Applikationen SIPROTEC 5 Applikationsbeschreibung SIP5-APN-007-de: über IEC 61850 www.siemens.com/schutztechnik
SIPROTEC 5 - Applikation: SIP5-APN-007-de Anbindung von SIPROTEC 5 Geräten an SICAM PAS über IEC 61850 Inhalt 1 über IEC 61850 3 1.1 Einführung 3 1.2 Lösung 3 1.2.1 Konfiguration von SIPROTEC 5 zur Kommunikation mit IEC 61850 3 1.2.2 Konfiguration der SICAM PAS für den Anschluss von SIPROTEC 5 über IEC 61850 9 1.2.3 Testen der Kommunikation durch Übertragung eines Störschriebs. 11 1.3 Zusammenfassung 13 SIP5-APN-004-de 2
1 über IEC 61850 1.1 Einführung Diese Applikationsbeschreibung stellt eine mögliche Lösung zur Herstellung der Kommunikation zwischen SICAM PAS und SIPROTEC 5 Schutzgeräten mit dem IEC 61850-Protokoll vor. IEC 61850 ist das auf TCP/IP basierende Kommunikations- und Schutzprotokoll in Stationsleitsystemen. Die Aufgabe kann in drei Teile unterteilt werden: Konfiguration eines SIPROTEC 5 Gerätes zur Kommunikation mit IEC 61850. Konfiguration eines SICAM PAS für die Kommunikation mit IEC 61850 mit SIPROTEC 5 Geräten. Testen der Kommunikation durch Übertragung eines Störschriebs. Für die oben genannte Aufgabe wird die folgende Hardware und Software verwendet: ein PC mit installiertem SICAM PAS und ein PC mit installierter DIGSI 5 Software SIPROTEC 5 Geräte mit einem Kommunikationsmodul für IEC 61850 Ethernetnetz mit Anschluss an die Komponenten 1.2 Lösung Abbildung 1: Übersicht der für die Aufgabe verwendeten Hardware und Software 1.2.1 Konfiguration von SIPROTEC 5 zur Kommunikation mit IEC 61850 Das verwendete SIPROTEC 5 Gerät hat eine Frontkappe mit Display. Port J auf der Rückseite wird für die Kommunikation mit DIGSI verwendet. Die Konfiguration der lokalen IP-Adresse (Port J) über das Display ist selbsterklärend. 3 SIP5-APN-007-de
Drücken Sie den rechten Softkey unter Menü auf der Startseite, wählen Sie Kommunikation über die Navigationstasten und anschließend das erste Kommunikationsmodul. Prüfen Sie in den allgemeinen Parametern des Moduls, dass es sich hierbei um Port J handelt. Die IP Adresse kann im Abschnitt Komm.-Kanal / IP-Einstellungen (comm. channel / IP-settings) geändert werden. Das Passwort zur Änderung der Parameter lautet 222222. Abbildung 2: Vorder- und Rückseite eines SIPROTEC 5 Gerätes mit optischem Port E (Port J ist immer elektrisch) Eine nicht zugewiesene IP-Adresse, hier 192.168.200.235 mit Subnetzmaske 255.255.255.0, soll für das Gerät konfiguriert werden. Nach Bestätigung der IP-Adresse erfolgt ein Geräteneustart. Das Gerät ist über Port J mit dem Ethernetnetz verbunden. Auch der PC mit DIGSI 5 ist mit diesem Netzwerk verbunden. Eine der Funktionen von DIGSI 5 ist das automatische Finden der verfügbaren Geräte. Es muss nicht jedes Gerät einzeln verbunden werden, da alle SIPROTEC 5 Geräte im Netzwerk gefunden werden können. Starten Sie DIGSI 5 aus dem Verzeichnis Siemens Energy des Windows-Startmenüs. Der Abschnitt Online- Zugriff (Online access) wird auch ohne ein neues oder vorhandenes Projekt in der Projektnavigation angezeigt. Öffnen Sie die physikalische Netzwerkkarte, die mit dem Netzwerk verbunden ist, und doppelklicken Sie auf Vorhandene Geräte aktualisieren (Update accessible devices). Nach einer Zeit werden alle angeschlossenen Geräte gefunden. SIP5-APN-007-de 4
