2205022 Protokollbeschreibung IEC 60870-5-103 TG260...kolls IEC60870-5-103 für den TAPGUARD® 260...

Monitoringsystem TAPGUARD® 260

Beiblatt 2205022/01 Protokollbeschreibung IEC 60870-5-103

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Nach Redaktionsschluss der vorliegenden Dokumentation können sich am Produkt Änderungen ergeben haben.

Änderungen der technischen Daten bzw. Konstruktionsänderungen sowie Änderungen des Lieferumfanges blei-ben ausdrücklich vorbehalten.

Grundsätzlich sind die bei der Abwicklung der jeweiligen Angebote und Aufträge übermittelten Informationen und getroffenen Vereinbarungen verbindlich.

Die Originalbetriebsanleitung wurde in deutscher Sprache erstellt.

Inhaltsverzeichnis

© Maschinenfabrik Reinhausen 2011 2205022/01 DE TAPGUARD® 260 3

Inhaltsverzeichnis

1 Allgemeine Hinweise ................................................................... 5

1.1 Zu diesem Dokument ................................................................................ 5

1.2 Hinweise zur Norm .................................................................................... 5

1.3 Verwendete Abkürzungen ......................................................................... 6

2 Anschlüsse des Spannungsreglers ........................................... 7

3 Einstellungen am Spannungsregler ........................................... 9

3.1 Kommunikationsschnittstelle RS232 ......................................................... 9

3.2 Kommunikationsschnittstelle RS485 ....................................................... 10

3.3 Lichtwellenleiter (optional) ...................................................................... 10

4 Datenpunkte ............................................................................... 11

4.1 Meldungsstruktur .................................................................................... 11

4.1.1 Funktionstypen .................................................................................................... 11 4.1.2 Typkennungen .................................................................................................... 11 4.1.3 Datentypen .......................................................................................................... 11

4.2 Überwachungsrichtung ........................................................................... 12

4.3 Steuerungsrichtung ................................................................................. 15

4.3.1 Tabelle Steuerungsrichtung 103 TC230 - 1 von 3 .............................................. 15

5 Sequenzen .................................................................................. 17

5.1 Generalabfrage ....................................................................................... 17

Inhaltsverzeichnis

4 TAPGUARD® 260 2205022/01 DE © Maschinenfabrik Reinhausen 2011

5.2 Allgemeiner Befehl ................................................................................. 18

5.3 Generalabfrage generische Daten ......................................................... 19

5.4 Generischer Befehl (Eintrag schreiben mit Ausführung) ........................ 20

6 Stufenstellungsmeldetelegramm .............................................. 21

6.1 Telegrammstruktur ................................................................................. 21

6.2 Nachrichtenbeispiele für Stufenstellungstelegramme ............................ 23

1 Allgemeine Hinweise



1.1 Zu diesem Dokument

Im vorliegenden Dokument wird die Implementierung des Schnittstellenproto-kolls IEC60870-5-103 für den TAPGUARD® 260 beschrieben.

Lesen Sie die vorliegende Beschreibung gemeinsam mit den technischen Un-terlagen für den TAPGUARD® 260.

1.2 Hinweise zur Norm

Das Schnittstellenprotokoll IEC60870-5-103 wurde ursprünglich für die Kom-munikation zwischen Schutzgeräten entwickelt. Die vordefinierten Funktions-typen und die dazugehörigen Informationsnummern sind für die Informationen, die der Monitoringsystem übertragen muss, nicht passend.

Daher wird für alle „nicht generischen Datenpunkte“ ein Funktionstyp aus dem „privaten Bereich“ des Protokolls verwendet.

Für alle allgemeinen Befehle und Meldungen mit dem Funktionstyp aus dem „privaten Bereich“ sind die Informationsnummern spezifisch.

Analoge Werte werden in Steuerungsrichtung (Befehl) und Überwachungs-richtung (Meldung) mittels generischem Nachrichtentyp übertragen. Dabei sind alle Messwerte Klasse 2, alle Parameter Klasse 1 zugeordnet.

