• certificado de metal: sobre o centro. Comissão Eletrotécnica Internacional (IEC) O que significa IEC
4. Comissão Eletrotécnica Internacional IEC (Comissão Eletrotécnica Internacional iec)
Metas, objetivos e objetos da padronização IEC
O maior parceiro de padronização da ISO é a Comissão Eletrotécnica Internacional (IEC, IEC). O início da cooperação no campo da engenharia elétrica remonta a 1881, quando ocorreu o 1º Congresso Internacional de Eletricidade.
Em 15 de setembro de 1904, os delegados do congresso realizado em St. Louis (EUA) decidiram criar uma organização especial para a padronização de terminologia e parâmetros de máquinas elétricas.
Em junho de 1906 em Londres (Inglaterra) ocorreu a abertura oficial da sede da organização com a participação de representantes de 13 países do mundo.
Em 1914, foram formados quatro comitês técnicos que tratavam da terminologia, designação e avaliação dos parâmetros das máquinas elétricas.
Atividade A IEC visa a padronização no campo da engenharia elétrica, eletrônica e áreas afins da produção industrial.
O principal objetivo e tarefa A IEC deve promover a cooperação internacional em questões de padronização e unificação no campo da engenharia elétrica, eletrônica e áreas relacionadas à produção industrial por meio do desenvolvimento e implementação de padrões internacionais e documentos de padronização, incluindo o desenvolvimento e publicação de literatura técnica relevante.
Para a Principal objetos de padronização IEC incluem:
Materiais para a indústria elétrica (por exemplo, dielétricos, materiais magnéticos, etc.);
Equipamentos elétricos para uso industrial (por exemplo, máquinas de solda, equipamentos de iluminação, etc.);
Equipamentos de energia elétrica (por exemplo, turbinas a vapor e hidráulicas, geradores, transformadores, etc.);
Produtos da indústria eletrônica (por exemplo, circuitos integrados, microprocessadores, etc.);
Equipamentos eletrónicos para uso doméstico e industrial;
ferramentas elétricas;
Equipamentos para satélites de comunicação;
Terminologia.
A partir de 2012, a IEC inclui órgãos nacionais de normalização 82 países do mundo, incluindo 60 países - comitês membros.
Estrutura organizacional do IEC
A estrutura organizacional do IEC é mostrada na Figura 3.
Dentro da estrutura organizacional da IEC, o mais alto órgão de governo é Adendo IEC, composto por Comitês Nacionais de todos os países. As reuniões anuais do Conselho são realizadas alternadamente em diferentes países membros da CEI. As decisões no IEC são tomadas por maioria simples, mas o presidente tem voto de qualidade em caso de igualdade de distribuição de votos.
Órgão de Coordenação da IEC - Comitê de Ação , cuja principal tarefa é coordenar o trabalho dos comitês técnicos da organização. O Comitê de Ação determina as áreas prioritárias de trabalho no campo da normalização; desenvolve documentos metodológicos que fornecem trabalho técnico; participa na resolução de questões de cooperação com outras organizações internacionais e regionais, desempenha tarefas do Conselho IEC.
O Comitê de Ação está subordinado ao 5 comitês de assessoria técnica sobre aspectos de segurança:
- ASO S (AKOS) - para segurança;
- ASTE eu (ASTEL) – nas telecomunicações (telecomunicações);
-MAS C E C (OK) – de acordo com a compatibilidade eletromagnética;
-CISPR (CISPR) – comitê internacional ad hoc sobre interferência de rádio;
-UM MAR ( ACEA ) – sobre aspectos do meio ambiente;
- ASTA D (AKTAD) - para a transmissão e distribuição de eletricidade.
A atividade desses comitês consultivos visa encontrar proteção contra vários tipos de riscos (perigos), por exemplo, risco de incêndio, risco de explosão, risco elétrico, risco químico e biológico, risco de radiação do equipamento (som, infravermelho, ultravioleta, radiação, etc.) .). .).
UMA A PARTIR DE SO é responsável pela coordenação e gestão dos trabalhos no domínio da segurança dos equipamentos elétricos. O Comitê Consultivo é composto por membros indicados pelo Comitê de Ação e membros dos comitês técnicos relevantes.
ASTE eu supervisiona o trabalho dos comitês técnicos na área de telecomunicações, explica o escopo de suas atividades, faz recomendações sobre o desenvolvimento de novos padrões e sua aplicação. O comitê consultivo inclui presidentes e secretários de comitês técnicos que tratam de questões na área de telecomunicações. Este comitê troca informações entre o IEC e a União Internacional de Telecomunicações e coordena o trabalho de desenvolvimento de padrões e documentos internacionais para objetos de padronização semelhantes, a fim de evitar sua duplicação.
MAS C E C coordena os trabalhos das comissões técnicas na área de compatibilidade eletromagnética. O Comitê conta com a participação de membros individuais, membros CISPR e membros da TC 77 Compatibilidade Eletromagnética.
Voltar às atividades principais CISPR relacionar:
Proteção de equipamentos de rádio contra vários tipos de interferência de rádio;
Desenvolvimento de métodos de medição de radiointerferência e equipamentos relacionados;
Estabelecer as características de interferência de várias fontes e determinar seus valores limite (por exemplo, interferência de equipamentos de radiofrequência industriais, científicos e médicos, equipamentos de alta tensão, receptores de rádio, aparelhos elétricos etc.);
CISPR também participa no desenvolvimento de regulamentos de segurança em termos de requisitos para a supressão de interferências em equipamentos elétricos.
