Introduction à IEC 61850 et zenon

 

 

Retrouvez sur ce site :  

• Fonctions de connectivité
• Cas d’utilisation
• Développement efficace
• Sécurité des investissements
• Capacités détaillées
• Perspective

 

La norme IEC 61850 spécifie les protocoles de communication pour les périphériques électroniques intelligents (IED) fonctionnant sur des postes numériques. Quand elle est associée à la plateforme logicielle de zenon de COPA-DATA, cette norme a le potentiel de transformer les systèmes d’automatisation énergétique en les rationalisant et en les renforçant. Cette intégration harmonieuse permet une transparence incomparable des données opérationnelles et donc une interopérabilité robuste du système et un contrôle fiable en temps réel. Conçues pour assurer la flexibilité et la capacité d'évolution, la norme IEC 61850 et la synergie zenon rendent la gestion des réseaux électriques plus efficaces et assurent un niveau de sophistication supérieur en matière de gestion de réseaux énergétiques complexes. Que ce soit dans le domaine de l’automatisation des réseaux ou de la gestion des postes, ce partenariat promet d’améliorer les performances tout en respectant les exigences de conformité globales, ouvrant ainsi la voie à une nouvelle ère d’intelligence en matière de distribution d’énergie..

 

 

Des services évolutifs avec une technologie de poste numérique

 

Selon les prévisions, le marché des postes numériques devrait croître de plus de 7,3 % de 2022 à 2028. Et ce, grâce à la précision et à la fiabilité accrues des données, aux temps de réponse plus courts et aux économies réalisées dans le domaine de la propriété et de l’infrastructure. Cependant, mener à bien la transition des postes traditionnels aux postes numériques n’est pas toujours évident ; les utilisateurs finaux peuvent se montrer réticents ou ne pas posséder un savoir-faire suffisant. zenon Energy Edition de COPA-DATA offre une solution d’IHM pour rendre les postes plus intelligents et interconnectés. Cela permet de gagner du temps, de réduire la charge de travail et le risque d’erreurs. Pour relever ces défis, il est essentiel de former le personnel de façon effective et d’innover dans le domaine des tests des relais de protection.

 

Dans cet article, nous examinerons les avantages que la norme IEC 61850 fournit pour les entreprises de services publics, en mettant particulièrement en avant sa capacité à optimiser les opérations, l’interopérabilité, la flexibilité et l’efficacité avec zenon. Nous nous concentrerons sur la capacité de la norme et sur la façon dont elle améliore la gestion des réseaux, la prise de décisions et l’échange de données. En outre, nous soulignerons également la façon dont cette norme met à profit ses capacités dans zenon pour pouvoir s’adapter à l’évolution des exigences, ce qui permet d’éviter les procédures de modernisation coûteuses grâce à la sécurité des investissements de la plateforme logicielle de zenon. En outre, nous soulignerons le rôle de la norme dans la surveillance, le contrôle et l’automatisation des réseaux électriques, ce qui contribue à une diminution du nombre de pannes de courant, une optimisation de la gestion des actifs, une amélioration de la fiabilité pour faciliter les fonctionnalités des réseaux électriques et des applications avancées, ce qui permet d’ouvrir la voie à un avenir plus résilient et durable.

 

Fonctions clés de connectivité de IEC 61850 dans zenon

 

L’assistance et la compatibilité détaillées de zenon avec les principaux protocoles de communication IEC 61850 sont la clé d’une mise en œuvre réussie des postes numériques.

 

Client MMS IEC 61850

 

Se connecter aux IED, rassembler des données de surveillance détaillées et émettre des commandes de contrôle. zenon IEC 61850 peut se connecter aux périphériques de tout type et de toute marque. Le client MMS IEC 61850 de zenon est conforme à l’édition 2.1 de la norme CEI.

 

 

 

 

Serveur MMS IEC 61850

 

 

Fournir des données à des applications en amont, par ex. des RTU, des concentrateurs de données ou des salles de contrôle SCADA.

