Anforderungen an Engineeringtools für IEC 61850 · [1] und [2] detailliert das vorliegende...

Anforderungen an IEC 61850 Engineeringwerkzeuge Version 1.00

DKE K952.0.1 Seite 1 von 61

ArbeitsKreis 952.0.1 TeilGruppe 3




Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung...............................................................................................................................4 2 Generelle Anforderungen an die Engineeringwerkzeuge......................................................6

2.1 Verwendete Werkzeuge im Engineeringprozess.......................................................6 2.2 Allgemeine Anforderungen an die Werkzeuge ..........................................................6 2.3 Anforderungen für Werkzeuge zur Systemspezifikation ............................................7 2.4 Anforderungen für Werkzeuge zur Gerätekonfiguration ............................................8 2.5 Anforderungen für Werkzeuge zur Systemkonfiguration ...........................................8 2.6 Anforderungen für Werkzeuge zur Diagnose der IEC 61850 ....................................9 2.7 Anforderungen für Werkzeuge zur Dokumentation....................................................9

3 Prozessspezifische Anforderungen an Engineeringwerkzeuge...........................................11 3.1 Allgemeine Engineeringschritte ...............................................................................11

3.1.1 Spezifikation Anlagendatenmodell........................................................................12 3.1.2 Spezifikation IED-Datenmodell .............................................................................12 3.1.3 Verknüpfung von Anlagendatenmodell und spezifiziertem IED-Datenmodell.......12 3.1.4 Bereitstellung von produktspezifischen IED-Datenmodellen ................................12 3.1.5 Vergleich von spezifiziertem und produktspezifischem IED-Datenmodell ............13 3.1.6 Übernahme produktspezifischer IED-Datenmodelle in die Systemkonfiguration..13 3.1.7 Kommunikationskonfiguration...............................................................................13 3.1.8 Netzwerkkonfiguration ..........................................................................................14 3.1.9 Verknüpfung von IED-Datenmodell und IED-Applikation......................................14 3.1.10 Laden der Konfiguration in die IEDs .....................................................................15

3.2 Übersicht zur Zuordnung SCL-Daten, Engineeringschritte und -werkzeuge ...........15 3.3 Engineeringprozesse ...............................................................................................16

3.3.1 Variante A: „ohne System- und Gerätespezifikation“............................................16 3.3.2 Variante B: „mit Systemspezifikation ohne Gerätespezifikation“ ..........................20 3.3.3 Variante C: „Systemspezifikation mit Gerätespezifikation / IED-Datenmodellimport

über .ICD“ .............................................................................................................26 3.3.4 Variante D: „Systemspezifikation mit Gerätespezifikation / IED-Datenmodellimport

über .IID“ ...............................................................................................................32 3.3.5 Variante E: „Systemspezifikation mit Gerätespezifikation / Übernahme

Gerätespezifikation in das IED-Datenmodell“ .......................................................38 4 Anwendungsfälle für Engineeringprozesse und -werkzeuge...............................................43

4.1 Engineering einer Neuanlage ..................................................................................43 4.2 Engineering einer Anlagenerweiterung....................................................................43

4.2.1 Variante A: „ohne System- und Gerätespezifikation“............................................45 4.2.2 Varianten B,C,D,E mit Systemspezifikation sowie mit und ohne

Gerätespezifikation ...............................................................................................46 4.3 Engineering eines rückwirkungsfreien IED-Austauschs ..........................................48

5 Glossar ................................................................................................................................51 6 Literatur ...............................................................................................................................52 7 Anhang ................................................................................................................................53

7.1 Bedeutung und Handhabung des Parameters ConfRev in GCB, SvCB und RCB ..53 7.2 Konsistenzprüfung IED-Datenmodelle durch Client.................................................59 7.3 Übersicht Randbedingung und Ergebnisse der Engineeringprozesse ....................60



Abbildungsverzeichnis Abbildung 1 Übersicht zu SCL-Formaten, Inhalten und Werkzeugen im Engineeringprozess.15 Abbildung 2 Beteiligte SCL-Dateien, Inhalte und Werkzeuge bei Variante A ...........................17 Abbildung 3 Prozessablauf Variante A .....................................................................................18 Abbildung 4 Beteiligte SCL-Dateien, Inhalte und Werkzeuge bei Variante B ...........................21 Abbildung 5 Prozessablauf Variante B .....................................................................................22 Abbildung 6 Beteiligte SCL-Dateien, Inhalte und Werkzeuge bei Variante C...........................27 Abbildung 7 Prozessablauf Variante C .....................................................................................28 Abbildung 8 Beteiligte SCL-Dateien, Inhalte und Werkzeuge bei Variante D...........................33 Abbildung 9 Prozessablauf Variante D .....................................................................................34 Abbildung 10 Beteiligte SCL-Dateien, Inhalte und Werkzeuge bei Variante E ...........................39 Abbildung 11 Prozessablauf Variante E .....................................................................................40 Abbildung 12 Prozess der Anlagenerweiterung anhand Vorgabe einer erweiterten Spezifikation

mit .SSD-Datei ......................................................................................................44 Abbildung 13 Beteiligte SCL-Dateien, Inhalte und Werkzeuge für Anlagenerweiterung bei

Variante A: „ohne System- und Gerätespezifikation“............................................45 Abbildung 14 Beteiligte SCL-Dateien, Inhalte und Werkzeuge für Anlagenerweiterung bei

Varianten B, C, D, E mit Spezifikation ..................................................................47 Abbildung 15 Beteiligte SCL-Dateien, Inhalte und Werkzeuge bei einem rückwirkungsfreien

Geräteaustausch...................................................................................................50 Abbildung 16 Anwendung ConfRev im SCL-Datenmodell RCB .................................................53 Abbildung 17 ConfRev als Teil der Report Control Block Attribute.............................................54 Abbildung 18 Anwendung ConfRev im SCL-Datenmodell GSEControl Block und

SampleValueControl block....................................................................................55 Abbildung 19 ConfRev als Teil der GSE Control Block Attribute ................................................56 Abbildung 20 ConfRev als Teil der Sample Value Block Attribute..............................................56 Abbildung 21 Definition Handhabung ConfRev bei Konfigurationsänderung Data Set für

Reporting ..............................................................................................................57 Abbildung 22 Definition Handhabung ConfRev bei Konfigurationsänderung Data Set für

GOOSE.................................................................................................................57 Abbildung 23 Definition Handhabung ConfRev bei Konfigurationsänderung Data Set für Sample

value .....................................................................................................................57 Abbildung 24 Übersicht Randbedingung der Engineeringprozesse ...........................................60 Abbildung 25 Übersicht Ergebnis und Charakter der Engineeringprozesse...............................61

Tabellenverzeichnis Tabelle 1 Durchzuführende Aktionen in der Kommunikationskonfiguration .........................14 Tabelle 2 Übersicht zu den Engineeringprozessvarianten ...................................................16 Tabelle 3 SICS-Tabelle für Variante A..................................................................................19 Tabelle 4 SICS-Tabelle für Variante B..................................................................................24 Tabelle 5 SICS-Tabelle für Variante C .................................................................................30 Tabelle 6 SICS-Tabelle für Variante D .................................................................................36 Tabelle 7 SICS-Tabelle für Variante E..................................................................................41 Tabelle 8 Bedingungen für rückwirkungsfreien Geräteaustausch ........................................48 Tabelle 9 Übereinstimmende Parameter für einen rückwirkungsfreien Austausch ..............49 Tabelle 10 Varianten Konsistenzprüfungen IED-Datenmodell durch Client ...........................59



1 Einleitung Die Norm IEC 61850 als Kommunikationsstandard im Bereich der Energieversorgung definiert neben den Festlegungen für die Implementierung der Kommunikationsfunktionen auch das Vorgehen für das Engineering der Kommunikation. Dazu wird im Teil 6 der Norm [4] umfassend die Abbildung der Engineeringdaten auf Basis der SCL-Sprache beschrieben und die Engineering-prozesse und –werkzeuge prinzipiell aufgezeigt. Die Norm bietet dadurch zwar grundsätzlich die Möglichkeit, Engineeringdaten zwischen unterschiedlichen Werkzeugen und Rollen innerhalb eines abgestimmten Engineeringprozesses in einem einheitlichen Datenformat auszutauschen. Weitergehende notwendige Details für eine Umsetzung der Normvorgaben in konkrete Engineeringprozesse und –tools liegen aber nicht vor.

Ausgehend von der Norm wurden in den bereits vorliegenden Dokumenten des Arbeitskreises DKE952.0.1 für eine Anwendung dieser Norm weitergehende Konkretisierungen vorgenommen. In [1] wird die Datenmodellierung auf Basis der Norm anhand einer Modellschaltanlage beschrieben. Thema von [2] ist die Einbettung des IEC 61850 Engineerings in den Gesamtplanungsprozess eines Schaltanlagenprojektes. In [3] werden Lösungsvorschläge für konkrete Applikationen auf Basis der IEC 61850 aufgezeigt.

In der Norm und in den bisher vorliegenden Dokumenten des Arbeitskreises werden keine Aussagen dazu getroffen, welche Daten im Detail beim IEC 61850 Engineering in welchem Prozessschritt durch welche Rolle mit welchem Werkzeug ergänzt oder angepasst werden. Ausgehend von den Dokumenten [1] und [2] detailliert das vorliegende Dokument die Anforderungen an Werkzeuge für das IEC 61850 Engineering und die Einbettung und Anwendung der Werkzeuge in Engineering-prozesse. Dabei wird aufgezeigt, dass beim IEC 61850 Engineering im Rahmen der Norm unterschiedliche Engineeringprozesse möglich sind. Abhängig von den Randbedingungen und den Zielsetzungen des Anwenders können unterschiedliche Prozesse und Werkzeuge mit unterschiedlichen Eigenschaften zum Einsatz kommen. Das vorliegende Dokument soll helfen, ein gemeinsames Verständnis zu diesem Thema zwischen den Anwendern, den Lieferanten von Stationsautomatisierungstechnik, den Ausführenden des Engineerings und den Lieferanten von Engineeringtools herzustellen und den Anwendern beim Entscheidungsprozess hinsichtlich Art des angewendeten Engineeringprozesses und der Eigenschaften der einzusetzenden Engineeringtools zu unterstützen. Dazu werden für jeden Engineringprozess die Randbedingungen deutlich gemacht und Hinweise zur Anwendung gegeben.

Die unterschiedlichen Engineeringprozesse leiten sich dabei aus folgenden wesentlichen Rand-bedingungen ab:

Spezifikation des Anlagendatenmodells Der Engineeringprozess kann optional eine Anlagenspezifikation auf SCL-Basis enthalten.

Übernahme IED-Datenmodell vom spezifizierten Anlagendatenmodell Der Engineeringprozess kann optional die Übernahme der Anlagenspezifikation für die Konfiguration des IED-Datenmodells unterstützen.

Von besonderer Bedeutung dabei ist die Zuordnung der beschriebenen Werkzeuganforderungen zu der in der Norm beschriebenen Funktionsliste von Werkzeugen in Form der SICS-Liste (SCL Implementation Conformance Statement - [4] Annex G). Dabei wird deutlich, dass für den Großteil der im Dokument erarbeiteten Anforderungen auf die Norm verwiesen werden kann. Darüber hinaus ergeben sich für die Umsetzung der im Abschnitt 3 beschriebenen Engineeringprozesse



Anforderungen an Engineeringwerkzeuge, die in der Funktionsliste der Norm bisher nicht vorgesehen sind.

Als Anwendungsfälle für Engineeringprozesse und –tools werden folgende wesentlichen Sachverhalte betrachtet:

Neuanlage,

Anlagenerweiterung und

rückwirkungsfreier Geräteaustausch

Das vorliegende Dokument geht nicht auf die Randbedingungen und das Vorgehen bei einem nicht rückwirkungsfreien IED-Austausch ein, da dieses Thema sehr komplex und nur individuell zu behandeln ist. Ausführungen dazu würden über den Rahmen des Dokumentes hinausgehen und nicht dem allgemeinen Ansatz des Dokumentes entsprechen.

Einführend in die Thematik werden zu Beginn generelle Anforderungen an Engineeringwerkzeuge unabhängig von konkreten Engineeringprozessen aufgeführt.

Im Dokument werden folgende Sachverhalte beschrieben:

Generelle Anforderungen an Engineeringwerkzeuge für IEC 61850 (Abschnitt 2)

Anforderungen an Engineeeringwerkzeugen abgeleitet aus konkreten Engineeringprozessen (Abschnitt 3)

Zuordnung der Anforderungen an Engieeringwerkzeugen zur Funktionsliste für Tools in der Norm (SICS) (Abschnitt 3)

Anwendungsfälle für die Engineeringprozesse und –werkzeuge (Neuanlage, Anlagenerweiterung, rückwirkungsfreier Geräteaustausch) (Abschnitt 4)



2 Generelle Anforderungen an die Engineering-werkzeuge

2.1 Verwendete Werkzeuge im Engineeringprozess Für den Engineeringsprozess werden verschiedene Werkzeuge benötigt, die unterschiedliche Bereiche des Engineeringprozesses abbilden. Folgende Werkzeuge können zur Anwendung kommen:

Werkzeug für Systemspezifikation

Werkzeug für Gerätekonfiguration

Werkzeug für Systemkonfiguration

Werkzeug für Diagnose und Test

Werkzeug für Dokumentation

In diesem Dokument werden die generellen Anforderungen an die einzelnen Werkzeuge aufgezeigt. Die Anforderungen sind allgemein definiert, um zu verhindern, dass es zu Einschränkungen möglicher Lösungen in der Entwicklung oder in der Umsetzung von Werkzeugen kommt. Ziel des Dokumentes ist nicht, dass alle Werkzeuge den vollständig gleichen Aufbau und Umfang besitzen.