O comitê especial inclui representantes de comitês nacionais da IEC e outras organizações internacionais que lidam com os problemas de redução de interferência de rádio em vários tipos de produtos elétricos.
Nota - 8 subcomitês estão envolvidos no desenvolvimento de padrões internacionais e documentos normativos sobre padronização. CISPR , bem como organizações internacionais como a Organização Internacional de Rádio e Televisão, a União Internacional de Produtores e Distribuidores de Energia Elétrica, os Sindicatos Internacionais de Ferrovias e Transportes Públicos, etc.
ASTA D trata de questões relacionadas à transmissão e distribuição de energia elétrica, incl. identifica as necessidades do mercado para o desenvolvimento de novos padrões, identifica tecnologias que precisam de padronização e faz recomendações aos comitês técnicos da IEC para melhorar seu trabalho com as PMEs.
ACEA considera os aspectos relacionados à proteção ambiental, coordena e coordena as atividades dos comitês técnicos da IEC a fim de evitar a duplicação de seu trabalho em questões ambientais no desenvolvimento de padrões internacionais. Este comitê consultivo faz recomendações sobre a inclusão de requisitos ambientais nas normas que estão sendo desenvolvidas, e também trata de questões de rotulagem ambiental e declaração de produtos elétricos. UM MAR está atualizando o Guia IEC 109:2012 “Environmental Matters. Inclusão nas normas para produtos elétricos” e aconselha sobre sua aplicação.
Conselho O IEC está sujeito a 4 comitês de gestão:
- PACTO – Conselho Consultivo Presidencial sobre Tecnologias Futuras ( Presidente’ s consultivo Comitê sobre futuro tecnologia);
- MC - comissão de marketing Comitê de Marketing);
- CEP - comitê de política comercial Comitê de Política de Vendas);
- CDF - comissão de finanças comitê de finanças).
Comitês técnicos, subcomitês e grupos de trabalho estão diretamente envolvidos no desenvolvimento e adoção de padrões internacionais.
Em 2012, a IEC contava com 94 TCs e 80 computador. Mais de 10.000 especialistas estão envolvidos no desenvolvimento de padrões internacionais e outras publicações IEC.
Os idiomas oficiais para emissão de normas internacionais e documentos IEC são: inglês, francês e russo.
As normas IEC são numeradas de 60.000 a 79.999.
Exemplo Designações de padrões internacionais IEC:
O presente é um período de avanço no desenvolvimento de tecnologias digitais, juntamente com essa exceção, não há equipamentos elétricos, cujo trabalho os fabricantes estão constantemente tentando melhorar. Todos os novos desenvolvimentos devem atender ao padrão internacional de qualidade ISO, mas, no entanto, os fabricantes nacionais estavam interessados em seu próprio padrão de qualidade e este foi criado - trata-se da IEC 61850, que caracteriza os sistemas e redes de subestações elétricas.
História da IEC 61850
As tecnologias informáticas andam de mãos dadas com as redes elétricas, de cuja fiabilidade depende a sua eficácia adicional. Em 2003, o novo padrão doméstico em questão foi apresentado como uma necessidade da modernidade, embora sua conveniência tenha sido discutida nos distantes anos sessenta. A principal essência do padrão é o uso de protocolos especiais com os quais é possível gerenciar redes elétricas como tal. É devido à sua implementação que hoje é possível monitorizar o funcionamento contínuo de todas as redes elétricas.
A implementação da norma IEC 61850 na prática fez com que os desenvolvedores de equipamentos informáticos passassem a estar atentos não só à sua modernização, mas também a contribuir para a criação de sistemas que permitam identificar de forma rápida e eficiente possíveis problemas enfrentados pelo usuário final de equipamentos de informática.
Teste IEC 61850
O protocolo de padronização aplicado foi testado na década de oitenta. Em seguida, foram testadas modificações como IEC 61850-1, que se mostraram ineficazes. Nas extensões domésticas, o teste foi interrompido, mas na Europa Ocidental essa modificação foi tomada como base para a criação do protocolo UCA2, que se tornou muito popular nos anos noventa.
Como funciona a norma doméstica IEC 61850?
Vamos falar um pouco sobre o que realmente é a IEC 61850 e como ela funciona. As pessoas que começam a dominar o computador provavelmente não saberão o que é.
A essência principal do padrão é que um chip microprocessador é introduzido na subestação operada, o que faz com que a transmissão de dados sobre a saúde de todo o sistema para um ponto central, chamado de terminal, faça o gerenciamento da rede principal. Esta é uma conexão de alta velocidade. Em outras palavras, o chip é acoplado à LAN do tipo mais próximo.
O chamado DAS - sistema de coleta de informações opera com base na transmissão de 64 bits, utilizando um algoritmo específico de criptografia de dados. Durante os testes, verificou-se que essas condições de operação do sistema, em princípio, também são muito vulneráveis. Essa vulnerabilidade é global por natureza. Um colapso em um lugar desativa toda a linha, como nas tramas de thrillers americanos interessantes. Se as luzes se apagarem, então em todo o quarto de uma vez.
Graças ao protocolo padrão IEC 61850, é possível gerenciar redes de energia através de qualquer fonte externa, motivo pelo qual será discutido um pouco mais abaixo. Bem, agora vamos para os requisitos de sistema do protocolo IEC 61850.
