ГОСТ Р МЭК 870-4-93 Устройства и системы телемеханики. Часть 4. Технические требования.

ГОСТ Р МЭК 870-4-93

Группа П77

 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

УСТРОЙСТВА И СИСТЕМЫ ТЕЛЕМЕХАНИКИ

Часть 4

Технические требования

Telecontrol equipment and systems.

Part 4. Performance requirements

ОКП 42 3200

Дата введения 1995-01-01

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1 РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством топлива и энергетики Российской Федерации

РАЗРАБОТЧИКИ

Ц.Е.Геронимус (руководитель темы), К.Г.Митюшкин

2 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 30.12.93 N 308

Настоящий стандарт содержит полный аутентичный текст международного стандарта МЭК 870-4-90 "Устройства и системы телемеханики. Часть 4. Технические требования"

3 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

4 ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

___________

* До прямого применения международного стандарта в качестве государственного стандарта он может быть приобретен в фонде ИНТД ВНИИКИ Госстандарта России.

 ВВОДНАЯ ЧАСТЬ

Настоящий стандарт распространяется на системы телемеханики, обеспечивающие надежные и безопасные контроль и управление территориально распределенными процессами и рассматривает характеристики этих систем, согласующиеся с их функцией.

Стандарт устанавливает технические требования к системам телемеханики, обеспечивающие выполнение их основных функций.

Такие параметры системы, как надежность, временные параметры и другие влияют на характеристики всей системы. В процессе нормальной работы эти параметры и их влияние на характеристики системы телемеханики практически незаметны. И только при исключительных обстоятельствах (при определении повреждений или необходимости расширения системы телемеханики) заметно реальное значение этих параметров. Характеристики системы телемеханики, особенно при экстремальных (исключительных) условиях, соответствуют этим параметрам при проектировании, разработке и изготовлении аппаратуры.

При установлении технических требований для специальных систем телемеханики следует пользоваться стандартами, соответствующими специальным условиям применения. Должно быть найдено равновесие между специальными требованиями, с одной стороны, и техническими и финансовыми возможностями, с другой.

 1 ОБЛАСТЬ РАСПРОСТРАНЕНИЯ

Настоящий стандарт распространяется на устройства и системы телемеханики с последовательной кодированной передачей данных для контроля и управления территориально распределенными процессами. Область применения стандарта охватывает системы телемеханики в узком смысле, как показано на черт.2 ГОСТ Р МЭК 870-1-1.

Требования пп.3.1.1, 3.1.2, 3.2, 3.3.1, 3.3.2, 3.5.1, 3.6.1.1, 3.6.1.2, 3.6.2, 3.6.2.1, 3.7, 3.7.1, 3.7.2, 5.1, 5.2 настоящего стандарта являются обязательными.

 2 ОБЪЕКТ СТАНДАРТИЗАЦИИ

Настоящий стандарт устанавливает характеристики, которые определяют работу систем телемеханики и связаны с функциями пользователя и обработки данных.

Стандарт устанавливает ряд правил, которые можно использовать для оценки и определения технических требований к системам телемеханики.

Настоящий стандарт может служить общим руководством для проектировщиков, поставщиков или изготовителей систем телемеханики. Проектировщик может найти существенную помощь в определении требований к специальным системам телемеханики. Кроме того, обеспечивается возможность сравнения продукции различных поставщиков. Изготовитель найдет в нем руководящие указания по разработке (изготовлению) систем телемеханики и основу для классификации характеристик систем телемеханики.

Стандарт включает приложения А и В, содержащие дополнительную информацию и рекомендации.

Основная часть стандарта посвящена рассмотрению различных характеристик, определяющих рабочие параметры. Краткое описание каждого параметра сопровождается перечнем необходимых технических требований и, при необходимости, разбивкой рабочих параметров по классам. Классы служат как для установления требований к системам телемеханики для конкретных применений, так и для оценки характеристик различных систем телемеханики.