Das Thema „Werkzeuge für das Testen“ mit einer Eingrenzung auf IEC 61850 wird in dem vorliegenden Dokument nicht betrachtet. Aus Sicht der Anwender ist dieser Teilbereich für sich alleine nicht von Bedeutung, da das Testen gesamthaft zu betrachten ist von der Klemme bis zur IEC 104-Schnittstelle. Kommunikation mit IEC 61850 ist nur ein Teil dieses Tests.

2.2 Allgemeine Anforderungen an die Werkzeuge Unabhängig von der Anwendung gibt es Anforderungen, die für alle Werkzeuge gültig sind. So muss jedes Werkzeug sicherstellen, dass ein Austausch von Daten bzw. normkonformen SCL-Dateitypen zwischen den Werkzeugen möglich ist. Zusätzlich ist so auch die Durchgängigkeit in allen Planungs- und Projektierungsphasen sichergestellt.

Eine Nutzung aller in der Norm definierten Dateitypen entsprechend ihrer vorgesehenen Semantik muss möglich sein. Eine Limitierung auf einen Teilbereich der Norm führt zu Einschränkungen.

Des Weiteren muss die Konsistenz der Daten innerhalb des Ablaufes des Engineerings über alle verwendeten Werkzeuge hinweg sichergestellt sein. Dies bedeutet, dass beim Datenaustausch über SCL-Dateien Werkzeuge nur die Daten ändern dürfen, für die das Werkzeug im Engineeringprozess vorgesehen ist. Die übrigen Daten dürfen nicht verändert werden. Nur so kann ein einfacher Austausch und Wechsel zwischen verschiedenen Werkzeugen gewährleistet werden.

Um den Engineeringablauf zu beschleunigen, muss das Einfügen von Templates möglich sein, so dass z.B. vordefinierte Anlagenteile mehrfach verwendet werden können.

Durch die Werkzeuge ist sicherzustellen, dass die Engineeringdaten der Werkzeuge auch nach der Lebenszeit des Systems, z.B. für eine Erneuerung der Anlage, genutzt werden können. Die durch das Werkzeug erzeugten Dateien müssen also gültigen in der Norm definierten Regeln entsprechen, um diese Daten auch wieder zu verwenden. Die Einhaltung dieser Regeln, wie z.B. das SCL-Schema, muss vorausgesetzt werden.

Zusätzlich sollen Werkzeuge dem Anwender Möglichkeiten zur Verifikation und Änderung von Versionsständen bieten. Damit kann der Anwender sicherstellen, dass mit der relevanten Version gearbeitet wird oder der Versionsstand entsprechend seiner Prozesse aktualisiert wird.



Um Fehler in der Parametrierung und im Datenmodell zu vermeiden, soll im Hintergrund des Werkzeuges eine Konsistenzprüfung des Datenmodells erfolgen. Werden Abweichungen oder Fehler festgestellt, muss der Anwender auf diese hingewiesen und Lösungen müssen aufgezeigt werden. Dies beinhaltet z.B. die Prüfung von Datasets, ControlBlocks usw.

Eine Skalierbarkeit der Werkzeuge hinsichtlich der Möglichkeiten zur Datenbereitstellung und -bearbeitung soll gegeben sein. Damit kann der Engineeringablauf an den Wissensstand des Anwenders angepasst werden. Der Anwender erhält dadurch nur den Einblick, den er wünscht und benötigt. Die Skalierbarkeit des Werkzeuges kann z.B. von der Benutzung von „vordefinierten Strukturen“ bis zur Anpassung und Erzeugung von Gerätemodellen reichen. Der Umfang der Skalierbarkeit ist abhängig von der Aufgabenstellung des Werkzeuges.

Eine Unterstützung des Anwenders bei der Parametrierung einer Gatewayfunktion / Protokollumsetzung soll vorhanden sein. Das heißt, dass die IEC 61850 Datenobjekte bei Bedarf in die entsprechenden Datentypen eines anderen wählbaren Protokolls (z.B. IEC 60870-5-101/-104-Protokoll) übersetzt werden können.

2.3 Anforderungen für Werkzeuge zur Systemspezifikation Eine wichtige Eigenschaft eines Werkzeuges für die Systemspezifikation ist die Festlegung der primärtechnischen Anlagenstruktur im IEC 61850 Datenmodell. Hierzu zählt z.B. die Erstellung des Single Line Diagrams. Um dem Anwender die Arbeit zu vereinfachen, ist hier die Verwendung einer graphischen Darstellung und Bearbeitung des Single Line Diagrams zur Spezifikation sinnvoll. Systemspezifikationswerkzeuge für IEC 61850 nutzen dabei in erster Linie die in der SCL enthaltenen Informationen und die Möglichkeit, normbasierten Informationen der SCL über definierte Schnittstellen weitergehenden Spezifikationssystemen zur Verfügung zu stellen. In den weitergehenden Spezifikationssystemen können graphische Eigenschaften und andere Informationen ergänzt werden, die nicht in der Norm definiert sind.

Außerdem hat mit dem Werkzeug zur Systemspezifikation die Erstellung und Zuordnung der funktionalbezogenen Modellierungselemente, wie z.B. logische Knoten, zu erfolgen. Es muss also vorausgesetzt werden, wenn es keine Einschränkungen auf einen Teilbereich der Norm geben soll, dass das Werkzeug alle in der Norm definierten Dateitypen entsprechend ihrer vorgesehenen Semantik nutzen kann.

Die Erstellung von funktionalbezogenen Modellierungselementen kann durch vordefinierte „Bibliotheken“ für LogicalNode, DataObject, DataAttribut, Enumeration vereinfacht werden.

Um das Arbeiten effektiv zu gestalten, soll dieses Werkzeug auch die Nutzung von Templates unterstützen. Mit diesem Werkzeug kann dann ein funktionales Template (.SSD-Datei) erstellt werden. Nur der Aufbau der primärtechnischen Anlage und logischen Knoten im IEC 61850-Datenmodell werden in diesem Template beschrieben. Die eigentliche Anpassung für die jeweilige Station erfolgt bei der Geräte- und der Systemkonfiguration.

Außerdem muss das Werkzeug sicherstellen, dass es eine klare Trennung zwischen Datenmodell und Kommunikationstechnologie gibt, so dass das Datenmodell auch zukünftig wieder verwendet werden kann.

Besonders hinsichtlich der Anwendung des „flexible product naming“ zur Abbildung des „functional namings“ auf Geräteebene empfiehlt es sich, dass dieses Werkzeug in der Lage ist, unabhängig von vorhandenen Herstellerlösungen vom Anwender definierte IEDs zu spezifizieren, um später einen Referenztyp zu dem realen IED zu erhalten. Das Werkzeug fasst die logischen Knoten somit zu IEDs zusammen. Die .SSD-Datei dient damit auch der Spezifikation des Gerätes.

Eine Systemspezifikationen auf der Basis von Signallisten kann optional von den Werkzeugen unterstützt werden. Die Definition der Behandlung von Signallisten ist nicht Bestandteil der IEC 61850 Norm.

Die Ergebnisse aus den vorherigen Schritten sollen in der Systemspezifikationsdatei (.SSD-Datei) entsprechend dem Teil 6 der Norm ausgegeben werden.



2.4 Anforderungen für Werkzeuge zur Gerätekonfiguration Werkzeuge für die Gerätekonfiguration sind speziell auf die Gerätetechnik eines Herstellers ausgerichtet und sind deshalb prinzipiell immer herstellerspezifisch.

Ein Datenaustausch zwischen den Werkzeugen für das Kommunikationsengineering der IEC 61850 ist nicht herstellerspezifisch und muss offen sein. Das Werkzeug muss also in der Lage sein, das IEC 61850-Datenmodell eines Gerätes (.ICD-Datei) zu erstellen oder bereitzustellen. Außerdem muss das Werkzeug die .SCD-Datei importieren können. Das Werkzeug muss anschließend die Parameter für das jeweilige Gerät aus der Systemkonfigurationsdatei in die eigene Parametrier- oder Konfigurationsdatei übernehmen.

Außerhalb der IEC 61850 dient das Werkzeug auch der Konfiguration der Gerätefunktionen (z.B. Schutz-, Steuerungs- und Automatisierungsfunktionen). Des Weiteren müssen auch das Erzeugen und das Laden der Parametrier- oder Konfigurationsdateien für bzw. in ein Gerät möglich sein.

2.5 Anforderungen für Werkzeuge zur Systemkonfiguration Um die Systemkonfiguration durchzuführen, muss das Werkzeug die entsprechenden SCL-Dateien (z.B SCD-Datei, ICD-Datei) importieren können.

Sinnvoll ist es, wenn das Werkzeug bei der Zuordnung von unterschiedlichen LN-Ausprägungen, wie z.B. bei der Zuordnung von IEDs zu einer vordefinierten .SSD-Datei, den Anwender unterstützt und entsprechende Abweichungen in den Data-Type-Templates der beiden Dateien aufzeigt. Diese Funktion ermöglicht dem Anwender ebenfalls, ein beliebiges reales IED mit einem vordefinierten Datenmodell zu vergleichen. Daraus kann die Aussage resultieren, ob dieses Gerät eingesetzt werden kann.

Die Festlegung der Kommunikationseinstellung, wie z.B. IP-Adressen, hat bei der Systemkonfiguration zu erfolgen. Das Werkzeug soll bei Bedarf dem Anwender Vorschläge für Einstellwerte anbieten.

Zusätzlich wird bei der Systemkonfiguration die Einrichtung der Kommunikationsdienste durchgeführt. Zu den Kommunikationsfunktionen gehört z.B. das Reporting und GOOSE. Das Werkzeug soll den Anwender bei der Einrichtung unterstützen.

Ein Beispiel für eine Unterstützung durch das Werkzeug sind automatisierte Funktionen. Für die Parametrierung der Querkommunikation soll z.B. eine Funktionalität bereitgestellt werden, die es ermöglicht, Quelle und Ziel einfach zu definieren und die entsprechenden Datasets und Controlblocks mit wenigen Zusatzinformationen automatisch zu generieren.

Sämtliche Inhalte der Systemspezifikation von der .SSD-Datei bis zu den Konfigurationseinstellungen werden anschließend in der .SCD-Datei zusammengefasst.

Die Nutzung von Templates empfiehlt sich auch bei der Systemkonfiguration. Bei der Systemkonfiguration sind die folgenden Anwendungen vorzusehen:

Die komplette Station liegt als Template (.SCD-Datei) vor. Im Systemkonfigurator müssen noch Anpassungen erfolgen. Dieses Template kann verwendet werden, wenn viele Schaltanlagen vom selben Aufbau vorhanden sind und nur minimale Anpassungen erforderlich sind.

Es gibt konfigurierte Gerätetemplates (.IID-Datei) für jedes Feld. Die Datei muss im Systemkonfigurator eingebunden werden und gegebenenfalls müssen die auszutauschenden Datenobjekte / -attribute für den GOOSE-Subscriber / Reporting-Client festgelegt werden. Dieses Template bietet sich an, wenn häufig dasselbe IED verwendet wird, aber die Anlagenkonfiguration variiert.



2.6 Anforderungen für Werkzeuge zur Diagnose der IEC 61850 Für die Diagnose werden spezielle Werkzeuge benötigt. Dabei gibt es zwei mögliche Anwendungsgebiete.

Im ersten Fall unterstützt das Diagnosewerkzeug den Anwender bei einem Abgleich zwischen dem projektierten Datenmodell und dem umgesetzten Datenmodell.

Dazu muss das Diagnosewerkzeug in der Lage sein, die SCL-Dateien der projektierten Anlage einzulesen und zusätzlich die hierfür notwendigen IEC 61850-Services zu unterstützen, um die Datenmodelle der IEDs auszulesen. Mit diesen beiden Informationen kann das realisierte Datenmodell in der Schaltanlage mit dem vorher projektierten Datenmodell als Teil der SCL-Datei verglichen werden.

Für die zweite Art der Anwendung muss das Werkzeug die Möglichkeit bieten, den IEC 61850-Datenverkehr, z.B. MMS und GOOSE mithören oder mitschneiden zu können. Der Import von entsprechenden SCL-Dateien (z.B. SCD-Datei, CID-Datei) muss möglich sein. Durch den Import dieser Dateien ist es z.B. möglich, den IEC 61850-Datenverkehr, der in Bitform vorliegt, auch in der IEC 61850 Struktur darzustellen.

