC 61850-9-2LE kimi tanınır). Hal-hazırda işlənib hazırlanmaqda olan IEC 61869-9 standartı, həmçinin xüsusi fiber-optik rabitə xətti ilə cihazların vaxtında sinxronlaşdırılmasının bu üsulundan istifadə etmək imkanı verir.

düyü. 3 1PPS nəbz tələblərini təsvir edir. Siqnalın 10% güc səviyyəsindən 90% güc səviyyəsinə (və əksinə) dəyişməsi üçün tələb olunan vaxt ( tf) siqnal 200 ns-dən çox olmamalıdır. 50%-dən çox güc səviyyəsində siqnalın ömrü ( th) 10 µs-dən 500 ms-ə qədər diapazonda olmalıdır.

düyü. 3. 1-PPS siqnalının qrafik təsviri.

1-PPS siqnal paylanması üçün xüsusi şəbəkə tələb edir. Fiziki məlumat ötürmə mühiti kimi ya elektrik rabitə xətti (koaksial/bükülmüş cüt) və ya fiber-optik xətt (çox rejimli/tək rejimli) istifadə edilə bilər.

Sinxronizasiya gecikməsi

IRIG-B və 1-PPS siqnallarının yayılmasını fiber-optik bağlantılarla müqayisədə elektrik əlaqələri vasitəsilə təşkil etmək daha asandır, çünki çox nöqtəli birləşmələr master saatda icazə verilən yük nəzərə alınmaqla təmin edilə bilər, lakin bu, kabinetlər arasında potensialın artması. Fiber-optik xətlərin istifadəsi qalvanik izolyasiyanı təmin edir və müdaxilənin təsirini aradan qaldırır, lakin bu halda, siqnalın enerji qurğusunun rele mühafizə qurğularının hər birinə paylanması üçün xüsusi təkrarlayıcıların istifadəsi tələb olunur. Xüsusilə, IEC 61850-9-2LE 1-PPS siqnalını ötürmək üçün fiber optik bağlantıların istifadəsini tələb edir. Bu, öz növbəsində, siqnalı birdən çox proses avtobusuna ötürmək üçün çoxlu çıxışlı saatdan və ya splitterdən istifadə etməyi tələb edir.

Elektrik birləşmələri və fiber-optik bağlantılar vasitəsilə siqnalın yayılması gecikməsi hər metrə təxminən 5 ns-dir. Nəticə dəyər uzun məsafələrdə olduqca böyük ola bilər və öz növbəsində müştəri cihazlarında gecikmə kompensasiyası tələb edə bilər. IEC 61850-9-2LE siqnalın yayılması gecikmə həddini 2 µs-ə təyin edir - bu dəyər keçərsə, kompensasiya tələb olunur. Təxminən 400 m-lik bir əlaqə belə bir gecikmə ilə nəticələnəcək və bir çox yüksək gərginlikli yarımstansiyalarda belə məsafələr həddi deyil. Kompensasiya əl ilə konfiqurasiya prosesidir, bu müddət ərzində yalnız rabitə xətti boyunca deyil, həm də istifadə olunan təkrarlayıcılar vasitəsilə siqnalın yayılması gecikməsini dəqiq nəzərə almaq lazımdır. 1-PPS, IRIG-B və PTP protokolları üzərində sinxronizasiya siqnallarının yayılması gecikmələrinin daha ətraflı tədqiqi verilmişdir.

Şəbəkə üzərində vaxt sinxronizasiyasıEthernet

Bu gün yarımstansiyaların avtomatlaşdırma sistemləri daxilində getdikcə daha çox istifadə edilən Ethernet şəbəkələri vaxt sinxronizasiyası siqnallarını ötürmək üçün də istifadə edilə bilər. Bu, ayrılmış rabitə xətlərinin çəkilməsinə ehtiyacı aradan qaldırır, lakin xüsusi protokolları dəstəkləmək üçün rele mühafizəsi və avtomatlaşdırma cihazları, elektrik enerjisi ölçmə cihazları və digər ikinci dərəcəli cihazlar tələb olunur.

Ən çox istifadə edilən iki vaxt sinxronizasiya protokolları Şəbəkə Vaxt Protokolu (NTP) və Dəqiq Zaman Protokolu (PTP) dir. Hər iki protokol, yarımstansiyalarda istifadə edildikdə, Ethernet şəbəkəsi üzərindən mesaj mübadiləsi yolu ilə işləyir. NTP və PTP protokolları ikitərəfli məlumat mübadiləsi vasitəsilə sinxronizasiya mesajlarının ötürülməsindəki gecikmələrə görə kompensasiya təmin edir. NTP protokolu PTP protokolundan daha geniş yayılmış bir həlldir, lakin sonuncudan istifadə edərkən xüsusi avadanlıqların istifadəsi ilə daha yüksək dəqiqlik təmin edilir. Şəkildə. Şəkil 4 həm NTP rezervasiya protokolunun, həm də PTP rezervasiya protokolunun istifadə oluna biləcəyi şəbəkə topologiyasını göstərir.

Hər iki protokolun işləmə mexanizmi bir neçə master saatın mövcudluğuna imkan verir ki, bu da enerji qurğusunda vaxt sinxronizasiya sisteminin etibarlılığını artırır. Bundan əlavə, bir neçə master saatın olması bütün sistemi istismardan çıxarmadan onlardan birinə xidmət göstərməyə imkan verir.

ProtokolNTP

Son illər enerji obyektlərində NTP protokolundan geniş istifadə olunur. Bu rabitə protokolunu dəstəkləyən kommersiya baxımından mövcud olan vaxt serverlərindən və müştərilərdən (məsələn, rele qoruma cihazları) istifadə edərkən, 1 ilə 4 ms diapazonunda vaxt sinxronizasiyasının dəqiqliyinə nail olmaq olar. Bununla belə, bu cür dəqiqliyi təmin etmək üçün şərtlərdən biri Ethernet lokal şəbəkəsinin düzgün topologiyasının işlənib hazırlanmasıdır ki, bu da zaman sinxronizasiyası mesajlarının müştəridən masterə və əks istiqamətdə yayılması vaxtlarında ardıcıllığı və ardıcıllığı təmin edir.

NTP protokolunun IRIG-B-dən əhəmiyyətli üstünlüyü, vaxtın UTC formatında ötürülməsidir. Bu, UTC formatında hadisə vaxt damğalarının ötürülməsini tələb edən IEC 61850 və IEEE 1815 (DNP) kimi standartlara cavab verir. Rele qoruyucu qurğunun ekranında yerli vaxtı göstərmək zərurəti yaranarsa, yay vaxtına müvafiq keçid nəzərə alınmaqla vaxt qurşağının əl ilə təyini tələb olunur. NTP protokolu daha dəqiq və etibarlı vaxt sinxronizasiyası üçün eyni müştəri tərəfindən bir neçə vaxt serverindən eyni vaxtda istifadə etməyə imkan verir. Bununla belə, bu protokol SMPR və IEC 61850-9-2 proses avtobusu ilə interfeys cihazları üçün tələb olunan mikrosaniyəlik sinxronizasiya dəqiqliyini təmin etmir.

