IEC 60870 parte 6 es uno de los conjuntos de normas IEC 60870 que definen los sistemas utilizados para el telecontrol ( control de supervisión y adquisición de datos ) en aplicaciones de automatización de sistemas eléctricos y de ingeniería eléctrica . El Comité Técnico de IEC 57 (Grupo de Trabajo 03) ha desarrollado la parte 6 para proporcionar un perfil de comunicación para enviar mensajes de telecontrol básicos entre dos sistemas que sea compatible con las normas ISO y las recomendaciones de ITU-T.
Estándares relacionados
Estos estándares incluyen:
- IEC 60870-6-1 Contexto de aplicación y organización de estándares
- IEC 60870-6-2 Uso de estándares básicos (capas 1–3 de OSI)
- IEC 60870-6-501 TASE.1 Definiciones de servicio
- IEC 60870-6-502 TASE.1 Definiciones de protocolo
- IEC 60870-6-503 TASE.2 Servicios y protocolo
- IEC 60870-6-504 TASE.1 Convenciones de usuario
- EC TR 60870-6-505 TASE.2 Guía del usuario
- IEC 60870-6-601 Perfil funcional para proporcionar el servicio de transporte orientado a la conexión en un sistema final conectado mediante acceso permanente a una red de datos conmutados por paquetes
- Perfiles de transporte IEC 60870-6-602 TASE
- IEC 60870-6-701 Perfil funcional para proporcionar el servicio de aplicación TASE.1 en sistemas finales
- IEC 60870-6-702 Perfil funcional para proporcionar el servicio de aplicación TASE.2 en sistemas finales
- IEC 60870-6-802 TASE.2 Modelos de objeto
Redes Nacionales
Una red eléctrica nacional típica incluye una jerarquía de centros de control para administrar la generación, transmisión y distribución de energía en toda la red:
- uno o más centros de control del sistema, responsables de la programación de la generación de energía para satisfacer la demanda de los clientes y de gestionar los cortes y fallas importantes de la red.
- centros de control de generación, encargados de gestionar la operación de las plantas generadoras (de carbón, gas natural, nuclear, solar, eólica, etc.), y de ajustar la potencia generada según los requerimientos del centro de control del sistema.
- centros de control de transmisión, responsables de la transmisión de energía desde las estaciones generadoras a los distribuidores de la red.
- centros de control de distribución, responsables de la distribución de energía desde las redes de transmisión a los consumidores individuales.
Antes del desarrollo de las redes electrónicas y de telecomunicaciones, toda la coordinación entre los centros de control se realizaba por teléfono. Sin embargo, el desarrollo de sistemas SCADA ( control de supervisión y adquisición de datos ) permitió el control y monitoreo remoto de la planta eléctrica desde centros de control centralizados.
Inicialmente, los fabricantes individuales de SCADA desarrollaron sus propios protocolos "cerrados" patentados para comunicarse desde un centro de control a los equipos eléctricos en el campo. Estos fueron seguidos por el desarrollo de protocolos estándar de la industria "abiertos" como DNP3 e IEC 61850 . Sin embargo, ninguno de estos protocolos de comunicación se adaptaba a los requisitos de comunicación entre centros de control. Para cumplir con estos requisitos especiales de comunicación y coordinación entre centros de control, la IEC desarrolló el conjunto de normas IEC 60870 .
Protocolo de comunicaciones entre centros de control
El Protocolo de comunicaciones entre centros de control (ICCP o IEC 60870-6 / TASE.2) [1] está siendo especificado por organizaciones de servicios públicos en todo el mundo para proporcionar intercambio de datos a través de redes de área amplia (WAN) entre centros de control de servicios públicos, servicios públicos, piscinas, centros de control regionales y generadores que no son de servicios públicos. ICCP también es un estándar internacional: Elemento 2 del Servicio de Aplicación de Telecontrol de la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) (TASE.2).
Fondo
El intercambio de datos en tiempo real entre empresas de servicios públicos se ha vuelto fundamental para el funcionamiento de los sistemas interconectados en la mayor parte del mundo. Por ejemplo, el desarrollo de los mercados de la electricidad ha visto la gestión de las redes eléctricas por una jerarquía funcional que se divide a través de las fronteras de las entidades comerciales. En el nivel superior suele haber un operador del sistema con responsabilidades de coordinación para el despacho y la seguridad general del sistema. Debajo se encuentran las empresas regionales de transmisión que unen a las empresas distribuidoras y generadoras. En los sistemas eléctricos continentales existe ahora una interconexión considerable a través de las fronteras internacionales. ICCP permite el intercambio de información histórica y en tiempo real del sistema de energía, incluidos datos de control y estado, valores medidos, datos de programación, datos de contabilidad de energía y mensajes del operador.
