Процессы пользователя

Процессы пользователя представляет собственно саму систему телемеханики, которая для передачи своих сообщений использует сервис связи. Сервис связи включает в себя три, рассмотренных выше уровня. Каждый процесс пользователя (иногда называют процесс или уровень приложения) состоит из первичной и вторичной функции. Для курсового проекта первичная функция исполняется на первичной станции пункта управления и инициируется действиями диспетчера, а вторичная - на вторичной станции КП и выполняется по запросу первичной функции.

Рис. 54. Процесс

пользователя

Первичная функция пользователя. Рассматривается процесс телеуправления. Этот процесс инициируется передающей станцией. Первичная функция этого процесса взаимодействует с оператором (энергодиспетчером) и прикладным уровнем передающей станции. Энергодиспетчер указывает объект на одном из контролируемых пунктов, и выбирает для него операцию, например, включить. Первичная функция процесса пользователя выбирает требуемые параметры и передает запрос на обслуживание прикладному уровню первичной станции через порт F(req) (см. рис. 54). Прикладной уровень выставляет сигнал готовности принять данные и квитанцию от вторичной функции пользовательского процесса. Квитанция поступает на входной порт CON, а сигнал готовности на порт E_OUT первичной функции. Модель первичной функции процесса пользователя для телеуправления представлена на рис. 55.

Рис. 55. Модель процесса пользователя первичной станции

Интерфейс управления объектами для диспетчера представлен блоком ECH_C. Результаты действий диспетчера выдаются в цифровой форме через выходные порты «LUGAIKA» и «SENNAJA». Для каждого контролируемого пункта предусмотрен блок обработки, задача которого определить номер выбранного объекта Ob, характер операции Sost и бит изменения состояния izm. Бит изменения состояния фиксирует ситуацию, когда диспетчер изменяет текущее состояние объекта. Результат действия диспетчера может принимать одно из трех значений: отключить – 1, включить – 2, отказ от операции - 3.

Для последующей обработки команде отключить присвоен номер 0, включить -1, а при отказе от операции выдается номер текущего состояния (0 или 1). Нумерация объектов осуществляется для каждого контролируемого пункта независимо от других КП.

Блок If позволяет дальнейшую обработку вести только для выбранного контролируемого пункта. Результаты обработки выставляют в виде вектора блоком формирования запроса REQ. Окончательно запрос формируется в блоке F, где добавляются данные об этапе приказа. Приказ подается за два этапа: предварительный (Select) и исполнение (Exco). Запрос на обслуживание каждого из этапов передается сервису связи через порт F(req). Сигнал REQ и счетчик CT_2_REQ обеспечивают нумерацию этапов, а счетчик Select_Exco контролирует выполнение первого этапа через порт CON. На этот порт поступает формируемое сервисом связи извещение (квитанция) о результатах доставки приказа вторичному процессу на контролируемом пункте.

На рис. 56 приведена модель интерфейса управления контролируемым пунктом, получающим питание от двух источников.

Рис. 56. Модель интерфейса управления контролируемым пунктом

Рис. 57. Меню оператора

Контролируемый пункт содержит две секции низкого напряжения с секционным выключателем и выключатели отходящих фидеров. Внутри обозначений выключателей указывается его текущее состояние, на дисплеях то состояние, в которое их требуется перевести. Для выполнения операции необходимо дважды щелкнуть левой кнопкой мыши по обозначению выключателя. Появляется меню, показанное на рис. 57. Меню содержит наименование контролируемого пункта и коммутируемого присоединения. Команда отдается щелчком левой кнопки мыши по одному из пунктов меню. Затем осуществляется пуск работы модели Simulink.

Вызов меню, установка исходного состояния выключателей и запоминание выбранного пункта меню производится средствам MATLAB. Для операции начальной инициализации подготовлен М-файл «op_init.m». Текст файла приведен в приложении E. В результате работы этих файлов в рабочей области образуется массив переменных, содержащих начальные состояния коммутационных аппаратов, код выбранного диспетчером пункта меню и оперативное название присоединения, например, для выключателя Q1 предусмотрены переменные: NUQ1, k1, str1. Связь М-файлов и блоков Simulink осуществлена через механизм обработки исключительных состояний (Callbacks).