PTP protokolu

IEEE Std 1588-2008 PTPv2 və ya 1588v2 kimi tanınan PTP protokolunun ikinci versiyasını müəyyən edir. Bu protokol yüksək dəqiqlikli vaxt sinxronizasiyasını təmin edir, buna aparat səviyyəsində Ethernet interfeyslərində PTP sinxronizasiya mesajlarının vaxt ştamplarını təyin etməklə əldə edilir. Bu məlumatlardan istifadə sinxronizasiya mesajlarının şəbəkə üzərində paylandığı və vaxt serverləri və müştərilər tərəfindən işləndiyi vaxtları nəzərə almağa imkan verir. Avadanlıq səviyyəsində vaxt möhürlərinin təyin edilməsi proseduru sözügedən Ethernet şəbəkəsində mövcud olan digər rabitə protokollarının işinə təsir göstərmir, buna görə də eyni port IEC 61850, DNP3, IEC 60870 protokollarına uyğun olaraq məlumat ötürmək üçün istifadə edilə bilər. -5-104, Modbus/IP və digər rabitə protokolları. Aparat səviyyəsində vaxt möhürü etmək imkanı Ethernet açarlarının qiymətində əhəmiyyətli artıma səbəb olur. Röle mühafizə cihazlarında PTP protokolunun dəstəklənməsinə gəlincə, bəzi istehsalçıların cihazların yalnız ən son modifikasiyaları bu protokolu dəstəkləyir, bəzən o, yalnız seçim kimi mövcuddur.

PTP protokolu şəbəkədə vaxt serveri kimi çıxış edə bilən bir neçə cihazın olmasını mümkün edir; bu halda onların hamısının ən dəqiq saatı - qrossmeyster saatı seçmək üçün öz aralarında səsvermədə iştirak etdiyi güman edilir. Qrossmeyster saatı qəfil uğursuz olarsa və ya onun performansı pisləşərsə, qrossmeyster saatın rolunu bu rolu iddia edən digər saatlar götürə bilər. Bu prosedurun çəkdiyi vaxt fərqli ola bilər, lakin PTP protokolunun parametrləri (həmçinin profil adlanır) enerji istehsalı qurğularında istifadə üçün optimallaşdırılıbsa, bu, 5 saniyədən çox çəkmir.

PTP-yə giriş

PTP protokolu son dərəcə çevikdir və 10 ns-ə qədər dəqiqliyi təmin edərək, vaxt sinxronizasiyasının tələb olunduğu müxtəlif proqramlarda istifadə edilə bilər.

Ethernet açarlarının rolunu yerinə yetirən şəffaf saatlar konsepsiyasını təqdim edən protokolun ikinci versiyasının yaranması ilə daha yüksək dəqiqliyə nail olmaq mümkün oldu. Şəffaf saatlar sinxronizasiya mesajlarının keçidlərdən keçməsi üçün lazım olan vaxtı ölçür və bu, şəbəkənin trafik yükündən asılı olaraq dəyişə bilər. Ölçülmüş vaxt haqqında məlumat sinxronizasiya mesajının yolu boyunca digər cihazlara ötürülür. Bu mexanizm yerli Ethernet şəbəkəsi daxilində vaxt sinxronizasiyasının yüksək dəqiqliyinə nail olmağa imkan verir. Şəffaf saatların istifadəsi o deməkdir ki, PTP sinxronizasiya protokolu mesajlarının şəbəkədəki digər trafikə nisbətən prioritetləşdirilməsinə ehtiyac yoxdur, şəbəkə dizayn prosesini sadələşdirir və şəbəkə avadanlıqlarını konfiqurasiya edir.

Terminologiya

IEEE Std 1588-2008 PTP protokolu altında işləyən sistemlərə tətbiq olunan bir neçə termini müəyyən edir. Əsas şərtlər bunlardır:

Qrossmeyster saatı– PTP protokoluna uyğun sinxronizasiya zamanı vaxt məlumatlarının əsas mənbəyi olan, bir qayda olaraq, quraşdırılmış GPS (və ya digər sistem) siqnal qəbuledicisi ilə təchiz edilmiş saat.
Usta saat– şəbəkədəki digər saatların sinxronlaşdırıldığı vaxt məlumatı mənbəyi olan saat.
Qul saatı– PTP protokolundan istifadə edərək sinxronizasiya edən son cihaz; bu, PTP protokolu üçün yerli dəstəyi olan rele mühafizə cihazı və ya bir tərəfdən PTP protokol formatında məlumat alan, digər tərəfdən isə IRIG-B və ya 1-PPS protokol formatında məlumat yaradan çevirici ola bilər. .
Şəffaf saat– sinxronizasiya mesajının özündən keçməsi üçün lazım olan vaxtı ölçən və sinxronizasiya mesajını növbəti qəbul edən saata ölçülmüş dəyəri təmin edən Ethernet açarı.
Sərhəd saatları– bir neçə PTP portu ilə təchiz edilmiş və master saat kimi çıxış edə bilən saat; məsələn, onlar yüksək səviyyəli zaman siqnalları mənbələrinə münasibətdə kölə ola bilər və aşağı səviyyəli cihazlara münasibətdə usta kimi çıxış edə bilərlər.

Şəbəkənin ən azı bir qrossmeyster saatı və bir kölə saatı olmalıdır. Bununla belə, bir çox hallarda bir çox cihazı bir şəbəkədə birləşdirmək zərurəti nəzərə alınmaqla, ən sadə halda şəffaf saat rolunu oynayan açarlardan istifadə etmək lazım gələcək. Onlar həmçinin sərhəd saatları kimi çıxış edə bilər ki, bu da bəzi hallarda daha yüksək dəqiqlikli vaxt sinxronizasiyasına imkan verir (bunun doğru olub-olmaması xüsusi istehsalçıdan asılıdır). düyü. Şəkil 5, PTP protokoluna uyğun olaraq vaxt sinxronizasiyasının həyata keçirildiyi kompleksi göstərir. Bu misalda qrossmeyster saatı təkcə qlobal yerləşdirmə sistemindən deyil, həm də PTP protokolu vasitəsilə xarici şəbəkədən dəqiq vaxt haqqında məlumat almaq qabiliyyətinə malikdir. Göstərilən həll vaxt siqnalı qəbuledicisinin və ya müvafiq xarici birləşdirici sxemlərin uğursuzluğunun ehtiyat nüsxəsini çıxarmaq üçün həyata keçirilir. Xarici şəbəkədən dəqiq vaxt siqnallarının istifadəsinə keçid zamanı saat qrossmeyster saatı olmaqdan çıxır və sərhəd saatı rolunu alır. Təsvir edilən kompleks həmçinin iki növ kölə saatlardan istifadə edir: yerli PTP dəstəyi ilə rele qoruyucu qurğular və PTP protokolunu dəstəkləməyən son cihazların dəqiq vaxtı haqqında məlumat verən IRIG-B və 1-PPS formatlarına çeviricilər.

Bir və iki mərhələli rejimdə işləmə

PTP protokolunun iş prinsipi Sinxronizasiya tipli sinxronizasiya mesajının ötürülmə vaxtının dəqiq məlum olmasına (vaxt məlumatını ötürən bu mesajdır) və bu mesajın Ethernet interfeysində alınma vaxtının dəqiq bilinməsinə əsaslanır. qul saatı. Verilən mesajın dəqiq ötürülmə vaxtı göndərildikdən sonra məlum deyil. PTP ilə işləyən Ethernet interfeysləri aparat səviyyəsində mesajların vaxt damğasını təmin edir və sonra bu məlumatı qrossmeyster saatın mərkəzi prosessoruna ötürür. Bundan sonra, Sinxronizasiya mesajının ötürülməsinin bu dəqiq vaxt möhürünü bütün kölə cihazlara ötürən Follow Up mesajı yaradılır. Bu halda, şəffaf saat bu mesajı şəbəkə üzərindən bu mesajın ötürülməsində gecikmə (kanal gecikməsinin cəmi və mesajın yönləndirilməsi vaxtı) haqqında məlumatla tamamlayır. Sinxronizasiya və İzləmə mesajlarının birləşməsindən istifadə PTP protokolunun iki mərhələli iş rejimi adlanır.

