2.1.2. Вырожденные структуры

Классическая трехуровневая структура в ряде случаев может вырождаться в двухуровневую (рис. 2.2).

Прогресс в области интегральных технологий позволяет часть функций контроллеров и УСПД по учету и предварительной обработке параметров энергопотребления выполнять непосредственно в измерительных преобразователях, получая таким образом «интеллектуальные измерительные преобразователи» (ИИП) или, по-другому, интеллектуальные датчики (ИД). Для этих преобразователей трехуровневая схема АСКУЭ может быть трансформирована в двухуровневую структуру «ИИП-ПК» (рис. 2.2, а), в которой удаленный сбор данных с точек учета ведется через среду связи концентратором, подключенным к ПК. Информация с выходов ИИП выходит в предварительно обработанном цифровом виде. Концентраторы осуществляют управляемые с ПК сбор и передачу цифровой измерительной информации с выходов ИИП непосредственно в компьютер. Недостаток такой структуры – высокая цена ИИП. Однако с развитием микроэлектроники это недостаток теряет свою актуальность.

а

б

в

Р и с. 2.2. Варианты перераспределения функций уровней АСКУЭ: а – двухуровневая схема с контроллерными функциями обработки, встроенными в интеллектуальные измерительные преобразователи; б – двухуровневая схема с контроллерными функциями сбора, встроенными в ПК; в – двухуровневая с распределением функцией контроллера на нижнем (концентрация) и на верхнем (предварительная обработка) уровнях

Другой случай вырождения трехуровневой структуры АСКУЭ в двухуровневую с обычными «неинтеллектуальными» ИП связан с перенесением функций сбора и предварительной обработки данных на верхний уровень (рис. 2.2 б). В этом случае компьютер доукомплектовывается специальными модулями сбора и аналого-цифрового преобразования данных и аналогично контроллеру в круглосуточном режиме реализует все функции среднего и верхнего уровней АСКУЭ. Недостаток такого подхода связан со снижением надежности и живучести АСКУЭ в целом, так как отказ компьютера ведет к разрушению всей системы сбора и потере всех текущих измерительных данных. Кроме того, резко возрастает количество измерительно-информационных каналов в среде связи.

Более предпочтителен вариант, когда концентрация и мультиплексирование измерительных каналов осуществляется на нижнем уровне (рис.2.2 в). Функции предварительной обработки выполняются ПК. В такой структуре концентраторы могут дополняться адаптерами, которые преобразуют аналоговые, частотные и импульсные сигналы в цифровой код. Некоторые типы компьютеров имеют в своем составе аналого-цифровые преобразователи, что позволяет обойтись без соответствующих адаптеров.

Выделение в АСКУЭ не менее двух уровней связано и с целесообразностью построения иерархической информационной структуры, в которой максимум информации обрабатывается на более низких уровнях иерархии, а на более высокие уровни она передается в агрегированном виде. Также следует принимать во внимание различия во временных реакциях подсистем на события. Так, на верхнем уровне приемлемое быстродействие 0,5…2 с согласуется с физиологической инерционностью оператора. Для автоматического сбора и управления приборами полевого уровня быстродействие системы должно быть, как правило, на один-два порядка больше.