Проблемы определения времени возникновения событий в технологических информационных системах распределительных электрических сетей

Page 1
background image

Page 2
background image

46

у

п

р

а

в

л

е

н

и

е

 с

е

т

я

м

и

управление сетями

Проблемы определения 
времени возникновения 
событий в технологических 
информационных системах 
распределительных 
электрических сетей

УДК

 621.316.1

В

 

статье

 

рассматриваются

 

вопросы

 

организации

 

поддержания

 

единого

 

времени

 

в

 

автоматизированных

 

системах

 

энергети

-

ческих

 

объектов

обеспечивающих

 

регистрацию

 

технологиче

-

ских

 

событий

фиксацию

обработку

 

и

 

анализ

 

поступающих

 

энергетических

 

данных

 

для

 

управления

 

распределением

 

электроэнергии

коммерческого

 

и

 

технического

 

учета

Для

 

электро

 

сетевой

 

компании

 

важными

 

структурными

 

технически

 

сложными

 

элементами

 

являются

 

энергообъекты

 — 

распре

-

деленные

 

на

 

территории

 

региона

 

понизительные

 

подстанции

 

и

 

диспетчерские

 

пункты

 

многоуровневой

 

системы

 

управления

Рассматриваются

 

особенности

 

синхронизации

 

времени

 

в

 

раз

-

нородных

 

системах

способы

 

распределения

 

по

 

каналам

 

связи

 

единого

 

времени

 

и

 

сбора

 

информации

 

о

 

привязке

 

ко

 

времени

 

событий

возникающих

 

в

 

технологическом

 

оборудовании

.

Шишков

 

М

.

А

., 

начальник

 

Управления

 

корпоративных

 

и

 

технологических

 

АСУ

 

филиала

 

ПАО

 «

МРСК

 

Волги

» — «

Самарские

 

распределительные

 

сети

»

Носенко

 

А

.

Ф

.,

ведущий

 

инженер

-

программист

 

отдела

 

эксплуатации

 

и

 

развития

 

АСТУ

 

Управления

 

корпоративных

 

и

 

технологических

 

АСУ

 

филиала

 

ПАО

 «

МРСК

 

Волги

» — «

Самарские

 

распределительные

 

сети

»

Д

ля

 

обеспечения

 

надежно

-

сти

 

функционирования

 

обо

-

рудования

 

энергообъектов

электросетевого

 

распреде

-

 

лительного

 

комплекса

 

осо

-

бое

 

значение

 

имеют

 

вопросы

 

свое

-

временного

 

обнаружения

 

и

 

реги

-

страции

 

предаварийных

 

и

 

аварий

-

ных

 

ситуаций

фиксации

обработки

 

и

 

анализа

 

поступающих

 

энергети

-

ческих

 

данных

 

для

 

принятия

 

ре

-

шений

 

по

 

управлению

 

энергообъ

-

ектом

для

 

анализа

 

причин

 

аварий

 

и

 

предотвращения

 

их

 

в

 

будущем

Структура

 

региональной

 

элек

-

тросетевой

 

компании

 (

далее

 — 

РСК

распределена

 

на

 

значительной

 

территории

Для

 

электросетевой

 

компании

 

основными

 

технически

 

сложными

 

элементами

 

являются

 

энергообъекты

 — 

понизительные

 

подстанции

 

с

 

высшим

 

напряже

-

нием

 110 

и

 35 

кВ

 

и

 

диспетчерские

 

Ключевые

 

слова

:

автоматизированная

 

система

точное

 

время

энергообъект

каналы

 

связи

энергетические

 

данные

Keywords:

automated system, correct time, power 
facility, communication channels, 
energy data


Page 3
background image

47

пункты

 

многоуровневой

 

системы

 

управления

В

 

то

 

же

 

время

 

наиболее

 

массовыми

 

обслуживаемыми

 

элементами

 

распределительной

 

электросетевой

 

структуры

 

являются

 

объекты

 

класса

 6–10 

и

 0,4 

кВ

 — 

трансформаторные

 

подстанции

  (

ТП

), 

распредели

-

тельные

 

устройства

 

и

 

вводы

 

в

 

здания

на

 

участки

 

и

 

в

 

помещения

 

конечных

 

потребителей

Этой

 

кате

-

гории

 

объектов

 

в

 

последние

 

годы

 

уделяется

 

особое

 

внимание

 

при

 

построении

 «

умных

» 

сетей

 

электро

-

снабжения

 Smart Grid. 

