Anwendungshinweis Building Automation WAGO-I/O- PRO V2.3 IEC61850 Optimierung TCP- Einstellungen für Buffered Reports A500795
2 Anwendungshinweis A500795 2017 by WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG Alle Rechte vorbehalten. WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG Hansastraße 27 D-32423 Minden Tel.: +49 (0) 571/8 87 0 Fax: +49 (0) 571/8 87 1 69 E-Mail: Web: info@wago.com http://www.wago.com Technischer Support Tel.: +49 (0) 571/8 87 5 55 Fax: +49 (0) 571/8 87 85 55 E-Mail: support@wago.com Es wurden alle erdenklichen Maßnahmen getroffen, um die Richtigkeit und Vollständigkeit der vorliegenden Dokumentation zu gewährleisten. Da sich Fehler, trotz aller Sorgfalt, nie vollständig vermeiden lassen, sind wir für Hinweise und Anregungen jederzeit dankbar. Wir weisen darauf hin, dass die in diesem Dokument verwendeten Soft- und Hardwarebezeichnungen und Markennamen der jeweiligen Firmen im Allgemeinen einem Warenzeichenschutz, Markenzeichenschutz oder patentrechtlichem Schutz unterliegen.
Anwendungshinweis A500795 Beschreibung 3 Hinweise zu dieser Dokumentation Urheberschutz Diese Dokumentation, einschließlich aller darin befindlichen Abbildungen, ist urheberrechtlich geschützt. Jede Weiterverwendung dieser Dokumentation, die von den urheberrechtlichen Bestimmungen abweicht, ist nicht gestattet. Die Reproduktion, Übersetzung in andere Sprachen sowie die elektronische und fototechnische Archivierung und Veränderung bedarf der schriftlichen Genehmigung der WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG, Minden. Zuwiderhandlungen ziehen einen Schadenersatzanspruch nach sich. Darstellung der Zahlensysteme Tabelle 1: Darstellungen der Zahlensysteme Zahlensystem Beispiel Bemerkung Dezimal 100 Normale Schreibweise Hexadezimal 0x64 C-Notation Binär '100' '0110.0100' In Hochkomma, Nibble durch Punkt getrennt Schriftkonventionen Tabelle 2: Schriftkonventionen Schriftart Bedeutung kursiv Namen von Pfaden und Dateien werden kursiv dargestellt z. B.: C:\Programme\WAGO-I/O-CHECK Menü Menüpunkte werden fett dargestellt z. B.: Speichern > Ein Größer als - Zeichen zwischen zwei Namen bedeutet die Auswahl eines Menüpunktes aus einem Menü z. B.: Datei > Neu Eingabe Bezeichnungen von Eingabe- oder Auswahlfeldern werden fett dargestellt z. B.: Messbereichsanfang Wert Eingabe- oder Auswahlwerte werden in Anführungszeichen dargestellt z. B.: Geben Sie unter Messbereichsanfang den Wert 4 ma ein. [Button] Schaltflächenbeschriftungen in Dialogen werden fett dargestellt und in eckige Klammern eingefasst z. B.: [Eingabe] [Taste] Tastenbeschriftungen auf der Tastatur werden fett dargestellt und in eckige Klammern eingefasst z. B.: [F5]
4 Beschreibung Anwendungshinweis A500795 Symbole GEFAHR GEFAHR WARNUNG VORSICHT ACHTUNG ESD Hinweis Information Warnung vor Personenschäden! Kennzeichnet eine unmittelbare Gefährdung mit hohem Risiko, die Tod oder schwere Körperverletzung zur Folge haben wird, wenn sie nicht vermieden wird. Warnung vor Personenschäden durch elektrischen Strom! Kennzeichnet eine unmittelbare Gefährdung mit hohem Risiko, die Tod oder schwere Körperverletzung zur Folge haben wird, wenn sie nicht vermieden wird. Warnung vor Personenschäden! Kennzeichnet eine mögliche Gefährdung mit mittlerem Risiko, die Tod oder (schwere) Körperverletzung zur Folge haben kann, wenn sie nicht vermieden wird. Warnung vor Personenschäden! Kennzeichnet eine mögliche Gefährdung mit geringem Risiko, die leichte oder mittlere Körperverletzung zur Folge haben könnte, wenn sie nicht vermieden wird. Warnung vor Sachschäden! Kennzeichnet eine mögliche Gefährdung, die Sachschaden zur Folge haben könnte, wenn sie nicht vermieden wird. Warnung vor Sachschäden durch elektrostatische Aufladung! Kennzeichnet eine mögliche Gefährdung, die Sachschaden zur Folge haben könnte, wenn sie nicht vermieden wird. Wichtiger Hinweis! Kennzeichnet eine mögliche Fehlfunktion, die aber keinen Sachschaden zur Folge hat, wenn sie nicht vermieden wird. Weitere Information Weist auf weitere Informationen hin, die kein wesentlicher Bestandteil dieser Dokumentation sind (z. B. Internet).