 

 

 

 

Éditeur et Abonné GOOSE IEC 61850

 

 

Intégrer dans les flux de communication parmi les unités de protection et valider et compléter les fonctions de protection avec flexibilité.

 

 

 

 

Conjointement avec IEC 61850, zenon couvre différentes solutions à différents niveaux. En raison du degré élevé d’intégration, les solutions peuvent être conçues à n’importe quelle échelle et combinées à n’importe quel autre système, et ce en toute simplicité.

 

 

zenon donne lieu à des solutions puissantes dans les postes numériques

 

La plateforme logicielle de zenon est la base qui permet d’effectuer un grand nombre de tâches et solutions innovantes dans les postes numériques :

 

Système de contrôle des stations et IHM de poste

 

L’analyse complète de la situation et le contrôle de sécurité sont des exigences majeures des postes modernes. zenon peut se connecter à n’importe quel type de matériel en utilisant des pilotes MMS et GOOSE flexibles. Les éditions 1 et 2 des périphériques peuvent être intégrées simultanément, peu importe leur modèle de données actuel. Tout état ou mesure est récupéré et clairement indiqué, par exemple dans des diagrammes à une ligne ou des copies personnalisées. Des commandes préconfigurées peuvent être émises par l’opérateur autorisé. Les verrouillages personnalisés, ainsi que les verrouillages automatiques basés sur la topologie du poste protègent le système des dommages. Outre la norme IEC 61850, zenon est compatible avec un grand nombre d’autres protocoles de communication, ce qui aide à trouver des solutions même dans les environnements hétérogènes et existants.

 

Passerelle des postes

 

La surveillance centrale via les salles de contrôle régionales ou nationales constitue une exigence majeure dans de nombreux projets. zenon rend cette fonction possible grâce à sa passerelle de procédés intégrée. Tous les protocoles pertinents, par ex. CEI 60870, DNP3, IEC 61850, MODBUS ou OPC UA et bien d’autres sont disponibles. La connexion permet de surveiller entièrement et de contrôler en permanence l’équipement des postes. À cette fin, le logiciel de la passerelle peut passer avec flexibilité d’un centre de contrôle et d’un périphérique de poste à un autre, même si différents protocoles sont utilisés.

 

Surveillance et substitution de la communication GOOSE

 

Il peut paraître inhabituel qu’un pack IHM/SCADA soit fourni avec une assistance de protocole GOOSE IEC 61850. Cependant, cela ouvre tout un tas de possibilités. Un abonné GOOSE peut surveiller et superviser les messages GOOSE, ce qui améliore la disponibilité et accroît la confiance en cette nouvelle technologie. L’éditeur GOOSE peut être utilisé pour remplacer les messages GOOSE manquants, par exemple en raison d’un composant défectueux. Cela permet de continuer à distribuer les messages GOOSE en attendant que le composant défectueux soit réparé.

 

Mise en réseau à haute disponibilité avec PRP

 

PRP (Parallel Redundancy Protocol) est une norme industrielle qui assure un basculement transparent contre toute panne d’un quelconque composant du réseau. Tous les protocoles de communication basés sur Ethernet dans zenon, tels que le client et serveur MMS IEC 61850, ainsi que GOOSE, peuvent être utilisés sur la base du PRP.

 

 

Gestion uniformisée des dossiers de perturbations

 

L’oscillographie haute précision et les données d’état sont saisies par des IED et des équipements de protection et stockées dans des « dossiers de perturbations ». La fonction de transfert de fichiers permet à zenon de récupérer ces fichiers depuis le réseau d’IED et de les mettre à disposition des systèmes experts pour investigation centrale. En outre, zenon est équipé d’une visionneuse COMTRADE intégrée (Common format for Transient Data Exchange ; format commun pour l’échange de données transitoires des réseaux électriques), ce qui permet de visualiser directement les dossiers de perturbations conformément à IEEE C37.111 dans l’IHM locale.

