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Ethernet & IEC 61850 Konzepte, Umsetzung, IBS

1. Deutlich mehr Redundanz bietet da schon das zweite Beispiel Zwei von einander unabh ngige Ringe sind an zwei Switches angeschlossen Eine Doppelleitung verbindet diese Switches untereinander und auch der PC ist redundant angekoppelt Zwei Ringe sind ineinander gelegt Die Ausbaum glichkeiten einer solchen Topologie sind beachtlich Sie d rfen bis zu 27 Ger te je Ring installieren Dabei k nnen Sie auch gleichzeitig die Anzahl der Ringe erh hen wenn die verwendeten Swit ches ber ausreichend Ports verf gen Eine Alternative zeigt das dritte Beispiel Jeder Ring darf je zwei Swit ches sein Eigen nennen Auch der PC ist ber einen eigenen Switch angekoppelt Der Ring ist mit einer doppelten optischen Leitung ausge f hrt Zwei Ringe sind ber einen doppelten Hauptring verbunden Ein Ring darf wieder maximal 27 Ger te miteinander verbinden Die Anzahl der Ringe selbst ist hier allerdings theoretisch unbegrenzt Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS 13 E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS siemens russla com Die geeignete Topologie w hlen 14 Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS siemens russla com Ein wenig Netzwerktheorie 3 Gute Gr nde Horizontal und vertikal Unser bertragungsweg f r IEC 61850 hei t Ethernet Warum das so ist erkl rt ein Blick zur ck Bereits im Jahr 1976 gab es die ersten Entw rfe f r ein Ethernet System D
2. Eine reinrassige Ringstruktur erhalten wir aber erst dann wenn alle Ger te in einem Ring zusammengeschaltet sind ohne daf r die exter nen Switches zu verwenden Einspareffekt Es w re also optimal wenn wir jeden Switch in das zugeh rige Ger t hin einziehen k nnten Und tats chlich ist das durch die optischen EN100 Module m glich Die optischen EN 100 Module k nnen n mlich alternativ zur redundanten Betriebsweise auch ber beide Ports gleichzeitig aktiv Daten bertragen Durch diese integrierte Switch Funktionalit t k nnen Sie auf die externen den Ger ten zugeordneten Switches weitestge hend verzichten es TE E Lichtblick Bei den optischen EN100 Modulen ist der Switch bereits integriert Bis zu 30 SIPROTEC 4 Ger te k nnen Sie so zu einem optischen Ring verschalten Wegen der Kopplung zum PC oder zur Zentrale allgemein k nnen Sie auf mindestens einen externen Switch jedoch nicht verzich ten In der Regel werden Sie diese Verbindung jedoch redundant ausf h ren und dazu zwei Switches verwenden Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS 11 E50417 F1100 C361 A4 E M E NS siemens russla com Die geeignete Topologie w hlen Konfiguration 1 12 3 un E u Doppeltes Lottchen Zwei Switches garantieren Redundanz f r die PC Ankopplung Apropos Redundanz Informationen werden im Ring von Teilnehmer zu Teilnehmer weitergeleitet bis sie ihren Bestimmungsort erreichen Wird di
3. Herr der Ringe Klein anfangen Die Sterntopologie l sst hohe bertragungsraten zu besitzt eine klare und verst ndliche Struktur und kann leicht erweitert werden wenngleich auch verbunden mit einer aufw ndigen Verkabelung Der Ausfall eines Endger tes hat keine Auswirkung auf den Rest des Netzes Dagegen legt ein defekter Verteiler das gesamte Netzwerk lahm Wer eher auf runde Sachen steht greift zur Ringtopologie Hier istjedes Endger t mit genau zwei anderen verbunden sodass ein geschlossener Ring entsteht b g 0 0 Kreisverkehr Die Ringtopologie ist ein geschlossenes System Informationen werden in diesem von Teilnehmer zu Teilnehmer weiter geleitet bis sie ihr Ziel erreicht haben Dabei wurde es fr her kritisch wenn es im Ring zu einer Unterbrechung kam Dieser Einwand gilt heute jedoch nicht mehr Wird der Ring an einer Stelle unterbrochen wird auto matisch auf Linienbetrieb umgeschaltet die Kommunikation kann nahezu unterbrechunggsfrei fortgef hrt werden Wie wir noch sehen wer den spielen auch dabei Switches eine wesentliche Rolle Sterntopologie Der Stern ist wohl die f r kleine Netzwerke am h ufigsten verwendete Topologie Das mag an seiner unkomplizierten Hardware Installation liegen die gerade f r kleine Teams einen schnellen und bisweilen auch fliegenden Aufbau zul sst Ein paar Kabel und ein Verteiler Switch oder Hub gen gen wenn Sicherheitsanforderungen keine Rolle spielen Das Bi
4. Sind f r Sie weitere Informationen relevant dann erg nzen Sie nach der Zeile 18 das Skript um weitere Anweisungen die Sie wie die aus den Zei len 17 und 18 formulieren 98 Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS siemens russiachh
5. 172 16 10 2 MAC 8 0 6 86 58 a9 nGooseHit 52158 nGooseMiss 0 x xxxx x __ gt RSTP Role Chani 2 Alternate Root lt RSTP State Chan1 2 Discarding Forwarding 172 16 10 3 IP 172 16 10 3 MAC 8 0 6 86 58 b4 nGooseHit 18833 nGooseMiss 0 RSTP Role Chan1 2 Root Designated 1 gt 2 Break RSTP State Chan1 2 Forwarding Forwarding 94 Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS siemens russiachh Was Sie sonst noch wissen sollten Sie sehen in unserem Beispiel welche Rollen und Zust nde die einzel nen Ports momentan besitzen und Sie erfahren mit den Z hlern nGoo seHit und nGooseMiss wie es um die Trefferquote bei GOOSE Telegrammen steht IP und MAC Adressen machen die Zuordnung der Informationen zu den einzelnen Ger ten einfach Die Funktionsweise ist eigentlich ganz simpel Mit Scan bat starten Sie eine Prozedur welche die Statistics Seite und die printf Pufferinhalte aller gew nschten Ger te ausliest in einer Datei sammelt und anschlie RBend filtert und formatiert Filterkriterien und Formatanweisungen lassen sich anpassen und somit bestimmen Sie selbst ber Form und Inhalt der zu liefernden Information Das klingt alles gut ist es auch aber dennoch gibt es einen kleinen Haken Falls n mlich durch eine Vielzahl von Meldungen der printf Puffer eines Ger tes bergelaufen sein sollte sind m glicherweise genau jene Informa
6. Postverteiler Auch beim Verteilen von Daten hat es sich als geschickt erwiesen intel ligent vorzugehen gerechtes Verteilen ist allemal besser statt einem alles zu geben w hrend die anderen in die R hre gucken Wir entschei den uns daher weder f r L sterklemmen noch f r Hubs sondern w hlen Switches Der Switch ist ein intelligenter Datenverteiler an den in der Art eines Sternkopplers mehrere Ger te angeschlossen werden Bei der Verbin dung der Ger te zum Switch handelt es sich immer um eine Punkt zu Punkt Verbindung Der Switch k mmert sich um die Verwaltung der eingehenden und aus gehenden Nachrichten Im Gegensatz zu einem Hub der die verf gbare Bandbreite diplomatisch stets zu gleichen Teilen auf die vorhandenen Anschl sse verteilt geht ein Switch dabei erheblich praxisgerechter vor Dazu sind alle Ports des Switch ber einen internen Hochgeschwindig keitsbus miteinander verbunden Wahre Netzwerkprofis nennen diesen auch Backplane Dieser Bus ist die Voraussetzung dass die empfange nen und zu sendenden Datenpakete auch z gig von einem Port zum n chsten gelangen Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS 25 E50417 F1100 C361 A4 E M E NS SIEMENS USSIA COM Die Komponenten im berblick Gute Zeiten schlechte Zeiten Management Tricks Hinweis am Rande Es gibt Teilnehmer die zwar empfangen aber nicht senden k nnen Sol che Teilnehmer w ren nach dem geschilderten Prinzip imme
7. Und m glicherweise geh ren Sie selber bereits zu denen die sich zuhause den Komfort eines Medienservers g nnen der Bilder Videos und Musik bereit h lt Da liegt es doch nahe auch dort wieder mit der Zeit zu gehen woher die Power kommt die alles antreibt Alles einsteigen Ethernet hei t nun also auch f r die Kommunikation im Energiebereich bitte die Devise am besten in Verbindung mit IEC 61850 Manches bleibt dabei so wie es schon immer war doch vieles ist anders an dieser neuen Art zu kommunizieren Wer sich also bei der Konzeption und Inbe triebnahme seiner ersten IEC 61850 Anlage nicht auf den Zufall verlas sen aber dennoch nicht vorab Kilos von Literatur verschlingen will ist mit diesem Buch gut beraten Sie erfahren hier nicht alles aber vieles was Ihnen zu einem vern nftigen Einstieg in die Thematik verhelfen wird Trilogie Im Grunde genommen l sst sich das Buch inhaltlich betrachtet in drei Teile zerlegen Im ersten Teil erl utern die Kapitel 2 bis 4 die Grundlagen der Kommunikation ber Ethernet Dabei steht eine bersicht zu m gli chen Topologien an erster Stelle Weiter geht es mit kompakter Netz werktheorie die Ihnen wichtige Grundbegriffe und verfahren n her bringen soll Mit einigen wichtigen Bemerkungen zu den einzelnen Kom ponenten die f r eine Ethernet Kommunikation ben tigt werden verlas sen wir den eher abstrakten ersten Teil Im zweiten Teil wenden wir uns dem Realismus zu und stellen Ihne
8. Was Sie sonst noch wissen sollten Raus und rein Die von Windows als Standard vorgeschlagenen Einstellungen wollen nicht so recht zu unseren Anforderungen passen Deshalb ndern Sie diese bitte so dass diese mit den oben gezeigten Werten bereinstim men Mit einem Klick auf OK beenden Sie das Einrichten der Hyperterminal verbindung Allerdings m ssen Sie diese noch explizit speichern um jederzeit auf die festgelegten Einstellungen zur ckgreifen zu k nnen Ein Klick auf Speichern im Men Datei des Terminalfensters gen gt dazu Den Namen Switch einstellen hatten wir ja bereits zu Beginn der gan zen Aktion festgelegt Sie k nnen ab sofort das Hyperterminal mit den gew hlten Einstellungen direkt ber das Startmen ffnen also in unse rem Fall mit Programme Zubeh r gt Kommunikation gt Hyperter minal gt Switch einstellen Hier liegt ausnahmsweise einmal die W rze nicht in der K rze Switch Konfigurationen speichern und laden F nf Switches wie in unserer Beispielkonfiguration sind eine noch durchaus berschaubare Angelegenheit Bei etwas gr eren Anlagen k nnen daraus allerdings schnell auch f nfzig Switches werden Da kommt es einem gelegen wenn man die Konfiguration eines Switches speichern bei Bedarf ein wenig ndern und m glichst vielen anderen Switches wieder unterschieben kann Voraussetzung ist dass es sich um Switches desselben Typs handelt Die Konfigurationen werden als CSV
9. Teilnehmers Ein Kollege im selben Netzwerk k nnte dann beispiels weise die IP Adresse 197 255 255 13 besitzen Die Netzwerkadresse ist dabei nat rlich die gleiche die 13 ist der Adressteil des Teilnehmers Das gezeigte Beispiel entspricht einer Adresse der Klasse C In einem Netz dieser Klasse k nnen theoretisch 28 256 Teilnehmer adressiert werden Praktisch sind es nur 254 denn der Adressteil 0 kennzeichnet zusammen mit den brigen drei Dezimalbl cken das Netz selbst Und der Adressteil 255 ist f r einen so genannten Broadcast reserviert also einem Rundumschlag wie wir ihn bereits in einem Abschnitt vorher beschrieben hatten In einem Klasse B Netz stehen der dritte und vierte Dezimalblock zur Adressierung eines Teilnehmers zur Verf gung Als Wert bedeutet das 216 2 65 534 maximale Teilnehmer F r ein Klasse A Netz bei wel chem die letzten drei Dezimalbl cke zur Teilnehmeradressierung ver wendet werden ergeben sich nach dem gleichen Rechenschema 16 777 214 unterscheidbare Adressen Welcher Klasse eine Adresse angeh rt verr t uns der erste Dezimal block Beginnt die Adresse e mit 1 128 so handelt es sich um eine Klasse A Adresse e mit 129 191 so handelt es sich um eine Klasse B Adresse e mit 192 223 so handelt es sich um eine Klasse C Adresse Die Einteilung in Klassen ist historisch bedingt Zu Beginn der Rechner vernetzung erschien der Adressraum von 32 Bit als unendliche Weite Um die Suc
10. au er Ihnen und uns dass die insgesamt zehn Schutzger te plus der Zeit Ser ver innerhalb der Station miteinander kommunizieren sollen Deshalb m ssen Sie diese Hardware noch als Teilnehmer in der Station eintra gen ffnen Sie den Eigenschaftendialog der Station und w hlen Sie die Registerkarte Teilnehmer Eigenschaften 1EC61850 Station an ver alle Voraussetzungen Allgemein Information Teilnehmer Aktualisierung f r eine IEC 61850 kon Verf gbare IEC61850 Ger te forme Kommunikation Q MDE3A3 Beispiel IEC 61850 Station 1 380 KV 6MD63 380KV Ring erf llen werden Ihnen 51_MD6 IEC 61850 7 Station 1 30 KV 7 BMD63 30KY Stem diese bereits als potenzi S1_SA52R Beispiel IEC 61850 Station 1 380 KV 78452 380KV Ring elle Teilnehmer ange 51_SA525 Beispiel IEC 61850 Station 1730 KV 78452 30KV Stem z 51_5J62R_ Beispiel IEC 61850 Station 1 380 KV 75J62 380KV Ring zeigt Jetzt MUSSEN Sie 51_5J625 Beispiel IEC 61850 Station 1 30 KV 7862 30KV Stem diese noch in die Liste der tats chlichen Teil h Hinzuf gen A Entfemen nehmer bernehmen Das funktioniert mit 3 einem Doppelklick auf 51_5J63R Beispiel IEC 61850 Station 1 380 KV Z 75J63 380KV Ring h n gew nschten 51_5J635 Beispiel IEC 61850 Station 17 30 KV 7 75J63 30KV Stem jeden gew Sene 51_SJ64R Beispiel IEC 61850 Station 1 380 KV 7 75J64 380KV Ring Namen nacheinander 51_5J645 B
11. lt printf nc gt gt data dat lt fecst nc gt gt data dat 16 10 3 lt printf nc gt gt data dat lt fecst nc gt gt data dat 16 10 4 lt printf nc gt gt data dat lt fecst nc gt gt data dat 16 10 5 lt printf nc gt gt data dat lt fecst nc gt gt data dat echo echo sed f br2nl sed data dat sed n f digit sed Die gezeigte Datei cmd bat bewirkt das sukzessive Scanning von f nf Ger ten Danach startet der Befehl in der letzten Zeile den Streameditor sed exe Dazu sp ter mehr Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS siemens russiachh Was Sie sonst noch wissen sollten Sie m ssen die Batch Datei brigens keineswegs per Hand erstellen Ganz bequem lassen Sie sich diese vom Programm awk exe generie ren Dazu muss dieses Programm noch strukturelle Informationen erhal ten und es muss ber die IP Adressen der Ger te Bescheid wissen die gescannt werden sollen Der zugeh rige Batch Befehl f r den Aufruf von awk exe sieht dann so aus awk f ip_adr awk ip_list Hinter ip_adr awk verbirgt sich ein Skript das awk exe anweist mit wel cher Struktur es cmd bat generieren soll Sie k nnen dieses in der gege benen Form bernehmen insofern wollen wir hier auch nicht n her auf die einzelne Befehlabfolge eingehen Viel wichtiger ist in diesem Zusam menhang die Datei ip_list In diese m ssen Sie zeilenweise die IP Ad
12. r Optisches Modul A Betriebsart weh O Redundanzart Rs OK Abbrechen Hilfe Lesen und schreiben Nicht alle Parameterwerte k nnen ver ndert werden DIGSI gt Ger t Die Werte f r IP Adresse Subnetzmaske und Standardgateway haben an der aktuellen Stelle lediglich informativen Charakter ver ndern k n nen Sie diese nur im DIGSI Systemkonfigurator oder eingeschr nkt empfehlenswert im DIGSI Manager Die Sicherungsschicht die die phy sische Verbindung des SIPROTEC 4 Ger tes mit anderen Komponenten beschreibt ist sowieso unver nderbar auf Ethernet eingestellt Bei vielen aktuellen SIPROTEC 4 Ger ten erhalten Sie Unterst tzung bei der Inbetriebnahme Pr fung und Betriebsf hrung auch ohne den Einsatz von DIGSI 4 Das Zauberwort hei t Webmonitoring Dabei ben tigen Sie lediglich einen beliebigen Web Browser und k nnen dann bei spielsweise auch ber Ethernet Informationen aus dem Ger t abrufen oder dieses sogar bedienen Mit Hilfe von DIGSI 4 legen Sie den Grad des Zugriffs f r die Webmonitor Bedienung fest W hlen Sie dazu aus der Auswahlliste eine der Einstellungen Kein Zugriff Lesen ndern oder Vollzugriff Die drei zuletzt genannten Zugriffsarten sind brigens mit jeweils unterschiedlichen Passw rtern gesch tzt Unser Tipp Stellen Sie die Zugriffsart f r den Normalbetrieb auf Lesen ein F r die Inbetrieb nahme empfehlen wir dagegen Vollzugriff So k nnen Sie jederzeit vom
13. tzlich Telegramme empfangen und senden kann Erkannte Telegrammfehler werden ebenfalls gez hlt der jeweils aktuelle Wert wird in Zeile 9 angezeigt Der Wert in Zeile 10 ist ein 10 Sekunden Mittelwert aus der Anzahl der empfangenen und gesende ten Telegramme Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS SIEMENS USSIA COM Funktionsf higkeit testen Sechs hilft bei Beziehungs konflikten bei unterschiedli chen Ansichten bei Unp nktlichkeit Verbindungs analyse Wir wollen nat rlich hoffen dass f r alle Module nur positive Meldungen in den Displays zu lesen sind Sollte dem nicht so sein ist systematische Fehlersuche angesagt Da Sie nun schon Ihren Blick auf das Display gerichtet haben sehen Sie sich bitte den Inhalt der Zeile 6 an die wir vor hin in der Betrachtung bergangen hatten Diese Zeile hat es in sich k nnen hier doch eine Vielzahl von Informationen angezeigt werden Die IP Adresse des NTP Servers der vergangene Zeitraum seit der letzten Zeitsynchronisation der Hinweis auf eine inkonsistente Parametrierung und der Verweis auf einen anderen Teilnehmer der dieselbe IP Adresse besitzt wie das aktuell untersuchte Ger t Die zuletzt genannte Information ist besonders kritisch denn sie f hrt dazu dass keinerlei Verbindung zum Netzwerk aufgebaut wird Sie wird daher statisch in der Form IMAC 0007E908FCC8 angezeigt und ber lagert die Anz
14. 4 33 79 29 Internet www siemens com power academy td Wenn Sie an weiteren Informationen interessiert sind hier eine Auswahl an Bestellnummern zum Thema Ethernet und IEC 61850 e Handbuch DIGSI 4 Start Up C50417 G1100 C152 A2 e Handbuch Ethernet amp IEC 61850 Start Up E50417 F1100 C324 A1 e CD DISGI4 YOU Start Up E50417 A1174 C329 A1 e CD SIPROTEC 4 YOU Start Up E50417 A1174 C215 A2 e CD SIPROTEC 4 YOU Ethernet IEC 61850 E50417 A1174 C314 A2 Ganz besonders ans Herz legen m chten wir Ihnen das Buch Linux Netzwerkadministration von Jens Banning und zwar ausdr cklich auch allen Windows Benutzern Denn dieses Buch beschreibt sehr verst nd lich grundlegende Themen wie TCP IP Anbindung ans Netzwerk Rou ting etc Erschienen ist dieses Buch im Verlag Addison Wesley unter der ISBN 3 8273 1855 6 Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS SIEMENS USSIA COM Die geeignete Topologie w hlen 2 Sternstunde Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E50417 F1100 C361 A4 Bevor Sie beginnen die ersten Strippen zu verlegen muss die Frage der physischen Topologie gekl rt sein Welche Verbindungsstruktur der ein zelnen Ger te untereinander dabei f r Sie geeignet ist wird letztlich von unterschiedlichen Faktoren beeinflusst sein So spielt der Wunsch nach Redundanz eine Rolle aber auch die r umliche Ausdehnung des ben tigten Netzwerkes wird bei der Wahl ei
15. 61850 Konzepte Umsetzung IBS 69 E50417 F1100 C361 A4 4 E M E NS SIEMENS USSIA COM Anschlie en und einschalten 70 Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS siemens russla com Funktionsf higkeit testen 1 2 Ab nach Hause In diesem Kapitel wollen wir Ihnen noch einige Informationen dar ber geben wie Sie Ihr Netzwerk und die integrierten Komponenten auf Funk tionsf higkeit testen Dabei ist es n tzlich erst einmal so zu tun als w re alles in Ordnung denn Fehler treten sowieso nur bei den anderen auf Wir werden also zun chst versuchen mit jedem einzelnen SIPROTEC 4 Ger t im Netz Kontakt aufzunehmen Sollte es unserer ersten Annahme entgegen doch an der einen oder anderen Stelle hapern sehen wir uns die entsprechende Komponente eben ein wenig genauer an Die Kommunikationsf higkeit testen Nachdem Sie alle Parameter eingestellt und die Werte in die Ger te bertragen haben m ssten diese ber ihre IP Adresse im Netz erreich bar sein Genau das wollen wir nun berpr fen Jedes EN100 Modul leistet sich den Luxus einer eigenen Homepage Diese dient vor allem der Diagnose w hrend der Inbetriebsetzung oder in F llen wenn es w hrend des Betriebs nicht so klappt wie es eigent lich klappen sollte Wir verwenden diese Homepage nun als erste M g lichkeit um festzustellen ob wir berhaupt Kontakt mit einem Ger t aufnehmen k nnen Um die Modulhomepage aufzur
16. Bild links zeigt dass die beiden Adapter der Netzwerkkarte an je einem Switch angeschlossen sind Auch die beiden Switches sind miteinander verbunden Was f r den Adapter Fault Tolerance Modus gilt ist auch hier g ltig Zus tzlich ist nun aber auch der Ausfall eines kompletten Switches redundant abgesichert Die Netzwerkkarte schaltet in einem solchen Fehlerfall selbstt tig auf den jeweils anderen Adapter um 36 Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS siemens Tusslacohm Beispielkonfiguration 5 Wir wollen in diesem Buch nat rlich keine Luftnummern abliefern son dern handfeste nachvollziehbare Fakten Deshalb soll eine einfache aber durchaus praxisgerechte Konfiguration die Basis f r unsere weite ren Erl uterungen sein In unserem Beispiel haben wir versucht die bisher gezeigten Technolo gien und Komponenten zu einem sinnvollen Ganzen zu verbinden Die ses Beispiel kann deshalb auch mit einigen Erweiterungen hier und da den Grundstock f r Ihre eigene erste Netzwerkstruktur bilden Topologie Betrachten wir zun chst die Topologie unseres Beispiels Ein Bild dazu finden Sie auf der n chsten Seite Im linken Bereich sehen Sie f nf Schutzger te f r die 30 KV Ebene Diese sind sternf rmig an einen Switch angeschlossen Da die Ger te nicht weit voneinander entfernt stehen sollen reichen Kabel von maximal 20 Metern L nge f r die Ver bindung zwischen Ger t und Switch Das
17. Dateien und damit als bearbeitba rer Text gespeichert Ein schlichter Texteditor reicht zur Nachbearbei tung also v llig aus mit dem Sie dann beispielsweise die IP Adresse ndern brigens lassen sich die Konfigurationsdateien auch per Batch Datei aus und wieder einlesen rationellem Arbeiten steht also nichts mehr im Wege Die Konfiguration muss aus dem Switch ausgelesen werden Dazu ben tigen Sie wieder eine aktive Hyperterminal Verbindung zu diesem Im Befehlsbereich geben Sie xmodem send config csv ein und w hlen dann Transfer gt Receive File was zur Anzeige eines Dialogs f hrt Auch f r das Empfangen von Informationen verwenden wir das Protokoll 1Kxmodem Zielort und Name der Konfigurationsdatei legen Sie nach Belieben fest Klicken Sie auf Empfangen Die Daten werden aus dem Switch in den PC bertragen und dort gespeichert Um eine vorhandene Konfiguration in einen Switch zu laden gehen Sie prinzipiell genauso vor wie beim Update der Firmware Tippen Sie das Befehl modem receive config csv im Terminalfenster ein Danach ff nen Sie mit dem Befehl Datei senden den Sie im Men bertragung finden den Dialog Datei senden W hlen Sie erneut 1Kxmodem als Sendeprotokoll und geben Sie Namen und Pfad der Konfigurationsdatei an Nach einem Klick auf Senden bertr gt der PC die Daten in den Switch Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS 87 E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS SIEMENS USSIA COM Was Sie sons
18. SIPRO TEC 4 Ger t allpolig von der Versorgungsspannung trennen so viel Zeit muss sein L sen Sie auch alle sonstigen m glicherweise vorhandenen Verbindungen zum Ger t Nehmen Sie sich als Erstes die R ckseite des Ger tes zur Brust Drehen Sie mit dem Kreuzschlitz Schraubendreher alle Schrauben heraus mit welchen die eingebauten Kommunikationsmodule fixiert sind Mit dem Steckschl ssel drehen Sie die beiden Schraubbolzen der D Sub Buchse heraus Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS 91 E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS SIEMENS USSIA COM Was Sie sonst noch wissen sollten Operation beginnt Operation beendet Seelenanalyse 2 92 Schwenken Sie das Ger t um 180 Grad und entfernen Sie dann an der Frontseite die vier Schraubenabdeckungen Damit meinen wir die schmalen rechteckigen Plastikklappen am oberen und unteren Rand jeweils links und rechts L sen Sie anschlie end die Schlitzschrauben die sich unter diesen Abdeckungen befinden Ziehen Sie nun die Frontabdeckung des Ger tes langsam ab und klap pen Sie diese vorsichtig zur Seite Allerdings bitte nicht zu weit denn Frontabdeckung und Leiterplatte im Geh use sind noch ber ein Flach bandkabel verbunden Den Steckverbinder dieses Flachbandkabels m ssen Sie von der Leiterplatte l sen Dazu klappen Sie die Verriege lungshebel leicht nach oben bzw nach unten bis der Steckverbinder herausgedr ckt wird Und wenn Sie schon gerade dabei sind dann
19. Schaltfl chen auf Mit diesen wechseln Sie schnell per Mausklick zwischen den Arbeits und Aufgabenbereichen Netzwerk und Verkn pfung Im Arbeitsbereich Netzwerk strukturieren Sie bei Bedarf das Kommuni kationsnetz der IEC 61850 Station indem Sie Subnetze hinzuf gen oder l schen Diesen Subnetzen ordnen Sie Teilnehmer zu die Sie vorher im DIGSI Manager f r die Station ausgew hlt haben Sie legen die Adres sierung sowie weitere Werte relevanter Eigenschaften der Teilnehmer fest Im Arbeitsbereich Verkn pfung definieren Sie welche Teilnehmer wel che Daten untereinander austauschen Dazu verkn pfen Sie Datenob jekte einzelner Teilnehmer Das hei t Sie verkn pfen Informationen zwischen einer Quelle und einem Ziel So genannte Anwendungen hel fen dabei Verkn pfungen zu strukturieren Eine Anwendung ist eine Gruppe von Verkn pfungen zu einem bestimmten Anwendungszweck zum Beispiel f r eine Verriegelung oder eine Messwertaufgabe Ein sch nes und leicht verst ndliches Beispiel daf r finden Sie in unserem Handbuch Ethernet und IEC 61850 Start Up Deshalb wollen wir uns an dieser Stelle nicht weiter damit auseinandersetzen Vielmehr m ssen wir uns um die speziellen Einstellungen f r das Netzwerk k mmern Woss Systemkonfigurator Beispiel IEC 61850 Station 1 IEC61850 Station Hat Station Bearbeiten Einf gen Ansicht Hilfe Netzwerk 7 Verkn pfung TE ee Subnetze Ei
