Jahrelang wurden Schutzrelais in Steuerungssysteme integriert, die Modbus, Modbus TCP/IP und andere Spezialprotokolle verwendeten. Die Veröffentlichung des IEC 61850-Kommunikationsstandards im Jahr 2003 trug dazu bei, diese Konnektivität für Strom- und Energieanwendungen zu transformieren. Seit fast 20 Jahren hilft IEC 61850 Unternehmen, die Ethernet-basierte Kommunikation vollständig zu nutzen und Gewinne bei der Leistung und Flexibilität von Schutzrelais zu realisieren.
In diesem blog-Beitrag heben wir weitere Vorteile hervor, die Unternehmen durch die Verwendung von IEC 61850 erzielen, und erläutern, wie Sie eine nahtlose IEC 61850-Konnektivität zu Rockwell Automation® Steuerungssystemen erreichen können.
Warum IEC 61850?
IEC 61850 ist ein internationaler Standard für Automatisierungssysteme von Umspannwerken und definiert die Kommunikation zwischen Umspannwerks-Geräten. Er hat eine Struktur für die Adressierung der Interoperabilität von intelligenten elektronischen Geräten (IEDs) über die Protokollebene hinaus definiert.
Die Einrichtung von IEC 61850 hat es zu einem herstellerneutralen Protokoll gemacht, das sich ideal für Umspannwerksanwendungen mit Geräten verschiedener Hersteller eignet. IEC 61850-Geräte verwenden eine gemeinsame, auf XML basierende Konfigurationssprache und nutzen einen Data Model-Ansatz. Dazu gehören:
- Standardisierte Dienste und Verhaltensmodelle für Geräte
- Standardisierte Objektmodelle und Namenskonventionen
- Standardisierte Datenbedeutung
- Selbstbeschreibende objektorientierte tag
Sehen wir uns die letzte Komponente des Data Model-Ansatzes genauer an.
IEC 61850 unterstützt eine Objekt-Namensstruktur, die aus dem logischen Gerät und dem logischen Netzknoten, den Daten und dem Attribut besteht. Das Gerät teilt im Wesentlichen dem primären Automatisierungsgerät mit, welche Daten es senden wird – alles mit einem menschenlesbaren Namen. Diese Art von beschreibendem Namen minimiert das Rätselraten, das bei einigen Spezialprotokoll-Netzwerken erforderlich ist, für die Sie in Protokollhandbüchern suchen und schließlich Excel-Tabellen mit korrelierten Adressen für bestimmte Protokollabbildungen innerhalb eines Schutzrelais pflegen müssten (wir werden schon beim Gedanken daran müde).
Ich vergleiche die beschreibenden tag-Namen gerne mit denen, die in Studio 5000®-Anwendungen verwendet werden. Sie erinnern sich vielleicht an SLC™ 500- und PLC-5®-Anwendungen, die tag-Namen wie B3:0, N7:0 und F8:0 verwendeten. Wenn Sie eine Anwendung zur Fehlerbehebung geöffnet hatten und keine Version des Codes mit den Beschreibungen vorlag, haben Sie Stunden damit verbracht, herauszufinden, welcher tag für welchen parameter verantwortlich war. Jetzt können Sie mit der Studio 5000® Software einen beschreibenden tag-Namen verwenden, der erklärt, was der Punkt darstellt, z. B. BreakerOpenStatus, was erheblich Zeit bei der Fehlerbehebung spart und den Code leichter lesbar und nachvollziehbar macht.
Insgesamt bringt der Data Model-Ansatz in Verbindung mit den neuesten Studio 5000® erstklassige Integration-Funktionen Vorteile. Es wurden Einsparungen von bis zu 75 % bei der Konfigurationszeit berichtet, was eine erhebliche Reduzierung des Einrichtungsaufwands bedeutet. Mit der Möglichkeit, IEC 61850-Objekte abzurufen und automatisch entsprechende Studio 5000® tag zu erstellen, war die Integration von Schutzrelais noch nie so einfach.
Darüber hinaus trägt dieser Ansatz auch zur Gewährleistung der Datenintegrität bei, indem er bestätigt, dass keine Informationen verloren gehen, wenn Daten von der Umspannwerksebene zur Ebene des Steuerungssystems und weiter zur SCADA-Ebene der Anwendung weitergeleitet werden.
Weitere Vorteile von IEC 61850 sind:
- Integration von IEC 61850 mithilfe von Schutzrelais mit Parallel Redundancy Protocol (PRP). Dies ermöglicht eine nahtlose Redundanz im Netzwerk in einem hochverfügbaren Ethernet-Netzwerk und hilft Ihnen, zusätzliche Betriebszeit der Ausrüstung zu erreichen.
- Die Verwendung von GOOSE messaging, das die Möglichkeit bietet, Hochgeschwindigkeitsverriegelungen zwischen Relais und Automatisierungsgerät durchzuführen und in vielen Fällen festverdrahtete E/A zu eliminieren. GOOSE ist ein Teil von IEC 61850 und eine Funktion, die exklusiv für das Protokoll ist.
- Hochpräzise zeitliche Synchronisierung für Schutzrelais-Netzwerke über IEEE 1588.
Lösungen für Ihre IEC 61850-Anwendung
Rockwell Automation hat eine Ressource entwickelt, die Sie bei der Einrichtung Ihrer IEC 61850-Anwendung unterstützt. Die Rockwell Automation Library of Electrical Protection Devices bietet einen vollständigen Visualisierungsstandard für IEC 61850-Anwendungen und beschreibt, wie Sie Leistungsschutzgeräte, die dieses Protokoll oder EtherNet,IP™ verwenden, in PlantPAx®-Systeme integrieren. Diese Bibliothek hilft, die gesamte Einrichtungs- und Inbetriebnahmezeit zu verkürzen. Gleichzeitig vereint die Intelligent Packaged Power-Lösung von Rockwell Automation Energieverwaltung- und Steuerungsumgebungen, um die Transparenz Ihrer Stromanwendung zu erhöhen.
Wenn Sie Ihre Rockwell Automation®-Ausrüstung mit IEC 61850-Geräten verbinden müssen, bietet ProSoft Technology leistungsstarke Module an, darunter eine in-rack client-Lösung für ControlLogix®-Systeme. Diese werden auch in der Library of Electrical Protection Devices unterstützt. Kontaktieren Sie uns, um mehr über die Auswahl der richtigen IEC 61850-Lösung für Ihre Anwendung zu erfahren.
