IEC-61850- questo è il principale protocollo di trasferimento dati nei sistemi di automazione delle cabine elettriche (dispositivi di protezione relè, analizzatori della qualità dell'energia e altri dispositivi). Le reti Ethernet vengono utilizzate come interfaccia.
Il protocollo contiene i seguenti sottoprotocolli:
MMS- trasmissione dei valori correnti tramite protocollo TCP/IP.
OCA- trasmissione di iniziativa da parte del dispositivo di un messaggio broadcast con messaggi.
Trasferimento di file- ricevere vari file dal dispositivo (ad esempio oscillogrammi).
Il server OPC IEC61850 MasterOPC Server sviluppato da EnSAT è progettato per funzionare con qualsiasi apparecchiatura che supporti lo scambio di dati utilizzando il protocollo descritto nello standard IEC-61850. Il server è implementato come plugin per .
IEC61850 MasterOPC Server è concesso in licenza in base al numero di variabili interrogate (punti I/O) con le seguenti gradazioni: 32, 500, 2500, illimitato. La versione a 32 punti è distribuita gratuitamente.
I principali vantaggi del server OPC includono prestazioni elevate, facilità di installazione e utilizzo. Riduce al minimo le interruzioni e gli arresti anomali della connessione. Ciò garantisce un funzionamento stabile e una raccolta ininterrotta di informazioni. Molto spesso, il programma viene acquistato per l'automazione e il dispacciamento di sottostazioni ad alta tensione.
Polling dei valori correnti in modalità "client-server" tramite il protocollo MMS;
Ricevere eventi dal dispositivo tramite il protocollo GOOSE;
Supporto per set di dati integrati e dinamici (REPORT) per accelerare il polling;
Formazione di caratteristiche ed etichette di qualità OPC in base agli attributi $q e $t ricevuti dal dispositivo;
Lettura di file dal dispositivo, inclusa la lettura di forme d'onda. Uno speciale gratuito è stato sviluppato per l'elaborazione di oscillogrammi in MasterSCADA;
Supporto per canali di comunicazione ridondanti (fino a 4 canali);
Utilità integrata per l'importazione di tag da un dispositivo.
La Commissione Elettrotecnica Internazionale (IEC) è stata fondata nel 1906 a seguito della decisione del Congresso Elettrotecnico Internazionale di St. Louis (USA, 1904), ovvero molto prima della formazione dell'ISO, ed è una delle organizzazioni scientifiche e tecniche non governative più antiche e rispettate. Il fondatore e primo presidente dell'IEC fu il famoso fisico inglese Lord Kelvin (William Thomson). IEC unisce più di 60 paesi economicamente sviluppati e in via di sviluppo.
Lo scopo principale della IEC, come definito dalla sua Costituzione, è quello di promuovere la cooperazione internazionale nella standardizzazione nel campo dell'ingegneria elettrica, inclusi elettronica, magnetismo ed elettromagnetismo, elettroacustica, multimedia, telelavoro, produzione e distribuzione di energia e relativi generali discipline quali terminologia e simboli, compatibilità elettromagnetica, misure, sicurezza e protezione dell'ambiente.
I compiti principali della CEI sono:
Per implementare i compiti principali, l'IEC pubblica standard internazionali - pubblicazioni. Le organizzazioni nazionali e regionali sono incoraggiate a utilizzare le pubblicazioni nel loro lavoro di standardizzazione, il che migliora notevolmente l'efficienza e lo sviluppo del commercio mondiale. L'IEC è uno degli organismi riconosciuti dall'Organizzazione Mondiale del Commercio (OMC - Organizzazione Mondiale del Commercio), i cui documenti normativi sono utilizzati come base per gli standard nazionali e regionali al fine di superare gli ostacoli tecnici al commercio. Gli standard IEC costituiscono il nucleo dell'accordo dell'Organizzazione mondiale del commercio sulle barriere tecniche.
L'IEC prevede due forme di partecipazione attiva al lavoro di standardizzazione internazionale. Questi sono membri a pieno titolo - Comitati nazionali con pieno diritto di voto e - Partner - Comitati nazionali di paesi con risorse limitate, con diritto di voto limitato. I membri associati hanno lo status di osservatori e possono partecipare a tutte le riunioni dell'IEC. Non hanno diritto di voto. Al 1 luglio 2001, i comitati nazionali di 51 paesi erano membri a pieno titolo dell'IEC, i comitati nazionali di 4 paesi erano partner e 9 paesi avevano lo status di membri associati. L'URSS ha partecipato ai lavori dell'IEC dal 1921, il suo successore è stata la Federazione Russa, rappresentata dallo Standard statale della Russia. Dal 1974 al 1976, un rappresentante dell'URSS, il professor V.I. Popkov. Il premio Lord Kelvin, assegnato per l'eccezionale contributo allo sviluppo della standardizzazione nel campo dell'ingegneria elettrica, è stato assegnato nel 1997 a V.N. Otrokhov, un rappresentante dello State Standard of Russia.
Il più alto organo di governo della IEC è il Consiglio, che è l'Assemblea Generale dei Comitati Nazionali dei paesi partecipanti. Gli organi esecutivi e consultivi, nonché gli alti dirigenti - il Presidente, l'Assistente del Presidente, i Vice Presidenti, il Tesoriere e il Segretario Generale partecipano alla gestione dei lavori della CEI.
Il Consiglio determina la politica dell'IEC e gli obiettivi strategici e finanziari a lungo termine. Il Consiglio è un organo legislativo che si riunisce una volta all'anno. L'organo esecutivo che governa tutto il lavoro della CEI è il Consiglio del Consiglio. Prepara i documenti per le riunioni del Consiglio; esamina le proposte del Comitato d'azione e del Consiglio dell'organismo di valutazione della conformità; istituisce, se necessario, organi consultivi e nomina i loro presidenti e membri. Il Consiglio del Consiglio si riunisce per le sue riunioni almeno tre volte l'anno.
Ci sono quattro comitati consultivi di governance a disposizione del Consiglio di Consiglio:
Al Comitato di Azione sono assegnate le funzioni di gestione dello sviluppo delle norme, compresa la creazione e lo scioglimento di comitati tecnici, i rapporti con altre organizzazioni internazionali.
Il Comitato di Azione coordina i lavori di:
Il budget IEC, come il budget ISO, è composto dai contributi dei paesi membri e dai proventi della vendita dei documenti pubblicati.
L'attività principale dell'IEC è lo sviluppo e la pubblicazione di standard internazionali e relazioni tecniche. Gli standard internazionali nel campo dell'ingegneria elettrica servono come base per la standardizzazione nazionale e come raccomandazioni nella preparazione di proposte e contratti internazionali. Le pubblicazioni IEC sono bilingue (inglese e francese). Comitato Nazionale Federazione Russa prepara pubblicazioni in lingua russa. Le lingue ufficiali dell'IEC sono inglese, francese e russo.
L'IEC riconosce la necessità di sviluppare standard internazionali basati sulla domanda del mercato alla luce delle tecnologie in rapida evoluzione e della riduzione dei cicli di vita dei prodotti. IEC riduce i tempi di sviluppo degli standard mantenendone la qualità.
Per lo sviluppo delle norme nei vari campi di attività della CEI, sono responsabili i comitati tecnici (TC), ai quali prendono parte i comitati nazionali interessati al lavoro di un determinato TC. Se il comitato tecnico ritiene che l'ambito del proprio lavoro sia troppo ampio, i sottocomitati (SC) sono organizzati con temi d'azione più ristretti. Ad esempio, TK 36 "Isolatori", PK 36V "Isolatori per la rete aerea", PK 36C "Isolatori per sottostazioni".
L'IEC è un'organizzazione chiave nella preparazione di standard internazionali per la tecnologia dell'informazione. Un comitato tecnico congiunto per la tecnologia dell'informazione - JTC 1 (JTC 1), formato nel 1987 in base a un accordo tra IEC e ISO, opera in questo settore. JTC1 ha 17 sottocomitati il cui lavoro copre tutto, dal software alle lingue
programmazione, computer grafica ed elaborazione delle immagini, interconnessione delle apparecchiature e metodi di sicurezza.
La preparazione delle nuove norme IEC si basa su più fasi.
Nella fase preliminare (IEC - PAS - public available specific) viene determinata la necessità di sviluppare una nuova norma, la cui durata non supera i due mesi.
Fase dell'offerta. Nuove proposte di sviluppo sono presentate dai rappresentanti dell'industria attraverso i comitati nazionali. Non sono previsti più di tre mesi per lo studio delle proposte nei comitati tecnici. Se il risultato è positivo e almeno il 25 per cento dei membri del comitato si impegna a partecipare attivamente ai lavori, questa proposta è inclusa nel programma di lavoro del comitato tecnico.
La fase preparatoria consiste nello sviluppo di una bozza di lavoro della norma (WD - bozza di lavoro) all'interno del gruppo di lavoro.
Nella fase del comitato tecnico, il documento viene presentato ai Comitati Nazionali per il commento come bozza del comitato tecnico (CD).
Fase di richiesta. Prima di essere accettata per l'approvazione, una bozza di commissione bilingue per il voto (CDV) viene fornita a tutti i Comitati Nazionali per l'approvazione. La durata di questa fase non supera i cinque mesi. Questa è l'ultima fase in cui possono essere presi in considerazione i commenti tecnici. Un CDV è approvato se hanno votato a favore più dei due terzi dei membri del comitato tecnico e il numero dei voti negativi non supera il 25 per cento. Se il documento è destinato a diventare una specifica tecnica piuttosto che una norma internazionale, la versione rivista viene inviata all'ufficio centrale per la pubblicazione. Sono previsti quattro mesi per lo sviluppo della bozza finale della norma internazionale (FDIS - bozza finale della norma internazionale). Se il CDV è approvato da tutti i membri del comitato tecnico, viene inviato all'ufficio centrale per la pubblicazione senza la fase FDIS.
fase di approvazione. La bozza finale della norma internazionale viene presentata per un periodo di due mesi ai comitati nazionali per l'approvazione. L'FDIS è approvato se più di due terzi dei Comitati Nazionali lo votano e il numero di voti negativi non supera il 25%. Se il documento non viene approvato, viene inviato ai comitati tecnici e ai sottocomitati per la revisione.