20. Sie erhalten als Antwort die gew nschte Datei zur ck Voraussetzung ist nat rlich dass der betreffende Switch und der PC grunds tzlich ber das Netz kommunizieren k nnen Das Laden der Konfigurationsdatei in den Switch funktioniert nach dem selben Muster tftp 172 16 0 1 put c Config Switch_1 csv config csv Um das Auslesen zu rationalisieren packen wir nun alle get Befehle in eine Batch Datei namens get bat Diese sieht dann f r die 5 Switches unserer Beispieltopologie so aus Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS siemens russla com Was Sie sonst noch wissen sollten rem Auslesen aller csv Dateien tftp 172 16 0 1 get config csv C Config Switch_1 csv tftp 172 16 0 2 get config csv C Config Switch_2 csv tftp 172 16 0 3 get config csv C Config Switch_3 csv tftp 172 16 0 4 get config csv C Config Switch_4 csv tftp 172 16 0 5 get config csv C Config Switch_5 csv gt get txt pause rem ende Analog dazu pr sentiert sich die Datei put bat zum Laden der Konfigu rationen folgenderma en rem Laden aller csv Dateien tftp 172 16 0 1 put C Config Switch_1 csv config csv tftp 172 16 0 2 put C Config Switch_2 csv config csv tftp 172 16 0 3 put C Config Switch_3 csv config csv tftp 172 16 0 4 put C Config Switch_4 csv config csv tftp 172 16 0 5 put C Config Switch_5 csv config csv gt put txt pause rem ende Neue Firmware in den Switch laden Gehen wir vom Ide
21. aus um i d a 1 s jun 2 Basiserweiterung Switches und Netzwerkadapter am PC sind doppelt vorhanden Bei dieser Struktur verdoppeln wir die Anzahl der Switches Jedes Ger t wird mit je zwei Switches verbunden Das setzt nat rlich voraus dass die angeschlossenen Ger te mit redundanten Schnittstellen ausgestattet werden k nnen In Kapitel 4 werden Sie erfahren dass das mit dem EN100 Kommunikationsmodul f r SIPROTEC 4 Ger te problemlos funk tioniert sowohl bei einer elektrischen als auch einer optischen L sung Denn diese Module besitzen zwei Schnittstellen ber die parallel zwei Leitungen angeschlossen werden k nnen Aktiv dagegen ist stets nur eine der beiden Schnittstellen 9 SIEMENS siemens russla com Die geeignete Topologie w hlen Auf in den Ring 10 Der zweite Kommunikationskanal dient immer als Reserve und wird vom Modul bei Bedarf automatisch aktiviert So f hrt auch der Ausfall eines Switches nicht zu einer Verbindungsunterbrechung zum PC In einem solchen Fall wechseln alle Ger te die aktiv ber den ausgefallenen Switch eine Verbindung aufgebaut hatten auf ihre zweite Verbindung die an einem anderen Switch angeschlossen ist Der PC hat nun auch zwei Eing nge abbekommen und gewinnt dadurch an Sicherheit M glich wird das durch eine teamingf hige Netzwerkkarte mit zwei Eing ngen siehe auch Kapitel 4 Der PC selbst ist noch nicht redundant ausgef hrt eine solche L sung pr sentiere
22. bin ich 007 Telegramm zustellung 74 Gl ckliche Besitzer von Ger ten mit gro em Display sehen die Informa tionen dieser Modulinformationsseite in voller Pracht so wie oben gezeigt Ger te mit kleinem Display stellen nur vier Zeilen gleichzeitig dar Um die weiteren Zeilen sehen zu k nnen m ssen Sie sich in diesem Fall der vertikalen Navigationstasten bedienen Das Bild oben zeigt die Modulinformationsseite f r ein EN100 Modul in optischer Ausf hrung Da die elektrische Variante des Moduls keine Switch Funktionalit t besitzt kommt dessen Anzeige mit weniger Zeilen aus Welche Informationen f r beide Varianten gleich sind welche nur der optischen Variante vorbehalten bleiben und vor allem wie Sie die Informationen interpretieren kl ren wir jetzt Die Zeilen 2 bis 5 informieren Sie bei beiden Modulvarianten quasi ber die Ranmenbedingungen Von oben nach unten sind das die MAC Adresse und die IP Adresse des Moduls danach die Netzmaske dicht gefolgt von der Gatewayadresse Jetzt lohnt es sich einen bersichts plan zu besitzen der die einzelnen Ger te in Verbindung mit ihren IP Adressen zeigt Damit l sst sich schnell berpr fen ob die urspr nglich festgelegten Adressen auch die richtigen Besitzer gefunden haben Die Zeile 6 berspringen wir vorerst und sehen uns zun chst die Infor mationen in Zeile 7 an Diese geben Auskunft ber den Zustand der Ver bindung zum Netzwerk Die Pr sentation dieser Infor
23. die Ger te mit aussagekr ftigen Namen versehen Auch innerhalb eines IEC 61850 Netzes ben tigt jeder Teilnehmer einen eindeutigen Namen Ein solcher Name darfjedoch maximal aus acht Buchstaben oder Zahlen bestehen Dabei sind keine Umlaute oder Leerzeichen erlaubt und das erste Zeichen muss zudem noch ein Buchstabe sein Da wir die wesent lich freiz gigere Handhabung bei der Vergabe eines Ger tenamens innerhalb des Projektes nicht einschr nken wollten gab es nur eine L sung Ein zus tzlicher Name musste her der so genannte IED Name E Eigenschaften SIPROTEC Ger t Allgemein MLFB Kommunikationsmodule Anlagenverwaltung Kommunikationsparameter r Allgemein VD Adresse 1035 Kanalschalter Kein Kanalschalter v Port Nummer 7 r Systemschnittstelle Ethernet IP Adresse 12 16 0 1 Manuell ndern chtung Die Freigabe der manuellen Konfiguration kann nur durch Import eines SCD Files aufgehoben werden Subnetzmaske Standardgateway i 0 D 0 UDP Port 8080 IED Name MDE3R380 Abbrechen Hite Der IED Name ist Teil der Kommunikationsparameter eines SIPROTEC 4 Ger tes und wird bei IEC 61850 als Ger tename verwendet Wie Sie im Bild oben sehen legen Sie diesen IED Namen im Eigen schaftendialog des jeweiligen Ger tes fest Wenn Sie keine besonderen Anspr che an die Namensgestaltung stellen m ssen Sie sich nicht wei ter darum k mmern Der DIGSI Man
24. die aktive Schnittstelle gest rt wird automatisch innerhalb weniger Millisekunden auf die bis dato passive umgeschaltet Mit diesem Feature das amtlich als Betriebsart Linie bezeichnet wird las sen sich in Verbindung mit externen Switches also leicht redundante Strukturen aufbauen Mit dem zweiten f hrt man besser Die physischen Schnittstellen des EN100 sind doppelt ausgef hrt Beide physischen Verbindungen werden ger teintern berwacht Bei einer Unterbrechung wird eine entsprechende Meldung generiert und im Betriebsmeldepuffer gespeichert Per Parametrierung rangieren Sie diese dann leicht beispielsweise auf Kontakte LED oder CFC Falls Sie sich f r EN100 Module in der optischen Variante entscheiden schlagen Sie gleich zwei Fliegen mit einer Klappe Denn diese Modulva riante hat zus tzlich einen Switch mit an Bord Sie k nnen die beiden Schnittstellen also alternativ dazu nutzen Signale weiterzuleiten Die Betriebsart Switch ist dann auch die Standardeinstellung beim optischen Modul Sie ndern diese nur wenn das Modul im Linienbetrieb eingesetzt werden soll Der integrierte Switch wird dann automatisch abge schaltet Nat rlich ist es auch optisch ein Leckerbissen Die physischen Schnittstellen des EN100 O sind gesch tzt 30 Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS siemens russla com Die Komponenten im berblick Enge Bande Die Switchfunktion arbeitet als Bi
25. direkt miteinander kommunizieren Meistens handelt es sich dabei um zeitkritische Nachrichten die ein Ger t einem anderen mitteilen muss Der Switch darf sich daher nicht als Bremsklotz erweisen sondern muss solche Telegramme bevorzugt behandeln Der Fachmann spricht auch von einer Priorisierung der GOOSE Tele gramme Wir ben tigen f r unsere Zwecke also unbedingt Switches die dieses Leistungsmerkmal besitzen Solche Switches haben je einen Bearbeitungspfad f r Telegramme mit normaler und f r solche mit hoher Priorit t Der Switch wertet bei einem eingehenden Telegramm dessen Priority Field aus und schiebt anhand der erkannten Priorit t die Daten in den einen oder den anderen Pfad M ssen sich dann die normalen Tele gramme schon mal hinten anstellen werden die privilegierten in ihrem Pfad m glichst sofort bearbeitet Spielarten F r alle die sich noch daf r interessieren wie ein Switch grunds tzlich einzelne Telegramme durch sich hindurch leitet beschreiben wir noch einige Spielarten die sich hinsichtlich ihrer Verz gerungszeit und der Fehlerkorrektur unterscheiden e Cut Through Kein neuer Haarschnitt sondern die schnellste aller Methoden wenn gleich auch die trivialste Der Switch wirft beim eingetroffenen Frame nur einen Blick auf die Ziel MAC Adresse und schickt den Frame ent sprechend weiter Von Fehlerpr fung also keine Spur daf r praktisch zeitlos e Store and Forward Die reinlichste aller Methoden ist zugleic
26. erwartet nun eine f rmliche Anmel dung Ihrerseits also ein Passwort Beim ersten Kontakt hei t dieses auch hier schlicht und einfach admin Sobald Sie das Passwort eingegeben und mit einen Druck auf Enter an den Switch abgeschickt haben zeigt das Terminalfenster ein Auswahl men an und es kann losgehen Das Auswahlmen enth lt nat rlich die gleichen Eintr ge wie dies bei der Kommunikation ber Ethernet mit einem Web Browser der Fall ist Und auch an den notwendigen Einstel lungen ndert sich nichts Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS SIEMENS USSIA COM Anschlie en und einschalten 1 1 Unter Strom Dar ber wie Sie die Berge aus Blech und Kunststoff gef llt mit tausen den Elektronikteilen miteinander verbinden k nnten wir mehrere B cher schreiben und beschr nken uns genau deswegen auf wenige Abs tze Zu vielseitig sind die M glichkeiten Ihrer speziellen Anlagen konfiguration der R umlichkeiten in denen die Hardware untergebracht wird und so weiter F hlen Sie sich unsicher vertrauen Sie gegebe nenfalls einem erfahrenen Netzwerker Damit Sie in jedem Fall mitreden k nnen geben wir Ihnen noch einige Tipps mit auf den Weg Wenn Sie Ger te ber einen fliegenden Testaufbau hinaus als dauer hafte Einrichtung miteinander verkabeln wollen sollten Sie unbedingt die EN 50173 ber cksichtigen Diese Norm definiert die strukturierte Netz werkverkabelung bi
27. hat Insofern werden Sie damit nur Chancen haben wenn Sie fast ausschlie lich Hardware von Siemens verwenden Und deshalb werden Sie nun wohl doch weiterlesen m ssen e RSTP Steuerung RSTP ist weltweit im Einsatz und wird von nahezu allen Switches mit Ringmanagement Funktionalit t unterst tzt ist in der Handhabung aber weitaus komplizierter Bei RSTP wird der Datenfluss ber die Vergabe von Priorit ten an die einzelnen Switches gelenkt Diese Aufgabe obliegt Ihnen und stellt sich mitunter als alles andere als tri vial heraus Da sich sie meisten von Ihnen aber dennoch f r dieses Verfahren entscheiden werden gibt es hier noch einige weitere Hin weise dazu Der wichtigste davon Im Handbuch zum Ethernetmodul EN100 erhalten Sie ganz ausf hrliche Informationen zu RSTP hinab bis in mathemati sche Untiefen Deshalb beschr nken wir uns hier auf eine Zusammen fassung der wesentlichen Merkmale die RSTP charakterisieren Beim Einsatz von RSTP m ssen Sie Priorit ten setzen und zwar f r jeden Switch Der Switch mit der h chsten Priorit t also dem niedrigsten Zahlenwert wird als Root Switch bezeichnet In der Regel wird dazu der Switch gew hlt an den der Stationsmaster angeschlossen ist Alle ande ren Switches werden als Designated Switches bezeichnet Wichtig f r den Normalbetrieb ist dass vom Root Switch ausgehend hin zu unserer logischen L cke m glichst zwei gleich lange Ketten entste hen Als logische L cke im Ring w
28. hierarchisch unterschiedliche Teilnehmer Bei dieser verti kalen Kommunikation bernimmt der Client die Rolle des Quizmasters und will alles M gliche wissen Die Server als Datenlieferanten haben dann hoffentlich immer die passenden Antworten Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS 15 E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS SIEMENS USSIA COM Ein wenig Netzwerktheorie Kreuz und quer Casting Show 16 Clients auf Stationsebene __t 00n RT APP IE JIE 1s IE Server auf Feldebene Server und Clients Peer to Peer Jeder bekommt alles Bei IEC 61850 ist beides m glich horizontal und vertikal und das auch noch gleichzeitig Betrachten Sie einfach kurz unsere Schema Abbil dung Die SIPROTEC Ger te auf Feldebene erfassen Daten und liefern diese Sie sind die Server Das Automatisierungssystem auf Stations ebene hier eine SICAM PAS will die Daten bekommt diese und verar beitet sie Das ist der Client von denen es brigens mehrere gegeben kann Aber es kommt noch besser Ein Client kann von allen Servern Daten anfordern umgekehrt kann ein Server allen Clients Daten zur Ver f gung stellen Und Viele Aufgaben werden direkt zwischen den Servern erledigt Sie verst ndigen sich horizontal ohne daf r den Client zu ben tigen Diese so genannte Querkommunikation wird bei IEC 61850 als GOOSE bezeichnet Generic Object Oriented Substation Event Daten bertragung Nachdem die Zust ndigkeiten der Teilnehmer gek
29. lassen Sie die Home pages aller EN100 Module durchsuchen Mehr zu diesen M glichkeiten erfahren Sie in Kapitel 13 Noch mehr Details erfahren mit der Modulhomepage Kommen wir doch noch einmal zur ck auf unsere Modulhomepage Wel che vielf ltigen Ausk nfte diese Ihnen geben kann erkennen Sie sobald Sie ein paar Klicks im Men am linken Rand spendieren Da ist zum Beispiel der Fehlerspeicher Dessen Inhalt bringen Sie mit einem Klick auf Error Buffer auf den Schirm Ist der Fehlerspeicher leer bleibt die Stimmung auch weiterhin positiv Ein weiterer wichtiger Speicher ist der Print Puffer dessen Inhalt Sie ber den gleichnamigen Link zu Tage bringen Die angezeigten Informa tionen zu deuten wird Ihnen allerdings schwer fallen Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS SIEMENS USSIA COM Funktionsf higkeit testen Vielmehr dienen diese unserer Hotline als Basis f r eine gezielte Fehler diagnose in F llen wo Sie selbst nicht mehr weiterkommen Ohne Unterleib Auszug aus dem Print Buffer Statistics Seite Was Ihnen bei der Inbetriebnahme hier und da weiterhelfen kann ist ein gezielter Blick in die so genannte Statistics Seite Diese ist ein Quer schnitt an Informationen ber die Daten bertragung inklusive der Swit ches Eine Tabelle am Ende dieses Abschnitts zeigt Ihnen s mtliche Informationen einschlie lich einiger Erl uterungen Einige Informationen verdienen
30. machen Sie das Gleiche bitte auch noch f r den Steckverbinder des zweiten Flachbandkabels das die Verbindung zur benachbarten Leiter platte herstellt Ziehen Sie jetzt die Leiterplatte aus dem Geh use und legen Sie diese auf die vorbereitete Unterlage das bisher installierte Kommunikations modul muss dabei nach unten zeigen Drehen Sie die beiden Befesti gungsschrauben des Kommunikationsmoduls komplett heraus Wenden Sie anschlie end die Leiterplatte und ziehen Sie das Modul nach oben ab Das neue Kommunikationsmodul setzen Sie mit leichtem Druck ein drehen die Leiterplatte und befestigen es mit den beiden Schrauben Nun schieben Sie die Leiterplatte wieder in das Geh use Orientieren Sie sich dabei an den vorhandenen Markierungen Verbinden Sie die Leiter platte mit den Steckverbindern Dabei achten Sie darauf dass die Ver riegelungshebel sicher einschnappen Der restliche Ablauf ist denkbar einfach e Frontabdeckung mit leichtem Druck aufsetzen e Schrauben eindrehen e Abdeckungen aufsetzen e auf der R ckseite Schrauben f r Kommunikationsmodule eindrehen Wenn Sie das was wir Ihnen soeben erl utert haben als kleinen Film sehen m chten haben wir einen Tipp f r Sie Auf der CD SIPROTEC 4 You Start Up finden Sie eine animierte Anleitung die Ihnen die grund s tzliche Vorgehensweise beim Austauschen von Kommunikationsmo dulen zeigt Eine ausf hrliche Beschreibung zum Herunterladen gibt es wieder unter www s
31. n chstniedrigere Priorit t ein Allerdings sollten Sie auch dabei versuchen diese Funktionalit t auf einen externen Switch zu verlagern e Um diein Kapitel 4 angesprochene maximale Anzahl von 30 Teilneh mern innerhalb eines Rings voll auszusch pfen muss die Max Age Time 40 Sekunden betragen Tut sie das nicht ist die Zahl der Ger te in einem Ring auf maximal 17 beschr nkt e Der Parameter Transmit Count muss auf den Wert 100 eingestellt werden Dieser Parameter gibt an wie viele Konfigurationsnachrich ten maximal nach einer Umkonfigurierung gesendet werden Der Wert des Parameters sollte immer gr er sein als die maximale Anzahl an Switches innerhalb eines Rings Die Werte aller weiteren Parameter belassen Sie bitte in der voreinge stellten Form Parameter f r Zeitsynchronisation einstellen Dass unsere Entwickler Jungs ihr seid echt prima DIGSI 4 grunds tz lich f r viele Verfahren zur Zeitsynchronisation fit gemacht haben durf ten Sie bereits erfahren Ebenso dass f r die Kommunikation ber Ethernet das Network Time Protocol NTP die einzig vern nftige Methode ist alle Teilnehmer auf P nktlichkeit zu trimmen Da DIGSI 4 die Auswahl f r eine bestimmte Art der Zeitsynchronisation Ihnen berl sst m ssen Sie der Software Ihre Entscheidung mitteilen und zwar getrennt f r jedes teilnehmende Ger t Dazu doppelklicken Sie in der Listenansicht der Ger tebearbeitung auf Zeitsynchronisation und schon pr sent
32. nnen Sie davon ausgehen dass der NTP Server seinen Einsatz verschlafen hat In einem solchen Fall m ssen Sie also mit den Diagnosewerkzeugen des jeweiligen NTP Servers nach der Ursache fahnden Haben alle berpr fungen ergeben dass die Teilnehmer an sich nicht die Ursache der fehlenden Verbindung sein k nnen nehmen Sie sich noch einmal die Verbindungsleitungen zur Brust Haben Sie bedacht dass Sie bei den elektrischen Verbindungen zwischen Schutzger t und Switch keine Crossover Kabel verwenden d rfen Sind mechanische Sch den an den Kabeln sichtbar Oder liefert ein Stecker m glicher weise nicht den n tigen Kontakt Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS 75 E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS SIEMENS USSIA COM Funktionsf higkeit testen Ged mpfte Stimmung Fernverbindung 76 Nehmen wir an dass in einem optischen Ring der Port eines Moduls den Zustand Down besitzt In diesem Fall lohnt ein Blick auf das benachbarte Ger t das mit diesem Port verbunden ist Zeigt sich auch hier der korre spondierende Port kr nklich dann liegt es nahe den Fehler bei der Ver bindungsleitung zu suchen berhaupt erhalten Sie f r die optischen Module auf der Modulinformati onsseite noch weitere Hinweise die Ihnen bei der Fehlersuche behilflich sein k nnen So finden Sie Informationen zur Empfangsleistung LRx und zur Sendeleistung LTx der einzelnen Ports in den Zeilen 12 Port 1 und 13 Port 2 Der Wert norm sig
33. werden Qualifiziertes Personal Inbetriebsetzung und Betrieb eines in diesem Handbuch beschriebenen Betriebsmittels Baugruppe Ger t d rfen nur von qualifiziertem Personal vorgenommen werden Qualifi ziertes Personal im Sinne der sicherheitstechnischen Hinweise dieses Handbuches sind Personen die die Berechtigung haben Ger te Systeme und Stromkreise gem den Standards der Sicherheitstechnik in Betrieb zu nehmen freizuschalten zu erden und zu kennzeichnen Bestimmungsgem er Gebrauch Das Betriebsmittel Ger t Baugruppe darf nur f r die im Katalog und der technischen Beschreibung vorgesehenen Einsatzf lle und nur in Verbindung mit von Siemens empfoh lenen bzw zugelassenen Fremdger ten und komponenten verwendet werden Der einwandfreie und sichere Betrieb des Produktes setzt sachgem en Transport sach gem e Lagerung Aufstellung und Montage sowie Bedienung und Instandhaltung voraus Beim Betrieb elektrischer Betriebsmittel stehen zwangsl ufig bestimmte Teile dieser Betriebsmittel unter gef hrlicher Spannung Es k nnen deshalb schwere K rperverletzung oder Sachsch den auftreten wenn nicht fachgerecht gehandelt wird e Vor Anschlu irgendwelcher Verbindungen ist das Betriebsmittel am Schutzleiteran schlu zu erden e Gef hrliche Spannungen k nnen in allen mit der Spannungsversorgung verbundenen Schaltungsteilen anstehen e Auch nach Abtrennen der Versorgungsspannung k nnen gef hrliche Spa
34. 0 C361 A4 SIEMENS siemens russla com Was Sie sonst noch wissen sollten Ein Skript definiert was NetCat genau zu tun hat Den Inhalt dieses Skripts gibt es gleich im Anschluss Und schlie lich muss NetCat noch wissen wohin mit den gewonnen Erkenntnissen In unserem Fall ist das die Datei Data dat Da wir Informationen aus zwei unterschiedlichen Quellen wollen n mlich aus fecst und printf ben tigen wir auch zwei Skripte f r NetCat Skript 1 zur Beschaffung der Statistics lautet GET fecst HTTP 1 1 Leerzeile Skript 2 zur Beschaffung von printf lautet GET printf HTTP 1 1 Leerzeile Bitte beachten Sie dass unmittelbar nach dem Befehl GET genau eine Leerzeile folgen muss ansonsten funktionieren die Skripte nicht F rjedes Ger t muss NetCat zwei Mal aufgerufen werden Da kommtbei einer durchschnittlichen Netztopologie schon einiges zusammen Es bie tet sich also an alle Aufrufe in einer Batch Datei zusammenzufassen Diese soll cmd bat hei en und beispielsweise so aussehen REM echo Scanning 172 nc 172 16 10 1 80 nc 172 16 10 1 80 REM echo Scanning 172 nc 172 16 10 2 80 nc 172 16 10 2 80 REM echo Scanning 172 enc 172 16 10 3 80 enc 172 16 10 3 80 REM echo Scanning 172 nc 172 16 10 4 80 nc 172 16 10 4 80 REM echo Scanning 172 enc 172 16 10 5 80 enc 172 16 10 5 80 echo 16 10 1 lt printf nc gt data dat lt fecst nc gt gt data dat 16 10 2
35. 17 F1100 C361 A4 SIEMENS siemens russla com Switch und Zeit Server parametrieren Netzparameter f r Switch einstellen Bevor Sie einen Switch in den Netzwerkbetrieb integrieren m ssen Sie f r diesen in jedem Fall einige Netzparameter einstellen an erster Stelle die IP Adresse Sie finden diese und auch weitere verwandte Parameter im Bereich Administration und dort wiederum unter dem Men eintrag Configure IP Services IP Address Type Static Dynamic IP Address 192 168 0 2 Subnet 255 255 255 0 Gateway Management YLAN 1 Inactivity Timeout Disabled Telnet Sessions B Allowed E Web Server Users fe Allowed le TFTP Server Enabled v ModBus Address Disabled SSH Sessions Allowed 8 Apply Reload Die Netzwerkparameter finden Sie im Men IP Services Die IP Adresse f r den Switch tragen wir entsprechend unseres Topolo gieplanes ein den wir uns vorher erstellt haben In jedem Fall ist die Adresse vom Typ Static da wir keinen DHCP Server verwenden Die Netzmaske f r unser Klasse B Netz ist 255 255 0 0 Der Parameter SNMP Get Community sollte auf public stehen Damit erm glichen Sie die berwachung des Switches per SNMP Das kann zum einen durch spezielle Softwaretools erfolgen zum anderen sind auch beispielsweise in SICAM PAS Funktionen implementiert die eine Diagnose per SNMP m glich machen Nach einem Klick auf Apply bernimmt der Switch die neuen Einstellun gen Danach k nnen Sie gut
36. 380KV 75J63 380KV 75 J64 380KV BBK Ring Ring Ring Ring Ring Die Ger te auf 380 KV Ebene 42 Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS siemens russia com Projekt anlegen und strukturieren Plan B Eine leicht ver nderte Vorgehensweise ist dann angesagt wenn Sie ein vorhandenes Ger t aufger stet diesem also neue Firmware plus Kom munikationsmodul spendiert haben M chten Sie ein solches Ger tin ein neues Projekt integrieren stellen Sie bitte immer die MLFB Nummer ein die auf Ihrem Ger t aufgedruckt ist Das hei t Sie w hlen zun chst den Kennbuchstaben f r die urspr ngliche System Schnittstelle Hat DIGSI 4 das Ger t in das Projekt eingef gt ffnen Sie den Eigenschaftendialog des Ger tesymbols und w hlen in der Registerkarte Kommunikations module als Schnittstelle das Modul EN100 Allgemein MLFB Kommunikationsmodule Anlagenverwaltung Kommunikationsparameter 11 Port B weitere Protokolle s Zusatz L 12 Port C Port D Siehe Zusatzangabe M M Zus tzliche Angaben 1 PortB Protokolle v 2 PotB v Profibus DP Slave RS485 Profibus DP Slave 820nm Doppelt ST St DNP3 0 RS485 DNP3 0 820nm fiber ST Stecker IEC 61850 elektrisch mit EN100 OK Abbrechen Hilfe Nachtr glicher Eingriff DIGSI 4 muss unbedingt Bescheid wissen Ist das Ger t bereits Bestandteil eines Projekts k nnen
37. Auslastung CPU Anzahl aller Datenpakete die der Port gesen det hat Anzahl aller Datenpakete die der Port emp fangen hat Anzahl aller empfangenen Datenpakete bei der die Source Adresse nicht mit der eigenen Adresse bereinstimmt Anzahl aller empfangenen Datenpakete bei der die Destination Adresse nicht mit der eigenen Adresse bereinstimmt Anzahl der Datenpakete mit CRC Fehler Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS siemens russla com Funktionsf higkeit testen Name Soll Beschreibung FilterLenErrCnt Anzahl der Datenpakete die zu lang oder zu Chan1 2 0 kurz sind Die zul ssige L nge betr gt 64 Byte bis 1513 Byte FilterSymErrCnt Anzahl der empfangen Symbolfehler l Chan1 2 0 ung ltige 4b5b Werte auf der Leitung Diese berwachung liegt im Phy overflowExtCnt 0 F r diesen Wert gibt es im FPGA keinen Chan1 2 Z hler overflowlntCnt 0 F r diesen Wert gibt es im FPGA keinen Chan1 2 Z hler overflowlntTraCnt 0 F r diesen Wert gibt es im FPGA keinen Z hler Pegel des opt Empf ngers in mV Sollte bei Ypikevelehanta on verbundenen Kabel nicht kleiner als 2300 sein EPLD Version Aktuelle Version des EPLDs Data Size Code Size NORMAL pool ENTRY pool GOOSE pool WEAK pool interne Speicherverwaltung Malloc Size interne Speicherverwaltung Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS 83 E50417 F1100 C361 A4 E M E NS s