 

Assistance à la mise en service (essai de réception en usine/sur site)

 

Pendant les essais de réception en usine et de réception sur site, les composants de l’usine ou les périphériques sont souvent absents. Pour les simuler, zenon propose des outils complets pour créer des processus virtuels. Cela permet au moins d’effectuer un test préliminaire de la partie existante en combinaison avec la partie simulée. Pour l’essai de réception sur site, d’autres fonctions sont nécessaires, par exemple la liste de diagnostics de variables qui donne un aperçu filtrable de tous les points de données qui communiquent. En outre, l’écran du système (écran coms) fournit des informations sur l’état de la connexion des périphériques connectés. Pour cet essai d’exploitation, les statistiques des alarmes peuvent aider à trouver les points qui nécessitent d’être retravaillés.

 

Échange de périphériques et validation de l’équipement

 

En fonctionnement normal, les périphériques de protection doivent être validés à intervalles réguliers. Dans les installations classiques et câblées, cette procédure nécessite beaucoup de main-d’œuvre. Cependant, dans des postes entièrement numérisés avec Process Bus, conformément à IEC 61850, il est possible d’utiliser des fonctions spécifiques pour réaliser des essais dans le système, sans devoir intervenir physiquement. Dans ce contexte, zenon peut aider à indiquer clairement le mode d’exploitation de l’installation et de ses composants. En interprétant les informations de la norme IEC 61850, l’ingénieur d’essais peut identifier en toute transparence les parties de l’installation qui sont isolées en mode d’essai. zenon aide à réinitialiser tous les réglages pertinents de manière cohérente et à réarmer les périphériques de protection une fois que tous les essais sont terminés.

 

Par ailleurs, tout équipement de poste défectueux doit être rapidement remplacé et rigoureusement testé avant de revenir au fonctionnement normal. zenon propose des solutions pour remplacer rapidement un IED en cas de panne. Utiliser un autre pilote de points de données permet d’acheminer instantanément des valeurs vers un périphérique de rechange, de tout type et modèle.

Avantages pour un flux de travail d’ingénierie haute efficacité

 

Client MMS – Acquisition des données à partir d’IED

 

Le pilote du client MMS IEC 61850 est fourni avec une prise en charge de fonctions exceptionnelle et est conforme à la norme. Il est compatible avec les éditions 1 et 2.1 de la norme IEC 61850-8-1 et est continuellement optimisé conformément à l’évolution de la norme. Il est possible de télécharger des modèles de données depuis les serveurs IEC 61850 ainsi que de les adopter à partir de fichiers SCL. Configurer le client MMS se fait à l’aide de dialogues à la structure claire, ce qui permet d’ajuster tous les aspects de la fonctionnalité des pilotes. Les modèles et les outils de configuration automatiques peuvent être utilisés pour les grands systèmes standardisés.

Le pilote prend en charge des jeux de données statiques et dynamiques pour la génération de rapports. En outre, dans ce cadre, il tient tout particulièrement compte des systèmes d’IHM redondants, de façon à garantir un fonctionnement continu, même si une partie du système tombe en panne. Dans l’ensemble, le client MMS IEC 61850 de zenon aide l’ingénieur à traiter aisément les scénarios ascendants, mais favorise également la réalisation de flux de travail d’ingénierie descendants efficaces.

 

Serveur MMS – Fournir des données et des services à des clients de niveau supérieur

 

Un serveur MMS IEC 61850 intégré dans une IHM peut être utilisé de différentes manières. Il peut être utilisé pour agréger des données, uniformiser la communication, comme passerelle ou comme service de simulation ou d’essai. Pour obtenir une flexibilité maximale, le serveur MMS IEC 61850 est intégré dans l’environnement CEI 61131-3 (automate logiciel) de zenon. Il est donc possible de l’adapter individuellement à un nombre infini de possibilités de configuration. Néanmoins, les règles de base de la description du modèle s’appliquent également ici. Pour commencer à configurer le modèle de données du serveur MMS, il est possible d’importer un fichier SCL externe à l’aide d’un outil de configuration intégré.

