Protokol IEC 61850
Popis protokolu
Konfigurácia komunikačnej linky
Parametre protokolu linky
Konfigurácia komunikačnej stanice
Parametre protokolu stanice
Konfigurácia meraných bodov
Adresa meraného bodu
Literatúra
Zmeny a úpravy
Revízie dokumentu
Popis protokolu
Protokol IEC 61850 je štandard IEC, ktorý je určený pre komunikáciu s inteligentnými elektronickými zariadeniami (IED - Intelligent Electronic Device) na rozvodniach.
Protokol IEC 61850 je - podobne ako TASE.2 - založený na špecifikácii MMS (Manufacturing Message Specification).
Implementácia protokolu ICCP v systéme D2000 podporuje túto funkcionalitu:
- Periodické čítanie hodnôt (polling)
- Čítanie hodnôt, ktoré sa nachádzajú v preddefinovaných Datasetoch sprístupnených v preddefinovaných Informačných reportoch (Information Report) - buffrovaných aj nebuffrovaných
- Čítanie polí, ktorých elementy sú jednoduché hodnoty
- Browsing - pri funkčnej komunikácii je podporované zistenie
- logických zariadení (logical devices) v rámci fyzického zariadenia (v konfigurácii adresy stanice)
- objektov v rámci logického zariadenia (v konfigurácii meraného bodu)
- reportov v rámci logického zariadenia (v konfigurácii meraného bodu)
Nie je podporené spracovanie GOOSE a GSSE správ.
Implementovaná je prenosová vrstva ISO over TCP/IP podľa špecifikácie RFC 1006.
Konfigurácia komunikačnej linky
- Kategória komunikačnej linky: TCP/IP-TCP.
- TCP Parametre:
- Host: string max. 80 znakov – meno servera vo formáte INET (meno alebo číselná adresa a.b.c.d), prípadne text "ALL"
- Port: číslo TCP portu (0 až 65535), štandardne sa používa port 102.
- Číslo linky: nepoužité, nastavte 1
Je nutné zadať platné host meno alebo IP adresu zariadenia podľa hore uvedených pravidiel.
Musí byť taktiež zadané číslo portu, kde počúva zariadenie. Protokol ISO over TCP/IP štandardne používa port 102.
V prípade redundantných systémov je možné zadávať aj viacero mien/adries oddelených čiarkami. Pri páde spojenia sa komunikačný proces opäť pokúsi vytvoriť spojenie so zariadením na danej adrese. Ak sa mu to nepodarí, tak proces skúša vytvoriť spojenie s nasledujúcou adresou. To cyklicky opakuje dovtedy, kým s jedným so serverom spojenie nenadviaže.
Parametre protokolu linky
Dialóg konfigurácia linky - záložka Parametre protokolu.
Ovplyvňujú niektoré voliteľné parametre protokolu. Môžu byť zadané nasledovné parametre protokolu stanice:
Tab. č. 1
| Parameter | Popis | Jednotka | Náhradná hodnota |
|---|---|---|---|
| Adresné parametre lokálnej strany (D2000 KOM procesu) | |||
Local TSEL (hex) | Octet string reprezentujúci lokálny Transport Selector. Je použitý na identifikáciu Transport SAP. Maximálna veľkosť TSEL je 32 octetov (64 ASCII kódovaných hexa číslic). | octet string | 00 01 |
Local SSEL (hex) | Octet string reprezentujúci lokálny Session Selector. Je použitý na identifikáciu Session SAP. Maximálna veľkosť SSEL je 16 octetov (32 ASCII kódovaných hexa číslic). | octet string | 00 01 |
Local PSEL (hex) | Octet string reprezentujúci lokálny Presentation Selector. Je použitý na identifikáciu Presentation SAP. Maximálna veľkosť PSEL je 16 octetov ((32 ASCII kódovaných hexa číslic). | octet string | 00 00 00 01 |
Local AP Title | Lokálny Application Process Title, identifikátor pridelený správcom adries, reprezentuje príslušný aplikačný proces na strane D2000. | string | 1.3.9999.1 |
Local AE Qualifier | Celočíselná hodnota použitá na označenie lokálneho Application Entity. | string | 1 |
Adresné parametre vzdialenej strany (zariadenia) | |||
Remote TSEL (hex) | Octet string reprezentujúci vzdialený Transport Selector. Je použitý na identifikáciu Transport SAP. Maximálna veľkosť TSEL je 32 octetov (64 ASCII kódovaných hexa číslic). | octet string | 00 01 |
Remote SSEL (hex) | Octet string reprezentujúci vzdialený Session Selector. Je použitý na identifikáciu Session SAP. Maximálna veľkosť SSEL je 16 octetov (32 ASCII kódovaných hexa číslic). | octet string | 00 01 |