Для каждого применения системы телемеханики выбирают соответствующие классы, являющиеся предметом договоренности между изготовителем и пользователем.

 3 КЛАССИФИКАЦИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПАРАМЕТРОВ

В данном разделе рассматриваются параметры, влияющие на характеристики системы телемеханики. Соответствующие требования и, при возможности, классы характеристик определены для каждого параметра.

На классы делят обычно характеристики отдельных частей системы. Характеристики всей системы должны определяться, исходя из характеристик всех частей системы телемеханики (в узком смысле слова), исключая аппаратуру процесса и оператора. Однако некоторые параметры, такие как безотказность и готовность могут использоваться как критерии характеристик отдельных частей аппаратуры. Компонентами всей системы являются, например:

- контролируемые пункты;

- узлы;

- линии передачи;

- центральный процессор;

- интерфейс человек-машина.

Требования к специальным системам телемеханики зависят от конкретного применения и являются предметом договоренности между изготовителем и пользователем.

3.1. Безотказность

Безотказность определяется как способность аппаратуры или системы выполнять предназначенные функции при заданных условиях за определенный период времени. Это вероятностная оценка, основанная на данных об отказах и длительности рабочего времени.

Безотказность систем телемеханики нормируется "средним временем между отказами" в часах

(MTBF)* и может быть рассчитана из значений надежности отдельных компонентов системы.  Безотказность системы зависит от следующих факторов:

- надежности аппаратуры, входящей в систему, и надежности математического обеспечения;

- конфигурации системы.

___________

* "mean time between failures".

Меры, которые могут повысить безотказность, описаны в приложении А, п.A.I.

3.1.1 Требования к безотказности

Безотказность всей системы и отдельных частей системы телемеханики изготовитель рассчитывает по данным о надежности отдельных компонентов и подтверждает в реальной эксплуатации за заданный период испытаний. Начало и продолжительность периода испытаний должны быть согласованы между изготовителем и пользователем, но из периода испытаний должен быть исключен период ранних отказов.

Изготовитель аппаратуры должен предоставлять по требованию пользователя данные о надежности всех элементов, узлов и блоков, которые при отказе могут вызвать потерю их работоспособности или неправильное их функционирование.

Виды отказов и влияние отказов на характеристики системы должны быть проанализированы изготовителем, а результаты анализа предоставляются пользователю по его требованию.

3.1.2 Классы безотказности

Значения безотказности, приведенные в табл.1 для соответствующих классов, относятся к надежности системы телемеханики.

Таблица 1

Класс безотказности	, ч
R1	2000
R2	4000
R3	8760

3.2. Готовность

Готовность системы телемеханики характеризуется способностью выполнять требуемые функции в любой момент времени.

Готовность - это вероятностная величина, которая характеризует работу системы телемеханики в данный момент в отличие от безотказности, характеризующей работу за заданный период времени.

Готовность системы телемеханики выражается коэффициентом готовности

(А), который рассчитывают по формуле

.                                                          (1)

В тех случаях, когда простои из-за профилактического обслуживания уменьшают время работы системы телемеханики, простои в формуле (1) являются суммой значений времени, затрачиваемого на ремонт и профилактику.

При разработке аппаратуры и для определения коэффициента готовности узлов и подсистем используют формулу (2),

и

(MTTR)* определены соответственно в пп.3.1 и 3.3

__________

* "mean time to restoration";     

,                                                                          (2)

где

-

расчетное значение коэффициента готовности.

Это уравнение устанавливает связь между величинами, приведенными в табл.1-4, поэтому они не могут произвольно комбинироваться.

Таблица 2

Класс готовности	Коэффициент готовности , %
А1	99,00
А2	99,75
A3	99,95

Таблица 3

Класс ремонтопригодности	, ч
M1	36
М2	24
М3	12
М4	6

Таблица 4

Класс времени ремонта	, ч
RT1	24
RT2	12
RT3	6
RT4	1

Меры, применяемые для улучшения готовности систем телемеханики, приведены в приложении А, п.А.2.