38. Es ist serviert Zwei Fakten m chten wir an dieser Stelle nicht unerw hnt lassen 1 In Verbindung mit optischen EN100 Modulen lassen sich Ringe mit maximal 30 Ger ten aufbauen sofern Sie innerhalb eines Rings nur einen externen Switch verwenden Bei zwei externen Switches sinkt die Anzahl auf 27 Mit folgender Formel pr fen Sie leicht ob die Rech nung in Ihrem speziellen Fall aufgeht Anzahl SIPROTEC 4 Ger te 3 Anzahl ext Switches lt 34 2 Das EN100 Modul sollte m glichst nicht als Root Switch konfiguriert werden da sonst der gesamte Datenverkehr ab der logischen Trenn stelle ber dieses Modul laufen w rde Wir empfehlen Ihnen f r die sen Zweck immer einen externen Switch zu verwenden Das gilt auch f r den Ersatz Switch der im Notfall f r den Root Switch einspringen soll Zeitserver Alles ist eine Frage der Zeit genauer gesagt der richtigen Zeit Dass bei spielsweise Systemzeit und datum Ihres Rechners falsch eingestellt sind k nnen Sie leicht an unterschiedlichen Symptomen erkennen e Dem Datum nach sind Sie noch gar nicht geboren e Ihre eMails kommen beim Empf nger stets fr her an als Sie diese abgeschickt haben e Sie verlassen jeden Tag deutlich zu fr h Ihren Arbeitsplatz Reden wir oben von in der Regel meist unkritischen Ereignissen ist in praktisch allen Anlagenstrukturen eine korrekte Systemzeit unverzicht bar So m ssen sich alle SIPROTEC 4 Ger te wie nat rlich IEDs ande rer Herste
39. Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS Handbuch Ausgabe 16 09 2011 E50417 F1100 C361 A4 Inhaltsverzeichnis Was Sie erwartet Die geeignete Topologie w hlen Ein wenig Netzwerktheorie Die Komponenten im berblick Beispielkonfiguration Projekt anlegen und strukturieren SIPROTEC 4 Ger t parametrieren Netzwerk konfigurieren Einstellungen ins Schutzger t bertragen Switch und Zeit Server parametrieren Anschlie en und einschalten Funktionsf higkeit testen Was Sie sonst noch wissen sollten SIEMENS SIEMENS USSIA COM Hinweise zu Ihrer Sicherheit Dieses Handbuch stellt kein vollst ndiges Verzeichnis aller f r einen Betrieb des Betriebs mittels Baugruppe Ger t erforderlichen Sicherheitsma nahmen dar weil besondere Betriebsbedingungen weitere Ma nahmen erforderlich machen k nnen Es enth lt jedoch Hinweise die Sie zu Ihrer pers nlichen Sicherheit sowie zur Vermeidung von Sachsch den beachten m ssen Die Hinweise sind durch ein Warndreieck hervorgehoben und je nach Gef hrdungsgrad wie folgt dargestellt Warnung bedeutet dass Tod schwere K rperverletzung oder erheblicher Sachschaden eintreten k nnen wenn die entsprechenden Vorsichtsma nahmen nicht getroffen werden Vorsicht bedeutet dass eine leichte K rperverletzung oder ein Sachschaden eintreten k nnen wenn die entsprechenden Vorsichtsma nahmen nicht getroffen
40. F llen zeigt sie jedoch die Version und das Erzeugungsdatum der Softwareversion die sich aktuell auf dem Modul befindet Diese Information kann wichtig sein wenn Sie mit unserer Hotline korrespondieren Das ist nat rlich beileibe nicht alles wirklich tiefgehende Informationen erreichen Sie ber verschiedene Links die sich am linken Rand der Homepage zu einem Men gruppieren Mehr dazu im Abschnitt Noch mehr Details erfahren mit der Modulhomepage Nat rlich sind nicht nur die EN100 Module in den SIPROTEC 4 Ger ten via Browser erreichbar In der Regel bieten auch Zeitserver und Switches der gehobenen Preisklasse diese M glichkeit Bei RuggedCom Produk ten kann beispielsweise ab der Main Firmwareversion 1 6 mit Hilfe eines Browsers auf den Switch zugegriffen werden Sie geben dazu nur die IP Adresse des Switches ein und melden sich anschlie end am Switch an Es kann durchaus passieren dass ein Ger t nicht erreichbar ist und seine Modulhomepage daher im Verborgenen bleibt Das kann verschie dene Ursachen haben e Ein SIPROTEC 4 Ger t das ber eine Linienverbindung an einen externen Switch angeschlossen ist ist ausgeschaltet e Ein SIPROTEC 4 Ger t das in einen optischen Ring integriert ist ist ausgeschaltet e Eine Ringstruktur ist an mehreren Stellen aufgetrennt damit ist ein Teil der Ger te nicht mehr erreichbar Die Trennstellen k nnen aus geschaltete Ger te oder gel ste Verbindungen sein Prinzipiell kann auc
41. F1100 C361 A4 SIEMENS siemens russla com Netzwerk konfigurieren Alles paletti Nun ist eigentlich fast alles gesagt und getan zumindest was f r unsere Aufgabenstellung n tig ist Deshalb schlie en Sie jetzt den DIGSI Systemkonfigurator Ihre Eingaben werden automatisch auf Plausibilit t gepr ft und anschlie end gespeichert Da Sie Ver nderungen vorge nommen haben erhalten Sie noch einen Hinweis darauf dass die Para meters tze der einzelnen Stationsteilnehmer aktualisiert werden m ssen Das Aktualisieren der Parameters tze funktioniert brigens f r alle Ger te gemeinsam ffnen Sie dazu im DIGSI Manager den Eigen schaftendialog der IEC 61850 Station und w hlen Sie die Registerkarte Aktualisierung Klicken Sie einfach auf Alle Parameters tze aktuali sieren und die Dinge nehmen Ihren Lauf Zugereiste Noch einige Worte zur Vergabe der IP Adressen Bitte beachten Sie dass im DIGSI Systemkonfigurator nur IEC 61850 Teilnehmer eines DIGSI Projekts angezeigt und bei der Adressvergabe ber cksichtigt wer den Andere Teilnehmer des Netzwerks wie beispielsweise Switches Serial Hubs oder PCs ben tigen nat rlich ebenfalls g ltige IP Adressen Diese werden jedoch nicht im DIGSI Systemkonfigurator verwaltet Sie m ssen daher unbedingt darauf achten dass IP Adressen nicht doppelt vergeben werden Ein konsequentes Planen und Dokumentieren der Netzwerkstruktur ist das A und O um solche Fehler zu vermeiden 56 Ethernet amp
42. IBS PC aus das Ger t vollst ndig bedienen Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS siemens russiachh SIPROTEC 4 Ger t parametrieren Elektriker oder Optiker Viel Geswitscher Rat schlagen Mit dem elektrischen Ethernet Modul an Bord haben Sie ansonsten ein leichtes Spiel denn weitere Einstellungen gibt es daf r nicht Schlie lich kennt dieses Modul nur den Linienbetrieb und die Wahl einer speziellen Redundanzart ist daf r eben nicht vorgesehen Anders verh lt es sich da schon mit dem optischen Modul Verl sslichen Quellen zufolge siehe Kapitel 4 beherrscht dieses nicht nur den Linien betrieb sondern l sst sich auch als Switch f r einen Betrieb im Ring kon figurieren Die gew nschte Betriebsart w hlen Sie aus der gleichnamigen Auswahlliste In Verbindung mit der Einstellung Linie gibt es wie bereits beim elektrischen Modul nichts weiter zu tun f r Sie au er mit einem Klick auf OK dem Dialog Auf Wiedersehen zu sagen F r den Einsatz als Switch und damit dem Betrieb im Ring wird es n tig sich f r eine Redundanzart zu entscheiden RSTP und OSM hei en die beiden Kandidaten Ihre Wahl ist nat rlich abh ngig davon welcher Art der Ringsteuerung Sie bereits w hrend der Konzeptionsphase den Vor zug gegeben haben F r unsere Beispielkonfiguration war das RSTP F r diese Redundanzart sind noch eine Reihe weiterer Einstellungen m glich allerdings nur an wenig
43. IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS SIEMENS USSIA COM Einstellungen ins Schutzger t bertragen 9 Das Sch ne an DIGSI 4 ist ja dass Sie die gesamte Parametrierung durchf hren k nnen ohne ein SIPROTEC Ger t bei sich zu haben Sind alle Vorbereitungen abgeschlossen und an diesem Punkt sind wir nun fast angelangt bertragen Sie das Resultat Ihrer Arbeit per einfacher Kommunikationsverbindung in das Ger t Dabei gehen wir davon aus dass Sie ein aktuelles SIPROTEC 4 Ger t mit der Option IEC 61850 besitzen in das das EN100 Modul bereits im Ger t eingebaut und sozu sagen gebrauchsfertig installiert ist Ist das nicht der Fall m ssen Sie Ihr SIPROTEC 4 Ger t noch in einigen anderen Punkten auf seine neue Aufgabe als Netzwerker vorbereiten Was f r Sie dabei alles zu tun ist erfahren Sie in Kapitel 13 im Abschnitt Kommunikationsmodul im SIPROTEC 4 Ger t tauschen Hinweis am Rand Die bisher projektierten Einstellungen m ssen Sie nun nacheinander in Durch das Initialisieren die einzelnen Ger te bertragen Da wir diese in unserem Beispiel neu werden im Ger t die Netz im Projekt angelegt hatten m ssen wir sie zun chst initialisieren Das werkparameter auf g ltige m roje ang g SE A AA Werte gesetzt sodassdas lINitialisieren verleiht Ihrem SIPROTEC 4 Ger t eine eigene Identit t Ger t berhaupt ber das Nicht nur dass dabei der komplette Parametersatz in das Ger t bertra Netzw
44. Klick auf Apply die neuen Einstellungen zu Danach hei t es f r Sie einmal auf Back klik ken und mit dem n chsten Port fortfahren Sind Sie mit allen ben tigten Ports durch gelangen Sie mit einem weite ren Klick auf Back von der bersicht zur ck zum Untermen Dort klik ken Sie auf Configure Port Security Wie bereits bei den Portparametern zeigt Ihnen der Browser auch hier zun chst eine bersicht der aktuellen Einstellungen die Ihnen wieder als M glichkeit dient die Einstelldialoge f r die einzelnen Ports zu ffnen Das Bedienverfahren ist also identisch der Dialog hingegen sieht so aus Port 1 Security Off v Autolearn None Shutdown Time Don t shutdown Status Unsecure Ungewohnt Nur mit deaktivierter Port Security l uft es problemlos Sie m ssen lediglich den Parameter Security auf Off stellen das aber verbindlich und aus gutem Grund Eine aktivierte Portsecurity f hrt unweigerlich zu Konflikten mit RSTP Sobald Sie die Portsecurity f r alle Ports deaktiviert haben kehren Sie zum Hauptmen zur ck Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS 63 E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS siemens russia corm Switch und Zeit Server parametrieren RSTP Eigenschaften einstellen Auch bei den RSTP Eigenschaften gibt es solche die Sie portbezogen unterschiedlich einstellen k nnen und in den meisten F llen auch m s sen Aber wir betrachten den Switch nat rlich auch als Ganzes n mlich in seiner Fu
45. Repeater Hubs und einfache Switches sofern sie keine Management oder Monitoring Funktionen besitzen MAC Adressen k nnen nicht von Ihnen ver ndert werden zumindest nicht so ohne weiteres Offiziell haben Sie also nur einen lesenden Zugriff auf die MAC Adresse Denn diese wird einer Komponente von ihrem Hersteller zugewiesen Und auch dieser kann sich eine solche Adresse nicht beliebig aus den Fingern saugen sondern muss sich einen eigenen MAC Adressenraum gegen Bares erwerben Welche wichtige Rolle die MAC Adresse spielt werden Sie erfahren wenn wir uns im n chsten Kapitel ber die einzelnen Komponenten einer Netzwerkkom munikation unterhalten Die IP Adresse ist die Kennzeichnung eines Ger tes das an einer Kom munikation ber Ethernet teilnimmt Diese Kennzeichnung muss eben falls eindeutig sein Allerdings ist die Eindeutigkeit nicht so weit gefasst wie bei MAC Adressen Jede IP Adresse darf innerhalb eines Netzwerks nur ein einziges Mal vergeben werden Innerhalb zweier verschiedener Netzwerke die sogar miteinander verbunden sein k nnen sind gleiche IP Adressen durchaus erlaubt Der Zwang zur Eindeutigkeit innerhalb eines Netzwerkes gilt brigens f r alle Ger te die aktiv an der Kommunikation teilnehmen soll hei en in irgendeiner Form angesprochen werden m ssen und sei es nur zu Dia gnosezwecken Ansonsten k nnen schwer lokalisierbare Netzwerkfehler auftreten und wer braucht das schon F r die Eindeutigkei
46. S einzubinden Damit erreichen Sie dann vollst ndige Redundanz auch auf der Automatisie rungsebene Die ringf rmig verbundenen IEDs der 380KV Ebene binden wir ber zwei Switches des Typs RS 1600 redundant in den Hauptring ein Dieser Typ besitzt ausschlie lich optische Ports und ist deshalb an dieser Stelle pr destiniert Die Zeichen der Zeit gehen beispielsweise von einem Hopf GPS System 7001 aus Im 19 Rack dieses modularen Systems ist neben dem Netz teil und der LAN Karte Platz f r mehrere Zeit Server in Form einzelner Steckkarten Alternativ k nnte auch das Stationsleitsystem in unserem Fall eine SICAM PAS die Funktion des Zeit Servers bernehmen IP Adressen Betrachten wir die Anzahl der Schutzger te Switches und sonstiger Komponenten gen gen noch zwei H nde und zwei F e zum Z hlen Der Adressraum eines Klasse C Netzes mit seinen 254 adressierbaren Teilnehmern w rde also locker ausreichen jeden Mitstreiter eindeutig zu identifizieren und b te berdies noch hinreichend Spielraum f r Erweite rungen Dennoch haben wir uns f r das private Klasse B Netz 172 16 x x Netzmaske 255 255 0 0 entschieden Der Grund daf r ist einfach Durch den zus tzlichen dritten Dezimal block der beim Klasse B Netz zur Verf gung steht bieten sich erheblich mehr M glichkeiten f r eine strukturierte Adressierung So k nnen wir IP Adressen f r Schutzger te beispielsweise spannungsbezogen verge ben Auch einzelne Komponente
47. SSIA COM Beispielkonfiguration 2 9 172 16 1 3 2 172 16 10 4 172 16 10 5 32768 172 16 0 3 4096 N x S BET sS PDI NCES A N e no so zo Bis se og so er er eN E N N N gt N a os ona so 2 2 T T S es N N N Sa N N PX 2 nm DL 172 16 0 1 4096 DA a Tee 172 16 100 5 172 16 100 4 172 16 100 3 172 16 100 2 172 16 100 1 Eine M glichkeit von vielen Beispielkonfiguration mit elektrischer und optischer Verkabelung 38 Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS siemens russiacom Beispielkonfiguration Komponenten Als Switches empfehlen wir Produkte von RuggedCom die wir auch f r unsere Beispielkonfiguration einsetzen Switch Nummer 1 f r die stern f rmige Verbindung ist ein RS 8000 T Dieser kommt mit sechs elektri schen und zwei LWL Anschl ssen daher Er bietet damit sogar noch einen elektrischen Reserveport f r eventuelle Erweiterungen und l sst sich ber seine beiden optischen Schnittstellen leicht in den Hauptring einbinden Vom selben Typ sind brigens auch die Switches 4 und 5 Von den sechs elektrischen Ports pro Switch werden allerdings nur jeweils einer genutzt um die teamingf hige Intel PRO 1000 MT ans Netz zu h ngen Hier bleibt Ihnen also noch gen gend Freiraum um beispielsweise einen zweiten Industrie PC mit installiertem SICAM PA
48. Seiten manuell speichern Aber es geht auch komfortabler Mit einem hilfreichen Tool namens Curl und einer kleinen Batch Datei erledigen Sie diese Aufgabe in weitaus weniger Zeit Curl k nnen Sie sich als Freeware bequem und kostenlos ber das Internet besorgen Die Syntax f r den Aufruf von Curl ist alles andere als kompliziert curl o printf_1_380 html http 172 16 10 1 printf Im Beispiel holen Sie sich aus dem Ger t mit der IP Adresse 172 16 10 1 die Printf Seite und speichern diese als printf_1_380 html ab Hier die Batch Datei f r alle Ger te in unserer Beispieltopologie rem Auslesen aller printf und fecst Seiten curl o printf_1_380 html http 172 16 10 1 printf curl o fecst_1_380 html http 172 16 10 1 fecst curl o printf_2 380 html http 172 16 10 2 printf curl o fecst_2_380 html http 172 16 10 2 fecst curl o printf_3_380 html http 172 16 10 3 printf curl o fecst_3_380 html http 172 16 10 3 fecst curl o printf_4_380 html http 172 16 10 4 printf curl o fecst_4_380 html http 172 16 10 4 fecst curl o printf_5_380 html http 172 16 10 5 printf curl o fecst_5_380 html http 172 16 10 5 fecst curl o printf_1_30 html http 172 16 100 1 printf curl o fecst_1_30 html http 172 16 100 1 fecst curl o printf_2_30 html http 172 16 100 2 printf curl o fecst_2_30 html http 172 16 100 2 fecst Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS 93 E50417 F1100 C361 A4 E M E NS
49. Senden sollte genau dieses passieren Voraussetzung Es besteht nach wie vor eine Verbin dung zwischen PC und Switch Das erkennen Sie leicht an den Telefon Symbolen in der Symbolleiste Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS 89 E50417 F1100 C361 A4 E M E NS SIEMENS USSIA COM Was Sie sonst noch wissen sollten Seelenanalyse 1 90 ws itch einst H Termin Datei Bearbeiten Ansicht Anrufen bertragung Des s3 9 amp Enter help for list of commands gt xmodem receive boot bin Press Ctrl X to cancel Receiving data now CCCCCC_ Datei senden axi Ordner C Dokumente und Einstellungen Gerald Gutwin Dateiname C Firmware boot bin Protokol 1K Xmodem x Schlie en Abbrechen v verbunden 00 09 35 Auto Erkenn Autom Erkenn RF GROSS num Aufzeichnen Druckere Runderneuerung Per Hyperterminal aktualisieren Sie die Firmware des Switches Hat alles geklappt wiederholen Sie den Vorgang dieses Mal jedoch mit der Datei main bin Anschlie end trennen Sie die Verbindung und f h ren am Switch einen Reset durch Kommunikationsmodul im SIPROTEC 4 Ger t tauschen Falls Sie ihr bereits ber Jahre liebgewonnenes Ger t f r seine neue Aufgabe als Netzwerker vorbereiten m chten dann k nnen Sie schon Mal das Werkzeug bereit legen Denn es wird in jedem Fall n tig sein das gegenw rtig installierte Kommunikationsmodul gegen eines vom Typ EN100 aus
50. Sie dieses selbstverst ndlich an Ort und Stelle belassen und sich so die erneute Eingabe der individuellen Parametrierung sparen Allerdings m ssen Sie daf r sorgen dass das Ger t passend zur aktualisierten Firmware auch einen Basisparametersatz der Version 4 6 erh lt Ansonsten steht Ihnen die ben tigte Schnittstellenvariante erst gar nicht zur Auswahl Klicken Sie dazu mit der rechten Maustaste auf das Ger tesymbol Aus dem Kontextmen w hlen Sie Parametersatz aktualisieren Falls keine aktuelleren Parameters tze zum betreffenden Ger tetyp installiert sind erhalten Sie dazu eine Meldung Ansonsten wird der Dialog Parameter satz aktualisieren ge ffnet Im oberen Bereich wird Ihnen die Versions nummer des derzeitig verwendeten Parametersatzes angezeigt Mit Hilfe der Auswahlliste Neue Parametersatzversion w hlen Sie eine Versi onsnummer ab 4 6 und klicken danach auf OK Falls Sie die erw hnte Meldung mangels aktuellerem Parametersatz zu Gesicht bekommen haben schaffen Sie leicht Abhilfe indem Sie die DIGSI Programm CD einlegen und den fehlenden Parametersatz das hei t also die jeweiligen Ger tedaten nachinstallieren Die aktuellen Daten finden Sie brigens immer im Internet unter www siprotec de Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS 43 E50417 F1100 C361 A4 E M E NS siemens russla com Projekt anlegen und strukturieren Namenstag 44 Wie Sie in den Bildern unseres Projekts sehen k nnen haben wir
51. Wir haben uns f r eine Topologie entschieden und die IP Adressen der einzelnen Kommunikati onspartner festgelegt Das DIGSI 4 Projekt ist angelegt alle ben tigten Ger te sind eingef gt und ordnungsgem als Teilnehmer in einer IEC 61850 Station eingetragen Jetzt ist es an der Zeit Beziehungen zwischen den einzelnen Teilnehmern zu kn pfen diese also mit ihren g ltigen IP Adressen in ein Netzwerk einzubinden alles immer noch auf rein virtueller Ebene Der Zugang zu Informationen ber Kommunikationsverbindungen und Datenverkn pfungen zwischen den Teilnehmern ist das Stationsele ment Konsequent zur gesamten Bedienphilosophie von DIGSI 4 nach der wir ein Objekt Ger t Abzweigsteuerbild Logikbaustein Plan ff nen um die zugeh rigen Daten zu bearbeiten ffnen wir also auch hier die Station und starten damit den DIGSI Systemkonfigurator Mit die sem legen Sie die Netzwerkstruktur sowie die Kommunikationseigen schaften der Teilnehmer und Netze fest und verkn pfen Datenobjekte einzelner Teilnehmer Bevor Sie nun aber ungez gelt loslegen wollen wir Ihnen noch einige Hinweise mit auf den Weg geben Damit sich der DIGSI Systemkonfigu rator berhaupt starten l sst m ssen Sie jedes SIPROTEC 4 Ger t das als Teilnehmer eingetragen ist vorher wenigstens einmal ge ffnet haben Warum Ganz einfach Der DIGSI Systemkonfigurator bezieht seine Informationen ber die einzelnen Teilnehmer aus den jeweiligen Ger tebeschreibu
52. abgebaut Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS siemens Tusslacohm Switch und Zeit Server parametrieren 1 0 Wenn es um das Einstellen von Switches und Zeit Server geht m ssen wir Sie im Gro en und Ganzen auf die jeweiligen Handb cher zu diesen Komponenten verweisen Zum einen sind viele Einstellungen und auch der Weg zu diesen sehr typspezifisch und Sie sind schlie lich nicht gebunden an die Empfehlungen die wir in diesem Buch geben Zum anderen sind eine Reihe von Parametern v llig unabh ngig von der Art der Netzwerktopologie deren Einstellung wird eher bestimmt durch Ihre pers nliche Anlagenphilosophie Das betrifft insbesondere den Zeit Server F r die korrekte Funktions weise unserer Beispielkonfiguration ist zun chst vor allem dessen rich tige IP Adresse wichtig genau wie bei allen anderen Teilnehmern auch Alle weiteren M glichkeiten f r hilfreiche oder eher exotische Einstellun gen die Ihr Zeit Server zul sst studieren Sie bitte in dessen Bedie nungsanleitung Der Rest dieses Kapitels ist denn also dem Parametrieren der verwendeten Switches gewidmet im Speziellen sol chen der Firma RuggedCom Egal ob Sie nun irgendwelche Einstellungen ndern oder neue Firmware in den Switch laden m chten Sie ben tigen dazu eine Kommunikations verbindung zwischen Switch und PC Hier bietet sich ganz nahe liegend eine Ethernetverbindung an Alternativ bedienen Sie sich einer eh
53. ager legt n mlich automatisch einen eindeutigen Namen fest Dieser besteht aus dem Pr fix IED_ und einer vierstelligen fortlaufenden Zahl Wir empfehlen Ihnen jedoch sich die Zeit zu nehmen sinnvolle Namen zu vergeben die Ihnen im weiteren Verlauf zur eindeutigen Identifizie rung der Teilnehmer dienen k nnen Die IED Namen werden nicht nur im DIGSI Systemkonfigurator angezeigt den Sie in K rze kennen lernen werden sondern sind bei IEC 61850 auch Bestandteil des Telegramm verkehrs Haben Sie vor diesen mit Diagnosetools zu berwachen sind leicht zuordenbare Namen ein nicht zu untersch tzender Vorteil F r unsere Beispielkonfiguration basteln wir Namen die Auskunft geben ber den Ger tetyp die Topologie Ring oder Stern und die Spannungs ebene MD63R380 sagt uns daher dass es sich um ein Ger t des Typs 6MD63 handelt das auf 380 KV Ebene in einen Ring eingebunden ist Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS siemens russiachh Projekt anlegen und strukturieren Hinweis am Rande Sie k nnen grunds tzlich beliebig viele Zeit Server in ein Projekt einf gen Von DIGSI 4 unterst tzt wird zurzeit jedoch nur ein Zeit Server je Station Sind mehrere Server pro jektiert so wird immer der mit der niedrigsten IP Adresse angesprochen Die IP Adresse wird dem Zeit Server erst sp ter w hrend der Netzwerk konfiguration mit dem DIGSI Systemkonfigura tor zugeteilt St
54. alen Kommuni kation zwischen den einzelnen Teilnehmern Hier werden Multicasttele gramme verwendet um zyklisch den Zustand von Informationen zu bertragen Bei einer spontanen nderung wird der neue Status der Information sofort an alle Teilnehmer bertragen Die bertragung wird dann im Millisekundenabstand wiederholt Alle Daten die ber das Ethernet bertragen werden sind in einen so genannten Frame verpackt Die Daten werden also geb ndelt mit weite ren Informationen auf den Weg geschickt Ein solcher Frame besteht aus einer Pr ambel der Ziel und der Absenderadresse dem Typ einer Pr f summe und nat rlich aus den eigentlichen Nutzdaten Ein kleines Bild chen macht es deutlicher Byte 8 46 1500 6 6 2 4 It s a frame Die Nutzdaten gehen immer in Begleitung auf die Reise Die Pr ambel kennzeichnet den Beginn eines Frames Die Empf nger k nnen so die einzelnen Frames voneinander unterscheiden Der Typ benennt das verwendete Protokoll in unserem Fall das IP Protokoll Anhand einer Pr fsumme CRC kann der Empf nger eventuelle ber tragungsfehler erkennen Teil des Frames sind auch die Quell und nat rlich die Zieladresse der Daten Dazu mehr im n chsten Abschnitt Identifikation Solange Frames innerhalb des eigenen Netzwerks verschickt werden adressiert der Versender die Pakete mit der MAC Adresse des Empf n gers Sobald jedoch ein Teilnehmer eines anderen Netzwerks angespro chen werden soll erfo
55. alfall aus dann haben Sie sich soeben mit fabrik neuen Switches eingedeckt ausgestattet nat rlich mit der aktuellsten Firmware Oft vergehen aber doch einige Tage oder gar Wochen bis die neu erworbenen Switches zum Zuge kommen W hrend diese nun im Regal liegend auf ihren Einsatz warten kann es durchaus vorkommen dass dem Hersteller noch einige Ideen zur Verbesserung der einen oder anderen Funktion in den Sinn kommt F r Sie hei t das sich zun chst einmal zu informieren ob es bereits eine aktuellere Firmware als die im Switch geladene gibt Und das gilt nat rlich erst recht f r Switches die Sie schon l ngere Zeit in Betrieb haben F r die von uns empfohlenen Switches RS 8000 T und RS 1600 finden Sie m gliche Firmwareupdates unter www ruggedcom com Ein kompletter Patch besteht dabei aus zwei Dateien boot bin und main bin Sch n der Reihe Grunds tzlich gilt f r ein Update der Firmware Erst die Datei boot bin in nach den Switch laden danach die Datei main bin Deshalb tippen Sie als erstes das Befehl xmodem receive boot bin im Anzeigebereich des Terminalfensters ein Danach ffnen Sie mit dem Befehl Datei senden den Sie im Men bertragung finden den Dialog Datei senden Aus der Liste der verf gbaren Sendeprotokolle w hlen Sie 1Kxmodem Im Texteingabefeld dar ber tragen Sie entweder direkt den Namen boot bin einschlie lich des gesamten Pfades ein oder w hlen die Datei ber den Durchsuchen Dialog Mit einem Klick auf