Abbildung 3: Finden erreichbarer Geräte in DIGSI 5 Der nächste Schritt ist die Erstellung eines neuen DIGSI 5 Projekts. Dies ist über die Menüleiste Projekt/Neu (Project/New) möglich. Nach Auswahl des Projektnamens und des Speicherorts wird das Projekt erstellt und ein neuer Menübaum erscheint über dem oben beschriebenen Abschnitt Online-Zugriff (Online access). Um das Online-Gerät zum Projekt hinzuzufügen, klicken Sie mit der rechten Maustaste auf das Geräte und wählen Sie Neues Gerät hinzufügen (Add new device). Es öffnet sich das Dialogfenster Neues Gerät hinzufügen (Add new device) in dem der Produktcode des Online-Gerätes bereits eingetragen ist. Im 3. Schritt des Dialogfensters muss eine Applikationsvorlage ausgewählt werden, die die vorgewählten Schutzfunktionen definiert. Wählen Sie hier die Option DIFF/DIS Basic. Anschließend kann das Gerät erstellt werden. 5 SIP5-APN-007-de
Abbildung 4: Neues Geräte hinzufügen Im Abschnitt Gerät und Netzwerke (Device and networks), der sich standardmäßig nach der Erstellung (oder bei Auswahl der manuellen Konfiguration) öffnet, müssen die Kommunikationseinstellungen für das neue Gerät vorgenommen werden. Dieser Abschnitt besteht aus zwei Ansichten. In der Geräteansicht kann die Hardware konfiguriert werden; in der Netzwerkansicht können die Geräte mit den Netzwerken verbunden werden. Die Geräteansicht besteht aus der Rück- und Vorderansicht des Geräts. Wird das Gerät ohne Produktcode konfiguriert, so muss der Hardwarekatalog rechts verwendet werden, um die Gerätekomponenten über Drag&Drop auf die vorhandenen Slots zu ziehen. In unserem Fall klicken Sie lediglich auf Port J in der Rückansicht und geben die entsprechende IP-Adresse im unteren Eigenschaftenabschnitt ein. Klicken Sie auf Neues Subnetz hinzufügen (Add new subnet). Abbildung 5: Port J für DIGSI-Kommunikation SIP5-APN-007-de 6
Klicken Sie anschließend auf Port E, in unserem Fall die elektrische redundante Ethernet-Schnittstelle, und wählen Sie das Protokoll IEC 61850-8-1 in der Eigenschaftenansicht. Geben Sie eine IP-Adresse für diese Schnittstelle ein, hier 192.168.200.236. Klicken Sie außerdem auf Neues Subnetz hinzufügen (Add new subnet), um dem Subnetz einen Namen zuzuweisen. Abbildung 6: Port E für IEC 61850 (Gerätename wurde bereits vergeben) Zur Überprüfung der Störschriebübertragung muss ein Störschrieb ausgelöst werden. Dies lässt sich leicht über die Rangierung der Geräteinformationen parametrieren. Klicken Sie auf die Erweiterungsschaltfläche links des Gerätes und doppelklicken Sie auf Rangiermatrix (Information routing). Es öffnet sich eine Matrix mit allen Geräteinformationen, die auf Quellen und Ziele rangiert werden können. Weisen Sie Störschrieb starten (Start record) des Funktionsblocks Aufzeichnung (Recording) einer Funktionstaste (hier Nr. 3) als Quelle zu. Abbildung 7: Informationen rangieren 7 SIP5-APN-007-de
Das DIGSI-Projekt muss im SCD-Format exportiert werden. SCD = Substation Configuration Description. Die SCD-Datei wird im nächsten Teil in Konfiguration von SICAM PAS verwendet. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf den Projektnamen und wählen sie Exportieren (Export). Wählen Sie im nächsten Fenster das Format SCD und klicken Sie auf die Schaltfläche Exportieren (Export). Abbildung 8: Projektexport Als letzter Schritt muss die Konfiguration in das Gerät geladen werden. Doppelklicken Sie auf Konfiguration in Gerät laden (Load configuration to device) auf der Geräteebene. Der Code zur Bestätigung lautet hier wie im Gerät 222222. Bestätigen Sie das Laden, falls Warnungen angezeigt werden. Die Parameter werden in das Gerät geladen. Abbildung 9: Konfiguration in Gerät laden SIP5-APN-007-de 8