PTP protokolunun ikinci versiyası (PTPv2) aparat səviyyəsində ötürülmə zamanı PTP mesajının məzmununu dəyişdirmək imkanı təqdim etdi. Bu metodu həyata keçirərkən, İzləmə mesajlarına ehtiyac aradan qaldırılır, PTP protokolunun bu iş rejimi tək mərhələli adlanır. Bu rejimi dəstəkləyən qrossmeyster saatlar Sinxron tipli mesajları onların əmələ gəlməsinin dəqiq vaxtı haqqında məlumat ötürür, şəffaf saatlar bu tip mesajların (şəbəkə üzərindən və özləri vasitəsilə) ötürülməsindəki gecikmələri təxmin edir və ölçülmüş gecikmələr haqqında məlumatları ehtiva edir. əvəzinə eyni Sinx tipli mesajlar. bu datanı İzləmə mesajlarına daxil etmək üçün. Bu iş rejimi şəbəkədə daha az məlumat yükü nəzərdə tutur, lakin daha mürəkkəb və bahalı cihazların istifadəsini tələb edir.

PTP protokolunun şərtləri ilə işləyən komplekslərə bir və iki mərhələli rejimlərdə işləməyə qadir olan qrossmeyster saatları daxil ola bilər. Bu cür komplekslərdə qul saatları sinxronizasiya mesajlarının ötürülməsində yaranan gecikmələr haqqında məlumatları birbaşa bir mərhələli şəffaf saatlar tərəfindən yaradılan bu mesajlardan, eləcə də iki mərhələli şəffaf saatlar tərəfindən yaradılan Follow Up mesajlarından nəzərə almalıdır. saatlar.

ProfilPTP elektrik enerjisi sənayesi üçün (Güc Profil)

PTP protokol standartı bir-birini istisna edən bir neçə modifikasiyanı əhatə edir. PTP protokolunun ikinci versiyası (PTPv2) bir sıra parametrlərin dəyərlərini məhdudlaşdıran və müxtəlif tətbiqlər üçün protokolun xüsusi aspektlərinin istifadəsini tələb edən profillər konsepsiyasını təqdim edir.

Güc Profili IEEE Std C37.238-2011-də təsvir edilmişdir, o, yarımstansiyaların avtomatlaşdırma sistemlərində ən çox yayılmış topologiyalar üçün 1 μs ərzində vaxt sinxronizasiyasının dəqiqliyini təmin etmək üçün bir sıra parametrləri müəyyən edir. Bu profil həmçinin standart monitorinq proqramlarından istifadə edərkən əsas cihaz parametrlərinə nəzarət etmək imkanı verən SNMP protokolu üçün İdarəetmə Məlumat Bazasını (MIB) müəyyən edir. Bunun sayəsində fövqəladə hallar zamanı həyəcan siqnallarının formalaşdırılması ilə real vaxt rejimində vaxt sinxronizasiya sisteminin işləməsinə nəzarət etmək mümkün olur.

Güc profili tələb edir ki, hər bir şəffaf saat tərəfindən verilən səhvlər 50 ns-dən çox olmamalıdır. Bu, 16 Ethernet açarı (məsələn, halqa topologiyasının bir hissəsi kimi) daxil olan yerli şəbəkə topologiyasını təşkil edərkən 1 μs-dən çox olmayan sinxronizasiya dəqiqliyini təmin etmək üçün tələb olunur. Bu halda, GPS saatları üçün icazə verilən səhv 200 ns olaraq təyin olunur.

PTP profili keçid gecikmələrini təyin etmək üçün peer-to-peer mexanizmini dəstəkləyən şəffaf saatdan istifadəni və bütün PTP mesajlarının multicast rejimində keçid qatında ötürülməsini tələb edir. Peer-to-peer gecikmə mexanizmi o deməkdir ki, hər bir PTP-ni aktivləşdirən cihaz onlar arasında mesaj ötürülməsinin keçid gecikmələrini ölçmək üçün qonşu cihazlarla mesaj mübadiləsi aparır. Sinxronizasiya mesajlarının ötürülməsində ümumi vaxt gecikməsi qrossmeysterdən kölə saatlara mesajın yayılma marşrutu boyunca baş verən şəffaf saatlarla mesajların işlənməsinin kanal gecikmələrinin və gecikmələrinin cəmi kimi müəyyən edilir. Bu iş rejiminin iki üstünlüyü var:

Grandmaster Clock tərəfindən görülən şəbəkə trafiki şəbəkə genişləndikcə artmır. Qrossmeyster saat mesajları yalnız qonşu Ethernet açarı (şəffaf və ya kənar saat) ilə mübadilə edir.
Əsas rabitə marşrutu uğursuz olarsa və ehtiyat marşrut aktivləşdirilərsə, mesajın ötürülməsi gecikmələri avtomatik olaraq kompensasiya edilir. Kanal gecikmələri hər bir rabitə xəttində ölçülür, o cümlədən STP ailəsinin protokolları ilə bloklana bilənlər.

Bütün PTP-ni dəstəkləyən avadanlıq istehsalçıları enerji təchizatı profilini dəstəkləmir, lakin qeyd etmək lazımdır ki, standartın J.4 Əlavəsində və ya IEEE Std 1588-2008-də təsvir edilən standart profil sistem düzgün konfiqurasiya edildikdə tələb olunan dəqiqliyi təmin edə bilər. Enerji təchizatı profilindən başqa bir profildən istifadə edərkən, yarımstansiyanın avtomatlaşdırılması sistemi cihazları üçün tələb olunan vaxt xətası və tətbiq olunan vaxt zonası kimi məlumatların müştərilərə təqdim edilməsinə zəmanət yoxdur. Həmçinin, protokolun tələb olunan performans xüsusiyyətlərinə uyğunluq təmin edilmir (Əlavə J.4 performans tələblərini müəyyən etmir).

Sərhəd saatları müxtəlif profillər arasında çevirmək üçün istifadə edilə bilər. Məsələn, sərhəd saatı telekommunikasiya profili (ITU-T Rec. G.82651.1 Telekommunikasiya Profili) və güc profili (IEEE Std C37.238 Güc Profili) arasında çevrilmə təmin edə bilər. Telekommunikasiya profili vasitəsilə xarici şəbəkədən dəqiq vaxt haqqında məlumatın alınması qrossmeyster saatında GPS siqnal qəbuledicisinin nasazlığının ehtiyat nüsxəsini təmin edə bilər. Bu halda, daha əvvəl deyildiyi kimi, onlar sərhəd saatı rolunu alacaqlar.

Protokol Mesaj növləriPTP

Elektrik enerjisi sənayesi üçün PTP protokol profili 4 mesaj sinifinin istifadəsini nəzərdə tutur:

kimi mesajlarSinxronizasiya . Mesaj məlumatlarına 1 yanvar 1970-ci il gecə yarısından etibarən master saatdan saniyə və nanosaniyə formatlarında ötürülən vaxt məlumatı daxildir.
kimi mesajlarHəmyaşıd Gecikmə. Sinxronizasiya mesajlarının yayılma gecikməsini hesablamaq üçün bu mesajlar qonşu cihazlar arasında mübadilə edilir. Gecikmə müddətini ölçmək üçün bir və ya iki mərhələli əməliyyatın istifadə olunmasından asılı olaraq iki və ya üç müxtəlif mesaj növü istifadə olunur.
kimi mesajlarİzləyin Yuxarı. Mesaj datasına göndərilən əvvəlki Sinxronizasiya mesajının dəqiq vaxt damğası, eləcə də tənzimləmə dəyəri daxildir. Düzəliş dəyəri şəffaf saat və qrossmeyster saatı ilə verilmiş şəbəkə nöqtəsi arasında mesajın yayılma yolu boyunca kanal gecikmələri ilə mesajın işlənməsi vaxtlarının cəmidir. Nanosaniyələr və nanosaniyələr formatının fraksiyaları ilə təmsil olunur.
kimi mesajlarelan et. Bu mesajların ötürülməsi mənbənin (məsələn, GPS qəbuledicisinin) işindəki səhv haqqında məlumatları və PTP protokolunun digər xidmət məlumatlarını təmin edən qrossmeyster saatı tərəfindən həyata keçirilir.

düyü. Şəkil 6-8 iki mərhələli rejimdə işləyən saatdan istifadə edərək kiçik şəbəkədə mesajların necə mübadiləsini göstərir (çünki əksər cihazlar birpilləli əməliyyatı dəstəkləmir). Sinxronizasiya mesajları şəffaf saat vasitəsilə dəyişməz olaraq ötürülür. ta– qrossmeyster saatında vaxt göstəricisi. Anons mesajları da eyni şəkildə ötürülür.