Remote PSEL (hex) | Octet string reprezentujúci vzdialený Presentation Selector. Je použitý na identifikáciu Presentation SAP. Maximálna veľkosť PSEL je 16 octetov ((32 ASCII kódovaných hexa číslic). | octet string | 00 00 00 01 |
Remote AP Title | Vzdialený Application Process Title, identifikátor pridelený správcom adries, reprezentuje príslušný aplikačný proces na strane zariadenia. | string | 1.3.9999.1 |
Remote AE Qualifier | Celočíselná hodnota použitá na označenie vzdialeného Application Entity. | string | 1 |
| Spoločné adresné parametre | |||
Bilateral Table ID | Meno bilaterálnej tabuľky. Toto v prípade IEC 61850 môže byť aj prázdny reťazec. | - | |
| Max MMS Message Size | Maximálna veľkosť MMS správ. | bytes | 32000 |
| Max Requests Pending | Maximálny navrhovaný počet odoslaných a nepotvrdených transakcií. Hodnota parametra môže byť znížená, ak druhá strana navrhuje pri negociácii nižšiu hodnotu. | 1 .. 32 | 5 |
| Max Indications Pending | Maximálny navrhovaný počet prijatých transakcií bez odoslania potvrdenia. Hodnota parametra je odosielaná partnerskej strane. | 1 .. 32 | 5 |
| Max Nesting Level | Maximálna navrhovaná úroveň hĺbky vnorenia MMS dátových štruktúr. | 1 .. 10 | 5 |
ISO TPDU Size | Maximálna veľkosť paketov na úrovni ISO over TCP protokolu (podľa špecifikácie RFC 1006) | 8192/4096/2048/1024/512/256/128 bytes | 1024 bytes |
| Heartbeat | Timer, ktorý ak je povolený zadaním nenulovej hodnoty do parametra, povoľuje odosielanie správy Identify request do zariadenia pre zistenie funkčnosti TCP/IP spojenia. Ak sa spojenie rozpadlo na úrovni TCP/IP, umožňuje rýchla detekcia problému jeho rýchlejšie znovuobnovenie. Povolenie tejto možnosti sa odporúča v prípadoch prenosu údajov cez rozsiahlejšie siete a v prípadoch, kedy je aktívnym spojením prenášaný malý počet údajov. Hodnota 0 (implicitná) vypína HeartBeat timer. Iné pozitívne hodnoty predstavujú počet sekúnd pre odoslanie Heartbeat správy. Pri odoslaní akejkoľvek správy sa Heartbeat timer nuluje, Heartbeat správa je odoslaná iba po uplynutí timeoutu bez akejkoľvek komunikácie medzi partnermi. | sec | 0 |
| Retry Delay | Oneskorenie vkladané pred opakovaný pokus o nadviazanie spojenia po jeho rozpade (v prípade, že systém D2000 spojenie aktivoval). Ak je požadované čo najrýchlejšie znovuobnovenie spojenia, nastavte malú hodnotu alebo 0 sekúnd. | sec | 10 sec |
| Inter Read Timeout | Maximálny čas čakania na príjem TCP dát. Po uplynutí tohto timeoutu sa kontrolujú eventuálne požiadavky (dáta) na odoslanie do kmunikácie. Keďže komunikácia so zariadením je riešená jedným threadom, môže vysoká hodnota tohto timeoutu znížiť rýchlosť interakcie so zariadením. Odporúčaná hodnota je 50 až 150 milisekúnd. | msec | 100 msec |
Map IEC 61850 flags | Spôsob mapovania príznakov IEC 61850 protokolu na flagy FA..FH. IEC 61850 protokol má nasledovné príznaky kvality mapované do 8 bitov atribútu Quality:
Mapovanie môže byť:
Poznámka 1: po zmene parametra odporúčame reštart KOM procesu alebo druhej strany, aby všetky hodnoty prišli do systému s nastavenými príznakmi. | None / Simple / Sinaut | None |
| Debug I/O binary packets info | Povoľuje ladiace výpisy na úrovni binárnych paketov. Viď tiež poznámku 1. | YES/NO | NO |
| Debug ISO packet level info | Povoľuje ladiace výpisy na úrovni ISO OSI vrstiev. Viď tiež poznámku 1. | YES/NO | NO |
| Debug MMS level info | Povoľuje ladiace výpisy na úrovni MMS dát. Viď tiež poznámku 1. | YES/NO | NO |
Full IEC61850 level info | Povoľuje ladiace výpisy na najvyššej úrovni IEC61850 údajov. Viď tiež poznámku 1. | YES/NO | NO |
| Incomming values info | Povoľuje detailné ladiace výpisy o prichádzajúcich hodnotách (data values). Viď tiež poznámku 1. | YES/NO | NO |
| Outgoing values info | Povoľuje detailné ladiace výpisy o odosielaných hodnotách (data values). Viď tiež poznámku 1. | YES/NO | NO |
Poznámka 1
Povolenie všetkých ladiacich výpisov môže spôsobiť zbytočné preťažovanie komunikačného počítača a znižovanie prenosového výkonu medzi centrami. Po nastavení a odladení komunikácie odporúčame množstvo ladiacich výpisov minimalizovať.