Am Monitoringsystem sind über die von der Norm geforderten Baudraten 9.6 und 19.2 kBaud hinaus die Baudraten 38.4 und 57.6 kBaud auswählbar.



1.3 Verwendete Abkürzungen

Abkürzung Bedeutung

ASDU Dienstdateneinheit der Anwendungsschicht (Application Service Data Unit)

BCD Binary Coded Decimal CIC Kommunikationsschnittstelle (Communication Interface

Card) GA Generalabfrage GPI General Purpose Input GPO General Purpose Output LWL Lichtwellenleiter MR Maschinenfabrik Reinhausen RTC Real Time Clock TAPCON®-trol PC-Software zur Anzeige von Reglerdaten

Tabelle 1 Abkürzungen

2 Anschlüsse des Spannungsreglers



Zur Datenübertragung über das Protokoll IEC60870-5-103 stehen am Monitoringsystem die physikalischen Schnittstellen RS232, RS485 und optio-nal Lichtwellenleiter zur Verfügung.

Abbildung 1 CIC-Karte

1 RS232 (9 polige SUB-D Buchse) 2 RS485 3 Ethernet RJ45 (optional) 4 Lichtwellenleiter FH-ST oder F-SMA in 850 nm oder 660 nm (optional) 5 Reset-Taste 6 TxD LED für Sendesignal 7 RxD LED für Empfangssignal 8 Clk LED für Betriebszustand (Blinkperiode 2 Sekunden) 9 Schelle zur Verbindung des Kabelschirms mit der Funktionserde



RS232 9 polige SUB-D Buchse Pin 2: TxD Pin 3: RxD Pin 5: GND

RS485

3 polige Buchse von Phönix (MC1,5/3 GF 3,5) Pin 1: GND (100 Ω Erdwiderstand) Pin 2: B (invertiert) Pin 3: A (nicht invertiert) Polarität: A > B um 200 mV entspricht 1. A < B um 200 mV entspricht 0. Eine offene Kommunikationsleitung entspricht 1. Das Startbit hat die Bezeichnung 0. Empfohlener Abschlusswiderstand 120 Ω.

Lichtwellenleiter (optional)

FH-ST (850 nm oder 660 nm) F-SMA (850 nm oder 660 nm)

Tabelle 2 Verfügbare Schnittstellen

Übertragung auf physikalischer Ebene: Asynchron mit 8 Datenbits, Parität gerade, 1 Stopbit (8E1)

3 Einstellungen am Spannungsregler



In den folgenden Kapiteln ist beschrieben, wie die Parameter für die Kommu-nikation an der betreffenden Schnittstelle am TAPGUARD® 260 eingestellt werden.

> Konfiguration > Weiter* > Komm. Schnittst.

Je nach Produktversion und Software müssen Sie unterschiedlich oft "Wei-ter" drücken, bis Sie zum Menü "Komm. Schnitt." gelangen.

Weitere Informationen zur Einstellung der Parameter finden Sie in den tech-nischen Unterlagen für den TAPGUARD® 260.

3.1 Kommunikationsschnittstelle RS232

Kommunikationsschnittstelle RS232

Baudrate Kommunikation 9.6/19.2/38.4/57.6 kBaud

LWL Licht AN/AUS nicht verwendet

Eigene SCADA Adresse 1...255 (0 = Broadcast-Meldung)

Sendeverzögerung

0...254 ms (z.B. 2 ms, um die Reaktionszeit eines externen Umformers RS485/RS232 beim Wechsel zwischen Sende- und Emp-fangsbetrieb auszugleichen)

Tabelle 3 Einstellungen der Schnittstelle RS232



3.2 Kommunikationsschnittstelle RS485

Kommunikationsschnittstelle RS485


LWL Licht AN/AUS nicht verwendet


Sendeverzögerung

0...254 ms (z.B. 2 ms, um die Reaktionszeit eines externen Umformers RS485/RS232 beim Wechsel zwischen Sende- und Emp-fangsbetrieb auszugleichen)