Anwendungshinweis A500795 Beschreibung 5 Rechtliche Grundlagen Änderungsvorbehalt Die WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG behält sich Änderungen, die dem technischen Fortschritt dienen, vor. Alle Rechte für den Fall der Patenterteilung oder des Gebrauchmusterschutzes sind der WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG vorbehalten. Fremdprodukte werden stets ohne Vermerk auf Patentrechte genannt. Die Existenz solcher Rechte ist daher nicht auszuschließen. Personalqualifikation Der in diesem Dokument beschriebene Produktgebrauch richtet sich ausschließlich an Fachkräfte mit einer Ausbildung in der SPS-Programmierung, Elektrofachkräfte oder von Elektrofachkräften unterwiesene Personen, die außerdem mit den geltenden Normen vertraut sind. Ferner müssen genannte Personen mit allen in diesem Dokument genannten Produkten und deren Gebrauchsanleitungen vertraut sein. Sie müssen in der Lage sein, auch solche Gefährdungen richtig abschätzen zu können, die sich erst durch die Kombination der Produkte ergeben. Für Fehlhandlungen und Schäden, die an WAGO-Produkten und Fremdprodukten durch Missachtung der Informationen dieses Dokumentes entstehen, übernimmt die WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG keine Haftung. Haftungsbeschränkung Diese Dokumentation beschreibt den Einsatz diverser Hardware- und Softwarekomponenten in spezifischen Beispielanwendungen. Die Komponenten können Produkte oder Teile von Produkten unterschiedlicher Hersteller darstellen. Hinsichtlich bestimmungsgemäßer und sicherer Verwendung der Produkte gelten ausschließlich die jeweiligen Gebrauchsanleitungen der Hersteller. Für deren Inhalte sind ausschließlich die jeweiligen Hersteller der Produkte verantwortlich. Die in dieser Dokumentation beschriebenen Beispielanwendungen stellen Konzepte, also technisch mögliche Anwendungen dar. Ob diese Konzepte im konkreten Einzelfall realisiert werden können, hängt von diversen Randbedingungen ab. Beispielsweise können andere Versionen der Hardwareoder Softwarekomponenten eine andere als die beschriebene Handhabung erfordern. Aus den hier enthaltenen Beschreibungen leitet sich daher kein Anspruch auf eine bestimmte Beschaffenheit der Produkte ab. Die Verantwortung für die sichere Verwendung einer konkreten Software- oder Hardwarekonfiguration liegt bei demjenigen, der sie erstellt bzw. betreibt. Dies gilt auch dann, wenn bei der Realisierung eines der in diesem Dokument beschriebenen Konzepte umgesetzt wurde. Die WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG übernimmt für Realisierungen dieser Konzepte keine Haftung.
