Seriengeräte Protokollkonverter (Ethernet) nach IEC 60870-5-101 () Zentrale Eth Unterstation IEC 60870-5-101 Der Protokollkonverter -104/-101 ist das Bindeglied zwischen einer Zentrale/Leitrechner mit - und einer Unterstation/Fernwirkknoten mit IEC 60870-5-101-Schnittstelle.
Merkmale (Server)-Protokollschnittstelle zum Anschluss an Zentrale/Leitrechner. Bis zu 8 redundante Protokollverbindungen sind gleichzeitig möglich. Anschluss über potentialgetrennte RJ 45-Ethernet Schnittstelle (10/100Mbit/sec). IEC 60870-5-101-Protokollschnittstelle zum Anschluss einer Unterstation über potentialgetrennte -Schnittstelle (300 bis 38.400 Baud). Es werden die Betriebsarten "Symmetrisch" und "unsymmetrischer Master" unterstützt. Umsetzfunktion der Anwenderdaten zwischen den Protokollschnittstellen (z. B. Telegrammtypen, Zeitmarken etc.) Netzwerkadministration wahlweise automatisch über DHCP oder feste Einstellung (IP, Subnet, Gateway) integriertes Uhrenmodul mit 24 Stunden Gangreserve zur Uhrzeitsynchronisation der angeschlossenen Unterstation. Die Synchronisation des Uhrenmoduls erfolgt über das Netzwerk (NTP oder ). Parametrier-/Diagnosefunktion über integrierten Webserver mit Hilfe von Standard Webbrowser. Gerätedokumentation und Bedienungsanleitung als pdf-dokumente über den Webserver des Gerätes abrufbar. Zugriffsschutz gegen missbräuchliche Nutzung/Störung. Protokollverbindungen der 104 können nur von Gegenstationen aufgebaut werden, die über ihre IP-Adresse im Protokollkonverter hinterlegt sind. Der Zugriff auf den Webserver ist nur nach vorheriger Authentifizierung möglich. Selbstüberwachung erfolgt durch Hardware Watch-Dog und Spannungsüberwachung der Modulversorgung. LED-Signalisierung der Spannungsversorgung (L+), des Ablaufprogramms (RUN), von erkannten Störungen (ER) sowie Sende-/Emfangsanzeigen der Ethernet- (RT/LI) und der - (RX/TX) Schnittstelle. Störungsmeldekontakt mit potentialgetrenntem Relaisausgang (Arbeitstrom/Ruhestrom) Reset Taste (verdeckt) für manuellen Reset oder Aktivierung der Werkseinstellung Software-Update ist über den Netzwerkanschluss möglich. Arbeitsweise Der Protokollkonverter -104/-101 ist das Bindeglied zwischen einer Zentrale/Leitrechner mit -, im Folgenden kurz -104 genannt und einer Unterstation/Fernwirkknoten mit IEC 60870-5-101-Schnittstelle, im Folgenden kurz -101 genannt. Der Anschluss der Unterstation erfolgt über das IEC 60870-5- 101-Protokoll an der -Schnittstelle. Es werden wahlweise die Betriebsarten "symmetrische Übertragung" und "unsymmetrische Übertragung" unterstützt. Bei der unsymmetrischen Übertragung übernimmt die Unterstation die Rolle des "Slaves" und der Protokollkonverter die Rolle des "Masters". Die Benutzung von WT-Übertragungseinrichtungen und Standleitungsmodems für den 2-Draht-Betrieb (halbduplex) und den 4-Draht-Betrieb (vollduplex) wird unterstützt. Der Anschluss der Zentrale erfolgt über das IEC 60870-5-104-Protokoll an der Ethernet-Schnittstelle. Die Zentrale arbeitet als "Client", der Protokollkonverter als "Server". Es können bis zu 8 Clients gleichzeitig eine (redundante) Verbindung zu dem Server aufbauen. Alle Protokollverbindungen werden gleichzeitig und unabhängig voneinander bearbeitet. Entsprechend der Steuerung durch die Clients (Start_Data, Stop_Data) werden in Überwachungsrichtung alle Daten an alle gesendet. In Steuerrichtung erfolgt keine Verriegelung der Clients gegeneinander. Die Aufgabe des Protokollkonverters besteht darin, eine für Unterstation und Zentrale möglichst transparente Protokollumsetzung herzustellen. Beide sind nicht in der Lage festzustellen, dass sie nicht direkt miteinander verbunden sind. Der Verbindungsaufbau erfolgt immer auf Initiative der Zentrale (Client-104). Sie kontaktiert den Server -104 im Protokollkonverter. Dieser startet einen Verbindungsaufbau -101 zur Unterstation. Kann die -101-Verbindung hergestellt werden, wird der -104-Verbindungsaufbau bestätigt und es kann ein Datenaustausch zwischen Unterstation und Zentrale stattfinden. Der Verbindungsabbau erfolgt regulär ebenfalls durch die Zentrale oder aber durch eine Störung der -104-Übertragung. Beim Schließen der -104-Verbindung schließt der Protokollkonverter ebenfalls die -101-Verbindung. Bei einer Verbindungsstörung/Verbindungsunterbrechung der -101-Verbindung zwischen Protokollkonverter und Unterstation beendet der Protokollkonverter die -104-Verbindung zur