1-RU-135061-1.2

Руководство пользователя

Используемые термины и сокращения

АРМ – автоматизированное рабочее место.

ОС – операционная система.

ПЛК – программируемый логический контроллер.

ТН – трансформатор напряжения.

ТС – телесигнализация.

ТТ – трансформатор тока.

ТУ – телеуправление.

Физическое устройство – устройство, эквивалентное IED.

ACSI (Abstract Communication Service Interface) – абстрактный интерфейс услуг связи.

DA (Data Attribute) – атрибут данных.

DO (Data Object) – объект данных.

DS (Data Set) – набор данных (отчет).

FC (Functional Constraint) – функциональное ограничение. Указывает те сервисы, с которыми разрешено работать на определенном атрибуте данных DA.

GOOSE (Generic Object Oriented Substation Events) – объектно-ориентированный протокол для связи между устройствами релейной защиты и автоматики.

IED (Intelligent Electronic Device) – любое устройство, имеющее один или несколько процессоров и способное получать или направлять данные и управляющие воздействия от внешнего источника либо на внешний источник.

LD (Logical Device) – логическое устройство – объект, представляющий набор типичных функций подстанции.

LN (Logical Node) – логический узел – наименьшая часть функции, обменивающаяся данными.

MMS (Manufacturing Message Specification) – протокол обмена сообщениями стандарта ISO 9506.

SBO (Select Before Operate) – выбор перед выполнением.

SCL (Substation Configuration Language) – язык описания конфигурации подстанции.

SV (Sampled Value) – протокол передачи мгновенных значений тока и напряжения.

Введение

Настоящее руководство описывает настройку обмена данными по протоколу МЭК 61850 для контроллеров ОВЕН, программируемых в среде Полигон. Подразумевается, что читатель обладает базовыми навыками работы с Полигон, поэтому общие вопросы (например, создание и загрузка проектов) в данном документе не рассматриваются – они подробно описаны в документах Руководство по программированию. Библиотека paCore и Быстрый старт.

Настройка обмена данными по протоколу МЭК 61850 в среде Полигон осуществляется с помощью функциональных блоков из библиотеки paIEC850. Данная библиотека доступна для работы при наличии соответствующей лицензии runtime (см. описание лицензионных пакетов на странице среды разработки Полигон).

Примеры в документе актуальны для версии среды Полигон – 1917, версии библиотеки paIEC850 – 81 и выше.

Общие сведения

Основные сведения о стандартах МЭК 61850

МЭК 61850 – набор стандартов «Сети и системы связи на подстанциях», которые описывают архитектуру сетей на подстанциях. Эти стандарты обеспечивают совместимость работы АСУ-оборудования различных производителей.

В МЭК 61850 определены абстрактные сервисы взаимодействия и классы данных так, чтобы эти спецификации не зависели от конкретных стеков протоколов, интерфейсов и ОС. Стандарт также определяет требования к надежности передачи данных.

Первая часть стандарта была опубликована в 2003 году.

МЭК 61850 состоит из разделов:

  • 1 Introduction and overview – введение и общий обзор;

  • 2 Glossary – глоссарий терминов;

  • 3 General requirements – основные требования;

  • 4 System and project management – управление системой и проектированием;

  • 5 Communication requirements for functions and device models – требования к связи для функций и моделей устройств;

  • 6 Configuration language for communication in electrical substations related to IEDs – язык описания конфигурации связи между микропроцессорными электронными устройствами подстанций;

  • 7 Basic communication structure – Principles and models – основная структура связи для оборудования подстанции и питающей линии (4 части);

  • 8-1 Specific communication service mapping (SCSM) – Mappings to MMS (ISO 9506-1 and ISO 9506-2) and to ISO/IEC 8802-3 – описание специфического сервиса связи (SCSM) – описание передачи данных по протоколу MMS (ИСО/МЭК 9506 – часть 1 и часть 2) и по протоколу ИСО/МЭК 8802-3;

  • 9-2 Specific communication service mapping (SCSM) – Sampled values over ISO/IEC 8802-3 – описание специфического сервиса связи (SCSM) – выборочные значения по ИСО/МЭК 8802-3;

  • 10 Conformance testing – проверка на совместимость.

В качестве общей шины для обмена по протоколам МЭК 61850 выбрана сеть Ethernet.

Информационная модель подстанции

Одна из основных задач стандарта МЭК 61850 – определение единого базового набора терминов и связывающей их информационной модели.

В стандарте есть понятие логического узла LN (Logical Node) – это наименьшая часть функции, которая может обмениваться данными.

Логические узлы разделены на группы. Всего стандарт предусматривает девятнадцать групп логических узлов.

Основные группы логических узлов

Указатель группы

Имя группы

L

Системные логические узлы

P

Функции защит

R

Вспомогательные функции защит

C

Диспетчерское управление

G

Общие функции

I

Интерфейсы и архивирование

A

Автоматическое управление

M

Учет и измерения

S

Диспетчерское управление и мониторинг

X

Коммутационные аппараты

T

Измерительные трансформаторы и датчики

Y

Силовые трансформаторы и связанные функции

Z

Резерв

Обозначение каждого логического узла состоит из четырех символов: первый символ обозначает группу логического узла, остальные три формируются как аббревиатура обозначаемой функции.

Например, PDIF – дифференциальная защита, XCBR – выключатель, MMXU – измерительное устройство и т.п.

Каждый логический узел содержит один или несколько объектов данных, каждый объект данных имеет стандартизированную структуру.

Например, логический узел XCBR содержит такие обязательные объекты данных, как:

  • Loc – режим управления (локальный/дистанционный);

  • OpCnt – счетчик операций;

  • Pos – положение;

  • BlkOpn – блокировка команд отключения выключателя;

  • BlkCls – блокировка команд включения выключателя;

  • CBOpCap – возможность срабатывания выключателя.

Для объектов данных задается функциональное ограничение FC (Functional Constraint), которое определяет, какие сервисы ACSI применимы к этому объекту данных. Например, для объекта Loc задано функциональное ограничение ST – информация о состоянии. Соответственно, данный объект клиент может читать, но не может записывать.