1.2.2 Konfiguration der SICAM PAS für den Anschluss von SIPROTEC 5 über IEC 61850 Starten Sie SICAM PAS UI-Konfiguration aus dem Verzeichnis Siemens Energy des Windows-Startmenüs. Sollte das Programm nicht starten, prüfen Sie mit dem Feature Enabler im gleichen Ordner, ob alle benötigten Funktionen installiert sind. Mindestens die folgenden Funktionen müssen installiert sein: Konfiguration, Runtime und IEC 61850 Client. Öffnen Sie den Abschnitt Konfiguration (Configuration) und wählen Sie den Ordner SICAM PAS PQS im linken Fenster und verwenden Sie das Kontextmenü (rechte Maustaste drücken), um das System, die Applikation und Schnittstelle zu erstellen. In unserem Fall ist das System der PC, die Applikation ist der IEC 61850-Client und die Schnittstelle ist der LAN-Port mit der lokalen IP-Adresse des Computers. Abbildung 10: SICAM PAS UI-Konfiguration IEC 61850-Client Importieren Sie die im 1. Teil erstellte SCD-Datei über das Schnittstellen-Kontextmenü. Die Funktion Importieren öffnet sich in einem neuen Fenster in dem das Gerät vorausgewählt ist. Klicken Sie die Schaltfläche OK. Nach dem Import erscheint das Gerät im Baum unterhalb der Schnittstelle. Es hat die IP-Adresse 192.168.200.236. Dies ist die IEC 61850-Schnittstelle des Gerätes. Keine weiteren Einstellungen sind für unsere Aufgabe erforderlich. 9 SIP5-APN-007-de
Abbildung 11: Importieren eines SIPROTEC 5 Gerätes Öffnen Sie SICAM PAS UI-Operation aus dem Verzeichnis Siemens Energy des Windows-Startmenüs. Klicken Sie auf die Schaltfläche System aktualisieren (Update system). Die Aktualisierung dauert ein paar Minuten. Klicken Sie anschließend auf die Schaltfläche Start für alle Elemente des Baums oder verwenden Sie das Kontextmenü, um alle mit nur einem Mausklick zu starten. Abbildung 12: SICAM PAS UI-Operation SIP5-APN-007-de 10
Bei erfolgreicher Kommunikation wird neben jedem Element ein grünes Dreieck ( Abspielen -Symbol) für den korrekten Betrieb angezeigt. Für eine Detailansicht öffnen Sie den SICAM PAS Value Viewer in dem vom Gerät empfangene Informationen mit Zeitstempel, Wert und weiteren Eigenschaften angezeigt werden. Abbildung 13: SICAM PAS Value Viewer 1.2.3 Testen der Kommunikation durch Übertragung eines Störschriebs. SICAM PAS bietet die Möglichkeit, einen automatischen Störschrieb zu übertragen. SICAM PAS ruft automatisch die neuen Störschriebe im ausgewählten Zeitabstand ab. Diese Zeit wird in den Eigenschaften der IEC 61850-Schnittstelle festgelegt. Hier kann auch der Ort des Störschriebverzeichnisses konfiguriert werden. 11 SIP5-APN-007-de
Abbildung 14: IEC 61850-Einstellungen für die Störschriebübertragung Starten Sie einen Störschrieb im SIPROTEC 5 Gerät durch Betätigen der Taste FN und dann 3 auf der Gerätefront. Warten Sie bis der Störschrieb erstellt und übertragen wurde. Sehen Sie dann im Störschriebverzeichnis nach. Der Störschrieb wird im COMTRADE-Format angelegt und kann mit SIGRA geöffnet werden. Abbildung 15: Störschrieb im Störschriebverzeichnis SIP5-APN-007-de 12
1.3 Zusammenfassung SIPROTEC 5 Applikation SICAM PAS und SIPROTEC 5 können in nur wenigen Schritten für die Verwendung des IEC 61850-Protokolls zur Stationskommunikation konfiguriert werden. Hier noch einmal die wichtigsten Hinweise und Schritte: Verwenden Sie ein SIPROTEC 5 Gerät mit einer IEC 61850 fähigen Schnittstelle. Schließen Sie die Geräte an das Ethernetnetz an und konfigurieren Sie eine eindeutige lokale IP-Adresse. Konfigurieren Sie die IEC 61850 IP-Adresse des Geräts mit DIGSI 5 und exportieren Sie die SCD-Datei. Übertragen Sie die Parameter an SIPROTEC 5, um das Gerät für die Kommunikation bereit zu schalten. Erstellen Sie ein IEC 61850-Client-Applikation mit Schnittstelle und importieren Sie die SCD-Datei in PAS UI-Konfiguration. Aktualisieren Sie das System in PAS UI-Operation und starten Sie die Kommunikation. Abbildung 16: Ablaufplan Hinweis: SICAM PAS kann auch SCD-Dateien mit SIPROTEC 4-Geräten importieren, die in DIGSI 4 erstellt wurden. Die Schritte in SICAM PAS UI-Konfiguration sind identisch mit denen für die DIGSI 5 SCD-Dateien. 13 SIP5-APN-007-de
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