Protokollsimulatoren

IEC 60870-5-103/IEC 870-5-103

Basierend auf DIN 19244 wurde dieses Protokoll zum weltweiten Erfolg im Bereich der Feldgerätekommunikation. In den achtziger Jahren entwickelt wurde es schließlich in den neunziger Jahren von der IEC (International Electrotechnical Comission) innerhalb der International Electrotechnical Commission’s Technical Committee 57 (IEC TC57) standardisiert. Die dazugehörige Arbeitsgruppe war die Working Group 03 (WG03)

Insbesondere im Energieversorgungs- und verteilungsbereich kommt dieses serielle Protokoll sehr oft vor.

Die WG03 entwickelte dazu das “Enhanced Performance Architecture” Modell (EPA), dessen Ziel es war, das von der OSI definierte 7 Ebenen („Schichten“, „Layer“) Modell zu vereinfachen. Daraus resultierte ein dreischichtiges Modell, das speziell auf die Bedürfnisse der Protokolle des Energieversorgungsbereichs zugeschnitten war:

[ welche Tabelle ]

Innerhalb der Sicherungsschicht ist nur ein Betrieb in unbalanced (unsymmetrisch) vorgesehen.

Während die oben beschriebenen Teile der Norm zwischen 1990 und 1997 standardisiert wurden, kamen immer mehr private Informationsobjekte („generic data“) hinzu,. sodas bei einem Anschluss zwischen Geräten immer mehr Augenmerk auf die Interoperabilitätslisten der jeweiligen Geräte Wert gelegt werden musste.

Wie für damalige serielle Protokolle üblich wird hauptsächlich Kupfer und LWL bei einer Übertragungsrate von 9600 Baud (Bit pro Sekunde) verwendet. In der Praxis kann man aber auch Baudraten von 1200-115200 Baud sehen. In diesem Feldbereich spielt V.24 (RS232) wegen der Anfälligkeit gegenüber EMV-Emissionen fast keine Rolle, meist wird RS485 oder Lichtwellenleiter eingesetzt. Während hier früher sehr viel POF (Plastic Optical Fiber) eingesetzt wurde, wird heute nahezu ausschließlich glasbasierte optische Faser angeschlossen.

Um zu erkennen, dass eine mögliche Kommunikation zwischen zwei Geräten innerhalb dieses Standards möglich ist, gibt es Interoperabilitätslisten, deren Formatvorlage innerhalb der Norm verfügbar ist. So kann genau beschrieben werden, welche Datentypen und Funktionen innerhalb des Protokolls bei einem Gerät unterstützt werden.

Trotz dieser Interoperabilitätslisten ist Platz für mögliche divergierende Auslegungen innerhalb dieses Standards verblieben. Insbesondere Datentypen im Privatbereich sind hier näher zu beleuchten. Deshalb ist es in Einzelfällen notwendig, die Interoperabilität innerhalb von sogenannten Factory Acceptance Tests (FAT) zu überprüfen. Gerne unterstützen wir Sie bei einer solchen Überprüfung. Bitte nutzen Sie das untenstehende Kontaktformular dazu.

Prozessinformationen dieses Protokolls

Meldungsrichtung

• Doppelmeldung mit Qualitätskennung 
• Doppelmeldung mit Zeitmarke und mit Qualitätskennung  
• Messwert, normierter Wert 
• Messwert, Fließkomma 
• Messwert, normierter Wert mit Qualitätskennung 

Meldungsrichtung – Privat („Generisch“)

• Einzelmeldung 
• Bitmuster von 32 bit 
• Bitmuster von 32 bit mit Zeitmarke 
• Messwert, skalierter Wert
• Messwert, skalierter Wert mit Zeitmarke 
• Messwert, verkürzte Gleitkommazahl  
• Messwert, verkürzte Gleitkommazahl mit Zeitmarke  (in einigen Projekten auch als Meldung mit Zahlenwert bezeichnet)
• Schutzereignis mit Zeitmarke 
• Geblockte Anregungen des Schutzes mit Zeitmarke 
• Geblockte Auslösungen des Schutzes mit Zeitmarke 
• Geblockte Einzelmeldungen mit Zustandsanzeige 

Befehlsrichtung

• Doppelbefehl

Befehlsrichtung – Privat („Generisch“)

• Einzelbefehl 
• Stufenstellbefehl 
• Sollwert Stellbefehl, normierter Wert 
• Sollwert Stellbefehl, skalierter Wert
• Sollwert-Stellbefehl, verkürzte Gleitkommazahl
• Bitmuster von 32 bit

Darüber hinaus gibt es noch systembezogene Telegrammtypen wie z.B. Generalabfrage, die in den meisten Protokollen verwendet werden.

Merkmale dieses Protokolls

Adressbereich

Die Informationsobjektadresse setzt sich aus 2 vordefinierten Bytes zusammen, Funktionstyp (0 bis 253) und Informationsnummer (0 bis 255).
Die Linkadresse kann in diesem Fall nicht entfallen und weist eine Länge von 1 Byte auf, d.h. von 0 bis 255.

Der Adressbereich erstreckt sich bei der ASDU (Stationsnummer, Application Service Data Unit – Applikations-Service-Dateneinheit) von 0 bis 255. Sie ist auf 1 2 Byte Länge beschränkt.

Anwendungsschicht

In dieser Schicht gibt es sowohl spontane als auch abgefragte Telegramme. Bei Messwerten gibt es auch zyklische Telegramme.

Soll die Befehlsrichtung besonders abgesichert werden, gibt es hier keinen Sicherungsmechanismus, bei dem der Befehlsdatenpunkt zuerst selektiert und dann gesondert angestoßen werden muss. Alle Befehle werden immer direkt ausgeführt.

Zusätzlich wird hier eine Möglichkeit der Dateiübertragung z.B. für Störschriebe angeboten.

Darüber hinaus kann in dieser Schicht ein Fernreset oder eine Zeitsynchronisierung erfolgen.

Sicherungsschicht

Die Übertragung erfolgt hier immer unsymmetrisch (unbalanced, solicited) . Dies birgt Vorteile im Anschluss der beteiligten Partner, d. h. in diesem Modus kann Linienbetrieb (Gemeinschaftsverkehr, Partyline) oder Punkt zu Punktbetrieb realisiert werden.

Bitübertragungsschicht

Die Bitübertragungsschicht entscheidet darüber, ob Voll- oder Halbduplex Daten übertragen werden können. Innerhalb der Pulscode Modulation (Pulsdauermodulation wird hier üblicherweise nicht mehr eingesetzt) kann bei einer symmetrischen Übertragung die performantere Vollduplex Methode angewandt werden. Eine unsymmetrische Übertragung erzwingt das Halbduplex verfahren. Innerhalb dieses Protokolls ist nur unsymmetrische Übertragung erlaubt.

Verfügbarkeit auf Tele-Data Konvertern

Alle Protokollkonverter von Tele-Data verfügen sowohl über die Master als auch die Slavefunktion dieses Protokolls. Der Master kann auch im IAWD Betrieb operieren.

Als Simulationsprogramm auf dem PC bieten wir WinPP103 an, welches als Master, Slave oder Mithörer fungieren kann.