 

Éditeur et abonné GOOSE

 

La configuration GOOSE dans zenon Logic est principalement obtenue via des fichiers SCL. Le fichier de description d’une instance fournit généralement des informations sur la publication de messages GOOSE et fait généralement partie de la description du serveur IEC 61850. Pour configurer des abonnements, les sections respectives d’autres entités de publication sont chargées. Cette méthode est simple mais hautement efficace pour configurer GOOSE dans zenon.

 

Configuration IHM automatique – gagnez jusqu’à 90 % de temps d’ingénierie !

 

Services professionnels COPA-DATA

 

Pour obtenir les meilleurs résultats possibles pour votre solution de poste numérique, notre équipe d’experts, dotée de plus de 30 ans d’expérience en automatisation de postes, est là pour vous aider. Ses services vont des études de concepts architecturaux de base et de la création de modèles d’IHM ergonomiques à la création d’assistants et à l’analyse des modèles de données disponibles pour la génération automatique de projets. Pour de plus amples informations, veuillez consulter : zenon Professional Support Services - COPA-DATA

 

Sécurité des investissements grâce à un logiciel industriel professionnel

 

Le choix de la technologie d’automatisation de postes est crucial étant donné que son fonctionnement doit rester fiable dans des conditions critiques, et ce pendant de nombreuses années. Un nombre considérable de services publics et de fournisseurs d’énergie du monde entier, qui ont accordé leur confiance à zenon, bénéficient d’avantages inestimables qui les aident à assumer leurs responsabilités et à ouvrir de nouvelles perspectives de réussite commerciale :

 

Appuyez-vous sur une compatibilité à long terme et une excellente prise en charge de la norme IEC 61850

 

La plateforme logicielle de zenon est spécifiquement conçue pour fonctionner dans le contexte de l’infrastructure énergétique critique. La fiabilité de l’exploitation est associée à la capacité à améliorer et à mettre à jour la solution tout au long du cycle de vie en fournissant un effort raisonnable. La norme IEC 61850 pour les postes numériques est constamment optimisée. COPA-DATA s’est donné pour mission de guider cette évolution et de fournir un excellent soutien pour les améliorations futures de la norme. Les périphériques qui prennent en charge différentes versions de la norme, les éditions 1 et 2, par exemple, peuvent être intégrés à titre égal à la même solution avec zenon. Le client MMS IEC 61850 dans zenon a été officiellement certifié conformément à l’édition 2 de la norme internationale (certificat émis par DNV GL).

 

Réussir la numérisation dans les environnements existants

 

Les projets de numérisation et de rénovation doivent généralement prendre en compte les équipements existants, les normes et les interfaces. zenon est indépendant des fournisseurs et offre des possibilités de connexion prêtes à l’emploi à des IED et systèmes de tous types. Cela permet d’inventer des solutions basées sur la norme IEC 61850, même dans des environnements hétérogènes.

 

 

Optimisez et faites évoluer votre solution en toute simplicité

 

zenon peut être utilisé dans des applications à n’importe quelle échelle. Des applications à petite échelle avec un nombre restreint d’alimentations aux applications O&M à grande échelle pour des parcs de postes, la solution est guidée par un ensemble totalement intégré de composants d’ingénierie et d’exécution. Cela crée une forte synergie pendant toutes les phases du projet. La technologie de mise en réseau incomparable de zenon permet de créer des architectures modulaires et sécurisées, soutenues par des fonctions de redondance optionnelles.