Наиболее

 

сложны

 

для

 

расшифровки

 

энерго

-

данные

поступающие

 

в

 

диспетчерский

 

центр

в

 

случае

 

сложной

 

аварии

 

с

 

отключениями

 

на

 

не

-

скольких

 

энергообъектах

Сложность

 

расшиф

-

ровки

 

таких

 

данных

 

связана

 

не

 

только

 

с

 

про

-

блемами

 

временной

 

синхронизации

но

 

и

 

с

 

не

-

обходимостью

 

рассмотрения

 

очень

 

большого

 

объема

 

информации

 

от

 

разнородных

 

информа

-

ционных

 

технологических

 

систем

Такие

 

системы

 

разнородны

 

как

 

по

 

классу

 

объектов

на

 

которых

 

они

 

установлены

так

 

и

 

по

 

назначению

 

и

 

слож

-

ности

 

решаемых

 

задач

В

 

связи

 

с

 

очевидной

 

при

-

оритетностью

 

наиболее

 

проработаны

 

при

 

этом

 

вопросы

 

интеграции

 

информации

 

от

 

разнород

-

ных

 

систем

 

на

 

объектах

 

высокого

 

класса

 

напря

-

жения

 [1, 2]. 

Узловые

 

подстанции

 

напряжением

 110 

и

 35 

кВ

не

 

всегда

 

имеют

 

постоянный

 

дежурный

 

персо

-

нал

 

и

 

для

 

технологического

 

управления

 

обо

-

рудованы

 

средствами

 

сбора

 

и

 

передачи

 

ин

-

формации

  (

ССПИ

), 

в

 

том

 

числе

 

выделенными

 

каналами

 

передачи

 

данных

 

на

 

верхние

 

уровни

 

управления

В

 

состав

 

автоматизированной

 

си

-

стемы

 

технологического

 

управления

 (

АСТУ

под

-

станции

 

помимо

 

ССПИ

 

также

 

входят

 

узловые

 

контроллеры

 

и

 

счетчики

 

электроэнергии

ре

-

гистраторы

 

аварийных

 

событий

регистраторы

 

переговоров

системы

 

видеонаблюдения

систе

-

мы

 

охранной

 

и

 

пожарной

 

сигнализации

терми

-

налы

 

релейной

 

защиты

 

и

 

автоматики

  (

РЗА

), 

ло

-

кальные

 

системы

 

технологического

 

мониторинга

 

основного

 

оборудования

Многие

 

подстанции

 

с

 

высшим

 

номинальным

 

напряжением

 35 

кВ

рас

-

пределительные

 

ТП

 

номинальным

 

напряжением

 

10/0,4 

и

 6/0,4 

кВ

точки

 

присоединения

 

потреби

-

телей

 

не

 

оборудованы

 

полнофункциональными

 

ССПИ

 

с

 

выделенными

 

каналами

 

связи

На

 

таких

 

объектах

 

для

 

сбора

 

оперативной

 

информации

 

и

 

сведений

 

об

 

энергопотреблении

 

могут

 

исполь

-

зоваться

 

терминалы

 

сотовой

 

связи

 

М

2

М

 

с

 

ми

-

нимальной

 

функциональностью

 

и

 

не

 

стандар

-

тизированными

 

протоколами

 

передачи

 

данных

В

 

частности

используются

 

устройства

 AnCom 

RM/D c 

частным

 

протоколом

 ATSWP, 

требующим

 

«

склейки

» 

пакетов

.

Данная

 

статья

 

описывает

 

проблемы

 

синхрони

-

зации

 

времени

 

в

 

гетерогенных

 

информационных

 

системах

 

технологических

 

энергообъектов

 

РСК

ранее

 

частично

 

изложенные

 

авторами

 

в

 

рабо

-

тах

 [3, 4], 

и

 

вопросы

возникающие

 

при

 

хрономе

-

трировании

 

событий

 

на

 

энергообъектах

.

ОПИСАНИЕ

 

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

 

ИНФОРМАЦИОННЫХ

 

СИСТЕМ

УЧАСТВУЮЩИХ

 

В

 

ПРОЦЕССЕ

 

СИНХРОНИЗАЦИИ

Перед

 

электросетевыми

 

компаниями

 

стоят

 

задачи

 

сбора

 

и

 

передачи

 

технологической

 

информации

для

 

решения

 

которых

 

применяются

 

информаци

-

онные

 

системы

работающие

 

в

 

реальном

 

време

-

ни

либо

 

использующие

 

временные

 

значения

 

для

 

ведения

 

журналов

 

событий

 

и

 

архивов

 

измеряемых

 

параметров

Ниже

 

будут

 

рассматриваться

 

виды

 

технологических

 

систем

функционирующие

 

в

 

фи

-

лиале

 

ПАО

 «

МРСК

 

Волги

» — «

Самарские

 

распре

-

делительные

 

сети

».