Gli standard internazionali IEC si basano su schemi multilaterali di valutazione della conformità che riducono le barriere commerciali causate da diversi criteri di certificazione dei prodotti nei diversi paesi; ridurre il costo delle apparecchiature di collaudo a livello nazionale mantenendo un livello di sicurezza adeguato; Riduci il tempo di commercializzazione dei prodotti. Gli schemi di valutazione della conformità IEC e di certificazione del prodotto hanno lo scopo di confermare che un prodotto soddisfa i criteri degli standard internazionali, compresi quelli della serie ISO 9000. Il Consiglio dell'organismo di valutazione della conformità IEC coordina:
L'IEC collabora con molte organizzazioni internazionali. La cooperazione tra IEC e ISO è della massima importanza.
Tenendo conto della comunanza dei compiti di ISO e IEC, nonché della possibilità di duplicare le attività dei singoli organismi tecnici, nel 1976 è stato concluso un accordo tra queste organizzazioni volto sia a delimitare l'ambito delle attività che a coordinare queste attività. Molti documenti sono stati adottati congiuntamente da ISO e IEC, inclusa la Guida ISO/IEC 51 "Requisiti generali per la presentazione di questioni di sicurezza nella preparazione delle norme". Questa guida discute questioni relative all'integrazione dei requisiti di sicurezza nello sviluppo di standard internazionali.
Il comitato consultivo tecnico congiunto ISO/IEC stabilito invia proposte all'ufficio tecnico direttivo ISO e al comitato d'azione IEC per eliminare le duplicazioni nelle attività di entrambe le organizzazioni e risolvere le questioni controverse.
In futuro, le attività di IEC e ISO convergeranno gradualmente. Nella prima fase si tratta dello sviluppo di regole uniformi per la preparazione degli SM, la creazione di TC congiunti.
Nella seconda fase - una possibile fusione, poiché la maggior parte dei paesi è rappresentata in ISO e IEC dagli stessi organismi - le organizzazioni nazionali di normalizzazione.
ISO, IEC e ITU, i cui campi di attività nel campo della standardizzazione si completano a vicenda, formano un sistema integrale di accordi tecnici internazionali volontari. Questi accordi, pubblicati come IS o Raccomandazioni, sono progettati per garantire l'interoperabilità tecnologica in tutto il mondo. La loro introduzione può conferire un peso aggiuntivo sia alle grandi che alle piccole imprese in tutti i settori dell'attività economica, in particolare nel campo dello sviluppo commerciale. Accordi internazionali, sviluppato nell'ambito di ISO, IEC e ITU, facilita il commercio senza frontiere.
7.4. Attività del Segretariato internazionalestandardizzazione di Gosstandart della Russia,www. gost. it
Secondo le regole di standardizzazione "Organizzazione e conduzione dei lavori sulla standardizzazione internazionale nella Federazione Russa" (PR 50.1.008-95), Gosstandart of Russia è un organismo di standardizzazione nazionale e rappresenta la Federazione Russa a livello internazionale, organizzazioni regionali svolgere attività di standardizzazione, tra cui:
Gosstandart of Russia organizza i lavori sulla standardizzazione internazionale nella Federazione Russa in conformità con la Carta e il regolamento interno delle organizzazioni di cui sopra, nonché tenendo conto degli standard statali fondamentali del Sistema di standardizzazione statale della Federazione Russa.
I principali obiettivi della cooperazione scientifica e tecnica internazionale e regionale nel campo della standardizzazione sono:
Gosstandart of Russia svolge attività di standardizzazione internazionale e regionale (di seguito denominata standardizzazione internazionale) in stretta collaborazione con altre autorità esecutive federali, autorità esecutive delle entità costituenti della Federazione Russa, TC russi per la standardizzazione, soggetti attività economica, scientifico, tecnico-scientifico e altre associazioni pubbliche.
Il lavoro organizzativo e tecnico sulla standardizzazione internazionale nella Federazione Russa è svolto dal Segretariato nazionale per la standardizzazione internazionale del Gosstandart della Russia (di seguito denominato Segretariato nazionale).
Il segretariato nazionale è gestito da una divisione dell'Istituto di ricerca russo per la standardizzazione (VNIIStandart) dello standard statale russo per la cooperazione internazionale nel campo della standardizzazione.
I principali compiti della Segreteria Nazionale sono:
Il lavoro diretto sulla preparazione di documenti sulla standardizzazione internazionale nella Federazione Russa è svolto da TC russi sulla standardizzazione, entità commerciali, associazioni scientifiche, scientifiche e tecniche e altre associazioni pubbliche.
Le organizzazioni che sono esecutori del lavoro sulla standardizzazione internazionale nella Federazione Russa (di seguito denominate organizzazioni esecutive) partecipano allo sviluppo di bozze di standard internazionali, alla formazione e alla presentazione della posizione della Federazione Russa negli organi tecnici delle organizzazioni internazionali in conformità con le Direttive per il lavoro tecnico di ISO / IEC, nonché le Regole per la standardizzazione della Federazione Russa.
Le organizzazioni esecutive negli organi tecnici delle organizzazioni internazionali svolgono i seguenti lavori:
Le organizzazioni esecutive conducono il lavoro nelle fasi preliminari dello sviluppo di standard internazionali (fasi 1, 2, 3 delle linee guida del lavoro tecnico ISO / IEC) direttamente nei TC di standardizzazione russi, che, con l'autorizzazione dello standard statale della Russia, possono eseguire la corrispondenza su questi temi in modo indipendente.
Se la russa Gosstandart è lo sviluppatore principale di un progetto di standard internazionale, il TC russo per la standardizzazione nomina un responsabile dello sviluppo del progetto e ne informa la russa Gosstandart. Il project development manager organizza ed è responsabile della preparazione, approvazione e presentazione tempestiva di una bozza di norma internazionale agli organismi tecnici delle organizzazioni internazionali.
Organizzazioni esecutive responsabili di esprimere un parere su una bozza di norma internazionale quando viene ricevuta (in inglese e/o francese) dovere:
La posizione finale del Gosstandart della Russia sul contenuto tecnico del progetto di norma internazionale è formata dalle organizzazioni esecutive nella fase 3 del "comitato di bozza" delle "Linee guida per il lavoro tecnico di ISO / IEC".
Per votare su un progetto di standard internazionale ricevuto dall'organismo centrale di un'organizzazione internazionale dopo la sua considerazione secondo le modalità stabilite per l'esame della versione finale del progetto di GOST R, l'organizzazione esecutiva invia i seguenti documenti allo standard statale della Russia:
La lettera di accompagnamento deve contenere i risultati dell'esame del progetto di norma internazionale in una riunione del TC o riunioni tecniche dell'impresa (organizzazione), proposte per l'applicazione della norma internazionale nella Federazione Russa, informazioni sulla presenza o assenza di uno standard russo simile o un altro documento normativo.
Gosstandart della Russia esamina i documenti e prende la decisione finale sulla votazione sul progetto di standard internazionale. Una scheda elettorale per un progetto di norma internazionale, redatta in conformità con le linee guida del lavoro tecnico ISO/IEC, viene inviata all'autorità centrale dell'organizzazione internazionale competente.
Gosstandart della Russia, dopo aver ricevuto uno standard internazionale pubblicato ufficialmente dall'organismo centrale di un'organizzazione internazionale, effettua:
La distribuzione dello standard internazionale ufficialmente pubblicato da un'organizzazione internazionale nella Federazione Russa viene effettuata dallo standard statale della Russia.
L'applicazione dello standard internazionale nella Federazione Russa viene eseguita in conformità con i requisiti stabiliti da GOST R 1.0 e GOST R 1.5.
Protocollo dell'evento - con parole tue
Se consideriamo l'allegoria dell'aula, che ben calza a pennello, protocolli ciclici come Modbus, Profibus, Fieldbus sono come chiedere ad ogni studente in sequenza. Anche se non c'è interesse per il dispositivo (studente). I protocolli degli eventi funzionano in modo diverso. C'è una richiesta non a ciascun dispositivo di rete (studente) in sequenza, ma alla classe nel suo insieme, quindi le informazioni vengono raccolte dal dispositivo con uno stato modificato (lo studente che ha alzato la mano). Pertanto, c'è un forte risparmio nel traffico di rete. I dispositivi di rete non accumulano errori quando la connessione è scarsa. Dato che la consegna degli eventi avviene con un timestamp, anche se c'è un certo ritardo, il bus master riceve informazioni sugli eventi che si sono verificati su oggetti remoti.
I protocolli degli eventi vengono utilizzati principalmente negli impianti di alimentazione elettrica, nonché nei sistemi di controllo remoto di vari sistemi di chiuse e bacini idrografici. Sono utilizzati ovunque sia necessario l'invio e il controllo a distanza di oggetti molto distanti l'uno dall'altro.
La storia dello sviluppo e dell'implementazione di protocolli di eventi nell'automazione degli impianti energetici
Un esempio di uno dei primi tentativi riusciti di standardizzazione scambio di informazioni per i controllori industriali è il protocollo ModBus, sviluppato da Modicon nel 1979. Attualmente il protocollo esiste in tre versioni: ModBus ASCII, ModBus RTU e ModBus TCP; è sviluppato dall'organizzazione no-profit ModBus-IDA. Nonostante ModBus appartenga ai protocolli del livello applicativo del modello di rete OSI e regoli le funzioni di lettura e scrittura dei registri, la corrispondenza dei registri ai tipi di misura e ai canali di misura non è regolamentata. In pratica, ciò porta all'incompatibilità dei protocolli dei dispositivi. tipi diversi anche un solo produttore e la necessità di supportare un gran numero di protocolli e le loro modifiche da parte del software USPD integrato (con un modello di polling a due livelli - software del server di raccolta) con un riutilizzo limitato del codice del programma. Data l'adesione selettiva agli standard da parte dei produttori (uso di algoritmi non regolamentati per il calcolo del checksum, modifica dell'ordine dei byte, ecc.), la situazione si aggrava ulteriormente. Oggi è evidente il fatto che ModBus non sia in grado di risolvere il problema della separazione dei protocolli delle apparecchiature di misura e controllo per i sistemi di potenza. Il DLMS / COSEM (Device Language Message Specification), sviluppato dalla DLMS User Association e sviluppato nella famiglia di standard IEC 62056, è progettato per fornire, come si legge sul sito ufficiale dell'associazione, "un ambiente interoperabile per la modellazione strutturale e scambio di dati con il titolare del trattamento”. La specifica separa il modello logico e la rappresentazione fisica delle apparecchiature specializzate e definisce anche i concetti più importanti (registro, profilo, programma, ecc.) E le operazioni su di essi. La norma principale è la IEC 62056-21, che ha sostituito la seconda edizione della IEC 61107.