Históricamente, se ha dependido de enlaces y protocolos personalizados o patentados para intercambiar datos en tiempo real entre sistemas. ICCP comenzó como un esfuerzo para desarrollar un estándar internacional para el intercambio de datos en tiempo real dentro de la industria de servicios públicos de energía eléctrica. En 1991 se formó un grupo de trabajo para desarrollar un protocolo estándar, desarrollar un prototipo para probar la especificación, enviar la especificación a la IEC para su estandarización y realizar pruebas de interoperabilidad entre proveedores en desarrollo. El impulsor inicial fue cumplir con los requisitos del Mercado Común Europeo en 1992. La designación oficial del primer protocolo fue TASE.1 (Elemento de Servicio de Aplicación de Telecontrol-1). [2] El segundo protocolo TASE.2 [3] que hace uso de la Especificación de mensajes de fabricación (MMS) parece ser la versión que se ha convertido en la más popular.
En los EE. UU., Las redes ICCP se utilizan ampliamente para unir grupos de empresas de servicios públicos, generalmente un operador de sistema regional con servicios de transmisión, servicios de distribución y generadores. Los operadores regionales también pueden estar conectados entre sí para coordinar la importación y exportación de energía entre regiones a través de los principales vínculos.
Funcionalidad ICCP
La funcionalidad básica de ICCP se especifica como "Bloques de conformidad" que se enumeran a continuación. Los objetos que se utilizan para transmitir los datos se definen en varias partes de IEC 60870-6.
Ejemplos de datos de descripción de bloque:
- Datos periódicos del sistema: puntos de estado, puntos analógicos, indicadores de calidad, sello de tiempo, contador de cambio de valor, eventos de protección. Objetos de asociación para controlar sesiones ICCP.
- Supervisión ampliada de la condición del conjunto de datos: proporciona capacidad de informe por excepción para los tipos de datos que el bloque 1 puede transferir periódicamente.
- Transferencia de datos en bloque: proporciona un medio para transferir los tipos de datos del Bloque 1 y del Bloque 2 como transferencias en bloque en lugar de punto por punto. En algunas situaciones, esto puede reducir los requisitos de ancho de banda.
- Mensajes de información: archivos binarios y de texto simple.
- Control de dispositivos: solicitudes de control de dispositivos: encendido / apagado, disparo / cierre, aumento / disminución, etc. y puntos de ajuste digitales. Incluye mecanismos para controles interbloqueados y seleccionar antes de operar.
- Control de programas: permite que un cliente ICCP controle de forma remota los programas que se ejecutan en un servidor ICCP.
- Informes de eventos: informes extendidos a un cliente sobre las condiciones de error y los cambios de estado del dispositivo en un servidor.
- Objetos de usuario adicionales: programación, contabilidad, interrupciones e información de la planta.
- Datos de series de tiempo: permite a un cliente solicitar un informe de un servidor de datos de series de tiempo históricas entre una fecha de inicio y finalización.
Arquitectura de protocolo
ICCP se basa en principios cliente / servidor. Las transferencias de datos son el resultado de una solicitud de un centro de control (cliente) a otro centro de control (servidor). Los centros de control pueden ser tanto clientes como servidores. ICCP opera en la capa de aplicación en el modelo OSI . Como tal, se admite cualquier interfaz física, transporte y servicios de red que se ajusten a este modelo. TCP / IP sobre Ethernet (802.3) parece ser el más común. El ICCP puede operar sobre un solo enlace punto a punto entre dos centros de control; sin embargo, el caso más general es para muchos centros de control y una red de área amplia enrutada. Las conexiones lógicas o "asociaciones" entre centros de control son completamente generales. Un cliente puede establecer asociaciones con más de un servidor y un cliente puede establecer más de una asociación con el mismo servidor. Se pueden establecer múltiples asociaciones con el mismo servidor en diferentes niveles de calidad de servicio para que los datos en tiempo real de alta prioridad no se retrasen por transferencias de datos de menor prioridad o en tiempo no real.