Padrão de gerenciamento de rede elétrica doméstica - requisitos básicos do sistema
O protocolo em questão era amplamente aplicável em linhas telefônicas, ou seja, o sinal era transmitido através delas diretamente para a central. Hoje, os desenvolvimentos percorreram um longo caminho. Modelos modernos de chip transmitem dados independentemente dos provedores, que fornecem um serviço padrão para conexão a uma determinada linha de comunicação.
O chip embutido no sistema opera com base em um protocolo próprio, não estando vinculado ao padrão TCP/IP geralmente aceito. No entanto, esses não são todos os recursos do padrão de gerenciamento de rede doméstico.
Portanto, o padrão em si é o protocolo de transferência de dados que o chip usa, embora tenha uma conexão segura. Ou seja, pode se conectar livremente à Internet, comunicações móveis e outros tipos de transmissão de dados. O método específico de transferência de dados usado tornou-se mais procurado hoje do que nunca.
As configurações do protocolo de transferência de dados envolvem as configurações seguras dos servidores proxy.
Escopo da IEC 61850
Onde o padrão criado é aplicável na prática? Naturalmente, de acordo com os requisitos do GOST, não pode ser aplicado na prática em uma caixa de transformador convencional. Para fazer isso, pelo menos seria necessário garantir a presença de um sistema de entrada/saída do BIOS e comunicação para transferência de dados.
Mas se você usar um chip no centro do elemento de controle de uma rede comum, poderá obter acesso à funcionalidade de absolutamente todas as usinas incluídas na rede. Se você mostrar isso com um exemplo, a melhor opção é o fantástico filme "Earth's Core", no enredo em que o hacker consegue desativar todas as usinas responsáveis por alimentar o núcleo do planeta.
Muitos podem perguntar sobre o que é fantástico aqui. No entanto, foi precisamente nesta fantástica funcionalidade que os criadores da norma IEC 61850 estavam a pensar, embora quase ninguém esteja a falar diretamente sobre este tema. Mas o mecanismo primitivo de seu trabalho mostra exatamente esse modelo de ações. Graças à introdução de tal virtualização, seria possível evitar muitas catástrofes terrenas que a humanidade teve que enfrentar nos tempos modernos. Sim, pelo menos avalie a escala do desastre que ocorreu na usina nuclear de Chernobyl. Afinal, poderia ter sido evitado se a norma IEC 61850-1, ainda que primitiva, fosse introduzida no sistema naquela época.
As consequências do incidente acabaram sendo muito maiores do que o esperado. Hoje, poucas pessoas já se lembram da tragédia, mas ela ainda continua atuando, pois o período de decaimento do plutônio e do urânio não ocorre em várias décadas.
Mas a aplicação do padrão poderia ter evitado uma catástrofe se ele tivesse sido introduzido nos sistemas da estação a tempo.
Como os protocolos reais são modelados e transformados
Todas as redes são cabeadas. Mas os próprios fios de ferro não transmitem nenhum sinal. Para isso, são incorporados no sistema relés especiais que são capazes de receber informações e descriptografá-las. É assim que o padrão IEC 61850 funciona.
Receber um sinal é a ação mais simples. Mas é preciso muito esforço para decifrá-lo.
Ao usar o protocolo IEC 61850 na rede, sistemas como P3A, SCADA, chamados de sistemas de visualização, são usados para descriptografar os sinais. Eles usam meios com fio para ler os sinais recebidos, então os principais protocolos que determinam seu trabalho são MMS, GOOSE, que não têm nada a ver com tráfego móvel.
Primeiro vem o MMS, depois é a vez do GOOSE, que finalmente possibilita a exibição das informações graças ao P3A.
Configurações da Subestação - Vistas Principais
As subestações que operam com o protocolo considerado devem possuir um conjunto mínimo de elementos para transmissão de sinal. E isso nada mais é do que o uso de um dispositivo físico com módulos lógicos. Ou seja, o próprio dispositivo deve concentrar as informações em detrimento de um gateway ou algum intermediário que transmita os dados. Os chamados nós de redistribuição lógica de informações podem pertencer a uma determinada classe, podendo ser:
- sistemas de controle automatizados (A);
- sistemas de medição (M);
- controle telemétrico (C);
- configurações ou módulos de funcionalidade geral (G);
- arquivamento de dados ou facilidade de comunicação (I);
- segmentos do sistema (L);
- sensores (S);
- subestações transformadoras (T);
- equipamento de bloco de comunicação (X);
- proteção (P);
- rede de elementos de proteção (R)…
Ao implementar o protocolo IEC 61850, menos fios e cabos são aplicáveis ao criar linhas de rede, o que é uma vantagem aceitável de usá-lo. No entanto, apesar da possibilidade de descriptografia de dados e sua transmissão oportuna, na prática ainda não é possível ler todas as informações, mesmo usando aplicativos de software modernos. Os desenvolvedores da IEC 61850 acreditam que esta é uma tarefa temporária e urgente, cuja solução será encontrada em um futuro próximo.
Software de protocolo padrão
Apesar de alguma imperfeição na comparação do padrão IEC com aplicativos de software modernos, isso não é motivo para não usá-lo efetivamente em sistemas operacionais de qualquer tipo e até mesmo em dispositivos móveis, lembre-se. Por que usar o IEC? Sim, porque permite gastar muito menos tempo processando as informações recebidas do que sem elas. Estamos falando das informações mais simples das redes locais com sua posterior decodificação. Tais sistemas são amplamente aplicáveis e sua principal desvantagem é o alto custo, pois utilizam equipamentos P3A, ou seja, são considerados sistemas microprocessados.