Назначение обработчиков исключительного состояния производится через контекстуальное меню Simulink, вызываемое при щелчке правой кнопкой по выбранному блоку. Например, для назначения блоку выключателя на схеме модели файла op.m, после нажатия правой кнопки мыши выбирается: block Propities – Callbacks – OpenFn – и в окно «Content for callback Open Fn» вводится текст k1=op(s_Q1,s_KP). Здесь первый параметр функции op содержит диспетчерское наименование коммутационного аппарата, второй – название контролируемого пункта, а возвращаемое значение (номер выбранного пункта меню) присваивается переменно k1.

Изображение номера состояние на графическом обозначении выключателя получено путем маскирования блока и записи на вкладке Icon в окне «Drawing commands» команды отображения значения соответствующей переменной (в нашем случае disp(NUQ11) ). Вызов вкладки производится при щелчке правой кнопкой мыши по объекту и выборе пункта контекстуального меню Edit Mask.

Схема обработки, выполняемая в блоке _KP_2, приведена на рис. 58

Полученные от блока ECH_C данные через входной порт D поступают на блоки обработки данных соответствующих выключателей (Q1, Q2). По синхронизирующему сигналу Clk производится определение бита нового состояния New и значение состояния, в которое требуется перевести выключатель (Sost). Значение состояния запоминается в переменной рабочей области (для каждого выключателя своя переменная). В случае, если требуется смена состояния выключателя, то подается разрешающий сигнал на подсистему QQ1 или QQ2 и через выходные порты Out1 и Sost активированной подсистемы выдаются значения номера объекта и требуемого состояния выключателя. Часть данных мультиплексируется и

Рис. 58. Схема определения состояния контролируемого пункта с двумя выключателями

выдается на порт Ob, часть обрабатывается логической схемой L1 и выдается

на выходной порт Sost. Результирующий сигнал, несущий сведения о необходимости изменения состояния одного из выключателей, выставляется на порт Izm.

Схема работы блоков Q1 и Q2 (рис.58) дана на рис.59. Получаемый через порт D номер выбранного диспетчером пункта меню проверяется следующим образом. Если выбрана операция CANCEL (D=3), то работа внутренних генераторов одиночных импульсов блокируется и схема выдает на выходные порты неизменные состояния триггеров, контролирующих состояние выключателя. При выборе активной операции (включить или отключить) производится сравнение требуемого состояния (Q1_) с текущим (NUQ1) и при различии возбуждается триггер Q1_new.

Рис. 59. Схема определения изменения состояния выключателя

Очередность опроса триггеров контролируется внутренними генераторами G_1_ и G_1_2. Требуемое состояние выключателя выставляется на порт Sost, а бит обновления - на порт New.

На рис. 60 показана схема определения номеров выбранного объекта и контролируемого пункта (блоки KP_2 и KP_3 рис.54).

Рис. 60. Схема определения номеров выбранного объекта и контролируемого пункта

Схема базируется на предположении, что диспетчер может выдать за одну операцию только одну активную команду для исполнения. И только по завершении всех этапов текущей команды (включая получения квитанции от управляемой стороны) может выдаваться следующая команда.

Рис. 61. Модель процесса пользователя на вторичной станции

Через порт _Sost поступает сигнал о требуемом состоянии выключателя и без обработки передается на выходной порт Sost_. Вектор номеров объектов поступает через входной порт In1. При корректной работе (активирована только одна команда) блоки MinMax и Sum выдают одинаковые значения, которые проверяются блоком Relation и через управляемую подсистему Enable Subsystem на порт OB выдается номер объекта. При некорректной работе оператора на порт OB поступает значение 0. Номер контролируемого пункта выставляются на порт KP.

Вторичная функция пользователя. Вторичная функция исполняется на вторичной станции (на контролируемом пункте). На рис.61 дана модель функции телеуправления. Задача функции проверить возможность исполнения приказа и сформировать команду на его выполнение. Например, на включение или отключение выключателя какого-либо присоединения.