56. amals stand vor allem das Druckersharing durch mehrere Benutzer im Vordergrund Heute ist Ethernet mit einem Verbreitungsgrad von mehr als 90 der g ngigste Verbindungstyp zwi schen Rechnern und deren Peripherie in einem lokalen Netzwerk und damit das Mainstream Kommunikationsmedium unserer Zeit Grund genug sich auch in Hinsicht auf IEC 61850 auf diese bertra gungstechnologie zu fokussieren zumal bereits auf eine kosteng nstige Produktpalette und oft auch auf eine vorhandene Infrastruktur zur ckge griffen werden kann Dass Ethernet zugleich in hohem Ma e r ckw rts und vorw rtskompatibel ist macht es besonders in Hinsicht auf bisherige und zuk nftige Investitionen interessant So kann ein 10 MBit Netzwerk ohne weiteres in ein heute g ngiges 100 MBit Netzwerk integriert wer den und dieses wiederum in das 1 GBit Netz von morgen Mit diesem Kapitel werden wir Ihnen einen Einblick in einige Themen geben die untrennbar mit Ethernet verbunden sind und die Ihnen als Basis f r das Verst ndnis der weiteren Kapitel dienen werden Kommunikationsformen In der Regel werden Netzwerke durch die Rolle der einzelnen Teilneh mer klassifiziert Peer to Peer Netzwerke unterscheiden sich so von Cli ent Server Netzwerken Bei der Peer to Peer Variante kommunizieren Teilnehmer miteinander die sich hierarchisch auf einer Ebene befinden Deshalb spricht man auch von horizontaler Kommunikation Ein Client Server Netzwerk dage gen verbindet
57. and werden Nutz datentelegramme immer bertragen e Zustand Discarding D Dieser Zustand bedeutet dass Telegramme nicht weitergeleitet oder verworfen werden Im Normalbetrieb besitzt nur der Alternate Port diesen Zustand Zur ck zu Zeile 21 Sie erkennen die logische Trennstelle daran dass ein Port die Rolle R Alternate und den Zustand S Designated besitzt Wird also beispielsweise die Information R S1 A D R S2 R F angezeigt dann sind Sie f ndig geworden Port 1 dieses Ger tes ist die logische Trennung im Ring also der Alternate Port Der Zustand des Ports ndert sich wenn der Ring physisch aufgetrennt wird Die logische Trennstelle wird dann geschlossen Dazu nimmt der Port zun chst den Zustand Discarding an In diesem Zustand werden nur Verwaltungsinformationen versendet z B zur nderung der Rolle des Ports Sobald der Port den Zustand Forwarding erreicht und die Rolle Root angenommen hat ist die logische Umkonfigurierung des Net zes abgeschlossen Nun werden wieder Nutzdatentelegramme gesen det Sie k nnen und sollten dieses Verhalten auch testen Dazu m ssen Sie lediglich an einer Stelle des Rings die Verbindung auftrennen indem Sie an einem Modul das Netzwerkkabel abziehen Die Displayanzeige in Zeile 21 des Ger tes das als Alternate Bridge arbeitet sollte danach so aussehen R S1 R F R S2 R F Sie k nnen nach dem Alternate Port in einem Netz auch automatisiert suchen Per Batch Datei beziehungsweise Skript
58. ation hinzuf gen und Teilnehmer festlegen Zu einer ordentlichen Kommunikation nach IEC 61850 bedarf es einer so genannten IEC 61850 Station Dieses neue Element im DIGSI Manager repr sentiert eine Schaltanlage in welcher alle Ger te nach IEC 61850 ber Ethernet miteinander kommunizieren Welche Ger te das im Spe ziellen sind w hlen Sie wie Sie gleich noch detailliert erfahren werden bequem aus einer Liste aus und tragen diese als Teilnehmer in der IEC 61850 Station ein Die Teilnehmer sind dabei nicht auf SIPROTEC 4 Ger te beschr nkt DIGSI 4 erf llt nat rlich die Anforderungen der Norm und gibt Ihnen die M glichkeit IEC 61850 konforme Ger te anderer Funktionalit t und von anderen Herstellern in ein Projekt einzubinden Dazu importieren Sie die Ger tebeschreibung des jeweiligen Ger tes und f gen dieses anschlie Bend als Teilnehmer der Station hinzu auf die gleiche Weise wie auch bei SIPROTEC 4 Ger ten Das k nnen wir gleich einmal f r den ben tig ten NTP Server erledigen Die ben tigte Datei mit den ger tebeschreibenden Daten finden Sie auf der DIGSI Installations CD und zwar im Verzeichnis Utility IEC61850 ICD W hlen Sie im DIGSI Manager aus dem Kontextmen Neues Objekt einf gen Anderer IEC61850 Teilnehmer Daraufhin wird ein blicher Datei Dialog ge ffnet Ger t importieren Suchen in Fi e e EEN Dateiname spied Dateityp IEC61850 Ger tebeschreibung icd Abbrechen Hil
59. ben tigen Sie f r das erste Zwiegespr ch nur noch einen Web Browser und schon kann es los gehen In das Adressfeld des Browsers geben Sie die im Switch voreingestellte IP Adresse in der Form http 192 168 0 101 ein und best tigen diese mit der Enter Taste Der Switch meldet sich daraufhin im Browser mit einer ersten bersicht zum Stand der Dinge RuggedSwitch Operating System v1 6 4 Copyright c RuggedCom 2004 All rights reserved System Name Matrix Location Systemtestraum Contact Klauke 24657 Product RS1600F 24 0 MM MS Serial Number RS1600F 0704 0086 MAC Address 00 0A DC 02 5D C0 Login goahead WEBSERVER Hier kommt der Switch Richtig loslegen k nnen Sie aber erst nach einer erfolgreichen Anmel dung Dazu m ssen Sie den korrekten Benutzernamen und das aktuelle Passwort eingeben Der Eingabedialog f r die Benutzerdaten erscheint nach einem Klick auf Login Beim 1 Kontakt lautet beides admin Es ist aber sicherlich ratsam sp ter vor allem das Passwort in eine etwas weni ger leicht durchschaubare Variante zu ndern Jetzt noch ein Klick auf OK und der Switch gibt den Weg frei zum Hauptmen Administration Ethemet Ports Ethernet Statistics Spanning Tree Virtual LANs Port Security Classes of Serice Multicast Filtering MAC Address Tables Diagnostics Das Hauptmen ist der Einstieg in eine Vielzahl von Konfigurationsm glichkeiten Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E504
60. bersicht zu den einzelnen Informationen der Statistics Seite Die Sollwerte sind nur angegeben wenn sie statisch sind Name Soll RxFrames BD out of sequence 0 Miss Broadcast Multicast More than 0x5f0 Bytes Non Octett 0 CRC Error 0 Overrun 0 Truncated 0 TxFrames no transmit buffer 0 Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E50417 F1100 C361 A4 Beschreibung Z hler f r empfangene Telegramme die an Modulapplikationen und TCP IP Stack weitergeleitet werden Z hler f r Empfangspuffer berl ufe im Kommunikationsprozessor Der Wert muss immer Null sein Z hler f r empfangene Telegramme die nicht der MAC Adresse des Ger tes entsprechen Z hler f r empfangene Broadcasttelegramme Z hler f r empfangene Multicasttelegramme Z hler f r zu lange Telegramme 1520 Bytes die verworfen werden Z hler f r die Anzahl der Bits die nicht durch 8 teilbar sind Ist dieser Wert ungleich Null dann k nnen Problem mit der bertragungsstrecke vorliegen Das kann auch der Fall beim physikalischen Unterbrechen einer Verbindung sein Z hler f r empfangene Telegramme mit fehlerhafter CRC Pr fung Hinweis auf Probleme mit der bertragungsstrecke Z hler f r Empf nger berlauf Deutet auf Performanceprobleme des Ethernet Controllers hin MAC interner Z hler Z hler f r gek rzte Empfangstelegramme gr er 2 kB Z hler der gesendeten Telegramme Inkrementieren kann nur b
61. ch Ihrer Armbanduhr zu stellen Internetbasierte Zeit Teilnehmer kann also nur informationen liegen vollkommen au erhalb Ihrer Kontrolle Sie k nnen davon ausgehen dass weder die Qualit t der gelieferten Information beurteilen noch die dauer an hafte Verf gbarkeit garantieren Auch Softwarel sungen sind nicht den ob diese jedoch uneingeschr nkt zu empfehlen zumindest Systeme die unter Windows grunds tzlich korrekt ist laufen sind nicht in der Lage dauerhaft korrekte Ergebnisse millisekun kann kein Teilnehmer dengenau zu liefern beurteilen Unser Res mee F r wen die genaue und stabile Zeit in einem Netzwerk eine wichtige Rolle f r den sicheren und reibungslosen Ablauf spielt f r den gibt es keine Alternative zu einem eigenen Zeitserver Protokollf hrer Ein Zeitserver allein nutzt jedoch noch nichts Erst in Verbindung mit dem Network Time Protocol kommt die Sache zum Laufen NTP basiert auf dem Client Server Prinzip und hat im Wesentlichen zwei grundlegende Aufgaben 1 NTP muss das Verteilen der Zeitinformation eines oder auch mehre rer Zeitserver an die vorhandenen Clients koordinieren sodass alle Uhren im Netzwerk immer bez glich einer Referenzuhrzeit berein stimmen 2 NTP muss die Uhren Frequenzen von Server und Clients synchroni sieren damit diese stets gleichm ig ticken Um das Prinzip des NTP Protokolls verst ndlich zu machen reduzieren wir es einfach wieder auf seine grundlegende Wirkungsweise Der Cl
62. ch die Zeit nehmen diese vor dem Ein satz zu pr fen Besonders sinnvoll ist das bei Kabeln die nicht fabrikneu sind oder bei selbst konfektionierten Leitungen Einen Drahtbruch oder simple Verdrahtungsfehler erkennen bereits einfache Pr fger te die es im Vergleich zu einem SIPROTEC 4 Ger t f r sehr sehr wenig Geld zu kaufen gibt Aber es muss nicht unbedingt eine unterbrochene Verbin dung sein die zu einer schlechten Daten bertragung f hrt Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS SIEMENS USSIA COM Anschlie en und einschalten Zu lang gew hlte Kabel unsauber verlegt oder sonstigen St reinfl ssen ausgesetzt k nnen ebenfalls die Ursache sein Besonders bei fest ver legten Leitungen empfiehlt sich ein Check durch den Profi Dieser nimmt Frequenzgang D mpfung und bersprechen unter die Lupe und sorgt im Notfall f r Abhilfe Pl ne und Listen Unser Tipp Ein topologischer Verdrahtungsplan und korrespondierende Bezeichnungen auf Kabeln mit Filzschreiber und an den Ports mit Auf klebern erleichtert eine sp tere Fehlersuche erheblich Zus tzlich schafft eine Liste mit einigen wesentlichen Kenndaten der Teilnehmer Klarheit auch f r Kollegen und vor allem auch noch nach l ngerer Zeit Ger tetyp MLFB Nummer Seriennummer Firmwareversion von Ger t und Modul IP Adresse Netzmaske Adresse des Standardgateways MAC Adresse und IED Name unter IEC 61850 sind die Mindestdat
63. e gezeigte Ringstruktur an einer Stelle aufgetrennt so wird daraus eine Linie Die Kommunikation funktioniert dabei noch nahezu unterbre chungsfrei weiter Ein zweiter Fehler auf der Leitung oder in einem der Teilnehmer l sst sich aber in der Regel nicht mehr auffangen Da in der gezeigten Konfiguration zwei Switches verwendet werden reduziert sich die maximal m gliche Anzahl von SIPROTEC 4 Ger ten im Ring auf 27 Warum das so ist und wie Sie zul ssige Anzahl von Ger ten berechnen k nnen erfahren Sie in Kapitel 4 G ngige Konfigurationen Zum Abschluss dieses Kapitels zeigen wir Ihnen noch drei g ngige Kon figurationen In der ersten Abbildung sehen Sie die wohl am h ufigsten vorkommende Topologie un Al a a pe a Fast a 61 ai Fe aae an Fi 5 g u x a gt ee ai ai ai Beliebte Kombination aus einem Ring und mehreren Sternen Mehrere Ger te sind sternf rmig an Switches angeschlossen die ber einen Ring miteinander verbunden sind Dieser ist in der Regel optisch ausgef hrt w hrend Kupferleitungen die elektrische Verbindung zwi schen Switches und Ger ten schaffen Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS siemens russia com Die geeignete Topologie w hlen Konfiguration 2 Konfiguration 3 Wer sich f r dieses Konzept entscheidet darf keinen gro en Wert auf Redundanz legen erh lt aber auf der anderen Seite eine kostenvertr g liche L sung
64. ei vielen Kollisionen oder Retransmissions auftreten 81 SIEMENS siemens russiachh Funktionsf higkeit testen Name FNS queue overflow Frames Loss TxDef TxHB TxLC TXRL TXRC TxUN TxCSL MaxTxBD nGooseHit nGooseMiss Relative time Module CPU load txPacketChan1 2 rxPacketChan1 2 FilterSreChan1 2 FilterDstChan1 2 FilterCRCErrCnt Chan1 2 82 Soll Beschreibung Z hlt nicht ausgewertete Broadcasttelegramme weil der Prozessor berlastet ist Wird i d R durch kreisende Telegramme ausgel st Anzahl der verworfenen Empfangstelegramme wenn mehr als 1000 solcher Telegramme pro Sekunde aufgetreten Kann nur bei kreisenden Telegrammen auftreten Z hlt die Defers beim Senden von Frames L uft der Z hler hoch deutet das auf eingestellten Halbduplexbetrieb hin Heartbeat Z hler Late Collision Z hler Z hlt berschreitungen des Retransmission Limits z hlt Retransmissions Hinweis auf Kollisionen z hlt Buffer underrun z hlt Carrier sense lost Maximaler F llstand des Sendepuffers z hlt die empfangenen GOOSE Telegramme Z hlt die GOOSE Telegramme die den Multi castfilter passiert haben aber f r das Ger t nicht plausibel sind z B durch fehlerhafte GOOSE Parametrierung Momentaner Stand des Relativzeitz hlers Ist ein jede Millisekunde inkrementierter 32 Bit Z hler Startet bei 120000 entspricht etwa 49 Tage danach Neustart bei 0
65. eige der anderen drei Informationen Die angezeigte MAC Adresse identifiziert eindeutig den Teilnehmer im Netz der eine identi sche IP Adresse besitzt Sie m ssen nun die IP Adresse eines der bei den Teilnehmer ndern und l sen damit hoffentlich das urspr ngliche Verbindungsproblem Eine weitere Ursache f r Verst ndigungsschwierigkeiten k nnen inkon sistente Parameter sein Auf gut Deutsch Der Parametersatz des Moduls will nicht so recht zu dem des Ger tes passen So etwas kann beispielsweise vorkommen wenn Module zwischen Ger ten getauscht die Ger te aber nicht neu initialisiert wurden Der Text Corrupt parame ters weist Sie auf einen solchen Umstand hin Allerdings nicht statisch wie bei der doppelten Adressenvergabe sondern im Wechsel mit den beiden Informationen zum NTP Server Zur Erinnerung Wir sind noch immer bei Zeile 6 und gehen jetzt einmal davon aus dass keine Meldungen zu fehlerhaften Verbindungen ange zeigt werden Dann sehen Sie an dieser Stelle zwischen Zeile 5 und Zeile 7 die IP Adresse des NTP Servers im zehnsek ndlichen Wechsel mit einer Zeitangabe NTP last sync 0033s Die angezeigte Zeit ist also ver gangenen seit der letzten Zeitsynchronisation Unmittelbar nach dem Anlauf des Ger tes bis zur ersten Synchronisie rung nach ca einer halben Minute ist im Ger t keine g ltige Uhrzeit ver f gbar Sollten Sie allerdings den maximal m glichen Wert von 999 Sekunden in der Anzeige zu Gesicht bekommen k
66. eispiel IEC 61850 Station 1 7 30 KV 7 78J64 30KV Stem oder per Mehrfachselek J SIClock Beispiel IEC 61850 7 Station 1 Zeitserver tion Dazu halten Sie die Umschalt oder Steuerta ste gedr ckt und selek tieren per Mausklick Abbrechen __ Hie zusamenh ngende IEC61850 Station Teilnehmer 5 Teilnehmer Namensbl cke bzw mehrere einzelne Namen Die ausgew hlten Namen bef rdern Sie nun mit einem Klick auf Hinzuf gen in die untere Liste Jetzt noch schnell auf OK geklickt und schon ist auch diese Arbeitsetappe geschafft bersichtlich Per Auswahlliste legen Sie die Teilnehmer einer IEC 61850 Station fest Nur net hudle Bitte versuchen Sie jetzt noch nicht die Station per Doppelklick zu ffnen es wird Ihnen noch nicht gelingen Damit das funktioniert m ssen alle teilnehmenden SIPROTEC 4 Ger te vorher einmal ge ffnet worden sein Mehr dazu in Kapitel 8 46 Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS siemens russia com SIPROTEC 4 Ger t parametrieren 1 Wie immer m chte DIGSI 4 gerne ber alles Bescheid wissen und ist dabei auf Ihre Unterst tzung angewiesen Im konkreten Fall ben tigt die Software Informationen zum Modus der Schnittstelle zur Redundanzart OSM oder RSTP und zur Art der Zeitsynchronisation Und schlie lich sind da noch Ihre eigenen spezifischen Parametereinstellungen m gli cherweise auch f r die Kommunikation zwischen de
67. el 5 festgelegt haben 64 Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS siemens russia com Switch und Zeit Server parametrieren Edge Port oder nicht Edge Port Alle Parameter richtig eingestellt Dann klicken Sie wieder auf Apply und wechseln zur ck zum Men Hier w hlen Sie dann Configure Port RSTP Parameters Da es nun wieder um portspezifische Einstellungen geht erhalten Sie zun chst eine bersicht der aktuellen Einstellungen Die RSTP Porteinstellungen pr sentieren sich wieder als Tabellenwerk 11 Enabled 128 _ Auto Auto False Auto 2 Enabled 128 Auto Auto False Auto 3 Enabled 128 Auto Auto True Auto 4 Enabled 128 Auto Auto True Auto 15 Enabled 128 Auto Auto False Auto L6 Enabled 128 Auto Auto False Auto 7 Enabled 128 Auto Auto True Auto L8 Enabled 128 _ Auto Auto True Auto 9 Enabled 128 Auto Auto True Auto 10 Enabled 128 Auto Auto True Auto 11 Enabled 128 Auto Auto True Auto 12 Enabled 128 Auto Auto True Auto 13 Enabled 128 Auto Auto True Auto 14 Enabled 128 Auto Auto True Auto 15 Enabled 128 Auto Auto True Auto 16 Enabled 128 Auto Auto True Auto Wie gewohnt klicken Sie in auf die Nummer des Ports dessen Einstel lungen Sie bearbeiten wollen und erhalten dann dazu einen Dialog Port R Enabled Disabled Enabled Priority 28
68. en Gewissens auf Back klicken um sich in der Men struktur wieder nach oben zu hangeln Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS 61 E50417 F1100 C361 A4 E M E NS siemens russla com Switch und Zeit Server parametrieren Port f r Port 62 Portparameter einstellen Sie k nnen jeden einzelnen Port eines Switches individuell konfigurie ren Allerdings hat das zumindest in unserem Fall wenig Sinn Vielmehr stellen wir die Parameter f r alle Ports identisch ein Und das geht so Im Hauptmen klicken Sie zuerst auf Ethernet Ports Daraufhin bekommen Sie ein Untermen zu Gesicht das unterschiedliche portspezifische Ein stellungen und Informationen zusammenfasst Administration Ethemet Ports Configure Port Parameters Configure Port Rate Limiting Configure Port Mirroring Configure Link Detection View Port Status Reset Por s Ethemet Statistics e Spanning Tree e Virtual LANs e Port Security e Classes of Service Die Portparameter sind ber ein Untermen zug nglich Uns interessieren dabei in erster Linie die Portparameter sowie die Port sicherheit Klicken Sie daher bitte im Untermen auf Configure Port Parameters Der Browser zeigt Ihnen nun eine bersicht der aktuellen Einstellungen f r alle Ports 1 Pot1 100TX_ Enabled On Auto Auto Off Off On 27 Por2 100TX Enabled On Auto Auto Off Off On 13 Port3 100TX Enabled On Auto Auto Off Off On 4 Pot4 100TX Enabled On Auto A
69. en Sie Shielded Twisted Pair kurz STP Bei diesem sind die Datenadern von einem Schirm umgeben der u ere St reinfl sse weitestgehend elimi niert Mit solchen STP Kabeln berbr cken Sie sicher bis zu zwanzig Meter Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS 67 E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS SIEMENS USSIA COM Anschlie en und einschalten Qualit tsware Es werde Licht Ozapft iis Drum pr fe wer sich ewig bindet 68 Bei der Auswahl sowohl von Patch Leitung als auch Verlegekabel sollten Sie auf die elektrische Qualit t achten Diese ist durch die Einteilung in verschiedene Kategorien definiert Aktueller Stand der Dinge und f r die meisten Anwendungen ausreichend ist CAT5 Wenn Sie bereit sind ein paar Euro mehr springen zu lassen dann entscheiden Sie sich f r CAT5e Mit dieser Kabelqualit t werden auch in einem Gigabit Ethernet Netzwerk Daten auf Strecken bis zu 100 Metern sicher transportiert Dagegen sind CAT6 oder derzeit auf den Markt kommende CAT7 Kabel die sogar 10 Gigabit Ethernet elektrisch bertragen k nnen f r unsere Anwendungszwecke berdimensioniert F r gr ere Distanzen und Datenmengen stehen berdies Lichtwellen leiter h her im Kurs Bis zu einer Verbindungsl nge von 2 km sind Multi modefaserkabel geeignet Entfernungen die dar ber hinaus gehen m ssen mit Singlemodefaserkabel berbr ckt werden Damit schaffen Sie dann aber auch bis zu 100 km ohne das Signal auff
70. en Stellen n tig Anders ausgedr ckt Von den voreingestellten Werten sollten Sie nur gezielt und auf unsere Empfehlungen abweichen Ein Klick auf Weitere gestattet Ihnen einen Blick auf die einzelnen Parameter und deren Einstellungen Weitere Parameter f r das optische ENT00 Modul einstellen m Parameter Hello Time s Ro 0000 8 Bridge Priority re x Bridge Identifier pse Max Age Time s e o Forward Delay s ao o y Priority 128 X Iransmit Count 100 Cost Style pen 4 0K Abbrechen i Nichts f r Experimentierfreudige Die vorgegebenen RSTP Einstellungen sollten gr tenteils beibehalten werden Folgende Ratschl ge sollten Sie beherzigen um eine korrekte Ringfunk tionalit t sicherzustellen e Stellen Sie den Parameter Hello Time auf 2 Sekunden ein Wird innerhalb dieser eingegebenen berwachungszeit 3 Mal hintereinan der kein Testtelegramm empfangen dann gilt die Verbindung als gest rt e In Kapitel 4 haben wir Ihnen davon abgeraten das EN100 Modul als Root Switch zu konfigurieren Belassen Sie deshalb am besten die Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS 49 E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS siemens russiachh SIPROTEC 4 Ger t parametrieren Erwartungshaltung 50 Bridge Priority auf dem voreingestellten Wert von 32768 Lediglich f r das Modul das m glicherweise als Alternate Bridge also als logi sche L cke dienen soll stellen Sie die
71. en f r SIPROTEC 4 Ger te welche die Liste dokumentieren sollte Hinweis am Rande F r Ger te wie Switches und Zeit Server sollten Sie soweit m glich Die a analoge Kennwerte in das Verzeichnis aufnehmen Ist die Liste vollst n as dig stellen Sie sicher dass keine IP Adresse doppelt vorkommt Bei Ger ten brigens direkt 3 am Ger tedisplay ablesen MAC Adressen sollte das aufgrund ihrer eindeutigen Vergabe grund Tastenfolge Men 5 5 s tzlich ausgeschlossen sein Enter Raucher oder Sind alle Vorbereitungen abgeschlossen k nnen Sie die Anlage stufen Nichtraucher weise in Betrieb nehmen Zuvor sollten Sie den Ring tempor r an einer Stelle physisch auftrennen Diese Ma nahme hilft Ihnen eine stabile Ringstruktur zu erreichen Schalten Sie als Erstes den Zeit Server ein und danach die Switches Nachdem Sie den letzten Switch aktiviert haben warten Sie noch etwa 20 Sekunden und beginnen dann die Ger te zuzuschalten Wir empfehlen Ihnen die Ger te nacheinander entsprechend ihrer Anordnung im Netzwerk an Spannung zu legen Geben Sie jedem Ger t die Zeit vollst ndig hochzulaufen bevor Sie das n chste Ger t einschalten Sind alle Ger te in Betrieb schlie en Sie den Ring Haben Sie bislang keinerlei unangenehme Schmorger che registriert ist das bereits ein positives Zeichen und Sie d rfen sich zun chst einmal freuen Was Sie danach noch tun sollten erfahren Sie im n chsten Kapi tel Ethernet amp IEC
72. er klas sischen aber immer noch brauchbaren Methode Die serielle Hyperter minalverbindung Wir werden Ihnen beide Kommunikationsverfahren beschreiben allerdings mit Schwerpunkt auf Ethernet brigens Wir gehen davon aus dass Ihre Switches auf dem neuesten Stand der Firmware sind Sollte dagegen ein kleines Firmware Lifting nicht schaden k nnen dann lesen Sie in Kapitel 13 wie es geht Switch ber Ethernet ansprechen ber eine Ethernetverbindung k nnen Sie von jeder Stelle des Netzwer kes aus alle Parameter eines Switches einstellen sofern dieser seine korrekte IP Adresse im Netz besitzt Diese m ssen Sie ihm jedoch erst beibringen Jeder Switch hat dazu eine voreingestellte IP Adresse Diese und eine direkte Ethernetverbindung zwischen Switch und PC erm gli chen Ihnen eine erste Kontaktaufnahme W hrend dieser stellen Sie dann die von Ihnen vorgesehene IP Adresse ein Alles Weitere k nnen Sie je nach Belieben gleich oder erst nach der Inbetriebnahme und dann ber das Netzwerk erledigen Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS 59 E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS SIEMENS USSIA COM Switch und Zeit Server parametrieren Erst anbandeln dann anmelden 60 Verbinden Sie als Erstes die Netzwerkkarte des PCs mit dem Switch Achten Sie darauf dass das verwendete Kabel 1 1 verdrahtet ist Cross over Kabel wie sie beim Verbinden zweier PC zum Einsatz kommen sind nicht geeignet Ansonsten
73. eren den Namen eines Teilnehmers im Fenster Subnetze und editieren die IP Adresse im Fenster Eigenschaf ten So arbeiten Sie einen Namen nach dem anderen ab Nach den IP Adressen sortiert sollte das Ergebnis dann so aussehen WI Dicsi Systemkonfigurator Beispiel IEC 61850 Station 1 IEC61850 Station BAX Station Bearbeiten Einf gen Ansicht Hilfe A 5 Netzwerk gt Verkn pfung mejo e Fl Eubnetze Eigenschaften BE q Name Name in DIGSI 1P Adresse a E Identifikation Al Ecs1850 Station Name Subnetz Baj Neue Ger te Beschreibung 52 Subnetz Kommentar 3 SIClock Zeitserver 172 16 1 2 Typ Subnetz B MD63R380 6MD63 380KY Ring 172 16 10 1 E Parameter 8 e 5452R380 75452 380KY Ring 172 16 10 2 IP Startadresse 172 16 52 1 5e 5762R380 7562 380KY Ring 172 16 10 3 Subnetzmaske lt ger teabh ngig gt E 5J63R380 75163 380KV Ring 172 16 10 4 lt ger teabh ngig gt z B 53764380 75164 380KV Ring 172 16 10 5 autae MBit s nz _ 8 MD63530 6MD63 30KY Stern 172 16 100 1 d EMMSY 8 5452530 75452 30KY Stern 172 16 100 2 8 5362530 7562 30KV Stern 172 16 100 3 8 5363530 75163 30KY Stern 172 16 100 4 8 5964530 7564 30KV Stern 172 16 100 5 Standardgateway IP Addresse des Standardgateways im Subn Neue Anschriften Die Teilnehmer mit den IP Adressen entsprechend unseres Konzepts Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS 55 E50417