Tudo o que foi dito acima é uma teoria sólida dos fatos, como tudo realmente funciona?
Testando a operação da IEC 61850 na prática
Vamos dar uma olhada mais de perto no princípio de operação da IEC usando um exemplo específico para finalmente entender o significado e a necessidade de sua aplicação.
Vamos tomar como base uma subestação de energia com alimentação trifásica e várias entradas de medição, por exemplo, duas. Deixe o nó lógico padrão ser chamado MMXU. Neste caso, estamos lidando com MMXU1 e MMXU2.
Cada um deles também pode incluir algum prefixo adicional. Os principais elementos que serão incluídos em cada um dos nós:
- operações de contagem realizadas (OpCnt);
- determinar a localização na rede - remota ou local (Loc);
- operador de rede (Pos);
- habilitar bloqueio (BlkCls);
- desativar o bloqueio (BlkOpn);
- operação de modo de comutação (CBOPCap).
Portanto, estamos lidando com um sistema de versão 7-3 modificado, cuja configuração possui vários recursos:
- a presença de um ponto de controle;
- limitações funcionais;
- definição estendida de parâmetros do sistema dotado.
O processo lógico de processamento da informação pelo sistema - recepção e decodificação - inclui componentes como qualidade (q), tempo (t) e propriedades (stVal). O resultado é uma conexão do tipo Ethernet que efetivamente utiliza os protocolos TCP, IP com a interpretação das informações em MMS, o que acaba por resultar na leitura das informações na forma de dados visualizados.
O protocolo padrão IEC 61850 é um modelo abstrato para o processamento e transmissão de informações como tal. Mas é ele quem é a base de todos os processos de transferência de informações que ocorrem na rede. E isso permitirá que os chips eletrônicos vejam todos os dispositivos das redes criadas e existentes, mesmo aqueles conectados ao sistema de economia de energia.
A teoria por trás da criação do protocolo é que o mecanismo utilizado pode ser convertido para qualquer tipo de dado eletrônico, se estivermos falando do padrão MMS e ISO 9506. Por que, então, na prática, estamos falando do novo padrão IEC ? Descobriu-se que é o IEC que reduz o tempo necessário para transferir e descriptografar quaisquer dados. Considerando que os métodos usuais são mais trabalhosos e de orçamento intensivo.
Verificação de dados - respostas a perguntas básicas
A utilização da norma IEC implica não só a recepção e transmissão de informação encriptada. Chips eletrônicos embutidos nas redes elétricas possibilitam a troca de dados de informação ao nível das subestações, e ao nível dos sistemas de controle central, e até mesmo entre si, se equipamentos adicionais especiais forem utilizados na rede.
Por exemplo, o chip lê dados sobre a peneira de tensão em uma determinada área. Com base nas informações recebidas, outras seções da rede desligam a energia ou tentam endireitar a tensão, usando reservas especiais para isso. O sucesso deste evento, no entanto, depende em grande parte do nível do pico de energia. Se o padrão for 220 Volts ou 230 Volts pelos padrões europeus, o limite permitido de alterações é 15% ou 5%, respectivamente. Agora fica claro por que equipamentos importados, com quedas de tensão insignificantes para nossos padrões, falham.
Naturalmente, o consumidor final de aparelhos elétricos não está protegido de tais incidentes, pois em quase todos os pátios é operada uma caixa de transformador da era soviética, que não tem nada a ver com chips e não pode ter.
Os varejistas domésticos de energia não podem aplicar amplamente o protocolo IEC 61850 doméstico existente, embora já exista devido a equipamentos imperfeitos de linhas de energia. Além disso, estamos falando não apenas da imperfeição dos equipamentos, mas também da possível falência deles ao introduzir um sistema que cortará a maior parte do consumo de produtos elétricos pela população. Essa é toda a desvantagem de introduzir e implementar o padrão na prática como tal.
Resumindo
Teoricamente, o próprio protocolo padrão doméstico é simples, mas na prática é muito complicado. Os problemas não estão na ausência do software perfeito necessário, mas no fato de que todo o sistema de energia operacional do país hoje funciona de acordo com os princípios da era soviética e não está adaptado a nenhuma mudança. Se você tiver que mudar alguma coisa em relação à onipresença da IEC, então absolutamente tudo e todos terão que mudar.
Além disso, soma-se a baixa qualificação das pessoas que atendem a todas as áreas de fornecimento de energia, por isso é muito cedo para dizer algo sobre a introdução generalizada da eletrônica. A mentalidade dos nossos eletricistas é resolver os problemas o mais tarde possível e com má qualidade, garantindo um fluxo de trabalho constante - hoje, amanhã, depois de amanhã ...
Se a norma IEC fosse aplicável na prática, a causa das avarias seria eliminada exatamente no ponto de avaria e todas as outras áreas permaneceriam viáveis. E assim todo o microdistrito ou cidade é desligado.
Para o usuário final de um recurso de energia, a IEC 61850 é uma fonte de alimentação ininterrupta. Você pode imaginar o que é possível em princípio? Ao mesmo tempo, quedas de tensão na rede podem ser esquecidas para sempre. E isso é a preservação do desempenho de equipamentos domésticos e de informática, que são muito sensíveis a essas surpresas imprevisíveis da rede elétrica. Então não falaríamos sobre a operação de fontes de alimentação ininterruptas, estabilizadores de tensão em princípio.
