Straton Tutorial 2: MMS-communicatie in IEC 61850 beheersen

Inleiding

Hallo iedereen, hier is de tweede tutorial over de IEC 61850-standaard. Om deze correct te volgen, raad ik je ten zeerste aan de eerste tutorial te lezen, want ik begin waar die ophield.

Link naar tutorial 1: Data Exchange tussen PLCnext Engineer en Straton

We gaan niet diep in op de standaard zelf; deze tutorial is bedoeld voor mensen die er al mee bekend zijn.

Dit artikel richt zich op een van de twee communicatieprotocollen: MMS (Manufacturing Message Specification) van deze standaard en legt uit hoe je het programmeert in Straton.

Dit protocol wordt gebruikt voor het modelleren van echte apparaten en functies, voor het uitwisselen van informatie en procesdata onder real-time-omstandigheden. Deze communicatie is gebaseerd op het client-server-principe en vindt verticaal plaats in een netwerkarchitectuur.

Er zijn twee mechanismen in MMS:

• Request-Reply-mechanisme: Dit gebeurt aan het begin van de verbinding tussen client en server, omdat de client de informatie moet lezen voordat de verbinding tot stand komt. De client kan dan lezen (door polling) of schrijven (door een commando op de server uit te voeren).
• Rapportage-mechanisme: De server stuurt data alleen wanneer nodig, gedefinieerd door de gebruiker volgens de toepassing en de IEC 61850-standaard; vaak gebruikt voor SCADA-toepassingen.
  
  

Tutorial 2 – MMS-communicatie

1) Nu de data-uitwisseling geconfigureerd is tussen PLCnext Engineer en Straton, is het nodig om een IEC 61850-server in de fieldbus-configuratie in te voegen. Klik op "Insert Configuration" en kies "IEC 61850 Server incl. GOOSE". De standaard definieert TCP-poortnummer 102 voor de MMS-serverrol.

2) Nu kunnen we ons Intelligent Electronic Device (IED) configureren via de Substation Configuration description Language (SCL). Open de SCL Editor via het tabblad Tools.

3) Dubbelklik op de IED om het communicatiegedeelte van de SCL te configureren.

4) Voeg de twee verplichte Logical Nodes toe: LLNO en LPHD. De standaard Data Objects zijn al geselecteerd; je kunt er meer toevoegen via de checkboxes.

5) Nu kunnen we onze eigen Logical Node aanmaken, die de data bevat die we willen hanteren. Laten we een GGIO maken (generieke logische node). Aangezien we twee alarmen (BOOL) uit PLCnext Engineer hebben geïmporteerd, beginnen we met het importeren van twee SPS (Single Point Status) Data Objects en profiteren we ervan om een SPC (Single Point Controllable) Data Object te configureren, wat ons in de 4e tutorial in staat stelt om commando's van een client te sturen.

Zoals je ziet, moeten we onze eigen SPS voor het tweede alarm aanmaken.

We moeten de Data Attributes van het Data Object dat we hebben aangemaakt (Ind2) selecteren, namelijk stVal, q (quality) en t (timestamp).

Nu configureren we de Data Attributes van onze SPC zodat we deze in verschillende typen commando's kunnen gebruiken.

6) De volgende stap is het toevoegen van een Data Set, die de geordende groep referenties naar Data Objects en/of Data Attributes bevat die in het datamodel zitten en gedeeld worden met een 61850-client. Zoals gespecificeerd in de standaard, maken Data Sets deel uit van een Logical Node en zitten waarschijnlijk in de LLN0.

Dubbelklik erop en selecteer de juiste data.

7) Ten slotte voegen we een Report Control Block (RCB) toe, configureren deze door het type te kiezen en te koppelen aan de Data Set, en selecteren de juiste Optional Fields en Trigger Options.

8) Deze tool heeft ook een syntax-checker. Klik erop en fouten verschijnen in de log. Klik op de fouten en druk op de standaardopties totdat het bericht "Check succeeded" verschijnt. Vergeet niet je bestand op te slaan om het later te openen.

9) Onze SCL is nu klaar voor gebruik. We moeten het importeren in ons hoofproject via de Fieldbus Configuration: rechtsklik op "IEC 61850 Server incl. GOOSE" en selecteer "Read variable from SCL file".

Klik op "Insert" en importeer het SCL-bestand dat je zojuist hebt gemaakt. Selecteer vervolgens de Data Attributes van je Data Objects om te gebruiken als variabelen in het programma. Als je de timestamp niet selecteert, zal de runtime-stack dit automatisch afhandelen.

10) De laatste stap is het mappen van de PLCnext-variabelen (geïmporteerd via MODBUS) met de variabelen die via de SCL zijn aangemaakt. Ga naar het tabblad "Profile" in de projectboom, selecteer IEC61850S2 en kopieer/plak de namen van de MODBUS-variabelen in de kolom "Name" van de 61850-variabelen.

11) Nu lezen we online de 61850-servervariabelen vanuit een virtuele 61850-client. De Straton Editor heeft ook deze tool, die heel eenvoudig te configureren is. Je hoeft alleen het IP-adres in te stellen om verbinding te maken. Als je bekend bent met IEDExplorer, werkt dat net zo goed.

Nu kun je de variabele in PLCnext Engineer toggelen en het effect zien vanuit een 61850-client die leest van een 61850-server.

Bedankt voor het lezen, de volgende tutorial is in voorbereiding.