آشنایی با فرمت کام‌ترید (COMTRADE)

فرمت کام ترید توسط دستگاه‌های مختلف برای کمک به مهندسان در تجزیه و تحلیل، آزمایش و شبیه سازی سیستم‌های قدرت در شرایط خطا و اختلال استفاده می‌شود. این فرمت در بین بسیاری از تولیدکنندگان و مهندسان برق محبوبیت پیدا کرده است. فایل‌های COMTRADE که توسط برنامه‌های مختلف تولید می‌شوند همیشه قابل تعویض نیستند و در برخی موارد عیب یابی ضروری است. در این مقاله توضیح مختصری از فرمت COMTRADE ارائه شده است.

سوابق دیجیتالی ناهنجاری‌های سیستم قدرت توسط دستگاه‌های مختلف ضبط، اندازه‌گیری و کنترل می‌شوند. تعداد زیادی از این رکوردها را می‌توان در طول یک دوره زمانی یا در طول آزمایش های معمول، سوئیچینگ و عملیات تعمیر و نگهداری ایجاد کرد. سوابق دیجیتالی را نیز می‌توان توسط دستگاه‌هایی که سیستم‌های قدرت را شبیه سازی و مدل سازی می‌کنند تولید کرد. فرمت‌های زیادی برای ذخیره رکوردهای دیجیتال روی دیسک‌های کامپیوتری وجود دارد. قالب برای یک رکورد معین معمولاً توسط سازنده دستگاه مبدأ تعریف می‌شود. هر سازنده برنامه‌های کامپیوتری خود را برای پردازش سوابق تولید شده توسط دستگاه‌های خود ارائه می‌دهد. کاربران رکوردهای دیجیتال با این مشکل مواجه هستند که باید یاد بگیرند چگونه چندین برنامه را کار کنند تا بتوانند رکوردهایی را که توسط دستگاه‌های مختلف تولید می شود، مدیریت کنند. این مشکل با این واقعیت تشدید می‌شود که کاربران نمی‌توانند از همه برنامه‌های موجود در حین بررسی یک رکورد خاص استفاده کنند. آن‌ها فقط می‌توانند از برنامه‌هایی استفاده کنند که با فرمت رکورد در حال بازرسی سازگاری دارند.

در سال 1991، اعضای انجمن مهندسی برق IEEE با درک اینکه یک قالب مشترک برای ذخیره رکوردهای دیجیتال برای افزایش سازگاری بین برنامه ها و بین کاربران مورد نیاز است، فرمت استاندارد IEEE C37.111 برای تبادل داده‌های گذرا (COMTRADE) را توسعه دادند. این استاندارد به منظور تسهیل تبادل فیزیکی رکوردهای دیجیتال به عنوان فایل‌های داده‌ای که بر روی دیسک‌های کامپیوتری ذخیره می‌شوند، تعریف شده است. امروزه این استاندارد در بین کاربران رکوردهای دیجیتال محبوب است و تعداد فزاینده‌ای از برنامه‌های کامپیوتری که از این استاندارد پشتیبانی می‌کنند معرفی می‌شوند.

یک رکورد دیجیتال که با فرمت کام ترید ذخیره می‌شود از سه فایل تشکیل شده است که عبارتند از:

• Header
• Configuration
• Data

هر یک از این فایل‌ها شامل یک کلاس جداگانه از اطلاعات است و دارای پسوند استاندارد فایل است. با این حال، همه این فایل‌ها نام فایل یکسانی دارند. توضیح مختصری برای هر یک از این فایل‌ها در پاراگراف‌های بعدی آمده است.

فایل Header

فایل هدر یک فایل متنی ASCII است که به صورت دستی از یک ویرایشگر متن ایجاد می‌شود. نام فایل هدر با پسوند “.HDR” مشخص می‌شود و هیچ فرمت خاصی برای مرتب کردن محتوای فایل وجود ندارد. محتویات فایل ممکن است حاوی هرگونه توصیف یا مشاهده تحلیلی در مورد رکورد دیجیتال باشد. فایل هدر فقط برای کاربر مفید است و توسط برنامه های کاربردی پردازش نمی‌شود. نمونه ای از فایل هدر در شکل زیر نشان داده شده است.

