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

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

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

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

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

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

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

 

на

 

серверы

 

сбора

 

без

 

меток

 

времени

, 

относятся

 

система

 

сбо

-

ра

, 

передачи

 

и

 

отображения

 

телеинформации

 

по

 

каналам

 

сотовых

 

операторов

 

на

 

базе

 

терминалов

 

AnCom RM/D, 

система

 

температурного

 

мониторин

-

га

 

воздушных

 

линий

, 

автоматизированная

 

инфор

-

мационная

 

система

 

контроля

 

гололедообразо

-

вания

. 

КП

 

телемеханики

 

устаревших

 

типов

 

также

 

передают

 

данные

 

на

 

ЦППС

 

без

 

меток

 

времени

 

и

 

не

 

требуют

 

синхронизации

 

времени

. 

Метки

 

времени

 

данным

, 

переданным

 

таким

 

образом

, 

присваива

-

ются

 

в

 

ЦППС

 

при

 

конвертации

 

данных

 

в

 

протокол

 

ГОСТ

 

Р

 

МЭК

 60870-5-104. 

Другой

 

важной

 

задачей

 

является

 

ввод

 

в

 

процесс

 

синхронизации

 

новых

 

технологических

 

устройств

 

и

 

информационных

 

систем

, 

внедряемых

 

и

 

проек

-

тируемых

 

в

 

РСК

. 

Необходимо

 

включить

 

в

 

процесс

 

автоматические

 

телефонные

 

станции

, 

регистрато

-

ры

 

переговоров

, 

телефонные

 

аппараты

 (

имеющие

 

необходимые

 

функциональные

 

возможности

). 

Организация

 

системы

 

синхронизации

 

в

 

таком

 

виде

 

позволит

 

перейти

 

на

 

новый

 

качественный

 

уровень

 

в

 

вопросах

 

принятия

 

решений

, 

связанных

 

с

 

развитием

 

систем

 

управления

 

разного

 

назначе

-

ния

, 

сетевой

 

безопасностью

, 

совершенствовани

-

ем

 

методов

 

эксплуатации

 

оборудования

 

и

 

постро

-

ением

 

интеллектуальных

 

сетей

 Smart Grid.

Для

 

организации

 

мониторинга

 

необходимо

 

определить

 

средства

, 

которые

 

по

 

своим

 

техниче

-

ским

 

возможностям

 

могли

 

бы

 

охватить

 

максималь

-

ное

 

количество

 

устройств

 

и

 

консолидировать

 

све

-

дения

 

о

 

процессе

 

в

 

одном

 

месте

. 

СРЕДСТВА

 

МОНИТОРИНГА

 

ПРОЦЕССА

 

СИНХРОНИЗАЦИИ

 

ВРЕМЕНИ

За

 

основу

 

процесса

 

синхронизации

 

времени

 

был

 

взят

 

процесс

 

синхронизации

 

по

 

протоколам

 NTP 

и

 SNTP, 

а

 

значит

 

необходимо

 

определить

 

инстру

-

менты

 

контроля

 

работы

 

именно

 

этих

 

протоколов

, 

причем

, 

в

 

различного

 

рода

 

операционных

 

систе

-

мах

 (

ОС

) 

и

 

даже

 

при

 

их

 

отсутствии

.

Существует

 

множество

 

типовых

 

программных

 

средств

 

локального

 

контроля

 

и

 

управления

 

служ

-

бой

 

синхронизации

 

времени

, 

как

, 

например

, NTP 

Time Server Monitor 

для

 

ОС

 Windows 

или

 

пакет

 

NTPQ 

для

 Linux. 

Но

 

все

 

эти

 

средства

 

не

 

позволяют

 

решить

 

главную

 

поставленную

 

задачу

 — 

органи

-

зацию

 

центрального

 

места

 

сбора

 

событий

 

со

 

всех

 

устройств

, 

участвующих

 

в

 

процессе

 

синхрониза

-

ции

, 

их

 

анализе

 

и

 

отображении

 

в

 

единой

 

консоли

 

управления

.

В

 

связи

 

с

 

тем

, 

что

 

основную

 

долю

 

парка

 

вы

-

числительных

 

устройств

 

общего

 

назначения

 

в

 

на

-

стоящее

 

время

 

составляют

 

компьютеры

 

и

 

серве

-

ры

 

под

 

управлением

 

ОС

 

семейства

 Windows, 

для

 

этих

 

целей

 

рассмотрен

 

вариант

 

использования

 

комплексной

 

системы

 

контроля

 

и

 

анализа

 

работо

-

способности

 

и

 

производительности

 

оборудования

 

Microsoft System Center Operation Manager (SCOM). 