Zentrale. Aufgrund des beschriebenen Verhaltens können sowohl Zentrale als auch Unterstation immer erkennen ob eine tatsächliche Verbindung zur Gegenseite besteht. Der Protokollkonverter sieht eine Datenflusssteuerung vor. Diese koordiniert die unterschiedlichen Übertragungsgeschwindigkeiten der -101- und -104-Schnittstelle. Eine Umsetzfunktion der Anwenderdaten zwischen den Protokollschnittstellen erlaubt einen Ausgleich der möglichen Unterschiede zwischen -101 und -104. Eine Umsetzung der Adressierung ist erforderlich, da die -101 über eine skalierbare Adressierung, die -104 über eine feste Adressierung verfügt. In der Normdefinition der -104 wurden gegenüber der -101 das Spektrum der möglichen Typkennungen verändert. Neue sind hinzugekommen, andere sind entfallen. Im Protokollkonverter erfolgt eine Umwandlung von unbekannten in jeweils kompatible Typkennungen. Eine korrekte Konvertierung der unterschiedlichen Zeitmarkenformate wird durchgeführt. Eine Uhrzeitübertragung zur Unterstation über -101 ist vorgesehen. Der Protokollkonverter besitzt zu diesem Zweck ein integriertes Uhrenmodul mit bis zu 24 Stunden Gangreserve. Die Synchronisation der Uhr erfolgt zyklisch über das Netzwerk (NTP oder -104). Optional generiert der Protokollkonverter beim Minutenwechsel einen -101-Zeitsynchronisationsablauf. 2 Protokollkonverter /-101
Anwendungsbeispiel Zentrale Leitebene: Bedienplatz Bedienplatz Bedienplatz Leitrechner A Leitrechner B (Client) (Client) Hausnetz Internet Netzwerk Intranet http:// Konfiguration der Protokollkonverter über Standard-Web-Browser (Server) (Server) Schließer GND Wurzel + Öffner PE + Störmeldung 1. Protokollkonverter D-Sub IEC 60870-5-101 RJ45 Ethernet Schließer GND Wurzel + Öffner PE + Störmeldung 2. Protokollkonverter D-Sub IEC 60870-5-101 RJ45 Ethernet Unterstation, n, z. B. ME30 telmatic FW-Knoten, ME z. B. 8018 ME 8018 K K Protokollkonverter /-101 3
Übersichtsschaltplan CPU interne Verarbeitung Hardware-Uhr (RTC). Eth RJ45 1 2 3 4 5 6 7 8 TD+ TD RD+ NC NC RD NC NC Fast Ethernet Twisted Pair RT LI Konfiguration, Parametrierung Protokollkonverter IEC -104 IEC -101 IEC 60870-5-101 Rx Tx DCD RxD TxD DTR GND DSR RTS CTS D-Sub 1 2 3 4 5 6 7 8 9 75 Ohm Flash-Speicher 16 MByte RAM 32 MByte.. R L+ ER RUN interne Überwachung Reset / Quittierung / WDT 5V DC 24 V DC = B70 32EN 60 V DC = B71 32EN Störmeldekontakt ö 13 w 14 s 15 GND + Uv PE 1 2 3 4 Protokollkonverter /-101
Technische Daten Versorgungsspannung B70 32EN 30-96-901 B71 32EN 30-96-902 Netzausfallüberbrückung -Schnittstelle Übertragungsrate Ethernet-Schnittstelle Übertragungsrate Stör-Meldekontakt +24V ±20%, typ. 130mA +60V ±20%, typ. 55mA 50 ms alle 30 s 300 bis 38.400 Baud parametrierbar 10/100 MBit/s 0,1-250 V AC/DC, 60 W /125 VA Kabelgruppen 01-35-405A Ethernet 06-21-347 Ersatzteile Kappe D-Sub-Stecker 9-polig (EMV) 01-69-631 Störaussendung DIN EN 55011: 97-10 VDE 0875-11 Funkstörstrahlung; Gruppe 1, Klasse A Sonstige Normen IEC 255-5: 1977 Schutzart DIN 40050 und IEC 529 Spannungsfestigkeit; 1 kv DC und 1 kv Stoss Klemmen IP20 Gehäuse IP40 Umgebungstemperaturbereich 0 C bis 50 C relative Luftfeuchtigkeit 75 % im Jahresmittel 95 %/ 30 C für 30 Tage ohne Betauung Aufbau Gehäuse für Hutschienenmontage Breite x Höhe x Tiefe 90 mm x 78 mm x 116 mm Störfestigkeit DIN EN 61000-4-2: 96-03 DIN EN 61000-4-3: 99-06 DIN EN 61000-4-4: 96-03 DIN EN 61000-4-5: 96-09 DIN EN 61000-4-6: 97-04 DIN EN 61000-4-8: 94-05 ESD; 8 kv indirekte Kontaktentladung, 4 kv direkte Kontaktentladung, 4 kv Luftentladung EM-HF-Feld und EM-HF- Feld digitaler Funktelefone; 10 V/m Burst; 2 kv Surge; 500 V symmetrisch, 1 kv unsymmetrisch HF-Einströmung 3 V 50 Hz Magnetfelder; 3 A/m Dauerfeld, 30 A/m kurze Dauer Protokollkonverter /-101 5
Webbasierte Parametrierung und Dokumentation 6 Protokollkonverter /-101
Maßbild Typenschild Protokollkonverter /-101 7
Vertretungen Deutschland Helmut Mauell GmbH Am Rosenhügel 1 7 D-42553 Velbert Tel.: +49 (0)20 53 / 1 30 Fax.: +49 (0)20 53 / 1 36 53 Internet: www.mauell.com E-Mail: info@mauell.com Eine stets aktuelle Adressenliste finden Sie im Internet unter: www.mauell.com Tochtergesellschaften und Vertretungen in aller Welt: Abu Dhabi U.A.E. Argentinien Belgien Brasilien Dänemark Finnland Frankreich Großbritannien Iran Korea Kuweit Niederlande Norwegen Österreich Polen Schweden Schweiz Singapur Spanien Tschechische Republik Türkei Ungarn USA 05.0030.19D04