Tabelle 4 Einstellungen der Schnittstelle RS485

3.3 Lichtwellenleiter (optional)

Kommunikationsschnittstelle LWL


LWL Licht AN/AUS AN (1 entspricht Licht an) oder AUS (1 entspricht Licht aus)


Sendeverzögerung nicht verwendet

Tabelle 5 Einstellungen der Schnittstelle LWL

Am Monitoringsystem sind über die von der Norm geforderten Baudraten 9.6 und 19.2 kBaud hinaus die Baudraten 38.4 und 57.6 kBaud auswählbar.

4 Datenpunkte


4 Datenpunkte

4.1 Meldungsstruktur

Im folgenden sind die Funktionstypen, Typkennungen und Datentypen erläu-tert, die in den Datentabellen aufgelistet sind.

4.1.1 Funktionstypen

110 = Funktionstyp aus dem privaten Bereich (spezifisch definierbar) 254 = generischer Funktionstyp 255 = globaler Funktionstyp

4.1.2 Typkennungen

1 = Meldung mit Zeitmarke 6 = Zeitsynchronisierung 7 = Generalabfrage 10 = generische Daten 20 = allgemeiner Befehl 21 = generischer Befehl

4.1.3 Datentypen

7 = Short real

4 Datenpunkte


4.2 Überwachungsrichtung

Alle spontanen Meldungen (bei Änderungen) werden mit Zeitstempel gesen-det. Dieser Zeitstempel bezieht sich stets auf den Versand der Meldung. Eine Meldung aufgrund einer Generalabfrage wird ohne Zeitstempel gesendet.

Typkenken-nung

Funk-tionstyp

Info-num-mer

Beschreibung

1 110 27 SI-Befehl 1 aktiv 1 110 28 SI-Befehl 2 aktiv 1 110 29 SI-Befehl 3 aktiv

Detailangaben zu den SI-Befehlen 1/2/3 sind im Abschnitt „All-gemeine Befehle“ enthalten. 1 110 31 Motorantrieb läuft

Parametrierbare Meldungen Der TAPGUARD® 260 verfügt über 4 parametrierbare Meldun-gen. Diese können auf einen Eingang oder ein Relais gelegt werden. Die Meldungen sind EIN, wenn ein Signal am paramet-rierten Eingang anliegt oder das parametrierte Relais anspricht.

1 110 33 Meldung Nr. 1 1 110 34 Meldung Nr. 2 1 110 43 Meldung Nr. 3 1 110 39 Meldung Nr. 4

1 110 49 Parametrierfehler TAPGUARD® 260. AN wenn ein Fehler in der Parametrierung aufgetreten ist.

1 110 42

Ort-Fern-Meldung Der TAPGUARD® 260 verfügt nicht über einen Ort-Fern-Schalter. Die Funktion Ort-Fern-Bedienung kann aber auf einen Eingang parametriert werden.

1 110 118 Stufenstellung

1 110 37 Grün 1 110 38 Ereignis Gelb 1 110 39 Ereignis Rot 1 110 41 Betreiberereignis Gelb 1 110 47 Betreiberereignis Rot

Tabelle 6 Datenpunkte in Überwachungsrichtung

4 Datenpunkte


Bei einigen Firmwareversionen des TAPGUARD® 260 ist die Übertragung der meisten Sig-nale an den digitalen Eingangsklemmen zum SCADA-System möglich. Bei Auslösung verhalten sich die Schnittstellenadressen zu den entsprechenden Eingängen wie folgt:

Typkenken-nung

Funk-tionstyp

Info-num-mer

Beschreibung

Kartentyp Spezifikation

1 110 65 IO X1/33 1 110 66 IO X1/31 1 110 67 UC1 X1/33 1 110 68 UC1 X1/32 1 110 69 UC1 X1/31 1 110 70 UC1 X1/30 1 110 71 UC1 X1/17 1 110 72 UC1 X1/16 1 110 73 UC1 X1/15 1 110 74 UC1 X1/14 1 110 75 UC1 X1/11 1 110 76 UC1 X1/12 1 110 77 UC2 X2/33 1 110 78 UC2 X2/32 1 110 79 UC2 X2/31 1 110 80 UC2 X2/30 1 110 81 UC2 X2/17 1 110 82 UC2 X2/16 1 110 83 UC2 X2/15 1 110 84 UC2 X2/14 1 110 85 UC2 X2/11 1 110 86 UC2 X2/12

Tabelle 7 Datenpunkte in Überwachungsrichtung

4 Datenpunkte


Typ-ken-nung

Funk-tionstyp

GIN LSB

GIN MSB

Da-tentyp

Klas-se Beschreibung

10 254 54 1 7 1 Stufenstellung 10 254 55 1 7 1 Spannungssollwert1 10 254 56 1 7 1 Spannungssollwert2 10 254 57 1 7 1 Spannungssollwert3 10 254 58 1 7 1 Schaltungszähler

Für kundenspezifische Änderungen oder künftige Erweiterungen wurden nachfolgende GIN-Nummern reserviert.

10 254 59-62 4 1 Reserve

10 254 64-72 4 1 Reserve

10 254 80-81 4 1 Reserve

10 254 144 2 7 2 Istspannung (in V) 10 254 145 2 7 2 Regelabweichung (in %) 10 254 146 2 7 2 Wirkstrom (in %) 10 254 147 2 7 2 Blindstrom (in %) 10 254 148 2 7 2 Scheinstrom (in %) 10 254 149 2 7 2 Frequenz

Tabelle 8 Generische Daten in Überwachungsrichtung

4 Datenpunkte


4.3 Steuerungsrichtung

Damit Befehle vom Leitsystem am Monitoringsystem ausgeführt werden, muss der Modus Fern (Remote) am TAPGUARD® 260 eingeschaltet sein.

4.3.1 Tabelle Steuerungsrichtung 103 TC230 - 1 von 3

Typkenken-nung

Infonr. Byte 2

Infonr. Byte 1 Klasse Beschreibung

7 Start der Generalabfrage

21 Start der Generalabfrage der generischen Daten

20 110 17 1 Höher (Ein = höher, Aus = tiefer, nur bei Handbetrieb)

20 110 18 1 Tiefer (Ein = tiefer, Aus = keine Funktion, nur bei Handbetrieb) 46 110 27 1 SI-Befehl 1 46 110 28 1 SI-Befehl 2 46 110 29 1 SI-Befehl 3

Jeder dieser SI-Befehle setzt im TAPGUARD® 260 einen entsprechenden Merker. Der Status der Merker kann wie ein Eingang des I/O- oder UC-Moduls zur Aktivierung oder Deaktivierung einer Funktion des TAPGUARD® 260 verwendet werden.

Tabelle 9 Datenpunkte in Steuerungsrichtung

5 Sequenzen


5 Sequenzen

5.1 Generalabfrage

Beispiel Generalabfrage (GA): 68 9 9 68 43 1 7 81 9 1 ff 0 0 d5 16

Code (hexadezimal) Bedeutung

68 9 9 68 43 1 Start Nachricht 7 Typkennung = 7 (dezimal) Generalabfrage 9 Übertragungsursache 0 = nicht benutzt

ff Funktionstyp (bzw. Adresse Informationsobjekt 1.Oktett) = 255 (dezimal) = globaler Funktionstyp

0 Infonummer (bzw. Adresse Informationsobjekt 2.Oktett) = Generalabfrage Anstoß d5 16 Ende Nachricht

Tabelle 10 Beispiel Generalabfrage (GA)

Nach der letzten Datenmeldung des Generalabfrage-Zyklus erfolgt die Mel-dung "GA beendet“ mit Typkennung 8 und Übertragungsursache 10.