Так

 

же

 

следует

 

отметить

, 

что

 

компанией

 Microsoft, 

на

 

основе

 

лучших

 

мировых

 

практик

 

и

 

стандартов

, 

разработаны

 

решения

 

для

 

организаций

 

энергети

-

ки

 

и

 

коммунального

 

хозяйства

 [1], 

где

 

описывают

-

ся

 

основные

 

принципы

 

построения

 

архитектуры

, 

которые

 

создают

 

основу

 

для

 

перехода

 

на

 

новую

 

инфраструктуру

, 

и

 

сервисов

, 

необходимых

 

для

 

мо

-

ниторинга

, 

управления

 

и

 

составления

 

отчетности

 

об

 

активах

 

новой

 

энергосистемы

.

№

 5 (44) 2017

52

МЕХАНИЗМ

 

МОНИТОРИНГА

Для

 SCOM 

существует

 

значительный

 

набор

 

па

-

кетов

 

управления

, 

позволяющих

 

контролировать

 

параметры

 

работы

 

различных

 

приложений

 

и

 

опе

-

рационных

 

систем

 

как

 Windows, 

так

 

и

 Linux. 

В

 

до

-

полнение

 

к

 

этому

 

он

 

позволяет

 

контролировать

 

любые

 

устройства

, 

находящиеся

 

в

 

локальной

 

вычислительной

 

сети

, 

поддерживающие

 

работу

 

с

 

протоколом

 SNMP.

Мониторинг

 

работоспособности

 

всего

 

процес

-

са

 

синхронизации

 

организуется

 

на

 

основе

 

ана

-

лиза

 

сервером

 SCOM 

поступающих

 

сообщений

 

(SNMP-

ловушек

) 

о

 

состоянии

 

того

 

или

 

иного

 

па

-

раметра

 

протокола

 NTP 

со

 

всех

 

устройств

, 

уча

-

ствующих

 

в

 

процессе

.

Для

 

этого

 

сервер

 SCOM 

настраивается

 

на

 

прием

 SNMP-

ловушек

, 

в

 

нем

 

создается

 

группа

 

устройств

, 

за

 

которой

 

будет

 

вестись

 

наблюдение

. 

Для

 

группы

 

создается

 

набор

 

мониторов

, 

обраба

-

тывающих

 

входящие

 

сообщения

 SNMP. 

На

 

ос

-

нове

 

этой

 

обработки

 

выдается

 

результирующее

 

состояние

 

работоспособности

 

процесса

 

синхро

-

низации

.

РЕАЛИЗАЦИЯ

 

ЗАДАЧИ

 

МОНИТОРИНГА

 

УСТРОЙСТВ

 

ПОД

 

УПРАВЛЕНИЕМ

 

ОС

 WINDOWS

Для

 

управления

 

и

 

контроля

 

процесса

 

синхро

-

низации

 

времени

 

устройств

 

под

 

управлением

 

ОС

 

Windows 

предлагается

 

использовать

 

программ

-

ное

 

обеспечение

 Network Time Protocol 

и

 NTP 

Time Server Monitor 

от

 Meinberg [7].

ПО

 Network Time Protocol 

устанавливается

 

в

 

качестве

 

службы

 

и

 

заменяет

 

собой

 

стандартную

 

службу

 

времени

 Windows — W32Time. 

В

 

конфи

-

гурационном

 

файле

 

указываются

 NTP 

серверы

,

с

 

которыми

 

будет

 

происходить

 

синхронизация

 

времени

.

ПО

 NTP Time Server Monitor 

позволяет

 

контро

-

лировать

 

процесс

 

работы

 NTP 

протокола

 

и

 

уве

-

домлять

 

об

 

отклонениях

 

от

 

заданных

 

параме

-

тров

:

1) 

об

 

остановке

 

службы

 

времени

,

2) 

о

 

превышении

 

заданного

 

уровня

 Stratum NTP-

сервера

, 

с

 

которым

 

происходит

 

синхронизация

,

3) 

о

 

превышении

 

смещения

 

времени

 

локальных

 

часов

 

и

 

часов

 

на

 

сервере

,

4) 

о

 

сбоях

 

в

 

процессе

 

синхронизации

.

Уведомления

 

могут

 

рассылаться

 

с

 

помощью

 

SNMP-

ловушек

. 

Это

 

позволяет

 

организовать

 

централизованный

 

сбор

 

уведомлений

 

и

 

их

 

обра

-

ботку

 

на

 

сервере

 SCOM.