74. erk angesprochen gen wird w hrend der Initialisierung wird das Ger t vor allem eindeutig werden kann Ist dies ein adressiert mal geschehen kann das Ger t im Weiteren deutlich Wie Sie ein Ger t initialisieren haben wir ausf hrlich im Handbuch schneller ber Ethernet DIGSI 4 Start Up beschrieben F r alle die dieses noch nicht kennen AE hier noch eine einfache Merkregel Sobald Sie mit einem in der Projekt Verbindunsart struktur neu angelegten virtuellen Ger t eine Verbindung zu einem rea len Ger t aufbauen wollen m ssen Sie das reale Ger t einmalig mit den Daten des virtuellen Ger tes initialisieren Danach k nnen Sie beliebig oft zwischen PC und Ger t eine Verbindung auf und abbauen Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS 57 E50417 F1100 C361 A4 E M E NS SIEMENS USSIA COM Einstellungen ins Schutzger t bertragen Initialz ndung Die passenden Worte 58 Verbinden Sie jetzt ein beliebiges Ger t mit dem PC Dazu nehmen Sie das DIGSI 4 Kabel und st pseln es auf eine freie serielle Schnittstelle alias COM Port des PCs Das andere Ende stecken Sie auf die vordere Schnittstelle am SIPROTEC 4 Ger t Im Projekt markieren Sie das Sym bol f r das betreffende Ger t und w hlen dann in der Men leiste den Befehl Ger t Initialisieren Ger t initialisieren Verbindungsat 7 Yerbindungseigenschaften C Offline Achtung Das Ger t kann nur initialisiert werde
75. fe A Ausgew hlt Mit dem gezeigten Dialog selektieren Sie die Ger tebeschreibung sntp icd Schon wird ein Symbol f r den Teilnehmer in das Projekt ein gef gt Dieses ist einem normalen Ger tesymbol nicht un hnlich wenn gleich auch etwas bleichgesichtiger E Beispiel IEC 61850 E IEC 61850 IBS UnterlagenWDIGSI ProjekteWerei OEI E Beispiel IEC 61850 a f 2 CE m mM 5 G 30Kv 30 KV 390 Kv E 380 KV Zeitserver und eingef gt Das Einf gen des Zeit Servers kostet Sie kaum Zeit Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS 45 E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS siemens russla com Projekt anlegen und strukturieren Behausung Nun wollen wir unsere Ger te und den Zeit Server aber nicht l nger im Regen stehen lassen sondern daf r sorgen dass diese endlich ein Dach ber dem Kopf bekommen Dazu f gen Sie eine IEC 61850 Station ein Das erledigen Sie wieder per Kontextmen also Neues Objekt ein f gen gt IEC61850 Station Schon erscheint innerhalb des Projektes ein schmuckes kleines H uschen mit eigenem Strommast r eispie E nterlagen rojekte Verei 80 LIEC 61850 E IEC 61850 BSWU l DIGSIP kte V x 21 89 Beispiel IEC 61850 A 7 Cpa u Ei f e 30 KV 30KV 380KV IEC61850 Zeitserver 380 KV Station Dazwischengedr ngelt Die IEC Station gibt den Teilnehmern ein Zuhause Das alleine gen gt aber nicht denn bisher wei noch niemand
76. formationen aus Zeile 21 berpr fen Sie ob das Modul auch die gew nschte Ringfunktionalit t besitzt F r jeden der beiden Ports werden die Rolle und der Zustand Status angezeigt Bevor wir darauf eingehen wie Sie die angezeigten Informationen auswerten hier noch einmal eine kurze Wiederholung zu den m glichen Rollen und Zust n den eines Ports Folgende Rollen sind f r die Ports definiert e Rolle Root Port R Ein Root Port ist logisch mit dem Root Switch verbunden Beim inter nen Switch des EN100 Moduls hat immer einer der beiden Ports die Rolle eines Root Ports e Rolle Designated Port D Ein Designated Port kann ebenfalls eine Verbindung zum Root Switch herstellen aber auf einem anderen Weg In der Regel hat einer der beiden Ports des internen Switches die Rolle eine Designa ted Ports e Rolle Alternate Port A Ein Alternate Port kann im Fehlerfall eine logische Verbindung her stellen Im stabilen Betrieb darf es im Ring nur exakt einen Alternate Port geben Existiert im Ring kein Port mit dieser Rolle dann ist die Redundanz nicht gew hrleistet Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS 77 E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS SIEMENS USSIA COM Funktionsf higkeit testen Langzeitged chtnis 78 Folgende Zust nde sind f r die Ports definiert e Zustand Forwarding F Dieser Zustand ist im Normalbetrieb der Zustand der Ports die die Rolle Root oder Designated spielen In diesem Zust
77. g durch Dritte f r deren Zwecke die Rechte der Inhaber verletzen k nnen Buch Nr E50417 F1100 C0361 A4 SIEMENS siemens russiachh Inhaltsverzeichnis 1 Was Sie erwartet 2CCoueneee een 5 2 Die geeignete Topologie w hlen uneneeneeeen rennen 7 3 Ein wenig Netzwerktheorie 22 220 nn sense nn 15 4 Die Komponenten im berblick 22222222 naea 25 5 Beispielkonfiguration 22unsnee seen 37 6 Projekt anlegen und strukturieren 2 220 n essen nn 41 7 SIPROTEC 4 Ger t parametrieren 2uunen ernennen nenn 47 8 Netzwerk konfigurieren 2 222m sous en nn 53 9 Einstellungen ins Schutzger t bertragen 22 220er een 57 10 Switch und Zeit Server parametrieren 2nceeeeeeeee nenn 59 11 Anschlie en und einschalten 222 n essen een 67 12 _Funktionsf higkeit testen 22unnneee rennen 71 13 Was Sie sonst noch wissen sollten 222 22er seen een 85 Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E50417 F1100 C361 A4 3 SIEMENS SIEMENS USSIA COM Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS siemens russla com Was Sie erwartet 1 Rechner und Co haben l ngst nicht mehr das Monopol auf Netzwerk funktionen Vom fr her einzigen Refugium B ro haben sich diese aufge macht um in neuen R umen anderen Anwendungen dienlich zu sein
78. genschaften ko mg Name a Name in DIGSI IP Adresse B Identifikation E IEC61850 Station Name B Neue Ger te Name in DIGSI Rin E EE Subnetz Kommentar 5 MDESR380 6MD63 380KV Ring 172 16 52 1 Typ 8e D63530 6MD63 30KY Stern 172 16 52 2 Ger tetyp J6 E a 5A52R380 75452 380KY Ring 172 16 52 3 ser te 1 0 8 5452530 75452 30KY Stern 172 16 52 4 ser tehersteller SIEMENS gel 5IClock Zeitserver 172 16 52 5 E Parameter B s162R380 75362 380KV Ring 172 16 52 6 IP Adresse 172 16 52 1 8 5362530 75J62 30KY Stern 172 16 52 7 Subnetzmaske Er H g Standardgateway Nicht konfiguriert ge 5J63R380 75J63 380K Ring 172 16 52 8 en Free 8 5363530 75J63 30KY Stern 172 16 52 9 PT TA TEE TETE ara REE ET E a 5J64R380 75964 380K Ring 172 16 52 10 Routerfunktion Ne 8 5364530 7564 30KY Stern 172 16 52 11 eifneberfunktior Non Name Name des Ger tes Zugangspunkt L Frage der Perspektive Das aktuelle Netzwerk aus der Sicht des DIGSI Systemkonfigurators 54 Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS siemens russia com Netzwerk konfigurieren Ordnung muss sein Zur ck zum Arbeitsbereich Netzwerk Dieser zeigt Ihnen im linken Bereich die aktuelle Netzwerkstruktur Diese besteht in unserem Fall aus nur einem Subnetz Wenn Sie dieses z B per Mausklick ffnen erhalten Sie alle wichtigen Basisinformationen direkt auf einen Blick In der Spalte Name se
79. h die langsamste Im Rah men der Initiative f r ein sauberes Netz pr ft der Switch dabei jedes eingehende Paket auf m gliche Fehler Fehlerbehaftete Frames haben keine Chance und werden ersatzlos verworfen Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS 27 E50417 F1100 C361 A4 u E M E NS SIEMENS USSIA COM Die Komponenten im berblick Postlagernd 28 Fragment Free Liegt die Wahrheit wirklich irgendwo dazwischen dann w re dieses die Methode der Wahl Sie ist schneller als Store and Forward und fehlerfeindlicher als Cut Througnh Sie pr ft ob ein Paket die im Ether net Standard geforderte minimale L nge von 64 Bytes erreicht Falls ja schickt es das Paket sofort auf den Zielport Falls nein handelt es sich offensichtlich um Fragmente einer Kollision die guten Gewis sens verworfen werden d rfen Error Free Cut Through Adaptive Switching Eine andere Meinung besagt Die richtige Mischung macht s Und deshalb ist dieses wohl die optimale Methode wenngleich auch die aufw ndigste Der Switch arbeitet zun chst im Modus Cut through Einen Frame schickt er ohne Ansehen von Herkunft und Werdegang ber den korrekten Port auf die weitere Reise Er beh lt sich jedoch eine Kopie im Speicher ber die er eine Pr fsumme berechnet Stimmt diese nicht mit der im Frame berein so kann er die defekten Daten zwar nicht mehr zur ckpfeifen Mithilfe eines internen Z hlers merkt er sich jedoch den aufgetretenen Fehle
80. h eine Fehlfunktion des EN100 Moduls vorliegen Mehr dazu im n chsten Abschnitt Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS siemens russla com Funktionsf higkeit testen Verbindungs anzeige Funktionsf higkeit der EN100 Module testen Gibt es Probleme mit der Erreichbarkeit eines Ger tes sollte man neben den Verbindungsleitungen auch das jeweils eingebaute Modul unter die Lupe nehmen Aber auch bei einwandfreiem Betrieb sind einige Tests direkt am Ger t unabwendbar so zum Beispiel um die Ringfunktionalit t zu pr fen Bei allen Untersuchungen direkt am Objekt hilft Ihnen die Modulinformationsseite Damit diese im Display des Ger tes angezeigt wird dr cken Sie am Ger t nacheinander die Tasten Men 5 5 1 20 21 22 26 27 Tolle Optik Informationen f r ein optisches EN100 Modul Abb vorl Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E50417 F1100 C361 A4 Network Config MAC 080006865116 IP 172 016 052 055 NM 255 255 000 000 GW 172 016 000 001 NTP 172 016 000 254 Chan 1 2 Up Up Rx TxCnt 23489 34403 Rx TxErr 00000 00000 Rx Tx10s 03221 02888 CPU load 68 LRx1 LTx1 norm norm LRx2 LTx2 weak Switch RSTP Priority 32768 Bridge Id 172165255 Hello Time 3sec Max Age Tm 40sec Forward Del 15sec MaxTransmCnt 100 R S1 A D R S2 R F kkkkkkk EN D kkkkkkk 73 SIEMENS siemens russia cori Funktionsf higkeit testen Wer und wo
81. h k nnen Sie auch f r den Ersatzmann ein Double festlegen Dessen Priorit t ist dann nochmals niedriger usw Der Nachteil dieser Methode liegt auf der Hand Bei einer nderung im Netzwerk m ssen viele Netz werkkomponenten neu parametriert werden Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS 23 E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS SIEMENS USSIA COM Ein wenig Netzwerktheorie Haupt und Neben rollen Die Begriffe root und designated werden nicht nur f r die Priorit t der Switches verwendet sondern auch f r deren Ports und beschreiben welche Rolle ein solcher spielt Am besten wir erl utern das an einem kleinen Bildchen root designated alternate root j1 32 142 forwarding forwarding discarding forwarding designated 2 root designated 211 designated root 251 designated forwarding forwarding forwarding forwarding forwarding forwarding Root Bridge Die Root Bridge ist die Nummer 1 im Ring Sch ne Zust nde 24 Switch Nummer 1 ist unser Root Switch Er ist mit den Switches 2 und 5 verbunden die im Notfall f r Nummer 1 einspringen k nnen Die Ports der Switches 2 und 5 die mit dem Root Switch verbunden sind werden als Root Ports bezeichnet Ports die mit dem Netzwerk verbunden sind aber nicht in Richtung Root Switch f hren werden als Designated Port bezeichnet Insofern besitzt der Root Switch selbst ausschlie
82. he nach dem Empf nger bestimmter Daten innerhalb eines vertretbaren Zeitraums zu realisieren bewertete ein Router eine Adresse zun chst nur anhand des Netzwerkteils bei dem damaligen Stand der Rechnertechnik eine deutliche Erleichterung Betrachtet man das heutige Internetaufkommen erweist sich nicht nur der 32 Bit Adressraum als zu klein sondern auch das 3 Klassen Schema als zu starr Netzwerkadressen f r den Internetverkehr werden heute in zusammenh ngenden Adressbl cken an Internet Provider ver geben Die Unterteilung in einzelne Klassen ist hier mittlerweile obsolet Bei der Projektierung lokaler Netzwerke ist der Klassenbegriff aber immer noch eine griffige Kennzeichnung und darf ohne schlechtes Gewissen weiterverwendet werden Das hat auch einen guten Grund denn aus jeder der Klassen A B und C ist ein Adressbereich als so genannter privater Bereich ausgewiesen Adressen aus solchen privaten Bereichen werden von keinem Router im Internet vermittelt Das hei t also dass ihr lokales Netz durchaus mit dem Internet verbunden sein kann ohne Konflikte heraufzubeschw ren Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS 19 E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS SIEMENS USSIA COM Ein wenig Netzwerktheorie Parzellierung Richtungsweisend 20 Hier die Fakten e Privater Adressenbereich Klasse A 10 0 0 0 10 255 255 255 e Privater Adressenbereich Klasse B 172 16 0 0 172 31 255 255 e Privater Adressenbereich Klas
83. hen Sie die IED Namen des Zeit Servers sowie der 10 Schutz ger te die Sie oder der DIGSI Manager im DIGSI Projekt vergeben haben Rechts daneben finden Sie die Namen der Ger te so wie diese auch im Projektfenster des DIGSI Managers angezeigt werden Interes sieren Sie sich f r Details hilft Ihnen das Eigenschaftenfenster auf der rechten Seite weiter Sie selektieren mit der Maus ein bestimmtes Ele ment innerhalb der Netzwerkstruktur und das Eigenschaftenfenster lie fert sofort die passenden Informationen dazu Markieren Sie doch einmal im Fenster Subnetze einen Teilnehmer beispielsweise MD63R380 Das Eigenschaftenfenster zeigt Ihnen nun im Abschnitt Identifikation unter anderem den Typ des Ger tes an oder auch den Hersteller Ein St ckchen tiefer finden Sie eine Reihe von Parametern und deren Werte Ganz wichtig ist die IP Adresse denn diese schafft Ordnung im Netzwerk Wir k nnen es nicht oft genug betonen Ung ltige oder dop pelt vergebene IP Adressen sind der Anfang vom Ende einer funktionie renden Kommunikation Der DIGSI Systemkonfigurator schl gt Ihnen deshalb vorsichtshalber beim erstmaligen ffnen einer Station f r jeden Teilnehmer eine korrekte und eindeutige IP Adresse vor Es handelt sich dabei zwar um Adressen aus einem privaten Klasse C Netz aber so ganz wollen diese noch nicht zu unserem eigenen Adressenkonzept aus Kapitel 5 passen Deshalb m ssen wir ein wenig nachbessern Das geht eigentlich ganz einfach Sie marki
84. ht einstellen l sst Mit dieser Zeit legen Sie fest wie lange der Switch an eine feste Beziehung zwischen einer MAC Adresse und einem seiner Ports glauben soll Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS SIEMENS USSIA COM Die Komponenten im berblick Oder mit anderen Worten ausgedr ckt Erkennt der Switch innerhalb der Alterungszeit f r eine gespeicherte MAC Adresse keine Verbindungs und Datenaktivit ten l scht er die Adresse samt ihrer Relation zu einem Port aus seiner internen Tabelle Wird also ein Ger t von einem Port abgezogen und mit einem anderen verbunden dann vergeht diese Alterungszeit ehe das Ger t auf dem neuen Port angesprochen wird F r exakt den beschriebenen Fall mag das ausreichend sein Bei einem Leitungsbruch w hrend des normalen Betriebs aber ist mit Sicherheit eine schnellere Umschaltung w nschens wert Deshalb wird die Alterungszeit durch einen weiteren Mechanismus berlagert Far End Fault Indication kurz FEFI Ist diese Switch Funktion aktiviert wird bei einem Leitungsbruch die Alterungszeit schlichtweg ignoriert Die zugeh rige MAC Adresse f llt einem sofortigen Ged cht nisverlust zum Opfer und die Umschaltung auf einen alternativen Pfad erfolgt in k rzestm glicher Zeit Weg da jetztkomm Eine Spezialit t von IEC 61850 sind GOOSE Telegramme GOOSE ich steht f r Generic Object Oriented Substation Event Mit diesen Tele grammen k nnen Ger te
85. ie in Energieanlagen installiert sind m ssen den geltenden EMV Bestimmungen gen gen e Switches die Sie in Verbindung mit IEC 61850 einsetzen sollten unbedingt die Priorisierung von GOOSE Telegrammen unterst tzen e Die im Ringmanagement eingesetzten Switches m ssen unbedingt FEFI unterst tzen e Legen Sie Wert auf administrative Komfortmerkmale wie die M glich keit zur Netzwerk berwachung durch SNMP Fazit Den Switch Ihrer Wahl werden Sie in der Regel nicht beim IT Dis counter finden Wir empfehlen Ihnen gegen Kommunikationsprobleme Switches von RuggedCom Mit diesen haben wir in einer Vielzahl von Tests positive Erfahrungen gesammelt Das Kommunikationsmodul Wir wissen alle Ohne die richtigen Kontakte geht gar nichts das gilt f r s Leben und erst recht f r die Technik Wenn wir im Leben von Vitamin B sprechen meinen wir damit in unserem technischen Fall Port B also die Systemschnittstelle Denn auf dieser wird das Modul EN100 montiert das f r eine ordentliche Kommunikation nach IEC 61850 ber Ethernet sorgt Eine ausf hrliche Beschreibung zum EN 100 Modul erhalten Sie in einem separaten Handbuch Dieses k nnen Sie sich als PDF Dokument von der Website www siprotec de herunterladen Wir geben Ihnen an dieser Stelle einen kurzen Abriss Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS 29 E50417 F1100 C361 A4 E M E NS SIEMENS USSIA COM Die Komponenten im berblick Von 0 auf EN100 Das Mod
86. iemens russla com Funktionsf higkeit testen 84 Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS siemens russla com Was Sie sonst noch wissen sollten 1 3 In diesem Kapitel haben wir Ihnen noch N tzliches und Informatives zusammengestellt Hyperterminalverbindung einrichten F r alle die es noch nie gemacht haben und auch f r die die sich nicht mehr darin erinnern k nnen beschreiben wir in diesem Abschnitt wie Sie eine Hyperterminalverbindung einrichten Eine Hyperterminalverbindung realisieren Sie ausschlie lich mit Win dows Bordmitteln Der Vorteil Weitere Software ben tigen Sie dazu nicht Der Nachteil Abh ngig von der Betriebssystemvariante unter scheidet sich die Vorgehensweise Wir beschreiben Ihnen nun kurz wie Sie eine Hyperterminalverbindung unter Windows XP einrichten und starten Verbinden Sie zun chst PC und Switch mit dem 1 1 Kabel und schalten Sie beide Ger te ein Ab in den ffnen Sie das Startmen und w hlen Sie Programme Zubeh r gt Hyperspace Kommunikation gt Hyperterminal Windows geht mit dem folgenden Dialog in Erwartungshaltung Beschreibung der Verbindung Ax a Neue Verbindung Geben Sie den Namen f r die neue Verbindung ein und weisen Sie ihr ein Symbol zu Name Switch einstellen Symbol A 2 YTLE S g S EA 9 lt gt Abbrechen Schrittweise ans Ziel Zuerst den Namen Ethernet am
87. ient schickt an den Server eine NTP Message nach dem Motto Haste mal die Zeit f r mich Der Server nimmt dieses Telegramm tauscht hier und da einige Informationen und schickt es an den urspr nglichen Absender also den Client zur ck Dieser hat nun vier Zeitstempel zur Verf gung aus diesen vier Werten berechnet er sich die Differenz der Referenzzeit zu seiner eigenen Zeit Dieses Delta ist dann der Wert um welchen er seine eigene Zeit korrigieren muss Standhaft bleiben Zum Synchronisieren der Uhrzeit lassen sich in DIGSI 4 unter CL3 schiedliche Verfahren projektieren auch in Verbindung mit dem EN100 Modul F r eine normale Kommunikation ber Swich das Office Ethernet mag diese Vielfalt ihre Berechtigung haben F r die Kommunikation nach IEC 61850 ist jedoch die Synchronisierung mithilfe von NTP die einzig offiziell freigegebene Methode orc swich swiich 34 Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS siemens russia cori Die Komponenten im berblick Hinweis am Rande Ein Ger t l sst sich eben falls synchronisieren indem man es ber Port A mit Zeittelegrammen ver sorgt Dies erfordert aber zus tzliche Verdrahtung weshalb NTP eindeutig der Vorzug zu geben ist Teamgeist Toleranzgrad Dazu muss man sich Folgendes vor Augen halten Alle in den Meldepuf fern eines SIPROTEC Ger tes gespeicherten Absolutzeiten sind Orts zeiten Das EN100 Modul wandel
88. iert sich Ihnen ein Dialog mit all den herrlichen Aus wahlm glichkeiten Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS SIEMENS USSIA COM SIPROTEC 4 Ger t parametrieren Klare Entscheidung Warten auf Godot Zeitsynchronisation amp Zeitformat Quelle der Zeitsynchronisation m berwachung Impuls Ethemet NTP St rmeldung nach Intern 10 Di min Zeitzeichen IRIG B zu Zeitzeichen DCF77 Zeitzeichen Synch Box Impuls ber Bin reingan ber Bin reingang friert rangiert z Zeitkorrektur m Zeitformat f r Display 1 ttmmi Offset zum Zeitzeichen C 2 mmt jo 00 hh mm m Zeitzone und Sommerzeit 1 Zeitzone und Sommerzeit von PC Offset Zeitzone zu GMT jo 00 hh mm verwenden 02 00 hh mm Letzter x Sonntag x im M rz x um ozo Uhr Letzter z Sonntag im Oktober z um 3 00 Uhr 1 Ohne Sommerzeitumschaltung Offset Sommerzeit zu GMT Beginn Sommerzeit Ende Sommerzeit DIGSI gt Ger t Abbrechen Hilfe Mit der Zeit gehen F r die Zeitsynchronisation ber Ethernet sollte NTP gew hlt werden Im Feld Quelle der Zeitsynchronisation sehen Sie als eine der Aus wahlm glichkeiten Ethernet NTP Diese M glichkeit ist brigens nicht immer w hlbar sondern nur dann wenn Sie in den Eigenschaften des Ger tes ein Ethernet Modul als System Schnittstelle projektiert haben Allerdi
89. iprotec de im Bereich Ger te gt Allgemeine Infor mationen Legen Sie jetzt wieder Spannung an das Ger t Module werden in der Regel mit geladener Modulfirmware ausgeliefert Sollten Sie dennoch im Besitz eines Moduls ohne Firmware sein m s sen Sie diese nach dem Einbauen in das Modul laden Wahrscheinlicher ist da allerdings der Fall dass Sie die Firmware eines Moduls aktualisie ren m chten ber m gliche Updates informieren Sie sich wieder auf der SIPROTEC Website Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS SIEMENS USSIA COM Was Sie sonst noch wissen sollten Die Modulfirmware ist brigens ab Version 3 0 f r alle Modulbauformen gleich es gibt also keinen Unterschied f r Module mit elektrischer und optischer Schnittstelle bzw Ein und Aufbauausf hrung Die Firmware selbst laden Sie vergleichbar zur Update Prozedur der Ger tefirmware ber die Frontschnittstelle in das Ger t und damit auf das Modul Schal ten Sie die Hilfsspannung des Schutzger tes f r einige Sekunden aus und dann wieder ein Damit ist das Firmware und Parameter Update beendet Printf html und fecst html auslesen und speichern Die Modulhomepage eines EN100 Moduils liefert Ihnen eine Reihe n tz licher Informationen darunter auch den Inhalt des printf Puffers und die Statistics Seite Sie k nnen die Homepages nacheinander ber die IP Adressen der SIPROTEC 4 Ger te aufrufen und die genannten HTML
90. irkt immer der Switch mit der niedrig sten Priorit t also dem h chsten Zahlenwert F llt nun im Fehlerfall der Root Switch aus muss ein anderer Switch dessen Funktion berneh men Auf der Suche nach einem geeigneten Ersatz dient die eingestellte Priorit t als Kriterium Es wird also der Switch einspringen m ssen dem die n chstniedrigere Priorit t zugewiesen wurde Ein Switch im Ringbetrieb wird nebenbei bemerkt auch als Bridge bezeichnet Die Switch Priorit t h rt daher auch auf den Namen Bridge Priority der noch h ufiger unseren Weg kreuzen wird Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS SIEMENS USSIA COM Ein wenig Netzwerktheorie Mit Methode Bevor Sie nun loslegen schon mal die eine oder andere Switch Priorit t zu verstellen wollen wir Ihnen drei grunds tzliche Vorgehensweisen vor stellen e Methode 1 Einheitliche Priorit t f r alle Switches Sie haben richtig gelesen auch das ist m glich Denn besitzen meh rere Switches innerhalb eines Rings identisch eingestellte Priorit ten werden die MAC Adressen als Kriterium herangezogen Eine nied rige MAC Adresse ist dann gleichbedeutend mit einer hohen Priorit t und umgekehrt Und da Sie bereits vor einigen Seiten erfahren haben dass MAC Adressen weltweit eindeutig sind gibt es in keinem Fall einen Priorit tenstreit Der Vorteil dieser schnellen Methode liegt auf der Hand Die Konfiguration erfolgt praktisch wie vo
91. ist n mlich die Obergrenze f r die Kabell nge bei einer elektrischen Verbindung f r die wir uns in die sem Fall dann auch entschieden haben Die SIPROTEC 4 Ger te sind in diesem Fall also mit elektrischen Ethernet Modulen ausger stet Einen anderen Ansatz zeigt die 380 KV Ebene Ein Lichtwellenleiter ver bindet f nf Ger te die mit optischen Modulen ausgestattet sind ringf r mig miteinander Der Ring wird durch zwei Switches geschlossen und ist damit nicht nur redundant hinsichtlich der Verbindung der Ger te unter einander Auch der Anschluss an den Hauptring ist bei Ausfall eines der beiden Switches weiterhin gesichert Der Hauptring verbindet die Sternstruktur der 30 KV Ebene mit der Ring struktur der 380 KV Ebene und schafft gleichzeitig die Anbindung an ein Automatisierungssystem in unserem Fall SICAM PAS Auch diese ist durch zwei Switches und eine teamingf hige Netzwerkkarte im Industrie PC redundant ausgelegt Der NTP Server koppelt sein Zeitzeichen ebenfalls redundant ber die Switches 2 und 3 ein Umsetzer schaffen dabei den bergang von elek trischem Signal zur Lichtinformation Einen PC mit DIGSI 4 an Bord schlie en wir ber einen Umsetzer an Switch 3 an Auf Redundanz ver zichten wir dabei die Vorg nge sind in der Regel nicht zeitkritisch sodass der Ausfall des PCs f r kurze Zeit zu verkraften ist Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS 37 E50417 F1100 C361 A4 E M E NS SIEMENS U