Mesaj növü Həmyaşıd Gecikmə (Həmyaşıd Gecikmə Sorğu, Həmyaşıd Gecikmə Cavab və Həmyaşıd Gecikmə İzləyin Yuxarı) yalnız qonşu cihazlar arasında həyata keçirilir.

düyü. 7. Peer Delay mesajları yalnız qonşu cihazlar arasında mübadilə edilir.

Hər bir şəffaf saat özü ilə qonşu cihazlar arasında mesajın ötürülməsinin kanal gecikməsini müəyyən edir. Sinxronizasiya mesajları şəffaf saatlardan keçdikdə, mesajın gəlişi marşrutu boyunca kanal gecikməsini və Sinxronizasiya mesajının onlardan keçməsi üçün lazım olan vaxtı cəmləməklə yerli korreksiya dəyərini hesablayırlar. Bu yerli olaraq hesablanmış korreksiya dəyəri daha sonra müvafiq gələn İzləmə mesajının korreksiya dəyərinə əlavə edilir. Dəyəri düzəltmək üçün qul saatına Follow Up mesajı gəldikdə, onlar tərəfindən müəyyən edilmiş kanal gecikmə dəyəri əlavə edilir. Nəticə düzəliş dəyəri Sinxronizasiya mesajının şəbəkə üzərindən masterdən köməkçi cihaza ötürülməsi üçün lazım olan ümumi vaxt olacaq.

Sinxron tipli mesajın yayılma yolu boyunca hər bir şəbəkə elementi bu ümumi vaxta töhfə verdiyi üçün, yuxarıda təsvir edilən Güc Profilinin kanal gecikmələrini ölçmək üçün peer-to-peer mexanizmi protokolun düzgün işləməsini təmin edir. şəbəkə topologiyasının dəyişdirilməsi.

Qeyd etmək vacibdir ki, İzləmə mesajları eyni görünsə də, şəbəkənin hər nöqtəsində fərqli olacaq. Şəffaf saat qrossmeyster saatının ünvanını dəyişməz saxlamaqla bu mesajların məzmununu dəyişir.

Şəkildə. 8 tb– dəyərinə yaxın olan, lakin vaxtla eyni olmayan qrossmeyster saatı ilə sinxronizasiya mesajının faktiki formalaşma vaxtı. ta. Hər bir kölə saat Sinxronizasiya mesajlarının alınma anını qeyd edir və şəffaf saat və cəmi korreksiya dəyəri olan kanal gecikmələri vasitəsilə mesajların ötürülmə vaxtını qeyd etməklə, Sinxronizasiya mesajlarının ötürülməsində dəyişən gecikmələri nəzərə ala bilər. .

düyü. 8. İzləmə mesajları yayılma yolu boyunca hər bir şəffaf saatla yenilənən korreksiya dəyərini ehtiva edir.

Enerji sənayesi üçün PTP profilindən istifadənin üstünlükləri və mənfi cəhətləri

PTP Güc Profilindən istifadə bir sıra üstünlüklər təmin edir:

Vaxt sinxronizasiyasının dəqiqliyi şəbəkə trafikinin həcmindən asılı deyil. Şəbəkə avadanlığı həddən artıq yükləndikdə, PTP mesajları itirilmir. Bu, həm IEC 61850-9-2 uyğun olaraq texnoloji avtobusdan, həm də IEC 61850-8-1 (GOOSE trafiki ilə) uyğun olaraq stansiya avtobusundan istifadə etməklə SMPR və rele mühafizə sistemlərini tətbiq edərkən eyni yerli şəbəkə infrastrukturundan istifadə etməyə imkan verir. və/və ya MMS), həmçinin digər rabitə protokolları (DNP3 və s.) əsasında işləyən komplekslər.
PTP mesaj sürəti şəbəkəni həddən artıq yükləmədən və ya mürəkkəb qul saatları tələb etmədən mikrosaniyəlik vaxt dəqiqliyini təmin etmək üçün optimallaşdırılıb.
Fiziki məlumat ötürmə mühiti kimi həm optik, həm də elektrik (burulmuş cüt) rabitə xətləri istifadə edilə bilər - bütün bunlar seçilmiş açarların konfiqurasiyasından asılıdır.
Vahid vaxta istinad sistemindən istifadə olunur, ona görə də cihazları Koordinasiya edilmiş Universal Saata (UTC)/yerli vaxta təyin etməkdə heç bir çətinlik yoxdur. Elektrik Kommunalları profilini dəstəkləyən bütün cihazlar sıçrayış saniyələri və yaz vaxtı ilə bağlı problemləri olmayan Beynəlxalq Atom Saatından (TAI) istifadə edir.
Güc profili yerli vaxt ofsetinin ötürülməsini təmin edir, buna görə də rele qoruma cihazlarında yerli vaxtı konfiqurasiya etməyə ehtiyac yoxdur. Bundan əlavə, yay vaxtına keçidlə bağlı istənilən dəyişiklik qrossmeyster saatında rele mühafizəsi cihazlarının parametrlərini dəyişdirmədən edilə bilər. Bu mexanizm IEEE 1588 standartı ilə müəyyən edilir, ona görə də o, enerji kommunalları üçün PTP profilini dəstəkləməyən cihazlarla da uyğun gəlir.
Mövcud qrossmeyster saatı ilə əlaqə pozulduqda və ya onların performansı pisləşdikdə, onlara avtomatik keçidlə ehtiyat qrossmeyster saatlarından istifadə etmək mümkün ola bilər.
PTP protokolunu dəstəkləyən cihazlar arasında məlumat mübadiləsinin etibarlılığını artırmaq üçün Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP), Paralel Redundancy Protocol (PRP) və High-availability Seamless Ring (HSR) kimi protokollardan istifadə edilə bilər.
Şəbəkələr qrossmeyster saatında əlavə yük olmadan miqyaslana bilər.
Uzun kommunikasiya xətləri üzərində vaxt sinxronizasiyası mesajlarının yayılmasında gecikmələr avtomatik olaraq kompensasiya edilir, proses avtobus interfeysi cihazlarını və keçid qeyd cihazlarını tənzimləmək ehtiyacını aradan qaldırır.

Ehtiyat qrossmeyster saatının istifadəsinə keçid sürətinin sınaqdan keçirilməsi haqqında daha ətraflı məlumat verilmişdir. Materialda etibarlı qrossmeyster saatı olan Ethernet şəbəkə seqmentinin itirilməsi və onun GPS siqnalının itirilməsi kimi ssenarilər nəzərdən keçirilir.