Für beide Anwendungsgebiete gilt, dass diese Werkzeuge auch entsprechende IEC 61850-Services unterstützen müssen, die es z.B. ermöglichen, das Datenmodell eines Gerätes auszulesen, um dieses im Werkzeug darzustellen. Auf dieser Basis ist es dann z.B. möglich, ein projektiertes IED-Datenmodell mit dem tatsächlichen IED-Datenmodell zu vergleichen.

2.7 Anforderungen für Werkzeuge zur Dokumentation Betrachtet man die Werkzeuge für die Dokumentation nur für die IEC 61850 Kommunikation, enthalten die SCL-Dateien relevante Informationen für die Dokumentation in einer standardisierten Form. Der Vorteil ist, dass alle erforderlichen .SCL-Dateien, wie z.B. die .SCD-Datei, im Engineeringprozess mit erzeugt werden. Eine separate Erstellung einer Dokumentationsdatei mit der erneuten Eingabe der Daten ist nicht erforderlich.

Die .SSD-Datei bietet dem Anwender z.B. einen Überblick über den Informationsumfang (z.B. Überstromzeitschutz oder Distanzschutz) eines Feldes und die projektierte oder gewünschte Gerätestruktur. Der gesamte Umfang der Kommunikation ist in der .SCD-Datei enthalten. In der .SCD-Datei sind z.B. Informationen über die Einstellparameter, die Dienste, die Datasets, die Kommunikation, die Netzwerkadressen und auch das Datenmodell für jedes IED enthalten.

Der „Substation“-Bereich der .SSD- und .SCD-Dateien beinhaltet die Anlagen-Topologie (elektrische und logische Struktur der Anlage). Dokumentationswerkzeuge nutzen in erster Linie die in der SCL enthaltenen Informationen und die Möglichkeit, normbasierten Informationen der SCL über definierte Schnittstellen weitergehenden Dokumentationssystemen zur Verfügung zu stellen. Die für eine graphische Darstellung der Topologie notwendigen zusätzlichen Informationen, die nicht durch die Norm definiert sind, können in den weitergehenden Dokumentationssystemen ergänzt werden.

Werkzeuge können diese Informationen aus der SCL-Datei z.B. nutzen, um auf der Basis der verwendeten Knoten eine Tabelle zu erstellen, welche die Funktionen das jeweilige Gerät enthält.

Änderungen zwischen den unterschiedlichen SCL-Dateiversionen in einem Projekt könnten in einem Werkzeug verglichen werden, welches die etwaigen Abweichungen aufzeigt.

Für die vollständige Dokumentation einer Schaltanlage reichen die Informationen der IEC 61850 allein nicht aus. Signallisten, Anschaltpläne, Funktionspläne, Prüfberichte, Parameter- und Konfigurationsdateien müssen für die Dokumentation erstellt und archiviert werden. Für die Erstellung der Dokumentation ist ein deutlich größerer Informationsumfang erforderlich als das, was durch die SCL-Dateien bereitgestellt werden kann. Dazu werden Werkzeuge für Daten verwendet, die außerhalb der IEC 61850 liegen, welche aber die Informationen aus der IEC 61850 als Ergänzung zu ihren weiteren Daten benötigen.



Durch das standardisierte XML-Schema der SCL-Dateien könnten die Informationen über eine Schnittstelle in ein Dokumentationswerkzeug importiert werden und dort mit der bestehenden Dokumentation im Programm verknüpft werden.

Auf dieser Basis kann für den Anwender eine Verbindung zwischen dem abstrakten objektorientierten Datenmodel der IEC 61850 und der „klassischen“ signalorientierten Datenpunktliste generiert werden. Das Ergebnis kann dann z.B. für die Parametrierung der Netzleitstelle oder bestehender Datenbanksysteme verwendet werden. Die folgenden Funktionen sind dann auch nach Anwenderwunsch denkbar:

Vordefinierte anwenderspezifische Texte und Telegrammadressen könnten mit den Informationen der SCL-Dateien in den Signallisten automatisch verknüpft werden.

Texte und Adressen könnten den einzelnen Datenpunkten automatisch zugeteilt werden.

Umschaltmöglichkeit zwischen der klassischen signalorientierten Sicht und dem IEC 61850-Datenmodell, um dem Personal einen leichteren Umstieg auf die IEC 61850 zu ermöglichen, da z.B. bei der Fehlersuche zunächst der Einstieg über das fehlerhafte Signal erfolgt.

Die Informationen über die verwendeten logischen Knoten in den SCL-Dateien können dann auch für die Anschalt- und Funktionspläne verwendet werden. Eine direkte Verknüpfung mit der .SCD-Datei ist denkbar. Auf dieser Basis kann auch das Datenmodell eines Gerätes mit seinen physikalischen Klemmen als Information abgelegt werden.

Für Inbetriebnahmen und Prüfungen sind die verwendeten Dienste, die Einstellparameter und die Modellierung der IEC 61850 von Bedeutung. Diese Informationen können aus der .SCD-Datei entnommen werden. Auf der Grundlage der .SCD-Dateien können dann die Prüfberichte, die Parameter- und die Konfigurationsdateien für Werkzeuge für das Testen bzw. für die Geräte- und die Systemkonfiguration generiert und archiviert werden. Generell liegen diese Datenformate aber außerhalb der IEC 61850.

Der Anwender kann für Prüfungen der Geräteeigenschaften auf die PICS, MICS und die PIXIT zurückgreifen. Das PICS enthält die Informationen über die implementierten Dienste. Der Aufbau des Gerätedatenmodells wird mit der MICS beschrieben. Die PIXIT beinhaltet Informationen die außerhalb der Standardisierung sind.

Mit diesen Dokumenten kann ein Prüfwerkzeug die Eigenschaften eines Gerätes mit den Herstellerangaben vergleichen.

Weitere Anwendungen sind denkbar. Grundsätzlich gilt aber für alle Dokumentationswerkzeuge, dass sie ein Mapping zwischen IEC 61850 Datenmodell und Daten auf der Basis eines normierten Austauschformates wie XML durchführen sollen. Welche Verfahren zu wählen sind, muss im Einzelfall geprüft werden.



3 Prozessspezifische Anforderungen an Engineeringwerkzeuge

Die Norm IEC 61850 bietet mit dem Teil 6 die grundsätzliche Möglichkeit, Engineeringdaten zwischen unterschiedlichen Werkzeugen des Engineeringprozesses in einem einheitlichen Datenformat austauschen zu können.

Ein einheitliches Format für den Austausch von Daten ist eine notwendige, jedoch keine hinreichende Voraussetzung um im gesamten Engineeringprozess eine Durchgängigkeit der Engineeringdaten zu erreichen. Mit Durchgängigkeit ist gemeint, dass die Engineeringdaten ohne Medienbrüche und Mehrfacheingaben sowie daraus resultierenden Inkonsistenzen den Engineeringprozess durchlaufen.

Grundlage eines durchgängigen Engineerings ist neben dem einheitlichen Datenformat ein einheitliches Verständnis über den Engineeringprozess und seiner Varianten. Aus der Beschreibung des Engineeringprozesses lassen sich die einzelnen Aufgaben der im Prozess eingesetzten Werkzeuge bestimmen. Die allgemeine Aufgabe eines Engineeringwerkzeuges - bezogen auf das auszutauschende Datenformat - ist es, bestimmte Daten erstmals zu definieren oder zu ändern. Um eine durchgängige Interoperabilität der einzusetzenden Engineeringwerkzeuge im Engineeringprozess nach IEC 61850-6 zu erreichen, müssen die Aufgabe der einzelnen Werkzeuge bezogen auf die SCL-Daten festgelegt werden. Das heißt, es muss definiert werden welches Werkzeug welche Daten interpretieren muss und welche Änderungen das Werkzeug an welchen Daten vornehmen darf.

Die Definition des Datenformates erfolgt durch [4] mit der Technologie XML-Schema. Mit dieser deklarativen Definition des Datenformates wird eindeutig festgelegt, welche Inhalte ein SCL-Dokument enthalten kann. Mit einem XML-Schema können jedoch keine spezifischen Rechte bzw. Pflichten für den Datenzugriff der Engineeringwerkzeuge definiert werden. Das heißt, dass mit dem XML-Schema nicht der Prozess des Engineerings und damit auch nicht die Aufgaben einzelner Engineeringwerkzeuge definiert sind.

Ein XML-Schema definiert lediglich das Format der Daten, die im Engineeringprozess ausgetauscht werden. Der eigentliche Engineeringprozess wird nicht durch das XML-Schema definiert.

Um ein durchgängiges Engineering auf Basis des einheitlichen Datenformats SCL zu erreichen, werden im vorliegenden Dokument die Aufgaben und Regeln der einzelnen Engineeringwerkzeuge in Abhängigkeit von den spezifischen Engineeringprozessen beschrieben.

3.1 Allgemeine Engineeringschritte In der Norm [4] wird für den Engineeringprozess die SCL verwendet. Für die Bearbeitung während des Engineeringprozess werden in der Norm im Wesentlichen zwei Werkzeuge definiert. Für die gerätespezifische Konfiguration der IED-Konfigurator und für die geräteübergreifende Konfiguration des Gesamtsystems der Systemkonfigurator. Darüber hinaus wird für die Erstellung des Anlagenmodells ein Systemspezifizierungswerkzeug angeführt. Zwischen diesen Werkzeugen müssen die Engineeringdaten im SCL-Format ausgetauscht werden.

Der Engineeringprozess besteht aus den folgenden allgemeinen Prozessschritten:

Spezifikation Anlagendatenmodell Spezifikation IED-Datenmodell Verknüpfung von Anlagendatenmodell und spezifiziertem IED-Datenmodell Bereitstellung von produktspezifischen IED-Datenmodellen Vergleich von spezifiziertem und produktspezifischem IED-Datenmodell Übernahme produktspezifischer IED-Datenmodelle in die Systemkonfiguration



Kommunikationskonfiguration Netzwerkkonfiguration Verknüpfung von IED-Datenmodell und IED-Applikation Laden der Konfiguration in die IEDs

Eine explizite chronologische Abfolge der einzelnen Prozessschritte ist in der Norm [4] nicht vorgegeben.

3.1.1 Spezifikation Anlagendatenmodell Der Engineeringschritt erfolgt mit dem Werkzeug Systemspezifikation. Die Ergebnisse des Engineeringschrittes werden in der .SSD-Datei in den Elementen Substation und DataTypeTemplates abgelegt. Hier erfolgen die Spezifikation der Anlagentopologie sowie die funktionale Anforderung der Anlage in Form von logischen Knoten.

Das Anlagendatenmodell ergibt sich aus den definierten logischen Knoten und deren Einordnung in das hierarchische Modell der Anlagenstruktur.

3.1.2 Spezifikation IED-Datenmodell Der Engineeringschritt erfolgt mit dem Werkzeug Systemspezifikation. Die Ergebnisse des Engineeringschrittes werden in der .SSD-Datei in den Elementen IED und DataTypeTemplates abgelegt.

Hier erfolgt die Spezifikation der in der Anlage einzusetzenden IEDs. Hierzu werden die Strukturen der IEDs mit logischen Geräten (LDevice) sowie die benötigten logischen Knoten innerhalb der logischen Geräte spezifiziert. Über dieses Datenmodell werden der Funktionsumfang des Gerätes und die Zuordnung zu einer Geräteinstanz (Kombi-Geräte, Schutz und Steuerung) definiert.

Zur vollständigen Beschreibung des Gerätes inklusive der Realisierung der Kommunikation ist es notwendig, DataSets, Controlblocks, Services und Inputs etc. zu spezifizieren.

Die Angabe der Datenstruktur (Logical Device, Logical Node) ist ein Muss bei der Modellierung des spezifizierten Datenmodells.

Die Angabe von Services und Kommunikationsparameter ist ein optionaler Bestandteil des spezifizierten IED-Datenmodells.

Es wird empfohlen, das Datenmodell (LDevice, LNode, DO) und die Kommunikationsparameter (DataSets, Controlblocks u.a.) nur in dem für die Systemfunktionalität der geplanten Anlage notwendigen Umfang zu spezifizieren. Alle darüber hinaus evtl. vorgenommenen, aber für die Systemlösung nicht notwendigen Spezifikationen eines IED-Datenmodells erschweren die Zuordnung von realen IEDs zur Spezifikation und die Austauschbarkeit von IEDs.

3.1.3 Verknüpfung von Anlagendatenmodell und spezifiziertem IED-Datenmodell Der Engineeringschritt erfolgt entweder in der Spezifikationsphase oder in der Konfigurationsphase. Werden bereits in der Spezifikationsphase neben dem Anlagendatenmodell die IED-Datenmodelle spezifiziert, kann die Verknüpfung zwischen Anlagendatenmodell und spezifiziertem IED-Datenmodell mit dem Werkzeug Systemspezifikation erfolgen. Diese Verbindung stellt eine Zuordnung des primärtechnischen Prozesses Schaltanlage zu den sekundärtechnischen Funktionen, wie Schutz- und Steuerung dar. Werden in der Spezifikationsphase keine IED-Datenmodelle spezifiziert, kann die Verknüpfung erst erfolgen, sobald die IED-Datenmodelle in den Engineeringprozess übernommen wurden und somit für die Verknüpfung verfügbar sind.