92. iten und anschlie end wieder in den Switch laden Wie das geht verraten wir Ihnen am Schluss dieses Buchs in Kapitel 13 Switch ber Hyperterminal ansprechen Falls Sie sich vor der ersten Inbetriebnahme des Netzwerks lieber einer klassischen aber dennoch brauchbaren Methode bedienen wollen dann verbinden die serielle RS232 Schnittstelle des Switches mit der des PCs und bauen eine Hyperterminalverbindung zwischen beiden Komponen ten auf Dazu ben tigen Sie ein so genanntes 1 1 Kabel als Verbin dungsleitung Ein solches ist brigens jedem DIGSI 4 f r die Kommunikation zwischen PC und SIPROTEC 4 Ger t beigepackt Direkt ber das Startmen mit Programme Zubeh r gt Kommuni kation gt Hyperterminal gt lt Verbindungsname gt ffnen Sie das Hyperterminalfenster lt Verbindungsname gt steht dabei als Platzhalter f r die individuelle Hyperterminalverbindung zwischen PC und Switch die Sie selbst erst konfigurieren m ssen Eine Beschreibung wie Sie dabei vorgehen haben wir zusammen mit weiteren erg nzenden The men in das Kapitel 13 ausgelagert Jetzt m ssen Sie die Verbindung noch aktivieren Dazu w hlen Sie im Men Anrufen den Befehl Anrufen Das ist kein Schreibfehler sondern leider wirklich so Menschen die sich Zeugnissen solcher sprachlichen Gewandtheit lieber nicht aussetzen m chten greifen zum Tastaturkurz befehl Strg S die dasselbe bewirkt Die Verbindung zwischen PC und Switch wird hergestellt Der Switch
93. jedoch eine individuelle Betrachtung Von besonderer Bedeutung ist beispielsweise die Anzahl der fehlerhaf ten Symbole die eine Aussage ber die Verbindungsqualit t trifft Je h her der Wert desto schlechter die Verbindung Dieser Wert wird beim Ein und Ausschalten oder einer Verbindungsunterbrechung hochge z hlt Im laufenden Betrieb darf sich die Zahl dagegen nicht ndern Sogar Symbole k nnen irren Ein Ausschnitt der Statistics Seite zeigt die Anzahl der Symbolfehler Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS siemens russiacom Funktionsf higkeit testen Kostenlose Zusatz infos Breitenfunk 80 Hier noch einige weitere interessante Informationen e RSTP Role Chan1 2 Alternate Root Sind die SIPROTEC 4 Ger te im Ring angeordnet der Ring geschlossen und mit den externen eingeschalteten Switches ver bunden dann muss die FEC Statistik eines der SIPROTEC 4 Ger te diese Anzeige enthalten Ist diese auf keinem Ger t des Ringes vor handen ist der Ring an mindestens einer Stelle physisch unterbro chen e FilterSymErrCntChan1 2 0 2753 Wenn diese beiden Z hler im stabilen Betrieb des Ger tes hochlau fen ohne dass eines oder beide Nachbarger te ausgeschaltet sind liegt ein schlechte LWL Verbindung vor Ursache kann eine erh hte D mpfung zum Beispiel durch schlechte Kabel sein e Frames Loss 0 Ein Wert ungleich Null signalisiert kreisende Multicasttelegra
94. l rt sind geht es nun darum wie Daten ber das Medium Ethernet bertragen werden Damit meinen wir weniger den physischen und physikalischen Ablauf sondern vielmehr die logische Sicht der Dinge Bei der Entscheidung an wen ein Teilnehmer seine Botschaften tech nisch Telegramme richtet hat dieser prinzipiell drei M glichkeiten An einen an viele oder an alle In der Sprache der Telekommunikation hei t das dann Unicast Multicast und Broadcast Beim Unicast Verkehr werden Datenpakete von einer Quelle an exakt einen Empf nger gerichtet Diese Art der bertragung trifft sicher bei den meisten der gesendeten Daten zu Broadcast Daten werden dagegen in Form eines Broadcasts an alle angeschlossenen Teilnehmer im gesam ten Netzwerk gesendet Ein Broadcast wird vorwiegend dann verwendet wenn die Adresse des Empf ngers der Nachricht noch unbekannt ist Jeder Empf nger eines Broadcasts muss die Nachricht zun chst entge gennehmen um anschlie end zu entscheiden ob die Nachricht f r ihn relevant ist Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS siemens russia cori Ein wenig Netzwerktheorie Versand verpackung Weltbekannt Zwischen den Welten Unicast und Broadcast gibt es gelegentlich den Wunsch dasselbe Datenpaket an mehrere ausgew hlte Empf nger zu schicken Ein eindeutiger Fall f r Multicast Anwendung findet dieses zum Beispiel im Rahmen der IEC 61850 bei der horizont
95. l extrahieren und so die eingehenden Daten dem richtigen Zielnetz zuordnen Das Prinzip dabei ist eigentlich ziemlich simpel Alle auf 1 gesetzten Bits der Netzmaske outen das entsprechende Bit der IP Adresse als den Teil der das Netz spezifiziert Analog kennzeichnen die auf 0 gesetzten Bits den Teil der die einzelnen Teilnehmer adressiert Sollen beispielsweise die ersten beiden Dezimalbl cke einer IP Adresse den Netzteil darstel len m ssen Sie 11111111 11111111 00000000 00000000 als Netz maske definieren Die Dezimalschreibweise dazu ist 255 255 0 0 Istnur der letzte Dezimalblock als Teilnehmeranteil vorgesehen folgt daraus die Netzmaske 11111111 11111111 11111111 00000000 oder dezimal 255 255 255 0 Die Trennung zwischen Netzteil und Teilnehmerteil kann nat rlich an jeder beliebigen Stelle erfolgen Insofern sind auch Netz masken wie diese zul ssig 11111111 11111111 11111000 00000000 Mittlerweile hat sich zugunsten einer besseren Lesbarkeit eine eigene Schreibweise f r IP Adressen in Netzwerken etabliert Bei dieser wird die Anzahl der gesetzten Bits der Netzmaske an die IP Adresse angef gt Aus 198 200 133 17 und 11111111 11111111 00000000 00000000 wird damit 198 200 133 17 16 Datenfluss in Ringstrukturen Ringstrukturen bescheren uns ein h heres Ma an Redundanz das ist ihr eindeutiger Vorteil Wo ein Vorteil ist ist der Nachteil meist nicht weit Da alle Teilnehmer physisch als Ring miteinander verbunden sind pfle ge
96. l m gliche Verspeicherung Diese Art von Switch kann mehrere Telegramme zwischenlagern und zeitgleiche Verbindungen mehrerer Portpaare herstellen So k nnen die Teilnehmer A und B miteinander kommunizieren w hrend auch C und D am Tratschen sind Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS SIEMENS USSIA COM Die Komponenten im berblick Die Qual der Wahl Die Frage die wir uns nat rlich stellen m ssen lautet Kann jeder belie bige Switch f r die Kommunikation ber Ethernet genutzt werden Schlie lich gibt es Switches von 40 Euro bis zu 2000 Euro Als Antwort darauf gibt es nur ein eindeutiges Jein F r eine einfache Verbindung zwischen zwei PCs und einem Drucker tut es allemal die Billigl sung von lidi und Ladl Wollen Sie jedoch im Rah men der IEC 61850 zeitkritische Vorg nge stabil in den Griff bekommen liegen die Anforderungen deutlich h her Sie haben bereits einige Unter scheidungsmerkmale kennen gelernt Hier noch einige Tipps e Nehmen Sie Switches mit Ein und Ausgangsspeicher je Port das erm glicht das nahezu verz gerungsfreie Durchleiten von Telegram men und steigert die Geschwindigkeit beim Datenaustausch auf ein Maximum e Achten Sie auf eine stabile Spannungsversorgung Optimal ist die M glichkeit den Switch an die vorhandene Hilfsgleichspannung anschlie en zu k nnen die Sie auch zur Versorgung der Schutzge r te verwenden e Ganzwichtig Switches d
97. ld auf der n chsten Seite zeigt dann auch die wohl einfachste Sternstruktur der Welt auf das N tigste reduziert In einer solchen Topo logie ist mindestens ein so genannter Switch erforderlich der die einzel nen Kommunikationsteilnehmer miteinander verbindet In unserem Bild sind das nur drei 2x SIPROTEC 4 1x PC tats chlich k nnen an einen Switch mehrere Teilnehmer angeschlossen werden Wie viele h ngt von der Anzahl der Schnittstellen Ports des Switches ab Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS siemens russiachh Die geeignete Topologie w hlen Doppelt gemoppelt Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E50417 F1100 C361 A4 13 TE IE Sternenbasis Simple Struktur daf r aber null Redundanz Reicht ein Switch nicht f r alle Teilnehmer aus oder erfordern es die loka len Gegebenheiten k nnen auch mehrere Switches verwendet werden Diese werden dann untereinander verbunden So lassen sich auch gr Bere Strukturen realisieren Die oben gezeigte Struktur ist zwar simple aber gleichzeitig auch bar jeglicher Redundanz Streikt die Netzkarte des PCs k nnen Informatio nen nicht mehr abgefragt Befehle nicht mehr gesendet werden F llt eine Ger teschnittstelle aus ist auch das zugeh rige Ger t unerreich bar Und versagt der Switch dann geht gar nichts mehr Noch nicht opti mal aber bereits ein wenig besser sieht es da mit der folgenden Konfiguration
98. lgt die Adressierung ber die IP Adresse Nichtsdestotrotz ben tigen wir in unserem Fall die IP Adresse auch innerhalb eines lokalen Netzes Denn ber die IP Adresse nehmen Sie beispielsweise ber einen Web Browser Kontakt mit dem Kommunikati onsmodul auf um wichtige Informationen abzufragen Aber lassen Sie uns doch zun chst auf die einzelnen Adressen n her eingehen Eine gute Adresse war schon immer das A und O f r den Beginn einer Erfolg versprechenden Beziehung Und wer w re nicht gerne auf der ganzen Welt bekannt Da haben es so mache Netzwerkkomponenten schon leichter die sind es n mlich von Geburt an M glich macht das die MAC Adresse Diese hat um m glichen Missverst ndnissen vorzubeu gen nichts mit den bekannten Designer Rechnern zu tun und schon gar nicht mit irgendetwas Essbarem MAC bedeutet Media Access Control und regelt den eindeutigen Zugriff auf Kommunikationshardware Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS 17 E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS SIEMENS USSIA COM Ein wenig Netzwerktheorie Local hero Wohnblock 18 Diese Adresse ist fest in praktisch jeder Netzwerkkomponente hinterlegt und identifiziert diese weltweit eindeutig Praktisch deswegen da es doch eine Ausnahme gibt Ist eine bestimmte Komponente grunds tzlich nie aktiv an der Netzwerkkommunikation beteiligt muss diese auch keine MAC Adresse besitzen Verboten ist es indes nat rlich nicht Bei spiele daf r sind
99. lich Desi gnated Ports da er nicht mit einem anderen Root Switch verbunden ist Sie wissen ja es kann nur einen geben Neben Root und Designated gibt es noch eine dritte Rolle n mlich die des Alternate Ports Dieser Port ist nichts anderes als unsere logische L cke im Ring Jeder Port eines Switches kann abh ngig von seiner Rolle bestimmte Zust nde annehmen Von den insgesamt M glichen interessieren uns vor allem 2 Forwarding und Discarding Root und Designated Ports neh men den ersten dieser beiden Zust nde an sie leiten eingehende Nutz daten also weiter Der Alternate Port dagegen befindet sich im Zustand Discarding und verwirft eingehende Telegramme denn genau das ist sein Job Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS SIEMENS USSIA COM Die Komponenten im berblick 4 Unser Weg zu einer erfolgreichen Kommunikation ist gepflastert mit einer Reihe unterschiedlicher Komponenten die wir hier und da schon mehr oder weniger erw hnt haben In diesem Kapitel werden wir auf jeden dieser ben tigten Bausteine n her eingehen als da sind e Der Switch e Das EN100 Kommunikationsmodul e Der Zeitserver e Die Netzwerkkarte Der Switch Verbinden Sie zwei Teilnehmer ohne weiteres noch ber ein Cross Con nect Kabel direkt miteinander wird es ab dem dritten Ger t bereits kom pliziert Damit sich dieses dann nicht als f nftes Rad am Wagen f hlt ben tigen wir einen Verteiler
100. ller ebenso auf eine einheitliche Zeitbasis synchronisieren um das zeitlich korrekte Erfassen und Dokumentieren von Ereignissen gew hrleisten zu k nnen Wir ben tigen dazu zwei Dinge a Eine verl s sliche Zeitquelle und b einen Mechanismus der jedem Teilnehmer diese Zeit zur Verf gung stellt Als vertrauensw rdige Zeitquelle bedie nen wir uns eines Zeitservers und der Mechanismus hei t NTP Network Time Protocol K mmern wir uns zun chst um den Zeitserver Wir empfehlen Ihnen dazu einen NTP f higen Hardware Zeitserver wie ihn beispielsweise die Firmen Hopf und Meinberg in unterschiedlichsten Ausf hrungen anbie ten Ein solcher Zeitserver speist seine UTC Zeit an irgendeiner Stelle ins Netz ein Damit diese auch immer korrekt ist bezieht er per Funk ein Zeitzeichensignal zum Beispiel GPS anhand dessen er seine eigene Uhrzeit synchronisiert Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS 33 E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS SIEMENS USSIA COM Die Komponenten im berblick Hinweis am Rande Neben NTP Servern als eigenst ndigem Ger t k nnen Sie auch auf oo on Softwarel sungen in Verbindung mit einem Industrie PC zur ckgreifen se oe Zei zu Syncaronisie oder gar das Zeitsignal aus dem Internet beziehen Von zweiter M glich ren muss der Zeitserver i selbst nicht unbedingt syn Keit raten wir Ihnen jedoch mit aller Entschiedenheit ab da ist es noch chronisiert sein Jeder sicherer die Zeit na
101. mation kann abh ngig sein von der Ausf hrung des EN100 Moduls n mlich dann wenn Sie das optische Modul im Switch Modus betreiben In diesem Fall liefert Ihnen die Zeile 7 die Information f r jede der beiden Ports ob sie aktiv up oder nicht aktiv down ist Die Information Chan1 2 Up Up ist also das Beste was Ihnen passieren kann denn beide Ports oder auch Kan le Channels sind aktiv Der Ring ist also zumindest an der aktuell berpr ften Stelle intakt Sie sollten nun testen ob das Modul eine Ring unterbrechung korrekt erkennt Dazu ziehen Sie als Erstes den Stecker von Port 1 ab Die Anzeige muss nun die dazu passende Information Chan1 2 Down Up liefern Wiederholen Sie den Test auch mit den bri gen m glichen Kombinationen Im Linienbetrieb und das ist f r EN100 Module in elektrischer Ausf h rung die einzige Betriebsart stellt sich die Information in Zeile 7 ein wenig anders dar Die Meldung Phy1 100 MBit Full Duplex will uns sagen dass gegenw rtig Port 1 aktiv ist und mit einer maximalen bertragungs rate von 100 MBit im Vollduplexmodus arbeitet Auch hier sollten Sie durch Abziehen eines Kabels eine Leitungsunterbrechung simulieren und die Reaktion des Moduls berpr fen Einiges ber den Telegrammverkehr erfahren Sie in den Zeilen 8 bis 10 Zeile 8 zeigt die Zahl der empfangenen und gesendeten Telegramme an Dieser Z hler informiert Sie neben einer absoluten Zahl also auch dar ber ob die Schnittstelle grunds
102. mme e FNS queue overflow 0 Ist der Wert dieser Information ungleich Null dann ist das ein Indiz f r kreisende Broadcasttelegramme Beachten Sie bitte dass Sie die Anzeige der Webseite manuell aktuali sieren m ssen um nderungen bei Variablenwerten oder Z hlerst nden sehen zu k nnen Wer sich brigens n her f r Broadcasttelegramme interessiert wird ebenfalls in der Statistics Seite f ndig wie die folgende Abbildung zeigt F r Fans von Broadcasttelegrammen hat die Statistics Seite einiges zu bieten e Max Broadcasts from Hier sind die 4 h ufigsten Broadcasts seit dem Anlauf des Moduls aufgef hrt Sie werden durch 5 Einzelinformationen beschrieben Die MAC Adresse des Broadcastsenders Die Anzahl n dieser Broadcasts innerhalb der letzten 4 Minuten Die Anzahl GI der aufeinanderfolgenden identischen Telegramme Die L nge Len der Telegramme Die Relativzeit Rz Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS siemens russia com Funktionsf higkeit testen e Broadcasts from Hier sind die aktuellen Broadcasts im laufenden 4 Minuten Intervall aufgelistet Pro Zeile sind jeweils 2 Sender mit folgenden Angaben enthalten Die MAC Adresse des Broadcastsenders Die Anzahl n der Broadcasts seit dem Beginn des Intervalls Die Anzahl GI der aufeinanderfolgenden identischen Telegramme Die L nge Len der Telegramme Alles auf einmal Hier nun die vollst ndige
103. n Das gilt auch f r die Darstellung des Zeitformats im Ger tedisplay Der Standort des Ger tes oder m glicherweise auch nur Ihr Geschmack sind hier entscheidend Vier Jahreszeiten Vielmehr sollten wir noch ein Augenmerk auf die individuelle Zeitzone und die Unterscheidung zwischen Sommer und Standardzeit legen auf die wir in Kapitel 4 eingegangen waren Bei Letzterem d rfen Sie die Umschaltung in keinem Fall dem PC berlassen oder gar deaktivieren Bei den konkreten Zeitangaben sind unsere Entwickler bereits in Vorlei stung gegangen Solange also das inoffizielle Bundesaufsichtsamt f r Zeitsynchronisation keine neuen Vorgaben macht k nnen Sie die Werte die Ihnen DIGSI 4 vorgibt und die auch in der Abbildung oben gezeigt werden beibehalten Das war s auch vorerst mit den Einstellungen zur Zeitsynchronisation Sie d rfen den Dialog mit einem Klick auf OK schlie en Weitere Einstel lungen f r den NTP Server selbst erledigen Sie mit Hilfe des DIGSI Systemkonfigurators und das besprechen wir ein wenig sp ter Also dran bleiben Sie sollten nun Ihre Einstellungen speichern und das Ger t schlie en Anschlie end f hren Sie die beschriebene Prozedur f r alle weiteren Ger te durch die in das Netzwerk eingebunden sind 52 Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS SIEMENS USSIA COM Netzwerk konfigurieren 8 Mach keine Netzchen Lassen Sie uns doch kurz Zwischenbilanz ziehen
104. n wenn es ber die vordere D serielle Schnittstelle direkt mit dem PC verbunden ist A z i Die im Ger t befindlichen Daten werden berschrieben Node erbindung 3 zuualals FME PC Schrittstelle com z C Ethemet Erame E Efven 1 Abbrechen Hite Mit dem Dialog Ger t initialisieren pr fen Sie noch einmal die aktuellen Kommunikationseinstellungen Der Dialog Ger t initialisieren zeigt Ihnen die aktuellen Einstellungen f r die PC Schnittstelle entsprechend des von Ihnen gew hlten COM Ports einstellen und den Frame bitte auf 8E ven 1 belassen Schlie Ben Sie diesen Dialog mit Klick auf OK Sie erhalten einen Hinweis dass vorhandene Daten im SIPROTEC 4 Ger t durch das Initialisieren gel scht werden Sind diese Werte f r Sie nicht relevant oder wurden diese bereits in Dateien gesichert klicken Sie hier auf Ja Nach einigen Zwischenmeldungen werden Sie aufgefordert ein Pass wort einzugeben Sofern Sie keine nderungen an den Passw rtern vor genommen haben tippen Sie sechsmal die Null ein Klicken Sie anschlie end auf OK Den bertragungsvorgang k nnen Sie brigens nicht nur am Bildschirm sondern auch am Display des SIPROTEC 4 Ger tes verfolgen Ist die Initialisierung beendet wird im Display des Ger tes wieder das Grundbild angezeigt Die Verbindung zwischen PC und Ger t war allerdings nur tempor rer Natur und wird nach Abschluss der Initialisierung wieder
105. n Telegramme endlos darin zu kreisen nachdem sie erst einmal ein gespeist wurden Das f hrt zu einer Daten berlast und darf daher nicht sein Die L sung ist eine logische L cke an der Telegramme im Normal betrieb wieder aus dem Netz genommen werden So arbeitet eine Ring struktur logisch betrachtet als Linie Bei einer physischen Unterbrechung wird diese L cke dann geschlossen Daraus ergibt sich sogleich die zweite Aufgabe die eine ordentliche Ringsteuerung erledigen muss Nach dem Ausfall eines Netzwerkpfades muss sie die Daten gegebenen falls auf einen anderen Pfad umleiten der dann ebenso zum Ziel f hrt und das nat rlich m glichst schnell Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS 21 E50417 F1100 C361 A4 E M E NS SIEMENS USSIA COM Ein wenig Netzwerktheorie Ringsteuer Priorit ten setzen 22 Zwei unterschiedliche Verfahren stehen zur Diskussion e OSM Steuerung Eine sicher kluge Entscheidung w re OSM zu w hlen Dann d rften Sie nach diesem Absatz den Rest des Kapitels getrost berspringen Aber das ist nat rlich nicht der wesentliche Grund Fakt ist dass diese von SIEMENS entwickelte Ringsteuerung in ihrer einfachen Anwendung wohl kaum zu bertreffen ist Als einzigen Parameter m ssen Sie einen der vorhandenen Switches als Master kennzeich nen alles andere erledigt sich dann wie von selbst Der Wermutstrop fen ist jedoch dass sich diese Technologie noch nicht weit genug etabliert
106. n einzelnen Ger ten Die beiden letzten Themen werden wir in diesem Buch nicht weiter besprechen Zum einen ist Ihre individuelle Parametrierung weitestge hend unabh ngig von der gew hlten Kommunikationsform Zum ande ren gibt es das Buch Ethernet amp IEC 61850 Start Up Und darin beschreiben wir ausf hrlich die Kommunikation zwischen den Ger ten ber den Rest allerdings geben wir Ihnen gerne Auskunft Offenlegen ffnen Sie zun chst eines der Ger te zur Bearbeitung Am schnellsten erledigen Sie das mit einem Doppelklick auf das jeweilige Symbol Mit welchem Ger t Sie dabei beginnen bleibt Ihnen berlassen Wir kn pfen uns als Erstes eines der Ger te aus der 380 KV Ebene vor ausgestattet mit einem optischen EN100 Modul Im Dialog zur Auswahl der Verbindungsart markieren Sie die Option Off line Klicken Sie jetzt noch auf OK und schon nimmt alles seinen Lauf Die DIGSI Ger tebearbeitung wird gestartet die Daten des Ger ts wer den geladen Schnittstellenparameter einstellen 7 a f epe e o N I S N a a agg Zu Beginn werden wir uns um das 3 8 Offline Funktionsauswahl Ethernet Modul k mmern Dazu 1 8 Parameter Q Funktionsumfang doppelklicken Sie in der Listenan H 2 Meldungen ERangierung i i sicht der Ger tebearbeitung auf E AJ Messwerte Stlerc H A Schriebe E nlagendaten 1 FParametergruppe A 8F Parametergruppe B CFParametergruppe 0F Parametergruppe D amp 3 Parametergruppenumschaltung A st
107. n in Kapitel 5 eine praxisgerechte Beispielkonfiguration vor In den weiteren Kapitel 6 bis 10 beziehen wir uns immer wieder auf diese um Ihnen alle Vorbereitungen zu erl utern die auf dem Weg zu einer funktionierenden Kommunikation via Ethernet notwendig sind Im letzten und dritten Teil hei t es dann Anschlie en einschalten und pr fen Die drei Kapitel 11 12 und 13 haben sich freundlicherweise bereit erkl rt Ihnen dazu Rede und Antwort zu stehen Lesetipp Sind Sie bereits vertraut mit Begriffen wie Netzmaske Ringtopologie MAC Adresse und so weiter dann steigen Sie doch gleich bei Kapitel 5 ein Verf gen Sie jedoch noch nicht ber dieses n tige Basiswissen dann empfehlen wir Ihnen in jedem Fall die Lekt re der Kapitel 2 bis 4 Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS SIEMENS USSIA COM Was Sie erwartet Ruf mich an Bildungs ma nahmen Hinterm Horizont geht s weiter Falls Sie weitere Fragen zur Thematik haben erhalten Sie Unterst tzung bei unserer Hotline Tel 01 80 5 24 70 00 Fax 01 80 5 24 24 71 E Mail support energy siemens com Das individuelle Kursangebot erfragen Sie bei unserem Trainingcenter Dort bietet Siemens Ihnen ausf hrliche Kurse zur Projektierung und Inbetriebsetzung von IEC 61850 Anlagen und zu DIGSI 4 Siemens AG Energy Sector Power Distribution Division Humboldtstr 59 90459 N rnberg Tel 09 11 4 33 70 05 Fax 09 11
108. n selbst Wol len Sie Switches hinzuf gen oder entfernen m ssen Sie dazu keine Einstellungen ndern Den Nachteil sollte man allerdings nicht unter den Tisch kehren Da Ihnen die MAC Adresse eines Switches meist nicht bekannt ist ist die Anordnung von Root Switch und logischer Trennstelle des Rings eher zuf lliger Natur Es ergeben sich mit hoher Wahrscheinlichkeit unterschiedlich lange Ketten die auf dem l ngeren St ck zu einer h heren Netzwerklast f hren e Methode 2 Root Switch festlegen Empfohlene Methode Diese Methode unterscheidet sich von der Ersten in der Art dass Sie nun die Priorit t eines Switches auf Null setzen und diesen damit als Root Switch definieren Damit haben Sie zumindest schon eine ein geschr nkte Kontrolle ber die Lastverteilung im Netzwerk aber noch nicht die Vollst ndige Denn an welcher Stelle im Ring sich die logi sche L cke befindet entscheidet nach wie vor Meister Zufall e Methode 3 Priorit t f r fast jeden Switch einstellen Die dritte Methode fordert Ihnen die meiste Arbeit ab bietet aber auch die M glichkeit ein ausgefeiltes Redundanzkonzept umzusetzen Sie legen je einen Switch als Root und als logische Unterbrechung fest Die Priorit ten der brigen Switches stellen Sie entsprechend der ben tigten Redundanz ein Gibt es beispielsweise einen Switch der im Fehlerfall die Root Funktion bernehmen soll erh lt dieser die n chstniedrigere Priorit t nach dem Root Switch Nat rlic
109. n wir Ihnen ein paar hundert W rter sp ter Bei mehreren Switches die aus Redundanzgr nden auch noch gedop pelt werden steigt der Verkabelungsaufwand zwischen Switches und bergeordneter Zentrale in unserem Fall PC drastisch an Praktischer istes daschon s mtliche Switches ringf rmig miteinander zu verbinden Or ci mome a 3 unuu re Ti ze HH A a Ring oder Stern Die Grenzen verwischen Als Ringverbindung sollte man einem Lichtwellenleiter den Vorzug geben Arbeiten die Switches als Verst rker kann man damit problemlos Verbindungen ber mehrere Kilometer realisieren Die einzelnen Ger te schlie en Sie dann ebenfalls ber LWL oder bei k rzeren Entfernungen auch elektrisch an die Switches Ringtopologie Genau genommen handelt es sich bei der zuletzt gezeigten Struktur noch um einen Stern auch wenn die einzelnen Switches ringf rmig ver bunden sind Die Switches aber sind Verteiler an denen die einzelnen Teilnehmer angeschlossen sind und das entspricht unserer Definition der Sterntopologie Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS siemens russiachh Die geeignete Topologie w hlen Eselsbr cke Um eine Br cke zum puren Ring zu schlagen stellen wir uns ringf rmig verbundene Switches vor an denen jeweils nur ein Teilnehmer ange schlossen ist Damit erhalten wir die folgende berschaubare Struktur Verwandlung So wird aus dem Stern ein Ring