Во

 

временной

 

синхронизации

 

должны

 

участво

-

вать

 

объекты

 

следующих

 

автоматизированных

 

си

-

стем

 

технологического

 

назначения

:

1. 

Включенные

 

в

 

ССПИ

 

вертикально

 

интегриро

-

ванные

 

системы

 

телемеханики

контролиру

-

емые

 

пункты

  (

КП

), 

пункты

 

управления

  (

ПУ

), 

центральные

 

приемо

-

передающие

 

станции

 

(

ЦППС

) — 

программно

-

аппаратные

 

средства

используемые

 

в

 

качестве

 

системы

 

сбора

 

теле

-

информации

 

на

 

диспетчерских

 

пунктах

для

 

ее

 

предварительной

 

обработки

 

и

 

ввода

 

информа

-

ции

 

в

 

оперативно

-

информационный

 

комплекс

 

(

ОИК

диспетчерского

 

пункта

.

2. 

Программно

-

технический

 

комплекс

  (

ПТК

) — 

ОИК

 

центра

 

управления

 

сетями

 (

ЦУС

) PSI

с

ontrol, 

предназначенный

 

для

 

обеспечения

 

основных

 

операций

 

диспетчерского

 

управления

 

электро

-

сетевым

 

комплексом

для

 

обработки

 

и

 

анализа

 

технологической

 

информации

.

3. 

Устройства

включенные

 

в

 

автоматизирован

-

ную

 

систему

 

контроля

 

и

 

учета

 

электроэнергии

 

(

АСКУЭ

) — 

счетчики

контроллеры

серверы

 — 

программно

-

аппаратные

 

средства

осущест

-

вляющие

 

сбор

обработку

накопление

хра

-

нение

 

и

 

отображение

 

данных

 

об

 

учитываемой

 

электроэнергии

4. 

Устройства

 

регистрации

 

аварийных

 

событий

 

(

РАС

): 

блоки

 

регистрации

контроля

 

и

 

управ

-

ления

  (

БРКУ

), 

автоматизированные

 

рабочие

 

места

 (

АРМ

и

 

серверы

 

РАС

 — 

программно

-

ап

-

паратные

 

средства

предназначенные

 

для

 

за

-

писи

 

аварийных

 

процессов

 

и

 

событий

а

 

также

 

контроля

 

состояния

 

устройств

 

РЗА

 

и

 

положе

-

ния

 

коммутационных

 

аппаратов

 

в

 

нормальных

аварийных

 

и

 

послеаварийных

 

режимах

.

5. 

Устройства

 

регистрации

 

диспетчерских

 

пере

-

говоров

 — 

автономные

 

или

 

встроенные

 

в

 

теле

-

фонные

 

станции

 

цифровые

 

регистраторы

.

6. 

Устройства

 

и

 

системы

 

видеонаблюдения

 

за

 

энергообъектом

 — 

видеокамеры

 

и

 

видеосер

-

веры

.

7. 

Системы

 

охранной

 

и

 

пожарной

 

сигнализации

.

8. 

Терминалы

 

цифровой

 

релейной

 

защиты

 

и

 

авто

-

матики

 

подстанции

.

9. 

Локальные

 

системы

 

технологического

 

мони

-

торинга

 

основного

 

оборудования

 — 

контроля

 

гололедообразования

 

на

 

ЛЭП

мониторинга

 

си

-

 5 (44) 2017


Page 4
background image

48

ловых

 

трансформаторов

температурного

 

мо

-

ниторинга

 

воздушных

 

линий

 

и

 

др

.

10. 

Терминалы

обеспечивающие

 

на

 

небольших

 

подстанциях

 

и

 

ТП

 

сбор

 

сигнализации

 

положе

-

ния

 

коммутационных

 

аппаратов

 

и

 

аварийно

-

предупредительной

 

сигнализации

передаю

-

щие

 

данные

 

по

 

каналам

 

сотовых

 

операторов

.

11. 

Автоматические

 

профессиональные

 

метео

-

станции

.

