Головна · Болі у шлунку · Протокол застосування mms. Подієві протоколи. Огляд. Передача даних клієнту сервером у вигляді звітів

Протокол застосування mms. Подієві протоколи. Огляд. Передача даних клієнту сервером у вигляді звітів

Ось він: Протокол MMS-1000 проти ВІЛ/СНІД та інших хвороб:

♦ Візьміть 3 краплі активованого MMS, додайте сік або воду і приймайте один раз на годину, 8 годин поспіль щодня протягом 3 тижнів.

♦ Краще починати прийом з 1 або 2 крапель на годину, у перші кілька годин,

♦ Для дуже хворої людини, краще почати з пів краплі на годину, у перші кілька годин.

♦ Збільшуйте кількість крапель на годину, у міру того, як зможе витримувати хворий, але ніколи не перевищуйте 3 краплі на годину.

♦ Якщо з'явилася блювота або діарея, припиніть погодинні дози доки вони не зникнуть, потім почніть знову, але зі зниженої дози.

♦ У разі нудоти негайно зменште дозу, але поки нудота терпима, сам прийом MMS не зупиняйте.

Ви можете зробити дозу MMS двома способами. Переконайтеся, що ви робите це у чистій, сухій чашці або склянці.

1. Використовуйте 50% розчин лимонної кислоти та додайте одну її краплю на кожну краплю MMS. Трохи побалакайте, зачекайте 20 секунд, додайте пів чашки води або соку (у якому немає вітаміну С у вигляді добавки, а натуральний вітамін С можна використовувати), і випийте це.

2. Використовуйте 10% розчин лимонної кислоти (або лимонний або лаймовий сік) і додайте 5 крапель на кожну краплю MMS. Збовтайте трохи, зачекайте три хвилини, додайте чверть чашки води чи соку (у якому немає вітаміну З як добавки, а натуральний вітамін З можна використовувати), і випийте це.

Апельсиновий сік не використовуйте. Більшість соків має підходити, якщо в них не міститься вітамін С. Тонізуюча вода також підходить. Апельсиновий сік та доданий вітамін С запобігають дії MMS.

Якщо у вас немає соку або ви просто не хочете використовувати сік, натомість використовуйте повну склянку води (8 унцій). Так ви не повинні відчути смаку.

MMS Протокол 1000 проти ВІЛ/СНІД

Цей протокол для всіх випадків ВІЛ/СНІД та багатьох інших хвороб, де зараз немає загрози для життя людини і коли в нього ще залишаються тижні чи місяці, але зрештою хвороба загрожуватиме життю.

MMS-1000 Протокол також є супер очисною процедурою, можливо найефективнішою на сьогоднішній день. Люди, які виконали процедуру, стали здоровими та більшість щасливими. Вам потрібно бути тут у Афріуї, щоб бачити це. Після того, як Протокол 1000 виконаний, люди отримують блискуче здоров'я. Я думаю, що ви не зможете знайти жодного лікаря, який зміг би сказати, що вони не здорові, і на моє переконання, здорові люди часто щасливі. Я дуже хотів би, щоб ви змогли це побачити. Результат цих людей набагато перевершує результати, здатні принести будь-які програми з детоксикації або голодування, які я бачив. 800 вилікуваних до цього дня лише за один тест, плюс багато інших по всьому світу. Багато хто був перевірений у місцевих лікарнях і вони всі здорові.

).
Члени робочої групи 10 Технічного комітету 57 «Управління електроенергетичними системами та супутні технології обміну інформацією» МЕК, що займається розробкою стандарту, Олексій Олегович Аношин та Олександр Валерійович Головін розглядають сьогодні протокол передачі даних за технологією сервер-клієнт - MMS.

СТАНДАРТ МЕК 61850
Протокол MMS

У публікації ми розглянули один із важливих та найбільш обговорюваних комунікаційних протоколів, описаних стандартом МЕК 61850, - протокол GOOSE, призначений для передачі в першу чергу дискретних сигналів між пристроями релейного захисту та автоматики (РЗА) у цифровому вигляді. Крім GOOSE, стандартом описано:

  • MMS (Manufacturing Message Specification) – протокол передачі даних за технологією клієнт-сервер;
  • SV (МЕК 61850-9-2) - протокол передачі миттєвих значень струму та напруги від вимірювальних трансформаторів.
    Строго говорячи, стандарт МЕК 61850 не визначає протокол MMS. У розділі МЕК 61850-8-1 вказується лише порядок призначення послуг передачі.