110. nalisiert dass alles im gr nen Bereich ist Weak bezeichnet eine bereits zu niedrige Leistung und sehen Sie nur noch waagrechte Striche ist die D mpfung eindeutig zu hoch Die Ursa che daf r muss nicht kann aber in mangelhaften Verbindungsleitungen liegen L sen wir uns einmal kurz von der Modulseite im Display und damit von der Kontrolle vor Ort am Ger t selbst Auch ber die Ferne hinweg k n nen Sie mit DIGSI 4 erfahren ob das Modul sowie die beiden Schnittstel len korrekt arbeiten oder ob eine St rung vorliegt Dazu gibt es eine Modulst rungsmeldung bzw zwei Linkstatusmeldungen die im Betriebsmeldepuffer protokolliert werden Die Modulst rungsmeldung zeigt ein funktionsunf higes Modul an Die beiden Linkstatusmeldungen informieren ber den physischen Zustand der Verbindung L Bhore lolx gr s Fenster Hilfe lelx Nur Meldungen und Befehle z Kein Filter Information Quelle Ziel a Nummer Displaytext Typ FISIC Puffer S X C B ST L BE BAJ LE BIEINIW All Messwert berw Bl Fehlerorter je 009 0100 01 St r Modul E KG X EN100 Modul 1 003 0101 01 St r Link1 JE ka 009 0102 01 _ St r Link2 TE Ka C Pr fungen Ga Ort Modus Sa Schaltobjekte Sk x 5 Dr cken Sie F1 um Hilfe zu erhalten 754632 v04 60 10 Offline r o E Meldungen des EN100 Moduls in DIGSI 4 Sie k nnen diese Meldungen in der Ger tematrix auf verschiede
111. ndeglied zwischen Ger t und den bei den Schnittstellen So realisieren Sie leicht eine Ringtopologie wie wir diese in Kapitel 2 beschrieben haben und sparen sich zumindest bei der Verbindung der SIPROTEC 4 Ger te untereinander externe Switches Switchfunktion ext Port 1 4 B gt ext Port 2 Multicastfilter Interner Port SIPROTEC Ger t Gekonnt integriert Das optische Modul besitzt eine Switchfunktion Prinzipiell handelt es sich um einen Switch mit drei Ports Einer ist fest mit dem MAC Medium Access Controller des Prozessors verbunden ber die beiden anderen externen Ports ist das Ger t in das Netzwerk integriert Da sich auf diesem alle Arten von Telegrammen tummeln also Unicast Multicast oder Broadcast passiert jedes dieser Telegramme mindestens einen externe Port und wird dann artgerecht behandelt Unicast Telegramme also solche die nur f r ein bestimmtes SIPROTEC 4 Ger t bestimmt sind werden nur dann an den internen Port weitergeleitet wenn sie genau an das aktuelle Ger t adressiert sind Und dort bleibt es dann auch sprich Es wird aus dem Telegrammverkehr entfernt Ist das Telegramm jedoch nicht an das aktuelle Ger t gerichtet inter essiert sich das Kommunikationsmodul auch gar nicht weiter daf r Es leitet dieses Telegramm direkt an den jeweils anderen externen Port weiter Unicast Telegramme die das Ger t selbst sendet f gt das Kommunikationsmodul ber beide Po
112. ndem Sie diese in kleinere Netze zerlegen Diese werden bisweilen auch als Subnetze bezeichnet sind aber eigen st ndig funktionierende Einheiten und unterscheiden sich technisch nicht zwangsl ufig von gr eren Netzen Gr nde die das Aufteilen rechtferti gen sind zum einen bessere Administrationsm glichkeiten aber auch die gegebene r umliche Ausdehnung der Teilnehmer und damit verbun dene technische Rahmenbedingungen Unterschiedliche Netze verbinden Sie mit einem Router zu einem Gesamtnetzwerk Dieser Router entscheidet dann in welches Netz Daten weitergeleitet werden m ssen Die Topologie der Netze spielt dabei brigens keine Rolle Allerdings k nnen Sie mit einem Router nur Netzwerke verbinden auf denen dasselbe Protokoll verwendet wird Unterscheiden sich die Protokolle auf den einzelnen Subnetzen dann wird eine Protokollumsetzung n tig F r diesen Fall verwenden Sie statt eines Routers ein Gateway Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS SIEMENS USSIA COM Ein wenig Netzwerktheorie Maskiert Wir haben Ihnen bereits erl utert dass sich eine IP Adresse in zwei Teile gliedert Die f hrenden Bits kennzeichnen das Netz die verbleibenden Bits adressieren den Teilnehmer innerhalb des Netzes Die Information an welcher Stelle der IP Adresse die Teilung liegt liefert die Netzmaske Mit diesem Bitschl ssel der genauso lang ist wie die IP Adresse kann der Router den Netztei
113. ne Ziele rangieren beispielsweise auf LEDs des Ger tes Wie Sie dabei grund s tzlich vorgehen erfahren Sie in unserer Lekt re DIGSI 4 Start Up Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS siemens russia com Funktionsf higkeit testen Hinweis am Rand Falls Sie sich f r OSM ent schieden haben dann sind die Zeilen 15 bis 21 nicht sichtbar Ringfunktionalit t testen Nach eingehendem Test der Kommunikationsf higkeit und des EN100 Moduls folgt nun ein L ckentest Wir werden also pr fen ob sich in unse rem optischen Ring die logische L cke da auftut wo wir diese haben wollten Auch dabei hilft uns die Modulinformationsseite weiter Auf die ser kontrollieren Sie als erstes ob die in DIGSI 4 f r die Kommunikati onsparameter eingestellten Werte korrekt im Ger t angekommen sind Zeile 14 zeigt die im Modul eingestellte Redundanzbetriebsart In unse rem Fall sollte das RSTP sein Der Wert f r die Priorit t in Zeile 15 muss bereinstimmen mit dem von Ihnen speziell f r Ihre Topologie festgeleg ten Wert Ganz wichtig sind die Werte der Parameter in den Zeilen 17 bis 20 Diese m ssen unbedingt so eingestellt sein wie wir es in Kapitel 7 erl utert hat ten Hier noch einmal eine bersicht zu den betreffenden Parametern und deren zwingend notwendigen Einstellungen e Hello Time 2 s e Max Age Time 40 s e Forward Delay 21 s e Max Transmit Count 100 Mit den In
114. ner Konfiguration mitbestimmend sein Vielleicht ist die Entscheidung f r Sie auch l ngst gefallen dann k nnen Sie dieses Kapitel berspringen Falls Sie jedoch weiterlesen werden Sie unsere beiden Favoriten aus dem Bereich der Netzwerktopologie kennen lernen Stern und Ring Aus dem Pool der Netzwerktopologien zu denen auch die Bustopologie die Baumstruktur oder das vermaschte Netz geh ren haben sich diese bei den Topologien als einzig brauchbare Vertreter f r unsere praktischen Zwecke herauskristallisiert Bei der Sterntopologie treffen sich die Anschl sse aller Teilnehmer im selben Punkt zumindest gedanklich Da wir die einzelnen Anschl sse schlecht direkt miteinander verbinden k nnen ben tigen wir in der Pra xis einen Verteiler Q gg 9 Switch der Mitte Die Sterntopologie ben tigt einen Verteiler In Ethernetnetzwerken hat sich der intelligente Switch zum Verteilen der Daten etabliert und hat damit den dumpen Hub ziemlich ins Aus gedr ngt Die einzelnen Teilnehmer untereinander entbehren dagegen jeglicher direkter physischer Beziehung Die einzelnen Kommunikationsteilnehmer haben wir zun chst als kleine Figuren stilisiert Es kann sich dabei um PCs aber auch um Ger te der Sekund r und Automatisierungstechnik handeln Bei der Kommunika tion ber Ethernet nach IEC 61850 werden sogar Router und Zeit Server als Teilnehmer bezeichnet SIEMENS siemens russia cori Die geeignete Topologie w hlen
115. ngen ICD Dateien die wir bereits in Kapitel 6 vorge stellt hatten Deshalb ist es n tig dass beim ffnen einer IEC 61850 Sta tion f r jeden Teilnehmer eine ICD Datei vorliegt Bei anderen IEC 61850 Teilnehmern zum Beispiel dem Zeit Server werden diese ICD Dateien in das Projekt importiert Bei SIPROTEC 4 Ger ten werden sie dagegen erzeugt sobald Sie das Ger t zur Bearbeitung ffnen Da wir aber davon ausgehen dass Sie wie in Kapitel 7 beschrieben Ihre SIPROTEC 4 Ger te parametriert haben haben Sie damit diese Voraus setzung bereits erf llt Wichtig ist auch dass die ICD Datei aktuell ist ndern Sie beispiels weise im DIGSI Manager den IED Namen m ssen Sie durch erneutes ffnen des Ger tes mit der DIGSI Ger tebearbeitung die ICD Datei aktualisieren Sie m ssen au erdem darauf achten dass keines der teil nehmenden Ger te bearbeitet wird wenn Sie die Station ffnen wollen Auch dann schiebt Ihnen der DIGSI Manager gnadenlos einen Riegel vor Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS 53 E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS SIEMENS USSIA COM Netzwerk konfigurieren Arbeitsteilung Sind alle Voraussetzungen erf llt dann legen Sie los mit einem Doppel klick auf das Stationssymbol Nach einer kurzen Verweildauer in der Sie in sich ruhen k nnen pr sentiert sich Ihnen der DIGSI Systemkonfigura tor in modernem Outfit Im Bereich der Men leiste fallen Ihnen sofort zwei reichlich dimensionierte
116. ngs gibt es f r keine der beiden Bauarten optisch oder elektrisch Unterschiede in der weiteren Parametrierung W rden Sie sich hier f r eine der anderen M glichkeiten entscheiden erfolgte die Zeitsynchronisation nicht ber das Ethernet Netzwerk Die notwendige Zeitinformation f r das IEC 61850 Protokoll selbst w rde dann vom Ger t an das Kommunikationsmodul geliefert In unserer Bei spielkonfiguration haben wir einen NTP Zeitserver im Netz integriert Deshalb markieren wir auch Ethernet NTP Die berwachunggszeit gibt den maximal zul ssigen zeitlichen Abstand zwischen zwei Synchronisationszeitpunkten an Eine St rmeldung wird abgesetzt sobald innerhalb des eingestellten Zeitraumes keine zwei Synchronisationszeitpunkte aufeinander folgen Ab diesem Zeitpunkt wird im Zeitstempel aller Meldungen der Status Uhrzeitst rung gesetzt Welche Zeitdauer Sie hier w hlen ist letztlich eine Frage Ihrer Anlagen philosophie Unser Tipp Die SIPROTEC 4 Ger te fragen die Uhrzeit ann hernd jede Minute beim Zeit Server ab Dazwischen arbeiten sie mit der internen Quarzuhr die sehr pr zise ist Daher k nnen Sie die Vorein stellung von 10 Minuten belassen Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS 51 E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS siemens russla com SIPROTEC 4 Ger t parametrieren Die berwachunggszeit ist brigens kein typischer NTP Parameter son dern kann bei allen Formen der Zeitsynchronisation eingestellt werde
117. nktion als RSTP Bridge f r die es einige port bergreifende Einstellungen gibt wie beispielsweise die RSTP Priorit t Ein Klick auf den Eintrag Spanning Tree gibt den Weg frei zu beiden Kategorien von Parametern e Administration e Ethernet Ports Ethernet Statistics e Spanning Tree e Configure Bridge RSTP Parameters e Configure Port RSTP Parameters View Bridge RSTP Statistics e View Port RSTP Statistics e Virtual LANs e Port Security e Classes of Service e Multicast Filtering e MAC Address Tables e Diagnostics Noch ein Men Die RSTP Parameter Beginnen wir mit den Parametern die sich auf den Switch als Ganzes beziehen Ein entsprechender Einstelldialog zeigt sich sobald Sie im Untermen auf Configure Bridge RSTP Parameters klicken State Disabled Enabled Version Support eRSTP v Bridge Priority 0 v Hello Time 2s Max Age Time 40s Transmit Count 100 Forward Delay 21s Cost Style STP 16 bit RSTP 32 bit BPDU Guard Timeout Don t shutdown Achten Sie auf die korrekten Einstellungen f r die Bridge Parameter Die Abbildung zeigt Ihnen Einstellungen die f r einen einwandfreien Betrieb wichtig sind bernehmen Sie diese daher f r alle Parameter mit Ausnahme der Bridge Priority Diese muss nat rlich passend zur Topologie f r einige Switches unterschiedlich eingestellt werden F r unser Beispiel w rden Sie also die Werte bernehmen so wie wir diese in Kapit
118. nnungen im Betriebsmittel vorhanden sein Kondensatorspeicher e Betriebsmittel mit Stromwandlerkreisen d rfen nicht offen betrieben werden Die im Handbuch bzw in der Betriebsanleitung genannten Grenzwerte d rfen nicht ber schritten werden dies ist auch bei der Pr fung und der Inbetriebnahme zu beachten Haftungsausschluss Copyright Wir haben den Inhalt der Druckschrift auf berein Copyright Siemens AG 2011 All rights reserved stimmung mit der beschriebenen Hard und Soft Weitergabe und Vervielf ltigung dieser Unterlage Verwertung und ware gepr ft Dennoch k nnen Abweichungen Mitteilung ihres Inhalts ist nicht gestattet soweit nicht ausdr cklich nicht ausgeschlossen werden so dass wir f r die vollst ndige bereinstimmung keine Gew hr ber nehmen zugestanden Zuwiderhandlungen verpflichten zu Schadenersatz Alle Rechte vorbehalten insbesondere f r den Fall der Patenter teilung oder GM Eintragung Die Angaben in diesem Handbuch werden regel m ig berpr ft und notwendige Korrekturen sind in den nachfolgenden Auflagen enthalten F r Ver Eingetragene Marken besserungsvorschl ge sind wir dankbar SIPROTEC SINAUT SICAM und DIGSI sind eingetragene Mar Technische nderungen bleiben auch ohne An ken der SIEMENS AG Die brigen Bezeichnungen in diesem k ndigung vorbehalten Dokumentenversion V01 03 00 Siemens Aktiengesellschaft Handbuch k nnen Marken sein deren Benutzun
119. ntypen wie Switches sind bei geschick ter Aufteilung sofort als solche nur anhand der IP Adresse identifizierbar Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS 39 E50417 F1100 C361 A4 E M E NS SIEMENS USSIA COM Beispielkonfiguration Switch Priorit ten Im Bild zu unserer Beispielkonfiguration finden Sie jeweils unterhalb der IP Adresse die Priorit t eines Teilnehmers Falls Ihnen die einzelnen Zahlenwerte R tsel aufgeben sollten hier die Aufl sung Der Wert 0 kennzeichnet die h chste Priorit t alle weiteren Priorit ten sind um den festgelegten Wert 4096 abgestuft So ergibt sich eine Reihe von festen Priorit tswerte 0 4096 8192 12288 16384 usw Als Root haben wir Switch 5 auserkoren Deshalb erh lt dieser die h ch ste Priorit t also den Wert 0 Switch 4 gleich nebenan soll bei Ausfall des Root Switches bernehmen Seine Priorit t liegt daher eine Stufe niedri ger und das entspricht dem Wert 4096 Diese Priorit t vergeben wir bri gens auch an die brigen Switches im Hauptring Die teamingf hige Netzwerkkarte in der PAS wird dennoch daf r sorgen dass Switch 4 im Notfall bernimmt Bei der logischen Trennstelle also dem Alternate Port legen wir uns nicht weiter fest Wir weisen einfach allen optischen EN 100 Modulen die Priorit t 32768 zu 40 Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS siemens russiachh Projekt anlegen und strukturieren 6 Sch
120. on nach IEC 61850 einbinden In unser frisch gebackenes Projekt f gen wir als erstes 2 Ordner ein mit denen wir die beiden Spannungsebenen 30 KV und 380 KV voneinander unterscheiden Diese Ordner nehmen anschlie end die ben tigten Ger te auf Diese Unterteilung w re zwar nicht n tig schafft aber Ord nung und bersicht F r eine Kommunikation via Ethernet und IEC 61850 sind SIPROTEC 4 Ger te ab Version 4 6 geeignet Stellen wir uns vor Sie haben ein sol ches frisch vom Produktionstisch erworben und wollen es nun in eine bestehende oder auch neue Topologie integrieren Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS 41 E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS SIEMENS USSIA COM Projekt anlegen und strukturieren In DIGSI 4 gehen Sie dazu vor wie Sie es von je her gewohnt sind Sie f gen diese wie auch alle anderen SIPROTEC Ger te per Drag amp Drop aus dem Ger tekatalog in das betreffende Projekt ein Bevor das SIPRO TEC 4 Ger t im Projekt platziert wird m ssen Sie die Ger teausf hrung in DIGSI 4 festlegen Dazu wird die Registerkarte MLFB im Dialog Eigenschaften SIPROTEC Ger t angezeigt Eigenschaften SIPROTEC Ger t MLFB Bestellnummer MLFB eos or Mn a Z Ger tenennstrom 2 Iph 1A 1E Empfindich 8 Stromversorgung und Meldespannung 4 DC 60V 110V SchweleBE 1V x 9 Konstruktiver Aufbau D Einbaugeh use Steckklemme AMP Steck x Em 10 Regionale Voreinstellung und Sp
121. p IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS 85 E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS siemens russla com Was Sie sonst noch wissen sollten Geben Sie hier einen Namen f r die neue Hyperterminalverbindung ein und w hlen Sie eines der angebotenen Icons daf r aus Danach klicken Sie wie blich auf OK Windows l sst noch nicht locker und schiebt gleich ein weiteren Dialog nach Verbinden mit Switch einstellen Geben Sie die Rufnummer ein die gew hlt werden soll Land Region Deutschland 49 Ortskennzahl 0911 Rufnummer Yerbind Terstelen Uber EN dann den COM Port Aus der Liste Verbindung herstellen ber w hlen Sie die Bezeichnung der seriellen Schnittstelle des PCs an welcher Sie das 1 1 Kabel ange schlossen haben Die brigen Texteingabefelder werden dadurch deak tiviert und Ihr anf nglicher Schock ber die vermeintliche Notwendigkeit irgendwelcher Rufnummern sicherlich gelindert Allerdings hat Windows noch immer nicht genug und fordert zus tzliche Daten an _a MR Eigenschaften von COM1 e Anschlusseinstellungen Bits pro Sekunde BREMEN Datenbits 8 x Parit t Keine x Stoppbits 1 ix Elusssteuerung Kein und schlie lich noch einige Parameterwerte festlegen 86 Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS siemens russla com
122. r Treten innerhalb einer bestimmten meist knapp angelegten Zeitspanne zu viele Fehler auf wechselt der Switch in den Modus Store and Forward F llt die Feh lerrate wieder unterhalb eines zugelassenen Grenzwertes arbeitet er wieder mit Cut through berdies kann der Switch zeitweise in den Modus Fragment Free wechseln wenn zuviele Fragmente mit weni ger als 64 Byte L nge ankommen Die beschriebenen Methoden erfordern nat rlich verschiedene Hard wareausf hrungen die sich letztendlich durch die Anzahl der Zwischen speicher unterscheiden Kein Zwischenspeicher In Switches ohne Zwischenspeicher k nnen immer nur zwei Ports direkt ber den internen Bus logisch miteinander verbunden sein Daten die gleichzeitig an einem dritten Port anstehen verz gern bereits die Daten bermittlung Diese Art von Switches beherrschen lediglich die Cut Through Methode und sind f r kommerzielle Zwecke nicht geeignet Ein Zwischenspeicher f r alle Nicht gerade ppig aber schon besser ist da ein gemeinsamer Zwi schenspeicher f r alle Ports Die Teilnehmer legen ihre Daten in den Zwischenspeicher w hrend der Switch die Verbindung zu den ande ren Teilnehmern vorbereitet Daraus ergibt sich ein entscheidender Vorteil Wollen mehrere Teilnehmer an den gleichen Port Daten sen den werden diese zun chst gespeichert und anschlie end gesam melt bertragen Ein Eingangs und ein Ausgangsspeicher je Port Die Luxusl sung bietet Ihnen die maxima
123. r au en vor da sie der Switch niemals registrieren w rde F r diese Spezies kann im Switch eine MAC Adresse eingetragen und fest in Beziehung zu einem Port gebracht werden Unbekannt verzogen 26 Entscheidend ist jedoch auch dass die einzelnen Ports Daten unabh n gig voneinander empfangen und senden k nnen Erh lt der Switch mehr Daten als er aufgrund der aktuellen Netzauslastung weitersenden kann legt er diese in einem Zwischenspeicher ab und sendet sie zeitverz gert Empf ngt unser Switch Daten die f r mehrere Adressaten bestimmt sind ist das f r ihn sowieso kein Problem Er bermittelt diese dann gleichzeitig ber die einzelnen Ports an die unterschiedlichen Empf n ger Aber es geht sogar noch effektiver Im so genannten Vollduplex Modus kann der Switch an ein und demselben Port gleichzeitig Daten senden und empfangen Kollisionen gibt es dann f r den betreffenden Port prak tisch keine mehr und die Geschwindigkeit kann theoretisch verdoppelt werden Man sollte allerdings beachten dass der Modus und damit auch die m gliche Geschwindigkeit an jedem Port unabh ngig ausgehandelt werden kann Das alles klingt ziemlich gut Wir wollen aber nicht kritiklos der Wunder waffe Switch huldigen sondern auch eines nicht verheimlichen Wo ein Hub ein eingehendes Telegramm gnadenlos an alle angeschlossenen Teilnehmer weitergeleitet wird muss der Switch zun chst den Empf n ger ermitteln um die Daten gezielt weite
124. r und geordneter Form Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS 97 E50417 F1100 C361 A4 E M E NS SIEMENS USSIA COM Was Sie sonst noch wissen sollten Betrachten wir uns jetzt den Aufruf von sed exe den Sie als letzte Zeile in der Batch Datei cmd bat finden as ed f br2nl sed data dat sed n f digit sed Auch hier werden die eigentlichen Anweisungen nicht direkt sondern als Referenz auf zwei Skriptdateien gegeben br2nl sed und digit sed Die erste davon erh ht die Lesbarkeit der Informationen indem es eine zei lenweise Darstellung erzeugt Dazu werden einfach alle Zeilentrenner im urspr nglichen HTML Format gegen ein Zeichen ersetzt Das Skript be s n tigt daf r nur eine Befehlszeile lt BR gt n g Das zweite Skript ist da schon ein wenig komplizierter da es die Informa tio nen filtern und anschlie end formatieren muss Das sollte Sie aber nicht weiter st ren denn Sie k nnen es prinzipiell 1 1 bernehmen Hier das Skript 1 extern IP 2 h 3 s IP 0 9 0 9 0 9 0 9 1 4 s IP nIP 1 5p 6g 7 s MAC 0 9a fA F 0 9a fA F 0 9a fA F 0 9a fA F 8 0 9a fA F 0 9a fA F 1 9 s MAC MAC 1 p 10 11 RSTP 12 Alternate 13 S n rr Hrn Errekek 14 15 p 16 17 s nGooseHit t nGooseHit 1 p 18 s nGooseMiss t nGooseMiss 1 p 19 s n 1 p
125. rache A Region DE 50Hz Deutsch nderbar x EN 11 Systemschnittstelle 3 weitere Protokolle s ZusateL xl ER 12 Serviceschnittstell 13 Messen St rschre NEE UUNN ENG X 14 UMZ AMZ Motor 1 Systemschnitistelle Poke S 15 empf Erdfehler sp 2 Systemschnittstelle E ECG eiekrisch mi EN v 16 AWE Fehlerorter Abbrechen Hite Wichtig Stellen Sie die korrekte Systemschnittstelle in der passenden Variante ein Sie w hlen also aus den m glichen Einstellungen diejenigen aus die der MLFB Ihres Ger tes entsprechen F r die System Schnittstelle w hlen Sie die Einstellung weitere Protokolle Durch diese Auswahl ffnet DIGSI 4 einen zweiten Dialog mit zwei Listenfeldern W hlen Sie in der oberen Auswahlliste die Einstellung Protokolle In der unteren Auswahl liste w hlen Sie IEC 61850 in der tats chlichen Schnittstellenvariante also optisch oder elektrisch Sobald Sie beide Dialoge nacheinander mit einem Klick auf OK geschlossen haben f gt DIGSI 4 ein Symbol f r das Ger t ins Projekt ein Sind alle Ger te eingef gt sollte das Projekt so aussehen wie es sich im folgenden Bild der ffentlichkeit zeigt BBeispielikc 61850 Jokg B Beispiel IEC 61850 a Station 1 eu a 6MD63 30KV 75452 30KyY 75J62 30KV 78J6330KV 75J64 30KV 380 KV Stem Stem Stem Stem Stem Die Ger te auf 30 KV Ebene beispiel iec 61850 BAX 21 89 Beispiel IEC 61850 a Station 1 E 30 EMD63 380KV 75452 380KV 75J62
126. ressen s mtlicher Ger te eintragen an deren Informationen Sie inter essiert sind Hier ein Beispiel f r ip_list IP Adressen aller Ger te 172 16 10 1 172 16 10 2 172 16 10 3 172 16 10 4 172 16 10 5 Wie Sie bereits wissen starten Sie die gesamte Prozedur mit Scan bat Ein Blick in diese Datei verr t uns dass sie zwei Dinge bewirkt REM REM Scanne alle Adressen aus ip List REM awk f ip_adr awk ip_list call cmd bat Scan bat startet zun chst das Programm awk exe und bergibt diesem die ben tigten Dateien ip_adr awk und ip_list Awk exe generiert anhand der Informationen in diesen Dateien die Batch Datei cmd bat Scan bat ruft diese Datei mit einer Call Anweisung auf Daraufhin wendet sich NetCat an ein Ger t nach dem anderen extrahiert dabei jeweils die Informationen aus der Statistics Seite und aus dem printf Puffer und bertr gt diese der Reihe nach in die Datei Data dat Nach getaner Arbeit hinterl sst NetCat in dieser Datei alles was aus den Quellen an Informationen zu bekommen war Nur einen geringen Teil davon ben tigen wir tats chlich den aber in vern nftiger visueller Quali t t Die gespeicherten Informationen erst zu filtern und anschlie end zu formatieren ist nun die Aufgabe von sed exe Dieser Streamingeditor nimmt auf der einen Seite Daten auf die er anhand unterschiedlicher Muster und Kriterien auf der anderen Seite wieder ausspuckt dann aller dings in meist reduzierte
127. reupdate geeignet ist Falls ja dann laden Sie die Updateda teien von der SIPROTEC Website herunter e Pr fen Sie ob es durch das Firmwareupdate n tig wird Ihre DIGSI 4 Installation zu erg nzen Das ist immer dann der Fall wenn sich die Firmwareversionsbezeichnung auf der 1 Stelle hinter dem Dezimal punkt ge ndert hat Die ben tigten Update Dateien erhalten Sie ebenfalls auf der SIPROTEC Website e Sichern Sie mit DIGSI 4 vor dem Firmwareupdate den Parametersatz der sich aktuell im Ger t befindet Lesen Sie ebenfalls alle Pro zessdaten aus dem Ger t aus e Installieren Sie das Firmwareladeprogramm auf Ihrem PC Auch die ses k nnen Sie von der SIPROTEC Website herunterladen e Schalten Sie das Ger t spannungslos verbinden Sie es mit dem PC e Aktualisieren Sie die Firmware e Nehmen Sie das Ger t in Betrieb und testen Sie die Funktionalit t Hat alles geklappt dann k nnen Sie guten Gewissens das Kommunika tionsmodul tauschen Legen Sie am besten zun chst das ben tigte Werkzeug zurecht Sie brauchen e eine Unterlage die f r elektrostatisch gef hrdete Bauelemente geeignet ist e einen Schlitzschraubendreher mit 5 mm bis 6 mm Klingenbreite e einen Kreuzschlitz Schraubendreher Pz Gr e 1 und e einen Steckschl ssel mit einer Schl sselweite von 4 5 mm Packen Sie auch gleich das neue Modul aus und legen Sie dieses eben falls bereit Bevor Sie das Geh use ffnen m ssen Sie in jedem Fall das
