4. Phƣơng pháp và nội dung nghiên cứu
2.7. Giao thức IEC 60870-5-101/104
Giao thức IEC 60870-5-101/104 là giao thức đƣợc sử dụng phổ biến trong ngành điện của Việt Nam. Giao thức này đƣợc sử dụng để truyền dữ liệu từ các trạm biến áp về các Trung tâm Điều độ và các TTĐK. Đối với phạm vi nội bộ trong các trạm biến áp, có thể
40
sử dụng các giao thức nhƣ IEC 61850, Modbus… và việc đẩy dữ liệu giữa các trung tâm với nhau sử dụng giao thức ICCP, IEC 60870-5-104.
Mô hình tham chiếu OSI ( Open Systems Interconnect) là một bộ các lớp giao thức tạo điều kiện mở các kết nối truyền thông giữa các máy tính trong mạng. Nó đƣợc phát triển bởi Hiệp hội tiêu chuẩn hóa quốc tế ISO ( International Standardization Organization ) cùng với Ủy ban tƣ vấn về điện báo quốc tế CNITT ( Consultative Committee of International Telegraphy and Telephony). Giao thức IEC 60870-5-101 dựa trên các giao thức này. IEC 60870-5-101 là giao thức truyền tin kết nối điểm điểm.
Giao thức IEC 60870-5-104 bao gồm lớp ứng dụng của IEC 60870-5-101 và chức năng truyền tin đƣợc bổ xung bởi TCP/IP ( Transmission Control Protocol/ Internet Protocol ). TCP/IP đƣợc định nghĩa trong chuẩn RFC 2200 “Internet Officical Protocol” bởi IETF ( Internet Engineering Task Force), là một phần của “Internet Society”. Do đó, giao thức IEC 60870-5-104 cho phép kết nối qua mạng TCP/IP.
Mô hình tham chiếu của bộ tiêu chuẩn IEC 60870-5 và mô hình OSI đƣợc thể hiện nhƣ hình 2.9 và hình 2.10. [1] 7. Application Layer 6. Presentation Layer 5. Session Layer 4. Transport Layer 3. Network Layer
2. Data Link Layer
1. Physical Layer
2. Data Link Layer
1. Physical Layer 7. Application Layer EPA = Enhanced Performance Architecture IEC 60870-5-101 IEC 68070-5-2 IEC 60870-5-1 V.24, V.28 IEC 60870-5-5 IEC 60870-5-4 IEC 60870-5-3 7 Layer OSI Model 3 Layer EPA Model IEC 60870-5-101
41 7. Application Layer 6. Presentation Layer 5. Session Layer 4. Transport Layer 3. Network Layer 2. Data Link Layer 1. Physical Layer
2. Data Link Layer 1. Physical Layer 7. Application Layer RFC = Request for Comments IEC 60870-5-104 RFC 791 RFC 894 IEEE 802.3 IEC 60870-5-5 IEC 60870-5-4 IEC 60870-5-3
7 Layer OSI Model 5 Layer EPA Model IEC 60870-5-104
4. Transport Layer 3. Network Layer RFC 793 R F C 2 2 0 0
Hình 2. 10 Mô hình tham chiếu cho tiêu chuẩn IEC 60870-5-104
Các phần và mô tả chức năng của bộ tiêu chuẩn IEC 60870 đƣợc thể hiện nhƣ hình 2.11 [1]
Hình 2. 11 Các thành phần của tiêu chuẩn IEC 60870
IEC 60870 IEC 60870-5 IEC 60870-5 -1 IEC 60870-5 -2 IEC 60870-5 -3 IEC 60870-5 -4 IEC 60870-5 -5 IEC 60870-5 -5-101 IEC 60870-5 -5-104
Electric Power Systems
Protocol Standard for Telecontrol ( Base TC 57)
Transmission Formats Data Link Services Application Data Structure Coding of Elements
Basic Application Functions
Serial Communication for remote controlled units TCP/IP Version
42
Việc truyền dữ liệu giữa các trung tâm, trạm và thiết bị đƣợc quy định theo kiến trúc Master-Slave nhƣ hình 2.12
IEC 60870-5-101/104
Database
Manager Master Component
Remote Slave Devices RTUs IEDs Gateway Slave Component Remote Master Devices Hình 2. 12 Kiến trúc Master-Slave
Theo đó, một thiết bị đẩy dữ liệu đi sẽ đƣợc quy định là Slave và Master là phần thu thập dữ liệu từ Slave gửi lên. Slave có thể là một thiết bị phần cứng hoặc một phần mềm ( OPC Server) đƣợc khai báo các dữ liệu, thông tin truyền thông gửi đến Master. Một Slave có thể đẩy dữ liệu đến nhiều Master khác nhau tùy theo địa chỉ IP hoặc số lƣợng cổng trên thiết bị và một Master chỉ nhận dữ liệu của một Slave gửi lên.
Các dữ liệu trong chuẩn IEC 60870-5-101/104 đƣợc quy định theo kiểu dữ liệu đặc thù sử dụng trong ngành điện. Bảng 2.6 [1] liệt kê các kiểu dữ liệu trong chuẩn này.
Bảng 2. 6 Các kiểu dữ liệu trong IEC 60870-5-101/104
TT
Kiểu dữ liệu (Type without/ with
long time stamp)
Mã
viết tắt Diễn giải
1 <1 / 30> M_SP Single Point Information 2 <3 / 31> M_DP Double Point Information
43
3 <20> M_PS Packet Single Point Information 4 <5 / 32> M_ST Step Position Information 5 <7 / 33> M_BO Bitstring (Output)
6 <9 / 34> M_ME Measurement ( normalized) 7 <11 / 35> M_ME Measurement ( scaled) 8 <13 / 36> M_ME Measurement
9 <15 / 37> M_IT Integrated Total Information 10 <38> M_EP Event of Protection Information 11 <70> M_EI End of Initialization
12 <45 / 58> C_SC Single Command 13 <46 / 59> C_DC Double Command 14 <47 / 60> C_RC Regulation Command
15 <48 / 61> C_SE Setpoint Command ( normalized) 16 <49 / 62> C_SE Setpoint Command ( scaled) 17 <51 / 64> C_BO Bitstring Output Command 18 <100> C_IC Interrogation Command
19 <101> C_CI Counter Interrogation Command
20 <102> C_RD ReaD Command (with current time of Device) 21 <103> C_CS Clock Synchronization Command
44
22 <104> C_TS TeSt Command
23 <105> C_RP Reset Process Command 24 <106> C_CD Clock Delay Acquisition 25 <107> C_TS TeSt Command with time