Nonostante l'elaborazione più dettagliata del modello di rappresentazione del dispositivo e del suo funzionamento rispetto al ModBus, il problema della completezza e "purezza" dell'implementazione dello standard, purtroppo, è rimasto: in pratica, il polling di un dispositivo con supporto DLMS dichiarato da un produttore da un programma di polling di un altro produttore è limitato Va notato che la specifica DLMS, in contrasto con il protocollo ModBus, si è rivelata estremamente impopolare tra i produttori nazionali di dispositivi di misurazione, principalmente a causa della maggiore complessità del protocollo, nonché costi generali aggiuntivi per stabilire una connessione e ottenere una configurazione del dispositivo.
La completezza del supporto alle norme esistenti da parte dei produttori di apparecchiature di misura e controllo non è sufficiente a superare la disunione informativa interna. Il supporto dichiarato dal produttore per l'uno o l'altro protocollo standardizzato, di norma, non significa il suo pieno supporto e l'assenza di modifiche introdotte. Un esempio di una serie di standard stranieri è la famiglia di standard IEC 60870-5 creata dalla Commissione elettrotecnica internazionale.
Diverse implementazioni della IEC 60870-5-102 - uno standard generalizzante per la trasmissione di parametri integrali nei sistemi di alimentazione - sono presentate in dispositivi di numerosi produttori esteri: Iskraemeco d.d. (Slovenia), Landis&Gyr AG (Svizzera), Circutor SA (Spagna), EDMI Ltd (Singapore) e altri, ma nella maggior parte dei casi solo come ulteriori. Come principali protocolli di trasferimento dati vengono utilizzati protocolli proprietari o varianti di DLMS. Vale la pena notare che la IEC 870-5-102 non si è ancora diffusa in quanto alcuni produttori di dispositivi di misura, anche domestici, hanno implementato nei propri dispositivi protocolli telemeccanici modificati (IEC 60870-5-101, IEC 60870- 5 -104), ignorando questo standard.
Una situazione simile si osserva tra i produttori di RPA: in presenza dell'attuale standard IEC 60870-5-103, viene spesso implementato un protocollo simil ModBus. Il prerequisito per questo, ovviamente, era la mancanza di supporto per questi protocolli da parte della maggior parte dei sistemi di primo livello. I protocolli telemeccanici descritti nelle norme IEC 60870-5-101 e IEC 60870-5-104 possono essere utilizzati se è necessario integrare la telemeccanica e i sistemi di misura dell'energia elettrica. Al riguardo, hanno trovato ampia applicazione nei sistemi di dispacciamento.
Specifiche tecniche per protocolli di automazione
Nei moderni sistemi di automazione, a seguito della costante modernizzazione della produzione, si incontrano sempre più i compiti di costruire reti industriali distribuite utilizzando protocolli di trasferimento dati basati su eventi. Per organizzare le reti industriali degli impianti di alimentazione, vengono utilizzate molte interfacce e protocolli di trasferimento dati, ad esempio IEC 60870-5-104, IEC 61850 (MMS, GOOSE, SV), ecc. Sono necessari per il trasferimento di dati tra sensori, controllori e attuatori (IM), comunicazioni dei livelli inferiore e superiore dei sistemi automatizzati di controllo del processo.
I protocolli sono sviluppati tenendo conto delle caratteristiche processo tecnologico, fornendo una connessione affidabile e un'elevata precisione nel trasferimento dei dati tra diversi dispositivi. Insieme all'affidabilità del funzionamento in ambienti difficili, le capacità funzionali, la flessibilità nella costruzione, la facilità di integrazione e manutenzione e la conformità agli standard del settore stanno diventando requisiti sempre più importanti nei sistemi APCS. Considerare le caratteristiche tecniche di alcuni dei protocolli di cui sopra.
Protocollo IEC 60870-5-104
Lo standard IEC 60870-5-104 formalizza l'incapsulamento dell'ASDU IEC 60870-5-101 in reti TCP/IP standard. Sia le connessioni Ethernet che quelle modem sono supportate utilizzando il protocollo PPP. La sicurezza dei dati crittografici è formalizzata nello standard IEC 62351. Standard TCP port 2404.
Questo standard definisce l'uso di un'interfaccia TCP/IP aperta per una rete contenente, ad esempio, una LAN (Local Area Network) per un dispositivo di telecontrollo che trasmette un'ASDU secondo IEC 60870-5-101. Router inclusi router per WAN (Wide Area Network) di vario tipo (es. X.25, relay frame, ISDN, ecc.) possono essere collegati tramite una comune interfaccia TCP/IP-LAN.
Un esempio di architettura di applicazione generale per IEC 60870-5-104
L'interfaccia del livello di trasporto (interfaccia tra utente e TCP) è un'interfaccia orientata al flusso che non definisce alcun meccanismo di avvio e arresto per ASDU (IEC 60870-5-101). Per definire l'inizio e la fine di un'ASDU, ogni intestazione APCI include i seguenti token: un carattere di inizio, un'indicazione della lunghezza dell'ASDU, insieme a un campo di controllo. Possono essere trasmessi l'intero APDU o (a fini gestionali) solo i campi APCI.
Struttura del pacchetto di dati del protocollo IEC 60870-5-104
in cui:
APCI - Informazioni sul controllo del livello dell'applicazione;
- ASDU - Blocco dati. Servito dal livello dell'applicazione (blocco dati dell'applicazione);
- APDU - Unità dati protocollo applicativo.
- START 68 H definisce il punto di inizio all'interno del flusso di dati.
La lunghezza dell'APDU specifica la lunghezza del corpo dell'APDU, che consiste di quattro byte del campo di controllo APCI più l'ASDU. Il primo byte da contare è il primo byte del campo di controllo e l'ultimo byte da contare è l'ultimo byte dell'ASDU. Lunghezza massima ASDU è limitato a 249 byte. il valore di lunghezza massima del campo APDU è di 253 byte (APDUmax=255 meno 1 byte di inizio e 1 byte di lunghezza) e la lunghezza del campo di controllo è di 4 byte.
Questo protocollo di trasferimento dati, al momento, è di fatto il protocollo di dispacciamento standard per le imprese del settore elettrico. Il modello di dati in questo standard è sviluppato in modo più serio, ma non fornisce alcuna descrizione unificata dell'impianto di alimentazione.
Protocollo DNP-3
DNP3 (Distributed Network Protocol) è un protocollo di trasferimento dati utilizzato per la comunicazione tra i componenti ICS. È stato progettato per una facile interazione tra vari tipi di dispositivi e sistemi di controllo. Può essere utilizzato a vari livelli di sistemi di controllo dei processi automatizzati. Esiste un'estensione di autenticazione sicura per DNP3 per l'autenticazione sicura.
In Russia, questo standard non è ampiamente distribuito, ma alcuni dispositivi di automazione lo supportano ancora. Per molto tempo il protocollo non è stato standardizzato, ma ora è approvato come standard IEEE-1815. DNP3 supporta sia i collegamenti seriali RS-232/485 che le reti TCP/IP. Il protocollo descrive tre livelli del modello OSI: applicazione, collegamento dati e fisico. La sua caratteristica distintiva è la capacità di trasferire dati sia da master a slave che tra slave. DNP3 supporta anche il trasferimento di dati sporadico da dispositivi slave. La trasmissione dei dati si basa, come nel caso della IEC-101/104, sul principio della trasmissione di una tabella di valori. Allo stesso tempo, per ottimizzare l'utilizzo delle risorse di comunicazione, non viene inviato l'intero database, ma solo la sua parte variabile.
Un'importante differenza tra il protocollo DNP3 e quelli considerati in precedenza è un tentativo di descrivere il modello di dati oggetto e l'indipendenza degli oggetti dati dai messaggi trasmessi. Per descrivere la struttura dei dati in DNP3, viene utilizzata una descrizione XML del modello informativo. DNP3 si basa su tre livelli del modello di rete OSI: applicativo (funziona con oggetti di tipi di dati di base), canale (fornisce diversi modi per recuperare i dati) e fisico (nella maggior parte dei casi vengono utilizzate interfacce RS-232 e RS-485) . Ogni dispositivo ha il proprio indirizzo univoco per questa rete, rappresentato da un numero intero compreso tra 1 e 65520. Termini di base:
- Outslation - dispositivo slave.
- Master - dispositivo master.
- Frame (frame) - pacchetti trasmessi e ricevuti a livello di collegamento dati. La dimensione massima del pacchetto è 292 byte.
- Dati statici (dati costanti) - dati associati a un valore reale (ad esempio un segnale discreto o analogico)
- Dati evento (dati evento) - dati associati a qualsiasi evento significativo (ad esempio, cambiamenti di stato, raggiungimento di un valore di soglia). È possibile allegare un timestamp.
- Variation (variation) - determina come viene interpretato il valore, caratterizzato da un numero intero.
- Gruppo (gruppo) - definisce il tipo di valore, caratterizzato da un numero intero (ad esempio, un valore analogico costante appartiene al gruppo 30 e un valore analogico evento al gruppo 32). Per ogni gruppo viene assegnata una serie di variazioni, con l'aiuto delle quali vengono interpretati i valori di questo gruppo.
- Oggetto (oggetto) - dati del frame associati a un valore specifico. Il formato dell'oggetto dipende dal gruppo e dalla variazione.
Di seguito l'elenco delle varianti.
Variazioni per dati costanti:
Variazioni per i dati dell'evento:
I flag implicano la presenza di un byte speciale con i seguenti bit di informazione: la sorgente dati è in linea, la sorgente dati è stata ricaricata, la connessione alla sorgente è stata interrotta, il valore è stato forzato a scrivere, il valore è fuori range .
Titolo cornice:
Sincronizzazione - 2 byte di sincronizzazione, consentendo al ricevitore di identificare l'inizio del frame. Lunghezza: il numero di byte nel resto del pacchetto, esclusi gli ottetti CRC. Controllo della connessione: un byte per coordinare la ricezione di una trasmissione frame. Indirizzo di destinazione: l'indirizzo del dispositivo a cui è assegnato il trasferimento. Indirizzo sorgente: l'indirizzo del dispositivo trasmittente. CRC - checksum per il byte di intestazione. La sezione dati di un frame DNP3 contiene (oltre ai dati stessi) 2 byte CRC ogni 16 byte di informazioni trasmesse. Il numero massimo di byte di dati (escluso CRC) per un frame è 250.
