Wdrożenie biblioteki IEC 61850 na urządzeniach HYDROCAL firm EMH/MTE

TŁO PROJEKTU

EMH (Niemcy) i MTE (Szwajcaria) to firmy specjalizujące się w produkcji urządzeń monitorujących działanie transformatorów wysokiego napięcia. Tego rodzaju transformatory to jedne z najdroższych urządzeń infrastruktury energetycznej, a ich uszkodzenie zwykle skutkuje bardzo wysokimi kosztami naprawy oraz wyłączeniem prądu dla dużej grupy odbiorców. Dlatego tak istotne jest ciągłe monitorowanie stanu transformatora, a najlepszym sposobem jest analiza gazów rozpuszczonych w oleju wykorzystywanym do jego chłodzenia. Wczesne wykrycie nieprawidłowości pozwala na podjęcie odpowiednich kroków prewencyjnych.

Urządzenia firm EMH i MTE z rodziny HYDROCAL 100x pozwalają na analizę lepkości oleju transformatorowego oraz zawartości gazów takich jak: wodór (H2), tlenek węgla (CO), dwutlenek węgla (CO2), acetylen (C2H2) czy etylen (C2H4).

WYZWANIE

Oprócz monitorowania stanu transformatora niezwykle ważne jest również komunikowanie w czasie rzeczywistym jego parametrów do systemu nadzoru lub aplikacji SCADA, tak aby w razie potrzeby można było odpowiednio zareagować i uniknąć awarii. Między innymi dlatego firmy EMH/MTE zdecydowały się na implementację protokołu IEC 61850, który oferuje różne sposoby komunikacji. Pomiary mogą być przesyłane za pomocą raportów specyfikowanych przez protokół MMS (model klient-serwer) lub wykorzystując protokół Sampled Values (model publisher-subscriber). Początkowo firmy EMH/MTE wykorzystywały konwertery protokołów do integracji z siecią IEC 61850, ale w dłuższej perspektywie rozwiązanie to było nieopłacalne i dlatego zdecydowano się wdrożyć implementację programową zintegrowaną z firmwarem urządzenia. Dużym wyzwaniem był jednak fakt, że urządzenia HYDROCAL nie wykorzystują systemu operacyjnego, a stos TCP/IP był zaimplementowany we własnym zakresie przez klienta co nie ułatwiało integracji produktu, który korzysta z komunikacji TCP/IP.

DLACZEGO JPEMBEDDED

Jedną z głównych zalet implementacji IEC 61850 oferowanej przez JPEmbedded jest praktycznie 100% niezależność od platformy, na której ma działać serwer. Dzięki temu bibliotekę IEC 61850 można uruchomić na dowolnym urządzeniu, które udostępnia łącze Ethernet oraz kompilator języka C/C++. Poprzez warstwę abstrakcji (tzw. sterownik), która definiuje funkcjonalność związaną z obsługą wątków, synchronizacji czy komunikacji uruchomienie biblioteki na nowym urządzeniu (z systemem operacyjnym lub bez) jest stosunkowo proste. Dzięki temu integracja oprogramowania IEC 61850 firmy JPEmbedded na platformie, na której bazuje rodzina produktów HYDROCAL 100x przebiegła względnie bezproblemowo.

Połączenie urządzenia firmy Contrel z serwerem sieci IEC 61850

TŁO PROJEKTU

Contrel Elettronica to włoski producent urządzeń elektrycznych, takich jak mierniki energii, przekładniki prądowe i napięciowe, czy też zaawansowane analizatory sieciowe. Rosnąca popularność standardu IEC 61850, zrodziła potrzebę umożliwienia łączności pomiędzy analizatorem parametrów energii EMA-90N, a systemami typu SCADA z wykorzystaniem niniejszego protokołu.

WYZWANIE

Ze względu na fakt, iż posiadane urządzenia działały już w określonym środowisku, a ich platforma sprzętowa została zoptymalizowana pod kątem specyficznych potrzeb, integracja z biblioteką IEC 61850 nie była dobrym rozwiązaniem. Posiadając zaledwie 30KB dostępnej pamięci RAM, niewykonalne było zainstalowanie oprogramowania bezpośrednio na analizatorach. Jednak dzięki temu, że EMA-90N umożliwia komunikację przez protokół Modbus RTU/TCP, wykorzystanie konwertera protokołów stało się realnym rozwiązaniem istniejącego problemu.