В

 

случае

 

если

 

служба

 NTP 

остановлена

 

по

 

ка

-

ким

-

либо

 

причинам

 

на

 

устройстве

, 

ПО

 NTP Time 

Server Monitor 

отправляет

 SNMP-

ловушку

 

на

 

сер

-

вер

 SCOM 

с

 

сообщением

 

об

 

остановке

 

службы

. 

Если

 

служба

 

запущена

, 

но

 

синхронизация

 

време

-

ни

 

не

 

происходит

, 

отправляется

 

ловушка

 

с

 

сооб

-

щением

 

об

 

отсутствии

 

синхронизации

 

времени

. 

Если

 

превышен

 

заданный

 

максимальный

 

уровень

 

Stratum — 

отправляется

 

ловушка

 

с

 

сообщением

 

о

 

его

 

превышении

. 

Если

 

превышен

 

уровень

 

мак

-

симального

 

смещения

 

времени

 

клиента

 

и

 

серве

-

ра

 NTP — 

отправляется

 

ловушка

 

с

 

сообщением

 

об

 

этом

 

событии

.

В

 SCOM 

создается

 

группа

 

объектов

  «

Устрой

-

ства

 

синхронизации

 

времени

 

по

 NTP», 

с

 

которых

 

будут

 

приниматься

 SNMP-

ловушки

. 

Членов

 

груп

-

пы

 

можно

 

указать

 

явно

, 

либо

 

определять

 

дина

-

мически

, 

например

, 

по

 

указанному

 

диапазону

 IP 

либо

 

по

 

сетевому

 

имени

.

Создается

 

составной

 

сводный

 

монитор

 «

Рабо

-

тоспособность

 

процесса

 

синхронизации

» (

рису

-

нок

 4), 

включающий

 

в

 

себя

 

три

 

базовых

 

монитора

, 

каждый

 

для

 

наблюдения

 

за

 

одним

 

параметром

. 

Состояние

 

сводного

 

монитора

 

определяется

 

по

 

наихудшему

 

состоянию

 

любого

 

из

 

базовых

 

мони

-

торов

 [8]. 

Таким

 

образом

, 

если

 

устройство

 

отправляет

 

SNMP-

ловушку

 

с

 

сообщением

, 

например

, 

об

 

оста

-

новке

 

службы

 

синхронизации

, 

соответствующий

 

базовый

 

и

 

сводный

 

мониторы

 

переходят

 

в

 

со

-

стояние

  «

Ошибка

» 

либо

  «

Предупреждение

». 

На

основе

 

настроенной

 

обработки

 

состояния

 

монито

-

ра

 

в

 

консоли

 

управления

 

появляется

 

предупреж

-

дение

.

В

 SCOM 

возможно

 

настроить

 

отправку

 

уве

-

домлений

 

о

 

произошедших

 

событиях

 

заинтере

-

сованным

 

операторам

 

и

 

администраторам

.

ЗАДАЧА

 

МОНИТОРИНГА

 

УСТРОЙСТВ

 

ПОД

 

УПРАВЛЕНИЕМ

 

ПРОЧИХ

 

ОС

В

 

информационных

 

системах

 

технологиче

-

ских

 

объектов

 

применяется

 

множество

 

различ

-

ных

 

устройств

, 

управляемых

 Unix-

подобными

 

операционными

 

системами

: 

контроллеры

 

АСКУЭ

, 

контролируемые

 

пункты

 

телемеханики

, 

IP-

видеокамеры

. 

ОС

 

этих

 

устройств

 

позволяет

 

настроить

 

синхронизацию

 

времени

 

по

 

протоколу

 

NTP, 

но

 

зачастую

 

не

 

имеют

 

средств

 

контроля

 

это

-

го

 

процесса

 

либо

 

средств

 

уведомления

 

о

 

сбоях

 

в

 

процессе

, 

а

 

доступ

 

к

 

дополнительной

 

настрой

-

ке

 

ОС

 

ограничен

 

производителем

 

устройства

.

Поиск

 

методов

 

мониторинга

 

синхронизации

 

времени

 

на

 

таких

 

устройствах

 — 

задача

, 

стоя

-

щая

 

на

 

сегодняшний

 

момент

 

перед

 

информаци

-

онно

-

технологическими

 

подразделениями

 

РСК

.

Одним

 

из

 

методов

 

мониторинга

 

может

 

слу

-

жить

 

опрос

 

сервером

 SCOM 

некоторых

 

устройств

 

(

например

, 

КП

 

телемеханики

, IP-

видеокамер

), 

поддерживающих

 

удаленное

 

управление

 

с

 

по

-

мощью

 

команд

, 

передаваемых

 

через

 

протоколы

 

Telnet, Ssh 

и

 

др

., 

с

 

целью

 

получения

 

контрольной

 

Рис

. 4. 