Konfigurácia stanice
- Komunikačný protokol "IEC 61850".
- Parametre pollingu sú použité na čítanie meraných bodov typu "Periodically polled value".
- Protokol nepodporuje časovú synchronizáciu.
Adresa stanice
Obr. č. 1, Adresa stanice
Stanica zodpovedá jednému logickému zariadeniu (logical device). V jednom fyzickom zariadení môže byť definovaných jedno alebo viac logických zariadení. Doménou sa myslí názov logického zariadenia, ktorého hodnoty chceme čítať. V súčasnosti na jednej linke môže byť iba jedna stanica. Pokiaľ je potrebné komunikovať s viacerými logickými zariadeniami v rámci jedného fyzického zariadenia, pre každé z nich je nutné nakonfigurovať linku a stanicu. Konfigurácia liniek pritom bude rovnaká (takže je možné ju kopírovať).
Tlačidlo Browse umožňuje (pokiaľ KOM proces beží a komunikácia je nadviazaná) získať zoznam logických zariadení. Pre funkčnosť browsovania musí mať zariadenie implementovanú obsluhu správy getNameList s parametrom ObjectClass=DOMAIN.
Parametre protokolu stanice
Dialóg konfigurácia stanice - záložka Parametre protokolu.
Ovplyvňujú niektoré voliteľné parametre protokolu. Môžu byť zadané nasledovné parametre protokolu stanice:
Tab. č. 2
| Skupina objektov | Parameter | Popis | Jednotka / rozmer | Náhradná hodnota |
|---|---|---|---|---|
| Interpretácia štvorstavových hodnôt | QERR Value | Interpretácia štvorstavovej hodnoty Error z prijatej celočíselnej hodnoty alebo 2-bitovej State hodnoty. | 0, 1, 2, 3 | 3 (11 binárne) |
| QOFF Value | Interpretácia štvorstavovej hodnoty Off z prijatej celočíselnej hodnoty alebo 2-bitovej State hodnoty. | 0, 1, 2, 3 | 2 (10 binárne) | |
| QON Value | Interpretácia štvorstavovej hodnoty On z prijatej celočíselnej hodnoty alebo 2-bitovej State hodnoty. | 0, 1, 2, 3 | 1 (01 binárne) | |
| QTRANS Value | Interpretácia štvorstavovej hodnoty Transient/Moving z prijatej celočíselnej hodnoty alebo 2-bitovej State hodnoty. | 0, 1, 2, 3 | 0 (00 binárne) |
Konfigurácia meraných bodov
Povolené typy hodnôt meraných bodov: Ai, Ci, Di, Qi, Ao, Co, Dout.
Adresa meraného bodu
Obr. č. 2, Adresa meraného bodu (Data Value)
Konfigurácia adresy meraného bodu vyžaduje nasledovné údaje:
I/O Tag Type
Typ meraného bodu:
- Buffered/unbuffered report value - meraný bod reprezentuje hodnotu získavanú z buffrovaného alebo nebuffrovaného reportu. Takéto hodnoty posiela zariadenie spontánne po ich zmene.
- Periodically polled value - meraný bod reprezentuje periodicky čítanú hodnotu (polling). Perióda čítania je nakonfigurovaná v parametroch stanice. Pozn: periodický spôsob čítania môže viesť k strate hodnôt v dôsledku ich rýchlych zmien.