6 Beschreibung Anwendungshinweis A500795 Inhaltsverzeichnis 1 Beschreibung...7 2 Voraussetzungen Hard- und Software...7 3 Durchführung...8 3.1 Temporäre Anpassung des Parameters... 8 3.2 Permanente Anpassung des Parameters... 10
Anwendungshinweis A500795 Beschreibung 7 1 Beschreibung In diesem Anwendungshinweis soll auf ein Problem bei der Erkennung von unterbrochenen TCP-Verbindungen im Zusammenhang mit der Versendung von IEC61850-Reports hingewiesen und eine entsprechende Lösungsmöglichkeit aufzeigt werden. Der IEC61850-Standard schreibt die Nutzung des TCP-KeepAlive-Mechanismus mit Intervallzeiten in einem einstellbaren Bereich von 1-20s vor. D.h. sollten für die eingestellte Intervallzeit keine Nutzdaten über die TCP-Verbindung versendet werden, so werden im eingestellten Intervall KeepAlive-Telegramme versendet. Diese KeepAlive-Telegramme müssen von der Gegenstelle entsprechend beantwortet werden. Sollte die Antwort dreimal nacheinander ausbleiben, so wird die Verbindung als unterbrochen erkannt. Wenn beispielsweise ein KeepAlive- Intervall von 10s angenommen wird, so erfolgt die Erkennung einer unterbrochenen Verbindung nach ca. 30s. Durch eine Eigenschaft des TCP-Stack kann aber auch ein Fall eintreten, in dem eine Verbindungserkennung deutlich länger dauert (mit den Standardeinstellungen ca. 15 min). Dieser Fall tritt z.b. auf, wenn ein IEC6180-Gerät vom Netzwerk getrennt wird (z.b. durch einen Kabelbruch) und das Gerät in dem Zeitraum einen Report versendet, in der der KeepAlive-Mechanismus noch keine unterbrochene Verbindung erkannt hat. In diesem Fall werden Retransmissions des Report- Telegramms durch den TCP-Stack versendet, da die entsprechenden TCP- Quittierungen der Gegenstelle ausbleiben. Der Retransmission-Timeout sieht dabei eine immer größer werdende Zeitspanne vor, die auf Quittierungstelegramme der Gegenstelle gewartet wird und hat eine höhere Priorität als der Keep-Alive-Mechanismus. Um diesem Verhalten entgegenzuwirken, kann ein Parameter des TCP-Stacks angepasst werden, sodass die Anzahl der versendeten Retransmission-Telegramme verringert wird. In diesem Anwendungshinweis wird beschrieben, wie dabei vorzugehen ist. 2 Voraussetzungen Hard- und Software - Controller PFC200 (z.b. 750-8202/025-001) mit bestehender Netzwerkverbindung zu einem PC - PC mit SSH-Client, z.b. unter einem Windows-Betriebssystem das Programm Putty (Sollte ein geeignetes Programm nicht vorhanden sein, so kann das Open-Source-Programm Putty beispielsweise unter https://www.chiark.greenend.org.uk/~sgtatham/putty/ kostenfrei heruntergeladen werden)
8 Durchführung Anwendungshinweis A500795 3 Durchführung 3.1 Temporäre Anpassung des Parameters Um das Verhalten des TCP-Stacks bei der Versendung von Retransmissions zu ändern, muss der Wert des Parameter tcp_retries2 angepasst werden. Beschreibung des Parameters in der Linux man page: tcp_retries2 (integer; default: 15; since Linux 2.2) The maximum number of times a TCP packet is retransmitted in established state before giving up. The default value is 15, which corresponds to a duration of approximately between 13 to 30 minutes, depending on the retransmission timeout. The RFC 1122 specified minimum limit of 100 seconds is typically deemed too short. 1. Der Parameter kann temporär über eine SSH-Konsole angepasst werden. Dazu starten Sie das Programm Putty und geben Sie unter Host Name die IP- Adresse des Controllers an, unter der dieser im Netzwerk erreichbar ist: Abbildung 1 - PuTTY Configuration 2. Klicken Sie auf den Button [Open].