Пример

 

составного

 

сводного

 

монитора

 

для

 

оценки

 

работоспособности

  

процесса

 

синхронизации

 

времени

 

устройства

УПРАВЛЕНИЕ

СЕТЯМИ

53

информации

 

о

 

работоспособности

 

устройства

 

и

 

синхронизации

 

времени

, 

в

 

частности

. 

Для

 

контроля

 

синхронизации

 

времени

 

техноло

-

гических

 

устройств

, 

работающих

 

под

 

управлением

 

различных

 

операционных

 

систем

, 

может

 

исполь

-

зоваться

 

команда

 

управления

 

службой

 

времени

 

w32tm, 

входящая

 

в

 

состав

 

операционных

 

систем

 

семейства

 MS Windows. 

С

 

помощью

 

этой

 

коман

-

ды

 

можно

 

проверить

 

рассинхронизацию

 

времени

 

между

 

компьютером

, 

на

 

котором

 

вызывается

 

эта

 

команда

, 

и

 

другим

 

компьютером

, 

адрес

 

которого

 

указан

 

в

 

команде

. 

Периодически

 

вызывая

 

эту

 

ко

-

манду

 

на

 

ЦППС

 

ЦУС

 

последовательно

 

для

 

всех

 

синхронизируемых

 

устройств

 

технологической

 

сети

 

передачи

 

данных

, 

можно

 

осуществлять

 

мо

-

ниторинг

 

рассинхронизации

 

находящихся

 

в

 

этой

 

сети

 

технологических

 

устройств

. 

В

 

филиале

 

ПАО

 

«

МРСК

 

Волги

» — «

Самарские

 

распределительные

 

сети

» 

для

 

мониторинга

 

рассинхронизации

 

техно

-

логических

 

устройств

 

используется

 

специально

 

разработанное

 

программное

 

обеспечение

, 

при

 

по

-

мощи

 

которого

 

с

 

ЦППС

 

ЦУС

 

периодически

 

выда

-

ется

 

команда

 w32tm 

для

 

сервера

 

точного

 

времени

 

ПТК

 

ЦУС

 

и

 

всех

 

технологических

 

устройств

, 

под

-

держивающих

 

протокол

 NTP. 

Результат

 

замеров

 

сравнивается

 

с

 

заданным

 

предельно

 

допустимым

 

диапазоном

 

рассинхронизации

 

и

, 

в

 

случае

 

выхо

-

да

 

замера

 

за

 

пределы

 

этого

 

диапазона

, 

в

 

ПТК

 

ЦУС

 

в

 

протоколе

 

ГОСТ

 

Р

 

МЭК

 60870-5-104 

передается

 

аварийно

-

предупредительный

 

сигнал

, 

который

 

отображается

 

в

 

ПТК

 

ЦУС

 

на

 

странице

 

аварийных

 

событий

 

стандартным

 

для

 

ПТК

 

способом

.

УЧЕТ

 

ЗАДЕРЖЕК

ХРОНОМЕТРИРОВАНИЯ

 

СОБЫТИЙ

 

В

 

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

 

АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ

 

СИСТЕМАХ

Не

 

все

 

низовые

 

устройства

 

выдают

 

данные

 

в

 

про

-

токолах

, 

поддерживающих

 

передачу

 

меток

 

време

-

ни

. 

В

 

таком

 

случае

 

метка

 

времени

 

присваивается

 

данным

 

при

 

их

 

ретрансляции

 

в

 

протокол

, 

поддер

-

живающий

 

такую

 

передачу

, 

например

, 

в

 

протоко

-

лы

 

по

 

ГОСТ

 

Р

 

МЭК

 60870-5-101 

и

 

ГОСТ

 

Р

 

МЭК

 

60870-5-104 (

рисунок

 5). 

Такая

 

ретрансляция

 

в

 

случае

 

системы

 

теле

-

механики

 

производится

 

в

 

ЦППС

, 

а

 

в

 

случае

 

дру

-

гих

 

систем

, 

описанных

 

выше

, — 

на

 

сервере

 

сбора

 

данных

. 

При

 

этом

 

метка

 

времени

, 

которая

 

присва

-

ивается

 

в

 

устройстве

 

ретрансляции

, 

запаздывает

 

по

 

отношению

 

к

 

произошедшему

 

событию

. 