Список основных функциональных ограничений по ГОСТ Р МЭК 61850-7-2, используемых в среде Полигон, приведен в Приложении Б.

Объект данных Loc имеет структуру класса SPS (Single Point State), которая в свою очередь содержит такие обязательные атрибуты, как:

  • stVal – состояние (bool);

  • q – качество;

  • t – временная метка.

Таким образом, полное уникальное имя атрибута данных внутри логического устройства LD (Logical Device) состоит из следующих полей:

  • Имя логического устройства LD;

  • Логический узел LN

    ;

  • Функциональное ограничение FC;

  • Объект данных;

  • Атрибут.

Graphic
Полное имя атрибута данных

Для описания информационной модели МЭК 61850 используется стандартизированный язык SCL (Substation Configuration Language), основанный на языке разметки XML.

Основные типы файлов SCL:

  • .ssd – топология подстанции (однолинейная схема);

  • .icd – функциональные возможности интеллектуального электронного устройства IED (Intelligent Electronic Device);

  • .cid – описание функционала IED (для каждого устройства свой файл, поставляемый производителем);

  • .scd – полное описание подстанции.

Сервисы ACSI

Модели абстрактного интерфейса сервиса связи ACSI (Abstract Communication Service Interface) по стандарту МЭК 61850 определяют набор сервисов, которые позволяют IED функционировать в сети аналогично соответствующим функциям энергосистемы.

Стандарт МЭК 61850 описывает преобразование абстрактных сервисов в сетевые протоколы.

В стандарте предусматривается два вида цифровых шин:

  • Шина подстанции – обмен между АРМ, серверами и IED;

  • Шина процесса – обмен между полевыми устройствами и IED.

МЭК 61850 описывает следующие протоколы сетевого взаимодействия:

  • MMS – клиент-серверная технология (АРМ – клиент, IED – сервер), обеспечивающая обмен некритичными ко времени передачи данными (уровень шины подстанции);

  • GOOSE – технология, основанная на модели подписчик-издатель, для обмена критичными ко времени передачи (высокоприоритетными) данными между IED (уровень шины подстанции);

  • SV (Sampled Value) – цифровая информация от ТТ и ТН (уровень шины процесса).

Для организации обмена между устройствами используются наборы данных DS (DataSet). Каждый DS имеет свое имя, в него помещаются ссылки на передаваемые атрибуты. Такие наборы данных используются для формирования отчетов для передачи на АРМ операторов или организации обмена между IED.

Для осуществления телеуправления стандарт определяет следующие модели управления:

  • Сценарий 1: Прямое управление с нормальной безопасностью (direct-operate);

  • Сценарий 2: SBO управление с нормальной безопасностью (operate-once или operate-many);

  • Сценарий 3: Прямое управление с улучшенным уровнем безопасности (direct-operate);

  • Сценарий 4: SBO управление с улучшенным уровнем безопасности (operate-once или operate-many).

Поддерживаемые сервисы ACSI по ГОСТ Р МЭК 61850-7-2 в среде Полигон приведены в Приложении А.

Библиотека paIEC850

Библиотека paIEC850 содержит функциональные блоки для реализации обмена по протоколу МЭК 61850.

В структуру библиотеки входят блоки IEC61850cli и IEC61850srv, с помощью которых настраивают обмен по протоколу МЭК 61850 в режимах клиент и сервер.

Остальные блоки библиотеки являются вспомогательными.

Для добавления библиотеки paIEC850 в проект следует:

  1. Перейти в меню Окна/Проекты. В появившемся окне отобразится текущий проект и добавленные библиотеки.

    Graphic
    Добавление библиотеки paIEC850

  2. Нажать кнопку Открыть и перейти в папку с файлами библиотеки, которую необходимо добавить. Затем в выпадающем списке выбрать тип файла Библиотека Полигон 2 (*.ll2).

    Graphic
    Добавление библиотеки paIEC850 в проект

  3. В окне появится файл библиотеки с расширением .ll2. Следует выбрать его и нажать Открыть.

    Graphic
    Добавление библиотеки paIEC850 в проект

Добавленная библиотека отобразится в окне Проекты.

Сервер МЭК 61850 (IEC61850srv)

Блок IEC61850srv реализует протокол стандарта МЭК 61850 MMS и выполняет роль сервера.

Данный блок следует размещать только в Фоне, потому что работа блока занимает значительное время.

Назначение входов и выходов IEC61850srv
ЭлементОписание
Входы

enb

Разрешение работы блока

tmp

Период вызова вспомогательных функций блока, мс (см. рисунок)

sdr

Сетевой стек для ПЛК ОВЕН "/"

cfg

Конфигурация (битовая маска):

Бит 4 – активирует принудительное обновление значений атрибутов mag из значения instMag. Таймаут задается соответствующим свойством в узле CIED

ctl

Управление диагностикой (битовая маска):

Бит 7 – активировать диагностический модуль (для разработчиков);

Биты 8…15 – битовая маска, определяющая, какие диагностические сообщения будут выводиться в системную консоль (установка 0xFF00 разрешает вывод всех типов сообщений, см. раздел)

Выходы

sts

Статус устройства:

0 – нет связи с клиентом;

1 – соединение с клиентом установлено

dsts

Не используется

Graphic
Блок IEC61850srv

Работа протокола делится на три основные подпрограммы (см. рисунок).

При enb = 0 происходит деактивация подпрограмм протокола.

Вход tmp определяет период вызова вспомогательных функций блока, выполняющихся в фоновом потоке.

На входе cfg можно задать бит 4. Если в модели данных есть классы MV (измеряемая величина), то при cfg = 4 активируется принудительное обновление значения mag (измеряемая величина после мертвой зоны) из значения instMag (реальное значение измеряемого параметра). Это полезно, если измеряемая величина долгое время не изменяется из-за мертвой зоны.

Интервал обновления значений mag задается свойством в узле CIED (см. раздел).