PTP protokolu kifayət qədər mürəkkəb protokoldur və tələb olunan vaxt sinxronizasiyasının dəqiqliyini təmin etmək üçün bir sıra məqamlar nəzərə alınmalıdır. Bundan əlavə, enerji obyektinin avtomatlaşdırma sistemində yeni risklər yaranır. PTP protokolundan istifadənin aşağıdakı aspektləri qeyd edilməlidir:

Ethernet açarları qəbuledilməz performans xətaları barədə siqnal vermək qabiliyyəti ilə PTP kommunal profilini dəstəkləməlidir. PTP dəstəyi ilə bütün şəffaf saatlar (xüsusilə kanal gecikmələrinin aşkarlanması üçün peer-to-peer dəstəyi olanlar) 50 ns-dən az xəta təmin edə bilmir. Həmçinin, bütün şəffaf saatlar yaranan səhvləri qiymətləndirməyə qadir deyil.
Bazarda enerji sənayesi üçün PTP profilini dəstəkləyən məhdud sayda rele qoruyucu cihazları var, lakin vəziyyət yaxşılaşır. Bir sıra istehsalçılar 2013-cü ildən bəri PTP dəstəyi ilə rele mühafizə cihazları istehsal edirlər, lakin protokol dəstəyi isteğe bağlı ola bilər və ona ehtiyac sifariş zamanı müəyyən edilir.
Hər bir master və ya köməkçi saat (digər vaxt sinxronizasiya protokollarına çeviricilər də daxil olmaqla) yüksək gərginlikli yarımstansiyalarda istifadə üçün nəzərdə tutulmamışdır, baxmayaraq ki, onlar kommunal PTP profilini dəstəkləyə bilər. Avadanlıq müəyyən edilmiş ciddilik səviyyələrinə uyğun olaraq elektromaqnit müdaxiləsinə qarşı toxunulmazlıq üçün sınaqdan keçirilməlidir.
Vaxt sinxronizasiyası SMPR və IEC 61850-9-2 proses avtobusu üçün böyük əhəmiyyət kəsb edir. Yalnız xüsusi təlim keçmiş personalın PTP-yə imkan verən cihazların konfiqurasiyasını dəyişmək imkanına malik olması vacibdir (ya xüsusi konfiquratorlardan istifadə etməklə, ya veb serverdən istifadə etməklə, ya da SNMP protokolu vasitəsilə). PTP-ni aktivləşdirən cihazlar ön panel konfiqurasiyasına icazə verirsə, giriş parolla məhdudlaşdırılmalıdır.
Hər biri xüsusi proqramlar üçün optimallaşdırılmış müxtəlif PTP protokol profilləri var. Elektrik enerjisi sənayesi üçün PTP profili (Güc Profili) energetika qurğuları üçün avtomatlaşdırma sistemlərinin tələblərinə tam cavab verir, lakin Defolt Profil də istifadə edilə bilər. Bununla belə, bütün sistemlər üçün kifayət qədər vaxt sinxronizasiya dəqiqliyinin təmin ediləcəyinə zəmanət verilmir. Telekommunikasiya profili və ya audio-video proqramlar üçün profil (IEEE 802.1AS) kimi digər xüsusi profillər tələb olunan performansı təmin etməyəcək.

Enerji obyektlərində PTP protokolundan istifadə nümunələri

Bu bölmədə yüksək gərginlikli elektrik yarımstansiyalarının avtomatlaşdırma sistemlərində PTP protokolunun istifadəsinə dair iki nümunə müzakirə olunur. Birinci nümunə yeni tikinti yarımstansiyasının avtomatlaşdırma sistemində PTP protokolunun istifadəsini, ikincisi - mövcud yarımstansiyanın təkmilləşdirilməsi zamanı təsvir edir. Nümunələr həmçinin Ethernet informasiya şəbəkəsinin strukturunu müzakirə edir. Güman edilir ki, şəbəkə dizaynı təkcə PTP protokolunu dəstəkləmir, həm də bir nasazlıq (avadanlıq və ya rabitə xətti) altında funksionallığın saxlanması tələbini ödəyir.

Protokolun tətbiqiPTP yeni tikinti enerji obyektlərində

Bir çox rele qoruma cihazları IEEE C37.118.1 (və ya əvvəlki standartlar) uyğun olaraq keçici qeyd imkanlarına malikdir. Bu funksionallığın praktiki həyata keçirilməsi mikrosaniyəlik dəqiqliklə cihazların vaxt sinxronizasiyasını təmin etməyi tələb edir. NTP dəqiqlik tələblərinə cavab vermədiyi üçün tarixən IRIG-B vaxt sinxronizasiyasından istifadə edilmişdir. Bu gün bir sıra istehsalçılar dəqiqlik tələblərinə cavab vermək üçün PTP protokolunu dəstəkləyən həllər təklif edirlər. Eyni zamanda, NTP protokolu fövqəladə hadisələrin qeydə alınması funksiyalarını yerinə yetirən enerji qurğusunun digər rele mühafizə cihazlarını sinxronlaşdırmaq üçün də istifadə edilə bilər.

Bu nümunə PTP protokolunun istifadəsinin asanlığını nümayiş etdirmək üçün orta ölçülü 330/132 kV-luq yarımstansiyanı nəzərdən keçirir. Bu halda, keçid qeydiyyatı funksiyalarının həyata keçirilməsi nəzərdə tutulur, baxmayaraq ki, PTP protokolu interfeys cihazlarını eyni enerji qurğusunda proses avtobusu ilə sinxronlaşdırmaq üçün də istifadə edilə bilər. Obyektin tək sətirli diaqramı Şəkildə göstərilmişdir. 9.

düyü. 9. 330/132 kV-luq yarımstansiyanın birxətli diaqramı 330 kV-luq paylayıcı qurğunun bir yarım diaqramı və 132 kV-luq paylayıcı qurğunun tək bölməli avtobus sistemi.

Tipik olaraq, elektrik şəbəkəsi şirkətləri avadanlıqların yerləşdirilməsi üçün iki variantdan birini qəbul edirlər: rele mühafizəsi və avtomatlaşdırma cihazları bir otaqda və ya binalarda yerləşən bir neçə modul binanın (yüksək prefabrik) daxilində yerləşir. İstifadə olunan yanaşma Ethernet lokal şəbəkəsinin topologiyasını və tələb olunan etibarlılıq səviyyəsini müəyyən edir. Bu nümunədə şəbəkə topologiyası 330 kV və 132 kV elementlər üçün rele mühafizə cihazlarının ayrı-ayrı binalarda quraşdırılmasına əsaslanaraq hazırlanmışdır. Sadəlik üçün Şek. 10 yalnız bəzi cihazları göstərir. Lazımsız əlaqələr istifadə edilmir və yalnız bir qoruma dəsti göstərilir.

General Electric UR seriyalı cihazlar yerində istifadə üçün seçilmişdir və onların funksionallığına keçici qeyd funksiyası daxildir. Eyni zamanda, rele qoruma cihazları PTP protokolunu dəstəkləyir (ən çox istifadə olunan IRIG-B interfeysi əvəzinə). Obyekt, həmçinin PTP protokolunu dəstəkləyən ABB REV615 seriyalı kondansatör bankının rele mühafizə cihazının istifadəsini təmin edir.

Zamanın əsas mənbəyi peyk siqnal qəbuledicisi ilə təchiz edilmiş qrossmeyster saatıdır. Grandmaster PTP-nin həm də NTP master saatı olması tövsiyə olunur, çünki NTP millisaniyəlik dəqiq vaxt sinxronizasiyasını tələb edən kommunikasiya nəzarətçiləri, şlüzlər, güc sayğacları və rele mühafizə cihazları tərəfindən istifadə edilə bilər.