События

 

и

 

измерения

связанные

 

с

 

эксплуата

-

цией

 

энергооборудования

фиксируемые

 

этими

 

системами

должны

 

иметь

 

максимально

 

точную

 

привязку

 

к

 

астрономическому

 

времени

Вспомога

-

тельную

 

роль

 

имеет

 

при

 

этом

 

учет

 

событий

фикси

-

руемых

 

операционными

 

системами

 

компьютеров

контроллеров

сетевого

 

оборудования

входяще

-

го

 

в

 

состав

 

каждой

 

автоматизированной

 

системы

 

энергообъекта

ОРГАНИЗАЦИЯ

 

ПРОЦЕССА

ВРЕМЕННОЙ

 

СИНХРОНИЗАЦИИ

Идеальным

 

случаем

 

было

 

бы

 

нахождение

 

всех

 

объектов

 

в

 

одной

 

сети

 

передачи

 

данных

В

 

связи

 

с

 

требованиями

 

информационной

 

безопасности

 

и

 

особыми

 

техническими

 

ограничениями

 

работы

 

в

 

режиме

 

реального

 

времени

устройства

 

теле

-

механики

 

и

 

регистрации

 

аварийных

 

событий

 

вы

-

деляются

 

в

 

отдельные

 

закрытые

 

технологические

 

сегменты

 

передачи

 

данных

другие

 

же

 

системы

 

ра

-

ботают

 

в

 

периметре

 

соответствующих

 

сегментов

 

Рис

. 1. 

Схема

 

включения

 

устройств

 

синхронизации

 

в

 

сеть

 

передачи

 

данных

корпоративной

 

сети

 

передачи

 

данных

что

 

оказы

-

вает

 

определенное

 

влияние

 

на

 

процесс

 

синхрони

-

зации

Технологические

 

и

 

корпоративные

 

сегмен

-

ты

 

сети

 

пересекаются

 

только

 

через

 

межсетевые

 

экраны

Схема

 

включения

 

основных

 

объектов

 

син

-

хронизации

 

в

 

сеть

 

передачи

 

данных

 

отображена

 

на

 

рисунке

 1.

По

 

типу

 

включения

 

в

 

сеть

 

передачи

 

данных

 

устройства

 

делятся

 

на

:

 

включенные

 

в

 

технологические

 

сегменты

 

сети

;

 

включенные

 

в

 

корпоративные

 

сегменты

 

сети

;

 

включенные

 

в

 

демилитаризованные

 

сетевые

 

сег

-

менты

Различные

 

электронные

 

устройства

 

работают

 

под

 

управлением

 

различных

 

операционных

 

си

-

стем

 (Linux, Windows, Solaris, QNX) 

либо

 

без

 

ис

-

пользования

 

операционных

 

систем

И

 

технологическая

 

и

 

корпоративная

 

сети

 

яв

-

ляются

 

сетями

построенными

 

по

 

технологии

 

Ethernet. 

При

 

синхронизации

 

устройств

 

в

 

сетях

 

Ethernet 

используются

 

следующие

 

основные

 

ин

-

формационные

 

протоколы

:

 

– PTP (IEEE 1588-2008);

 

– NTP 

версии

 4;

 

– SNTP 

версии

 4 (RFC2030).

Кроме

 

того

передачу

 

меток

 

времени

 

и

 

команд

 

синхронизации

 

времени

 

в

 

сети

 Ethernet 

можно

 

производить

 

и

 

по

 

протоколу

описываемому

 

стан

-

дартом

 

ГОСТ

 

Р

 

МЭК

 60870-5-104, 

широко

 

исполь

-

зуемому

 

в

 

системах

 

телемеханики

 

для

 

передачи

 

УПРАВЛЕНИЕ

СЕТЯМИ


Page 5
background image

49

сигналов

Следует

 

отметить

что

 

не

 

все

 

устройства

 

сбора

 

и

 

передачи

 

технологической

 

информации

 

воз

-

можно

 

настроить

 

на

 

работу

 

с

 

этим

 

протоколом

а

 

использование

 

мно

-

жества

 

частных

 

протоколов

 

услож

-

няет

 

процесс

В

 

технологических

 

информа

-

ционных

 

системах

 

применяются

 

также

 

устройства

не

 

поддержива

-

ющие

 

стандартные

 

протоколы

 

с

 

пе

-

редачей

 

времени

 

и

 

передающие

 

телеметрическую

 

информацию

 

на

 

верхний

 

уровень

 

без

 

меток

 

време

-

ни

Специфика

 

их

 

использования

 

будет

 

рассмотрена

 

ниже

.

ОСОБЕННОСТИ

СИНХРОНИЗАЦИИ

ПО

 NTP-

ПРОТОКОЛУ

Спецификацией

 

протокола

 NTP 

предусмотрена

 

иерархическая

 

организация

 

устройств

обмени

-

вающихся

 

информацией

 

о

 

времени

  (

рисунок

 2). 

Самый

 

верхний

 

уровень

 

иерархии

 — 

нулевой

он

 

представлен

 

эталонными

 

часами

  (

национальные

 

центры

 

стандарта

 

времени

ГЛОНАСС

/GPS, 

ради

-

очасы

), 

а

 

самый

 

нижний

 

уровень

 

может

 

иметь

 

но

-

мер

 15. 