АБСТРАКТНІ СЕРВІСИ ПЕРЕДАЧІ ДАНИХ

Однією з основних ідей, закладених у стандарт МЕК 61850 є його незмінність з часом. Глави стандарту послідовно описують спочатку концептуальні питання передачі усередині і між енергооб'єктами, потім так званий «абстрактний комунікаційний інтерфейс» і лише завершальному етапі - призначення абстрактних моделей на протоколи передачі.

Таким чином, концептуальні питання та абстрактні моделі виявляються незалежними від використовуваних технологій передачі даних (провідні, оптичні або радіоканали), тому не вимагатимуть перегляду у зв'язку з прогресом у галузі технологій передачі даних.

Абстрактний комунікаційний інтерфейс в МЕК 61850-7-2 включає як моделі пристроїв (тобто стандартизує поняття «логічний пристрій», «логічний вузол», «керуючий блок» тощо), так і опис сервісів передачі даних.

Крім сервісу GOOSE, розділ 7-2 описує ще більше 60 сервісів, що стандартизують:

  • процедуру встановлення зв'язку між клієнтом та сервером (Associate, Abort, Release);
  • процедуру зчитування інформаційної моделі (Get-ServerDirectory, GetLogicalDeviceDirectory, GetLogi-cal-NodeDirectory);
  • процедуру зчитування значень змінних (GetAll-DataValues, GetDataValues ​​тощо);
  • передачу значень змінних у вигляді звітів (Report) та інші.

Передача даних у перерахованих сервісах здійснюється за технологією клієнт-сервер. Наприклад, сервером у разі може бути пристрій РЗА, а клієнтом - SCADA-система.

Сервіси зчитування дозволяють клієнту рахувати з пристрою повну інформаційну модель, тобто відтворити дерево з логічних пристроїв, логічних вузлів, елементів та атрибутів даних. При цьому клієнт отримає повний семантичний опис даних та їхню структуру. Сервіси зчитування значень змінних дозволяють вважати фактичні значення атрибутів даних, наприклад, методом періодичного опитування. Сервіс передачі звітів дозволяє настроїти надсилання певних даних під час виконання певних умов. Одним із варіантів такої умови може бути зміна того чи іншого роду, пов'язана з одним або декількома елементами набору даних.

Для реалізації описаних абстрактних моделей передачі в стандарті МЕК 61850 дано призначення абстрактних моделей на конкретний протокол. Для сервісів таким протоколом є MMS, описаний стандартом ИСО/МЭК 9506.

ІСТОРІЯ MMS

В 1980 протокол MMS (Manufacturing Message Specification) був розроблений для автоматизації автомобільного виробництва компанією General Motors. Однак широкого поширення протокол набув лише після того, як був суттєво перероблений компанією Boeing і став активно використовуватися в автомобільній та аерокосмічній галузях виробниками програмованих логічних контролерів (Siemens, Schneider Electric, Daimler, ABB).

У 1990 році MMS був стандартизований як ІСО/МЕК 9506. На сьогоднішній день існує друга редакція цього стандарту, що вийшла 2003 року. Завдання, що вирішувалися при розробці протоколу MMS, були в цілому схожі на завдання, які вирішуються стандартом МЕК 61850:

  • Забезпечує типову процедуру передачі даних з контролерів різних типів незалежно від їх виробника.
  • Зчитування та запис даних із використанням стандартних повідомлень.

ЗАВДАННЯ MMS

MMS визначає:

  • набір стандартних об'єктів для здійснення над ними операцій, які повинні існувати у пристрої (наприклад, читання та запис змінних, сигналізація про події тощо);
  • набір стандартних повідомлень, якими здійснюється обмін між клієнтом та сервером для операцій управління;
  • набір правил кодування цих повідомлень (як значення та параметри призначаються на біти та байти при пересиланні);
  • набір протоколів (правила обміну повідомленнями між пристроями).

Таким чином, MMS не визначає прикладних сервісів, визначених стандартом МЕК 61850. Крім того, протокол MMS сам по собі не є комунікаційним протоколом, він лише визначає повідомлення, які повинні передаватися по певній мережі. Як комунікаційний протокол у MMS використовується стек TCP/IP. Загальна структура застосування протоколу MMS для реалізації послуг передачі даних відповідно до МЕК 61850 представлена ​​на рис. 1.

