Protokoll
Die IEC 61850 ist ein allgemeines Übertragungsprotokoll für die Schutz- und Leittechnik in elektrischen Schaltanlagen der Mittel- und Hochspannungstechnik (Stationsautomatisierung). Physikalisch basiert diese Kommunikation auf der Ethernet Technologie. Derzeit wird in TwinCAT die Server-Client-Kommunikation über MMS (Manufacturing Message Specification) und TCP/IP (Transmission Control Protocol/ Internet Protocol) unterstützt. Der Kommunikationsstack für den von Beckhoff entwickelten Server, wie er in der unteren Abbildung gezeigt wird, ist Schicht für Schicht in die TwinCAT PLC in Form von Bibliotheken eingebunden worden. Die folgende Abbildung zeigt den Aufbau der IEC 61400-25, welche speziell für Windenergieanlagen definiert worden ist und somit eine Spezialisierung der IEC 61850 ist.
Die wichtigsten Bibliotheken, welche unter anderem für das Mapping der IEC 61850 zuständig sind, werden hier kurz beschrieben.
Bibliothek | Beschreibung |
|---|---|
TcACSI.Lib | Für eine saubere Schnittstelle zu den unterlagerten Schichten ist diese Bibliothek zuständig. Das damit realisierte "Abstract Communication Service Interface" beinhaltet alle Basis-Datentypen der oben genannten Standards und die entsprechenden Bausteine, um durch die hierarchischen Strukturen der IEC 61850 bzw. IEC 61400-25 browsen zu können. Diese ACSI-Schnittstelle erlaubt eine universelle und zukunftssichere Anbindung der Norm an die unterlagerten Protokolle. |
TcMMS.Lib | In der TcMMS.Lib sind die für die Kommunikation notwendigen Services implementiert worden. |
TcASN1.Lib | In dieser Bibliothek stehen dem User alle Kodier- und Dekodierbausteine für die in BER (Basic Encoding Rules for ASN.1) kodierten Telegramme zur Verfügung. |
Um die TCP/IP Kommunikation zu realisieren wird unterhalb der vorgestellten Bibliotheken der TwinCAT TCP/IP Connection Server benutzt. Dieses Supplementprodukt im Rahmen des Beckhoff Softwaresystems sorgt für die Realisierung eines oder mehrerer TCP/IP -Server/-Clients in der TwinCAT PLC.
Die im Jahr 2004 veröffentlichte IEC 61850 ist strikt objektorientiert und ihr Datenmodell ist hierarchisch aufgebaut.Dabei handelt es sich um 5 Hierarchiestufen welche durch die entsprechenden Bibliotheken der Standards in die TwinCAT PLC implementiert worden sind. Erklärungen und Beispiele für das Anlegen einer solchen Struktur finden Sie unter Protokoll Übersicht.
Anwendungsbeispiel
In diesem Fall ermöglich die Verwendung der IEC 61400-25 die Kommunikation aller in einem Windpark befindlichen Windkraftanlagen verschiedener Hersteller mit einer Zentralstation.
Die Standardisierung vermeidet die Verwendung herstellerspezifische Protokolle, welche zu einem erhöhten Applikationsaufwand führen. Die Firma BECKHOFF unterstützt mit der Implementierung der IEC 61850 bzw. IEC 61400-25 in der TwinCAT Automationsuite diesen Weg.
