SvK4005, v3.3, 2012-08-09 ENHET, VERKSAMHETSOMRÅDE NK, Kontrollanläggning VÅR BETECKNING TR02-03-3 DATUM 2004-09-21 TEKNISK RIKTLINJE UTGÅVA D DATORER I KONTROLLANLÄGGNING 1/11
Uppdateringar Utgåva Ändringsnot Datum 04-09-21 D Ny dokumentmall 08-07-10 2/11
Innehåll 1 ALLMÄNT... 4 2 FUNKTIONSKRAV... 4 2.1 Allmänt... 4 2.2 Programvara... 5 2.3 Programmering... 6 2.4 In- och utgångsenheter (I/O)... 6 2.5 Kommunikation... 7 2.6 Funktioner som kan realiseras i datorsystem... 8 2.7 Datalagring... 8 2.8 Självövervakning... 8 3 TEKNISKA KRAV... 9 3.1 Allmänt... 9 3.2 Data... 9 4 UTFORMNING... 10 4.1 Allmänt... 10 BILAGOR Bilaga 1 Exempel på disponering av I/O-rack till stationsdator... 11 3/11
1 ALLMÄNT Med dator i kontrollanläggningar avses samtliga enheter i kontrollanläggningen som är uppbyggda kring en processorenhet, CPU, och som på något sätt går att programmera eller parametrera. Datorerna kan bestå av programmerbara styrsystem, PLC, eller fasta programmerade enheter, som händelseskrivare, störningsskrivare eller reläskydd. Dokumentet omfattar inte enskilda komponenter, t.ex. tidreläer som innehåller processor. Med stationsdator avses en eller flera datorer som handhar fler än ett objekt och som samtidigt innehåller stationsgemensamma funktioner. Objektsdator är en dator som innehåller funktioner för enbart ett objekt eller ett ställverksfack. Reläskyddsdator är en dator som innehåller reläskydd och andra funktioner som betjänar ett objekt. Det finns nästan inga begränsningar beträffande vilka funktioner, som får realiseras i datorteknik. Däremot måste man vara noga med hur de realiseras. De begränsningar vi har är dessa. > Lokalkraftsinmatning skall vara oberoende av stationsdators eller objektsdators funktion. 2 FUNKTIONSKRAV 2.1 Allmänt Datoriseringen av kontrollanläggningar ska ske på ett sådant sätt att man för hela kraftöverföringssystemet kan få en total teknisk och ekonomisk bra lösning. Detta innebär bland annat att datorutrustningar och deras strukturer ska vara sådana att: > De går att använda i både små och stora stationer. > Det är enkelt att komplettera eller ta bort ställverksfack. > Det krävs ett minimalt underhåll och att felsökning går att göra på ett rimligt sätt. > De kan användas vid både om- och nybyggnad. > Oberoendet mellan funktioner enligt TR02-03-1 bibehålls. 4/11
Anslutning mot processen bör företrädesvis ske med ett parallellsnitt mot anläggningen. I vissa fall kan seriebuss användas för att t.ex. hämta händelseinformation från reläskydd eller lägesinformation från en primärapparat. Datorer ska bestå av enheter som är väl kända och beprövade samt har ett väl utbyggt servicenät för reservdelsförsörjning. Samtliga ingående datorsystem ska, efter spänningsbortfall kortare tid än 24 timmar, när matningen återvänder automatiskt återstartas utan manuella ingrepp. Vid tillståndsförändringar med onormalt hög frekvens p.g.a. exempelvis oscillerande givare får ej andra än direkt berörda funktioner påverkas. Vidare ska datorsystemet återhämta sig så snart det onormala tillståndet upphör. Vid ett onormalt tillstånd i anläggningen ska det alltid finnas tillräcklig datorkraft kvar för att generera larm. Parametrerbara system ska ha sina parametrar lagrade i ett EEPROM, flashminne eller liknande så att minnesförlust inte drabbar datorn vid avbrott, av hjälpspänningsmatning, kortare än 30 dagar. I anläggningar innehållande datorer för styrning och övervakning samt reläskydd och automatiker, skall alla hjälpprogram som behövs för drift, service, underhåll och programmering av dessa ingå i stationsutrustningen inkluderande en fristående dator för dessa program. Om det är möjligt att ansluta datorn för hjälpprogrammen mot respektive enhet via den lokala stationsbussen kan detta göras. Datorer där olika kategorier av personal använder sig av samma datorsystem ska ha ett väl utbyggt säkerhetssystem. Personal ska inte kunna påverka andra funktioner än de som den är behörig att arbeta med. 2.2 Programvara Systemprogram Det skall klart framgå vilket versionsnummer som systemprogrammet har genom att avläsa det i programmet när det fungerar. Det ska också vara möjligt att avläsa versionsnummer när systemet är trasigt. Systemprogramvaran ska finnas tillgänglig hos leverantören under datorns livslängd. Applikationsprogram Programvaran ska vara uppbyggd med funktionsmoduler vilka på ett väldefinierat sätt sköter sina respektive styruppgifter. Programmen ska struktureras väl med avseende på dels de olika funktioner som ligger i samma datorenhet dels med avseende på applikations- och bakgrundsprogram. Applikationsprogram för PLC:er ska framställas på ett sätt som medger grafisk presentation i logikschemaformat. Dessa program ska göras på ett sätt så att de är lätta att 5/11