Agora, as pessoas se deparam não apenas com quebras de eletrodomésticos como resultado de picos de energia, mas também com tomadas de fiação em toda a casa.
Mas enquanto há debates teóricos e práticos sobre a conveniência de expandir os horizontes para a implementação do protocolo IEC 61850 doméstico, ninguém está fazendo nenhum movimento no sentido de avançar algo, mas especificamente mudar o sistema de fornecimento de energia elétrica no broto.
O próprio protocolo IEC é projetado para pesquisar efetivamente áreas de avaria e eliminar defeitos dentro delas, sem afetar outras seções das redes de energia. O princípio lógico do padrão é bastante compreensível, mas, ao mesmo tempo, a lógica de por que tão pouca atenção é dada à sua implementação na vida é compreensível.
No momento, foram calculados tanto o benefício de seu uso quanto as perdas futuras associadas à sua implementação. Até agora, este protocolo é muito pouco lucrativo para a base padrão das empresas de energia. Somente o usuário final do recurso energético se beneficia de sua implementação.
Comissão Inter-regional de Energia energ. MEK International Energy Corporation CJSC organização, energ. Fonte: http://www.rosbalt.ru/2003/11/13/129175.html IEC MET International electric power … Dicionário de abreviaturas e abreviaturas
- - marca de automóveis, EUA. Eduardo. Dicionário de jargão automotivo, 2009 ... Dicionário de automóveis
IEC- Comissão Eletrotécnica Internacional. [GOST R 54456 2011] Tópicos televisão, radiodifusão, vídeo EN International Electrotechnical Commission / CommitteeIEC ... Manual do Tradutor Técnico
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GOST R ISO/IEC 65(2000) Requisitos gerais para organismos de certificação de produtos. OKS: 03.120.10 KGS: T51 Sistema de documentação que determina os indicadores de qualidade, confiabilidade e durabilidade dos produtos Ação: A partir de 01/07/2000 Nota: contém ... ... Diretório de GOSTs
IEC- (Comitê Econômico Interestadual) um órgão permanente de coordenação e execução da União Econômica dos estados membros da CEI. O acordo sobre sua criação foi assinado em Moscou em 21 de outubro de 1994. O objetivo do IEC é formar ... ... Grande Dicionário de Leis
Livros
- , Mack R.. As fontes de alimentação de modo de comutação (SMPS) estão substituindo rapidamente as fontes de alimentação lineares obsoletas devido ao seu alto desempenho, regulação de tensão aprimorada e pequenas…
IEC-61850- este é o principal protocolo de transferência de dados em sistemas de automação de subestações de energia (dispositivos de proteção de relés, analisadores de qualidade de energia e outros dispositivos). As redes Ethernet são usadas como uma interface.
O protocolo contém os seguintes subprotocolos:
MMS- transmissão de valores atuais via protocolo TCP/IP.
GANSO- transmissão de iniciativa pelo dispositivo de uma mensagem de difusão com mensagens.
Transferência de arquivo- receber vários arquivos do dispositivo (por exemplo, oscilogramas).
O servidor OPC IEC61850 MasterOPC Server desenvolvido pela EnSAT foi projetado para funcionar com qualquer equipamento que suporte troca de dados utilizando o protocolo descrito na norma IEC-61850. O servidor é implementado como um plugin para .
IEC61850 MasterOPC Server é licenciado pelo número de variáveis pesquisadas (pontos de E/S) com as seguintes gradações - 32, 500, 2500, ilimitadas. A versão de 32 pontos é distribuída gratuitamente.
Benefícios do Servidor OPC IEC61850
As principais vantagens do servidor OPC incluem alto desempenho, facilidade de instalação e uso. Minimiza quedas e falhas de conexão. Isso garante operação estável e coleta ininterrupta de informações. Na maioria das vezes, o programa é adquirido para automação e despacho de subestações de alta tensão.
Principais recursos do servidor OPC IEC61850:
- suporte para padrões OPC DA, OPC HDA, OPC UA;
- comunicação com dispositivos via Ethernet;
- monitoramento dos valores das variáveis;
- acesso remoto ao servidor via DCOM;
- conexão com vários dispositivos ao mesmo tempo;
- trabalhar simultaneamente com vários clientes;
- exportação e importação de tags e dispositivos;
- arquivamento de tags com transferência de arquivos via OPC HDA.
Principais funções do servidor OPC IEC61850:
Pesquisa de valores atuais no modo "cliente-servidor" via protocolo MMS;
Receber eventos do dispositivo via protocolo GOOSE;
Suporte para conjuntos de dados integrados e dinâmicos (REPORT) para acelerar o polling;
Formação de características e rótulos de qualidade OPC com base nos atributos $q e $t recebidos do dispositivo;
Lendo arquivos do dispositivo, incluindo leitura de formas de onda. Um especial gratuito foi desenvolvido para processar oscilogramas no MasterSCADA;
Suporte para canais de comunicação redundantes (até 4 canais);
Utilitário integrado para importar tags de um dispositivo.
Sistemas operacionais suportados:
- Windows 7;
- Windows Server 2008R2;
- Windows 8, Windows 8.1;
- Servidor Windows 2012;
- Windows 10.
).
Os membros do grupo de trabalho 10 do Comitê Técnico IEC 57 "Gerenciamento de sistemas de energia elétrica e tecnologias de troca de informações relacionadas", que desenvolve o padrão, Alexey Olegovich Anoshin e Alexander Valeryevich Golovin, estão considerando hoje o principal protocolo de troca de sinais - GOOSE.