Серверы

 

времени

 (NTP-

серверы

уровня

 1 

напрямую

 

подключены

 

к

 

эталонным

 

часам

Сер

-

веры

 

и

 

клиенты

 NTP, 

которые

 

синхронизируются

 

с

 NTP-

серверами

 

уровня

 1, 

образуют

 

уровень

 2 

и

 

т

.

д

По

 

отношению

 

к

 

серверам

 

уровня

 1 

серверы

 

уровня

 2 

выступают

 

в

 

роли

 

клиентов

и

естествен

-

но

выполняют

 

серверные

 

функции

 

для

 

клиентских

 

устройств

 [5].

Процесс

 

получения

 

информации

 

о

 

времени

 

по

 

протоколу

 NTP 

осуществляется

 NTP-

сервисом

работающим

 

на

 

клиентском

 

устройстве

Этот

 

сер

-

вис

 

опрашивает

 NTP-

серверы

чьи

 

адреса

 

были

 

заданы

 

администратором

и

 

обрабатывает

 

их

 

от

-

веты

 

по

 

мере

 

поступления

Заключенная

 

в

 

отве

-

те

 

информация

 

позволяет

 

клиенту

 

определить

 

расхождение

 

между

 

его

 

собственными

  (

местны

-

ми

системными

 

часами

 

и

 

системными

 

часами

 

приславшего

 

ответ

 NTP-

сервера

а

 

затем

 

соот

-

ветствующим

 

образом

 

скорректировать

 

местные

 

часы

Кроме

 

того

эта

 

информация

 

позволяет

 

оце

-

нить

 

точность

 

и

 

надежность

 NTP-

серверов

 

и

 

вы

-

брать

 

наилучшие

 

из

 

них

.

1

2

3

Рис

. 2. 

Иерархическая

 

организация

 

работы

 NTP-

протокола

Взаимодействие

 

клиента

 

и

 

i

-

го

 

сервера

 

показа

-

но

 

на

 

рисунке

 3. 

Здесь

 

T

i

-3

 — 

время

 

отправки

 

запроса

  (

запро

-

сного

 NTP-

сообщения

клиентом

а

 

T

i

-2

 — 

время

 

получения

 

этого

 

сообщения

 

сервером

Сервер

 

отвечает

 

в

 

момент

 

времени

 

T

i

-1

поместив

 

в

 

свое

 

(

ответное

) NTP-

сообщение

 

временные

 

метки

 

T

i

-3

T

i

-2

 

и

 

T

i

-1

Клиент

 

рассчитывает

 

круговую

 

задержку

 

передачи

 

пакетов

 

с

 NTP-

сообщениями

  (

d

и

 

рас

-

хождение

 

своих

 

часов

 

с

 

часами

 

сервера

 (

j

по

 

сле

-

дующим

 

формулам

d

 = (

T

i

 – 

T

i

-3

) – (

T

i

-1

 – 

T

i

-2

);

 

(

T

i

 – 

T

i

-3

) – (

T

i

-1

 – 

T

i

-2

)

j

 = — .

 

2

Кроме

 

того

при

 

получении

 NTP-

сообщений

 

от

 

севера

 

оценивается

 

дисперсия

характеризующая

 

ошибки

 

в

 

оценке

 

расхождения

 

часов

Слишком

 

большая

 

дисперсия

 

свидетельствует

 

о

 

ненадеж

-

ности

 

данных

NTP-

сервис

 

выбирает

 

самые

 

точные

 

и

 

ста

-

бильно

 

работающие

 NTP-

серверы

 

из

 

числа

 

от

-

ветивших

 

ему

 NTP-

серверов

 

на

 

основе

 

номеров

 

их

 

уровней

задержек

 

передачи

 

запросных

 

и

 

от

-

ветных

 NTP-

сообщений

 

и

 

значений

 

дисперсии

Далее

 c 

помощью

 

алгоритма

 Clock Combining 

Algorithm (

путем

 

статистического

 

усреднения

 

расхождений

 

с

 

часами

 

прошедших

 

отбор

 NTP-

серверов

определяется

 

окончательное

 

значе

-

ние

 

расхождения

используемое

 

для

 

коррекции

 

местных

 

часов

Если

 

выбран

 

только

 

один

 NTP-

сервер

для

 

подстройки

 

местных

 

часов

 

исполь

-

зуется

 

расхождение

 

с

 

системными

 

часами

 

этого

 

сервера

.