3.1.4 Bereitstellung von produktspezifischen IED-Datenmodellen Die produktspezifischen Datenmodelle werden in der .ICD oder .IID-Datei abgelegt und über diese dem Engineeringprozess zur Verfügung gestellt. Die produktspezifischen IED-Datenmodelle können entweder mit dem IED-Konfigurator erstellt werden, oder aber als Vorlagen auf einem Datenträger bereitgestellt werden.



3.1.5 Vergleich von spezifiziertem und produktspezifischem IED-Datenmodell Der Vergleich von spezifiziertem und produktspezifischem IED-Datenmodell ist nur dann durchführbar, wenn Spezifikationen von IED-Datenmodellen vorliegen.

Der Engineeringschritt kann mit einem Werkzeug erfolgen, das sowohl die spezifizierten IED-Datenmodelle, als auch die zum Vergleich heranzuziehenden realen, produktspezifischen IED-Datenmodelle kennt. Abhängig von der Prozessvariante kann dies entweder bereits in der Systemspezifikation oder aber erst in der Systemkonfiguration erfolgen. Das Ergebnis liefert eine Aussage darüber, inwieweit die ausgewählten produktspezifischen IED-Datenmodelle mit den Anforderungen der spezifizierten IED-Datenmodelle übereinstimmen. Ein positives Ergebnis liegt vor, wenn Struktur und Objekte der beiden Datenmodelle übereinstimmen.

Weist das spezifizierte Datenmodell auch Vorgaben zu den anzuwendenden Kommunikations-services auf, müssen auch diese übereinstimmen.

Der Vergleich der Datenstruktur LogicalDevice / LogicalNode ist eine Muss-Aktion des Modellvergleiches. Beinhaltet das spezifizierte IED-Datenmodell auch eine Modellierung der Services, so ist die Durchführung des Vergleiches hinsichtlich der Kommunikationsservices ebenfalls eine Muss-Aktion.

Evtl. in dem spezifizierten IED-Datenmodell enthaltene Kommunikationsparameter werden im Schritt „Vergleich von spezifiziertem und produktspezifischem IED-Datenmodell“ nicht verglichen. Diese werden im Schritt „Kommunikationskonfiguration“ übernommen.

3.1.6 Übernahme produktspezifischer IED-Datenmodelle in die Systemkonfiguration Der Engineeringschritt erfolgt mit dem Werkzeug Systemkonfigurator. Als Ergebnis des Engineeringsschrittes werden die produktspezifischen IED-Datenmodelle aus den .ICD/.IID-Dateien in die .SCD-Datei übernommen. Das Ergebnis des Engineeringschrittes wird in der .SCD-Datei abgelegt. Vorraussetzung für die Übernahme ist, dass entweder im Engineeringprozess zuvor keine IED-Datenmodelle spezifiziert wurden, oder aber, dass das Ergebnis des Engineeringschrittes „Vergleich von spezifiziertem und produktspezifischem IED-Datenmodell“ positiv war. Durch die Übernahme werden die spezifizierten IED-Datenmodelle durch die produktspezifischen ersetzt.

3.1.7 Kommunikationskonfiguration Der Engineeringschritt erfolgt mit dem Werkzeug Systemkonfigurator. Die Ergebnisse des Engineeringschrittes werden in der .SCD-Datei abgelegt. Hier erfolgt die kommunikationsspezifische Konfiguration des Gesamtsystems durch Konfiguration von Client/Server- Reports und GOOSE-Nachrichten im Rahmen der produktspezifischen Möglichkeiten.

In Tabelle 1 ist aufgeführt, welche Aktionen bezüglich der Kommunikationskonfiguration in Abhängigkeit von evtl. vorliegenden Kommunikationsparameter durchzuführen sind. Mit Kommunikationsparameter werden hierbei Angaben bezüglich DataSets, Report- und GOOSE-Controlblöcken sowie Inputs bezeichnet.

Folgende Situationen werden betrachtet:

vorhandene und nicht vorhandene Kommunikationsparameter im spezifizierten IED-Datenmodell

vorhandene und nicht vorhandene Kommunikationsparameter im produktspezifischen IED-Datenmodell.

In der Tabelle 1 sind die Kombinationen dieser Situation aufgeführt.



Tabelle 1 Durchzuführende Aktionen in der Kommunikationskonfiguration

Kommunikationsparameter im spezifizierten IED-Datenmodell

Kommunikationsparameter im produkspezifischen IED-Datenmodell

Aktion

nicht vorhanden nicht vorhanden Die Kommunikationsparameter können im Rahmen der Möglich-keiten des IEDs unabhängig von einer Spezifikation konfiguriert werden.

nicht vorhanden vorhanden Die Kommunikationsparameter werden übernommen.

Wenn die Kommunikationsparameter im IED anpassbar sind, müssen diese entsprechend der Spezifikation definiert werden.

vorhanden nicht vorhanden

Wenn die Kommunikationsparameter im IED nicht anpassbar sind, muss entweder ein anderes IED eingesetzt werden oder die Spezifikation angepasst werden.

Wenn die Kommunikationsparameter des produktspezifischen IED-Daten-modells gleich dem des spezifizierten IED-Datenmodells sind, besteht kein Handlungsbedarf

Wenn die Kommunikationsparameter im IED anpassbar sind, müssen diese entsprechend der Spezifikation definiert werden.

vorhanden vorhanden

Wenn die Kommunikationsparameter im IED nicht anpassbar sind, muss entweder ein anderes IED eingesetzt werden oder die Spezifikation angepasst werden.

3.1.8 Netzwerkkonfiguration Der Engineeringschritt erfolgt mit dem Werkzeug Systemkonfigurator. Die Ergebnisse des Engineeringschrittes werden in der .SCD-Datei abgelegt. Hier erfolgen die Zuordnung von IEDs zu Subnetzen, sowie die Vergabe von netzwerkspezifischen Adressen für IEDs und Multicast-Dienste wie GOOSE und Sampled Values.

3.1.9 Verknüpfung von IED-Datenmodell und IED-Applikation Der Engineeringschritt erfolgt mit dem Werkzeug IED-Konfigurator. Der IED-Konfigurator stellt sicher, dass eine konsistente Abbildung zwischen IED-Datenmodell und IED-Applikation existiert. Bei Abweichungen zwischen IED-Datenmodell und IED-Applikation unterstützt der IED-Konfigurator eine Anpassung im Rahmen der produktspezifischen Möglichkeiten.



3.1.10 Laden der Konfiguration in die IEDs Der Engineeringschritt erfolgt mit dem Werkzeug IED-Konfigurator. Der IED-Konfigurator hat hierbei die Aufgabe, die aus dem Systemkonfigurationsprozess bereitgestellten Daten aus der .SCD-Datei in das IED zu laden. Hierbei müssen an das IED nur die Daten aus der .SCD-Datei übermittelt werden, die für das jeweilige IED Relevanz haben.

3.2 Übersicht zur Zuordnung SCL-Daten, Engineeringschritte und -werkzeuge Abbildung 1 stellt eine Übersicht der Zuordnung von SCL-Dateien, Engineeringschritten und Werkzeugen dar. Abhängig von der eingesetzten Gerätetechnologie und den Anwenderanforderungen (Rollenverständnis, Kompetenz und Art der Projektabwicklung) können die in den folgenden Abschnitten erläuterten Engineeringprozessvarianten abgeleitet werden.

Engineeringschritt siehe Abschnitt 3.1.x Abbildung 1 Übersicht zu SCL-Formaten, Inhalten und Werkzeugen im Engineeringprozess



In der Spezifikationsphase werden mit dem Systemspezifikationswerkzeug Engineeringdaten generiert und in der .SSD-Datei abgelegt. Hierbei können in der .SSD-Datei sowohl das Anlagendatenmodell als auch einzelne IED-Datenmodelle spezifiziert werden.

Die Spezifikationsdaten können in der Systemkonfigurationsphase im Systemkonfigurator mit produktspezifischen IED-Datenmodellen zusammengeführt werden. Die produktspezifischen IED-Datenmodelle werden i.d.R. über die Gerätebeschreibungsdateien .ICD- und/oder .IID-Datei zur Verfügung gestellt.

Als Ergebnis der Systemkonfiguration steht eine vollständige und konsistente Beschreibung des statischen IEC 61850-Systems für die einzelnen Komponenten des Systems in Form der .SCD-Datei zur Verfügung. Diese Datei kann auch zu Dokumentationszwecken benutzt werden.

3.3 Engineeringprozesse Die sich aus der Übersicht in Abschnitt 3.2 ergebenden Prozessvarianten definieren sich aus folgenden Randbedingungen (siehe Tabelle 2 )

Prozess mit oder ohne Spezifikation über die .SSD-Datei Prozess mit oder ohne Vorgabe von IED-Datenmodellen und deren Zuordnung zu den IED-

Applikationen

Das Ziel aller im Folgenden dargestellten Engineeringprozessvarianten ist die Generierung der .SCD-Datei, in der alle statischen Aspekte des IEC 61850-Systems vollständig und konsistent beschrieben sind.

Die im Folgenden dargestellten Engineeringprozessvarianten werden gleichwertig behandelt. Eine Bevorzugung für eine spezielle Variante wird in dem vorliegenden Dokument nicht vorgenommen.

Die Eignung einer speziellen Variante ist abhängig von den jeweiligen Randbedingungen dieser Variante.

Tabelle 2 Übersicht zu den Engineeringprozessvarianten

Systemspezifikation En

gin

eering

-p

rozess

Mit Anlagen-spezifikation

Mit Geräte-spezifikation

Gerätebeschreibung System konfiguration / -dokumentation

SSD (substation)

SSD (IED)

ICD IID SCD SCD

A X X X

B X X X X

C X X X X

D X X X X

E X X X X

3.3.1 Variante A: „ohne System- und Gerätespezifikation“

3.3.1.1 Beschreibung Ausgangspunkt des Engineeringprozesses im normkonformen Datenformat sind die einzelnen Geräte, die im Gesamtsystem eingesetzt werden.



Die Spezifikation eines Anlagen- und IED-Datenmodells im normativen Datenformat der .SSD-Datei wird nicht vorgenommen. Die IED-Datenmodelle werden entweder über eine Vorlage (.ICD-Datei) oder eine projektspezifische Instanz (.IID-Datei) dem Systemkonfigurator zur Kommunikations- und Netzwerkkonfiguration zur Verfügung gestellt.

Es erfolgt keine Spezifikationsphase auf Basis IEC 61850.

In der Konfigurationsphase erfolgen die Prozessschritte:

Bereitstellung von produktspezifischen IED-Datenmodellen Kommunikationskonfiguration Netzwerkkonfiguration Laden der Konfiguration in die IEDs

Engineeringschritt siehe Abschnitt 3.1.x Abbildung 2 Beteiligte SCL-Dateien, Inhalte und Werkzeuge bei Variante A



Systemkonfigurator

IED-Konfigurator

IED-Konfigurator

IED-Datenmodell bereitstellen

.ICD

IED-Datenmodell instanziieren

Kommunikations-konfiguration

Netzwerkkonfiguration

Konfiguration in IED laden

.SCD

.CID

.IID

Abbildung 3 Prozessablauf Variante A

3.3.1.2 Randbedingungen

Anlagenspezifikation

Die Anlagenspezifikation erfolgt außerhalb der IEC 61850 ohne Nutzung der SCL-Beschreibung.

Gerätespezifikation

Die Auswahl der einzusetzenden IEDs ist vor Beginn des Engineerings erfolgt.

Geräteengineering

.ICD-Dateien für die für einen Einsatz vorgesehenen IEDs liegen vor.

3.3.1.3 Ergebnis des Engineeringprozesses

Anlagendatenmodell

Es steht kein Datenmodell der Primäranlage in der SCD-Beschreibung zur Verfügung.

Gerätedatenmodell

Es steht ein IED-Datenmodell in der SCD-Beschreibung zur Verfügung, das eine produktbezogene konkrete Ausprägung aufweist. Das IED-Datenmodell ist durch die spezifische Ausprägung der gelieferten Geräte definiert.



Verknüpfung Anlagendatenmodell mit IED-Datenmodell

Auf Grund des Fehlens einer Anlagenbeschreibung kann keine Verknüpfung zwischen Anlagen-datenmodell und IED-Datenmodell erfolgen.

3.3.1.4 Charakter des Engineerings Die Anlagen- und Gerätespezifikation wird außerhalb des IEC 61850-Engineeringprozesses vor-genommen. Dadurch wird der Umfang des IEC 61850-Engineerings verkürzt. Das IEC 61850 Engineering beschränkt sich alleine auf die Konfiguration der Kommunikation ohne Beschreibung der primärtechnischen Anlage.