Ethernet açarları PTP mesajlarını IEC 61850, DNP3, HTTP, SNMP və s. kimi digər trafiklə birlikdə yaymaq üçün istifadə olunur. PTP trafikinin həcmi olduqca kiçikdir, təxminən 420 bayt/s və şəbəkəyə heç bir təsiri yoxdur. düyü. Şəkil 11 Tekron Grandmaster Watch tərəfindən yaradılan PTP trafikini göstərir. Şəkil göstərir ki, qrossmeyster saatı saniyədə bir dəfə Sinxronizasiya (qırmızı), İzləmə (moruq), Anons (mavi) və Peer Delay Request (yaşıl) kimi mesajlar yaradır, həmçinin Peer Delay Response (sarı) və Peer Delay kimi cavablar yaradır. Cavab Təqibi (qəhvəyi). Təsvir edilən iki mərhələli rejim ən çox trafik yaradır - bu, ən pis haldır.

düyü. 11. İki mərhələli qrossmeyster saatı tərəfindən yaradılan PTP trafiki.

Kök keçid enerji qurğusunun Ethernet lokal şəbəkə topologiyasının mərkəzində yerləşir. Bu keçidə rabitə serveri və dispetçer iş stansiyası qoşulub. Yuxarıdakı diaqram digər iki açarın istifadəsini də nəzərdə tutur: biri 330 kV-luq idarəetmə mərkəzində, ikincisi 132 kV-luq idarəetmə mərkəzində. Bu həll rele qorunması və avtomatlaşdırma cihazlarını birləşdirmək üçün tələb olunan kabel miqdarını azaltmağa imkan verir. Hər bir idarəetmə mərkəzində quraşdırılmış açarlar rele qoruyucu qurğular arasında məlumat mübadiləsi imkanını təmin edir (məsələn, açarın nasazlığının başlaması üçün siqnalları olan GOOSE mesajları, avtomatik yenidən bağlanmağı qadağan edən və s.). Bu, mərkəzi keçid ilə əlaqənin pozulması halında paylanmış funksiyaların funksionallığını təmin edir.

İstifadə olunan açarların sayı aşağıdakı aspektlər arasındakı balansla müəyyən edilir:

Çevik: Daha çox açar daha çox port deməkdir.
Etibarlılıq: sistemdə nə qədər çox açar varsa, bir keçidin uğursuzluq ehtimalı bir o qədər yüksəkdir.
Əməliyyat etibarlılığı: Əgər keçid uğursuz olarsa, siz neçə elementə nəzarəti itirəcəksiniz?

PTP-nin istifadəsi elektrik şəbəkəsi şirkətləri tərəfindən yerli şəbəkələrin istifadəsi üçün ənənəvi həllərə uyğun gəlir. Elektrik enerjisi sənayesi üçün PTP profili (Power Profile) RSTP protokolunun ehtiyat protokolundan istifadə edərkən lazımsız rabitə kanallarının mövcudluğu şəraitində işləməyə imkan verir, çünki kanal gecikmələrinin qiymətləndirilməsi, o cümlədən məntiqi bloklanmış rabitə xətlərində aparılır. PTP mesajları alternativ şəbəkə marşrutları boyunca yayıldıqda, PTP İzləmə mesajlarındakı tənzimləmə dəyəri yeni marşrut boyunca gecikməni təyin edəcək.

Vaxt sinxronizasiya sistemi yaratarkən qəbul edilməli olan qərarlardan biri açarların şəffaf və ya kənar saat rejimində işləməsidir. Ən sadə rejim şəffaf saatdır. Bu rejimdən istifadə edərkən, trafik analizatorları (məsələn, Wireshark proqramı) istifadə edərək şəbəkə nasazlıqlarını aradan qaldırmaq daha asandır. Sərhəd saatlarından istifadənin üstünlüyü ondan ibarətdir ki, onlar fəaliyyət göstərən qrossmeyster saatını qul saatından ayırır. Bu, sadəcə sinxronizasiya mesajı vaxtlarını təxmin etməkdənsə, sərhəd saatını yeni saxlamaqla əldə edilir.

Şəffaf saat funksiyasını yerinə yetirən 132 kV-luq idarəetmə mərkəzində quraşdırılmış kök açarı ilə keçid arasındakı rabitə xəttinin sıradan çıxması ssenarisini nəzərdən keçirək. Bu halda, quraşdırılmış salınım generatorlarının xüsusiyyətlərinin fərqliliyinə görə hər bir kölə saatın (rele qoruyucu qurğuların) oxunuşlarının həqiqi vaxtdan və bir-birindən sapması olacaqdır. Uyğunsuzluğun artma sürəti osilatorun keyfiyyəti və temperatur dəyişiklikləri də daxil olmaqla bir neçə amildən asılı olacaq. Rabitə pozğunluğu kifayət qədər uzun müddət davam edərsə, 132 kV gərginlikli elementlərin rele mühafizəsi və avtomatlaşdırma cihazlarının vaxt oxunuşlarında fərq əhəmiyyətli ola bilər. Bu vəziyyət ənənəvi həll yolu ilə IRIG-B sinxronizasiyasını təmin edən rabitə xəttinin kəsildiyi vəziyyətlə eynidir.

132 kV-lik idarəetmə mərkəzindəki keçid sərhəd saatı kimi çıxış edərsə, o zaman kölə qurğular sərhəd saatı ilə sinxronlaşdırılacaq. Normal iş zamanı sərhəd saatı qrossmeyster saatı ilə sinxronlaşdırılacaq. Qrossmeyster saatı ilə əlaqə pozulursa, rele qoruyucu qurğular sərhəd saatı ilə sinxronlaşdırılır. Sərhəd saatında yerli vaxt yavaş-yavaş qrossmeyster saatının vaxtından kənara çıxacaq - bu, eyni sürətlə qul saatında da baş verəcək. Bu halda, bütün rele qoruma cihazları bir-biri ilə sinxronlaşdırılacaq. Bu vəziyyətdə, rele qoruma cihazlarında daxili saatın keyfiyyəti əhəmiyyət kəsb etmir.

Vaxt sinxronizasiya sisteminin dəyişdirilməsi:IRIG– B haqqındaPTP

Mövcud vaxt sinxronizasiya sistemini dəyişdirmək lazım olduqda, məsələn, bir enerji qurğusunda yeni funksionallığı olan komplekslərin tətbiqi zamanı vəziyyətlər yarana bilər. Verilmiş nümunə ayrıca idarəetmə mərkəzinin tikintisi üçün tələbin yarandığı yarımstansiyanın genişləndirilməsi ssenarisini nəzərdən keçirir. Mövcud yarımstansiyada rele mühafizə cihazları arasında məlumat mübadiləsini həyata keçirmək üçün Ethernet şəbəkəsi, cihazların vaxtında sinxronizasiyası üçün isə IRIG-B protokolundan istifadə olunur. Fiber-optik rabitə xətləri həm Ethernet LAN, həm də vaxt sinxronizasiya sistemi üçün məlumat ötürmə mühiti kimi istifadə olunur, çünki bu mühit yüksək səs-küyə toxunulmazlıq və qalvanik izolyasiya təmin edir. Təkrarlayıcılar optik rabitə xətti ilə ötürülən IRIG-B siqnallarını birbaşa rele mühafizə cihazlarının interfeyslərinə verilən elektrik IRIG-B siqnallarına çevirmək üçün istifadə olunur.

düyü. Şəkil 12 330/132 kV-luq yarımstansiyanın, mövcud idarəetmə otağının binalarının və genişləndirilməzdən əvvəl binalar arasında rabitə əlaqələrinin bir xəttli diaqramını təsvir edir.

düyü. 12. 330/132 kV-luq yarımstansiyanın idarəetmə mərkəzi binalarının sayını, onlar arasındakı əlaqəni və vaxt sinxronizasiya sisteminin strukturunu göstərən birxətli diaqramı.