Рис. 1. Діаграма передачі даних за протоколом MMS


Як сказано вище, обрана, досить складна здавалося б система зрештою дозволяє, з одного боку, забезпечити незмінність абстрактних моделей (отже, незмінність стандарту та її вимог), з другого - використовувати сучасні комунікаційні технології з урахуванням IP-протокола . Однак слід зазначити, що через велику кількість призначень протокол MMS є відносно повільним, тому його застосування для додатків реального часу недоцільне.

ВИКОНАННЯ ПРИКЛАДНИХ ЗАВДАНЬ ЗБОРУ ДАНИХ

Основне призначення протоколу MMS - реалізація функцій АСУ ТП, тобто збір даних телесигналізації та телевимірювань, і навіть передача команд телеуправління.

Для цілей збирання інформації протокол MMS надає дві основні можливості:

  • збір даних із використанням періодичного опитування сервера(-ів) клієнтом;
  • передача даних клієнту сервером як звітів (спорадично).

Обидва ці методи потрібні при налагодженні та експлуатації системи АСУ ТП. Для визначення сфер їх застосування докладніше розглянемо механізми роботи кожного (рис. 2).

Рис. 2. Механізм передачі даних клієнт-сервер


Збір даних шляхом періодичного опитування сервера клієнтом

На першому етапі між пристроями "клієнт" та "сервер" встановлюється з'єднання (сервіс Association). Встановлення з'єднання ініціює клієнт, звертаючись до сервера за його IP-адресою.

На наступному етапі клієнт запитує певні дані у сервера та отримує від нього відповідь із запитаними даними. Наприклад, після встановлення з'єднання клієнт може запросити сервера його інформаційну модель з використанням сервісів GetServerDirectory, GetLogicalDeviceDirectory, GetLogicalNodeDirectory. Запити будуть здійснюватися послідовно:

  • після запиту GetServerDirectory сервер поверне список доступних логічних пристроїв;
  • після окремого запиту GetLogicalDeviceDirectory для кожного логічного пристрою, сервер поверне перелік логічних вузлів у кожному з логічних пристроїв;
  • запит GetLogicalNodeDirectory для кожного окремого логічного вузла поверне його об'єкти та атрибути даних.

В результаті клієнт вважає і відтворить повну інформаційну модель пристрою-сервера. При цьому фактичні значення атрибутів лічені ще не будуть, тобто лічене «дерево» міститиме лише імена логічних пристроїв, логічних вузлів, об'єктів даних та атрибутів, але без їх значень.

На етапі може бути здійснено зчитування фактичних значень всіх атрибутів даних. У цьому можуть бути чи всі атрибути з допомогою сервісу GetAllDataValues, або лише окремі атрибути з допомогою сервісу GetDataValues.

По завершенні третього етапу клієнт повністю відтворить в собі інформаційну модель сервера з усіма значеннями атрибутів даних.

Слід зазначити, що зазначена процедура передбачає обмін досить значними обсягами інформації з більшим, що залежить від кількості логічних пристроїв, логічних вузлів та кількості об'єктів даних, що реалізуються сервером, кількістю запитів та відповідей. Це також веде до досить високого навантаження на апаратну частину пристрою. Ці етапи можуть здійснюватися на етапі налагодження SCADA-системи, щоб клієнт, вважаючи інформаційну модель, міг звертатися до даних на сервері. Однак при подальшій експлуатації системи регулярне зчитування інформаційної моделі не потрібне. Так само недоцільно постійно зчитувати значення атрибутів методом регулярного опитування. Натомість може використовуватися сервіс передачі звітів Report.

Передача даних клієнту сервером у вигляді звітів

МЕК 61850 визначає два види звітів - буферизовані та небуферизовані.

Основна їх відмінність полягає в тому, що при використанні першого формована інформація буде доставлена ​​до клієнта навіть у тому випадку, якщо на момент готовності видачі звіту сервером зв'язок між ним та клієнтом відсутній (наприклад, було порушено відповідний канал зв'язку). Вся інформація, що формується, накопичується в пам'яті пристрою, і її передача буде виконана, як тільки зв'язок між двома пристроями відновиться. Єдине обмеження – обсяг пам'яті сервера, виділений для зберігання звітів.