förstå och överblicka av personal med baskunskaper i programmering av industriella styrsystem. Bakgrundsprogram (subrutiner, kommunikationsprogram m.m.) får framställas på valfritt sätt. Dock ska funktionen beskrivas på ett klart och entydigt sätt. Det ska framgå vilket programvaruversionsnummer som applikationsprogram, subrutiner och programvarublock har. Leverantören ska kunna tillhandahålla programvaror, hjälpmedel och annan nödvändig utrustning under utrustningens förväntade livslängd. 2.3 Programmering Programmering av en dator ska ske med hjälp av en standard PC med erforderlig programvara och tillbehör som ska tillhandahållas av leverantören. Programmering och programunderhåll av samtlig levererad utrustning ska kunna ske med samma programmeringsutrustning. Det en fördel om programmeringsutrustningen, ansluten till en gemensam punkt, kan nå samtliga ingående datorsystem. I applikationsprogram ska det vara möjligt att ta bort eller lägga till moduler utan att detta påverkar övriga programmoduler. Någon skrivare som tillhör systemet ska kunna användas för utskrift av programdokumentation. 2.4 In- och utgångsenheter (I/O) In och utgångar för binära signaler ska vara galvaniskt skilda både sinsemellan och från datorsystemet. Utgångskanalerna ska ha slutande kontakter. Samtliga in- och utgångar ska ha indikering som kan avläsas. Analoga ingångar ska vara av differentiell typ och även de ska ha galvanisk skiljning både sinsemellan och från systemet. Externa hjälpreläer bör endast användas när en funktion behöver mångfaldigas, när utgångens kontakter ej klarar aktuell last eller för att erhålla galvanisk skiljning. Normalt ska ingångskanalerna vara objektsorienterade medan utgångar ska vara funktionsorienterade. Om datorn innehåller felsignalhantering ska samtliga felsignaler samlas på ingångskort avsedda endast för dessa signaler, se bilaga 1. För att säkerställa funktioner såsom manöver av brytare och frånskiljare ska utförandet vara sådant att det krävs två aktiverade utgångar på olika utgångskort för att manöver ska verkställas. Eventuelle utval ska återläsas. Avkänningsspänningar till datorerna ska normalt hämtas från stationens LS-system, men kan i vissa fall tas från matningsdon tillhörande utrustningen. Varje dator ska ha en avsäkrad avkänningsspänning. En stationsdator som har många I/O ska ha avkän- 6/11
ningsspänningen uppdelad på flera grupper för att minska belastningen på varje grupp. Uppdelningen ska vara objektsorienterad. Signaler ska gå in på enbart ett ställe i datorsystemet om inte speciella oberoende krav finns. 2.5 Kommunikation Kommunikation ska ske på och mellan olika nivåer. Dels som punkt till punkt kommunikation och dels i olika nätverk. Det krävs kommunikation mellan t.ex.: > Driftcentral och station. > Mellan datorer inom stationen. > Störningsanalyscenter och utrustningar för störningsregistrering i stationer. Ett nätverk ska vara uppbyggt kring etablerade nätverkslösningar för processdatorsystem. Använda protokoll ska vara standardiserade och väl beprövade så att utrustning av annat fabrikat om möjligt kan anslutas till datorsystemet utan specialanpassningar. Det skall framgå vilka möjligheter som erbjuds för en framtida anslutning av datorer av ett annat fabrikat. För kommunikation mellan enheter av samma fabrikat kan en specifik buss för dessa användas men möjligheten att ansluta andra bussar ska även finnas. Stationsdatorn ska även kunna kommunicera med operatörssystem som använder PC och Microsoft Windows som plattform. Kommunikationsbussen ska vara elektrisk eller optisk. Ur störningssynpunkt är optisk buss att föredra. Om nätverket slås ut måste varje enskild dator självständigt kunna fortsätta att utföra sin uppgift. Detta medför att, så långt det är möjligt, ska programbearbetningen ske i den verkställande datorenheten. Störning i en datorenhet skall inte kunna blockera hela nätet. Lokala nätets prestanda ska vara så dimensionerat att angivna svars- och reaktionstider uppfylls med ett fullt utbyggt system vid det mest krävande lastfallet. Nätets prestanda ska väl och entydigt redovisas. Busskommunikationen skall ha tillräcklig snabbhet för att de program som används ska fungera korrekt. Det skall finnas en övervakning av att kommunikationen mellan samtliga enheter i systemet fungerar. 7/11