Graphic
Работа IEC61850srv: разделение на потоки и последовательность вызова подпрограмм

Для функционирования протокола следует определить абстрактную модель данных внутри узла блока IEC61850srv в дереве проекта. Для этого применяются шаблоны из библиотеки paIEC850.

Корневым узлом модели данных является физическое устройство IED. Внутри него добавляются логические устройства LD и логические узлы LN. Логические узлы, в свою очередь, содержат объекты данных с атрибутами.

Каждый узел в дереве проекта имеет по крайней мере один параметр (свойство) – Имя.

Для узла IED также задаются следующие свойства:

  • IP-адрес – локальный IP-адрес сервера (если отличается от заданного в свойстве модуля);

  • Порт – сетевой порт для подключения клиента;

  • МЭК61850: Таймаут принудительного обновления mag (мс) – таймаут принудительного обновления значений атрибутов mag из значения instMag (должен быть активирован бит 4 на входе cfg).

Graphic
Свойства узла IED

Для объекта данных дополнительно можно задать свойство МЭК61850: функциональное ограничение. Оно определяет, какие сервисы клиент может применять к данному объекту данных.

Graphic
Свойства узла объекта данных

Для атрибута данных задаются свойства:

  • МЭК61850: базовый тип данных – базовый тип данных атрибута, определяется явно протоколом;

  • МЭК61850: значение по умолчанию – значение, присваиваемое данному атрибуту в начале работы протокола (при отсутствии проведенной связи к данному атрибуту).

Примечание
В данной реализации протокола используются два вида атрибутов данных: структурированный (Struct) и строго типизированный (тип данных определяется протоколом).
Graphic
Структурированный атрибут данных. Свойства
Graphic
Строго типизированный атрибут данных. Свойства

Для управляемых атрибутов данных дополнительно задается свойство МЭК61850: модель управления. Возможные значения см. в справке среды и в разделе.

Для узла управления набором данных (отчетом) определяются причины передачи отчета. Активированные в сервере причины будут также активированы по умолчанию у клиента (при необходимости их можно поменять).

Свойство МЭК61850: название набора данных определяет, каким набором данных управляет данный узел.

Свойство МЭК61850: буферированный отчет включает буферизацию данных отчета. Если клиент потеряет связь с сервером, отчеты будут сохраняться в буфер и передадутся клиенту при возобновлении подключения.

Graphic
Свойства узла управления набором данных (отчетом)

Перечень используемых свойств узлов дерева описания устройств IEC61850srv приведен в справке среды программирования и в разделе.

Пример работы с блоком приведен в разделе.

Свойства узлов дерева описания устройств IEC61850srv

В данном разделе приведены свойства узлов, используемые в дереве описания устройств блока IEC61850srv.

Описание свойств узлов дерева описания устройств IEC61850srv

Свойство

Идентификатор свойства

Назначение

Класс CIED. Корневой узел дерева описания устройства

IP адрес

prop_ip

Локальный сетевой адрес устройства 61850 (необязательное свойство)

Порт

prop_inter_port

Сетевой порт, на котором устройство ожидает подключения

МЭК61850: Таймаут принудительного обновления mag (мс)

prop_61850_mag_force_update_timeout

Таймаут принудительного обновления значений атрибутов mag из значения instMag (должен быть активирован бит 4 на входе cfg)

Класс CIEC61850DO. Объект данных

МЭК61850: Функциональное ограничение

prop_FC

Функциональное ограничение, определенное протоколом

Класс CIEC61850DA. Атрибут данных

МЭК61850: Функциональное ограничение

prop_FC

Функциональное ограничение, определенное протоколом

МЭК61850: Базовый тип данных

prop_bType

Базовый тип данных, определенный протоколом

МЭК61850: значение по умолчанию

prop_defVal

Значение, которое присваивается атрибуту в начале работы протокола (при отсутствии связи)

МЭК61850: Модель управления

prop_ctlModel

Модель управления, определенная протоколом. Только для управляемых атрибутов данных.

Возможные значения:

  • status_only;

  • direct_with_normal_security;

  • sbo_with_normal_security

    ;

  • direct_with_enhanced_security;

  • sbo_with_enhanced_security;

  • not_controllable

Класс CIEC61850RCB. Блок управления набором данных (отчетом)

МЭК61850: Отправлять по изменению данных

prop_trg_data_changed

Условие отправки отчета

МЭК61850: Отправлять при общем опросе

prop_trg_general_inter

Условие отправки отчета

МЭК61850: Отправлять при обновлении данных

prop_trg_general_inter

Условие отправки отчета

МЭК61850: Отправлять по изменению качества данных

prop_trg_qual_changed

Условие отправки отчета

МЭК61850: Отправлять периодически

prop_trg_integrity

Условие отправки отчета

МЭК61850: Период отправки отчета (мс)

prop_trg_integrity_period_ms

Период отправки отчета в случае установки свойства prop_trg_integrity

МЭК61850: Буферированный отчет

prop_isBuffered

Маркер буферированного отчета

МЭК61850: идентификатор отчета

prop_ReportID

Идентификатор отчета

МЭК61850: название набора данных

prop_dataSetName

Имя набора данных, которым управляет узел

Клиент МЭК 61850 (IEC61850cli)

Блок IEC61850cli реализует протокол стандарта МЭК 61850 MMS и выполняет роль клиента.

Так как работа блока занимает значительное время, может быть размещен только в Фоне.

Назначение входов и выходов IEC61850cli
ЭлементОписание
Входы

enb

Разрешение работы блока

tmp

Период вызова вспомогательных функций блока, мс (см. рисунок)

sdr

Сетевой стек, для ПЛК ОВЕН "/"

cfg

Не используется

ctl

Управление (битовая маска):

Бит 0 – инициировать команду общего опроса устройств 61850;

Бит 7 – активировать диагностический модуль (для разработчиков);

Биты 8…15 – битовая маска, определяющая, какие диагностические сообщения будут выводиться в системную консоль (установка 0xFF00 разрешает вывод всех типов сообщений, см. раздел)

bo

Вход для подключения вспомогательных блоков (циклический)

Выходы

sts

Не используется

dsts

Выход статуса устройства. Добавляется для каждого устройства 61850 (циклический):

0 – нет связи;

1 – есть связь

Graphic
Блок IEC61850cli

Работа протокола делится на три основные подпрограммы (см. рисунок).