Anwendungshinweis A500795 Durchführung 9 3. Es öffnet sich die SSH-Konsole mit einem Login-Prompt. 4. Loggen Sie sich mit folgenden Daten ein: Benutzer: root Passwort: wago (Dies ist das Default-Passwort und muss bei der erstmaligen Nutzung anschließend geändert werden. Sollten Sie bereits ein anderes Passwort vergeben haben, so verwenden Sie bitte dieses.) 5. Der Parameter tcp_retries2 ist standardmäßig auf einen Wert von 15 eingestellt. Um den Wert zu ändern (z.b. auf den Wert 3 ), geben auf der SSH-Konsole folgendes ein: echo 3 >> /proc/sys/net/ipv4/tcp_retries2 6. Drücken Sie [Enter] zum Absenden des Kommandos. Der neue Wert wurde übernommen. 7. Mit dem folgendem Kommando kann zusätzlich geprüft werden, ob der Wert tatsächlich übernommen wurde: cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_retries2 8. Drücken Sie zum Absenden wieder [Enter] und der anzeigte Rückgabewert gibt den aktuell eingestellte Wert des Parameters zurück. Abbildung 2 - PuTTY Fenster 9. Nun sollte ein Verbindungsabbruch durch den TCP-Stack merkbar schneller erkannt werden. Hinweis Hinweis: Die hier gezeigte Parameteranpassung ist nur bis zum nächsten Neustart des Controllers aktiv. Wie eine permanente Anpassung des Parameters durchgeführt werden kann, wird im nachfolgenden Kapitel erklärt.
10 Durchführung Anwendungshinweis A500795 3.2 Permanente Anpassung des Parameters Für eine permanente Änderung des Parameters tcp_retries2 kann ein Script angelegt werden, dass den Parameter bei jedem Start des Controllers bzw. der CODESYS-Applikation neu auf einen angepassten Wert setzt. Dazu gehen Sie wie folgt vor: 1. Login auf den Controller mittels SSH-Client. 2. Wechseln Sie in das Verzeichnis /etc/config-tools mit diesem Kommando und anschließendem Druck auf [Enter]: cd /etc/config-tools 3. Erstellen Sie eine neue Datei mit dem Namen set_tcp_retries2 durch folgenden Befehl gefolgt von [Enter]: touch set_tcp_retries2 4. Öffnen der angelegten Datei im Editor vi: vi set_tcp_retries2 5. Drücken Sie die Taste [i] (für insert ) und fügen Sie diese beiden Zeile ein: #!/bin/bash echo 3 >> /proc/sys/net/ipv4/tcp_retries2 (unter Windows kopieren und dann im Putty-Fenster mit Druck auf rechte Maustaste einfügen) Abbildung 3 - PuTTY Fenster 6. Drücken Sie [Esc], geben Sie die Zeichenfolge :wq ein und drücken Sie [Enter].
Anwendungshinweis A500795 Durchführung 11 7. Passen Sie die Ausführungsrechte des Scriptes mit dem folgenden Befehl und anschließendem [Enter] an: chmod 750 set_tcp_retries2 8. Das Script kann nun mit Hilfe der WagoConfigToolLib.lib aus CODESYS heraus aufgerufen werden. Dies muss einmal unmittelbar nach dem Starten der IEC- Applikation durchgeführt werden, damit die Einstellungen nach jedem Geräteneustart wieder aktiv sind. Ein Beispielprojekt, wie dieser Ausruf zu erfolgen hat, ist diesem Anwendungshinweis beigefügt. 9. Nachdem Sie das Beispiel in ihre Applikation integriert haben, können Sie die Funktion testen, in dem die Applikation z.b. als Bootprojekt eingespielt und das Gerät neu gestartet wird. Danach loggen Sie sich wieder via. SSH-Client auf dem Gerät ein und führen, wie vorhergehend bereits beschrieben, den folgenden Befehl aus: cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_retries2 Wird Ihnen der zuvor im Script vergebene Parameterwert (im Beispiel 3 ) ausgegeben, so ist das Script funktionsfähig eingerichtet.
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