Следует

 

учитывать

что

 

при

 

корректной

 

на

-

стройке

 NTP-

серверов

 

и

 

их

 

клиентов

 

необходимая

 

точность

 

синхронизации

 

будет

 

достигнута

 

через

 

некоторое

 

время

а

 

для

 

достижения

 

максималь

-

ной

 

точности

 

предпочтительна

 

постоянная

 

работа

 

программного

 

обеспечения

 NTP 

в

 

режиме

 

систем

-

ной

 

службы

.

Клиент

Сервер

T

i

-3

T

i

T

i

-2

T

i

-1

Рис

. 3. 

Схема

 

взаимодействия

 

клиента

 

и

 

i

-

го

 

NTP-

сервера

 5 (44) 2017


Page 6
background image

50

ОСОБЕННОСТИ

 

СИНХРОНИЗАЦИИ

 

ПО

 

ПРОТОКОЛУ

 

ГОСТ

 

Р

 

МЭК

 60870-5-104

C

ледует

 

иметь

 

в

 

виду

что

 

синхронизация

 

време

-

ни

 

по

 

протоколу

 

ГОСТ

 

Р

 

МЭК

 60870-5-104 

на

 

син

-

хронизируемых

 

устройствах

 

производится

 

сразу

 

после

 

поступления

 

команды

 

синхронизации

То

 

есть

какой

 

бы

 

не

 

была

 

рассинхронизация

 

време

-

ни

 

устройства

сразу

 

после

 

выполнения

 

команды

 

устройство

 

будет

 

синхронизировано

Синхрониза

-

ция

 

по

 

протоколу

 NTP 

производится

 

в

 

несколько

 

этапов

а

 

если

 

рассинхронизация

 

находится

 

за

 

пределами

 

диапазона

 

синхронизации

то

 

она

 

во

-

обще

 

производиться

 

не

 

будет

Поэтому

 

если

 

син

-

хронизируемое

 

устройство

 

поддерживает

 

про

-

токол

 

ГОСТ

 

Р

 

МЭК

 60870-5-104, 

то

 

сразу

 

после

 

включения

 

устройства

 

синхронизацию

 

можно

 

про

-

изводить

 

по

 

этому

 

протоколу

а

 

при

 

дальнейшей

 

работе

 

устройства

 

производить

 

синхронизацию

 

по

 

протоколу

 NTP.

МОДЕЛЬ

 

ВРЕМЕННОЙ

 

СИНХРОНИЗАЦИИ

СОЗДАННАЯ

 

В

 

РСК

Первый

 

уровень

В

 

качестве

 

источников

 

общесистемного

 

времени

 

выступают

 

устройства

получающие

 

сигнал

 

точно

-

го

 

времени

 

от

 

систем

 

ГЛОНАСС

 

и

/

или

 GPS.

Размещенные

 

в

 

периметре

 

технологической

 

сети

 

серверы

 

точного

 

времени

 

используют

 

в

 

каче

-

стве

 

основного

 

приемника

 

синхронизации

 

внеш

-

ний

 

сигнал

 

от

 

спутниковой

 

группировки

 

ГЛОНАСС

 

(

рисунок

 1). 

Дополнительное

 

использование

 

дан

-

ных

 

от

 

спутниковой

 

группировки

 GPS 

повышает

 

надежность

 

системы

 

в

 

целом

а

 

встроенный

 

вы

-

сокостабильный

 

генератор

 

обеспечивает

 

работу

 

сервера

 

при

 

помехах

 

или

 

пропадании

 

сигналов

 

от

 

навигационных

 

спутников

Эти

 

серверы

 

предна

-

значены

 

для

 

работы

 

в

 

качестве

 

первичного

 

эта

-

лонного

 

источника

  (

уровень

 1) 

в

 

локальных

 

сетях

 

любого

 

уровня

 

с

 NTP- 

и

 SNTP-

совместимыми

 

при

-

ложениями

.

Серверное

 

оборудование

 

АСКУЭ

расположен

-

ное

 

в

 

периметре

 

корпоративной

 

сети

в

 

соответ

-

ствии

 

с

 

отраслевыми

 

требованиями

для

 

собствен

-

ной

 

синхронизации

синхронизации

 

нижестоящих

 

контроллеров

 

и

 

приборов

 

учета

 

использует

 

в

 

ка

-

честве

 

основного

 

приемника

 

синхронизации

 

внеш

-

ний

 

сигнал

 

приемника

 GPS, 

подключенного

 

к

 

сер

-

веру

 

по

 

протоколу

 NMEA-0183.

Оборудование

 

прочих

 

автоматизированных

 

си

-

стем

входящих

 

в

 

периметр

 

корпоративной

 

сети

в

 

качестве

 

источника

 

синхронизации

 

использует

 

NTP-c

ервис

 

корневого

 

контроллера

 

корпоративно

-

го

 

домена

 Microsoft Active Directory.