Protocollo IEC 61850 MMS
MMS (Manufacturing Message Specification) è un protocollo di trasferimento dati che utilizza la tecnologia client-server. Lo standard IEC 61350 non descrive il protocollo MMS. Il capitolo IEC 61850-8-1 descrive solo come assegnare i servizi dati descritti nella IEC 61850 al protocollo MMS descritto nella ISO/IEC 9506. Per capire meglio cosa significa, è necessario dare un'occhiata più da vicino come lo standard IEC 61850 descrive i servizi di comunicazione astratti e a cosa servono.
Una delle idee principali alla base dello standard IEC 61850 è la sua persistenza nel tempo. Per garantire ciò, i capitoli della norma descrivono in sequenza dapprima le problematiche concettuali della trasmissione dei dati all'interno e tra gli impianti elettrici, quindi viene descritta la cosiddetta "interfaccia di comunicazione astratta" e solo nella fase finale l'assegnazione di modelli astratti ai protocolli di trasmissione dati è descritto.
Pertanto, le questioni concettuali e i modelli astratti risultano essere indipendenti dalle tecnologie di trasmissione dei dati utilizzate (canali cablati, ottici o radio), pertanto non richiederanno una revisione causata dai progressi nel campo delle tecnologie di trasmissione dei dati.
L'interfaccia di comunicazione astratta descritta da IEC 61850-7-2. include sia una descrizione dei modelli di dispositivo (cioè standardizza i concetti di "dispositivo logico", "nodo logico", "unità di controllo", ecc.). e la descrizione dei servizi dati. Uno di questi servizi è SendGOOSEMessage. Oltre al servizio specificato, vengono descritti più di 60 servizi che standardizzano la procedura per stabilire la comunicazione tra client e server (Associate, Abort, Release), leggere il modello informativo (GetServerDirectory, GelLogicalDeviceDirectory, GetLogicalNodeDirectory), leggere i valori delle variabili (GetAllDataValues, GetDataValues, ecc.), trasferimento di valori variabili sotto forma di report (Report) e altri. Il trasferimento dei dati nei servizi elencati viene effettuato utilizzando la tecnologia "client-server".
Ad esempio, in questo caso, un dispositivo di protezione relè può fungere da server e un sistema SCADA può fungere da client. I servizi di lettura del modello informativo consentono al client di leggere il modello informativo completo dal dispositivo, ovvero di ricreare un albero da dispositivi logici, nodi logici, elementi di dati e attributi. In questo caso, il cliente riceverà una descrizione semantica completa dei dati e della sua struttura. I servizi per la lettura dei valori delle variabili consentono di leggere i valori effettivi degli attributi dei dati, ad esempio utilizzando il metodo del polling periodico. Il servizio di reportistica consente di configurare l'invio di determinati dati al verificarsi di determinate condizioni. Una variazione di tale condizione potrebbe essere un cambiamento di un tipo o dell'altro, associato a uno o più elementi del set di dati. Per implementare i modelli di trasferimento dati astratti descritti, lo standard IEC 61850 descrive l'assegnazione di modelli astratti a un protocollo specifico. Per i servizi in esame tale protocollo è l'MMS, descritto dalla norma ISO/IEC 9506.
L'MMS definisce:
- un insieme di oggetti standard sui quali vengono eseguite le operazioni che devono esistere nel dispositivo (ad esempio: lettura e scrittura di variabili, segnalazione di eventi, ecc.),
- un insieme di messaggi standard. che vengono scambiati tra client e server per operazioni di gestione;
- un insieme di regole per codificare questi messaggi (ovvero, come vengono assegnati valori e parametri a bit e byte quando vengono inoltrati);
- un insieme di protocolli (regole di scambio di messaggi tra dispositivi). Pertanto, l'MMS non definisce i servizi applicativi, che, come abbiamo già visto, sono definiti dalla norma IEC 61850. Inoltre, il protocollo MMS stesso non è un protocollo di comunicazione, ma definisce solo i messaggi che devono essere trasmessi su una rete specifica . MMS utilizza lo stack TCP/IP come protocollo di comunicazione.
Di seguito è presentata la struttura generale per l'utilizzo del protocollo MMS per l'implementazione di servizi dati in conformità con IEC 61850. 
Schema di trasferimento dati tramite protocollo MMS
Un sistema così complesso, a prima vista, consente in definitiva, da un lato, di garantire l'immutabilità dei modelli astratti (e, di conseguenza, l'immutabilità della norma e dei suoi requisiti), dall'altro, di utilizzare le moderne tecnologie di comunicazione in base al protocollo IP. Tuttavia, va notato che a causa dell'elevato numero di assegnazioni, il protocollo MMS è relativamente lento (ad esempio rispetto a GOOSE), quindi non è pratico per applicazioni in tempo reale. Lo scopo principale del protocollo MMS è l'implementazione delle funzioni APCS, ovvero la raccolta dei dati di telesegnalazione e telemetria e la trasmissione dei comandi di telecontrollo.
Ai fini della raccolta delle informazioni, il protocollo MMS prevede due caratteristiche principali:
- raccolta dati tramite polling periodico del/i server da parte del cliente;
- trasmissione di dati al cliente da parte del server sotto forma di report (sporadicamente).
Entrambi questi metodi sono richiesti durante la regolazione e il funzionamento del sistema di controllo del processo automatizzato, per determinare le aree della loro applicazione, considereremo più in dettaglio i meccanismi di funzionamento di ciascuno.
Nella prima fase viene stabilita una connessione tra i dispositivi client e server (il servizio “Associazione”). La connessione viene avviata dal client contattando il server al suo indirizzo IP.
Meccanismo di trasferimento dati "client-server"
Nella fase successiva, il client richiede determinati dati dal server e riceve una risposta dal server con i dati richiesti. Ad esempio, dopo aver stabilito una connessione, un client può interrogare il server per il suo modello di informazioni utilizzando i servizi GetServerDirectory, GetLogicalDeviceDirectory, GetLogicalNodeDiretory. In questo caso, le richieste verranno eseguite in sequenza:
- dopo una richiesta GetServerDirectory, il server restituirà un elenco di dispositivi logici disponibili.
- dopo una richiesta separata a GelLogicalDeviceDirectory per ogni dispositivo logico, il server restituirà un elenco di nodi logici in ciascuno dei dispositivi logici.
- una query GetLogicalNodeDirectory per ogni singolo nodo logico restituisce i suoi oggetti e attributi di dati.
Di conseguenza, il client considera e ricrea il modello informativo completo del dispositivo server. In questo caso non verranno ancora letti i valori effettivi degli attributi, ovvero l'"albero" letto conterrà solo i nomi dei dispositivi logici, dei nodi logici, degli oggetti dati e degli attributi, ma senza i loro valori. Il terzo passaggio potrebbe essere quello di leggere i valori effettivi di tutti gli attributi dei dati. In questo caso, è possibile leggere tutti gli attributi utilizzando il servizio GetAllDataValues o solo i singoli attributi utilizzando il servizio GetDataValues. Al completamento della terza fase, il cliente ricreerà completamente il modello informativo del server con tutti i valori degli attributi dei dati. Si noti che questa procedura comporta lo scambio di quantità sufficientemente grandi di informazioni con un numero elevato di richieste e risposte, in funzione del numero di unità logiche di nodi logici e del numero di oggetti dati implementati dal server. Ciò comporta anche un carico piuttosto elevato sull'hardware del dispositivo. Queste fasi possono essere svolte in fase di realizzazione di un sistema SCADA in modo che il cliente, dopo aver letto il modello informativo, possa accedere ai dati sul server. Tuttavia, durante l'ulteriore funzionamento del sistema, non è richiesta la lettura regolare del modello informativo. Così come è inopportuno leggere costantemente i valori degli attributi con un metodo di interrogazione regolare. È invece possibile utilizzare il servizio Report. La norma IEC 61850 definisce due tipi di report: con buffer e senza buffer. La principale differenza tra un report bufferizzato e uno non bufferizzato è che quando si utilizza il primo, le informazioni generate verranno consegnate al client anche se, nel momento in cui il server è pronto per emettere il report, non c'è alcuna connessione tra di esso e il client (ad esempio, il canale di comunicazione corrispondente è stato interrotto). Tutte le informazioni generate vengono archiviate nella memoria del dispositivo e verranno trasferite non appena viene ripristinata la connessione tra i due dispositivi. L'unica limitazione è la quantità di memoria del server allocata per l'archiviazione dei report. Se durante il periodo di tempo in cui non c'era connessione, si sono verificati molti eventi che hanno causato la generazione di un gran numero di rapporti, il cui volume totale ha superato la quantità consentita di memoria del server, alcune informazioni potrebbero comunque andare perse e nuove i report generati “spiazzano” i dati precedentemente generati dal buffer, tuttavia, in questo caso, il server, tramite un apposito attributo del blocco di controllo, segnalerà al client che si è verificato un buffer overflow e che i dati potrebbero andare persi. Se c'è una connessione tra il client e il server - sia quando si utilizza un report bufferizzato che quando si utilizza un report non bufferizzato - il trasferimento dei dati all'indirizzo del client può essere immediato al verificarsi di determinati eventi nel sistema (a condizione che l'intervallo di tempo per quali eventi vengono registrati, è uguale a zero). Quando si tratta di report, non implica il controllo di tutti gli oggetti e gli attributi dei dati del modello informativo del server, ma solo di quelli che ci interessano, combinati nei cosiddetti "set di dati". Utilizzando un report bufferizzato/non bufferizzato, è possibile configurare il server non solo per trasferire l'intero set di dati controllato, ma anche per trasferire solo quegli oggetti dati/attributi con i quali eventi di un certo tipo si verificano entro un intervallo di tempo definito dall'utente.
Per fare ciò, nella struttura del blocco di controllo per la trasmissione dei report tamponati e non tamponati, è possibile specificare categorie di eventi il cui verificarsi deve essere controllato e, in base ai quali, solo quei dati oggetti / gli attributi interessati da questi eventi verranno inclusi nel rapporto. Esistono le seguenti categorie di eventi:
- cambio dati (dchg). Quando questa opzione è impostata, nel report verranno inclusi solo gli attributi di dati i cui valori sono cambiati o solo gli oggetti di dati i cui valori di attributo sono cambiati.