Control de acceso
ICCP no proporciona autenticación ni encriptación . Estos servicios normalmente son proporcionados por capas de protocolo inferiores. ICCP utiliza "Tablas Bilaterales" para controlar el acceso. Una tabla bilateral representa el acuerdo entre dos centros de control conectados con un enlace ICCP. El acuerdo identifica elementos de datos y objetos a los que se puede acceder a través del enlace y el nivel de acceso permitido. Una vez que se establece un enlace ICCP, el contenido de las tablas bilaterales en el servidor y el cliente proporciona un control completo sobre lo que es accesible para cada parte. Debe haber entradas coincidentes en las tablas del servidor y del cliente para proporcionar acceso a los datos y objetos.
Interoperabilidad
La amplia aceptación de ICCP por parte de la industria de servicios públicos ha dado lugar a que varios productos ICCP estén en el mercado. Aunque la interoperabilidad no se considera un área de alto riesgo, el estándar es tal que una implementación no tiene que soportar todos los bloques de conformidad para reclamar el cumplimiento del estándar. Una implementación mínima solo requiere el Bloque 1. Solo se deben implementar aquellos bloques necesarios para lograr la funcionalidad requerida. Tampoco es necesario admitir todos los objetos definidos en el estándar para un bloque en particular. Las pruebas de interoperabilidad exhaustivas entre productos de algunos de los principales proveedores han sido una característica del desarrollo del protocolo ICCP. Hay informes independientes disponibles, ya que sin duda son informes de proveedores. Un comprador de ICCP debe definir la funcionalidad requerida en términos de bloques de conformidad requeridos y los objetos dentro de esos bloques. Los perfiles de aplicación para el cliente ICCP y las conformidades del servidor deben coincidir para que el enlace funcione correctamente.
La diferenciación del producto
ICCP es un protocolo de intercambio de datos en tiempo real que proporciona funciones para la transferencia, supervisión y control de datos. Para un enlace ICCP completo, debe haber instalaciones para administrar y configurar el enlace y monitorear su rendimiento. El estándar ICCP no especifica ninguna interfaz o requisitos para estas características que sean necesarios pero que, sin embargo, no afectan la interoperabilidad. De manera similar, los esquemas de conmutación por error y redundancia y la forma en que SCADA responde a las solicitudes de ICCP no es un problema de protocolo, por lo que no se especifica. Estas características no específicas del protocolo se denominan en el estándar "problemas de implementación local". Los implementadores de ICCP son libres de manejar estos problemas de la forma que deseen. La implementación local es el medio que tienen los desarrolladores para diferenciar su producto en el mercado con valor agregado. El dinero adicional gastado en un producto con herramientas de diagnóstico y mantenimiento bien desarrolladas puede ahorrarse muchas veces durante la vida útil del producto si se espera que el uso de la conexión ICCP aumente y cambie.
Configuraciones de producto
Los productos ICCP comerciales generalmente están disponibles para una de tres configuraciones:
- Como protocolo nativo incrustado en el host SCADA.
- Como servidor en red.
- Como procesador de puerta de enlace.
Como protocolo integrado, las herramientas e interfaces de gestión de ICCP forman parte del conjunto completo de herramientas para SCADA. Esta configuración ofrece el máximo rendimiento debido al acceso directo a la base de datos SCADA sin requerir ningún almacenamiento intermedio. Es posible que este enfoque no esté disponible como una adición a un sistema heredado. La aplicación ICCP puede estar restringida para acceder solo al entorno SCADA en el que está incrustado.
Un servidor en red que hace uso de la red de comunicaciones estándar de la industria para el host SCADA puede proporcionar un rendimiento cercano al de una aplicación ICCP integrada. En el lado de la interfaz de la aplicación, el ICCP no está restringido al entorno SCADA, sino que está abierto a otros sistemas, como un historiador de datos independiente u otras bases de datos. La seguridad puede ser más fácil de administrar con el servidor ICCP separado de los sistemas operativos en tiempo real. El enfoque del procesador de puerta de enlace es similar al servidor en red, excepto que está diseñado para sistemas heredados con una capacidad mínima de red de comunicaciones y, por lo tanto, tiene el rendimiento más bajo. En la situación más mínima, la puerta de enlace ICCP puede comunicarse con el host SCADA a través de un puerto serie de manera similar a las RTU SCADA.
Ver también
Referencias
- ^ "Copia archivada" . Archivado desde el original el 18 de agosto de 2011 . Consultado el 6 de septiembre de 2011 .CS1 maint: copia archivada como título ( enlace )
- ^ http://webstore.iec.ch/preview/info_iec60870-6-501%7Bed1.0%7Db.pdf
- ^ http://webstore.iec.ch/preview/info_iec60870-6-503%7Bed3.0%7Db.pdf