Мониторинг состояния источников бесперебойного питания системы ДЦ
СТРОГАНОВ Павел Эдуардович, ГУП Московский метрополитен, Служба сигнализации, централизации и блокировки, заместитель начальника дистанции ДЦ и ПОНАБ, Москва, Россия
НОВИКОВ Вячеслав Геннадьевич, Российский университет транспорта (МИИТ), кафедра «Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте», доцент, канд. техн, наук, Москва, Россия
ЛОГИНОВА Людмила Николаевна, Российский университет транспорта (МИИТ), кафедра «Управление и защита информации», доцент, канд. техн, наук, Москва, Россия
Ключевые слова: транспортная система, метрополитен, удаленный мониторинг, источник бесперебойного питания, диспетчерская централизация
Аннотация. Рассмотрена система удаленного мониторинга состояния источников бесперебойного питания системы диспетчерской централизации Московского метрополитена [1]. Благодаря выявлению предотказных состояний источников бесперебойного питания при внедрении этой системы повышается надежность работы ДЦ [2] и безопасность движения поездов в целом.
Для надежной работы систем управления и контроля за движением поездов Московского метрополитена, таких как система диспетчерской централизации, первостепенное значение имеет бесперебойное электроснабжение. С целью исключения рисков, связанных с нестабильным питанием сети, возникает необходимость постоянного контроля входящих в состав этих систем ИБП.
Для обеспечения работоспособности системы ДЦ Московского метрополитена в случае падения напряжения в электросети используются источники бесперебойного питания ИБП. В настоящее время замена аккумуляторных батарей ИБП выполняется по графику, который формируется с учетом срока службы аккумуляторов и требований технологических карт. Однако не редки случаи, когда аккумуляторные батареи «не доживают» до окончания срока службы - теряют емкость и не выдают необходимую мощность. По этой причине перебои напряжения в электросети приводят к перезагрузке микропроцессорных модулей ДЦ.
Для определения состояния аккумуляторных батарей было разработано и внедрено техническое решение, обеспечивающее их удаленную централизованную техническую диагностику. Суть его заключается в следующем. На центральный пост ДЦ устанавливают сервер, который посредством центрального коммутатора соединяют с сетями всех линий метрополитена. В ИБП устройств ДЦ интегрируется плата сетевого управления АР9631, которая настроена и подключена к сети соответствующей линии. От платы на сервер передается информация о режимах работы ИБП, а по запросу пользователя - подробные диагностические данные. Вся поступающая на сервер информация архивируется. Шкафы с серверами устанавливаются на специальный
промышленный пол, обеспечивающий их изоляцию.
В состав рассматриваемой системы входят: источники бесперебойного питания АРС Smart-UPS; плат сетевого управления АРС, установленные в ИБП (рис. 1); сервер мониторинга; сетевое оборудование, обеспечивающее связь по локальной сети между сервером мониторинга и платами сетевого управления.
Плата сетевого управления обеспечивает управление ИБП, ведение журнала событий, удаленное управление ИБП АРС, автоматическую передачу удаленному компьютеру сообщений об изменении состояния ИБП и аккумуляторных батарей, а также выполняет самодиагностику. В настоящее время платы сетевого управления установлены в ИБП на 17 станциях метро.
Программное обеспечение для контроля и управления ИБП установлено на сервере системы мониторинга. С его помощью контролируются следующие параметры: дата последней замены и уровень заряда батареи, температура внутри ИБП, оставшееся время автономной работы, входное напряжение и частота тока, выходное напряжение и частота тока, а также нагрузка и напряжение батареи, температура внешнего датчика, факт перехода на работу от аккумулятора. Таким образом определяется текущее состояние ИБП и необходимость замены батареи.
В состав ПО входят программы: TrapVI Server, exe, ClientWalkAPC.exe, ClientWalkAPCs.exe и стандартный интернет-браузер. Эти программы были разработаны авторами в рамках рационализаторского предложения.
Программа TrapV1Server.exe (рис. 2) предназначена для перехвата SNMP-сообщений об изменении состояния ИБП и их отображения в режиме реального времени в окне программы. Одновременно программа записывает эти данные в текстовый файл архива. При этом номер, дата и время события, IP-адрес сетевой платы ИБП, а также сообщение о произошедшем событии отображаются в верхнем окне монитора. В нижнем окне отображаются ошибки, возникшие при чтении принимаемых пакетов.
Программа ClientWalkAPC.exe (рис. 3) предназначена для получения детальной информации о состоянии конкретного ИБП. Для этого пользователь в соответствующем поле указывает IP-адрес сетевой платы ИБП и нажимает кнопку «Старт». На главном окне появляются данные о состоянии соответствующего ИБП. Нижнее окно предназначено для отображения возможных ошибок. Одновременно эта информация записывается в текстовый файл архива.
Каждая плата сетевого управления ИБП постоянно работает как веб-сервер. При помощи стандартного интернет-браузера можно получать информацию о состоянии ИБП, проводить его настройку и управлять работой. С помощью команд «Перезагрузить ИБП» или «Перевести ИБП в спящий режим» устройство можно кратковременно выключить, а используя команду «Отключить ИБП», выключить на неопределенное время.
В результате реализации системы обеспечивается: повышение надежности работы технических средств ДЦ за счет предварительной диагностики состояния аккумуляторных батарей;
получение дополнительной диагностической информации при разборе случаев;
повышение удобства, оперативности и качества обслуживания системы ДЦ.
В расходы на внедрение системы входят затраты на приобретение плат сетевого управления и сетевого кабеля длиной около 2 м. Трудозатраты включают работы по установке и настройке платы сетевого управления в действующие ИБП, а также настройке серверного программного обеспечения.
Экономический эффект достигается за счет уменьшения трудозатрат на проверку состояния аккумуляторной батареи непосредственно на объекте. Теперь контроль аккумуляторных батарей осуществляется непрерывно с центрального поста ДЦ по сети. Кроме того, появилась возможность определения неисправных батарей на основе факта потери их емкости, а не во время технического обслуживания. Согласно расчетам окупаемость данной системы составляет не более 6 месяцев. Таким образом, при незначительных затратах на внедрение и настройку дополнительных устройств удается сократить трудозатраты на эксплуатацию и обслуживание системы ДЦ.
В разработку и внедрение системы непрерывной удаленной централизованной технической диагностики ИБП существенный вклад внесли ведущие специалисты дистанции ДЦ и ПОНАБ Московского метрополитена А.Н. Котов и В.П. Зосимов.
СПИСОК источников
1. Диспетчерская централизация Московского метрополитена / В.Г. Новиков, А.И. Сафронов, А.Ю. Ярославцев, А.А. Валвенкин, Б.В. Горелышев, В.П. Зосимов : учебное пособие. М.: РУТ (МИИТ), 2019. 131 с. EDN: CJRQLC.
2. Новиков В.Г., Сафронов А.И., Кузюков В.А. Микропроцессорные системы управления движением поездов в Московском метрополитене // Автоматика на транспорте. 2020. Т. 6, № 3. С. 268-294. EDN: ZLKVEO.