- modifica degli attributi di qualità (qchg). Quando questa opzione è impostata, nel report verranno inclusi solo gli attributi di qualità i cui valori sono cambiati o solo gli oggetti dati i cui attributi di qualità sono cambiati.
- aggiornamento dati (dupd). Quando questa opzione è impostata, nel report verranno inclusi solo gli attributi di dati i cui valori sono stati aggiornati o solo gli oggetti di dati i cui valori di attributo sono stati aggiornati. Un aggiornamento significa, ad esempio, il calcolo periodico di una o l'altra componente armonica e la registrazione del suo nuovo valore nell'attributo di dati corrispondente. Tuttavia, anche se il valore calcolato non è cambiato nel nuovo periodo, l'oggetto dati o l'attributo dati corrispondente viene incluso nel report.
È inoltre possibile configurare il report per segnalare l'intero set di dati monitorato. Tale trasferimento può essere effettuato sia su iniziativa del server (condizione di integrità), sia su iniziativa del cliente (interrogazione generale). Se viene immessa la generazione dei dati in base alla condizione di integrità, l'utente deve anche specificare il periodo di generazione dei dati da parte del server. Se viene inserita la generazione dei dati dalla condizione di interrogazione generale. il server genererà un report con tutti gli elementi del set di dati al ricevimento del comando corrispondente dal client.
Il meccanismo di reporting presenta importanti vantaggi rispetto al metodo di polling periodico: il carico sulla rete informatica è notevolmente ridotto, il carico sul processore del dispositivo server e del dispositivo client è ridotto e la consegna veloce dei messaggi sugli eventi che si verificano nel sistema è assicurato. Tuttavia, è importante notare che tutti i vantaggi dell'utilizzo di report bufferizzati e non possono essere raggiunti solo se sono configurati correttamente, il che, a sua volta, richiede qualifiche sufficientemente elevate e una vasta esperienza da parte del personale che esegue la configurazione dell'apparecchiatura.
Oltre ai servizi descritti, il protocollo MMS supporta anche i modelli di controllo delle apparecchiature: la generazione e la trasmissione di registri eventi, nonché il trasferimento di file, che consente di trasferire, ad esempio, file di oscillogrammi di emergenza. Servizi specificati richiedono una considerazione separata. Il protocollo MMS è uno dei protocolli a cui possono essere assegnati i servizi astratti descritti nella IEC 61850-7-2. Allo stesso tempo, l'emergere di nuovi protocolli non influirà sui modelli descritti dalla norma, garantendo così che la norma rimanga invariata nel tempo. Il capitolo IEC 61850-8-1 viene utilizzato per assegnare modelli e servizi al protocollo MMS. Il protocollo MMS fornisce vari meccanismi per la lettura dei dati dai dispositivi, inclusa la lettura dei dati su richiesta e la trasmissione dei dati sotto forma di report dal server al client. A seconda del compito da risolvere, è necessario selezionare il corretto meccanismo di trasmissione dei dati e la relativa configurazione deve essere eseguita, che consentirà l'applicazione efficace dell'intero set di protocolli di comunicazione della norma IEC 61850 presso l'impianto di alimentazione.
Protocollo IEC 61850 GOOSE
Il protocollo GOOSE, descritto nel capitolo IEC 61850-8-1, è uno dei protocolli più conosciuti previsti dalla norma IEC 61850. GOOSE - Generic Object-Oriented Substation Event - può essere letteralmente tradotto come "general object oriented evento di sottostazione". Tuttavia, in pratica, non si dovrebbe attribuire molta importanza al nome originale, poiché non dà alcuna idea del protocollo stesso. È molto più conveniente interpretare il protocollo GOOSE come un servizio progettato per scambiare segnali tra dispositivi RPA in forma digitale.
Generazione di messaggi GOOSE
Il modello di dati della norma IEC 61850 indica che i dati devono essere formati in set - Dataset. I set di dati vengono utilizzati per raggruppare i dati che verranno inviati dal dispositivo utilizzando il meccanismo dei messaggi GOOSE. In futuro, nel blocco di controllo dell'invio di GOOSE, viene indicato un collegamento al set di dati creato, nel qual caso il dispositivo sa quali dati inviare. Va notato che all'interno di un messaggio GOOSE, è possibile inviare contemporaneamente sia un valore (ad esempio un segnale di avviamento per sovracorrente) sia più valori (ad esempio, un segnale di avviamento e un segnale di sgancio per sovracorrente, ecc.). Il dispositivo ricevente, in questo caso, può estrarre dal pacchetto solo i dati di cui ha bisogno. Il pacchetto di messaggi GOOSE trasmesso contiene tutti i valori attuali degli attributi dei dati inseriti nel set di dati. Quando uno qualsiasi dei valori degli attributi cambia, il dispositivo avvia immediatamente l'invio di un nuovo messaggio GOOSE con i dati aggiornati.
Trasmissione GOOSEmessaggi
In base al suo scopo, il messaggio GOOSE è destinato a sostituire la trasmissione di segnali discreti sulla rete di controllo corrente. Considera quali requisiti sono imposti al protocollo di trasferimento dei dati. Per sviluppare un'alternativa ai circuiti di trasmissione del segnale tra dispositivi di protezione a relè, sono state analizzate le proprietà delle informazioni trasmesse tra dispositivi di protezione a relè mediante segnali discreti:
- una piccola quantità di informazioni - i valori "vero" e "falso" (o logici "zero" e "uno" vengono effettivamente trasmessi tra i terminali);
- è richiesta un'elevata velocità di trasferimento dei dati - la maggior parte dei segnali discreti trasmessi tra i dispositivi RPA influisce direttamente o indirettamente sulla velocità di eliminazione della modalità anormale, quindi la trasmissione del segnale deve essere effettuata con un ritardo minimo;
- è richiesta un'elevata probabilità di recapito del messaggio - per l'implementazione di funzioni critiche, come l'invio di un comando di apertura dell'interruttore dall'RPA, lo scambio di segnali tra l'RPA durante l'esecuzione di funzioni distribuite, è necessario garantire la garanzia del messaggio consegna sia nella normale modalità di funzionamento della rete di trasmissione di dati digitali, sia in caso di guasti a breve termine;
- la possibilità di inviare messaggi a più destinatari contemporaneamente - quando si implementano alcune funzioni di protezione dei relè distribuiti, è necessario trasferire i dati da un dispositivo a più contemporaneamente;
- è necessario controllare l'integrità del canale di trasmissione dati - la presenza di una funzione diagnostica per lo stato del canale di trasmissione dati consente di aumentare il fattore di disponibilità durante la trasmissione del segnale, aumentando così l'affidabilità della funzione svolta con la trasmissione del messaggio specificato.
Questi requisiti hanno portato allo sviluppo di un meccanismo di messaggistica GOOSE che soddisfa tutti i requisiti. Nei circuiti di trasmissione del segnale analogico, il ritardo principale nella trasmissione del segnale è introdotto dal tempo di risposta dell'uscita discreta del dispositivo e dal tempo di filtraggio antirimbalzo all'ingresso discreto del dispositivo ricevente. In confronto, il tempo di propagazione del segnale lungo il conduttore è breve.
Allo stesso modo, nelle reti di dati digitali, il ritardo principale è introdotto non tanto dalla trasmissione del segnale sul supporto fisico quanto dalla sua elaborazione all'interno del dispositivo. Nella teoria delle reti di dati, è consuetudine segmentare i servizi di dati secondo i livelli del modello OSI, di norma, discendendo dall'"Applicato", cioè il livello di rappresentazione dei dati dell'applicazione, al "Fisico" , ovvero il livello di interazione fisica dei dispositivi. Nella visione classica, il modello OSI ha solo sette livelli: fisico, collegamento dati, rete, trasporto, sessione, presentazione e applicazione. Tuttavia, i protocolli implementati potrebbero non avere tutti i livelli specificati, ovvero alcuni livelli potrebbero essere omessi.
Il meccanismo di funzionamento del modello OSI può essere visualizzato utilizzando l'esempio del trasferimento di dati durante la visualizzazione di pagine WEB su Internet su un personal computer. Il trasferimento del contenuto della pagina su Internet viene effettuato tramite HTTP (Hypertext Transfer Protocol), che è un protocollo a livello di applicazione. Il trasferimento dei dati del protocollo HTTP viene solitamente eseguito dal protocollo di trasporto TCP (Transmission Control Protocol). I segmenti del protocollo TCP sono incapsulati in pacchetti del protocollo di rete, che in questo caso è IP (Internet Protocol). I pacchetti di protocollo TCP costituiscono frame di protocollo del livello di collegamento Ethernet che, a seconda dell'interfaccia di rete, possono essere trasmessi utilizzando un livello fisico diverso. Pertanto, i dati della pagina visualizzata su Internet attraversano almeno quattro livelli di trasformazione quando si forma una sequenza di bit a livello fisico, e quindi lo stesso numero di passaggi di trasformazione inversa. Un tale numero di trasformazioni porta a ritardi sia nella formazione di una sequenza di bit per trasmetterli, sia nella trasformazione inversa per ricevere i dati trasmessi. Di conseguenza, per ridurre il tempo di ritardo, il numero di conversioni dovrebbe essere ridotto al minimo. Ecco perché i dati del protocollo GOOSE (application layer) vengono assegnati direttamente al livello di collegamento - Ethernet, bypassando gli altri livelli.
In generale, il capitolo IEC 61850-8-1 prevede due profili di comunicazione che descrivono tutti i protocolli di trasferimento dati previsti dalla norma:
- Profilo "MMS";
- Profilo "non MMS" (cioè non MMS).