3.3.1.5 Zuordnung Anforderungen zur SICS-Tabelle

Tabelle 3 SICS-Tabelle für Variante A

Prozessschritte Details IEC

618

50-6

SIC

S

Sys

tem

spez

ifiz

iere

r

Sys

tem

kon

fig

ura

tor

IED

- K

on

fig

ura

tor

Bereitstellung von produktspezifischen IED-Datenmodellen

Bereitstellen von Gerätebeschreibung in Form von .ICD/.IID-Datei

I11 X

Export / Bereitstellung .ICD/.IID-Datei X

Import .ICD/.IID-Datei S11

S12

S13

X

Inputs erzeugen

S37

S38

X

DataSets erzeugen / konfigurieren

S33

S34

S36

X

Kommunikationskonfiguration

Controlblocks erzeugen / konfigurieren

S31

S32

X


Subnetze erzeugen und IED diesen zuordnen

S22 X

Export .SCD-Datei X




618

50-6

SIC

S

Sys

tem

spez

ifiz

iere

r

Sys

tem

kon

fig

ura

tor

IED

- K

on

fig

ura

tor

Import .SCD-Datei X

Laden der Konfiguration in die IEDs

I21

I22

I23

I24

I25

I26

I27

I28

I210

X

3.3.2 Variante B: „mit Systemspezifikation ohne Gerätespezifikation“

3.3.2.1 Beschreibung Ausgangspunkt des Engineeringprozesses im normkonformen Datenformat ist das geräteunabhängige Anlagenmodell.

Das Anlagenmodell wird in der Spezifikationsphase in der .SSD-Datei abgelegt. Eine Spezifikation der Gerätemodelle im SCL-Format findet nicht statt.

In der Systemkonfigurationsphase wird das Anlagenmodell der .SSD-Datei um die in der Anlage einzusetzenden IEDs ergänzt. Das Anlagenmodell sowie die IED-Modelle werden in der .SCD-Datei abgelegt.

In der Spezifikationsphase erfolgt der Prozessschritt:

Spezifikation Anlagendatenmodell


Bereitstellung von produktspezifischen IED-Datenmodellen Übernahme produktspezifischer IED-Datenmodelle in die Systemkonfiguration Kommunikationskonfiguration Netzwerkkonfiguration Laden der Konfiguration in die IEDs



IEDs

IEDKonfigurator A

IED A

.IID-Datei ( IED A )

SCL

IED A

DataTypeTemplates

Systemkonfigurator

.SCD-Datei

SCL

DataTypeTemplates

IED A

IED B

IED C

Communication

IEDKonfigurator B

IED B

.ICD-Datei ( IED B )

SCL

IED TEMPLATE

DataTypeTemplates

.CID-Datei

IED B

IEDKonfigurator C

IED C

.CID-Datei

IED C

Systemspezifizierung

Substation

.CID-Datei

IED A

.SSD-Datei

SCL

DataTypeTemplates

Substation

.ICD-Datei ( IED C )

SCL

IED TEMPLATE

DataTypeTemplates

3.1.1

3.1.4

3.1.6

3.1.7

3.1.8

3.1.9

3.1.10

Engineeringschritt siehe Abschnitt 3.1.x Abbildung 4 Beteiligte SCL-Dateien, Inhalte und Werkzeuge bei Variante B



IED-Konfigurator

.IID

Systemspezifizierer

Systemkonfigurator

IED-Konfigurator

Spezifikation DatenmodellAnlagen


IED-Daten-modell erfüllt die Anforderungen?

.ICD



Ja



.SCD

.SSD

.CID

Nein

Verknüpfung von Anlagen-und IED-Datenmodell

Auswahl eines alternativen Gerätes mit passendem

IED-Datenmodell

Abbildung 5 Prozessablauf Variante B



Die Anlagenspezifikation erfolgt mit der SCL-Beschreibung der IEC 61850. Expertise für die norm-konforme und vollständige Beschreibung der Anlage auf SCL-Basis ist vorhanden.




Die Auswahl der einzusetzenden IEDs ist vor Beginn des Engineerings erfolgt.

Geräteengineering



Anlagendatenmodell

Es steht ein Datenmodell der Primäranlage in der SCD-Beschreibung entsprechend der Spezi-fikation des Anwenders zur Verfügung.

Gerätedatenmodell



Durch die Verknüpfung von Primäranlagen- und IED-Datenmodell steht zusätzlich ein funktionales, IED-unabhängiges Datenmodell zur Verfügung. Durch diese Verknüpfung steht dem Betreiber eine anwenderorientierte Darstellung des Datenmodells zur Verfügung (z.B. für Diagnosezwecke etc.).

3.3.2.4 Charakter des Engineerings Die Anlagenbeschreibung ist vollständig zu spezifizieren. Die Gerätespezifikation wird außerhalb des IEC 61850-Engineeringprozesses vorgenommen. Dadurch wird der Umfang des IEC 61850-Engineerings verkürzt. Das IEC 61850 Engineering beschränkt sich auf die Konfiguration der Kommunikation und die Zuordnung der produktabhängigen IED-spezifischen Datenmodelle zum spezifizierten Anlagenmodell.




Tabelle 4 SICS-Tabelle für Variante B


618

50-6

SIC

S

Sys

tem

spez

ifiz

iere

r

Sys

tem

kon

fig

ura

tor

IED

- K

on

fig

ura

tor

Erzeugen / Bearbeiten von allen hierarchischen Elementen des Substation-Elementes (z.B. VoltageLevel, Bay, Function, SubFunction etc)

S42

S46

S48

X


Typisieren von abstrakten logischen Knoten im Substation-Element

X

Export .SSD-Datei X

Verknüpfung von IED-Datenmodell und IED-Applikation

Wird i.d.R. durch die Gerätetechnik vorgegeben.

X


Bereitstellen von Gerätebeschreibung in Form von .ICD/ .IID-Datei

I11 X

.ICD-Datei X

Import .SSD-Datei S41 X

Import .ICD-Datei S11

S12

S13

X

Übernahme produktspezifischer IED-Datenmodelle in die Systemkonfiguration

Instanziierung der realen IED-Vorlagen.

Übernahme der produktspezifischen IEDs in die Systemkonfiguration

X

Verknüpfung von Anlagendatenmodell und spezifiziertem IED-Datenmodell

Verknüpfung der abstrakten logischen Knoten der Substation mit logischen Knoten der IEDs

S43

X




618

50-6

SIC

S

Sys

tem

spez

ifiz

iere

r

Sys

tem

kon

fig

ura

tor

IED

- K

on

fig

ura

tor

Inputs erzeugen

S37

S38

X


S33

S34

S36

X



S31

S32

X



S22 X

Export .SCD-Datei X

Import .SCD-Datei X


I21

I22

I23

I24

I25

I26

I27

I28

I210

X



3.3.3 Variante C: „Systemspezifikation mit Gerätespezifikation / IED-Datenmodellimport über .ICD“

3.3.3.1 Beschreibung

In der Spezifikationsphase werden sowohl das Anlagendatenmodell als auch die IED-Datenmodelle festgelegt. Damit kann hier bereits die Verknüpfung der beiden Modelle erfolgen.

Vor der eigentlichen Konfiguration müssen die produktspezifischen IED-Datenmodelle über dedizierte .ICD-Dateien importiert werden. Die importierten IED-Datenmodelle müssen mit den IED-Datenmodellen der Spezifikation verglichen werden. Erfüllen die importierten IED-Datenmodelle die Anforderungen der Spezifikation, werden die spezifizierten IED-Datenmodelle durch die importierten Datenmodelle ersetzt. Hierbei sollten bereits bestehende Verknüpfungen zwischen Anlagen- und IED-Datenmodell erhalten bleiben.

Werden bereits bei der Spezifikation die produktspezifischen Datenmodelle verwendet, dann ist eine Überprüfung nicht mehr zwingend erforderlich..

Die als Vorlagen importierten IED-Datenmodelle müssen zudem instanziiert werden, d.h. es müssen systemweit eindeutige IED-Namen vergeben werden. Der Prozessschritt Verknüpfung von IED-Datenmodell und IED-Applikation muss i.d.R. nicht explizit durchgeführt werden, da diese Zuordnung durch die Gerätetechnik und deren typisierte IED-Datenmodellbeschreibung der .ICD-Datei vorgegeben ist.

In der Spezifikationsphase erfolgen die Prozessschritte:

Spezifikation Anlagendatenmodell Spezifikation IED-Datenmodell Verknüpfung von Anlagendatenmodell und spezifiziertem IED-Datenmodell


Bereitstellung von produktspezifischen IED-Datenmodellen Vergleich von spezifiziertem und produktspezifischem IED-Datenmodell Übernahme produktspezifischer IED-Datenmodelle in die Systemkonfiguration Kommunikationskonfiguration Netzwerkkonfiguration Laden der Konfiguration in die IEDs



Engineeringschritt siehe Abschnitt 3.1.x Abbildung 6 Beteiligte SCL-Dateien, Inhalte und Werkzeuge bei Variante C



Systemspezifizierer

Systemkonfigurator

IED-Konfigurator

IED-Konfigurator


Spezifikation DatenmodellIED


IED-Daten-modell erfüllt die Spezifikation?

.ICD



Ja



.SCD


.SSD

.CID

IED-Modelle der Spezifikation ersetzten

Nein

Gerätebeschreibung liegt als Typvorlage vor.Modell ist mit Applikationverknüpft.

Auswahl eines alternativen Gerätes mit passendem

IED-Datenmodell

Änderung des spezifizierten IED-Datenmodells

Abbildung 7 Prozessablauf Variante C





Die Anlagenspezifikation erfolgt mit der SCL-Beschreibung der IEC 61850. Expertise für die normkonforme und vollständige Beschreibung der Anlage auf SCL-Basis ist vorhanden.


Die Gerätespezifikation erfolgt mit der SCL-Beschreibung der IEC 61850. Expertise für die norm-konforme und vollständige Beschreibung von IEDs auf SCL-Basis ist vorhanden.

Geräteengineering



Anlagendatenmodell

Es steht ein Datenmodell der Primäranlage in der SCD-Beschreibung entsprechend der Spezifi-kation des Anwenders zur Verfügung.

Gerätedatenmodell

Es steht ein IED-Datenmodell in der SCD-Beschreibung zur Verfügung, das eine produktbezogene konkrete Ausprägung aufweist. Das gelieferte IED-Datenmodell entspricht dem spezifizierten IED-Datenmodell des Anwenders.



3.3.3.4 Charakter des Engineerings

Die Anlagen- und Gerätebeschreibung ist vollständig zu spezifizieren. Der Abgleich zwischen spezi-fiziertem und tatsächlichem IED-Datenmodell ist für jedes Gerät durchzuführen.




Tabelle 5 SICS-Tabelle für Variante C


618

50-6

SIC

S

Sys

tem

spez

ifiz

iere

r

Sys

tem

kon

fig

ura

tor

IED

- K

on

fig

ura

tor


S42

S46

S48

X



X

Verwenden / Bearbeiten von hierarchischen Elementen des IED-Elementes (z.B. AccessPoint, LDevice, LN, etc)

X

Spezifikation IED-Datenmodell

Typisieren von logischen Knoten im IED-Element

X



S43

X

Export .SSD-Datei mit IED-Elementen X


Wird i.d.R. durch die Gerätetechnik vorgegeben.

X


Bereitstellen von Gerätebeschreibung in Form von .ICD-Datei

I11 X

.ICD-Datei X

Import .SSD-Datei mit IED-Elementen S41 X

Import .ICD-Datei S11

S12

S13

X

Vergleich von spezifiziertem und produktspezifischem IED-Datenmodell

Abgleich ob Struktur und logische Knoten der importierten realen IEDs die Vorgabe der Spezifikation erfüllen

X




618

50-6

SIC

S

Sys

tem

spez

ifiz

iere

r

Sys

tem

kon

fig

ura

tor

IED

- K

on

fig

ura

tor


Instanziierung der realen IED-Vorlagen.

Ersetzen der IEDs aus der Spezifikation mit produktspezifischen IEDs

X

Inputs erzeugen

S37

S38

X


S33

S34

S36

X



S31

S32

X



S22 X

Export .SCD-Datei X

Import .SCD-Datei X


I21

I22

I23

I24

I25

I26

I27

I28

I210

X



3.3.4 Variante D: „Systemspezifikation mit Gerätespezifikation / IED-Datenmodellimport über .IID“


Die Variante entspricht in der Spezifikationsphase exakt der

Variante C: „Systemspezifikation mit Gerätespezifikation / IED-Datenmodellimport über .ICD“.

Vor der eigentlichen Konfiguration müssen die IED-Datenmodelle über dezidierte .IID-Dateien importiert werden. Die importierten IED-Datenmodelle müssen mit den IED-Datenmodellen der Spezifikation verglichen werden. Erfüllen die importierten IED-Datenmodelle die Anforderungen der Spezifikation werden die spezifizierten IED-Datenmodelle durch die importierten ersetzt. Hierbei sollten bereits bestehende Verknüpfungen zwischen Anlagen- und IED-Datenmodell erhalten bleiben.

Die als Instanzen importierten IED-Datenmodelle müssen nicht extra instanziiert werden, da die Instanz bereits vom IED-Konfigurator erzeugt wurde.