NORMA IEC 61850
Protocolo GOOSE
O protocolo GOOSE, descrito no capítulo IEC 61850-8-1, é um dos protocolos mais amplamente conhecidos fornecidos pelo padrão IEC 61850. GOOSE - Generic Object-Oriented Substation Event - pode ser traduzido literalmente como "geral orientado a objetos evento da subestação". No entanto, na prática, não se deve dar muita importância ao nome original, pois não dá nenhuma ideia sobre o protocolo em si. É muito mais conveniente entender o protocolo GOOSE como um serviço projetado para trocar sinais entre proteção de relé e dispositivos de automação em formato digital.
FORMANDO MENSAGENS DE GANSO
Na publicação anterior, consideramos o modelo de informações do dispositivo, organização de dados e paramos na formação de conjuntos de dados - Dataset. Datasets são usados para agrupar dados que serão enviados usando o mecanismo de mensagem GOOSE. No futuro, no bloco de controle de envio GOOSE, é indicado um link para o conjunto de dados criado. Neste caso, o dispositivo sabe exatamente quais dados enviar (Fig. 1).
Arroz. 1. Formação de dados para a mensagem GOOSE
Deve-se notar que dentro de uma mensagem GOOSE, tanto um valor (por exemplo, um sinal de partida de sobrecorrente) quanto vários valores podem ser enviados simultaneamente (por exemplo, um sinal de partida e um sinal de disparo de sobrecorrente, etc.). Neste caso, o dispositivo receptor pode extrair do pacote apenas os dados de que necessita.
O pacote de mensagem GOOSE transmitido contém todos os valores atuais dos atributos de dados inseridos no conjunto de dados. Quando algum dos valores do atributo é alterado, o dispositivo inicia imediatamente o envio de uma nova mensagem GOOSE com dados atualizados (Fig. 2).
Arroz. 2. Transmissão de mensagens GOOSE
De acordo com sua finalidade, a mensagem GOOSE destina-se a substituir a transmissão de sinais discretos pela rede de corrente de controle. Vamos considerar quais requisitos são impostos ao protocolo de transferência de dados.
COMUNICAÇÕES DIGITAIS EM VEZ DE ANALÓGICAS
Para desenvolver uma alternativa aos circuitos de transmissão de sinais entre dispositivos de proteção de relés, foram analisadas as propriedades das informações transmitidas entre dispositivos de proteção de relés por meio de sinais discretos:
Pequena quantidade de informações: os valores "true" e "false" (ou lógicos "zero" e "um" são realmente transmitidos entre os terminais);
- Requer uma alta taxa de transferência de dados. A maioria dos sinais discretos transmitidos entre dispositivos RPA afetam direta ou indiretamente a taxa de eliminação do modo anormal, portanto, a transmissão do sinal deve ser realizada com um atraso mínimo;
- Uma alta probabilidade de entrega de mensagens é necessária para a implementação de funções críticas, como a emissão de um comando para abrir o disjuntor do RPA, trocando sinais entre o RPA ao executar funções distribuídas. É necessário garantir a entrega de mensagens garantida tanto no modo normal de operação da rede de transmissão de dados digitais quanto em caso de falhas de curto prazo;
- Capacidade de enviar mensagens para vários destinatários ao mesmo tempo. Ao implementar algumas funções de proteção de relé distribuído, é necessário transferir dados de um dispositivo para vários ao mesmo tempo;
- É necessário controlar a integridade do canal de transmissão de dados. A presença da função de diagnosticar o estado do canal de transmissão de dados permite aumentar o fator de disponibilidade durante a transmissão do sinal, aumentando assim a confiabilidade da função realizada com a transmissão da mensagem especificada.
Esses requisitos levaram ao desenvolvimento de um mecanismo de mensagem GOOSE que atende a todos os requisitos.
GARANTIR TAXAS DE TRANSFERÊNCIA DE DADOS
Em circuitos de transmissão de sinal analógico, o atraso principal na transmissão de sinal é introduzido pelo tempo de resposta da saída discreta do dispositivo e o tempo de filtragem de debounce na entrada discreta do dispositivo receptor. O tempo de propagação do sinal ao longo do condutor é curto em comparação.
Da mesma forma, nas redes de dados digitais, o atraso principal é introduzido não tanto pela transmissão do sinal pelo meio físico quanto pelo seu processamento dentro do dispositivo.
Na teoria das redes de transmissão de dados, costuma-se segmentar os serviços de transmissão de dados de acordo com os níveis do modelo OSI (Tabela 1), via de regra, descendente de "Aplicado", ou seja, o nível de apresentação dos dados da aplicação, ao "Físico", ou seja, ao nível de interação física dos dispositivos.
Tabela 1. Modelo OSI padrão de sete camadas
| Modelo OSI | ||
| Tipo de dados | Nível | Funções |
| Dados | 7. Aplicado (aplicação) | Acesso a serviços online |
| 6. Representante (apresentação) | Representação e criptografia de dados | |
| 5. Sessão (sessão) | Gerenciamento de sessão | |
| Segmentos | 4. Transporte (transporte) | Comunicação direta entre endpoints e confiabilidade |
| Pacotes | 3. Rede (rede) | Determinação de rota e endereçamento lógico |
| Pessoal | 2. Canal (link de dados) | Endereçamento físico |
| bits | 1. Físico (físico) | Trabalhando com mídia, sinais e dados binários |
Na visão clássica, o modelo OSI possui apenas sete camadas: física, enlace de dados, rede, transporte, sessão, apresentação e aplicação. No entanto, os protocolos implementados podem não ter todos os níveis especificados, ou seja, alguns níveis podem ser omitidos.
