МЭК 61850: справочник разработчика
МЭК 61850 — стандарт цифровой подстанции. Он описывает не только обмен данными, но и то, как устройство рассказывает о себе: какие у него функции, какие измерения, какие сигналы защиты и что из этого можно читать, а что — переключать. Поэтому к нему нельзя подойти так же, как к обычному протоколу опроса: сначала разбираются с моделью данных, и только потом — с тем, по каким каналам она передаётся.
Этот раздел — практическое введение для тех, кто интегрирует устройства цифровой подстанции: как устроены имена сигналов, чем отличается обмен по MMS от GOOSE и Sampled Values, откуда берутся файлы конфигурации и почему их нельзя править «на коленке».
Три слоя стандарта
Стандарт удобно держать в голове как три независимых слоя, и почти все недоразумения возникают из-за их смешения.
- Модель данных — что у устройства есть. Логические узлы, объекты данных и атрибуты со строго заданными именами: измерение фазного напряжения называется одинаково у любого производителя.
- Услуги (ACSI) — что с этим можно делать: прочитать, записать, подписаться на отчёт, выполнить команду, скачать файл. Услуги описаны абстрактно, без привязки к сети.
- Отображение на сеть — как услуги превращаются в байты. Часть 8-1 отображает их на MMS поверх TCP/IP, GOOSE и Sampled Values идут прямо в Ethernet, минуя IP.
Отсюда практическое следствие: одно и то же устройство одновременно участвует в трёх разных обменах — клиент-серверном по MMS, широковещательном GOOSE между устройствами и потоке мгновенных значений SV. Это три разных механизма с разными требованиями к сети, и диагностируются они по отдельности.
Что входит в семейство
| Часть | О чём |
|---|---|
| 61850-6 | Язык описания конфигурации SCL — файлы ICD, CID, SCD в формате XML |
| 61850-7-2 | Абстрактный интерфейс услуг ACSI: ассоциации, чтение, отчёты, управление, журналы |
| 61850-7-3 | Общие классы данных: измерение, состояние, команда и их атрибуты |
| 61850-7-4 | Классы логических узлов: что называется MMXU, XCBR, PTOC и что в них лежит |
| 61850-8-1 | Отображение на MMS (клиент-серверный обмен) и на GOOSE |
| 61850-9-2 | Передача мгновенных значений тока и напряжения — Sampled Values |
| 61850-90-5 | Передача синхронизированных векторных измерений |
Разделы справочника
- Модель данных: логические узлы и объекты — как читается имя сигнала, что такое MMXU, XCBR и CSWI, функциональные связи и общие классы данных.
- Обмен по MMS: чтение, отчёты и управление — ассоциация, наборы данных, буферизуемые и небуферизуемые отчёты, триггеры, схемы управления коммутационным аппаратом.
- GOOSE и Sampled Values — обмен между устройствами в обход IP, счётчики stNum и sqNum, повторные передачи, требования к сети и синхронизации времени.
- Файлы конфигурации: ICD, CID, SCD — кто какой файл выпускает, что внутри и почему проект собирается именно из них.
Редакции стандарта
Встречаются устройства трёх поколений: Edition 1, Edition 2 и Edition 2.1. Разница для интегратора не в «новых возможностях», а в совместимости файлов конфигурации и в деталях поведения: во второй редакции появились признак моделирования данных, уточнённые правила тестового режима и расширенный набор логических узлов. Инструмент конфигурирования, рассчитанный на одну редакцию, не всегда переварит файл другой — на это уходит заметная часть времени при сборке проекта из устройств разных производителей и лет выпуска.
Как это связано с нашим оборудованием и ПО
МЭК 61850-8-1 входит в список протоколов, поддерживаемых контроллерами ТК16L и устройствами серии E-422; способ реализации и лицензирование под конкретный проект уточняются в технической поддержке. В проектах это обычно клиент-серверный обмен по MMS: контроллер получает данные от устройств подстанции и передаёт их дальше на верхний уровень вместе с остальной телеметрией объекта.
С чего начать
Порядок, экономящий больше всего времени: получить от производителя файл описания устройства, открыть его и найти нужные сигналы по именам — до всякого подключения по сети. Затем поднять клиент-серверное соединение, прочитать те же сигналы вживую и сверить значения. И только после этого браться за отчёты, а затем за GOOSE: они требуют уже не только правильных имён, но и правильно настроенной сети.