GOOSE üzenetküldés korszerű alállomásokban. Előadás: Rózsa Gábor
Bemutatkozás Előadó Rózsa Gábor Tesztmérnök a TÜV Rheinland Intercert Kft-nél
[email protected]
IEC 61850 a TÜV Rheinlandnál IEC 61850 az üzletfejlesztési terület fókuszban A TÜV Rheinland tagja az UCA-nak célkitűzések: - IEC 61850 tudásközpont kialakítása - Vizsgáló labor kialakítása - IEC 61850 megfelelőségi vizsgálatok elvégzésére és tanúsítás
2
GOOSE üzenetküldés Kommunikációs formák az IEC61850-ben 1. Kliens / Szerver kapcsolat (Unicast) - Szerver az adatok birtokosa, melyet a kliens kérésére részére elküld, aki ezt visszaigazolja (Pl.: Read funkciók, polling) - Szerver a kliens kérése nélkül küldi az adatokat (Pl.: Riportálás) - Megvalósítás MMS üzenetek formájában 2. Publish-Subscribe (Multicast) - A forrás közzéteszi (publish) az adatokat, mely adatokra feliratkoznak (subscribe) a kliensek - Üzenetek ETHERNET keretbe ágyazottak a gyorsabb feldolgozás végett. - Sampled Values, GOOSE
3
GOOSE üzenetküldés Generic Object Oriented Substation Event Mi az a GOOSE üzenet? Időkritikus, az alállomás állapotát befolyásoló információk továbbítására alkalmas üzenetformátum, melynek címzettje egy vagy több eszköz lehet - (pl.: megszakító állásjelzés változás, TRIP jelzés, reteszfeltételek, stb.) Mire való a GOOSE üzenet? IED-k egymás közötti gyors információ cseréje Hogyan néz ki egy GOOSE üzenet? ETHERNET keretbe ágyazott üzenet - Gyors feldolgozhatóság
4
GOOSE üzenetküldés GOOSE működési mechanizmus A küldött információ DataSet-be rendezve bármi lehet a küldő adatmodelljéből Nyugalmi helyzetben életjel funkció (StNum=n, SeqNum=m üzenetenként inkrementálva) Változás a DataSet-ben (StNum=n+1, SeqNum=0 üzenetenként inkrementálva) Kapcsolatmentes üzenetküldési mechanizmus, amely feltételezi, hogy az üzenet nem jut el a fogadó(k)hoz küldés után azonnali ismétlés exponenciálisan növekvő szünetekkel a nyugalmi állapot eléréséig
5
GOOSE üzenetküldés Követelmények a GOOSE üzenetküldéssel szemben IEC61850-5 alapján TRIP jelzés kategóriája 1A
definiált átviteli idő 4 ms
Átviteli idő = = GOOSE üzenet formázás és küldés + kommunikációs hálózat miatti késedelem + GOOSE üzenet dekódolás a fogadónál
Multicast üzenetküldés hátrányai: Szűrés nélkül az egész LAN hálózaton terjednek az is megkapja akinek nem szól Státus változásnál lavinaszerű GOOSE áradat a hálózaton. Következmény lehet: - Felesleges teher a kommunikációs hálózaton, sávszélesség csökkenés, switchek esetében késedelmes továbbítás, eldobott üzenet.
6
GOOSE üzenetküldés Multicast forgalom menedzselése VLAN-ok - Közös kábel infrastruktúrán egymástól független hálózatok - Prioritás megjelölés üzenet továbbítás
hatékonyabb
MAC cím szűrés
Követelmények az informatikai hálózattal szemben Hatékony GOOSE híradáshoz elengedhetetlen a megfelelő hálózati topológia redundáns Ethernet LAN hálózatok alkalmazása, amely függ az alkalmazástól - Öngyógyító gyűrű topológia (RSTP: hiba esetén néhány ms-os helyreállási idő) - Seamless („akadás mentes”) hálózati topológiák: - HSR – High Availability Seamless Redundancy, - PRP – Paralell Redundancy Protocol
7
GOOSE üzenetküldés Előnyök / hátrányok + Megbízható mert: - Kapcsolat állapota ismert használat előtt - Az egyes eszközök állapota egymás között folyamatosan cserélődik + Flexibilis: - Különböző logikai funkciók létrehozása / változtatása, - új kapcsolat beiktatása nem igényel fizikai átkábelezést / módosítást + Csökkenő kábelezési költségek + Hagyományos megoldásokhoz képest - Nagyobb teljesítményű - Több a kinyerhető információ - Bonyolult, a - hagyományos rézkábeles technológiához képest - Magasan képzett szakember szükséges a javításhoz, módosításokhoz - Informatikai hálózat kiépítése nagyobb figyelmet és beruházást igényel
8
GOOSE üzenetküldés - PÉLDA
Vizsgálat tárgya: IED1 beállított retesz működése Retesz: - Q0 BEKAPCSOLHATÓ, ha Q3 KI állapotban van. - Ha Q3 megszakító bent van és Q0-ra BE parancs érkezik Jelzés küldése IED3 fele a reteszfeltételek megsértéséről Működető parancsok és állapot jelzések küldése / fogadása GOOSE üzenetekkel.
9
GOOSE üzenetküldés - PÉLDA GOOSE 1: Q3 megszakító állásjelzés - GoCb: OMICRON_DEV1/LLN0/SIM_GOCB_3 - Dset: OMICRON_DEV1/LLN0/POS_DSET GOOSE 2: Q0 megszakító állásjelzés - GoCb: P139_TUVSystem/LLN0/gcb01 - Dset: P139_TUVSystem/LLN0/CB1_STATUS GOOSE 3: Q0 működtető parancs
- GoCb: SCOUT_DEV1/LLN0/SIM_GOCB_3 - Dset: SCOUT_DEV1/LLN0/CNTRL_DSET2 GOOSE4: Q3 működtető parancs - GoCb: SCOUT_DEV1/LLN0/SIM_GOCB_1 - Dset: SCOUT_DEV1/LLN0/CNTRL_DSET GOOSE 5: Q0 retesz működött - GoCb: P139_TUVSystem/LLN0/gcb02 - Dset: P139_TUVSystem/LLN0/INTERLOCK_STATUS
10
GOOSE üzenetküldés - PÉLDA Teszt 1: Retesz inaktív, Q0 bekapcsolható (Q3 KINT)
OMICRON_DEV1/LLN0$SIM_GOCB_3: Q3 megszakító kint Data ={[01]} SCOUT_DEV1/LLN0$SIM_GOCB_3: Q0 BE parancs Data ={FALSE} P139_TUVSystem/LLN0$GO$gcb01: Q0 megszakító kint Data ={[01]} Állapot változás: Q0 BE parancs Data = FALSE TRUE Állapot változás: Q0 állásjelzés Data = 01 10 Állapotváltozás utáni gyors üzenetismétlés
11 11
GOOSE üzenetküldés - PÉLDA Teszt 2: Retesz aktív, Q0 nem kapcsolható be (Q3 BENT)
P139_TUVSystem/LLN0$GO$gcb02: Interlock Status Data ={FALSE} OMICRON_DEV1/LLN0$SIM_GOCB_3: Q3 megszakító bent Data ={[10]}
Állapot változás: Q0 BE parancs Data = FALSE TRUE Állapot változás: Interlock Status Data = F T P139_TUVSystem/LLN0$GO$gcb01: Q0 megszakító kint Data ={[01]}
12
Köszönöm a figyelmet!