O mecanismo de operação do modelo OSI pode ser visualizado usando o exemplo de transferência de dados ao visualizar páginas WEB na Internet em um computador pessoal.
A transferência do conteúdo da página para a Internet é realizada por meio do HTTP (Hypertext Transfer Protocol), que é um protocolo da camada de aplicação. A transferência de dados do protocolo HTTP geralmente é realizada pelo protocolo de transporte TCP (Transmission Control Protocol). Os segmentos do protocolo TCP são encapsulados em pacotes de um protocolo de rede, que neste caso é o IP (Internet Protocol). Os pacotes do protocolo TCP compõem os quadros do protocolo da camada de link Ethernet, que, dependendo da interface de rede, podem ser transmitidos usando uma camada física diferente. Assim, os dados da página visualizada na Internet passam por pelo menos quatro níveis de transformação ao formar uma sequência de bits no nível físico e depois o mesmo número de etapas de transformação inversa.
Tal número de transformações leva a atrasos tanto na formação de uma sequência de bits para transmiti-los, quanto na transformação inversa para receber os dados transmitidos. Assim, para reduzir o tempo de atraso, o número de conversões deve ser minimizado. É por isso que os dados do protocolo GOOSE (camada de aplicação) são atribuídos diretamente à camada de enlace - Ethernet, ignorando as demais camadas.
Em geral, o capítulo IEC 61850-8-1 apresenta dois perfis de comunicação que descrevem todos os protocolos de transferência de dados previstos pela norma:
- perfil MMS;
- Perfil não-MMS (ou seja, não-MMS).
Assim, os serviços de dados podem ser implementados usando um desses perfis. O protocolo GOOSE (assim como o protocolo Sampled Values) pertence ao segundo perfil.
Usar uma pilha "encurtada" com um número mínimo de conversões é uma maneira importante, mas não a única, de acelerar a transferência de dados. Além disso, o uso de mecanismos de priorização de dados contribui para a aceleração da transferência de dados via protocolo GOOSE. Portanto, para o protocolo GOOSE, é usado um identificador de quadro Ethernet separado - Ethertype, que tem uma prioridade mais alta do que outros tráfegos, por exemplo, transmitidos usando a camada de rede IP.
Além dos mecanismos acima, o quadro de uma mensagem Ethernet GOOSE também pode ser fornecido com rótulos de prioridade de protocolo IEEE 802.1Q e rótulos de VLAN de protocolo ISO/IEC 8802-3. Esses rótulos permitem aumentar a prioridade dos quadros quando são processados por comutadores de rede. Esses mecanismos de escalonamento de prioridade serão discutidos com mais detalhes em publicações subsequentes.
A utilização de todos os métodos considerados permite aumentar significativamente a prioridade dos dados transmitidos através do protocolo GOOSE em relação ao restante dos dados transmitidos pela mesma rede usando outros protocolos, minimizando assim atrasos tanto no processamento de dados dentro dos dispositivos de fontes de dados e receptores, e quando processados por comutadores de rede.
ENVIANDO INFORMAÇÕES A VÁRIOS ENDEREÇOS
Para endereçar quadros na camada de enlace de dados, são usados os endereços físicos dos dispositivos de rede - endereços MAC. Ao mesmo tempo, a Ethernet permite a chamada distribuição de mensagens em grupo (Multicast). Nesse caso, o campo de endereço MAC de destino contém o endereço multicast. Para correspondências multicast através do protocolo GOOSE, um determinado intervalo de endereços é usado (Fig. 3).
Arroz. 3. Faixa de endereços multicast para mensagens GOOSE
As mensagens que possuem o valor "01" no primeiro octeto do endereço são enviadas para todas as interfaces físicas da rede, então na verdade o multicast não tem destinos fixos, e seu endereço MAC é mais um identificador para o próprio broadcast e não não indicar diretamente seus destinatários.
Assim, o endereço MAC de uma mensagem GOOSE pode ser usado, por exemplo, ao organizar a filtragem de mensagens em comutadores de rede (filtragem MAC), e o endereço especificado também pode servir como um identificador para o qual os dispositivos receptores podem ser configurados.
Portanto, a transmissão de mensagens GOOSE pode ser comparada com a transmissão de rádio: a mensagem é transmitida para todos os dispositivos da rede, mas para receber e processar a mensagem, o dispositivo receptor deve estar configurado para receber esta mensagem (Fig. 4). ).
Arroz. 4. Esquema de mensagens GOOSE
ENTREGA DE MENSAGEM GARANTIDA E CONTROLE DE ESTADO DE LINK
A transmissão de mensagens para vários destinatários no modo Multicast, bem como os requisitos para uma alta taxa de transferência de dados, não permitem receber confirmações de entrega dos destinatários ao transmitir mensagens GOOSE. Enviar os dados, gerar um reconhecimento pelo dispositivo receptor, recebê-los e processá-los pelo dispositivo emissor e, em seguida, reenviá-los em caso de tentativa malsucedida, levaria muito tempo, o que poderia levar a atrasos excessivamente grandes na transmissão de sinais críticos .
Em vez disso, um mecanismo especial foi implementado para mensagens GOOSE para garantir uma alta probabilidade de entrega de dados.