5 Sequenzen


5.2 Allgemeiner Befehl

Beispiel Allgemeiner Befehl: 68 a a 68 43 1 14 81 14 1 6e 10 1 0 6d 16


68 a a 68 43 1 Start Nachricht 14 Typkennung = 20 (dezimal) = Allgemeiner Befehl

14 Übertragungsursache = 20 (dezimal) = Allgemeiner Befehl

6e Funktionstyp (bzw. Adresse Informationsobjekt 1.Oktett) = 110 (dezimal) = Privater Bereich

10 Infonummer (bzw. Adresse Informationsobjekt 2.Oktett) = 16 (dezimal) = Auto/Hand 1 Wert = OFF 6d 16 Ende Nachricht Tabelle 11 Beispiel Allgemeiner Befehl

Nach Erhalt eines gültigen Befehls sendet der Monitoringsystem die Befehls-meldung als positive Bestätigung zurück. Die Übertragungsursache ist dabei auf 20 eingestellt.

Wenn der Befehl nicht ausgeführt werden kann, lautet die Übertragungsursa-che 21.



5 Sequenzen


5.3 Generalabfrage generische Daten

Beispiel Generalabfrage generische Daten: 68 a a 68 43 1 15 81 9 1 fe f5 0 0 d7 16


68 a a 68 43 1 Start Nachricht 15 Typkennung = 21 (dezimal) = Generalabfrage 9 Übertragungsursache = 9 (dezimal) = nicht benutzt

fe Funktionstyp (bzw. Adresse Informationsobjekt 1.Oktett) = 254 (dezimal) = Generischer Funktionstyp

f5 Infonummer (bzw. Adresse Informationsobjekt 2.Oktett) = 245 (dezimal) = Generalabfrage generi-scher Daten

d7 16 Ende Nachricht Tabelle 12 Beispiel Generalabfrage generische Daten

Nach der letzten Datenübertragung der "Generalabfrage“ wird eine Meldung mit dem Titel "GA fertig“ mit Typenkennung 10, Infonummer 245 und Übertra-gungsursache 10 übermittelt.

Nach der letzten Datenübertragung der "Generalabfrage“ wird eine Meldung mit dem Titel "GA fertig“ mit Typenkennung 10, Infonummer 245 und Übertra-gungsursache 10 übermittelt.

5 Sequenzen


5.4 Generischer Befehl (Eintrag schreiben mit Ausführung)

Beispiel Generalabfrage generische Daten: 68 14 14 68 43 1 a 81 28 1 fe fa 0 1 37 1 1 7 4 1 0 0 ca 42 42 16


68 14 14 68 43 1 Start Nachricht a Typkennung = 10 (dezimal) = Generische Daten

28 Übertragungsursache = 40 (dezimal) = Generischer Schreibbefehl

fe Funktionstyp (bzw. Adresse Informationsobjekt 1.Oktett) = 254 (dezimal) = Generischer Funktionstyp

fa Infonummer (bzw. Adresse Informationsobjekt 2.Oktett) = 250 (dezimal) = Eintrag schreiben

37 1 GIN LSB = 55 (dezimal), GIN MSB = 1; 55 = Span-nungssollwert 1 7 Datentyp = 7 = Short real 0 0 ca 42 4 Byte Daten 42 16 Ende Nachricht Tabelle 13 Beispielbefehl Generischer Befehl (Eintrag schreiben mit Aus-

führung)



Der generische Befehl "Eintrag schreiben mit Bestätigung“ (Infonummer 249) ist nicht implementiert.



Der generische Befehl "Eintrag schreiben mit Bestätigung“ (Infonummer 249) ist nicht implementiert.

6 Stufenstellungsmeldetelegramm



6.1 Telegrammstruktur

Die Struktur der einzelnen Telegramme ist in den folgenden Tabellen be-schrieben.