DLACZEGO JPEMBEDDED

JPEmbedded oferuje rodzinę trzech konwerterów protokołów dla różnego typu aplikacji. PAPILIO to propozycja budżetowego rozwiązania dla aplikacji IoT gdzie spodziewane są duże wolumeny. Tam, gdzie wymagana jest obsługa protokołów redundancji, alternatywę stanowi moduł APIS. Najbardziej rozbudowanym urządzeniem, jest konwerter CRABRO, wyposażony w komunikację bezprzewodową lub złącze światłowodowe.

Okazało się że najprostszy konwerter PAPILIO w pełni odpowiada na wymagania klienta. Inżynierowie JPEmbedded wykonali niewielkie modyfikacje niezbędne do zintegrowania modułu z EMA-90N bez potrzeby przeprojektowania urządzenia.

JPE 61850 – papilio, to niewielkich rozmiarów konwerter protokołów pozwalający na integrację różnego rodzaju inteligentnych urządzeń (IEDs) z siecią IEC 61850. Produkt jest dostępny w postaci modułu elektronicznego, przeznaczonego do integracji na własnym urządzeniu.

Najważniejsze cechy:

• Konwersja protokołów MQTT, Modbus RTU, Modbus TCP oraz IEC 60870-5-103 na IEC 61850.
• Certyfikowany stos IEC 61850.
• Pełna obsługa IEC 61850, w tym komunikacja MMS, GOOSE i SV.
• Przyjazny interfejs konfiguracyjny.
• Połączenie wielu urządzeń do sieci IEC 61850 w tym samym czasie (jeden-do-wielu).
• Intuicyjna, szybka konfiguracja oraz obsługa mapowań za pośrednictwem naszej darmowej aplikacji Drosera.

Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o tym produkcie zapoznaj się z broszurą informacyjną albo skontaktuj z nami wysyłając wiadomość na sales@jpembedded.eu lub dzwoniąc pod numer 601 088 970.

Uzupełnieniem naszej oferty dla klientów branży energetycznej jest sprzętowy moduł komunikacyjny. Pozwala on w łatwy sposób dostosować istniejące produkty takie jak zabezpieczenia, przekaźniki, transformatory oraz mierniki do działania w sieci IEC 61850. Integruje się on z urządzeniem korzystając z protokołu Modbus po jednym z interfejsów: CAN, I2C, SPI, RS485. Moduł obsługuje komunikację protokołami MMS, GOOSE, Sampled Values. Jest dostępny w wersji wspierającej bezpieczną komunikację zgodną z normą IEC-62351.

Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o tym produkcie zapoznaj się z broszurą informacyjną albo skontaktuj z nami wysyłając wiadomość na sales@jpembedded.eu lub dzwoniąc pod numer 601 088 970.

Crabro Power to dedykowana platforma przeznaczona do ułatwiania rozwoju technologicznie zaawansowanych produktów dla inteligentnych sieci energetycznych. Jest to kompleksowe rozwiązanie, które bezproblemowo integruje niezbędne protokoły komunikacyjne, w tym IEC 61850 i DNP3, wraz z solidnym wsparciem w zakresie cyberbezpieczeństwa zgodnym ze standardem IEC 62351. Dzięki zintegrowanemu OpenPLC na oddzielnym rdzeniu urządzenia, użytkownik może programować dedykowaną, specyficzną dla produktu logikę. Wbudowany serwer sieciowy i intuicyjne narzędzie inżynieryjne sprawiają, że programowanie, dostosowywanie i konfigurowanie urządzenia są bardzo proste. Dzięki tym podstawowym funkcjom deweloperzy mogą skupić się na tworzeniu własnych niestandardowych aplikacji na platformie Crabro Power. Wykorzystanie Crabro Power znacząco redukuje koszty rozwoju i przyspiesza czas wprowadzenia na rynek Inteligentnych Urządzeń Elektronicznych (IED).

Obsługiwane protokoły:

• IEC 61850
• IEC 60870-5-101
• IEC 60870-5-103
• IEC 60870-5-104
• DNP3 TCP & serial
• ModbusTCP/RTU
• MQTT
• PUB/SUB (używane przez platformę Google Cloud)
• Redundancja PRP i HSR

Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o tym produkcie skontaktuj z nami wysyłając wiadomość na sales@jpembedded.eu lub dzwoniąc pod numer 601 088 970 lub zapoznaj się z broszurą produktu (w wersji angielskiej).