3.2.1 Требования к готовности

Класс или классы готовности систем или подсистем телемеханики устанавливают по договоренности между изготовителем и пользователем.

Готовность систем или устройств телемеханики, находящихся в эксплуатации, рассчитывают по формуле (1) на основании статистических данных времени работы и времени обслуживания аппаратуры. Статистические данные следует регистрировать не менее 6 мес для систем телемеханики и 12 мес для устройств телемеханики, начиная с момента окончания периода ранних отказов.

Для еще не установленного оборудования следует использовать формулу (2) для расчета готовности как всей системы телемеханики, так и ее основных частей, таких как аппаратура пункта управления (ПУ), контролируемого пункта (КП) и т.п., а также периферийных ЭВМ. Результаты расчета должны быть сверены с результатами, полученными при эксплуатации оборудования в течение времени, необходимого для исключения периода ранних отказов.

Влияние выхода из строя отдельных элементов или функций системы на готовность всей системы телемеханики, а также планово-предупредительного обслуживания должно быть согласовано между изготовителем и пользователем.

3.2.2. Классы готовности

Приведенные в табл.2 классы готовности относятся к готовности системы.

3.3. Ремонтопригодность

Ремонтопригодность - это способность системы или устройства телемеханики при заданных условиях эксплуатации после обнаружения отказа быть восстановленной до полной работоспособности и поддерживать нормальную работу.

Ремонтопригодность, кроме влияния условий эксплуатации, зависит, в основном, от правильного обслуживания, и, следовательно, от расположения оборудования и предусматриваемых диагностических средств.

Ремонтопригодность выражается через "среднее время восстановления" в часах

(MTTR), получаемое как сумма следующих составляющих:

- организационное время: промежуток времени между обнаружением отказа и уведомлением службы эксплуатации (ремонта);

- транспортное время: промежуток времени между уведомлением службы эксплуатации (ремонта) и прибытием на место персонала с необходимым оборудованием;

- среднее время ремонта

(MRT)*: время, требуемое обученному ремонтному персоналу, обеспеченному запасными частями и необходимым испытательным оборудованием, на обнаружение и устранение отказа, включая повторную проверку устройства телемеханики.

___________

* "mean repair time".

, как определено выше, без организационного времени, относится к системам телемеханики, обслуживаемым изготовителем. Для систем телемеханики, обслуживаемых пользователем, от изготовителя зависит только время ремонта. Организационное и транспортное время зависят от организации эксплуатации у пользователя;

Требования к обслуживанию систем телемеханики должны учитываться с самого начала разработки и проектирования, и важно, чтобы они определялись раньше, чем технические требования на оборудование.

Меры, которые могут улучшить эксплуатационную надежность и соответственно ремонтопригодность устройств, описаны в приложении А, п.A3. Обычно данные по

дает только изготовитель.

3.3.1 Требования к ремонтопригодности

Устройства, выполненные в соответствии с настоящим стандартом, должны быть приспособлены к ремонту и обслуживанию в условиях эксплуатации обученным персоналом при наличии сервисного оборудования.

Класс или классы ремонтопригодности системы и подсистем телемеханики устанавливают по договоренности между изготовителем и пользователем.

Значения

, установленные изготовителем, должны основываться на статистических данных эксплуатации.

Изготовитель должен по запросу обеспечить эксплуатационный персонал запасными деталями в количестве, необходимом для данного класса, и перечнем необходимой испытательной аппаратуры. Количество запасных частей (деталей) зависит от времени, необходимого для восстановления отказавшей детали (в условиях эксплуатации и/или на ремонтном предприятии) и возвращения ее для эксплуатации.

3.3.2 Классы ремонтопригодности

Чтобы различить среднее время восстановления (

) и среднее время ремонта (

), предусмотрены разные классы, установленные в табл.3 и 4.