Di conseguenza, i servizi di dati possono essere implementati utilizzando uno di questi profili. Al secondo profilo appartiene il protocollo GOOSE (così come il protocollo Sampled Values). L'utilizzo di uno stack "ridotto" con un numero minimo di conversioni è un modo importante, ma non l'unico, per accelerare il trasferimento dei dati. Inoltre, l'uso di meccanismi di prioritizzazione dei dati contribuisce all'accelerazione del trasferimento dei dati tramite il protocollo GOOSE. Quindi, per il protocollo GOOSE, viene utilizzato un identificatore di frame Ethernet separato: Ethertype, che ha una priorità ovviamente maggiore rispetto ad altro traffico, ad esempio, trasmesso utilizzando il livello di rete IP. Oltre ai meccanismi discussi, il frame di un messaggio Ethernet GOOSE può anche essere dotato di tag di priorità del protocollo IEEE 802.1Q. nonché etichette VLAN ISO/IEC 8802-3. Tali etichette consentono di aumentare la priorità dei frame quando vengono elaborati dagli switch di rete. Questi meccanismi di escalation prioritaria saranno discussi più dettagliatamente nelle pubblicazioni successive.
L'utilizzo di tutte le modalità considerate consente di aumentare sensibilmente la priorità dei dati trasmessi tramite il protocollo GOOSE rispetto al resto dei dati trasmessi sulla stessa rete utilizzando altri protocolli, minimizzando così i ritardi sia nel trattamento dei dati all'interno dei dispositivi dei dati sorgenti e ricevitori e durante l'elaborazione tramite switch di rete.
Invio di informazioni a più destinatari
Per indirizzare i frame a livello di collegamento, vengono utilizzati gli indirizzi fisici dei dispositivi di rete: indirizzi MAC. Allo stesso tempo, Ethernet consente la cosiddetta distribuzione di messaggi di gruppo (Multicast). In questo caso, il campo dell'indirizzo MAC di destinazione contiene l'indirizzo multicast. I multicast GOOSE utilizzano un intervallo specifico di indirizzi.
Intervallo di indirizzi multicast per i messaggi GOOSE
I messaggi che hanno il valore "01" nel primo ottetto dell'indirizzo vengono inviati a tutte le interfacce fisiche sulla rete, quindi in effetti il multicast non ha destinazioni fisse e il suo indirizzo MAC è più un identificatore per la trasmissione stessa e lo fa non indicare direttamente i suoi destinatari.
Pertanto, l'indirizzo MAC di un messaggio GOOSE può essere utilizzato, ad esempio, quando si organizza il filtraggio dei messaggi su uno switch di rete (filtro MAC) e l'indirizzo specificato può anche fungere da identificatore per il quale è possibile configurare i dispositivi di ricezione.
Pertanto, la trasmissione dei messaggi GOOSE può essere paragonata alla trasmissione radio: il messaggio viene trasmesso a tutti i dispositivi della rete, ma per ricevere ed elaborare ulteriormente il messaggio, il dispositivo ricevente deve essere configurato per ricevere questo messaggio. 
Schema di messaggistica GOOSE
La trasmissione di messaggi a più destinatari in modalità Multicast, così come i requisiti per un'elevata velocità di trasferimento dati, non consentono di ricevere conferme di recapito dai destinatari durante la trasmissione di messaggi GOOSE. La procedura di invio dei dati, generazione di una conferma da parte del dispositivo ricevente, ricezione ed elaborazione da parte del dispositivo trasmittente, per poi reinviarli in caso di tentativo non andato a buon fine richiederebbe troppo tempo, il che potrebbe comportare ritardi nella trasmissione eccessivamente elevati di segnali critici. È stato invece implementato un meccanismo speciale per i messaggi GOOSE, che fornisce un'elevata probabilità di consegna dei dati.
In primo luogo, in assenza di modifiche negli attributi dei dati trasmessi, i pacchetti con messaggi GOOSE vengono trasmessi ciclicamente a un intervallo definito dall'utente. La trasmissione ciclica dei messaggi GOOSE consente di diagnosticare costantemente la rete informatica. Un dispositivo configurato per ricevere un messaggio attende che arrivi a intervalli specificati. Se il messaggio non è pervenuto entro il tempo di attesa, il dispositivo ricevente può generare un segnale di malfunzionamento della rete informativa, avvisando così il dispatcher dei problemi sorti.
In secondo luogo, quando uno degli attributi del set di dati trasmesso cambia, indipendentemente dal tempo trascorso dall'invio del messaggio precedente, viene formato un nuovo pacchetto che contiene i dati aggiornati. Successivamente, l'invio di questo pacchetto viene ripetuto più volte con un ritardo minimo, quindi l'intervallo tra i messaggi (in assenza di modifiche nei dati trasmessi) aumenta nuovamente al massimo. 
Intervallo tra l'invio di messaggi GOOSE
In terzo luogo, il pacchetto di messaggi GOOSE contiene diversi campi contatore, che possono essere utilizzati anche per controllare l'integrità del canale di comunicazione. Tali contatori, ad esempio, comprendono il contatore ciclico dei pacchi (sqNum), il cui valore varia da 0 a 4 294 967 295 o fino a quando i dati trasmessi non cambiano. Ad ogni variazione dei dati trasmessi nel messaggio GOOSE, il contatore sqNum verrà azzerato, aumentando anche di 1 altro contatore - stNum, variando anche ciclicamente nell'intervallo da 0 a 4 294 967 295. Pertanto, se si perdono più pacchetti durante trasmissione, questa perdita può essere tracciata dai due contatori indicati.
Infine, in quarto luogo, è anche importante notare che oltre al valore del segnale discreto, il messaggio GOOSE può contenere anche un segno della sua qualità, che identifica un certo guasto hardware del dispositivo sorgente dell'informazione, il fatto che l'informazione il dispositivo sorgente è in modalità test e una serie di altre modalità anomale. Pertanto, il dispositivo ricevente, prima di elaborare i dati ricevuti secondo gli algoritmi forniti, può verificare questo attributo di qualità. Ciò può impedire il funzionamento errato dei dispositivi di ricezione delle informazioni (ad esempio, il loro falso funzionamento).
Va tenuto presente che alcuni dei meccanismi intrinseci per garantire l'affidabilità della trasmissione dei dati, se utilizzati in modo errato, possono avere un effetto negativo. Pertanto, se si sceglie un intervallo massimo tra i messaggi troppo breve, il carico sulla rete aumenta, sebbene, dal punto di vista della disponibilità del canale di comunicazione, l'effetto della riduzione dell'intervallo di trasmissione sarà estremamente insignificante.
Quando gli attributi dei dati cambiano, la trasmissione di pacchetti con un ritardo minimo provoca un aumento del carico sulla rete (modalità "tempesta di informazioni"), che teoricamente può portare a ritardi nella trasmissione dei dati. Questa modalità è la più complessa e dovrebbe essere presa come calcolata quando si progetta una rete informativa. Va comunque inteso che il carico di picco è a brevissimo termine e la sua diminuzione multipla, secondo i nostri esperimenti in laboratorio per lo studio dell'interoperabilità di dispositivi operanti nelle condizioni della norma IEC 61850, si osserva ad intervallo di 10 ms.
Quando si costruiscono sistemi di protezione e automazione dei relè basati sul protocollo GOOSE, le procedure per la loro regolazione e test vengono modificate. Ora la fase di adeguamento consiste nell'organizzare la rete Ethernet della centrale elettrica. che includerà tutti i dispositivi RPA. tra cui i dati devono essere scambiati. Per verificare che il sistema sia configurato e abilitato secondo i requisiti del progetto, diventa possibile utilizzare un personal computer con appositi software preinstallati (Wireshak, GOOSE Monitor, ecc.) o speciali apparecchiature di test che supportano il protocollo GOOSE ( PETOM 61850. Omicron CMC). È importante notare che tutti i controlli possono essere eseguiti senza interrompere i collegamenti prestabiliti tra le apparecchiature secondarie (dispositivi di protezione a relè, interruttori, ecc.), poiché lo scambio di dati avviene tramite la rete Ethernet. Quando si scambiano segnali discreti tra dispositivi RPA in modo tradizionale (applicando tensione all'ingresso discreto del dispositivo ricevitore quando il contatto di uscita del dispositivo che trasmette i dati è chiuso), al contrario, spesso è necessario interrompere i collegamenti tra i apparecchiature secondarie al fine di inserirle nel circuito degli impianti di prova al fine di verificare la correttezza dei collegamenti elettrici e la trasmissione dei corrispondenti segnali discreti. Pertanto, il protocollo GOOSE fornisce intero complesso misure volte a garantire le caratteristiche necessarie per la velocità e l'affidabilità nella trasmissione dei segnali critici. L'utilizzo di questo protocollo in combinazione con la corretta progettazione e parametrizzazione della rete informativa e dei dispositivi RPA consente in alcuni casi di abbandonare l'uso di circuiti in rame per la trasmissione del segnale, garantendo nel contempo il livello di affidabilità e velocità richiesto.
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Con lo sviluppo delle tecnologie digitali, i produttori di apparecchiature elettriche non si sono fatti da parte. Nonostante la presenza della classificazione ISO internazionale, in Russia è stata utilizzata la norma europea IEC 61850, responsabile dei sistemi e delle reti di sottostazioni.
Lo sviluppo della tecnologia informatica non ha aggirato il sistema di controllo reti elettriche. Lo standard IEC 61850, generalmente accettato oggi, è stato originariamente introdotto nel 2003, sebbene i tentativi di introdurre sistemi su questa base siano stati fatti già negli anni '60 del secolo scorso.
La sua essenza si riduce all'utilizzo di appositi protocolli per la gestione delle reti elettriche. Sulla base di essi, viene ora monitorato il funzionamento di tutte le reti di questo tipo.
Se prima l'attenzione principale era rivolta esclusivamente alla modernizzazione dei sistemi informatici che controllano l'industria dell'energia elettrica, con l'introduzione di regole, standard, protocolli sotto forma di IEC 61850, la situazione è cambiata. Il compito principale di questo GOST era garantire il monitoraggio al fine di identificare tempestivamente i malfunzionamenti nel funzionamento delle apparecchiature pertinenti.
Il protocollo stesso iniziò ad essere utilizzato più attivamente a metà degli anni '80. Poi, come le prime versioni testate, sono state utilizzate modifiche della IEC 61850-1, IEC 60870-5 versioni 101, 103 e 104, DNP3 e Modbus, che si sono rivelate del tutto insostenibili.
Ed è stato lo sviluppo iniziale a costituire la base del moderno protocollo UCA2, che è stato applicato con successo nell'Europa occidentale a metà degli anni '90.
Soffermandosi sulla questione del funzionamento, vale la pena spiegare cos'è il protocollo IEC 61850 per i "manichini" (persone che stanno solo imparando le basi del lavoro e comprendendo i principi della comunicazione con la tecnologia informatica).