Это

 

латентное

 

запаздывание

 

определяется

 

временем

 

формирования

 

телесигнала

 

в

 

низовом

 

устрой

-

стве

 

после

 

изменения

 

состояния

 

его

 

входа

, 

ско

-

ростью

 

передачи

 

данных

 

от

 

низового

 

устройства

 

до

 

устройства

 

ретрансляции

 

и

 

скоростью

 

преоб

-

разования

 

данных

 

для

 

передачи

 

в

 

спорадическом

 

режиме

 

в

 

ретранслируемом

 

протоколе

 

с

 

наложе

-

нием

 

метки

 

времени

. 

Время

 

формирования

 

теле

-

сигнала

 

в

 

низовом

 

устройстве

 

зависит

, 

в

 

основном

, 

от

 

частоты

 

опроса

 

состояния

 

его

 

входа

, 

а

 

скорость

 

передачи

 

данных

 

зависит

 

от

 

протокола

 

передачи

 

данных

 

и

 

характеристик

 

линии

 

связи

. 

По

 

этому

 

для

 

повышения

 

точности

 

определения

 

момента

 

вре

-

мени

, 

когда

 

произошло

 

событие

, 

к

 

метке

 

времени

 

следует

 

прибавлять

 

время

 

запаздывания

 

данных

, 

вызванное

 

конечной

 

скоростью

 

передачи

, 

кото

-

рое

 

можно

 

считать

 

постоянной

 

величиной

, 

и

 

вре

-

мя

 

формирования

 

сигнала

 

в

 

низовом

 

устройстве

, 

которое

 

находится

 

в

 

диапазоне

 

от

 

нуля

 

до

 

значе

-

ния

 

периода

 

опроса

 

состояния

 

входа

 

и

, 

следова

-

тельно

, 

будет

 

тем

 

меньшим

, 

чем

 

чаще

 

произво

-

дится

 

этот

 

опрос

. 

Если

 

же

 

точность

 

определения

 

момента

 

возникновения

 

события

 

при

 

такой

 

оценке

 

является

 

недостаточной

, 

то

 

в

 

этом

 

случае

 

следует

 

применять

 

низовые

 

устройства

, 

выдающие

 

теле

-

сигналы

 

в

 

протоколе

, 

поддерживающим

 

переда

-

чу

 

метки

 

времени

. 

Телесигналы

 

в

 

таких

 

устрой

-

ствах

 

должны

 

формироваться

 

достаточно

 

быстро

, 

включая

 

процедуру

 

наложения

 

метки

 

времени

 

по

 

синхронизированному

 

системному

 

времени

 

этих

 

устройств

. 

При

 

совместной

 

работе

 

разнотипных

 

устройств

 

в

 

составе

 

одной

 

автоматизированной

 

системы

 

это

 

обстоятельство

 

требует

 

дополнитель

-

ного

 

внимания

.

Особо

 

при

 

построении

 

и

 

обслуживании

 

си

-

стем

 

типа

 

ОИК

, 

поддерживающих

 

ведение

 

ар

-

хива

 

событий

, 

необходимо

 

обратить

 

внимание

 

на

 

способ

 

присвоения

 

поступающим

 

событиям

 

меток

 

времени

. 

Несмотря

 

на

 

то

, 

что

 

структура

 

передаваемого

 

стандартного

 

пакета

 

ГОСТ

 

Р

 

МЭК

 

60870-5-101/104 

содержит

 

метки

 

времени

, 

при

-

своенные

 

низовым

 

устройством

, 

многие

 

суще

-

ствующие

 SCADA-

системы

 

присваивают

 

посту

-

пающим

 

сигналам

 

такие

 

метки

 

дополнительно

 

по

 

фактическому

 

времени

 

приема

 

и

 

сохраня

-

ют

 

в

 

архив

 

событий

 

время

 

прихода

 

сигнала

 

о

 

со

-

бытии

. 

Такой

 

способ

 

учета

 

может

 

привести

 

к

 

на

-

рушению

 

хронологии

 

и

 

последовательности

 

ре

-

гистрации

 

событий

, 

поступающих

 

от

 

объектов

 

с

 

различающими

-

ся

 

скоростями

 

и

 

за

-

держками

 

кана

-

лов

 

передачи

. 

Эта

проблема

 

пред

-

ставляется

 

одной

из

 

наиболее

 

слож

-

ных

 

в

 

реализа

-

ции

 

для

 

произво

-

дителей

 SCADA-

систем

.

Рис

. 5. 

Схема

 

хронометрирования

 

сигнала

 

в

 

автоматизированной

 

системе

№

 5 (44) 2017