西门子代理商6ES7412-1XJ07-0AB0
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型 号:6ES7412-1XJ07-0AB0
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1 IEC61850 标准
1.1标准概述
IEC61850是新一代的变电站自动化系统的标准,它规范了数据的命名、数据定义、设备行为、设备的自描述特征和通用配置语言。同传统的IEC60870-5-103标准相比,它不仅仅是一个单纯的通信规约,而是数字化变电站自动化系统的标准,它指导了变电站自动化的设计、开发、工程、维护等各个领域。该标准通过对变电站自动化系统中的对象统一建模,采用面向对象技术和独立于网络结构的抽象通信服务接口,增强了设备之间的互操作性,可以在不同厂家的设备之间实现无缝连接。智能化一次设备和数字式变电站要求变电站自动化采用IEC61850标准。IEC61850是至今为止zui为完善的变电站自动化标准,它不仅规范保护测控装置的模型和通信接口,而且还定义了数字式CT、PT、智能式开关等一次设备的模型和通信接口。采用IEC61850标准可以大大提高变电站自动化技术水平、提高变电站自动化安全稳定运行水平,节约开发验收维护的人力物力,实现*的互操作,如图1所示。
IEC61850与传统的SCADA协议不同的是,它不仅是一个简单的协议,更涉及到通信网络性能要求、对象建模、系统和项目管理等多方面的规范要求。IEC61850采用面向对象的建模方法和抽象、分层映射的技术,通过规范系统和项目管理以及*性测试等途径来保证其目标的实现,并且IEC61850不仅适用于变电站自动化系统内部网络通信,也适用于配电自动化、电能计量系统、发电厂自动化系统、风力发电以及其它工业领域。
图1:IEC61850与数字化变电站(SAS)之间的相互关系:
1.2 制造报文规范MMS
制造报文规范(Manufacturing Message Specification,MMS)是网络上实时处理和监控系统信息交换的标准,由标准化组织和电工委员会工业自动化技术委员会TC184工业组负责制定和发展,它适合于在不同的设备、应用、发展商和领域内提供通用信息服务,例如:MMS提供的读(Read)服务允许网络上的设备、应用或计算机从另外一个设备、应用或计算机内读取所需的变量,而不管这个变量是在可编程逻辑控制器、机器人、远方终端设备或智能电子设备内。MMS已经广泛应用在制造、石油化工、电力工业和太空探索等领域。
MMS由以下各部分组成:
1) 服务规范(Service Specification)
2) 协议规范(Protocol Specification)
3) 机器人伴同标准(Robot Companion Standard)
4) 数字控制器伴同标准(Numberical Controller Companion Standard)
5) 可编程逻辑控制器伴同标准(Programmable Logical Controller Companion Standard)
6) 过程控制系统伴同标准(Process Control System Companion Standard)
上列各部分中,*部分服务规范和第二部分协议规范是其核心,服务规范包含的定义
有:①虚拟制造设备(Virtual Manufacturing Device,VMD);②网络上节点间的信息交换;③与VMD有关的属性和参数。协议规范定义的是通信规则,包括:①信息格式;②通过网络的信息顺序;③MMS层与ISO/OSI开放模型的其他层的交互,而3)-6)则是针对不同的应用领域的伴同标准。
MMS提供了丰富的针对对等式实时通信网络的一系列任务,已经成为许多工业领域的控制设备的通信协议,例如CNC、可编程逻辑控制器、机器人、电力领域中的远方终端设备(RTU)、能源管理系统(EMS)、重合器、开关等IED设备。许多流行的计算机平台都支持基于MMS的互联,在软件支持上,更多的API、图形界面、网关、字处理、电子表格、关系型数据库都支持MMS,从通信连接上看,MMS在以太网、令牌总线、串行接口RS-232C、OSI、TCP/IP、MiniMAP上也都很容易实现,如图2所示:
图2:MMS在IEC61850报文结构中的位置
1.3 IEC61850标准的体系结构
变电站自动化系统由各种IED 组成,主要完成变电站内设备的控制、监视和保护功能,并实现系统配置、通信管理和软件管理等系统维护功能。IEC 61850 标准将变电站自动化系统在逻辑上划分为3 层(即变电站层、间隔层和过程层),并将具体应用功能分解为许多常驻在不同IED 内、彼此间相互通信的单元,称为逻辑节点(logical node,LN),然后以LN 为对象建立变电站内IED 的统一的数据和服务模型,旨在解决不同厂商提供的IED间的数据交换、信息共享等问题。
遵循IEC 61850 标准的变电站自动化系统主要包括:①主站自动化系统软件(人机界面、数据库及系统管理等);②间隔层装置(保护、测控单元等);③过程层设备,包括电子式电流/电压互感器(electronic current/potential transducer,ECT/EPT)、智能断路器/隔离开关、合并单元等;④工程化工具(如配置工具等),用于管理IEC 61850所定义的的通信模型,并满足IEC 61850-6(配置)和IEC 61850-10(*性测试)的规范要求,如图3所示:
图3:IEC61850与数字化变电站接口与体系结构
1.4数据模型
在了解数据模型之前,首先需要了解一些关于IEC61850 的重要概念
智能电子设备(IED):实际的物理设备,如开关、断路器,综保等。
功能:变电站自动化系统执行的任务,如:母线保护、联锁、报警管理等。
逻辑设备(LD):一种虚拟设备,聚合逻辑节点和数据,物理设备可以包含一个或多个LD。
逻辑节点(LN):用来描述系统功能的基本单位,是数据对象的容器,可以任意分配到
IED,每个逻辑节点和内部的数据都有具体的语义,并通过他们的服务与外部进行交互。
在IEC61850 中,一个IED 设备的外部性能通过Server 服务器类来表征,Server 服务器可以包含一个或多个逻辑设备,一个逻辑设备可以包含多个逻辑节点,在IEC61850 中一些逻辑节点是电力系统实设备的映射。一个IED 设备要实现特定功能必然需要这些逻辑节点来zui终实现操作、控制的功能。可以简单理解逻辑设备是IED 设备实现具体一个功能的抽象容器,在这个容器中包含了实现功能所需的相应的逻辑节点。
下图4描述了从一个实际的项目中如何对实际的物理设备建模的完整过程:
图4:设备建模的完整过程
就针对一个具体的IED设备模型而言,下图5描述了该物理设备中所包含的内容及其交互关系:
图5:数据模型所包含的内容及交互关系
下图6为一个实际的IED物理设备所包含的相关内容,该图描述了该LED设备中其中一个逻辑设备”Tampa_Control”的逻辑节点”Q0XCBR1”断路器的”位置Pos”数据的相关状态 “stVal和ctlVal”。