Verknüpfung von IED-Datenmodell und IED-Applikation Bereitstellung von produktspezifischen IED-Datenmodellen Vergleich von spezifiziertem und produktspezifischem IED-Datenmodell Übernahme produktspezifischer IED-Datenmodelle in die Systemkonfiguration Kommunikationskonfiguration Netzwerkkonfiguration Laden der Konfiguration in die IEDs



IEDKonfigurator A

IED A

Systemkonfigurator

.SCD-Datei

SCL

DataTypeTemplates

IED A

IED B

IED C

Communication

IEDKonfigurator B

IED B

.CID-Datei

IED B

IEDKonfigurator C

IED C

.CID-Datei

IED C

.IID-Datei ( IED A )

SCL

IED C

DataTypeTemplates

Systemspezifizierung

Substation

.CID-Datei

IED A

.SSD-Datei

SCL

DataTypeTemplates

Substation

IED A

IED B

IED C

.IID-Datei ( IED B )

SCL

IED C

DataTypeTemplates

.IID-Datei ( IED C )

SCL

IED C

DataTypeTemplates

3.1.1

3.1.2

3.1.3

3.1.4

3.1.5

3.1.6

3.1.7

3.1.8

3.1.10

3.1.9

Engineeringschritt siehe Abschnitt 3.1.x Abbildung 8 Beteiligte SCL-Dateien, Inhalte und Werkzeuge bei Variante D



Systemspezifizierer

Systemkonfigurator

IED-Konfigurator

IED-Konfigurator


Spezifikation DatenmodellGeräte

Erstellen des IED-Datenmodells

IED-Daten-modell erfüllt die Spezifikation?

.IID


Ja


Konfiguration in IEDs laden

.SCD


.SSD

.CID

IED-Modelle der Spezifikation ersetzten

Verknüpfung von Modell und Applikation

Nein

Änderung des spezifizierten IED-Datenmodells

Anpassen des IED-Datenmodells

IED-Beschreibung wirdprojektspezifisch erstellt.

Abbildung 9 Prozessablauf Variante D







Die Gerätespezifikation erfolgt mit der SCL-Beschreibung der IEC 61850. Expertise für die norm-konforme und vollständige Beschreibung von IEDs auf SCL-Basis ist vorhanden.

Geräteengineering

.IID-Dateien für die für einen Einsatz vorgesehenen IEDs liegen vor. Der IED-Konfigurator, der die Instanzen der IED-Datenmodelle projektspezifisch erstellt und über die .IID-Datei bereitstellt, verfügt über Informationen bezüglich des konkreten Gesamtsystems, um z.B. systemweit eindeutige IED-Namen vergeben zu können.


Anlagendatenmodell


Gerätedatenmodell





Anlagen- und Gerätebeschreibung ist vollständig zu spezifizieren. Der Abgleich zwischen spezifizierten und tatsächlichem IED-Datenmodell ist für jedes Gerät durchzuführen.




Tabelle 6 SICS-Tabelle für Variante D


618

50-6

SIC

S

Sys

tem

spez

ifiz

iere

r

Sys

tem

kon

fig

ura

tor

IED

- K

on

fig

ura

tor


S42

S46

S48

X



X


X



X



S43

X



Projektspezifisches Anpassung der IED Datenmodelle

I35 X


Zuordnung der projektspezifischen IED-Datenmodelle zu den IED-Applikationen

X

Export .IID-Datei I12 X

Import .SSD-Datei S41 X

Import .IID-Datei S11

S12

S13

X

Vergleich von spezifiziertem und produktspezifischem IED-Datenmodell

Abgleich ob Struktur und logischen Knoten der importierten realen IEDs die Vorgabe der Spezifikation erfüllen

X




618

50-6

SIC

S

Sys

tem

spez

ifiz

iere

r

Sys

tem

kon

fig

ura

tor

IED

- K

on

fig

ura

tor


Ersetzen der IEDs aus der Spezifikation mit produktspezifischen IEDs

X


Inputs erzeugen

S37

S38

X


S33

S34

S36

X


S31

S32

X



S22 X

Export .SCD-Datei X

Import .SCD-Datei X


I21

I22

I23

I24

I25

I26

I27

I28

I210

X



3.3.5 Variante E: „Systemspezifikation mit Gerätespezifikation / Übernahme Gerätespezifikation in das IED-Datenmodell“


Ausgangspunkt des Engineeringprozesses im normkonformen Datenformat ist das funktionale Anlagenmodell des Gesamtsystems.

In der Spezifikationsphase werden sowohl das Anlagendatenmodell als auch die IED-Datenmodelle festgelegt. Die IED-Datenmodelle sind hierbei so detailliert ausgeprägt, dass sie im weiteren Engineeringprozess in die konkreten IEDs geladen werden können.

Aus diesem Grund kann im Weiteren auf einen Import von IED-Datenmodellen über dedizierte .ICD/.IID-Dateien verzichtet werden. Die Modellierungsmöglichkeiten zur Spezifikation der IED-Datenmodelle sind dabei von der später einzusetzenden Gerätetechnik abhängig.

Das Format für den Import von vorhandenen IED-Vorlagen in das Systemspezifikationswerkzeug ist optional und nicht näher definiert. Die IED-Datenmodelle können z.B. in Form von SCL-Dateien (.ICD, .SSD, .SCD) vgl. [2] als auch in einem für das Systemspezifizierungswerkzeug spezifischem Format vorliegen.

Da in der Spezifikationsphase Anlagen- und IED-Datenmodelle vorliegen, erfolgt hier bereits die Verknüpfung der beiden Modelle.




Kommunikationskonfiguration Netzwerkkonfiguration Verknüpfung von IED-Datenmodell und IED-Applikation Laden der Konfiguration in die IEDs



Engineeringschritt siehe Abschnitt 3.1.x Abbildung 10 Beteiligte SCL-Dateien, Inhalte und Werkzeuge bei Variante E



Abbildung 11 Prozessablauf Variante E





Die Gerätespezifikation erfolgt mit der SCL-Beschreibung der IEC 61850. Expertise für die normkonforme und vollständige Beschreibung von IEDs auf SCL-Basis ist vorhanden. Der Systemspezifizierer besitzt Detailkenntnisse zu IEC 61850-7-x / -6 und über am Markt verfügbare Gerätetechnik. Die Dokumentation der Gerätetechnik in Form von MICS, PICS, PIXIT und TICS liegt vor.



Geräteengineering

Die eingesetzte Gerätetechnik ist in der Lage, die IED-Datenmodelle aus der Spezifikation zu übernehmen. Die Konsistenz zwischen IED-Datenmodell und IED-Applikation ist sicherzustellen. Das kann entweder über ein direktes Laden aus dem vorgegebenen Datenmodell in die Geräte oder durch Vorbereitung der einzusetzenden Gerätetechnik anhand des spezifizierten Datenmodells im Vorfeld erfolgen.


Anlagendatenmodell


Gerätedatenmodell

Es steht ein IED-Datenmodell in der SCD-Beschreibung zur Verfügung, das eine produktneutrale konkrete Ausprägung aufweist. Das gelieferte IED-Datenmodell entspricht dem spezifizierten IED-Datenmodell des Anwenders.


Durch die Verknüpfung von Primäranlagen- und IED-Datenmodell steht zusätzlich ein funktionales, IED-unabhängiges Datenmodell zur Verfügung. Durch diese Verknüpfung steht dem Betreiber eine anwenderorientierte Darstellung des Datenmodells zur Verfügung (z.B. für Diagnosezwecke, Dokumentation etc.).


Anlagen- und Gerätebeschreibung ist vollständig zu spezifizieren.


Tabelle 7 SICS-Tabelle für Variante E

Prozessschritt Details IEC

618

50-6

SIC

S

Sys

tem

spez

ifiz

iere

r

Sys

tem

kon

fig

ura

tor

IED

- K

on

fig

ura

tor


S42

S46

S48

X



X




618

50-6

SIC

S

Sys

tem

spez

ifiz

iere

r

Sys

tem

kon

fig

ura

tor

IED

- K

on

fig

ura

tor


X



X



S43

X


Import .SSD-Datei mit IED-Elementen X

Inputs erzeugen

S37

S38

X


S33

S34

S36

X



S31

S32

X



S22 X

Export .SCD-Datei X

Import .SCD-Datei X


X




618

50-6

SIC

S

Sys

tem

spez

ifiz

iere

r

Sys

tem

kon

fig

ura

tor

IED

- K

on

fig

ura

tor

Laden der Konfiguration in die IEDs I21

I22

I23

I24

I25

I26

I27

I28

I210

X

4 Anwendungsfälle für Engineeringprozesse und -werkzeuge

4.1 Engineering einer Neuanlage Für die Durchführung des Engineeringprozesses bezüglich einer Neuanlage können je nach Anforderung und Randbedingungen sowie in Abhängigkeit der Unterstützung des Engineeringprozesses durch entsprechende Gerätetechnologie die beschriebenen Engineeringprozessvarianten A bis D eingesetzt werden.

4.2 Engineering einer Anlagenerweiterung Nach Ausführung eines Projektes ist die .SCD-Datei das zentrale Dokument für Erweiterungen und Änderungen. Alle für das reale Projekt nicht relevanten Spezifikationen wie DataType aus der SSD-Spezifikation sind entfernt, um Umfang und Inhalt der .SCD-Datei nicht zu überfrachten. Beabsichtigt der Systemspezifizierer, im Nachhinein die Aufgabenstellung für dieses Projekt anhand der SSD-Spezifikation nachzuvollziehen, dann ist er aufgefordert, parallel zur .SCD-Datei des Projektes auch die .SSD-Datei abzulegen und konsistent zur .SCD-Datei zu halten.

Die Spezifikation von Erweiterungen und der Änderungen durch den Systemspezifizierer erfolgt über die existierende .SSD-Datei, die um die Spezifikation der Erweiterung bzw. Änderung ergänzt wird. Im Rahmen der Projektabwicklung wird diese Spezifikation in konkrete Lösungen umgesetzt und verbleibende nicht relevante Spezifikationsteile aus der .SCD-Datei entfernt. Der Systemspezifizierer ist dafür zuständig, die bei sich gepflegte .SSD-Datei für die Projektspezifikation konsistent zur .SCD-Datei der Projektabwicklung zu halten.

Die oben beschriebenen Sachverhalte werden durch die Abbildung 12 siehe unten illustriert.



Abbildung 12 Prozess der Anlagenerweiterung anhand Vorgabe einer erweiterten Spezifikation mit

.SSD-Datei

Als Ausgangssituation für die Erweiterung eines bestehenden Systems liegt die vollständige .SCD-Datei vor. Dies gilt für alle Engineeringprozessvarianten, die zur Errichtung der Anlage durchgeführt wurden.

Die .SCD-Datei beinhaltet alle IED-Datenmodelle der bestehenden Anlage, die Konfiguration der IEDs sowie die Konfiguration des Netzwerkes. Bis auf die Prozessvariante Variante A: „ohne System- und Gerätespezifikation“ ist in der .SCD-Datei außerdem das Anlagenmodell enthalten.

In Bezug auf die Engineeringdaten ist es eine prinzipielle Aufgabenstellung bei der Erweiterung existierender Anlagen, die bestehende .SCD-Datei um die geplanten Erweiterungen zu ergänzen.

Mit dem Engineeringschritt 3.1.10 Laden der Konfiguration in die IEDs sollten hierbei nach erfolgter Konfiguration nur diejenigen IEDs mit der Konfiguration geladen werden, für die auch tatsächlich eine Konfigurationsänderung im Systemkonfigurator erfolgte. Dies sind zum einen die neu hinzugekommenen IEDs sowie vorhandene IEDs, die Daten der neuen IEDs für ihre Funktionen benötigen.



4.2.1 Variante A: „ohne System- und Gerätespezifikation“

Für die Engineeringprozessvariante Variante A: „ohne System- und Gerätespezifikation“ ergeben sich die in Abbildung 13 dargestellten Ergänzungen.

Der Engineeringprozess kann wie in Variante A: „ohne System- und Gerätespezifikation“ beschrieben durchgeführt werden.

Die bestehende .SCD-Datei wird um die zu erweiternden IEDs ergänzt.

IED A

DataTypeTemplates

IEDs

IED A

Systemkonfigurator

IED B IED C

.SCD-Datei

SCL

IED A

IED B

IED C

IED D

IED D

.ICD-Datei ( IED B )

SCL

IED TEMPLATE

DataTypeTemplates

.IID-Datei

SCL

IED E

DataTypeTemplates

DataTypeTemplates

Communication

3.1.7

3.1.8

3.1.10

3.1.4

3.1.4

3.1.9

3.1.9

IED E

IED F

IED E

.CID-Datei

IED E

IEDKonfigurator E

IED F

.CID-Datei

IED F

IEDKonfigurator F

.SCD-Datei

SCL

IED A

IED B

IED C

IED D

DataTypeTemplates

Communication

Engineeringschritt siehe Abschnitt 3.1.x Abbildung 13 Beteiligte SCL-Dateien, Inhalte und Werkzeuge für Anlagenerweiterung bei Variante

A: „ohne System- und Gerätespezifikation“



4.2.2 Varianten B,C,D,E mit Systemspezifikation sowie mit und ohne Gerätespezifikation

Für die Engineeringprozessvariante

Variante B: „mit Systemspezifikation ohne Gerätespezifikation“ ergeben sich die in Abbildung 13 dargestellten Ergänzungen.