Primeiro, na ausência de alterações nos atributos de dados transmitidos, os pacotes com mensagens GOOSE são transmitidos ciclicamente em um intervalo definido pelo usuário (Fig. 5a). A transmissão cíclica de mensagens GOOSE permite diagnosticar constantemente a rede de informações. Um dispositivo configurado para receber uma mensagem aguarda sua chegada após um intervalo de tempo especificado. Se a mensagem não chegar dentro do tempo de espera, o dispositivo receptor pode gerar um sinal sobre um mau funcionamento na rede de informações, notificando o despachante sobre os problemas que surgiram.
Em segundo lugar, quando um dos atributos do conjunto de dados transmitido muda, independentemente de quanto tempo se passou desde o envio da mensagem anterior, é formado um novo pacote que contém os dados atualizados. Depois disso, o envio desse pacote é repetido várias vezes com um atraso mínimo de tempo (Fig. 5b), e o intervalo entre as mensagens (na ausência de alterações nos dados transmitidos) aumenta novamente ao máximo.
Arroz. 5. Intervalo entre o envio de mensagens GOOSE
Em terceiro lugar, o pacote de mensagem GOOSE contém vários campos de contador, que também podem ser usados para controlar a integridade do canal de comunicação. Tais contadores incluem, por exemplo, o contador de envio cíclico (sqNum), cujo valor muda de 0 a 4.294.967.295 ou até que os dados transmitidos mudem. Cada vez que os dados enviados na mensagem GOOSE forem alterados, o contador sqNum será redefinido. Ao mesmo tempo, outro contador é aumentado em 1 - stNum, que também alterna na faixa de 0 a 4.294.967.295. Se vários pacotes forem perdidos durante a transmissão, essa perda pode ser rastreada por dois contadores especificados.
Por fim, em quarto lugar, é importante notar que, além do valor do sinal discreto, a mensagem GOOSE pode conter um sinal de sua qualidade, que identifica uma determinada falha de hardware do dispositivo fonte de informação, a presença da fonte de informação dispositivo no modo de teste e vários outros modos anormais. Assim, o dispositivo receptor, antes de processar os dados recebidos de acordo com os algoritmos fornecidos, deve verificar este atributo de qualidade. Isso pode impedir a operação incorreta dos dispositivos receptores de informações (por exemplo, sua operação falsa).
Deve-se ter em mente que alguns dos mecanismos inerentes para garantir a confiabilidade da transmissão de dados, se usados incorretamente, podem levar a um efeito negativo. Assim, se o intervalo máximo entre as mensagens for escolhido muito curto, a carga na rede aumenta, embora do ponto de vista da disponibilidade do canal de comunicação, o efeito da redução do intervalo de transmissão seja extremamente insignificante.
Quando os atributos dos dados mudam, a transmissão de pacotes com um atraso mínimo de tempo causa um aumento de carga na rede (modo “tempestade de informações”), o que teoricamente pode levar a atrasos na transmissão de dados. Este modo é o mais complexo e deve ser considerado calculado ao projetar uma rede de informação. No entanto, deve-se entender que a carga de pico é de muito curto prazo e sua diminuição múltipla, de acordo com nossos experimentos no laboratório para o estudo da interoperabilidade de dispositivos operando nas condições do padrão IEC 61850, o Departamento de RZiAES NRU MPEI, é observado em um intervalo de 10 ms.
CONFIGURAR E VERIFICAR
Ao construir sistemas de proteção e automação de relés baseados no protocolo GOOSE, os procedimentos para seu ajuste e teste são alterados. Agora a etapa de ajuste consiste em organizar a rede Ethernet da usina com a inclusão de todos os dispositivos de proteção e automação do relé, entre os quais é necessário trocar dados. Para verificar se o sistema está configurado e ligado de acordo com os requisitos do projeto, torna-se possível usar um computador pessoal com software especial pré-instalado (Wireshark, GOOSE Monitor, etc.) (PETOM 61850, Omicron CMC).
É importante observar que todas as verificações podem ser realizadas sem interromper as conexões pré-estabelecidas entre os equipamentos secundários (dispositivos RPA, switches, etc.), pois os dados são trocados via rede Ethernet. Ao trocar sinais discretos entre dispositivos RPA da maneira tradicional (aplicando tensão à entrada discreta do dispositivo receptor quando o contato de saída do dispositivo que está transmitindo dados está fechado), pelo contrário, muitas vezes é necessário interromper as conexões entre os equipamentos secundários, a fim de incluí-los no circuito das instalações de teste, a fim de verificar a exatidão das conexões elétricas e transmissão dos sinais discretos correspondentes.
CONCLUSÕES
O protocolo GOOSE prevê toda uma gama de medidas destinadas a garantir as características necessárias para velocidade e confiabilidade na transmissão de sinais críticos. A utilização deste protocolo em conjunto com o correcto desenho e parametrização da rede de informação e dos dispositivos RPA permite, em alguns casos, recusar a utilização de circuitos com condutores de cobre para transmissão do sinal, garantindo o nível de fiabilidade e velocidade exigidos.
LITERATURA
- Anoshin A.O., Golovin A.V. Norma IEC 61850. Modelo de informação do dispositivo // Notícias de Engenharia Elétrica. 2012. Nº 5(77).
- Redes de informação e computação: um tutorial. Kapustin D.A., Dementiev V.E. Ulyanovsk: UlGTU, 2011.- 141 p.