La linea di fondo è che un chip a microprocessore è installato presso la sottostazione o centrale elettrica, che consente di trasferire i dati sullo stato dell'intero sistema direttamente al terminale centrale che esegue il controllo principale.
Ma, come dimostra la pratica, questi sistemi sono piuttosto vulnerabili. Hai visto film americani quando in uno degli episodi l'alimentazione dell'intero blocco è stata interrotta? Ecco qui! La gestione della rete elettrica basata sul protocollo IEC 61850 può essere coordinata da qualsiasi fonte esterna (si capirà più avanti perché). Nel frattempo, considera i requisiti di sistema di base.
Se prima si presumeva che il segnale dovesse essere trasmesso tramite una linea telefonica, oggi i mezzi di comunicazione hanno fatto un passo avanti. I chip integrati sono in grado di trasmettere a livello di 64 Mbps, essendo completamente indipendenti dai provider che forniscono servizi di connessione standard.
Se consideriamo lo standard IEC 61850 per i manichini, la spiegazione sembra abbastanza semplice: il chip dell'unità di alimentazione utilizza il proprio protocollo di trasferimento dati e non lo standard TCP / IP generalmente accettato. Ma non è tutto.
Lo standard stesso è il protocollo di comunicazione sicura IEC 61850. In altre parole, la connessione alla stessa rete Internet, wireless, ecc. avviene in un modo molto specifico. Le impostazioni, di norma, coinvolgono le impostazioni del server proxy, poiché sono proprio queste (anche virtuali) le più sicure.
È chiaro che, in base ai requisiti stabiliti da GOST IEC 61850, non funzionerà l'installazione di apparecchiature di questo tipo in una normale scatola del trasformatore (semplicemente non c'è posto per un chip per computer).
Un tale dispositivo non funzionerà con tutto il desiderio. Richiede almeno un sistema I/O iniziale simile al BIOS, nonché un modello di comunicazione appropriato per il trasferimento dei dati (rete wireless, connessione cablata sicura, ecc.).
Ma nel centro di controllo della rete elettrica generale o locale è possibile accedere a quasi tutte le funzioni delle centrali elettriche. A titolo di esempio, anche se non il migliore, possiamo citare il film "The Core" (The Core), quando un hacker impedisce la morte del nostro pianeta destabilizzando la fonte di energia che alimenta la versione "backup" della promozione
Ma questa è pura fantasia, anzi anche una conferma virtuale dei requisiti della IEC 61850 (sebbene ciò non sia dichiarato direttamente). Tuttavia, anche l'emulazione IEC 61850 più primitiva è esattamente così. Ma quanti disastri si sarebbero potuti evitare?
La stessa quarta unità di potenza della centrale nucleare di Chernobyl, se su di essa fossero stati installati strumenti diagnostici che corrispondessero almeno allo standard IEC 61850-1, potrebbe non essere esplosa. E dal 1986 non resta che raccogliere i frutti di quanto accaduto.
Radiazione: è tale da agire di nascosto. Nei primi giorni, mesi o anni potrebbero non apparire, per non parlare dell'emivita dell'uranio e del plutonio, a cui oggi poche persone prestano attenzione. Ma l'integrazione degli stessi nella centrale potrebbe ridurre notevolmente il rischio di permanenza in questa zona. A proposito, il protocollo stesso consente di trasferire tali dati a livello hardware e software del complesso coinvolto.
Per la comprensione più semplice di come funziona, ad esempio, la norma IEC 61850-9-2, vale la pena dire che nessun filo di ferro può determinare la direzione dei dati trasmessi. Cioè, è necessario un ripetitore appropriato in grado di trasmettere dati sullo stato del sistema e in forma crittografata.
Ricevere un segnale, a quanto pare, è abbastanza semplice. Ma per poter essere letto e decifrato dal dispositivo ricevente, devi sudare. Infatti, per decodificare un segnale in ingresso, ad esempio, basato su IEC 61850-2, a livello iniziale, è necessario utilizzare sistemi di visualizzazione come SCADA e P3A.
Ma in base al fatto che questo sistema utilizza comunicazioni cablate, GOOSE e MMS sono considerati i principali protocolli (da non confondere con i messaggi mobili). Lo standard IEC 61850-8 esegue tale conversione utilizzando in sequenza prima l'MMS e poi GOOSE, che alla fine consente di visualizzare le informazioni utilizzando le tecnologie P3A.
Qualsiasi sottostazione che utilizza questo protocollo deve disporre almeno di un insieme minimo di mezzi per la trasmissione dei dati. In primo luogo, riguarda il dispositivo fisico stesso connesso alla rete. In secondo luogo, ciascuno di questi aggregati deve avere uno o più moduli logici.
In questo caso, il dispositivo stesso è in grado di svolgere la funzione di hub, gateway o anche una sorta di intermediario per la trasmissione di informazioni. I nodi logici stessi hanno un focus ristretto e sono suddivisi nelle seguenti classi:
Si ritiene che il protocollo IEC 61850-8-1, ad esempio, sia in grado di fornire un minor utilizzo di fili o cavi, il che, ovviamente, influisce solo positivamente sulla facilità di configurazione delle apparecchiature. Ma il problema principale, a quanto pare, è che non tutti gli amministratori sono in grado di elaborare i dati ricevuti, anche con i pacchetti software appropriati. Si spera che questo sia un problema temporaneo.
Tuttavia, anche in una situazione di incomprensione principi fisici azioni di programmi di questo tipo, l'emulazione IEC 61850 può essere eseguita su qualsiasi sistema operativo (anche mobile).
Si ritiene che il personale di gestione o gli integratori impieghino molto meno tempo per elaborare i dati provenienti dalle sottostazioni. L'architettura di tali applicazioni è intuitiva, l'interfaccia è semplice e tutte le elaborazioni consistono solo nell'introduzione di dati localizzati, seguiti dall'output automatico del risultato.
Gli svantaggi di tali sistemi includono, forse, il costo sovrastimato delle apparecchiature P3A (sistemi a microprocessore). Da qui l'impossibilità della sua applicazione di massa.
Fino ad allora, tutto quanto affermato in relazione al protocollo IEC 61850 riguardava solo informazioni teoriche. Come funziona in pratica?
Diciamo di avere una centrale (sottostazione) con alimentazione trifase e due ingressi di misura. Quando si definisce un nodo logico standard, viene utilizzato il nome MMXU. Per lo standard IEC 61850 possono essercene due: MMXU1 e MMXU2. Ciascuno di questi nodi può anche contenere un prefisso aggiuntivo per semplificare l'identificazione.
Un esempio è un nodo simulato basato su XCBR. Si identifica con l'applicazione di alcuni operatori di base:
Tale classificazione per descrivere le classi di dati CDC viene utilizzata principalmente nei sistemi di modifica 7-3. Tuttavia, anche in questo caso, la configurazione si basa sull'utilizzo di diverse funzionalità (FC - restrizioni funzionali, SPS - stato di un unico punto di controllo, SV e ST - proprietà dei sistemi di sostituzione, DC ed EX - descrizione e definizione estesa dei parametri ).
Per quanto riguarda la definizione e la descrizione della classe SPS, la catena logica include le proprietà stVal, la qualità - q ei parametri dell'ora corrente - t.
In questo modo i dati vengono trasformati dalle tecnologie di connessione Ethernet e dai protocolli TCP/IP direttamente nella variabile oggetto MMS, che viene poi identificata con il nome assegnato, che porta al valore reale di qualsiasi indicatore attualmente coinvolto.
Inoltre, lo stesso protocollo IEC 61850 è solo un modello generalizzato e persino astratto. Ma sulla base di essa, viene fatta una descrizione della struttura di qualsiasi elemento del sistema di alimentazione, che consente ai chip del microprocessore di identificare accuratamente ogni dispositivo coinvolto in quest'area, compresi quelli che utilizzano tecnologie di risparmio energetico.
In teoria, il formato del protocollo può essere convertito in qualsiasi tipo di dati basato sugli standard MMS e ISO 9506. Ma perché allora è stato scelto lo standard di controllo IEC 61850?
È associato esclusivamente all'affidabilità dei parametri ricevuti e al facile processo di lavoro con l'assegnazione di nomi o modelli complessi del servizio stesso.
Tale processo senza l'utilizzo del protocollo MMS risulta essere molto dispendioso in termini di tempo anche durante la generazione di richieste come "lettura-scrittura-report". No, certo, puoi fare questo tipo di conversione anche per l'architettura UCA. Ma, come dimostra la pratica, è l'uso dello standard IEC 61850 che consente di farlo senza troppi sforzi e tempo.
Tuttavia, questo sistema non si limita alla trasmissione e alla ricezione. Infatti, i sistemi a microprocessore embedded consentono lo scambio di dati non solo a livello di sottostazioni e sistemi di controllo centrali. Possono, con l'attrezzatura appropriata, elaborare i dati tra di loro.
L'esempio è semplice: un chip elettronico trasmette dati su corrente o tensione in un'area critica. Di conseguenza, qualsiasi altro sottosistema basato sulla caduta di tensione può abilitare o disabilitare il sistema di alimentazione ausiliaria. Tutto questo si basa sulle leggi standard della fisica e dell'ingegneria elettrica, tuttavia dipende dalla corrente. Ad esempio, la nostra tensione standard è 220 V. In Europa è 230 V.
Se si osservano i criteri di deviazione, nell'ex URSS è del +/- 15%, mentre nei paesi europei sviluppati non supera il 5%. Non sorprende che le apparecchiature occidentali di marca semplicemente si guastino solo a causa di cadute di tensione nella rete.
E probabilmente, non è necessario dire che molti di noi osservano nel cortile un edificio a forma di cabina di trasformazione, costruito ai tempi dell'Unione Sovietica. Pensi che sia possibile installare lì un chip per computer o collegare cavi speciali per ottenere informazioni sullo stato del trasformatore? Questo è tutto, non lo è!
I nuovi sistemi basati sulla norma IEC 61850 consentono il pieno controllo di tutti i parametri, tuttavia, l'ovvia impossibilità di una sua diffusa implementazione respinge i servizi competenti come Energosbytov in termini di utilizzo di protocolli di questo livello.
Non c'è niente di sorprendente in questo. Le aziende che distribuiscono elettricità ai consumatori potrebbero semplicemente perdere i loro profitti o addirittura privilegi nel mercato.