فایل Configuration

فایل پیکربندی یک فایل متنی ASCII است که به طور خودکار توسط یک برنامه کامپیوتری ایجاد می شود. نام فایل با پسوند “.CFG” تعیین می‌شود و محتویات فایل در چهار بخش قالب بندی شده مرتب شده‌اند. بخش اول نام ایستگاه، شماره شناسایی دستگاه ضبط کننده و تعداد کل کانال‌های ورودی آنالوگ و دیجیتال را در رکورد دیجیتال تعریف می‌کند. بخش دوم لیستی از اطلاعات آنالوگ است که عنوان، واحد، مقدار مقیاس، حداکثر مقدار و حداقل مقدار را برای هر یک از کانال های ورودی آنالوگ تعریف می‌کند. بخش سوم فهرستی از اطلاعات دیجیتال است که عنوان و وضعیت اصلی را برای هر یک از کانال های ورودی دیجیتال تعریف می‌کند. در نهایت، بخش چهارم فرکانس خط، نرخ نمونه برداری، تعداد نمونه ها، زمان اولین نمونه، زمان نقطه ماشه و نوع فایل (ASCII یا باینری) را برای فایل داده تعریف می‌کند. نمونه ای از فایل پیکربندی در شکل زیر نشان داده شده است.

فایل Data

فایل داده یا یک فایل متنی ASCII یا یک فایل باینری فشرده است که به طور خودکار توسط یک برنامه کامپیوتری ایجاد می‌شود. نام فایل داده با پسوند “.DAT” و فایل مشخص می‌شود.

محتویات مقادیر داده واقعی کانال‌های ورودی در رکورد دیجیتال هستند. محتویات به صورت جدول مقادیر نمونه فرمت می‌شوند. هر ردیف در جدول حاوی مجموعه‌ای از مقادیر است که با , از هم جدا می‌شوند. دو مقدار اول در مجموعه عبارتند از شماره ردیف و زمانی که مجموعه در آن ثبت شده است. مقادیر باقیمانده مقادیر نمونه برای هر یک از کانال‌های ورودی آنالوگ و دیجیتال در رکورد هستند. بخش نمونه ای از یک فایل داده ASCII در شکل زیر نشان داده شده است.

استاندارد COMTRADE تعدادی کاربرد مفید دارد. توانایی پردازش رکوردهای دیجیتالی که از انواع جداگانه دستگاه های ضبط با استفاده از یک برنامه تولید می‌شوند، از جمله کاربردهای مفید این استاندارد است. با استفاده از فرمت کام ترید تولیدکنندگان تجهیزات ضبط کننده می‌توانند بدون نیاز به توسعه برنامه‌های کامپیوتری برای پردازش و نمایش رکوردهای دیجیتال خود، بر تجارت تولید ضبط‌کننده تمرکز کنند. چنین برنامه‌هایی را می‌توان مستقل از تولید کنندگان توسط سایر شرکت‌هایی که در توسعه نرم افزار تخصص دارند، نوشت.

از دیگر کاربردهای مفید فرمت COMTRADE در شبیه سازی و مدل سازی سیستم قدرت در شرایط خطا و اختلال می‌باشد. داده‌های به دست آمده از مدل‌های سیستم قدرت یا رویدادهای ثبت شده واقعی می‌توانند برای هدایت تجهیزات آزمایشی مورد استفاده قرار گیرند، بنابراین تشخیص زودهنگام نارسایی‌های حفاظتی احتمالی که ممکن است منجر به عملکرد نادرست تجهیزات شود را فراهم می‌کند. برای مثال، یک رکورد دیجیتالی از یک رویداد گذرا را می‌توان در یک رله به منظور مطالعه پاسخ رله برای آن کلاس از رویداد گذرا بازتولید کرد. علاوه بر این، رکوردهای دیجیتال را می‌توان به صورت تعاملی با استفاده از برنامه‌های کامپیوتری مدل سازی خطا ایجاد کرد. سوابق دیجیتالی ساخته شده توسط رایانه را می‌توان برای تقلید شرایط گذرا سیستم قدرت شدید، بحرانی یا غیرعادی استفاده کرد.