Der Engineeringprozess kann wie in Variante A: „ohne System- und Gerätespezifikation“ beschrieben durchgeführt werden.

Die bestehende .SCD-Datei wird um die zu erweiternde Anlagenstruktur sowie um die neuen IEDs ergänzt.

Die Spezifikation der Erweiterung erfolgt direkt in der .SCD-Datei der bestehenden Anlage gemäß der gewählten Variante (siehe Abbildung 14 )

Variante B: „mit Systemspezifikation ohne Gerätespezifikation“,

Variante C: „Systemspezifikation mit Gerätespezifikation / IED-Datenmodellimport über .ICD“,

Variante D: „Systemspezifikation mit Gerätespezifikation / IED-Datenmodellimport über .IID“

Variante E: „Systemspezifikation mit Gerätespezifikation / Übernahme Gerätespezifikation in das IED-Datenmodell“

mit den Schritten

Spezifikation Anlagendatenmodell, Spezifikation IED-Datenmodell und Verknüpfung von Anlagendatenmodell und spezifiziertem IED-Datenmodell



Engineeringschritt siehe Abschnitt 3.1.x Abbildung 14 Beteiligte SCL-Dateien, Inhalte und Werkzeuge für Anlagenerweiterung bei Varianten

B, C, D, E mit Spezifikation

In Abhängigkeit der gewählten Engineeringprozessvariante erfolgen die Schritte

Vergleich von spezifiziertem und produktspezifischem IED-Datenmodell und Übernahme produktspezifischer IED-Datenmodelle in die Systemkonfiguration

Die Konfiguration der Kommunikation sowie des Netzwerkes erfolgen mit den Schritten

Kommunikationskonfiguration und Netzwerkkonfiguration.

ebenfalls in Abhängigkeit der gewählten Engineeringprozessvariante.



Das Ergebnis der erweiterten Anlage steht in einer .SCD-Datei zur Verfügung, die die neue vollständige Systembeschreibung des erweiterten Systems beinhaltet. Mit der vorliegenden .SCD-Datei werden anschließend die neu hinzugekommenen, sowie eventuell angepassten IEDs des Systems über deren IED-Konfiguratoren mit dem Schritt

Laden der Konfiguration in die IEDs konfiguriert.

Um möglichst kurze Inbetriebnahmephasen bei der Integration von Systemerweiterungen zu erreichen, sollten hierbei lediglich IEDs aus dem bestehenden System, die angepasst wurden, neu geladen werden.

4.3 Engineering eines rückwirkungsfreien IED-Austauschs

Im vorliegenden Abschnitt wird das Vorgehen bei einem rückwirkungsfreien IED-Austausch beschrieben. Rückwirkungsfrei heißt dabei, dass der Wechsel einer Systemkomponente sich nicht auf das Engineering anderer Komponenten des Systems auswirkt.

Hierzu muss es möglich sein, die neue Komponente durch ein Engineering so zu konfigurieren, dass sie die zu ersetzenden Komponente in den Aspekten, die Rückwirkung auf das System haben, identisch nachbildet. D.h. dass die Funktion des neuen IEDs, das IED-Datenmodell sowie die Konfiguration der Kommunikation und des Netzwerkes identisch zu den Vorgaben durch das auszutauschende IED sein müssen.

Der Engineeringaufwand für das Anpassen der neuen Komponente in das System sollte hierbei möglichst gering sein.

Als grundlegende Randbedingungen für den Austausch eines IEDs müssen die folgenden Aspekte erfüllt sein:

Die IEDs müssen die gleiche Funktion im System erfüllen. Die Bestandteile des IED-Datenmodells, die in Beziehung zu anderen Systemkomponenten

stehen bzw. von diesen verwendet werden, müssen identisch sein. Die Kommunikationskonfiguration der IEDs muss identisch sein.

Diese Randbedingungen sind für die im Folgenden aufgeführten Anwendungsfälle des rückwirkungsfreien Austausches eines IEDs erfüllt. D.h. in den unten aufgeführten Situationen ist bei Beachtung der Bedingungen ein rückwirkungsfreier Austausch möglich.

Tabelle 8 Bedingungen für rückwirkungsfreien Geräteaustausch

Situation Bedingung für rückwirkungsfreien Austausch

gleicher Gerätetyp mit gleicher Firmware Keine

gleicher Gerätetyp mit geänderter Firmware Die Firmwareänderung darf keinen Einfluss auf das Datenmodell und die Kommunikationskonfiguration haben.

anderer Gerätetyp mit festem Datenmodell Das Datenmodell und die Kommunikationskonfiguration müssen gleich sein.



Situation Bedingung für rückwirkungsfreien Austausch

anderer Gerätetyp mit anpassbarem Datenmodell

Das Datenmodell und die Kommunikationskonfiguration müssen nach Vorgaben durch das auszutauschende IED angepasst werden.

Als Ausgangssituation für den Austausch eines vorhandenen IEDs liegt die vollständige .SCD-Datei mit Anlagen- und/oder IED-Beschreibung sowie der Konfiguration der Kommunikation und des Netzwerks vor. Ebenfalls liegt die Gerätebeschreibung des neuen IEDs in Form einer .ICD/.IID-Datei vor.

Diese Informationen können eingesetzt werden, um eine Gleichheit der Datenmodelle und der Konfigurationseinstellungen des neuen mit dem auszutauschenden IED zu prüfen. So kann im Vorfeld des eigentlichen Austausches an Hand der vorliegenden Daten informativ sichergestellt werden, dass der Austausch rückwirkungsfrei auf andere Komponenten durchgeführt werden kann. Folgende Detailaspekte müssen bei dem Vergleich übereinstimmen:

Tabelle 9 Übereinstimmende Parameter für einen rückwirkungsfreien Austausch

IED-Datenmodellaspekte Übereinstimmende Parameter

Name

Struktur, Inhalt und Reihenfolge der FCDs / FCDAs

DataSet

Ort des DataSets innerhalb des IED-Datenmodells

Name

ControlBlock-Parameter

ControlBlocks (Report, GOOSE)

Ort des ControlBlocks innerhalb des IED-Datenmodells

Datenmodellstruktur

Anzahl Logical Devices

Name

Anzahl

Ort innerhalb der logical devices

Name (prefix, lnClass, inst)

Logical Nodes

Struktur (Datenobjekte, Inhalt und Reihenfolge der Datenattribute in Datenobjekten)

In Abbildung 15 ist der Engineeringprozess bezogen auf die SCL-Daten bei einem rückwirkungsfreien IED-Austausch dargestellt. Die IEDs IED B und IED C werden durch IED B’ und IED C’ ersetzt. Das Ergebnis des Engineeringprozesses bei einem Austausch ist die .SCD-Datei mit der neuen IED-Beschreibung.



Engineeringschritt siehe Abschnitt 3.1.x Abbildung 15 Beteiligte SCL-Dateien, Inhalte und Werkzeuge bei einem rückwirkungsfreien

Geräteaustausch



5 Glossar Anlagendatenmodell Das Anlagendatenmodell beschreibt die Struktur der Schaltanlage im

SCL-Engineering durch Angabe der primärtechnischen Funktionen in Form von Sammelschienenstruktur und eingesetzten Komponenten wie Leistungsschalter, Trenner und Wandler und Angabe sekundärtechnischer Funktionen durch Zuordnung von Logical Nodes. Diese Beschreibung liegt in den SCL-Dateien in den Sektionen ‚Substation‘ und ‚DataTypeTemplates‘ (Typdefinition) vor.

Austauschbarkeit (rückwirkungsfreie)

Die Eigenschaft Austauschbarkeit von Geräten ermöglicht den Wechsel einer Systemkomponente durch eine Komponente einer anderen Version / eines anderen Typs ohne Auswirkungen auf Funktion und/oder Engineering anderer Systemkomponenten. Das setzt Rückwirkungsfreiheit des Austausches hinsichtlich Funktion und Kommunikation des neuen Gerätes voraus. Unter Umständen kann eine nachträgliche Anpassung der Anlagendokumentation notwendig sein.

GOOSE Generic Object Oriented Substation Events

.CID, .ICD, .IID, .SCD,

.SSD Endungen für SCL-Dateitypen siehe [4]

IED Intelligent Electronic Device

IED-Applikation Der Begriff IED-Applikation umfasst alle Funktionen eines IED zur Prozessdatenverarbeitung und Prozesssteuerung. Zu solchen Funktionen gehören z. B. die Überwachung und Steuerung von Schaltgeräten und der Schutz von Objekten wie Transformator, Leitung u.a. Diese Funktionen können in Verbindung mit einer Kommunikation oder unabhängig von einer Kommunikation zu anderen Systemkomponenten realisiert sein. Die Darstellung von Informationen aus diesen Funktionen heraus für die IEC 61850 Kommunikation gehört zum IED-Datenmodell.

IED Datenmodell Das IED-Datenmodell beschreibt alle gerätespezifischen Sachverhalte im SCL-Engineering. Das umfasst die gerätespezifische Bereitstellung von Informationen mittels Logical Nodes und die Kommunikationskonfiguration mittels Data Sets, Report Control Blocks und GOOSE Control Blocks. Diese Beschreibung erfolgt in den SCL-Dateien in den Sektionen ‚IED‘ und ‚DataTypeTemplates‘ (Typdefinitionen). Das IED Datenmodell kann als spezifiziertes IED Datenmodell und als produktspezifisches Datenmodell vorliegen.

MICS Model Implementation Conformance Statement

PICS Protocol Implementation Conformance Statement

PIXIT Product’s eXtra Information for Testing

produktunabhängiges Werkzeug

Ein Werkzeug ist produktunabhängig, wenn es unabhängig von spezifischen Geräten und Systemlösungen angewendet werden kann. Basiert die Funktion eines Werkzeuges ausschließlich auf Festlegungen einer Norm hinsichtlich Funktion und Schnittstellen, dann ist ein produktunabhängiger Einsatz gegeben. Ein Systemkonfigurations- bzw. Systemspezifikationswerkzeug entsprechend der Norm ist produktunabhängig.



SCL Substation Configuration description Language

SICS SCL Implementation Conformance Statement

TICS Technical Issue Conformance Statement

XML Extensible Markup Language

6 Literatur

[1] DKE 952.0.1 Modellierungsrichtlinie und Mustermodellierung mit der SCL. Version 1.0 - www.dke.de

[2] DKE 952.0.1 Beschreibung des Engineeringprozesses Version 1.0. - www.dke.de

[3] DKE 952.0.1 Applikationen mit Diensten der IEC61850 Version 1.0. - www.dke.de

[4] IEC 61850-6 Ed.2: Communication networks and systems for power utility

automation - Part 6: Configuration description language for communication in

electrical substations related to IEDs. 2010



7 Anhang 7.1 Bedeutung und Handhabung des Parameters ConfRev in GCB, SvCB und

RCB Beim Austausch eines Gerätetyps in einem parametrierten laufenden System durch einen anderen Gerätetyp ist es notwendig, das neue Gerät an die vom existierenden System vorgegebenen Randbedingungen anzupassen. Diese Anpassung sollte dabei in der Art vorgenommen werden können, dass die mit dem Austausch des Gerätes notwendig werdenden Änderungen des Engineerings für andere Systemkomponenten minimal sind oder Änderungen an anderen Systemkomponenten generell nicht notwendig sind. Die zu beachtenden Randbedingungen sind durch vielfältige Sachverhalte definiert, wobei ein Sachverhalt die korrekte Anwendung des Parameters ConfRev in den Kontrollblöcken RCB, GCB und SvCB ist. In den folgenden Ausführungen wird die Definition und Bedeutung dieses Parameters erklärt und die Anforderung an ein Engineeringwerkzeug hinsichtlich Handhabung des Parameters ConfRev für die Unterstützung eines Geräteaustauschs definiert.

Definition ConfRev in der Norm

Der Parameter confRev ist Bestandteil der Definition Report Control Block [4] Abschnitt 9.3.8 siehe Abbildung 16 . Er ist aufgeführt in Tabelle 24 und definiert als Konfigurationsrevision des Report Control Blocks.