128. rischen zu m s sen Wir bleiben allerdings ganz bescheiden unterhalb der 2 Km Marke und verwenden MMF Kabel das Licht mit einer Wellenl nge bis zu 1380 nm bertragen kann Wichtig ist eine weitere Kenngr e n mlich die Angabe von Kern und u erem Durchmesser der Faser 50 125 um oder 65 5 125 um sind f r unsere Zwecke geeignete Ausf hrungen Passend zum Kabel ben tigen Sie noch die richtigen Stecker Unsere Empfehlung Kaufen Sie Kabel soweit m glich in konfektioniertem Zustand Bei elektrischen Patch Leitungen selbst Hand anzulegen lohnt angesichts der Preise f r fertig konfektionierte Patches ohnehin nicht Und LWL Kabel in Eigenregie mit Steckern zu versehen f hrt meistens nicht zum gew nschten Ergebnis Allein beim als Meterware gekauften STP Verlegekabel erscheint es sinnvoll in Heimarbeit ans Werk zuge hen Wer jedoch nicht ber das n tige Werkzeug und die Erfahrung ver f gt sollte besser den Fachmann ran lassen Was die Stecker selbst betrifft F r elektrische Verbindungen kommt nur noch RJ45 in Frage Beim Licht gibt es allerdings zwei getrennte Lager Anschluss zu EN100 Modulen sowie zu OSM Switches finden Sie mit Duplex LC Steckern Switches von RuggedCom stehen dagegen mehr auf MTRJ Stecker Sie ben tigen daher gemischt konfektionierte Kabel die Sie brigens auch direkt bei Siemens erwerben k nnen Damit die einwandfreie Kommunikation nicht bereits an ein paar defek ten Kabeln scheitert sollte man si
129. rittfolge Man nehme Trotz der Erweiterung um IEC 61850 bleibt das Projektieren mit DIGSI 4 gewohnt einfach auch wenn an der einen oder anderen Stelle ein paar Handgriffe mehr n tig sind Dass Sie mit DIGSI 4 vertraut sind m ssen wir an dieser Stelle voraussetzen Falls dem nicht so ist dann empfehlen wir Ihnen unseren Leitfaden DIGSI 4 Start Up ein Schnupperkurs auf kompakten 60 Seiten Von ebenso bersichtlichem Umfang ist das Pen dant Ethernet amp IEC 61850 Start Up Darin beschreiben wir anhand eines einfachen Beispiels unter anderem die Querkommunikation zwi schen den Ger ten auch GOOSE genannt die wir an dieser Stelle aller dings v llig ausklammern In diesem Kapitel werden wir Ihnen bezogen auf unsere Beispielkonfigu ration folgende Schritte erl utern e Schritt 1 Projekt anlegen e Schritt 2 SIPROTEC 4 Ger te einf gen e Schritt 3 IEC 61850 Station einf gen e Schritt 4 Ger te als Teilnehmer in der IEC 61850 Station eintragen Projekt anlegen und Ger te einf gen F r unser Beispiel werden wir ein neues Projekt anlegen Das soll aber nicht hei en dass Sie eine IEC 61850 konforme Kommunikation ber Ethernet nicht auch in ein bestehendes Projekt integrieren d rften Selbstverst ndlich k nnen im selben Projekt und damit in derselben Anlage auch Ger te enthalten sein die andere Protokolle oder andere bertragungswege zur Kommunikation verwenden Allerdings lassen sich diese nicht in die Kommunikati
130. rschreibung Ger t S Zeitsyrichronisation rPassworte abe Sprache Mit einem Doppelklick f ngt alles an den Eintrag Schnittstellen direkt unterhalb von Zeitsynchronisa tion DIGSI 4 zeigt Ihnen daraufhin den Dialog Schnittstellen Para meter Dieser Dialog enth lt je nach Ausstattung des Rechners und des SIPROTEC 4 Ger tes eine unterschiedliche Anzahl Regi sterkarten mit Einstellm glichkei ten f r die jeweiligen Schnittstellenparameter Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS 47 E50417 F1100 C361 A4 u E M E NS siemens russla com SIPROTEC 4 Ger t parametrieren Wertebetrachtung 48 Uns interessieren davon vor allem die Parameter f r das EN100 Modul die in der Registerkarte Ethernet am Ger t zusammengefasst sind Es gibt brigens keine unterschiedlichen Registerkarten f r die verschiede nen Modulbauweisen wohl aber spezielle Parameter nur f r die optische Schnittstelle Schnittstellen Parameter Serielle Schnittstelle am PC VD Adressen Bedienschnittstelle Serviceschnittstelle Ethernet am Ger t Ethernet am PC Diese Parameter wurden IP Adresse vom DIGSI Manager Subnetmaske 25 25 0 0 bjekteigenschaften gt l Kommunikationsparameter Standardgateway i 1E 0 1 bernommen Linkschicht r Zugriffsberechtigung an der Schnittstelle f r V Parameteren M Test und Diagnose Web Monitor Bedienung Vvotzugrit v
131. rten angesagt Prinzipiell k nnten Sie die geforderte Redundanz auch mit zwei getrenn ten Netzwerkkarten in einem PC realisieren Erheblich eleganter aber ist der Einsatz einer Dual Port Karte wie beispielsweise der Intel PRO 1000 MT Eine solche Karte hat zwei unabh ngig voneinander arbeitende Prozessoren die auch ber getrennte Ports und jeweils eigene IP Adressen zug nglich sind So k nnten diese also auch grund s tzlich mit zwei unterschiedlichen voneinander unabh ngigen Netz werken verbunden werden Viel wichtiger ist f r uns jedoch dass sich beide Adapter mit einer gemeinsamen IP Adresse ansprechen lassen Diese Methode wird Teaming genannt die Netzwerkkarte ist teamingf hig Aus den m glichen Betriebsmodi wollen wir die beiden f r uns rele vanten erl utern Das Bild rechts zeigt die Anschlussvariante f r den Adapter Fault Tole rance Modus Im Normalbetrieb l uft die Kommunikation ber den ersten Adapter der Netzwerkkarte Sobald dieser das Kabel zum Switch oder der Switchport ausf llt bernimmt der zweite Adapter die Verbin dung Der PC bleibt also weiterhin mit dem Netzwerk verbunden Im oben Modus geht f r den PC jedoch das Licht aus sobald der Switch ver sagt Mit dem Switch Fault Tolerance Modus bekommen Sie jedoch Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS 35 E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS SIEMENS USSIA COM Die Komponenten im berblick auch diese Problematik in den Griff Das
132. rts in den Datenstrom ein Multicast Telegramme sind immer f r mehrere Empf nger bestimmt Bei der Querkommu nikation zwischen den einzelnen Teilnehmern gibt es noch eine wei tere Eigenheit Multicast Telegramme werden dabei nach Eintreten eines Ereignisses wiederholt im Abstand von wenigen Millisekunden an alle Teilnehmer gesendet Dies bedeutet eine hohe Belastung jedes Empf ngers obwohl die Telegramme m glicherweise nicht f r ihn bestimmt sind Deshalb ist in Empfangsrichtung des internen Ports ein Multicastfilter integriert Dieses l sst tats chlich nur Tele gramme passieren welche die Adresse des jeweiligen Teilnehmers enthalten Unabh ngig davon werden Multicast Telegramme immer an den jeweils anderen externen Port des Kommunikationsmoduls weitergeleitet Broadcast Telegramme sind an s mtliche Teilnehmer gerichtet Deshalb leitet das Kommu Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS 31 E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS SIEMENS USSIA COM Die Komponenten im berblick nikationsmodul diese auf seinen internen Port weiter und ebenso auf den jeweils anderen externen Port Broadcast Telegramme treten in IEC 61850 Netzen nur auf wenn auf demselben Netzwerk ein oder mehrere andere Protokolle verwendet werden Davon raten wir aber dringend ab 32 Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS siemens russla com Die Komponenten im berblick PS
133. rzuleiten Das spart zwar Band breite kostet aber Zeit Deshalb bedient sich der Switch eines kleinen Management Tricks In Kapitel 3 haben Sie erfahren dass zur Identifikation eines Teilnehmers innerhalb des lokalen Netzwerks die MAC Adresse verwendet wird Sobald sich an einem Port des Switches ein Teilnehmer zum ersten Mal meldet wird dessen MAC Adresse mit diesem Port logisch verkn pft und diese Relation in einer Tabelle gespeichert Bei eingehenden Datenpa keten vergleicht der Switch die Zieladresse mit den gespeicherten Rela tionen und kann so den ben tigten Port ermitteln Daten werden also auf diese Weise m glichst z gig und im Idealfall nur an den Port weitergeleitet an welchem sich tats chlich der Empf nger befindet Allerdings kann es vorkommen dass f r eine Zieladresse keine Relation zu einem Port gespeichert ist Die Zieladresse ist also unbe kannt Die Daten werden dann an alle Ports weitergeleitet den Quellport ausgenommen Dies gilt nat rlich ebenso f r Broadcast Daten denn da ist dieses Verhalten ja sogar gewollt Was aber wenn nicht der Idealfall vorliegt Wird beispielsweise die Lei tung unterbrochen so w rden die Pakete weiterhin an einen Port vermit telt auch wenn dahinter l ngst kein Empf nger mehr zu finden ist Einige Mechanismen sollen dem entgegentreten Da ist zun chst einmal die so genannte Alterungszeit Maximum Aging Time die sich im Gegensatz zu der des Menschen per Software leic
134. s hin zum korrekten B ndeln von mehreren Leitun gen mit Kabelbindern Falls Sie mehr zur EN 50173 wissen m chten spuckt Ihnen jede Internetsuchmaschine eine Vielzahl von Aufs tzen zu dieser Thematik aus Ein Teilbereich daraus ist die Wahl der richtigen Kabel F r unsere Beispielkonfiguration aus Kapitel 5 ben tigen wir sol che in elektrischer und auch in optischer Ausf hrung Beim Kabelgemischtwarenh ndler finden Sie in der Abteilung f r elektri sche Netzwerkkabel zwei grunds tzlich unterschiedliche Sorten im Angebot Patch Leitung und Verlegekabel Wie viel Sie von welcher Sorte kaufen sollte nicht von einem in Aussicht gestellten Mengenrabatt bestimmt werden sondern einzig allein vom Einsatzzweck des Kabels Patch Leitungen sind biegsam denn sie sind vor allem f r das Verbinden von Ger ten konzipiert die nahe beieinander aufgestellt sind Haben Sie also beispielsweise die Schutzger te eines Feldes und den zugeh rigen Switch in ein gemeinsames Rack montiert sind Patch Leitungen das pr destinierte Verbindungsmedium Ihre mechanische Flexibilit t erhal ten die Patches durch d nnere Dr hte die sich als Adern durch den Kunststoffmantel schl ngeln Meistens wird dabei sogar Litze verwendet Und das f hrt leider zu schlechteren elektrischen Werten Patch Leitun gen sollte man deshalb nicht f r l ngere Strecken verwenden f nf Meter sollte die Obergrenze sein Muss es mehr sein greifen Sie besser zu Verlegekabel W hl
135. se C 192 168 0 0 192 168 255 255 Interessant f r Sie sind dabei die Bereiche aus den Klassen B und C mit 65 534 bzw 254 adressierbaren Teilnehmern Entscheiden Sie sich f r die Klasse C mag das zun chst die bersicht lichere Variante sein Dieser vermeintliche Vorteil wird aber schnell zum Nachteil wenn beispielsweise eine Erweiterung ins Haus steht Dann n mlich reichen die vorhandenen Adressen mitunter nicht aus In Folge m ssen Sie ein zweites Netzwerk anlegen und beide Netze ber einen Router verbinden Sind also Erweiterungen bereits geplant oder ist die Anzahl der ben tigten Adressen von vornherein schon grenzwertig dann greifen Sie lieber gleich zur Klasse B Aber auch wenn Sie die Menge der verf gbaren Adressen nie im Leben auszunutzen gedenken hat diese Klasse ihre Vorteile Bei dieser Vari ante k nnen Sie die Adressenstruktur viel bersichtlicher gestalten Zum Beispiel k nnen Sie den dritten Dezimalblock dazu nutzen Feld und Spannungsebenen in der Teilnehmeradressierung voneinander zu tren nen Details dazu erfahren Sie in Kapitel 5 Mehrere Netze verbinden Zu einer klassischen Einstiegsaufgabe z hlt sicherlich eines nicht Die Projektierung einer Kommunikation ber mehrere miteinander verbun dene Netze Dennoch m chten wir Sie kurz ber diese M glichkeit und einige davon untrennbare Begriffe informieren Sie strukturieren gro e Netzwerke nach topologischen aber auch orga nisatorischen Aspekten i
136. siemens russiachh Was Sie sonst noch wissen sollten curl o printf_3_30 html http 172 16 100 3 printf curl o fecst_3_30 html http 172 16 100 3 fecst curl o printf_4_30 html http 172 16 100 4 printf curl o fecst_4_30 html http 172 16 100 4 fecst curl o printf_5_30 html http 172 16 100 5 printf curl o fecst_5_30 html http 172 16 100 5 fecst pause rem Ende Automatisierte RSTP Statusabfrage In Kapitel 12 haben wir Ihnen gezeigt wie Sie zum Beispiel den Alter nate Port ausfindig machen k nnen Die beschriebenen Methoden m gen f r die Inbetriebnahme durchgehen f r den laufenden Betrieb sind diese jedoch nicht praktikabel Wir ben tigen eine Methode die es erm glicht verschiedene Informationen aus mehreren Ger ten gleich zeitig anfordern zu k nnen und diese dann mundgerecht pr sentiert zu bekommen Das k nnte dann praktisch so aussehen Sie starten eine Datei die in unserem Fall scan bat hei t und mir nichts dir nichts liefert Ihnen der PC eine Datei namens Data dat zur ck Flugs die Datei mit einem x beliebigen Editor ge ffnet zeigt uns diese Informa tionen von ihrer sch nsten Seite nach unseren Anforderungen gefiltert und bersichtlich formatiert 172 16 10 1 IP 172 16 10 1 MAC 8 0 6 86 58 a7 nGooseHit 12423 nGooseMiss 0 RSTP Role Chan1 2 Designated Root Break 1 lt 2 RSTP State Chan1 2 Forwarding Forwarding 172 16 10 2 IP
137. t diese Ortszeiten in das f r die IEC 61850 ben tigte UTC Format um UTC Universal Coordinated Time Das gr te Problem ist dabei die in den meisten L ndern bliche Umstellung zwischen Sommer und Winterzeit So haben wir nach dem Umstellen der Uhr von Sommer auf Winterzeit beispielsweise die Zeit 2 10 Uhr zwei Mal Damit das Modul die beiden Ortszeiten in die jeweils richtige Weltzeit umwandeln kann ben tigt es also die Information ob es sich zum jewei ligen Zeitpunkt um die Sommerzeit oder die Winterzeit handelt Neben NTP liefert einzig DCF77 diese Information IRIG B interne Uhrzeitf h rung Minutenimpuls und weitere aber nicht Also nochmals unser eindringlicher Tipp Halten Sie sich an die von der IEC 61850 vorge schriebene Art der Zeitsynchronisierung also NTP Netzwerkkarte Erst ein PC macht Ihre Netzwerktopologie komplett Ob nun das handli che Notebook der B ro Desktop f r den t glichen Bedarf oder ein aus gewachsener Industrie PC f r die Anbindung an das Netzwerk ben tigen Sie in allen F llen eine Netzwerkkarte Wie diese allerdings konkret aussieht entscheidet letztendlich der individuelle Bedarf an Sicherheit durch Redundanz F r das gelegentliche Fernabfragen von Daten aus einem SIPROTEC Ger t mag mitunter eine Standardkarte im B ro PC gen gen Die Stationsautomatisierung beispielsweise mit SICAM PAS kann sich Abwesenheit vom Netz dagegen kaum leisten Deshalb ist Redundanz auch bei den Netzwerkka
138. t einer IP Adresse muss ganz im Gegensatz zur MAC Adresse der Administrator selbst sorgen Au er es befindet sich ein so genannter DHCP Server im Netzwerk Dieser versorgt n mlich alle Teilnehmer automatisch mit korrekten IP Adresse Das Ganze hat nur einen Haken Netzwerke nach IEC 61850 arbeiten nicht mit einem DHCP Server Deshalb werden wir dieses Thema nicht behandeln Die IP Adresse genauer betrachtet Wir wollen uns nun einmal die Struktur einer IP Adresse ansehen genau genommen einer IPv4 Adresse also einer solchen der vierten Genera tion IP Adressen der vierten Generation werden dezimal in vier Bl cken geschrieben Ein Beispiel 207 142 131 235 Jeder Block repr sentiert acht Bit wodurch sich ein Wertebereich von 0 bis 255 f r jeden Block ergibt Bei einer IPv4 Adresse handelt es sich also um ein 32 Bit Kon strukt das maximal 4 294 967 296 eindeutige Adressen beschreiben kann Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS SIEMENS USSIA COM Ein wenig Netzwerktheorie Doppelhaus Drei Klassen Gesellschaft Privatsph re Eine IP Adresse enth lt genau betrachtet zwei Adressen Eine f r den Teilnehmer und eine f r das Netzwerk in welchem sich dieser befindet Beispiel Von der IP Adresse 197 255 255 89 k nnten die ersten drei Dezimalbl cke also 197 255 255 die Netzwerkadresse darstellen Der Letzte Dezimalblock in unserem Fall die 89 w re dann die Adresse des
139. t noch wissen sollten In gr eren DOSen 88 Fr itch Datei Bearbeiten Ansicht Anrufen bertragung D s3 202A CI Datei empfangen Zielordner f r die empfangene Datei C Switch Konfigurationen Protokoll f r den Empfang 1Kxmodem i Schlie en Abbrechen v lt gt erbunden 00 05 06 Auto Erkenn Autom Erkenn RF GROSS num Aufzeichnen Druckere Zeitersparnis Konfigurationen k nnen gespeichert und geladen werden W re es nicht praktisch CSV Dateien in gr eren Mengen auszulesen und anschlie end wieder in den Switch zu laden Das klappt ganz ein fach mit Batch Dateien und einer tftp Verbindung Die Microsoft Betriebssysteme bringen von Haus aus einen tftp Client mit den Sie ber die gute alte DOS Kommandozeile nutzen Wir zeigen Ihnen erst einmal wie es grunds tzlich mit einer einzelnen Datei funktioniert W hlen Sie aus dem Startmen den Befehl Ausf hren und tippen Sie dann in das Texteingabefeld Command ein Nach einem Klick auf OK ffnet Windows das DOS Fenster Hier geben Sie nun in etwa Folgendes ein tftp 172 16 0 1 get config csv c Config Switch_1 csv Als IP Adresse setzen Sie die des Switches ein dessen Konfigurations datei ausgelesen werden soll C Config Switch_1 csv entspricht dem Zielort und dem Zielnamen der Datei Diese Angaben m ssen Sie nat r lich anpassen Sobald Sie die Eingabetaste dr cken wird der Befehl abgesetzt und
140. tionen die Sie interessieren nicht mehr verf gbar Wir meinen allerdings dass dieser kleine Nachteil verschmerzt werden kann Eine Grafik soll Ihnen zun chst verdeutlichen welche Komponenten zwi schen Scan bat und Data dat eine Rolle spielen Drei kleine Programme wirken mit nc exe awk exe und sed exe alles Freeware die Sie ber das Internet herunterladen E3 ip_adr awk gefiltert sed exe data dat formatiert digit sed Immer sch n von links nach rechts Beginnen wir doch einfach mitten drin und richten unser Augenmerk auf die Datei nc exe alias NetCat Dieses ist das eigentliche Werkzeug das die Informationen aus den einzelnen Ger ten beschafft Alles in der Gra fik links davon erleichtert uns die Arbeit sodass NetCat mit nur einem Doppelklick alle Ger te nacheinander befragt Alles rechts der Mitte ent schlackt die Informationen von berfl ssigem Ballast und bringt diese in eine ansehnliche Form Um NetCat zur Arbeit zu bewegen erwartet die ses Programm einen Aufruf nach folgender Struktur nc hostadr port lt script gt file Wie Sie sehen ben tigt NetCat einige Informationen Die Hostadresse ist die IP Adresse des Ger tes von dem Sie Informationen ben tigen Der Port hat nichts mit einem Hardware Port eines EN100 Moduls zu tun sondern bezeichnet einen Softwareport In Verbindung mit TCP IP verwenden Sie daf r stets den Wert 80 Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS 95 E50417 F110
141. ufen klinken Sie sich mit einem PC an einen beliebigen Switch des Netzwerks Dieser muss nat rlich f r das Netzwerk konfiguriert sein Deshalb bietet es sich an dass Sie f r diese Aufgabe Ihren DIGSI 4 PC verwenden der sowieso bereits Bestandteil des Netzes ist DIGSI 4 selbst ben tigen Sie jedoch nicht f r diese Aktion Stattdessen ffnen Sie Ihren bevorzugten Web Browser In die Adressleiste geben Sie die IP Adresse des Zielger tes mit dem Zusatz home ein Ihre Eingabe hat also beispielsweise die Form http 172 16 10 1 home Mit der Eingabetaste schicken Sie die Anfor derung auf den Weg Der Browser sollte nun die Heimatseite des Moduls anzeigen Ist dem so k nnen Sie auf einen Schlag mehrere Erfolge verbuchen Modul und Ger t sind erreichbar die Verbindungsleitungen vom PC bis hin zum Ger t sind in Ordnung und auch s mtliche zwischengeschaltete Swit ches scheinen korrekt zu arbeiten Aber sehen wir uns doch die Modul homepage etwas genauer an Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS 71 E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS SIEMENS USSIA COM Funktionsf higkeit testen Alle machen mit Kein Anschluss 72 EN100 O module Nicht sch n aber klug Die Homepage des EN100 Moduls liefert viele Informationen Grunds tzlich gilt Abh ngig von der Betriebsart des Moduls also Linie oder Switch zeigt sich auch die Homepage hinsichtlich ihres Informati onsangebots von unterschiedlichen Seiten In allen
142. ul EN 100 stellt uns nicht nur die passenden physischen Schnitt stellen f r einen probaten Anschluss ans Netz zur Verf gung Auf ihm ist auch die komplette Logik und das Protokoll f r die Norm IEC 61850 implementiert Das hei t f r Sie dass Sie keinesfalls au en vor sind falls sich ein SIPROTEC 4 Ger t bereits etwas l nger in Ihrem Besitz befindet Mit einem Firmware Update auf die Version 4 6 oder h her l sst sich so manches Ger t auf Trapp bringen und auf den Einbau eines Moduls EN100 seelisch vorbereiten Ob Ihr Ger t f r diese Verj ngungs kur geeignet ist erfahren Sie direkt von Ihrem SIEMENS Ansprechpart ner Hier geht es jetzt erst einmal weiter mit einer bersicht zu den einzelnen Varianten des Moduls EN100 Zweieiige Zwillinge Siemens liefert Ihnen das Modul EN100 passend zu einer elektrisch oder auch optisch ausgef hrten Topologie Die elektrische Anschlussvariante des Moduls gibt es f r Einbau und Aufbaugeh use F r Ger te im Einbaugeh use ist zus tzlich eine optische Variante lieferbar Nat rlich sind alle Varianten f r ein 100 MBit Netzwerk geeignet Elektrische Signale wer den ber RJ45 Stecker gef hrt das Licht bahnt sich ber Duplex LC Steckverbinder seinen Weg Allen Ausf hrungen ist gemeinsam dass die physi schen Schnittstellen doppelt vorhanden sind In den Bil dern links ist das gut zu erkennen Dabei ist immer nur eine der beiden Schnittstellen aktiv die andere wird passiv berwacht Ist
143. uto Off Off On 15 Ports 100TX Enabled On Auto Auto Off Off On l6 Port6 100TX Enabled On Auto Auto Off Off On Z Pot7 100FX Enabled Off 100M1 Full Off Off On 8 Por8 100FX Enabled Off 100M Full Off Off On Alles auf einen Blick Die Tabelle zeigt die aktuellen Einstellungen der Port Parameter Wie Sie sehen k nnen sind die Ports fortlaufend nummeriert Mit einem Klick auf die Nummer eines Ports ffnen Sie den Einstelldialog f r des sen Parameter Die Abbildung zeigt die Einstellungen so wie diese sein sollten Was wir Ihnen hier nun beispielhaft f r einen Port erl utern f h ren Sie bitte f r alle Ports durch Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS siemens russla com Switch und Zeit Server parametrieren Ohne Sicherheiten Port 1 Name Port1 Media 100T State Disabled Enabled AutoN OfO On Speed Awo Dupx Auto FlowCtri Of On LFI off Alarm OfO On Die Port Parameter sind Ihnen bereits gr tenteils bekannt Wichtig ist nat rlich dass ein Port den Sie nutzen wollen berhaupt aktiviert ist sein Status also den Wert Enabled besitzt Die bertragung sollte stets im Vollduplex Modus erfolgen Dazu m ssen Sie f r den Parameter Media die Einstellung 100TX eintragen Und zu guter Letzt muss der Alarm unbedingt aktiviert sein also Alarm auf Enabled Ist das alles erledigt weisen Sie dem Switch mit einem
144. z STP Cost auto RSTP Cost Auto Edge Port False True Pointto Point Auto x Apply Reload Jetzt noch schnell die RSTP Parameter der einzelnen Ports einstellen bernehmen Sie die Werte so wie Sie diese in der Abbildung sehen Einzige Ausnahme ist der Parameter Edge Port Diesen m ssen Sie f r jeden Port individuell betrachten Hier ein paar Regeln Sie w hlen die Einstellung Edge Port True wenn e ein SIPROTEC Ger t ber ein elektrisches EN100 Modul an den Port angeschlossen ist e ein SIPROTEC Ger t ber ein optisches EN100 Modul an den Port angeschlossen ist welches im Linienbetrieb arbeitet Sie w hlen die Einstellung Edge Port False wenn e ein SIPROTEC Ger t ber ein optisches EN100 Modul das im Switchmodus betrieben wird an den Port angeschlossen ist e der Port die Verbindung zu einem Ring herstellt Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS 65 E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS siemens russla com Switch und Zeit Server parametrieren Fenster ffner 66 e der Port mit dem eines anderen Switches verbunden ist Vereinfacht ausgedr ckt stufen Sie einen Port als Edge Port ein wenn alles was daran angeschlossen ist keinen Ring bildet Haben Sie alle Ports konfiguriert ist auch Ihre Arbeit an dieser Stelle getan brigens k nnen Sie die Einstellungen auch in Form einer Konfi gurationsdatei auslesen mit einem Editor bearbe
145. zutauschen Dabei m ssen Sie in jedem Fall folgende Reihenfolge beherzigen Aktualisieren Sie die Ger tefirmware auf Versionsstand 4 6 Bauen Sie das bisherige Modul aus Setzen Sie das EN100 Modul ein Laden Sie bei Bedarf die Modulfirmware in das Ger t A O N gt 5 Testen Sie die Verf gbarkeit des neuen Moduls Sollten Sie diese Reihenfolge durcheinander w rfeln wird nach dem Ein bau des Moduls das Ger t m glicherweise nicht mehr bedienbar sein der Ausbau des Moduls mit nachfolgendem Downgrade ist dann die Folge und der Arbeitsaufwand letztlich erheblich h her als n tig Die genaue Beschreibung wann Sie wie die Firmware eines Ger tes aktualisieren und was dabei zu beachten ist f llt mit allen Detailangaben rund 30 Seiten Ethernet amp IEC 61850 Konzepte Umsetzung IBS E50417 F1100 C361 A4 SIEMENS siemens russia com Was Sie sonst noch wissen sollten OP vorbereiten Patient umdrehen Diese k nnen Sie sich wieder unter www siprotec de besorgen Dort verbergen sich hinter dem Eintrag Ger te nicht nur die n tigen Informa tionen zur Vorgehensweise sondern auch aktuelle Firmware Updates und Ger tetreiber f r DIGSI 4 Wir skizzieren deshalb nur die grunds tz lichen Stationen auf dem Weg von einer lteren zu einer neueren Firm wareversion e Pr fen Sie zun chst ob Sie berhaupt ein Firmware Update f r das betreffende SIPROTEC 4 Ger t ben tigen und ob das Ger t f r ein Firmwa

Ethernet & IEC 61850 Konzepte, Umsetzung, IBS

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