Elektrik şəbəkəsi şirkəti daha bir 330/132 kV-luq güc transformatorunun quraşdırılması ilə 330 kV-luq paylayıcı qurğunun genişləndirilməsi layihəsini həyata keçirir. Rele mühafizəsi və avtomatlaşdırma cihazlarının və digər avadanlıqların quraşdırılacağı daha bir idarəetmə otağı binasının tikintisi nəzərdə tutulur. IRIG-B siqnalının 132 kV-luq idarəetmə mərkəzindən yönləndirilməsinin mümkün görünməsinə baxmayaraq, bu, rabitə xəttinin böyük uzunluğuna görə əlavə vaxt sinxronizasiya xətaları ilə müşayiət olunacaq. Bu yarımstansiyanın genişləndirilməsi PTP protokolundan istifadə edərək təcrübə qazanmaq üçün yaxşı imkan yaradır.

Eyni zamanda, dəyişdirilməli olan avadanlıqların miqdarı kifayət qədər azdır. GPS-ə qoşulmuş master saat PTP-ni dəstəkləmirsə, onu dəyişdirmək lazımdır. Bu layihədə Tekron avadanlığı seçildi - həm PTP, həm də NTP protokollarını dəstəkləyən TCG 01-G modeli. Kök Ethernet açarı elektrik enerjisi (Power Profle) üçün PTP profilini dəstəkləmirsə, o, bu dəstəyi həyata keçirən biri ilə əvəz edilməlidir (bu layihədə GE Multilink ML3000 açarı ilə əvəz edilmişdir). Bu halda, əvvəlki keçidin konfiqurasiyası onları yeni keçiddə təkrarlamaq üçün VLAN, multicast filtrləmə, port konfiqurasiyası və SNMP protokolu baxımından sənədləşdirilməlidir.

Son mərhələdə yeni OPU çərçivəsində PTP protokol formatından IRIG-B formatına çeviricidən istifadə edilməsi nəzərdə tutulur. Göstərilən çevirici IRIG-B interfeysi ilə rele qoruma cihazlarını birləşdirmək imkanı verir. Yeni GPU-da quraşdırılacaq istənilən Ethernet açarları Power Utilities PTP profilinə uyğun olaraq ya şəffaf saat rolunu, ya da sərhəd saat rolunu dəstəkləməlidir. düyü. 13 genişləndirildikdən sonra yarımstansiyanın diaqramını göstərir. Obyekti genişləndirərkən, quraşdırılmış rele qoruma cihazlarının PTP protokolunu dəstəkləyə biləcəyini də öyrənməyə dəyər. Əgər belədirsə, bu, çeviricilərə ehtiyacı aradan qaldıra və həmçinin son cihazlarda PTP-dən istifadə etməklə əlavə təcrübə təmin edə bilər.

düyü. 13. Genişləndirildikdən sonra yarımstansiyanın sxemi (əlavə güc transformatorunun quraşdırılması, 330 kV paylayıcı qurğunun genişləndirilməsi və yeni idarəetmə mərkəzinin tikintisi).

Vaxt sinxronizasiya sisteminin qurulması üçün təklif olunan arxitekturada, yeni idarəetmə mərkəzində yerləşən cihazlar üçün sinxronizasiya siqnallarının yayılma vaxtını kompensasiya etmək lazım deyil, çünki bu, vaxt gecikmələrini təyin etmək üçün peer-to-peer mexanizmi ilə təmin edilir. elektrik enerjisi sənayesi üçün PTP profilinin (Güc Profili). Bu, vaxt sinxronizasiyasının mikrosaniyəlik dəqiqliyini tələb edən idarəetmə sistemlərinin və digər sistemlərin qurulması vəzifəsini asanlaşdırır.

Şkafın dizaynı baxımından, məqsədi IRIG-B siqnallarının ötürülməsi üçün xüsusi rabitə xətlərinin çəkilməsi ehtiyacını aradan qaldırmaq olan PTP çeviricilərinin (hər kabinet üçün bir) quraşdırılması ehtiyacı ilə əlaqəli yalnız bir dəyişiklik ola bilər. Artıq bu gün bir çox elektrik şəbəkəsi şirkəti şkaf cihazlarını vahid Ethernet şəbəkəsində birləşdirərək, rele mühafizəsi və avtomatlaşdırma şkafları arasında mis kabel birləşmələrindən istifadə etməkdən uzaqlaşır. Belə bir vəziyyətdə, bu yanaşmanın başqa bir üstünlüyü istifadə edilə bilər - mesajları rele mühafizə cihazlarının siqnalları kimi eyni Ethernet şəbəkəsi üzərindən ötürülən PTP protokolunun istifadəsi.

düyü. Şəkil 14 IRIG-B (modulyasiya edilmiş/əsas zolaq) istifadə edərək adi vaxt sinxronizasiya sistemini təsvir edir. Bütün rele mühafizəsi cihazları Ethernet interfeysləri vasitəsilə avtomatlaşdırılmış proses idarəetmə sisteminə qoşulur, lakin köhnə enerji obyektlərində qurğular RS-485 interfeysi vasitəsilə də qoşula bilər (DNP3 və ya IEC 60870-5-101 protokollarından istifadə etməklə).

düyü. 14. Ənənəvi vaxt sinxronizasiya sistemi və cihazlar arasında rabitə əlaqələri.

PTP protokolundan istifadə edərkən, fiber-optik rabitə xətləri vasitəsilə kabinetlər arasında rabitənin təşkili məqsədəuyğundur. PTP çeviricisi kimi PTP qul saatı standart vaxt sinxronizasiya protokollarından birinə çevirmək üçün istifadə olunur (göstərilən nümunədə IRIG-B). Hər bir fərdi kabinetdə bu çeviricilər tərəfindən IRIG-B siqnallarının yaradılması, IRIG-B protokol formatında məlumatların yayımlanması üçün bir vaxt serverindən istifadə ssenarisi ilə müqayisədə fərqli vaxt formatına və fərqli vaxt zonalarına malik olmağa imkan verir. düyü. Şəkil 15, PTP protokolunun PTP formatından standart protokollardan birinin formatına çeviricidən istifadə edərək mövcud rele mühafizə cihazlarının vaxtını sinxronlaşdırmaq və eyni zamanda müasir rele mühafizə cihazlarının vaxtını PTP dəstəyi ilə sinxronlaşdırmaq üçün necə istifadə oluna biləcəyinə dair bir nümunə göstərir.

Mövcud elektrik qurğularının genişləndirilməsi və modernləşdirilməsi zamanı PTP protokolundan istifadə elektrik şəbəkəsi şirkətləri və inteqratorlar üçün PTP protokolundan istifadə edərək təcrübə əldə etmək imkanı verir. Gələcəkdə PTP protokolu üçün yerli dəstəyi olan rele qoruma cihazlarından istifadə təcrübəsi də əldə edilə bilər.

Əgər elektrik şəbəkəsi şirkəti yalnız rele mühafizəsi və avtomatlaşdırma cihazları arasında yerli Ethernet şəbəkəsi vasitəsilə əlaqəni həyata keçirməyə davam edirsə, istifadə olunan açarların PTP protokolunu dəstəkləməsi ehtimalına diqqət yetirməlisiniz. Kommutatorların protokolu aparat səviyyəsində dəstəkləməsini təmin etmək lazımdır - fərdi PTP profillərinə dəstək Ethernet açarlarının əsas proqram təminatının dəyişdirilməsi ilə sonrakı mərhələdə həyata keçirilə bilər.

