IEC 61850

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Das IEC 61850 des International Electrotechnical Commission (IEC) ist ein allgemeines Übertragungsprotokoll für die Schutz- und Leittechnik in elektrischen Schaltanlagen der Mittel- und Hochspannungstechnik (Stationsautomatisierung). Die Normenreihe definiert vor allem:

allgemeine Festlegungen für Schaltanlagen,
die wichtigsten Informationen für Funktionen und Geräte,
den Informationsaustausch für Schutz, Überwachung, Steuerung und Messung,
eine digitale Schnittstelle für Primärdaten und
eine Konfigurationssprache

Das Protokoll verwendet TCP/IP als Basisübertragungsprotokoll und der Manufacturing Messaging Specification (MMS) definiert im Normteil IEC 61850-8-1 als klassische Client-Server-Kommunikation. Zusätzliche sind zwei sogenannte Peer-to-Peer-Dienste für die echtzeitfähige Kommunikation beschrieben, die direkt auf dem Ethernet-Protokoll aufsetzen:

Übertragung schneller Abtastwerte gemäß Normteil IEC 61850-9-1
Übertragung von GOOSE-Nachrichten gemäß Normteil IEC 61850-9-2

Im Gegensatz zur IEC 60870-5-104, die auf einem signalorientierten Datenmodell aufbaut, ist das Datenmodell der Schnittstelle IEC 61850 strikt objektorientiert. Als Identifikation dient der Name des Objekts im Klartext. Die Objekte sind selbstbeschreibend, d. h. die Struktur der Objekte wird mit dem Objekt selbst im Telegramm übertragen.

Innerhalb der Norm werden alle Bedürfnisse der Stationsautomatisierung erfüllt. Das betrifft die Kommunikationsstrukturen wie auch das streng objektbezogene Datenmodell. Die Norm ist aber so allgemein ausgelegt, dass sie für viele andere Anwendungsfälle in der Automation eine Rolle spielen kann und wird. Es werden die grundsätzlichen Prinzipien beibehalten und durch branchenspezifische Datenmodelle ergänzt:

IEC 61400-25 – Kommunikation für die Überwachung und Steuerung von Windkraftwerken
IEC 62344 – Wasserkraftwerke – Kommunikation für Überwachung und Steuerung
IEC 62350 – Kommunikationssystem für die dezentrale Energieerzeugung

Im Gegensatz zur IEC 60870-5-104 ist IEC 61850 nur für den Stationsbus definiert und kann deshalb nicht für die Prozessdatenübertragung zwischen den Stationen und der Netzleittechnik eingesetzt werden. Für die Ankopplung der Netzleitstelle müssen die Daten auf z.B IEC 60870-5-101/104 gemappt werden.

[Bearbeiten] Teile der Norm IEC 61850

Teil 1 – Einführung und Übersicht über die Normen der Reihe IEC 61850
Teil 2 – Wörterbuch, Begriffssammlung
Teil 3 – Allgemeine Anforderungen, Qualitätsanforderungen, Umweltbedingungen, Hilfsdienste und weitere Normen und andere Regeln der Technik
Teil 4 – System- und Projektverwaltung, Anforderung an Ingenieurleistung, System-Nutzungszyklus und Qualitätssicherung
Teil 5 – Kommunikationsanforderungen für Funktionen und Gerätemodelle, das Prinzip der logischen Knoten, logische Kommunikationsverbindungen, das Konzept zugeordneter Informationselemente für die Kommunikation (PICOM), Funktionen, Performanceanforderungen, und „Dynamische Szenarien“
Teil 6 – Konfigurationssprache, formale Beschreibung des einpoligen Schemas, von Geräte und Systemstruktur und deren Zuordnung zum einpoligen Schema
Teil 7 – Grundlegende Kommunikationsstruktur und Objektmodell, Kommunikationsprinzipien, Beschreibung der abstrakten Schnittstelle für Kommunikationsdienste und deren Spezifikation, Modell der Server-Datenbank, abstrakte gemeinsame Datenklassen, Definition von logischen Knoten
Teil 8 – Spezifische Abbildung von Kommunikationsdiensten, Abbildung auf MMS, Abbildung für die Kommunikation innerhalb der gesamten Station, Client-Server-Kommunikation und GOOSE-Telegramme
Teil 9 – Spezifische Abbildung von Kommunikationsdiensten, Abbildung für die punkt-zu-punkt-artigen, unidirektionale sowie für die busartige, flexible Kommunikation von Abtastwerten der Wandler
Teil 10 – Konformitätsprüfung, Verfahren für die Konformitätsprüfung