图6:一个实际的IED设备所包含的内容
2 “IEC61850 Server Library”软件包概述
2.1 “IEC61850 Server Library”通信概述
“IEC61850 Server Library”软件包是西门子推出的基于S7-300/400作为服务器端的IEC61850规约的通信解决方案,通过该软件包,可以将S7-300/400 “虚拟”为一个IEC61850服务器端设备,之后S7-300/400 可以支持在IEC61850总线上的过程变量导出,下图7为“IEC61850 Server Library”软件包通信总览:
图7:“IEC61850 Server Library“软件包通信总览
“IEC61850 Server Library “软件包具有如下特征:
1) 功能*的功能块库,支持德语及英语的在线帮助。
2) 每个IEC61850 客户端设备将通过一个ISO-On-TCP连接服务器。
3) zui多可以支持100 Data-Attribute及10 DataSet(每个DataSet包含100个Data-Attributes):
4) Data-Attribute支持如下数据类型,如图8所示:
6ES7412-1XJ07-0AB0
相似图像
SIMATIC S7-400, CPU 412-1 CENTRAL PROCESSING UNIT WITH: 512 KB WORKING MEMORY, (256 KB CODE, 256 KB DATA), INTERFACE MPI/DP 12 MBIT/S
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产品 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
商品编号(市售编号) | 6ES7412-1XJ07-0AB0 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
产品说明 | SIMATIC S7-400, CPU 412-1 CENTRAL PROCESSING UNIT WITH: 512 KB WORKING MEMORY, (256 KB CODE, 256 KB DATA), INTERFACE MPI/DP 12 MBIT/S | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
产品家族 | CPU 412 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
产品生命周期 (PLM) | PM300:有效产品 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
价格数据 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
价格组 / 总部价格组 | 240 / 240 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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金属系数 | 无 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
交付信息 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
出口管制规定 | AL : N / ECCN : N | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
工厂生产时间 | 1 天 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
净重 (Kg) | 0.884 Kg | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
产品尺寸 (W x L X H) | 未提供 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
包装尺寸 | 233.00 x 302.00 x 38.00 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
包装尺寸单位的测量 | CM | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
数量单位 | 1 件 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
包装数量 | 1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
其他产品信息 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
EAN | 4047622148815 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
UPC | 未提供 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
商品代码 | 85371091 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
LKZ_FDB/ CatalogID | ST74 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
产品组 | 4040 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
原产国 | 德国 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Compliance with the substance restrictions according to RoHS directive | RoHS 合规开始日期: 2015.02.27 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
产品类别 | A: 问题无关,即刻重复使用 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
电气和电子设备使用后的收回义务类别 | 没有电气和电子设备使用后回收的义务 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
分类 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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