- Buffered/unbuffered report - meraný bod reprezentuje buffrovaný alebo nebuffrovaný report. Je dôležité, aby všetky reporty, ktoré sú používané (t.j. ktoré obsahujú žiadané dáta) boli nakonfigurované ako merané body. Na základe týchto meraných bodov je po nadviazaní komunikácie report aktivovaný (je vykonaný zápis do jeho atribútov $TrgOps, $RptEna, $GI a ak je zadaný parameter Integrity period, tak aj do atribútu $IntgPd.
Pozn:
Pokiaľ meraný bod reprezentujúci report má textový typ hodnoty, tak hodnota bude rovná názvu Datasetu (atribút $DatSet), ktorý report sprostredkúva.
Pokiaľ meraný bod reprezentujúci report má celočíselný alebo reálny typ hodnoty, tak hodnota bude
- 0 po nadviazaní komunikácie - po prijatí správy poslaní požiadavky na čítanie názvu Datasetu (atribút $DatSet), ktorý report sprostredkúva
- 1 po načítaní názvu Datasetu (prijatí odpovede zariadenia na požiadavku na čítanie názvu Datasetu)
- 2 po načítaní parametrov reportu
- 3 po načítaní objektov, ktoré sú obsiahnuté v Datasete
- 4 po úspešnej aktivácii reportu
- 5 a viac - s príchodom každého ďalšieho Informačného reportu sa hodnota objektu, ktorý ho reprezentuje, zvýši.
- neplatná - pokiaľ sa niektorý z krokov komunikácie nepodarí
Tento mechanizmus je možné využiť na definovanie "watchdogov" strážiacich napr. chybu komunikácie, rozpad komunikácie alebo zaseknutie posielania Informačných reportov.
Name
Unikátny textový reťazec identifikujúci IEC 61850 objekt. Maximálna veľkosť je 64 znakov.
Pozn: ak sa zadá adresa meraného bodu ako %IGNORE, takýto meraný bod bude ignorovaný.
Data Type
Typ hodnoty, zoznam možných typov:
| Data Type | Popis |
--- Autodetect --- | Dátový typ bude získaný po nadviazaní spojenia pomocou správy GetVariableAccessAttributes-Request. Poznámka 1: informácia je aktuálne uložená iba v pamäti KOM procesu, preto po reštarte a po prvom nadviazaní komunikácie vždy prebieha zisťovanie dátových typov pre merané body typu Autodetect. Poznámka 2: dátové typy State a StateQ sú týmto spôsobom nerozlíšiteľné, preto sú objekty týchto typov detekované ako StateQ. Poznámka 3: rovnaký mechanizmus zisťovania dátových typov je použitý pri browsingu. |
| Discrete * | Celočíselná hodnota 32-bit znamienkovo |
| DiscreteQ * | Celočíselná hodnota 32-bit znamienkovo + ICCP Validity |
| DiscreteQTimeTag * | Celočíselná hodnota 32-bit znamienkovo + ICCP Validity + Časová značka |
| DiscreteExtended * | Celočíselná hodnota 32-bit znamienkovo + ICCP Validity + Current Source + Rozšírená časová značka |
| Real * | Float 32 |
| RealQ * | Float 32 + ICCP Validity |
| RealQTimeTag * | Float 32 + ICCP Validity + Časová značka |
| RealExtended * | Float 32 + ICCP Validity + Current Source + Rozšírená časová značka |
| State * | Diskrétna 2-bit hodnota |
| StateQ * | Diskrétna 2-bit hodnota + ICCP Validity |
| StateQTimeTag * | Diskrétna 2-bit hodnota + ICCP Validity + Časová značka |
| StateExtended * | Diskrétna 2-bit hodnota + ICCP Validity + Current Source + Rozšírená časová značka |
| Boolean | Boolean hodnota |
| Float32 | 32-bitová reálna hodnota |
| Float64 | 64-bitová reálna hodnota |
| Integer8 | 8-bitová celočíselná hodnota so znamienkom |
| Integer16 | 16-bitová celočíselná hodnota so znamienkom |
| Integer24 | 24-bitová celočíselná hodnota so znamienkom |
| Integer32 | 32-bitová celočíselná hodnota so znamienkom |
| Integer64 | 64-bitová celočíselná hodnota so znamienkom |
Pozn * - typy objektov označené hviezdičkou sú používané v protokole IEC 60870-6 ICCP/TASE.2 (ktorý používa spoločný MMS framework). Pre protokol IEC 61850 odporúčame tieto typy nepoužívať.
Scope
Oblasť, v ktorej je Data Value definovaná.
