SYSTEM STEROWANIA I NADZORU - PODSTAWOWE FUNKCJE

System rejestruje i prezentuje dyspozytorom wszystkie zmiany i zdarzenia na stacji. Dzięki temu za jego pośrednictwem operatorzy mają dostęp do aktualnej informacji o stanie jej całego wyposażenia.

Sygnalizuje im na przykład zmiany położenia łączników elektrycznych, przedstawia ostrzeżenia o sytuacjach odbiegających od normy i informuje o awariach. Są także powiadamiani o zadziałaniu automatyki, na przykład zabezpieczeń. W sytuacjach awaryjnych system powinien zapewniać operatorom niezbędne wsparcie.

Za jego pośrednictwem mogą sterować obiektem. System nie dopuszcza przy tym do wykonywania niepożądanych lub błędnych operacji dzięki odpowiednim blokadom. Zwykle jest w nim także zaimplementowana kontrola dostępu.

Potwierdza ona dane osoby, która ubiega się o dostęp do systemu oraz jej uprawnienia w tym zakresie. Dzięki temu w bazie danych można zapisać kto, kiedy, skąd (lokalnie, zdalnie) i jaką operację wykonał.

MODUŁOWOŚĆ, SKALOWALNOŚĆ, KOMPATYBILNOŚĆ

Ważne cechy systemu sterowania i nadzoru stacji elektroenergetycznej to modułowość i skalowalność. Musi być także niezawodny. To ostatnie zapewnia redundancja jego kluczowych elementów, urządzeń oraz łączy komunikacyjnych. Powinien być również kompatybilny z urządzeniami od różnych producentów, komunikującymi się za pośrednictwem różnych mediów i protokołów transmisji.

Preferowanym medium, zwłaszcza w łączności na większe odległości z centrum zdalnego dostępu, są światłowody. Ich popularność wynika przede wszystkim z ich dużej przepustowości oraz odporności na zaburzenia elektromagnetyczne.

Wyposażenie stacji elektroenergetycznych standardowo korzysta z takich protokołów transmisji jak te z serii IEC 60870-5, Modbus oraz DNP 3.0. Różnorodność w tym zakresie była jednak do niedawna jeszcze raczej utrudnieniem niż zaletą.

W JAKIM CELU POWSTAŁA NORMA IEC 61850?

Na działanie systemów sterowania i nadzoru stacji elektroenergetycznych w ogromnym stopniu ma wpływ interoperacyjność ich wyposażenia. Nie jest łatwo ją zapewnić, bowiem urządzenia są przeważnie dostarczane przez wielu różnych producentów i korzystają z różnych protokołów komunikacyjnych.

Aby umożliwić ich współpracę, trzeba zainwestować w dodatkowy sprzęt (sterowniki komunikacyjne), pełniący funkcję pośrednika udostępniającego systemowi nadrzędnemu albo innym urządzeniom dane we właściwym dla nich formacie. Zwiększa to koszty. Alternatywą jest wyposażenie obiektu od razu w urządzenia zgodne z normą IEC 61850 (PN-EN 61850).

Opracowano ją, żeby ułatwić automatyzację stacji elektroenergetycznych. Uzyskano to dzięki zestandaryzowaniu modeli urządzeń automatyki i komunikacji między nimi, tak aby stosowały się one do sprzętów różnych producentów.

CZYM JEST MODEL DANYCH WEDŁUG IEC 61850?

Jedną z ważniejszych koncepcji, jakie wprowadzono w normie IEC 61850, jest zestandaryzowany model danych. Jest to struktura, która reprezentuje funkcjonalność urządzenia zgodnego z tym standardem. Jej poszczególne komponenty powinny odpowiadać określonym w normie abstrakcyjnym obiektom i klasom danych.

Urządzenie musi się składać co najmniej z jednego urządzenia logicznego (Logical Device, LD). To natomiast jest zbudowane z węzłów logicznych (Logical Nodes, LN), które reprezentują konkretne funkcje urządzenia (patrz ramka). Węzły logiczne składają się z obiektów danych (Data Objects, DO), te zaś z atrybutów danych (Data Attributes, DA).

Drugą nowością wprowadzoną w normie IEC 61850 jest abstrakcyjny interfejs usług komunikacyjnych (Abstract Communication Service Interface, ACSI). Opisano w nim mechanizmy wymiany informacji między urządzeniami niezależnie od zastosowanego protokołu. W ACSI zaproponowano dwa modele wymiany informacji: model klient/serwer i model wydawca/subskrybent (patrz ramka).

JĘZYK SCL ORAZ MAGISTRALE

Tematy numerów do końca roku

W normie zdefiniowano także język komunikacji stacji SCL (Substation Communication Language). Ujednolica on sposób konfiguracji urządzeń zgodnych z IEC 61850. Każdy taki sprzęt musi generować plik z opisem swoich funkcji i ich konfiguracji oraz drugi, który opisuje schemat stacji. Na podstawie tych plików dla poszczególnych urządzeń opracowywany jest plik konfiguracyjny całej stacji.

Oprócz tego w dokumencie tym zaproponowano hierarchiczną strukturę wymiany danych. W tym celu wprowadzono podział na magistralę stacji oraz magistralę procesową. Za pośrednictwem pierwszej komunikują się zabezpieczenia i sterowniki polowe z systemem sterowania i nadzoru stacji elektroenergetycznej.

Do tej drugiej natomiast podłącza się zabezpieczenia i sterowniki polowe oraz urządzenia na poziomie procesu. W IEC 61850 dopuszczono zarówno wymianę danych między urządzeniami na tym samym poziomie, jak i tymi na różnych poziomach.

Monika Jaworowska