Второй

 

уровень

В

 

технологической

 

сети

 

от

 

серверов

 

точного

 

времени

 

синхронизируются

 

по

 NTP-

протоколу

 

устройства

 

ПТК

 PSIcontrol, 

сервер

 

мониторинга

 

NTP-

синхронизации

центральные

 

приемо

-

пере

-

дающие

 

станции

 (

ЦППС

ЦУС

.

В

 

корпоративной

 

сети

 — 

серверы

 

РАС

серверы

 

АСКУЭ

контроллер

 

домена

выполняющий

 

роль

 

хозяина

 

операций

 (PDC), 

видеосерверы

.

Для

 

всех

 

этих

 

устройств

и

 

только

 

для

 

них

на

 

межсетевом

 

экране

 

разрешено

 

прохождение

 

тра

-

фика

 NTP-

протокола

 

к

 

серверам

 

эталонного

 

вре

-

мени

 

как

 

в

 

технологическую

так

 

и

 

в

 

корпоративную

 

сеть

Таким

 

образом

для

 

этих

 

устройств

 

достига

-

ется

 

резервирование

 

источника

 

синхронизации

.

Третий

 

уровень

В

 

технологической

 

сети

 

от

 

сервера

 

мониторинга

 

NTP-

синхронизации

 

либо

 

от

 

серверов

 

ЦППС

 

ЦУС

 

по

 NTP-

протоколу

 

синхронизируются

 

АРМ

 

диспет

-

черов

операторов

 

и

 

администраторов

а

 

также

 

ак

-

тивное

 

сетевое

 

оборудование

От

 

серверов

 

ЦППС

 

ЦУС

 — 

КП

подключаемые

 

к

 

ним

и

 

ЦППС

 

произ

-

водственных

 

отделений

 (

ПО

). 

Таким

 

образом

сер

-

веры

 

ЦППС

 

 1–4 

резервируют

 

друг

 

друга

.

В

 

корпоративной

 

сети

 

от

 

контроллера

 

домена

 

хозяина

 

операций

 (PDC) 

по

 SNTP-

протоколу

 

син

-

хронизируются

 

остальные

 

контроллеры

 

домена

 

(

уровень

 3) 

и

 

активное

 

сетевое

 

оборудование

От

 

серверов

 

АСКУЭ

 

синхронизируются

 

контроллеры

 

АСКУЭ

 

типа

 

ВЭП

 

и

 

ЭКОМ

От

 

контроллера

 

доме

-

на

 

синхронизируются

 

АРМ

 

РАС

 

и

 

серверы

 

РАС

 

на

 

подстанциях

Видеосерверы

 

и

 IP-

видеокамеры

 

на

 

подстанциях

 

синхронизируются

 

от

 

контроллера

 

домена

.

Четвертый

 

уровень

В

 

технологической

 

сети

 

от

 

ЦППС

 

производственных

 

отделений

 (

ПО

в

 NTP-

протоколе

 

синхронизируются

 

КП

подключаемые

 

к

 

нему

Если

 

сервер

 

ЦППС

 

ПО

 

не

-

доступен

синхронизация

 

происходит

 

от

 

ЦППС

 

ЦУС

Таким

 

образом

достигается

 

резервирование

 

источ

-

ника

 

синхронизации

.

В

 

корпоративной

 

сети

 

все

 

компьютеры

 

и

 

дру

-

гие

 

рядовые

 

серверы

 

являются

 

членами

 

доме

-

на

 MS AD, 

и

 

поэтому

 

они

 

синхронизируются

 

по

 

SNTP-

протоколу

 

от

 

серверов

 

контроллеров

 

доме

-

на

 (

уровень

 3), 

проверяющих

 

их

 

подлинность

Так

 

как

 

таких

 

контроллеров

 

несколько

то

 

достигается

 

резервирование

 

источника

 

синхронизации

.

 

ВЕДЕНИЕ

 

МОНИТОРИНГА

 

ПРОЦЕССА

 

СИНХРОНИЗАЦИИ

 

В

 

КОРПОРАТИВНЫХ

 

СЕГМЕНТАХ

Из

 

анализа

 

вышесказанного

 

видно

что

 

синхро

-

низация

 

времени

 

в

 

такой

 

разнородной

 

технологи

-

ческой

 

среде

 

информационных

 

систем

 

является

 

сложной

 

задачей

Поэтому

 

недостаточно

 

органи

-

зовать

 

процесс

 

синхронизации

 

времени

, — 

необ

-

ходимо

 

осуществлять

 

контроль

 

над

 

ним

Выявлять

 

устройства

 

с

 

запредельным

 

отклонением

 

времени

 

и

 

регистрировать

 

эти

 

события

 

как

 

аварийные

.

Решение

 

этой

 

проблемы

 — 

задача

стоящая

 

на

 

сегодняшний

 

момент

 

перед

 

информационно

-

тех

-

нологическими

 

подразделениями

 

РСК

.

Существует

 

множество

 

программных

 

средств

 

для

 

локального

 

контроля

 

работы

 NTP- 

и

 SNTP- 

УПРАВЛЕНИЕ

СЕТЯМИ


Page 7
background image

51

протоколов

 

для

 

различных

 

операционных

 

си

-

стем

Эти

 

программы

 

осуществляют

 

журна

-

лирование

 

своей

 

работы

Соответственно

информацию

 

о

 

процессе

 

работы

 

синхронизации

 

конкретного

 

устройства

 

можно

 

брать

 

из

 

этих

 

жур

-

налов

Кроме

 

того

некоторые

 

программные

 

мо

-

дули

 

позволяют

 

рассылать

 

уведомления

 

о

 

своей

 

работе

 

по

 

почте

 

либо

 

по

 SNMP-

протоколу

Так

для

 

контроля

 

можно

 

использовать

 

программу

 

«NTP time server monitor» 

для

 

ОС

 Windows, 

и

 

про

-

грамму

 «NTPQ» 

в

 

ОС

 Linux. 

Первая

 

позволяет

 

рассылать

 

уведомления

 

по

 

электронной

 

почте

либо

 SNMP-

протоколу

 

о

 

таких

 

событиях

как

 

остановка

 

сервиса

 NTP, 

повышение

 

иерархиче

-

ского

 

уровня

 NTP-

сервера

превышение

 

задан

-

ной

 

точности

 [6].

Для

 

организации

 

центрального

 

места

 

сбора

 

со

-

бытий

 

со

 

всех

 

устройств

участвующих

 

в

 

процессе

 

синхронизации

необходимо

 

использовать

 

сервер

 

с

 

программным

 

обеспечением

которое

 

проана

-

лизирует

 

собранные

 

события

 

и

 

соответствующим

 

образом

 

их

 

отобразит

например

на

 Web-

портале

 

мониторинга

 

работы

 

технологических

 

систем

ВЕДЕНИЕ

 

МОНИТОРИНГА

 

ПРОЦЕССА

 

СИНХРОНИЗАЦИИ

 

В

 

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

 

СЕГМЕНТАХ

Технологические

 

устройства

работающие

 

в

 

изоли

-

рованной

 

технологической

 

сети

 

передачи

 

данных

как

 

показано

 

выше

синхронизируются

 

от

 

ЦППС

 

в

 

этой

 

сети

И

 

так

 

как

 

они

 

передают

 

данные

 

в

 

ОИК

то

 

данные

 

о

 

состоянии

 

их

 

синхронизации

 

можно

 

отображать

 

также

 

в

 

ОИК

потому

 

что

 

состояние

 

синхронизации

 

этих

 

устройств

 

является

 

одним

 

из

 

характеризующих

 

их

 

технических

 

параметров

требующим

 

контроля

В

 

ОИК

 

данные

 

о

 

синхрони

-

зации

 

наряду

 

с

 

другими

 

техническими

 

параметра

-

ми

 

отображаются

 

и

 

архивируются

 

стандартными

 

для

 

ОИК

 

процедурами

Не

 

все

 

низовые

 

технологические

 

устрой

-

ства

 

выдают

 

данные

 

по

 

современным

 

протоко

-

лам

 

с

 

передачей

 

меток

 

времени

Такими

 

устрой

-

ствами

в

 

частности

являются

 

метеостанции

 

«Davis Vantage Pro2» 

с

 

интерфейсным

 

модулем

 

«WeatherLinkIP», 

передающим

 

данные

 

по

 

про

-

приетарному

 

протоколу

 davis 

с

 

использованием

 

транспортного

 

протокола

 TCP. 

Данные

 

от

 

метео

-

станций

 

поступают

 

на

 

сервер

 

сбора

 

метеоданных

 

в

 

ЦУС

где

 

они

 

конвертируются

 

в

 

протокол

 

ГОСТ

 

Р

 

МЭК

 60870-5-104 

с

 

присвоением

 

меток

 

времени

Таким

 

образом

в

 

системе

 

регионального

 

сбора

 

метеоданных

 

синхронизация

 

времени

 

требуется

 

только

 

для

 

сервера

 

сбора

 

метеоданных

К

 

таким

 

же

 

системам

где

 

низовые

 

устройства

 

передают

 

данные

 

в

 

проприетарных

 

протоколах