- VMD Specific - Data Value je definovaná na úrovni zariadenia (Virtual Manufacturing Device)
- Domain Specific - Data Value je definovaná na úrovni konkrétnej domény v rámci zariadenia
Read Only
Nastavením tohto parametra sa povoľuje iba čítanie hodnoty objektu (Data Value), nie je povolené vykonávať zápisy povelom.
Browse
Pre body na stanici typu Remote Control Center je možné zistiť zoznam objektov a ich dátové typy, pokiaľ KOM proces beží a komunikácia je nadviazaná.
Po kliknutí na tlačidlo Browse sa otvorí okno ICCP Browser a KOM proces začne zisťovať zoznam objektov správou GetNameList-Request a následne ich dátové typy správami GetVariableAccessAttributes-Request.
Obr. č. 3, okno ICCP Item Browser
Význam jednotlivých volieb a tlačidiel:
Auto
Ak je voľba aktívna, Data Type sa nastavuje ako Autodetect, v opačnom prípade na zistenú hodnotu, napr. StateQ, StateQTimeTag ..
Scope
Výber scope browsovania - prehľadávajú sa VMD Specific alebo Domain specific objekty (doména je definovaná v konfigurácii RCC).
Copy all to clipboard
Skopírovanie zobrazených objektov a ich dátových typov do schránky Windows - Clipboardu.
Refresh
Tlačidlom Refresh je možné vynútiť znovunačítanie zoznamu objektov z ICCP servera. Štandardne KOM proces načíta zoznam objektov a ich dátové typy iba pri prvej požiadavke (raz pre VMD Specific a raz pre Domain specific objekty) a uchová ich v pamäti. Toto načítanie môže trvať v závislosti od počtu ICCP objektov a rýchlosti ICCP servera dlhší čas. Následne posiela procesu/procesom CNF tieto uchované zoznamy, takže ďalšie naplnenie zoznamu v okne Browse je už rýchle.
Filtrovanie v zozname objektov
Prehľadávací dialóg umožňuje filtrovanie podľa mena objektu a dátového typu. Nie je potrebné zadať ich celé. Postačuje nasledujúci zápis "*FILTROVANÝ VÝRAZ*", kde hviezdičky reprezentujú ľubovoľný text pred začiatkom a koncom výrazu (napr. *momen*).
Poznámka
Okrem užívateľsky definovanách objektov s podporenými dátovými typmi (StateQ, StateQTimeTag .. RealExtended) môžu byť v zozname objektov preddefinované objekty protokolu s inými typmi (Bilateral_Table_ID, DSConditionDetected, DSEventCodeDetected, DSTransferSetName, DSTransferSetTimestamp, NextDSTransferSet, Supported_Features, Tase2_Version, Transfer_Report_ACK, Transfer_Report_NACK). Tieto objekty nemôžu byť použité pri konfigurácii meraných bodov a sú zobrazené iba kvôli úplnosti a overeniu, že browsovanie je funkčné, aj keď ICCP server nemá nakonfigurované žiadne užívateľsky definované objekty.
Literatúra
- RFC 1006 (ISO Transport Service on top of the TCP, Version: 3)
- International Standard ISO/IEC 8073 (Open Systems Interconnection — Protocol for providing the connection-mode transport service)
- International Standard ISO/IEC 8327-1 (Open Systems Interconnection — Connection-oriented Session protocol: Protocol Specification)
- International Standard ISO/IEC 8823-1 (Open Systems Interconnection — Connection-oriented Presentation protocol: Protocol Specification)
- International Standard ISO/IEC 8650-1 (Open Systems Interconnection — Connection-oriented protocol for the Association Control Service Element: Protocol Specification)
- International Standard ISO/IEC 60870-6-503 (Telecontrol protocols compatible with ISO standards and ITU-T recommendations - TASE.2 Services and protocol)
- International Standard ISO/IEC 60870-6-505 (Telecontrol protocols compatible with ISO standards and ITU-T recommendations – TASE.2 User guide)
- International Standard ISO/IEC 60870-6-702 (Telecontrol protocols compatible with ISO standards and ITU-T recommendations – Functional profile for providing the TASE.2 application service in end systems)
- International Standard ISO/IEC 60870-6-802 (Telecontrol protocols compatible with ISO standards and ITU-T recommendations – TASE.2 Object models)
Zmeny a úpravy
-
Revízie dokumentu
- Ver. 1.0 - 26. marec 2012 - Vytvorenie dokumentu.
- Ver. 1.1 - 2. máj 2017 - Podpora browsovania, autodetect adresy.
Súvisiace stránky:
---------------------------Reading directories: %3i (Esc to abort)---------------------------Received Read Request---------------------------OK ---------------------------