При enb = 0 происходит деактивация подпрограмм протокола.

Вход tmp определяет период вызова вспомогательных функций блока, выполняющихся в фоновом потоке.

Бит 0 на входе ctl активирует общий опрос всех устройств в дереве клиента.

Циклические входы bo служат для подключения вспомогательных блоков.

Для каждого устройства в дереве клиента можно создать выход статуса устройства dsts.

Graphic
Работа IECcli

Для функционирования протокола абстрактная модель данных сервера импортируется в клиент из файла конфигурации *.cid (предоставляется производителем устройства).

Корневым узлом модели данных является физическое устройство IED. Внутри него добавляются логические устройства LD и логические узлы LN. Логические узлы, в свою очередь, содержат объекты данных с атрибутами.

Для узла IED задаются следующие свойства:

  • IP адрес – IP адрес устройства для подключения клиента;

  • Порт – сетевой порт устройства для подключения клиента;

  • МЭК61850: Периодичность попыток соединения (мс) – определяет период попыток подключения к серверу;

  • МЭК61850: Период опроса входов (мс) – определяет частоту формирования запросов на чтение атрибутов сервера (к таким атрибутам следует провести связь из проекта);

  • МЭК61850: Приоритет процесса – определяет приоритет потока взаимодействия протокола с runtime (см. рисунок).

Graphic
Свойства узла IED

Для узла управления набором данных (отчетом) определяются причины передачи отчета.

Активированные в сервере причины передачи будут также активированы по умолчанию у клиента (при необходимости их можно поменять).

С помощью свойства МЭК61850: включить отчет можно управлять активацией отчета.

Graphic
Свойства узла управления набором данных (отчетом)

Полный перечень свойств узлов дерева описания устройств IEC61850cli приведен в справке среды и в разделе.

Пример работы с блоком приведен в разделе.

Свойства узлов дерева описания устройств IEC61850cli

В данном разделе приведены свойства узлов, используемые в дереве описания устройств блока IEC61850cli.

Описание свойств узлов дерева описания устройств IEC61850cli

Свойство

Идентификатор свойства

Назначение

Класс CIED. Корневой узел дерева описания устройства

IP адрес

prop_ip

Сетевой адрес устройства 61850

Порт

prop_inter_port

Сетевой порт устройства 61850

МЭК61850: Периодичность попыток соединения (мс)

prop_conn_period

Время ожидания следующей попытки подключения к устройству после неудачной

МЭК61850: Период опроса входов

prop_readin_period

Период отправки запросов чтения к устройству

МЭК61850: Приоритет процесса

prop_thread_priority

Приоритет системного процесса, выполняющего программные функции данного устройства

Пользовательское свойство 00

prop_0

Локальный IP-адрес

Пользовательское свойство 01

prop_1

Локальный TCP-порт

Класс CIEC61850LN. Логический узел

 

prop_object_indx

Индекс относительно узла-владельца

Класс CIEC61850DO. Объект данных

 

prop_object_indx

Индекс относительно узла-владельца

Класс CIEC61850DA. Атрибут данных

 

prop_object_indx

Индекс относительно узла-владельца

Класс CIEC61850Input. Входы

 

prop_object_indx

Индекс относительно узла-владельца

 

prop_bType

Базовый тип данных, определенный протоколом

МЭК61850: Функциональное ограничение

prop_FC

Функциональное ограничение, определенное протоколом

Класс CIEC61850Output. Выходы

 

prop_object_indx

Индекс относительно узла-владельца

 

prop_bType

Базовый тип данных, определенный протоколом

МЭК61850: Функциональное ограничение

prop_FC

Функциональное ограничение, определенное протоколом

МЭК61850: Модель управления

prop_ctlModel

Модель управления, определенная протоколом. Только для управляемых атрибутов данных.

Возможные значения:

  • status_only;

  • direct_with_normal_security;

  • sbo_with_normal_security;

  • direct_with_enhanced_security;

  • sbo_with_enhanced_security;

  • not_controllable

Класс CIEC61850RCB. Блок управления набором данных (отчетом)

 

prop_DS_Ref

Ссылка на блок класса CIEC61850DS, которым управляет данный блок

 

prop_rptID

Строка, содержащая полный алиас данного блока (например, "testIEDtestDevice0/LLNRP.urcbMX01")

МЭК61850: Отправлять по изменению данных

prop_trg_data_changed

Условие отправки отчета

МЭК61850: Отправлять при общем опросе

prop_trg_general_inter

Условие отправки отчета

МЭК61850: Отправлять при обновлении данных

prop_trg_general_inter

Условие отправки отчета

МЭК61850: Отправлять по изменению качества данных

prop_trg_qual_changed

Условие отправки отчета

МЭК61850: Отправлять периодически

prop_trg_integrity

Условие отправки отчета

МЭК61850: Период отправки отчета (мс)

prop_trg_integrity_period_ms

Период отправки отчета в случае установки свойства prop_trg_integrity

МЭК61850: включить отчет

prop_rcb_enabled

Включить отчет

Вспомогательный модуль выполнения команды (IEC61850CmdCSWI)

Блок IEC61850CmdCSWI является вспомогательным модулем выполнения команды контроля узла CSWI.

Назначение входов и выходов IEC61850CmdCSWI
ЭлементОписание
Входы

in

Вход данных

select

Инициировать команду «Выбрать»

execute

Инициировать команду «Выполнить»

cancel

Инициировать команду «Отменить»

Выходы

bo

Выход для подключения ко входу bo клиента

ref

Назначенный атрибут данных Pos из узла CSWI устройства 61850

err

Результат выполнения команды в виде текстовой строки

ierr

Результат выполнения команды в виде целого числа:

0 – нет ошибки

opSts

Статус выполнения команды:

1 – команда выполнена

Graphic
Блок IEC61850CmdCSWI

Пример использования блока в проекте приведен в разделе.