Capacités détaillées de la norme IEC 61850 dans zenon

 

Client MMS IEC 61850

• Conforme aux éditions 1 et 2.1 de la norme IEC 61850-8-1*
• Certification de l’édition 2 : testé contre 1 000 IED simultanés
• La communication simultanée avec des périphériques de chaque type (éditions 1 et 2) est possible.
• Commandes « Direct Operate » (utilisation directe) et « Select Before Operate » (sélection avant utilisation), en sécurité normale et renforcée, intégrées au contrôle de commande
• Informations d’horodatage RTU et de qualité RTU utilisées à l’échelle du système
• Navigation en ligne et importation sélective du modèle de données des IED à partir de l’environnement d’ingénierie
• « Autodescription » pendant l’association avec IED (correspondant à l’état actuel du modèle de données IED et des services)
• Navigation hors ligne et importation sélective depuis les fichiers SCL
• Prise en charge des jeux de données dynamiques dans la génération de rapports
• Prise en charge du transfert de fichiers
• Catégorie d’origine paramétrable (« orCat »)
• Options de déclenchement individuelles pour les rapports (pour les équipements nécessitant cette caractéristique du client)
• Prise en charge de toutes les classes de données communes (CDC), des types privés et des tableaux
• Prise en charge du suivi des services, groupes de paramètres
• Noms de variables définissables par l’utilisateur dans l’application IHM
• Chiffrement TLS (CEI 62351-3)
• Authentification ACSE (CEI 62351-4)
• Prise en charge de PRP (Parallel Redundancy Protocol)

 

*Remarque : procédure d’essai formelle de l’édition 2.0 complétée par le cas d’essai facultatif « cBr33 » pour la conformité à l’édition 2.1

 

Serveur MMS IEC 61850 MMS et GOOSE (pilote intégré)

 

Le pilote est intégré dans le service logique CEI 61131-3 de zenon et prend en charge la communication MMS et la communication GOOSE.

• Prise en charge des éditions 1 et 2 de la norme IEC 61850-8-1 :
  • Communication Client-Serveur via MMS
  • Publication/abonnement GOOSE et supervision associés dans une seule configuration IED.
• Le pilote prend en charge des connexions à de multiples clients 850
• Prise en charge de la navigation en ligne du modèle de données par les clients (périphériques logiques, nœuds logiques, objets de données et attributs de données)
• Gestion des commandes : réalisation flexible de n’importe quel modèle de contrôle par le biais de scripts basé sur la norme CEI 61131-3
• Prise en charge des rapports stockés ou non dans un buffer
• Lecture et écriture des valeurs
• Lecture et écriture des valeurs des jeux de données
• Création et suppression dynamiques des jeux de données
• Prise en charge des groupes de paramètres
• Prise en charge du transfert de fichiers
• Prise en charge d’IPv4 et IPv6
• Chiffrement TLS (CEI 62351-3)
• Authentification ACSE (CEI 62351-4)
• Prise en charge de PRP (Parallel Redundancy Protocol)
• Application directe de CEI 61131-3 (logique), pour les calculs et les procédures de contrôle spéciales

 

Tendances et développement futurs dans IEC 61850 avec zenon

 

Il est important de garder les tendances et développements futurs à l’esprit quand on analyse le rôle de IEC 61850 et de zenon. Pour faire face à des exigences croissantes, dues à la dynamique et à la demande croissantes d’énergie électrique, les services publics doivent rendre leurs actifs évolutifs et améliorer leur efficacité opérationnelle. La cybersécurité jouant un rôle de plus en plus important dans les systèmes numérisés, l’industrie de l’énergie doit assurer une protection contre les cybermenaces. En outre, l’importance croissante accordée au développement durable et aux politiques d’émission zéro souligne la nécessité d’abandonner les sources d’énergie fossiles traditionnelles au profit de sources d’énergie renouvelables distribuées. zenon est bien placé pour relever ces défis, étant donné que le développement d’interfaces utilisateur et de solutions de réseaux intelligents est au centre de son développement. Nous sommes impatients de voir ce que l’avenir réserve à nos clients, à la norme IEC 61850 et à zenon.

 

Pour obtenir des informations plus détaillées sur les capacités et la conformité de la mise en œuvre des pilotes et des fonctions liés à la norme IEC 61850 dans zenon, veuillez contacter energy@copatada.com.