Nachrichtentyp 10

Variable Strukturkennung 0x81

Übertragungsursache 1 oder 9

Gemeinsame Adresse der ASDU eingestellte Adresse

Funktionstyp 254

Informationsnummer 244

RII 1

NGD 1

GIN LSB Bei der Stufenstellungsmeldung 54

GIN MSB Bei der Stufenstellungsmeldung 2

KOD 1

Datentyp 7 (short real)

Datenbyteanzahl 4

Anzahl 1

Daten (4 Byte, short real)

Tabelle 14 Struktur des Telegramms mit Typ 10



Nachrichtentyp 4




Funktionstyp 110

Informationsnummer Bei der Stufenstellungsmeldung 118

Daten (4 Byte, short real) Stufenstellung

Relativzeit ms (2 Byte) nicht verwendet, immer 0

Fehlernummer (2 Byte) nicht verwendet, immer 0

Zeit (2 Byte)


Nachrichtentyp 204




Funktionstyp 110

Informationsnummer Bei der Stufenstellungsmeldung 54

Daten (4 Byte, short real) Stufenstellung Zeit (4 Byte) SIN (1 Byte)




6.2 Nachrichtenbeispiele für Stufenstellungstelegramme

Die Beispiele wurden verschiedenen Logdateien entnommen, in denen der Telegrammverkehr zwischen einem PC und dem Monitoringsystem aufge-zeichnet wurde. Die Adresse des Monitoringsystem war auf 1 gestellt.

Die Stufenstellungen in den gewählten Telegrammbeispielen sind teilweise unterschiedlich, um Beispiele mit verschiedenen Werten zu erhalten. Im Nor-malfall wird in allen drei Telegrammen dieselbe Stufenstellung gemeldet.

Telegramm Kommentar

68 9 9 68 43 1 7 81 9 1 ff 0 0 d5 16 Generalabfragebefehl vom PC 68 a a 68 43 1 15 81 1 fe f5 0 0 d7 16 Generalabfragebefehl für generische Da-

ten vom PC 68 14 14 68 28 1 4 81 9 1 6e 76 0 0 20 41 0 0 0 0 f3 9b 82 0 d 16

Telegramm mit Typ 4, gesendet während der Generalabfrage

68 14 14 68 28 1 a 81 9 1 fe f4 0 81 36 2 1 7 4 1 0 0 20 41 d7 16

Telegramm mit Typ 10, gesendet während der Generalabfrage In den Bytes 0 0 20 41 wird die Stufenstel-lung 10 gemeldet

68 11 11 68 28 1 cc 81 9 1 6e 36 0 0 0 0 c7 65 80 0 0 d0 16

Telegramm mit Typ 204, gesendet wäh-rend der Generalabfrage In den Bytes 0 0 0 0 wird die Stufenstel-lung 0 gemeldet

68 14 14 68 28 1 4 81 1 1 6e 76 0 0 80 3f 0 0 0 0 fd a4 27 8b a6 16

Telegramm mit Typ 4, gesendet wegen einer Stufenstellungsänderung In den Bytes 0 0 80 3f wird die Stufenstel-lung 1 gemeldet

68 14 14 68 28 1 a 81 1 1 fe f4 0 1 36 2 1 7 4 1 0 0 80 3f ad 16

Telegramm mit Typ 10, gesendet wegen einer Stufenstellungsänderung In den Bytes 0 0 80 3f wird die Stufenstel-lung 1 gemeldet

68 11 11 68 8 1 cc 81 1 1 6e 36 0 0 0 40 18 d5 27 8b 0 db 16

Telegramm mit Typ 204, gesendet wegen einer Stufenstellungsänderung In den Bytes 0 0 0 40 wird die Stufenstel-lung 2 gemeldet

Tabelle 17 Nachrichtenbeispiele für Stufenstellungsmeldetelegramme

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