Квалификатор (IEC61850BitStrToQuality/IEC61850TransQuality)

Блок IEC61850BitStrToQuality является вспомогательным модулем преобразования списка битовых полей в битовую строку q.

Названия входов блока соответствуют значениям полей, которые определены в протоколе.

На выход блока q назначается атрибут данных из дерева устройства 61850.

Пример использования блока в проекте приведен в разделе.

Graphic
Блок IEC61850BitStrToQuality

Блок IEC61850TransQuality является вспомогательным модулем преобразования битовой строки q в список битовых полей.

На вход блока q назначается атрибут данных из дерева устройства 61850.

Названия выходов блока соответствуют значениям полей, которые определены в протоколе.

Пример использования блока в проекте приведен в разделе.

Graphic
Блок IEC61850TransQuality

Пример настройки обмена по протоколу МЭК 61850 в режиме сервера

Данный пример доступен для скачивания на сайте. Пароль для доступа к отладчику – 1.

Для настройки обмена по протоколу МЭК 61850 MMS в режиме сервера следует:

  1. Добавить на любую страницу места работы Фон блок

    IEC61850srv.
    Graphic
    Блок IECsrv

  2. Чтобы протокол функционировал, определить абстрактную модель данных внутри узла блока IEC61850srv в дереве проекта. Для этого применяются шаблоны из библиотеки paIEC850. Для копирования шаблонов в дерево проекта следует открыть библиотеку paIEC850 в представлении «дерево».

    Graphic
    Шаблоны библиотеки paIEC850

  3. Корневым узлом модели данных является физическое устройство IED. Внутри него добавляются логические устройства LD и логические узлы LN. Логические узлы, в свою очередь, содержат объекты данных с атрибутами. Для копирования необходимого узла из раздела Шаблоны библиотеки paIEC850 следует захватить его мышью, перетащить на нужный узел внутри узла блока IEC61850srv в дереве проекта и нажать Копировать. Затем нужно скопировать шаблон физического устройства IED и присвоить ему имя – IED01. Внутри IED01 находится одно логическое устройство Device0. Внутри устройства добавлены обязательные узлы LLN0 и LPHD1.

    Graphic
    Узел IED01 в дереве проекта

Настройка логических узлов LN

Для настройки логического узла LN внутри логического устройства LD следует добавить в него шаблон LogicalNode из библиотеки paIEC850.

Настройка контролируемого логического узла класса SPC

Для того, чтобы добавить внутрь логического устройства LD контролируемый логический узел, следует:

  1. Добавить в узел Device0 логический узел, копируя шаблон LogicalNode, и назначить имя LN – CSWI0.

  2. Скопировать в CSWI0 контролируемый объект данных класса SPC: шаблон Controllable DataObject (BOOLEAN) из раздела Объекты данных. Присвоить имя добавленному объекту данных – Pos.

    Примечание
    Для контролируемых объектов данных атрибуты данных создаются автоматически.
    Graphic
    Узел CSWI0 в дереве проекта

  3. Задать для управляемых атрибутов данных свойство МЭК61850: модель управления. Возможные значения см. в справке среды программирования и в разделе.

    Graphic
    Свойства управляемого атрибута данных

  4. Подать значение атрибута на вход блока TransBit из библиотеки paCore, чтобы получить его в программе. Для этого следует захватить вход блока TransBit с зажатым Ctrl, перетащить на раздел stVal и в выпадающем меню выбрать Добавить.

    Graphic
    Связь управляемого атрибута данных с TransBit

Настройка логического узла класса MV – измеряемая величина

Внутри логического устройства можно создать логический узел типа «измеряемая величина MV».

Для этого следует:

  1. Добавить внутрь Device0 логический узел, копируя шаблон библиотеки LogicalNode, и назначить имя LN – MVLN0.

  2. Скопировать в MVLN0 класс данных MV: шаблон MV (Набор 1) из раздела Классы общих данных. Присвоить имя добавленному объекту данных – MV.

    Graphic
    Узел MVLN

  3. Для эмуляции сигнала подать синусоиду на атрибут данных instMag.

    Для этого соединить блоки GenSign и TransFlt из библиотеки paCore, как показано на рисунке ниже. Добавить в раздел внутри instMag выход блока TransFlt.

    Graphic
    Связь атрибута instMagTransFlt

  4. Атрибут mag изменяется в соответствии с instMag и зоной нечувствительности, которая задается атрибутом db.

    Зона нечувствительности db задается как тысячные процента от диапазона измеряемой величины.

    Атрибуты min и max определяют диапазон измеряемой величины.

    Так как амплитуда GenSign = 100, следует задать диапазон min = -100, max = 100.

    Graphic
    Задание диапазона измеряемой величины: атрибут min
    Graphic
    Задание диапазона измеряемой величины: атрибут max

  5. Задать величину зоны нечувствительности равной 2000 (± 2 %).

    Graphic
    Задание зоны нечувствительности: атрибут db

Для передачи измеряемой величины MV следует добавить ее в набор данных (отчет) DataSet. Пример настройки отчета см. в разделе.

Настройка логического узла класса SPS – состояние

Для того, чтобы создать логический узел типа «телесигнализация SPS» внутри логического устройства, следует:

  1. Добавить внутрь Device0 логический узел, копируя шаблон библиотеки LogicalNode. Назначить имя LN – SPSLN0.

  2. Скопировать в SPSLN0 класс данных SPS: шаблон SPS из раздела Классы общих данных.

    Graphic
    Узел SPSLN0 в дереве проекта

  3. Для задания значения атрибута stVal из программы соединить его с выходом блока TransBit из библиотеки paCore.

    Graphic
    Связь атрибута данных класса SPS с TransBit

  4. Для формирования метки качества использовать вспомогательный блок IEC61850BitStrToQuality.

    Graphic
    Настройка метки качества

  5. Для передачи состояния SPS добавить его в набор данных (отчет) DataSet.

    Пример настройки отчета см. в разделе.

Настройка пользовательского логического узла

Для создания пользовательского логического узла внутри логического устройства следует:

  1. Добавить внутрь Device0 логический узел, копируя шаблон библиотеки LogicalNode. Назначить имя LN – MYLN.

  2. Скопировать в MYLN объект данных: шаблон DataObject из раздела Объекты данных. Назначить имя DO – MYDO.

  3. Скопировать в MYDO целочисленный атрибут данных: шаблон DataAttribute (INT32) из раздела Атрибуты данных. Назначить имя DA – MYDA.

    Graphic
    Узел MYLN в дереве проекта

  4. Для созданного объекта данных необходимо применять сервисы протокола чтения и записи. Для этого связать атрибут MYDA с входом и выходом блока TransInt32 из библиотеки paCore.

    Примечание
    В данном случае связь с блоком TransInt32 используется для демонстрации. Такую связь можно организовывать, например, с блоком сохранения уставок SaverEx из библиотеки paCore (см. документ Архивирование и сохранение уставок).
    Graphic
    Связь атрибута данных с TransInt32

  5. Задать функциональное ограничение для атрибута MYDA равным CF, чтобы клиент мог и читать, и писать значение.

    Graphic
    Задание функционального ограничения для атрибута MYDA

Формирование наборов данных DS

Для настройки отправки наборов данных (отчетов) следует:

  1. Добавить в узел логического устройства шаблоны DataSet и ucrbDS01 из библиотеки paIEC850.

  2. Добавить в узел Device0 шаблон DataSet. Назначить имя нового набора данных – DS0.

  3. Для управления набором данных добавить в узел логического устройства Device0 блок управления отчетом ucrbDS01. В свойстве блока управления МЭК61850: название набора данных прописать имя созданного набора данных – DS0.

  4. Добавить причины передачи отчета: по изменению данных и при общем запросе.

    Graphic
    Добавление набора данных и блока управления набором данных

  5. Добавить в раздел набора данных данные, которые необходимо передавать в отчете.

    Для этого следует перетащить необходимый объект данных в узел набора данных и в выпадающем меню выбрать Добавить.

  6. Добавить в отчет DS0 созданные в разделе объекты данных MV и SPS.

    Graphic
    Добавление объектов данных в отчет

Обмен данными с клиентом IEDScout

Здесь в качестве клиента для настроенного сервера используется программа IEDScout.

Для обмена данными с клиентом IEDScout следует:

  1. Запустить программу с настроенным сервером на ПЛК210.

  2. Запустить программу IEDScout и выбрать команду поиска IED – Discover IED.

    Graphic
    Запуск клиента IEDScout

  3. В открывшемся окне ввести IP-адрес контроллера и нажать Discover.

    Graphic
    Поиск устройства 61850

  4. Модель данных сервера отобразится в дереве программы.

    Graphic
    Модель данных устройства 61850

  5. Открыть настроенный отчет DS0 в узле дерева программы Reports.

    Graphic
    Отчет DS0

    Запуск отчета осуществляется через кнопку Enable.

  6. В открывшемся окне можно увидеть, что в клиенте автоматически установились те условия передачи, которые были заданы в блоке управления набором данных сервера – по изменению и при общем запросе.

    Запустить отчет, нажав кнопку Enable.

    Graphic
    Окно запуска отчета

Успешный обмен показан на рисунках ниже.

Graphic
Успешный обмен данными. Сервер
Graphic
Успешный обмен данными. Клиент

При изменении метки качества данные не передадутся, так как не установлено условие передачи по изменению метки качества.

Для передачи метки качества следует:

  1. Отключить отчет, установить в окне Enable Report условие передачи по изменению метки качества – Quality change, запустить отчет.

    Graphic
    Передача метки качества. Сервер
    Graphic
    Передача метки качества. Клиент

  2. Для передачи ТУ открыть узел CSWI0 в дереве Data Model.

    Graphic
    Узел CSWI0

  3. Для записи значения выделить объект данных Pos и нажать кнопку Control.

    В открывшемся окне следует ввести новое значение Pos. Так как выбрана модель управления с подтверждением перед записью, то следует сначала нажать Select, затем Operate.

    Graphic
    Отправка команды

  4. Значение передастся на сервер.

    Graphic
    Передача телеуправления. Клиент
    Graphic
    Передача телеуправления. Сервер

Для логического узла MYLN можно использовать только сервисы чтения и записи. Узел MYLN находится в дереве Data Model.

Graphic
Узел MYLN

Для записи значения следует выделить атрибут данных MYDA и нажать кнопку Write.

В открывшемся окне ввести новое значение и нажать Write.

Graphic
Окно записи MYDA

Введенное значение будет записано.

Graphic
Запись MYDA

Для того, чтобы прочитать значение, нужно выделить атрибут данных MYDA и нажать кнопку Read.

Значение MYDA будет прочитано.

Graphic
Чтение MYDA
Graphic
Успешная запись MYDA в сервере

Программа IEDScout позволяет экспортировать конфигурацию сервера в файл с расширением .cid для последующего импортирования в программе клиента (см. раздел).

Для экспорта следует нажать кнопку Save SCL. При сохранении следует указать тип файла *.cid.

Graphic
Сохранение конфигурации сервера

Обмен данными с клиентом Multi-Protocol MasterOPC Server

Здесь в качестве клиента для настроенного сервера используется программа Multi-ProtocolMasterOPC Server.

Для обмена данными с Multi-ProtocolMasterOPC Server следует:

  1. Запустить программу с настроенным сервером на ПЛК210.

  2. Запустить Multi-ProtocolMasterOPC Server, добавить протокол IEC61850CLIENT, добавить в протокол устройство IEC61850CLIENT.

  3. Задать IP-адрес и порт сервера в настройках узла iec61850client, включить использование атрибутов q и t.

    Graphic
    Настройка iec61850client

  4. В узле iec61850client выбрать команду Добавить – Теги протокола (импорт).

  5. В новом окне установить соединение с сервером и выбрать необходимые для импорта узлы.

    Graphic
    Импорт тегов сервера

  6. Нажать Готово. Модель данных сервера отобразится в дереве программы.

    Graphic
    Модель данных устройства 61850

  7. Для того, чтобы посылать команду ТУ, задать для атрибута CSWI$Pos$SBOw$ctlVal тип доступа только запись.

    Graphic
    Настройка атрибута ТУ

  8. Для того, чтобы читать и записывать атрибут MYDA, задать для него тип доступа чтение/запись.

    Graphic
    Настройка атрибута MYDA

  9. Запустить OPC-сервер.

  10. Корректная передача измеряемой величины MV и состояния SPS показана на рисунках ниже.

    Graphic
    Успешный обмен. Сервер
    Graphic
    Успешный обмен (MV). Клиент
    Graphic
    Успешный обмен (SPS). Клиент

  11. Чтобы передать команду управления, следует записать true в атрибут CSWI$Pos$SBOw$ctlVal.

    Graphic
    Команда ТУ. Клиент
    Graphic
    Команда ТУ. Сервер

  12. Задать новое значение для атрибута MYDA.

    Graphic
    Чтение/запись MYDA. Клиент
    Graphic
    Чтение/запись MYDA. Сервер

Пример настройки обмена по протоколу МЭК 61850 в режиме клиента

Данный пример доступен для скачивания на сайте. Пароль для доступа к отладчику – 1.

Для настройки обмена по протоколу МЭК 61850 MMS в режиме клиента следует:

  1. Добавить на любую страницу места работы Фон блок IEC61850cli.

    Graphic
    Блок IEC61850cli

  2. Для функционирования протокола импортировать абстрактную модель данных сервера в узел блока IEC61850cli в дереве проекта.

    Для этого нужно нажать правой кнопкой мыши на экземпляр блока IEC61850cli в дереве проекта и в выпадающем меню выбрать команду Импорт.

    Graphic
    Импорт конфигурации сервера

  3. В появившемся окне выбрать необходимый файл с расширением *.cid.

    Graphic
    Файл *.cid

  4. В качестве сервера здесь используется ПЛК210, настроенный в разделе. Необходимо импортировать его конфигурацию (пример сохранения конфигурации сервера описан в разделе).

    Модель данных сервера отобразится в дереве проекта.

    Graphic
    Успешный импорт конфигурации сервера

  5. В узле IED01 задать IP-адрес и порт сервера.

    Graphic
    Настройка IED01

  6. В узле управления отчетом urcbDS01 установить свойство МЭК61850: включить отчет.

    Установленные ранее условия передачи отчета также активировались. Здесь можно добавить другие причины или убрать установленные.

    Graphic
    Настройка IED01

  7. Для получения данных протокола в проекте следует связать его атрибуты с входами/выходами блоков в проекте.

    Для передачи контролируемых объектов используется вспомогательный блок IEC61850CmdCSWI. Для его подключения следует добавить блоку IEC61850cli коннектор bo.

    Graphic
    Подключение блока IEC61850CmdCSWI

  8. Для того, чтобы указать, к какому объекту данных относится данный блок выполнения команды, следует найти в дереве проекта в узле CSWI0 атрибут IED01Device0/CSWI0.Pos. Зажать Ctrl и перетащить на атрибут выход блока ref. В появившемся меню выбрать команду Назначить.

    Graphic
    Подключение DO к IEC61850CmdCSWI

  9. Чтобы получать в программе значение измеряемой величины, нужно создать блок TransFlt из библиотеки paCore.

    Примечание
    Если необходимо получать объекты данных с отчетом, то связывать с блоками в программе следует именно объекты данных в отчете (в примере в узле DS0). Если необходимо периодически считывать данные и производить запись по изменению, то блоки программы следует соединять с объектами в дереве модели данных.

  10. С помощью команды Назначить связать атрибут IED01Device0/MVLN0.MV.mag.f с входом блока TransFlt. Аналогично связать вход блока TransBit из библиотеки paCore c атрибутом IED01Device0/SPSLN0.SPS.stVal.

    Graphic
    Подключение данных отчета к блокам в проекте

  11. Для расшифровки метки качества использовать вспомогательный блок IEC61850TransQuality.

    Graphic
    Подключение метки качества к IEC61850TransQuality

  12. Для чтения/записи атрибута данных MYDA нужно подключить его к блоку TransInt32 из библиотеки paCore, как показано на рисунке ниже.

    Graphic
    Подключение клиента к серверу

  13. Запустить проекты на обоих контроллерах.

    Если подключение к серверу IED01 прошло успешно, то на выходе dsts блока IEC61850cli появится 1.

    Graphic
    Подключение MYDA к TransInt32

Успешная передача отчета показана на рисунках ниже.

Graphic
Успешный обмен. Сервер
Graphic
Успешный обмен. Клиент

Для отправки команды CSWI следует подать 1 на вход in блока IEC61850CmdCSWI, затем подать 1 на вход select, так как в сервере настроена модель управления с предварительных выбором, и затем подать 1 на вход execute.

Graphic
Команда ТУ. Клиент
Graphic
Команда ТУ. Сервер

Затем можно установить новое значение MYDA.

Частота чтения объектов данных задается свойством МЭК61850: Период опроса входов узла IED01.

Запись происходит по изменению значения.

Graphic
Изменение атрибута MYDA. Клиент
Graphic
Изменение атрибута MYDA. Сервер

Диагностика обмена

Диагностика обмена сервера IEC61850srv

Для получения диагностических сообщений сервера IEC61850srv следует запустить программу через консоль.

Типы выводимых диагностических сообщений задаются битами 8…15 на входе ctl.

Бит 8 отвечает за сообщения высокого приоритета (например, ошибка подключения к устройству), а бит 15 за сообщения низкого приоритета (например, содержание буферов приема/передачи).

Для включения вывода всех сообщений следует подать на вход 0xFF00.

Graphic
Включение вывода всех диагностических сообщений сервера
Graphic
Вывод диагностических сообщений в консоль IEC61850srv
Примечание
Если на входе ctl блока IEC61850srv задать 0, то в консоль будут выводиться диагностические сообщения с типом 1.

Диагностика обмена клиента IEC61850cli

Для того, чтобы получать диагностические сообщения IEC61850cli, следует запустить программу через консоль.

Типы выводимых диагностических сообщений задаются битами 8…15 на входе ctl.

Бит 8 отвечает за сообщения высокого приоритета (например, ошибка подключения к устройству), а бит 15 за сообщения низкого приоритета (например, содержание буферов приема/передачи).

Таким образом, включается вывод диагностических сообщений самого клиента IEC61850cli.

Graphic
Включение вывода всех диагностических сообщений клиента

Чтобы включить диагностику для каждого подключенного сервера IED, следует выполнить действия:

  1. Добавить и установить в корневом узле IED свойство Переменные.

    Graphic
    Узел IED. Свойство переменные

  2. В появившийся раздел выходы добавить выход блока TransUInt32 из библиотеки paCore. Для этого следует перетащить выход блока с зажатым Ctrl на узел IED и в выпадающем меню выбрать Добавить.

    Graphic
    Узел IED. Добавление выхода TransUInt32

  3. Добавить выходу TransUInt32 свойство Полный алиас со значением Control.

    Graphic
    Свойство Полный алиас выхода TransUInt32

    Если задать 1 на входе TransUInt32, в консоль будут выводиться сообщения для данного устройства 61850.

Graphic
Вывод диагностических сообщений в консоль IEC61850cli
Примечание
Если задать 0 на входе ctl блока IEC61850cli, то в консоль будут выводиться диагностические сообщения с типом 1.

Поддерживаемые сервисы ACSI

Поддерживаемые сервисы ACSI

Сервис

Поддержка в paIEC850

Модель SERVER (сервер)

GetServerDirectory

Да

Модель ASSOCIATION (ассоциация)

Associate

Да

Abort

Да

Release

Да

Модель LOGICAL-DEVICE (логическое устройство)

GetLogicalDeviceDirectory

Да

Модель LOGICAL-NODE (логический узел)

GetLogicalNodeDirectory

Да

GetAIIDataValues

Да

Модель DATA (данные)

GetDataValues

Да

SetDataValues

Да

GetDataDefinition

Да

GetDataDirectory

Да

Модель DATA-SET (набор данных)

GetDataSetValues

Да

SetDataSetValues

Да

CreateDataSet

Нет

DeleteDataSet

Нет

GetDataSetDirectory

Да

Модель подстановки

SetDataValues

Да

GetDataValues

Да

Модель SETTING-GROUP-CONTROL-BLOCK (блок управления группой настроек)

SelectActiveSG

Нет

SelectEditSG

Нет

SetSGValues

Нет

ConfirmEditSGValues

Нет

GetSGValues

Нет

GetSGCBValues

Нет

Модель REPORT-CONTROL-BLOCK (блок управления генерацией отчетов) и модель LOG-CONTROL-BLOCK (блок управления журналом)
BUFFERED-REPORT-CONTROL-BLOCK (блок управления буферированным отчетом)

Report

Да

GetBRCBValues

Да

SetBRCBValues

Да

UNBUFFERED-REPORT-CONTROL-BLOCK (блок управления небуферированнным отчетом)

Report

Да

GetURCBValues

Да

SetURCBValues

Да

LOG-CONTROL-BLOCK (блок управления журналом)

GetLCBValues

Нет

SetLCBValues

Нет

QueryLogByTime

Нет

QueryLogAfter

Нет

GetLogStatusValues

Нет

Модель общих событий подстанции – GSE
GOOSE

SendGOOSEMessage

Нет

GetGoReference

Нет

GetGOOSEElementNumber

Нет

GetGoCBValues

Нет

SetGoCBValues

Нет

GSSE

SendGSSEMessage

Нет

GetGsReference

Нет

GetGSSEDataOffset

Нет

GetGsCBValues

Нет

SetGsCBValues

Нет

Модель передачи выборочных значений
MULTICAST-SAMPLE-VALUE-CONTROL-BLOCK (блок управления многоадресным выборочным значением)

SendMSVMessage

Нет

GetMSVCBValues

Нет

SetMSVCBValues

Нет

UNICAST-SAMPLED-VALUE-CONTROL-BLOCK (6noк управления одноадресным выборочным значением)

SendUSVMessage

Нет

GetUSVCBValues

Нет

SetUSVCBValues

Нет

Модель управления

Select

Да

SelectWithValue

Да

Cancel

Да

Operate

Да

CommandTermination

Да

TimeActivatedOperate

Нет

Время и временная синхронизация

TimeSynchronization

Да

Модель передачи FILE (файла)

GetFile

Нет

SetFile

Нет

DeleteFile

Нет

GetFileAttributeValues

Нет

Функциональные ограничения (Functional Constraints)

Функциональные ограничения (Functional Constraints)

Обозначение

Название

Разрешенные сервисы протокола

ST

Информация о состоянии

Атрибут данных DA должен предоставлять информацию о состоянии в значениях, которые могут быть считаны, включены в отчет, но не могут быть записаны

MX

Измеряемая величина

Атрибут данных DA должен предоставлять информацию об измеряемой величине, значение которой может быть считано, включено в отчет, но не может быть записано

CO

Управление

Атрибут данных DA должен предоставлять информацию управления, значением которой можно оперировать (модель управления) и которое можно считывать

SP

Уставка

Атрибут данных DA должен предоставлять информацию уставки, значением которой можно управлять (модель управления) и которое можно считывать

SV

Подстановка

Атрибут данных DA должен предоставлять информацию подстановки, значение которой можно записывать и считывать

CF

Конфигурация

Атрибут данных DA должен предоставлять информацию конфигурации, значение которой можно записывать и считывать

DC

Описание

Атрибут данных DA должен предоставлять информацию описания, значение которой можно записывать и считывать

SG

Группа настроек

Логические устройства, реализующие класс SGCB, поддерживают сгруппированное множество значений атрибутов DA с FC = SG, и только одно текущее значение в каждой группе для каждого атрибута должно быть активным

SE

Редактируемая группа настроек

Атрибут данных DA, который может быть изменен сервисами SGCB

EX

Расширенное определение

Атрибут данных DA должен предоставлять информацию по расширению, обеспечивающую ссылку на пространство имен