<xs:complexType name="tReportControl"> <xs:complexContent> <xs:extension base="tControlWithTriggerOpt"> <xs:sequence> <xs:element name="OptFields"> <xs:complexType> <xs:attributeGroup ref="agOptFields"/> </xs:complexType> </xs:element> <xs:element name="RptEnabled" type="tRptEnabled" minOccurs="0"/> </xs:sequence> <xs:attribute name="rptID" type="tName" use="optional"/> <xs:attribute name="confRev" type="xs:unsignedInt" use="required"/> <xs:attribute name="buffered" type="xs:boolean" use="optional" default="false"/> <xs:attribute name="bufTime" type="xs:unsignedInt" use="optional" default="0"/> <xs:attribute name="indexed" type="xs:boolean" use="optional" default="true"/> </xs:extension> </xs:complexContent> </xs:complexType>

Abbildung 16 Anwendung ConfRev im SCL-Datenmodell RCB



Abbildung 17 ConfRev als Teil der Report Control Block Attribute

er Parameter ist auch Teil des GSE Control Block [4] Abschnitt 9.3.10) und Sample Value Control

DBlock [4] 9.3.11) siehe Abbildung 18



Abbildung 18 Anwendung ConfRev im SCL-Datenmodell GSEControl Block und

SampleValueControl block



Abbildung 19 ConfRev als Teil der GSE Control Block Attribute

Abbildung 20 ConfRev als Teil der Sample Value Block Attribute

[4] wird definiert, welche Änderung eines Data Sets den Wert des Attributs ConfRev wie

Inbeeinflusst – siehe Abbildung 21 bis Abbildung 23



Abbildung 21 Definition Handhabung ConfRev bei Konfigurationsänderung Data Set für Reporting

Abbildung 22 Definition Handhabung ConfRev bei Konfigurationsänderung Data Set für GOOSE

Abbildung 23 Definition Handhabung ConfRev bei Konfigurationsänderung Data Set für Sample

value



Ds mitgeteilt. Nach Aufstarten des Systems wird permanent der ConfRev-Wert des Sender-IEDs als

estandteil der Datenübertragung übertragen. Beim Empfänger-IED liegen demzufolge zwei

uriertem ConfRev-Wert und empfangenem ConvRef-Wert führt. In der Regel werden die mpfangenen Daten auf ungültig gesetzt. Da für eine fehlerfreie Übertragung die Gleichheit von

uration iner Datenübertragung beim Sender und beim Empfänger der Daten.

der bedeutet, dass eine signifikante Änderung einer

scht

n ist)

ndert

ung n

Ein g terung des

Bei der Konfiguration wird dem Empfänger-IED der aktuelle ConfRev-Wert des Sender-IE

BConfRef-Werte vor, der zu Beginn konfigurierte Wert und der aktuell erhaltene Wert vom Sender-IED.

In der Norm ist nicht definiert, zu welchen Konsequenzen ein festgestellter Unterschied zwischen konfigekonfiguriertem und empfangenem ConfRev-Wert zu fordern ist, werden bei Abweichungen in der Regel die empfangenen Daten auf ungültig gesetzt. Im Detail ist die Reaktion auf ungleiche ConfRev-Werte für den jeweiligen Gerätetyp in der PIXIT-Datei des Gerätes dokumentiert.

Bedeutung und Handhabung von ConfRev

Zielsetzung des Attributs ConfRev ist die Sicherstellung der Konsistenz zwischen der Konfige

Eine Änderung des ConfRev-Wertes beim Senbereits existierenden DataSet-Struktur erfolgt ist aufgrund einer der folgenden Bedingungen:

- Es wurden Bestandteile des bereits existierenden DataSets gelö

- Es wurde die Reihenfolge der Einträge im existierenden DataSet geändert

- Es wurde ein Bestandteil des existierenden DataSets verändert (implizite Festlegung, da alter Bestandteil vor dem Eintragen des neuen Bestandteils zu lösche

- Es wurde die Referenz auf ein DataSet im existierenden Control Block verä

Eine Erweiterung eines DataSets führt entsprechend Norm nicht zwingend zu einer Veränderdes ConfRev-Wertes, da es weder zu einem Löschen noch zu einer Umordnung der existierende

trä e führt. Sollte beim Empfänger-IED keine Aktualisierung nach einer ErweiDataSets erfolgen, werden die neuen vom Sender-IED bereitgestellten zusätzlichen Einträge vom Empfänger-IED ignoriert und nur der bereits konfigurierte Teil ausgewertet.

Das Empfänger-IED stellt durch Vergleich der bei ihm durch eine Konfiguration festgelegte ConfRev mit der bei der Datenübertragung vom Sender-IED erhaltenen ConfRev fest, ob Konfiguration und tatsächliche Kommunikation konsistent zueinander ist. Dazu müssen beide ConfRev-Werte identisch sein. Sollte das nicht der Fall sein, sind die empfangenen Daten als ungültig zu werten.

Für den Austausch eines Gerätetyps durch einen neuen Gerätetyp ist es darum wichtig, dass der ConfRev-Wert für Daten des neuen Gerätes, die gesendet werden, gezielt auf den vom alten Gerät definierten Wert gesetzt werden kann. Diese manuelle Definition des Wertes ConfRev muss ein entsprechendes Tool unterstützen neben einer identischen Definition der mit dem ConfRev-Wert verknüpften Sachverhalte.

Kann der Wert ConfRev nicht gesetzt werden, ist es notwendig, alle Empfänger-IEDs für die Daten des neuen Gerätes als Sender-IED mit dem neuen ConfRev-Wert zu konfigurieren.



7.2 Konsistenzprüfung IED-Datenmodelle durch Client

Für die Durchführung eines rückwirkungsfreien IED-Austausches ist die Handhabung der Konsistenzprüfung zwischen einem realen IED-Datenmodell und dem im Client engineerten IED-Datenmodell durch den Client beim Aufstarten des Systems von großer Bedeutung. Je nach Implementierung der Konsistenzprüfung sind beim rückwirkungsfreien IED-Austausch folgende Varianten der Konsistenzprüfung möglich – siehe Tabelle 10 .

Tabelle 10 Varianten Konsistenzprüfungen IED-Datenmodell durch Client

Konsistenzprüfung Variante Konsistenz-prüfung

Re-Engineering Client nach Austausch notwendig

Konsistenz-prüfung zur Laufzeit erfolgt

Ko

mp

lett

es

Dat

enm

od

ell

Ser

vice

s

Ste

uer

bar

e D

O

in D

S

enth

alte

ne

DO

DS

RC

B

A ja ja I1

B nein1) ja I2 I2 I1 I2 I2

C nein nein 1) bei Einhaltung der Bedingungen für einen rückwirkungsfreien IED-Austausch

I1: IED-Datenmodell ist vollständig identisch zum IED-Engineering im Client

I2: IED-Datenmodell ist identisch bei den im IED-Engineering des Client definierten Sachverhalten. Das IED-Datenmodell im Gerät kann über das IED-Datenmodell des Client-Engineering hinausgehen.

Bei der Konsistenzprüfung durch den Client wird das IED-Datenmodell im Client-Engineering (Definition durch vorheriges Importieren der SCL-Dateien) mit dem tatsächlichen IED-Datenmodell des angeschlossenen Servers beim Aufstarten des Systems verglichen. Bei festgestellten Inkonsistenzen wird keine Kommunikation zwischen Client und IED (Server) hergestellt.

Konsistenzprüfung Variante A erzwingt immer bei einem IED-Austausch einen Re-Import der SCD-Datei durch den Client.

Konsistenzprüfung Variante B benötigt bei einem IED-Austausch nicht zwingend einen Re-Import der SCD-Datei durch den Client, wenn die Randbedingungen für einen rückwirkungsfreien IED-Austausch eingehalten werden (siehe 4.3 Engineering eines rückwirkungsfreien IED-Austauschs). Wenn kein Re-Import durchgeführt wird, existieren Inkonsistenzen z.B. bei Gerätetyp / Version des IED, die nicht relevant für eine korrekte Kommunikation zwischen den Systemkomponenten sind.

Variante C stellt einen Client dar, der keine Konsistenzprüfung durchführt. Hier ist außerhalb vom Client durch entsprechende Maßnahmen sicherzustellen, dass das Engineering im IED und das Engineering im Client konsistent zueinander sind. Eine Prüfung der Konsistenz durch den Client zur Laufzeit erfolgt nicht. Eine mögliche Anwendung eines solchen Clients ist ein Testgerät, dessen Einsatz den sicheren Betrieb der Anlage nicht gefährdet.



1 7.3 Übersicht Randbedingung und Ergebnisse der Engineeringprozesse Variante Engineeringprozess

Variante A

ohne System- und Gerätespezifikation

Variante B

Systemspezifikation ohne Gerätespezifikation

Variante C

Systemspezifikation mit Gerätespezifikation / IED-Datenmodellimport über .ICD

Variante D

Systemspezifikation mit Gerätespezifikation / IED-Datenmodellimport über .IID

Variante E

Systemspezifikation mit Gerätespezifikation / Übernahme Gerätespezifikation in das IED-Datenmodell

Anlagenspezifikation Die Anlagenspezifikation erfolgt außerhalb der IEC 61850 ohne Nutzung der SCL-Beschreibung.

Die Anlagenspezifikation erfolgt mit der SCL-Beschreibung der IEC 61850. Expertise für die normkonforme und vollständige Beschreibung der Anlage auf SCL-Basis ist vorhanden.

Gerätespezifikation Die Auswahl der einzusetzenden IEDs ist vor Beginn des Engineerings erfolgt.

Die Gerätespezifikation erfolgt mit der SCL-Beschreibung der IEC 61850. Expertise für die normkonforme und vollständige Beschreibung von IEDs auf SCL-Basis ist vorhanden.

Die Gerätespezifikation erfolgt mit der SCL-Beschreibung der IEC 61850. Expertise für die normkonforme und vollständige Beschreibung von IEDs auf SCL-Basis ist vorhanden. Der Systemspezifizierer besitzt Detailkenntnisse zu IEC 61850-7-x / -6 und über am Markt verfügbare Gerätetechnik. Die Dokumentation der Gerätetechnik in Form von MICS, PICS, PIXIT und TICS liegt vor.

Ran

db

edin

gu

ng

en

Geräteengineering .ICD-Dateien für die für einen Einsatz vorgesehenen IEDs liegen vor. .IID-Dateien für die für einen Einsatz vorgesehenen IEDs liegen vor. Der IED-Konfigurator, der die Instanzen der IED-Datenmodelle projektspezifisch erstellt und über die .IID-Datei bereitstellt, verfügt über Informationen bezüglich des konkreten Gesamtsystems, um z.B. systemweit eindeutige IED-Namen vergeben zu können.

Die eingesetzte Gerätetechnik ist in der Lage, die IED-Datenmodelle aus der Spezifikation zu übernehmen. Die Konsistenz zwischen IED-Datenmodell und IED-Applikation ist sicherzustellen. Das kann entweder über ein direktes Laden aus dem vorgegebenen IED-Datenmodell in die Geräte oder durch Vorbereitung der einzusetzenden Gerätetechnik anhand des spezifizierten IED-Datenmodells im Vorfeld erfolgen.

2

3 Abbildung 24 Übersicht Randbedingung der Engineeringprozesse



4 Variante Engineeringprozess

Variante A

ohne System- und Gerätespezifikation

Variante B

Systemspezifikation ohne Gerätespezifikation

Variante C

Systemspezifikation mit Gerätespezifikation / IED-Datenmodellimport über .ICD

Variante D

Systemspezifikation mit Gerätespezifikation / IED-Datenmodellimport über .IID

Variante E

Systemspezifikation mit Gerätespezifikation / Übernahme Gerätespezifikation in das IED-Datenmodell

Anlagen-datenmodell

Es steht kein Anlagendatenmodell in der SCD-Beschreibung zur Verfügung.

Es steht ein Anlagendatenmodell in der SCD-Beschreibung entsprechend der Spezifikation des Anwenders zur Verfügung.

IED-Daten-modell



Es steht ein IED-Datenmodell in der SCD-Beschreibung zur Verfügung, das eine produktneutrale konkrete Ausprägung aufweist. Das gelieferte IED-Datenmodell entspricht dem spezifiziertem IED-Datenmodell des Anwenders.

Erg

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is d

es E

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inee

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gp

roze

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Verknüpfung Anlagen-datenmodell mit IED-Datenmodell

Auf Grund des Fehlens einer Anlagenbeschreibung kann keine Verknüpfung zwischen Anlagen- und IED-Datenmodell erfolgen.

Durch die Verknüpfung von Anlagendatenmodell und IED-Datenmodell steht zusätzlich ein funktionales, IED-unabhängiges Datenmodell zur Verfügung. Durch diese Verknüpfung steht dem Betreiber eine anwenderorientierte Darstellung des Datenmodells zur Verfügung (z.B. für Diagnosezwecke etc.).

Ch

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E

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erin

gs

Die Anlagen- und Gerätespezifikation wird außerhalb des IEC 61850-Engineeringprozesses vorgenommem. Dadurch wird der Umfang des IEC 61850-Engineerings verkürzt. Das IEC 61850 Engineering beschränkt sich alleine auf die Konfiguration der Kommunikation ohne Beschreibung der primärtechnischen Anlage.

Die Anlagenbeschreibung ist vollständig zu spezifizieren. Die Gerätespezifikation wird außerhalb des IEC 61850-Engineeringprozesses vorgenommem. Dadurch wird der Umfang des IEC 61850-Engineerings verkürzt. Das IEC 61850 Engineering beschränkt sich auf die Konfiguration der Kommunikation und die Zuordnung der produktabhängigen IED-spezifischen Datenmodelle zum spezifizierten Anlagenmodell.

Die Anlagen- und Gerätebeschreibung ist vollständig zu spezifizieren. Der Abgleich zwischen spezifiziertem und tatsächlichem IED-Datenmodell ist für jedes Gerät durchzuführen.

Anlagen- und Gerätebeschreibung ist vollständig zu spezifizieren.

5

6 Abbildung 25 Übersicht Ergebnis und Charakter der Engineeringprozesse

Anforderungen an Engineeringtools für IEC 61850 · [1] und [2] detailliert das vorliegende...

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