2.6 Funktioner som kan realiseras i datorsystem I dag finns inga begränsningar beträffande vad som får realiseras i datorteknik. Däremot måste man vara noga med hur det realiseras. Vissa funktioner ska ha egen hårdvara och andra funktioner får dela hårdvara med en funktion men inte med andra. Nedan ställs några grundläggande krav: > Krav på oberoende mellan funktioner ska beaktas. > Datorer innehållande felbortkopplingsfunktioner ska inte innehålla andra typer av funktioner. U o-automatik, SÅI, SSK och fellokalisering är undantagna om det är dokumenterat att dessa funktioner inte påverkar felbortkopplingsfunktionen. > Tillförlitligheten för funktionen ska vara oförändrad eller förbättrad jämfört med konventionell teknik. 2.7 Datalagring Datorernas applikationsprogramfiler, systemets konfigurering, databas m.m. ska kunna säkerhetskopieras. Dessutom ska det vara möjligt att lagra och återskapa data som är av intresse för långtidslagring. Säkerhetskopiering ska ske på CD, DVD eller likvärdigt media och med ett filformat som är kompatibelt med Windows. Säkerhetskopiering av systemen ska företrädesvis kunna ske från en punkt. Ett exemplar av säkerhetskopian ska finnas i stationen. Långtidslagring av data, bildkonfiguration och övriga data för att snabbt återstarta MMK-systemet efter ett stopp, ska lämpligen ske på ett medium som snabbt och säkert kan återuppbygga systemet. 2.8 Självövervakning Datorsystemet ska själv detektera fel som uppstår i systemet. Fel ska skrivas ut på felskrivaren och i fellista i MMK. I mjukvaran ska det vara möjligt att bestämma vilka åtgärder som systemet själv ska vidtaga vid uppkomna fel. Av naturliga skäl kan inte samtliga feltyper detekteras men det ska klart framgå vilka feltyper som självövervakningen klarar av att detektera. Vid fel på ett I/O-kort ska det klart framgå vilket kort det är fel på. Dator skall ha övervakning för följande: > Bortfall av någon matningsspänning. > Bortfall av indikeringsspänning. > Fel på något I/O-kort. > Övervakning av analog ingång. 8/11
> Fel på ansluten skrivare. > Kommunikationsfel. > Någon programmodul har slutat att fungera. > Hela datorn har stannat. Ovanstående fel ska ge larm lokalt och till Driftcentral. 3 TEKNISKA KRAV 3.1 Allmänt Datorer och dess kringutrustningar ska uppfylla de i TR02-03-2 angivna generella kraven och standarderna samt IEC 61850 i tillämpliga delar. Programmering och handhavande av PLC ska följa SS-EN 61131-1, 61131-2 och 61131-3 (IEC 1131-1-3). Varje enskild datorenhet som har programmerbara kanaler ska vid leveransen bestyckas med minst 10 % reservkanaler för binära och analoga signaler. Programmerbara styrsystem ska vid normaldrift inte ha en processorlast överstigande 50 %. Stationsgemensamma datorsystem ska dimensioneras så att begärda prestanda uppfylls även vid utökning av anläggning med två fack. 3.2 Data Hårdvara programmerbara styrsystem. Matningsspänning Binära ingångskort Binära utgångskort reläkontakt 24-60/110/220 V ls 24-60/110/220 V ls 110 V, A ls Analogt ingångskort ström 4-20 ma temp Pt100/250 upplösn. 11 bitar För krav på hårdvara för övriga datorer hänvisas till respektive funktionsbeskrivning. En dator ska ha en livslängd på minst 15 år. 9/11
4 UTFORMNING 4.1 Allmänt PLC-utrustning monteras i 19 -ramverk eller på DIN-skena i apparatskåp. Digitala Inresp. Utgångar för felsignaler och indikeringar ska vara försedda med indikeringsdiod för varje I/O och ska monteras på dörrens eller skåpets bakplan. Alla ingångar skall i datorskåpet anslutas till plintar som är individuellt frånskiljbara och har mätuttag. Plintar monteras på skåpets bakplan. Datorskåp ska förses med vägguttag för 230 V vs för anslutning av programmeringshjälpmedel. Anslutning av hjälpmedel till datorsystemet ska ske på skåpets front. Normalt ska minnen av typ hårddiskar undvikas för reläskydds- och automatikfunktioner. En PC som används i kontrollanläggningen skall vara av typen IndustriPC och monteras i ett apparatskåp. Denna IPC skall utrustas med följande: > Reidade hårddiskar. > CD/DVD-brännare för backuper. > Om kontrollsystemet är subuppdelat på två datorer där den ena är aktiv och den andra är standby behöver dessa inte ha reidade hårddiskar. > Alla datorer skall vara avsedda för och monterade i kontrollskåp. Endast PC avsedd för hjälpprogram kan vara i kontorsutförande om den inte är fast installerad och kontinuerligt i drift. 10/11
Bilaga 1 Exempel på disponering av I/O-rack till stationsdator Felsignaler Objektsorientering Funktionsorienterade Analoga ingående utgångar ingångar 11/11