PTP protokolundan istifadə edərək lazımsız şəbəkələrin qurulması

Yeni enerji qurğusunda PTP-dən istifadənin aspektləri yuxarıda müzakirə edilmişdir. Bu bölmə artıq Ethernet şəbəkələrində PTP-dən istifadənin əsas prinsiplərini müzakirə edir. Aşağıdakı əsas prinsipləri qeyd etmək vacibdir:

Hər hansı bir şəbəkə və ya rabitə xətti qurğusunun sıradan çıxması keçid qurğusunun birdən çox birləşməsinin mühafizə və idarəetmə funksiyasının pozulmasına səbəb olmamalıdır.
Əsas və ehtiyat rele qoruma dəstləri istifadə olunur ki, bunlar tez-tez əsas qoruma No 1/əsas qoruma No 2, A/B və ya X/Y dəstləri adlanır.
Kommutasiya avadanlığına nəzarət təsirləri birbaşa rele mühafizəsi və avtomatlaşdırma cihazlarından, nəzarətçilərdən/nəzarət cihazlarından yan keçməklə yaradılır.

Rezervasyonları aşağıdakı yollardan biri ilə təmin edə bilərsiniz, hər birinin öz üstünlükləri və mənfi cəhətləri var:

Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP) halqa şəbəkələri yaratmaq imkanı verir. Bu protokol bütün Ethernet açarları tərəfindən dəstəklənir. Cihazlar arasında əlaqəni bərpa etmək üçün lazım olan vaxt sabit deyil və bir sıra amillərdən asılıdır.
Paralel Redundancy Protocol (PRP). Bu protokoldan istifadə edərkən ya ayrıca rabitə xəttinin, ya da ayrıca keçidin nasazlığı zamanı məlumat mübadiləsinin davamlılığı təmin edilir. Bu protokol üçün xüsusi dəstək və ya ehtiyat cihazlarının istifadəsi, həmçinin Ethernet şəbəkə infrastrukturunun təkrarlanması tələb olunur.
Yüksək etibarlılığa malik Seamless Redundancy (HSR) protokolu. Ya ayrıca rabitə xəttinin, ya da ayrıca keçidin nasazlığı zamanı məlumat mübadiləsinin davamlılığı təmin edilir. Bu, əlavə açarların istifadəsini tələb etmir. Protokolun əhatə dairəsi ring Ethernet şəbəkə topologiyaları ilə məhdudlaşır və protokola qoşulmuş qurğular (məsələn, PTP saatları və ya rele qoruma cihazları) tərəfindən xüsusi dəstək və ya onların əlaqəsi xüsusi ehtiyat qurğuları vasitəsilə həyata keçirilir.

Bu bölmədə verilmiş nümunə PRP-nin istifadəsinə əsaslanır və rabitə avadanlığının bir dəfə nasazlığından sonra mühafizə və idarəetmə qabiliyyətini saxlamaq məqsədi ilə tez-tez istifadə olunan hər yuva və ya keçid qurğusunun diametrinə görə ayrıca açara ehtiyacı aradan qaldırır. Bəzi ssenarilərdə PRP-dən istifadə RSTP-dən istifadə ilə müqayisədə istifadə edilən Ethernet açarlarının sayını azalda bilər.

Müdafiə X (və ya əsas mühafizə No. 1) General Electric UR seriyalı rele mühafizə cihazlarından istifadə edərkən həyata keçirilir, çünki bu cihaz PTP və PRP protokollarını dəstəkləyir. Qoruma X rele qoruma funksiyalarına əlavə olaraq nəzarət və keçici qeyd funksiyalarını təmin edir. Mühafizə Y (və ya əsas mühafizə No 2) vaxt sinxronizasiyası üçün PTP və ya NTP protokolunu dəstəkləyən başqa bir istehsalçının rele mühafizə cihazlarından istifadə edərkən həyata keçirilir.

düyü. Şəkil 16 Ethernet şəbəkə topologiyasını göstərir. A və B təyin edilmiş iki yerli şəbəkə həyata keçirilir, hər ikisi eyni vaxtda aktivdir. RSTP protokolu elə işləyir ki, şəkildə nöqtəli xətlər kimi göstərilən lazımsız rabitə əlaqələrini bloklayır. Konkret olaraq, bu, Root Switch #2 və Switch Y arasındakı əlaqədir. Bəzi media serverləri əsas keçid uğursuz olana qədər ikinci Ethernet portu qeyri-aktiv olaraq işləyir. Bağlantı məlumatları da nöqtəli xətlərlə göstərilir.

düyü. 16. PRP protokolundan istifadə etməklə həyata keçirilən Ethernet lokal şəbəkəsi.

Gözlənilir ki, yaxın gələcəkdə yerli PRP dəstəyi ilə ICS kommunikasiya serverləri istifadəyə veriləcək ki, bu da iki rabitə xəttinin eyni vaxtda aktiv saxlanmasına imkan verəcək. Y keçidi təkrar mesajların işlənməsini təmin edən Y rele mühafizə cihazları üçün ehtiyat funksiyasını təmin edə bilər.

Ethernet açarları artıq çoxlu sayda portla mövcuddur və bu, rele qoruma cihazlarını birləşdirmək üçün hər bir kabinetdə açarlardan istifadə ehtiyacını aradan qaldırır. Kiçik yarımstansiyalarda rele mühafizə cihazlarının birləşdirilməsi üçün X1, X2 və Y açarlarından istifadə etmək lazım olmaya bilər və əksinə, yüksək gərginlikli yarımstansiyalarda hər bir gərginlik səviyyəsi üçün X1, X2 və Y açarlarından istifadə etmək məqsədəuyğun ola bilər. Ethernet şəbəkə topologiyasından asılı olmayaraq, şəffaf və ya sərhəd saatlarının rolunu dəstəkləyən Ethernet keçidindən istifadə müştəriləri şəbəkənin istənilən yerində birləşdirməyə imkan verəcək.

nəticələr

Ethernet şəbəkəsi üzərində işləyən vaxt sinxronizasiya protokollarının istifadəsi sistemin dizaynı, tətbiqi və texniki xidmət xərclərini azaldır. PTP protokolu, yəni elektrik enerjisi sənayesi üçün bu protokolun profili (Power Profile), yarımstansiyaların avtomatlaşdırma sistemləri üçün vaxt sinxronizasiya sistemləri ilə bağlı bir sıra problemləri həll edir və onun istifadəsi ikinci dərəcəli cihazlar arasında məlumat mübadiləsinin qurulması ideologiyasına optimal şəkildə uyğun gəlir. Ethernet şəbəkəsi üzərindən enerji qurğusunun.

Biblioqrafiya

D.M.E. Ingram, P. Schaub, D.A. Campbell və R.R. Taylor, "Maddə tətbiqləri üçün dəqiq vaxt sinxronizasiya üsullarının qiymətləndirilməsi," 2012 Ölçmə, Nəzarət və Əlaqə üçün Dəqiq Saat Sinxronizasiyası üzrə Beynəlxalq IEEE Simpoziumu (ISPCS 2012), San Fransisko, ABŞ, 23-28 sentyabr 2012. http://eprints.qut.edu.au/53218/ saytından əldə edilə bilər.
D.M.E. Ingram, P. Schaub, D.A. Campbell və R.R. Taylor, "Elektrik maddələri üçün nasazlığa dözümlü dəqiqlik vaxtının kəmiyyət qiymətləndirilməsi," Ölçmə və Ölçmə üzrə IEEE Əməliyyatları, oktyabr 2013. 62-ci cild, 10-cu say, s.2694-2703. dan mümkündür

Kateqoriyalar

Redaktor seçimi