3.4 Защищенность от повреждений системы

Защищенность системы телемеханики определяется как ее способность избегать попадания контролируемой системы в опасную или нестабильную ситуацию. Возникновение нестабильной ситуации связано с последствиями отказов, возникающих из-за неисправности аппаратуры телемеханики, необнаруженных ошибок, а также потерь информации.

Последствия отказа могут зависеть от состояния энергосистемы в момент отказа. Опасная ситуация может возникнуть при комбинации отказа в системе телемеханики и особой ситуации в энергосистеме. В этих случаях вероятность появления опасной ситуации есть произведение вероятности появления отказа и вероятности особой ситуации в энергосистеме при условии, что эти два события независимы друг от друга.

Меры по улучшению защищенности системы приведены в приложении А, п.А.4.

3.5 Достоверность передаваемых данных

Достоверность данных определяется как неизменность содержания информации при ее передаче между источником и получателем. В системах телемеханики достоверность данных связана с вероятностью появления необнаруженных ошибок, что в результате дает неправильную информацию о действительном состоянии процесса при контроле или вызывает непредвиденные действия при управлении.

Классы достоверности определяют верхние пределы вероятности появления необнаруженных ошибок информации на пути от источника информации до ее получателя, включая сбор данных, обработку и передачу. Вероятность ошибок учитывает вероятность появления необнаруженных ошибок (МЭС 371-08-06)* и вероятность необнаруженных потерь сообщений (МЭС 371-08-10).

____________

* МЭС - Международный электротехнический словарь - МЭК 50 (ч. 371).

В стандарте МЭК 870-5-1 этой серии в п.4.1 установлены три класса достоверности данных для определения верхнего предела вероятности появления необнаруженных ошибок в сообщении (остаточные ошибки в сообщении) в зависимости от частоты искажений бита в канале передачи. Такой путь определения класса достоверности данных необходим для телемеханических каналов связи, т.к. окружающие условия, вызывающие искажения передаваемых данных, в значительной степени непредсказуемы, а средства защиты данных от появления необнаруженных ошибок кодовыми методами ограничены.

3.5.1 Требования к достоверности данных

Средняя частота искажения бита в каналах телемеханики (МЭС 371-08-07), работающих с правильно отрегулированным сигналом и параметрами цепи и предусматривающих соответствующее экранирование, должно быть меньше

=

10

.

Примечание - Качество каналов передачи должно определяться периодическим контролем числа ошибок в сообщении. Если это число превышает предел, соответствующий частоте искажений бита

=

10

, то требуется профилактический ремонт канала связи.

Значение

=

10

(см. черт.1 МЭК 870-5-1) применяется как стандартная для задания верхнего предела вероятности необнаруженных ошибок на всем пути от источника до получателя, включая оконечную аппаратуру данных, используемую для сбора данных, и аппаратуру обработки и отображения данных.

Соответствующие классы достоверности данных приведены в табл.5.

Таблица 5

Класс достоверности данных	Вероятность появления необнаруженных ошибок IE
11	10
12	10
13	10

Меры для улучшения достоверности данных описаны в приложении А, п.А5.

3.6. Временные параметры

Рассматриваемые временные параметры относятся к характеристикам систем телемеханики и к характеристикам передачи и обработки информации.

Большинство временных параметров в телемеханике включают время передачи информации от источника к получателю. Обозначенное как "полное время передачи" оно определено в МЭС 371-08-15 как "Промежуток времени от момента появления события на передающем пункте до представления информации о нем на приемном пункте".

Полное время передачи используется как характеристика быстродействия системы телемеханики, а также для задания основных требований по быстродействию для конкретных условий применения. Полное время передачи является суммой времени прохождения информацией отдельных частей системы телемеханики. Оно связано не только с характеристиками устройств, но также с влиянием следующих факторов:

- конфигурации сети связи;