От сервиса связи процессу пользователя передаются данные через входной порт IND. В состав данных входит номер группы и объекта в группе, а также характер операции (включить/отключить). Кроме того, имеется бит этапа операции (выбор/исполнение). На порт E_INP выставляет сигнал сервиса связи о готовность данных, через порт E_W передается сигнал о готовности процесса пользователя к записи (чтению) данных сервиса связи.

На рис.62 приведена схема модели вторичной функции пользователя.

Модель содержит два блока SELECT и EXCO, принимающих соответственно этапы команды выбора и исполнения. Для управления этими блоками используется бит этапа команды, который извлекается из исходных данных селекторами S1 и S2. Содержание первого и второго этапа команды запоминается в блоках SELECT и EXCO и отображается дисплеями D_1 и D_2. Логический элемент L3 осуществляет проверку корректности данных обоих этапов команды. Схемы L5…L7 выделяют из данных сигналы: включение (VKL), отключение (OTK), номера группы (GR) и объекта в группе (OB). Указанные сигналы поступают на схему дешифрации команды DC, а через нее на схему отображения состояния коммутационной аппаратуры (DISP). Активация указанных схем производится генератором G_1_ после получения разрешения от схемы проверки правильности команды L3. При этом опрос дешифратора команды DC по входу синхронизации CLK осуществляется раньше, чем активация схемы отображения DISP. Ключи TEST_1 … TEST_7 предназначены для тестирования работы вторичной функции пользователя.

Рис. 62. Схема модели процесса пользователя на вторичной станции

Общая схема дешифратора объектов приведена на рис. 63. Дешифратор команд DC построен по ступенчатому принципу. На рисунке приведена схема включения старших ступеней дешифрации, содержащих блоки на 64 адреса. На выходной порт этих блоков подается результат дешифрации в виде вектора требуемых состояний объектов. Элементы вектора принимают значения 0 для отключенного состояния и 1 – для включенного. Блок конкатенации обеспечивает получение результирующего вектора на 256 элементов.

Структура блока дешифрации на 64 адреса приведена на рис.64. Предварительно определяется адрес объекта в пределах контролируемого пункта по значению группы, к которой принадлежит объект и номеру

Рис.63. Общая схема дешифратора команды

объекта в группе. Адрес в пределах КП необходим для назначения переменных состояния, которые хранятся в рабочей области программы MATLAB. В рассматриваемой реализации для переменных состояния использованы скалярные переменные. Возможна организация хранения переменных состояния в векторном виде.

На рис. 65 приведена структура начальной ступени дешифрации. Для каждого из 8-ми объектов определяется его текущее состояние и то состояние, в которое его переводит обрабатываемая команда. За одну команду допускается изменять состояние только одного объекта, поэтому логическими схемами Re1, Re12…Re18 выделяется тот объект, для которого пришла команда и, в зависимости от значения команды (VKL или OTK), соответствующий триггер переводится в возбужденное или сброшенное состояние. Момент переключения триггера определяется поступлением синхросигнала через порт CLK.

Рис. 64. Дешифратор команд на 64 объекта

Рис. 65. Дешифратор команды на 8 объектов

Рис. 66. Схема вызова отображения модели процесса пользователя на вторичной станции

На рис. 66 показана схема вызова программы просмотра мнемосхемы на контролируемом пункте.

Данная схема учитывает особенности вызова функции MATLAB. Схема на элементах С3, С4 совместно с двумя сумматорами и элементом задержки на один такт дискретного времени образует счетчик, который активируется в момент получения разрешающего сигнал на вход Enable. Схема «If» обеспечивает вызов подсистемы «If Action Subsystem» при значении счетчика, равного единице. При активации подсистемы ей передается вектор новых состояний выключателей на контролируемом пункте. Элементы этого вектора определяют цвет отображения коммутационного аппарата. Принято следующее соглашение, отключенный элемент окрашивается в зеленый цвет, включенный в красный. Выдача рисунка производится элементом Figure. Код соответствующей программы приведен в приложении Е.