In generale, il protocollo, da un lato, è semplice e dall'altro molto complesso. Il problema non è nemmeno che oggi non ci sia un software corrispondente, ma che l'intero sistema di controllo per l'industria dell'energia elettrica, ereditato dall'URSS, semplicemente non è preparato per questo. E se teniamo conto della scarsa qualificazione del personale di servizio, non ci può essere dubbio che qualcuno sia in grado di controllare o risolvere i problemi in modo tempestivo. Come dovremmo farlo? Problema? Togliamo energia al quartiere. Solo e tutto.
Ma l'uso di questo standard consente di evitare questo tipo di situazioni, per non parlare di eventuali blackout.
Non resta quindi che trarre una conclusione. Cosa offre all'utente finale l'uso del protocollo IEC 61850? Nel senso più semplice, si tratta di un'alimentazione ininterrotta senza cali di tensione nella rete. Si noti che se un gruppo di continuità o uno stabilizzatore di tensione non sono forniti per un terminale di computer o laptop, un'impennata o un'impennata può causare l'arresto istantaneo del sistema. Ok, se è necessario ripristinare a livello di software. E se la RAM si esaurisce o il disco rigido si guasta, cosa fare?
Questo, ovviamente, è un argomento di ricerca a parte, tuttavia gli standard stessi, oggi utilizzati nelle centrali con gli opportuni strumenti di diagnostica hardware e software, sono in grado di controllare assolutamente tutti i parametri di rete, prevenendo situazioni di guasti critici che possono portare a non solo alla rottura elettrodomestici, ma anche al guasto di tutti i cablaggi domestici (come sapete, è progettato per non più di 2 kW con una tensione standard di 220 V). Pertanto, includendo allo stesso tempo un frigorifero, una lavatrice o una caldaia per il riscaldamento dell'acqua, pensa cento volte quanto sia giustificato.
Se queste versioni di protocollo sono abilitate, le impostazioni del sottosistema verranno applicate automaticamente. E nella massima misura ciò riguarda il funzionamento degli stessi fusibili da 16 ampere che i residenti di edifici di 9 piani a volte installano da soli, aggirando i servizi responsabili. Ma il prezzo del problema, a quanto pare, è molto più alto, perché consente di aggirare alcune delle restrizioni associate allo standard di cui sopra e alle relative regole di accompagnamento.
Il più grande partner di standardizzazione dell'ISO è la Commissione elettrotecnica internazionale (IEC, IEC). L'inizio della cooperazione nel campo dell'ingegneria elettrica risale al 1881, quando si tenne il 1° Congresso Internazionale sull'Elettricità.
Il 15 settembre 1904 i delegati del congresso tenutosi a St. Louis (USA) decisero di creare un'organizzazione speciale per la standardizzazione della terminologia e dei parametri delle macchine elettriche.
Nel giugno 1906 a Londra (Inghilterra) avvenne l'apertura ufficiale della sede dell'organizzazione con la partecipazione di rappresentanti di 13 paesi del mondo.
Nel 1914 furono formati quattro comitati tecnici che si occupavano della terminologia, della designazione e della valutazione dei parametri delle macchine elettriche.
Attività IEC mira alla standardizzazione nel campo dell'ingegneria elettrica, dell'elettronica e delle aree correlate della produzione industriale.
L'obiettivo principale e il compito L'IEC deve promuovere la cooperazione internazionale in materia di standardizzazione e unificazione nel campo dell'ingegneria elettrica, dell'elettronica e delle relative aree della produzione industriale attraverso lo sviluppo e l'attuazione di standard internazionali e documenti di standardizzazione, compreso lo sviluppo e la pubblicazione della letteratura tecnica pertinente.
Per principale oggetti di standardizzazione IEC includono:
Materiali per l'industria elettrica (ad esempio dielettrici, materiali magnetici, ecc.);
Apparecchiature elettriche per uso industriale (ad esempio saldatrici, apparecchi di illuminazione, ecc.);
Apparecchiature elettriche (ad esempio turbine a vapore e idrauliche, generatori, trasformatori, ecc.);
Prodotti dell'industria elettronica (ad esempio circuiti integrati, microprocessori, ecc.);
Apparecchiature elettroniche per uso domestico e industriale;
utensili elettrici;
Apparecchiature per satelliti di comunicazione;
Terminologia.
A partire dal 2012, l'IEC include organismi nazionali di normalizzazione 82 paesi del mondo, incl. 60 paesi - comitati membri.
La struttura organizzativa dell'IEC è mostrata nella Figura 3.
All'interno della struttura organizzativa della CEI, il più alto organo di governo è Consiglio IEC, composta dai Comitati Nazionali di tutti i paesi. Le riunioni annuali del Consiglio si tengono alternativamente in diversi paesi membri dell'IEC. Le decisioni nella CEI sono prese a maggioranza semplice, ma il presidente ha voto preponderante in caso di parità di distribuzione dei voti.
Organismo di coordinamento IEC - Comitato d'azione , il cui compito principale è quello di coordinare il lavoro dei comitati tecnici dell'organizzazione. Il Comitato d'azione determina le aree prioritarie di lavoro nel campo della standardizzazione; sviluppa documenti metodologici che forniscono lavoro tecnico; partecipa alla risoluzione di questioni di cooperazione con altre organizzazioni internazionali e regionali, svolge compiti del Consiglio IEC.
Il Comitato di Azione è subordinato a 5 comitati tecnici consultivi sugli aspetti di sicurezza:
- ASO S (AKOS) - per sicurezza;
- ASTE l (ASTEL) – sulle telecomunicazioni (telecomunicazioni);
-MA C e C (AKEK) – secondo compatibilità elettromagnetica;
-CISPR (CISPR) – comitato internazionale ad hoc sulle radiointerferenze;
-UN MARE ( ACEA ) – sugli aspetti dell'ambiente;
- ASTA D (AKTAD) - per la trasmissione e distribuzione di energia elettrica.
L'attività di questi comitati consultivi è finalizzata a trovare protezione contro vari tipi di rischi (rischi), ad esempio pericolo di incendio, pericolo di esplosione, pericolo elettrico, pericolo chimico e biologico, pericolo di radiazioni delle apparecchiature (suoni, infrarossi, ultravioletti, radiazioni, ecc. .). .).
UN DA Sistema operativo è responsabile del coordinamento e della gestione dei lavori nel campo della sicurezza delle apparecchiature elettriche. Il Comitato consultivo è composto da membri nominati dal Comitato d'azione e da membri dei comitati tecnici competenti.
ASTE l supervisiona il lavoro dei comitati tecnici nel campo delle telecomunicazioni, spiega l'ambito delle loro attività, fornisce raccomandazioni sullo sviluppo di nuove norme e sulla loro applicazione. Il comitato consultivo comprende presidenti e segretari di comitati tecnici che si occupano di questioni nel campo delle telecomunicazioni. Questo comitato scambia informazioni tra l'IEC e l'Unione internazionale delle telecomunicazioni e coordina il lavoro sullo sviluppo di standard e documenti internazionali per oggetti di standardizzazione simili al fine di evitarne la duplicazione.
MA C e C coordina i lavori dei comitati tecnici nel campo della compatibilità elettromagnetica. Al Comitato partecipano singoli membri, membri CISPR e membri di TC 77 Compatibilità elettromagnetica.
Torna alle attività principali CISPR relazionare:
Protezione delle apparecchiature radio da vari tipi di interferenze radio;
Sviluppo di metodi per la misurazione delle interferenze radio e delle relative apparecchiature;
Determinazione delle caratteristiche di interferenza da varie fonti e determinazione dei loro valori limite (ad esempio interferenza da apparecchiature a radiofrequenza industriali, scientifiche e mediche, apparecchiature ad alta tensione, ricevitori radio, apparecchi elettrici, ecc.);
CISPR partecipa inoltre allo sviluppo delle norme di sicurezza in termini di requisiti per la soppressione dei disturbi delle apparecchiature elettriche.
Il comitato speciale comprende rappresentanti dei comitati nazionali IEC e di altre organizzazioni internazionali che si occupano dei problemi di riduzione delle interferenze radio in vari tipi di prodotti elettrici.
Nota - 8 sottocomitati sono coinvolti nello sviluppo di standard internazionali e documenti normativi sulla standardizzazione. CISPR così come organizzazioni internazionali come organizzazione internazionale radio e televisione, l'Unione internazionale dei produttori e distributori di energia elettrica, i sindacati internazionali delle ferrovie e dei trasporti pubblici, ecc.
ASTA D si occupa di questioni relative alla trasmissione e distribuzione di energia elettrica, incl. identifica le esigenze del mercato per lo sviluppo di nuovi standard, identifica le tecnologie che necessitano di standardizzazione e formula raccomandazioni ai comitati tecnici IEC per migliorare il loro lavoro con le PMI.
ACEA considera gli aspetti legati alla protezione dell'ambiente, coordina e armonizza le attività dei comitati tecnici IEC al fine di evitare duplicazioni del loro lavoro su problemi ambientali nello sviluppo di standard internazionali. Questo comitato consultivo formula raccomandazioni sull'inclusione dei requisiti ambientali negli standard in fase di sviluppo e si occupa anche di questioni di etichettatura ambientale e dichiarazione di prodotti elettrici. UN MARE sta aggiornando la IEC Guide 109:2012 “Environmental Matters. Inclusione nelle norme per i prodotti elettrici” e fornisce consigli sulla sua applicazione.
Consiglio IEC sono soggetti 4 comitati di gestione:
- PATTO – Comitato consultivo presidenziale sulle tecnologie future ( Presidente’ S consultivo Comitato Su futuro tecnologia);
- MC - commissione marketing Comitato Marketing);
- SPC - commissione per la politica commerciale Comitato per le politiche di vendita);
- CDF - Comitato Finanze comitato delle finanze).
Comitati tecnici, sottocomitati e gruppi di lavoro sono direttamente coinvolti nello sviluppo e nell'adozione di standard internazionali.
A partire dal 2012, IEC ha 94 TC e 80 PC. Più di 10.000 specialisti sono coinvolti nello sviluppo di standard internazionali e altre pubblicazioni IEC.
Le lingue ufficiali per l'emissione di standard internazionali e documenti IEC sono: inglese, francese e russo.
Gli standard IEC sono numerati da 60000 a 79999.
Esempio Designazioni degli standard internazionali IEC:
