IEC 60870-6

IEC 60870 Teil 6 in Elektrotechnik und Netzsystemautomatisierung, ist eines der IEC 60870 Satz von Standards, die Systeme definieren, die für Telecontrol verwendet werden (Überwachungssteuerung und Datenerfassung) in Elektrotechnik und Netzsystemautomatisierung Anwendungen. Das IEC Technischer Ausschuss 57 (Arbeitsgruppe 03) haben Teil 6 entwickelt, um ein Kommunikationsprofil für das Senden grundlegender Telecontrol-Nachrichten zwischen zwei Systemen bereitzustellen, die mit ISO-Standards und ITU-T-Empfehlungen kompatibel sind.

Verwandte Standards

Diese Standards umfassen:

  • IEC 60870-6-1 Anwendungskontext und Organisation von Standards
  • IEC 60870-6-2 Nutzung grundlegender Standards (OSI-Schichten 1–3)
  • IEC 60870-6-501 Tase.1 Service Definitionen
  • IEC 60870-6-502 Tase.1 Protokolldefinitionen
  • IEC 60870-6-503 Tase.2 Services und Protokoll
  • IEC 60870-6-504 TASE.1 Benutzerkonventionen
  • EC TR 60870-6-505 TASE.2 Benutzerhandbuch
  • IEC 60870-6-601 Funktionsprofil für die Bereitstellung des verbindungsorientierten Transportdienstes in einem Endsystem, das durch permanentes Zugriff auf ein Paket-Switched Data Network verbunden ist
  • IEC 60870-6-602 TASE-Transportprofile
  • IEC 60870-6-701 Funktionsprofil zur Bereitstellung des TASE.1-Anwendungsdienstes im Endsystem
  • IEC 60870-6-702 Funktionsprofil zur Bereitstellung des TASE.2-Anwendungsdienstes im Endsystem
  • IEC 60870-6-802 TASE.2 Objektmodelle

Nationale Netzwerke

Ein typisches nationales Machtnetz umfasst eine Hierarchie von Kontrollzentren, um die Erzeugung, Übertragung und Verteilung der Macht im gesamten Netz zu verwalten:

  • Ein oder mehrere Systemkontrollzentren, die für die Planung der Stromerzeugung verantwortlich sind, um die Kundennachfrage zu befriedigen und wichtige Netzwerkausfälle und -fehler zu verwalten.
  • Generationskontrollzentren, die für die Verwaltung des Betriebs von Pflanzen (Kohlefeuer, Erdgas, Kern, Solar, Wind usw.) und zur Einstellung des gemäß den Anforderungen des Systemkontrollzentrums erzeugten Stroms verantwortlich sind.
  • Übertragungskontrollzentren, verantwortlich für die Übertragung von Strom von Generierstationen auf Netzwerkverteiler.
  • Verteilungskontrollzentren, verantwortlich für die Verteilung der Stromversorgung der Übertragungsnetzwerke an einzelne Verbraucher.

Vor der Entwicklung von Elektronik- und Telekommunikationsnetzwerken wurden alle Koordination zwischen Kontrollzentren telefonisch durchgeführt. Die Entwicklung von SCADA (Überwachungssteuerung und Datenerfassung) Systeme ermöglichten eine Fernbedienung und Überwachung von Elektroanlagen aus zentralisierten Kontrollzentren.

Zunächst entwickelten einzelne SCADA -Hersteller ihre eigenen proprietären "geschlossenen" Protokolle für die Kommunikation von einem Kontrollzentrum zu elektrischen Geräten vor Ort. Darauf folgten die Entwicklung von "offenen" Branchenstandardprotokollen wie z. DNP3 und IEC 61850. Keines dieser Kommunikationsprotokolle war jedoch für die Anforderungen der Kommunikation geeignet zwischen Kontrollzentren. Um diese besonderen Anforderungen für Kommunikation und Koordination zwischen Kontrollzentren zu erfüllen, die die IEC entwickelte IEC 60870 Set von Standards.

Kommunikationsprotokoll des Inter-Kontroll-Zentrums

Das Kommunikationsprotokoll des Inter-Kontroll-Zentrums (ICCP oder IEC 60870-6/Tase.2)[1] wird von Versorgungsorganisationen auf der ganzen Welt spezifiziert, um einen Datenaustausch über bereitzustellen Weite Flächennetzwerke (WANs) zwischen Versorgungskontrollzentren, Versorgungsunternehmen, Strompools, regionalen Kontrollzentren und Nicht-Utilitätsgeneratoren. ICCP ist auch ein internationaler Standard: Internationale Elektrotechnische Kommission (IEC) Telecontrol Application Service Element 2 (Tase.2).

Hintergrund

Der Echtzeitdatenaustausch zwischen den Utilität ist für den Betrieb von miteinander verbundenen Systemen in den meisten Teilen der Welt von entscheidender Bedeutung geworden. Zum Beispiel hat die Entwicklung der Strommärkte die Verwaltung von Stromnetzwerken durch eine funktionelle Hierarchie, die über Grenzen von kommerziellen Einheiten aufgeteilt wird. Auf der obersten Ebene befindet sich in der Regel ein Systembetreiber mit Koordinationsverantwortung für den Versand und die Gesamtsystemsicherheit. Darunter finden Sie regionale Übertragungsunternehmen, die Vertriebsunternehmen zusammenschließen und Unternehmen generieren. In kontinentalen Stromversorgungssystemen gibt es jetzt eine beträchtliche Verbindung über internationale Grenzen hinweg. ICCP ermöglicht den Austausch von Echtzeit- und historischen Stromversorgungsinformationen, einschließlich Status- und Kontrolldaten, gemessenen Werten, Planungsdaten, Energie -Buchhaltungsdaten und Bedienungsnachrichten.

Historisch gesehen gab es Vertrauen auf benutzerdefinierte oder proprietäre Verbindungen und Protokolle Echtzeitdaten zwischen Systemen austauschen. ICCP begann als Anstrengung, einen internationalen Standard für den Echtzeit-Datenaustausch innerhalb der Strombranche für die Stromversorgung zu entwickeln. Eine Arbeitsgruppe wurde 1991 gegründet, um einen Protokollstandard zu entwickeln, einen Prototyp zu entwickeln, um die Spezifikation zu testen, die Spezifikation an die IEC für die Standardisierung zu übermitteln und Interoperabilitätstests zwischen den Entwicklungsanbietern durchzuführen. Der anfängliche Treiber sollte den europäischen gemeinsamen Marktanforderungen im Jahr 1992 erfüllen. Die offizielle Bezeichnung des ersten Protokolls war TASE.1 (Telecontrol Application Service Element 1).[2] Die zweite Protokoll -Tase.2 [3] nutzen Fertigungsnachrichtenspezifikation (MMS) scheint die Version zu sein, die am beliebtesten geworden ist.

In den USA werden ICCP -Netzwerke weit verbreitet, um Gruppen von Versorgungsunternehmen zusammenzubinden, in der Regel ein regionaler Systembetreiber mit Übertragungsdienstprogrammen, Distributions -Dienstprogrammen und Generatoren. Regionale Betreiber können auch mit der Koordinierung des Imports und des Stromverbrauchs zwischen den Regionen über wichtige Wechselbindungen verbunden sein.

ICCP -Funktionalität

Grundlegende ICCP -Funktionen werden als „Konformitätsblöcke“ angegeben, die unten aufgeführt sind. Die Objekte, die zur Übermittlung der Daten verwendet werden, werden in verschiedenen Teilen von IEC 60870-6 definiert.

Beispiele für Daten blockieren:

  1. Periodische Systemdaten: Statuspunkte, Analogpunkte, Qualitätsflaggen, Zeitstempel, Wertveränderung, Schutzereignisse. Assoziationsobjekte zur Steuerung der ICCP -Sitzungen.
  2. Erweiterte Datensatzbedingungsüberwachung: Berichtet nach Ausnahmemittelungen für die Datentypen, die Block 1 regelmäßig übertragen können.
  3. Blockdatenübertragung: Bietet einen Mittel zur Übertragung von Datentypen Block 1 und Block 2 als Blocktransfers anstelle von Punkt zu Punkt. In einigen Situationen kann dies die Bandbreitenanforderungen verringern.
  4. Informationsnachrichten: Einfacher Text und binäre Dateien.
  5. Gerätesteuerung: Gerätesteuerungsanforderungen: Ein/Aus-, Ausflug/Schließen, Erhöhung/niedrigere usw. und digitale Sollwerte. Beinhaltet Mechanismen für ineinandergreifende Steuerelemente und ausgewählte vorgefertigt.
  6. Programmsteuerung: Ermöglicht einem ICCP -Client, Remote -Steuerungsprogramme auf einem ICCP -Server auszuführen.
  7. Ereignisberichterstattung: Erweiterte Berichterstattung an einen Client von Fehlerbedingungen und Änderungen des Gerätezustands auf einem Server.
  8. Zusätzliche Benutzerobjekte: Planung, Buchhaltung, Ausfall und Anlageninformationen.
  9. Zeitreihendaten: Ermöglicht einem Client, einen Bericht von einem Server mit historischen Zeitreihendaten zwischen Start und Enddatum anzufordern.

Protokollarchitektur

ICCP basiert auf Client / Server -Prinzipien. Datenübertragungen ergeben sich aus einer Anforderung eines Kontrollzentrums (Client) zu einem anderen Steuerzentrum (Server). Kontrollzentren können sowohl Clients als auch Server sein. ICCP arbeitet am Anwendungsschicht im OSI -Modell. Als solche werden alle physischen Schnittstellen unterstützt, dass Transport- und Netzwerkdienste, die zu diesem Modell passen, unterstützt werden. TCP/IP Über Ethernet (802.3) scheint am häufigsten zu sein. ICCP kann über eine einzige Punkt-zu-Punkt-Verbindung zwischen zwei Kontrollzentren arbeiten. Der allgemeinere Fall gilt jedoch für viele Kontrollzentren und ein Routed Wide Area -Netzwerk. Die logischen Verbindungen oder „Assoziationen“ zwischen Kontrollzentren sind völlig allgemein. Ein Client kann Assoziationen mit mehr als einem Server festlegen, und ein Client kann mehr als eine Verbindung mit demselben Server festlegen. Mehrere Assoziationen mit demselben Server können auf unterschiedlichen Servicequalitätsniveaus festgelegt werden, sodass Echtzeitdaten mit hoher Priorität nicht durch niedrigere Prioritäts- oder Nicht -Echtzeit -Datenübertragungen verzögert werden.

Zugangskontrolle

ICCP liefert nicht Authentifizierung oder Verschlüsselung. Diese Dienste werden normalerweise durch niedrigere Protokollschichten bereitgestellt. ICCP verwendet "bilaterale Tabellen", um den Zugriff zu steuern. Eine bilaterale Tabelle repräsentiert die Übereinstimmung zwischen zwei mit einer ICCP -Verbindung verbundenen Kontrollzentren. Die Vereinbarung identifiziert Datenelemente und Objekte, auf die über die Verbindung und die zulässige Ebene des Zugriffs zugegriffen werden können. Sobald eine ICCP -Verbindung hergestellt ist, bieten der Inhalt der bilateralen Tabellen auf dem Server und des Clients die vollständige Kontrolle über das, was für jede Partei zugänglich ist. Es müssen Einträge in den Server- und Client -Tabellen übereinstimmen, um Zugriff auf Daten und Objekte zu gewährleisten.

Interoperabilität

Die breite Akzeptanz von ICCP durch die Versorgungsbranche hat dazu geführt, dass mehrere ICCP -Produkte auf dem Markt sind. Obwohl die Interoperabilität nicht als Fläche mit hohem Risiko angesehen wird, ist der Standard so, dass eine Implementierung nicht alle Konformitätsblöcke unterstützen muss, um die Einhaltung des Standards zu beanspruchen. Eine minimale Implementierung erfordert nur Block 1. Nur die für die Erforderlichkeit erforderlichen Blöcke müssen implementiert werden. Es ist auch nicht erforderlich, alle im Standard definierten Objekte für einen bestimmten Block zu unterstützen. Umfangreiche Interoperabilitätstests zwischen Produkten einiger der Hauptanbieter waren ein Merkmal der ICCP -Protokollentwicklung. Unabhängige Berichte sind verfügbar, da zweifellos Berichte von Anbietern sind. Ein ICCP -Käufer muss die Funktionalität definieren, die in Bezug auf die erforderlichen Konformitätsblöcke und die Objekte in diesen Blöcken erforderlich sind. Anwendungsprofile für den ICCP -Client und Server müssen übereinstimmen, wenn der Link erfolgreich arbeiten soll.

Produktunterscheidung

ICCP ist ein Echtzeit -Datenaustauschprotokoll, das Funktionen für Datenübertragung, Überwachung und Steuerung bietet. Für einen vollständigen ICCP -Link muss die Link verwaltet und konfigurieren und deren Leistung überwacht werden. Der ICCP -Standard gibt keine Schnittstelle oder Anforderungen für diese Funktionen an, die erforderlich sind, jedoch die Interoperabilität jedoch nicht beeinflussen. In ähnlicher Weise Failover- und Redundanzschemata und die Art und Weise der Art und Weise Scada Antworten auf ICCP -Anforderungen ist kein Protokollproblem, weshalb dies nicht angegeben ist. Diese nicht -Protokollspezifischen Merkmale werden im Standard als „lokale Implementierungsprobleme“ bezeichnet. ICCP -Implementierer können diese Probleme auf andere Weise behandeln, die sie wünschen. Lokale Implementierung ist das Mittel, das Entwickler ihr Produkt auf dem Markt mit Mehrwert unterscheiden müssen. Zusätzliches Geld, das für ein Produkt mit gut entwickelten Wartungs- und diagnostischen Tools ausgegeben wird, kann während der Lebensdauer des Produkts ein Vielfaches gespart werden, wenn erwartet wird, dass die Verwendung der ICCP-Verbindung wächst und sich verändert.

Produktkonfigurationen

Kommerzielle ICCP -Produkte sind im Allgemeinen für eine von drei Konfigurationen erhältlich:

  1. Als natives Protokoll, eingebettet in den SCADA -Wirt.
  2. Als vernetzter Server.
  3. Als Gateway -Prozessor.

Als eingebettetes Protokoll sind die ICCP -Management -Tools und -Zusammenstellungen Teil der vollständigen Werkzeuge für die SCADA. Diese Konfiguration bietet aufgrund des direkten Zugriffs auf die SCADA -Datenbank eine maximale Leistung, ohne dass eine intervenierende Pufferung erforderlich ist. Dieser Ansatz ist möglicherweise nicht als Ergänzung zu einem Legacy -System verfügbar. Die ICCP -Anwendung kann auf nur auf die SCADA -Umgebung zugreifen, in der sie eingebettet ist.

Ein vernetzter Server, der das Networking der Branchenstandard für den SCADA -Host verwendet, kann die Leistung einer eingebetteten ICCP -Anwendung bieten. Auf der Seite der Anwendungsschnittstelle ist die ICCP nicht auf die SCADA -Umgebung beschränkt, sondern für andere Systeme wie einen separaten Datenhistoriker oder andere Datenbanken. Die Sicherheit kann einfacher mit dem von den operativen Echtzeitsystemen getrennten ICCP -Server zu verwalten sein. Der Gateway -Prozessoransatz ähnelt dem vernetzten Server, außer dass er für Legacy -Systeme mit minimaler Kommunikationsnetzwerkfähigkeit bestimmt ist, und hat daher die niedrigste Leistung. In der minimalsten Situation kann das ICCP -Gateway mit dem SCADA -Host über einen seriellen Port auf ähnliche Weise wie das SCADA -RTUs kommunizieren.

Siehe auch

Verweise

  1. ^ "Archivierte Kopie". Archiviert von das Original Am 2011-08-18. Abgerufen 2011-09-06.{{}}: CS1 Wartung: Archiviertes Kopie als Titel (Link)
  2. ^ http://webstore.iec.ch/preview/info_iec60870-6-501%7bed1.0%7db.pdf[Bare URL PDF]
  3. ^ http://webstore.iec.ch/preview/info_iec60870-6-503%7bed3.0%7DB.Pdf[Bare URL PDF]

Externe Links