Якщо ж зв'язок між клієнтом і сервером присутній, то як при використанні буферизованого, так і при використанні звіту, що не буферизується, передача даних на адресу клієнта може бути негайною за фактом виникнення певних подій у системі.

Друге, що потрібно відзначити, це те, що коли йдеться про звіти, мається на увазі контроль не всіх об'єктів та атрибутів даних інформаційної моделі сервера, а лише тих, які нас цікавлять, об'єднаних у так звані набори даних.

Третій важливий момент: можна налаштувати сервер не лише на передачу всього контрольованого набору даних, але й на передачу лише тих об'єктів/атрибутів даних, з якими відбуваються певні події за визначений користувачем часовий інтервал.

Для цього в структурі керуючого блоку передачею звітів, що буферизуються/небуферизуються, передбачена можливість завдання категорій подій, виникнення яких необхідно контролювати і за фактом яких буде здійснюватися включення до звіту тільки тих об'єктів/атрибутів даних, яких торкнулися ці події. Розрізняють такі категорії подій:

  • зміна даних (dchg). При заданні цього параметра до звіту включатимуться лише ті атрибути даних, значення яких змінилися, або лише об'єкти даних, значення атрибутів яких змінилися;
  • зміна атрибуту якості (qchg). При заданні цього параметра до звіту включатимуться лише ті атрибути якості, значення яких змінилися, або лише об'єкти даних, атрибути якості яких змінилися;
  • оновлення даних (dupd). При заданні цього параметра до звіту включатимуться лише атрибути або об'єкти даних, значення яких були оновлені. Під оновленням розуміється, наприклад, періодичне обчислення тієї чи іншої гармонійної складової та запис відповідний атрибут даних її нового значення. Однак навіть якщо значення за результатами обчислень у новому періоді не змінилося, об'єкт даних або відповідний атрибут даних включаються до звіту.

Як було зазначено вище, можна також налаштувати звіт на передачу всього контрольованого набору даних. Така передача може бути виконана або з ініціативи сервера (умова integrity) або з ініціативи клієнта (general-interrogation). Якщо запроваджено формування даних за умовою integrity, то користувачеві також необхідно вказати період формування даних сервером. Якщо введено формування даних за умовою general-interrogation, сервер формуватиме звіт з усіма елементами набору даних за фактом отримання відповідної команди від клієнта.

ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ ЗБОРУ ДАНИХ ШЛЯХОМ ПЕРІОДИЧНИХ ОПИТУВАНЬ І У ВИГЛЯДІ ЗВІТІВ

Механізм передачі звітів має важливі переваги перед методом періодичного опитування (polling):

  • скорочується навантаження на процесор сервера та процесор клієнта;
  • забезпечується швидка доставка повідомлень про події, що виникають в системі.
  • Однак важливо відзначити, що всі переваги використання звітів, що буферизуються і небуферизуються, можна оцінити тільки при правильному їх налаштуванні, що в свою чергу вимагає від персоналу, що виконує налагодження обладнання, досить високої кваліфікації і великого досвіду проектування.

    ІНШІ СЕРВІСИ

    Крім описаних сервісів, протокол MMS також підтримує моделі управління обладнанням, формування та передачу журналів подій, а також передачу файлів, що дозволяє передавати, наприклад, файли аварійних осцило-грам. Зазначені послуги вимагають окремого розгляду.

    ВИСНОВКИ

    Протокол MMS є одним із протоколів, на який можуть бути призначені абстрактні сервіси, описані стандартом МЕК 61850-7-2. При цьому поява нових протоколів не впливатиме на моделі, описані стандартом, забезпечуючи незмінність стандарту з часом.

    Для призначення моделей та сервісів на протокол MMS використовується глава МЕК 61850-8-1.

    Протокол MMS забезпечує різні механізми зчитування даних із пристроїв, включаючи читання даних на запит та передачу даних у вигляді звітів від сервера клієнту. Залежно від розв'язуваного завдання слід вибрати правильний механізм передачі даних та виконати відповідне його налаштування, що дозволить ефективно застосовувати весь набір комунікаційних протоколів стандарту МЕК 61850 на енергооб'єкті.

    ЛІТЕРАТУРА

    1. Аношин А.О., Головін А.В. Стандарт МЕК 61850. Протокол GOOSE //.
    2. MMS. Presentation by Prof. Dr. H. Kirrmann, ABB Research Center, Baden, Switzerland.
    3. Аношин А.О., Головін А.В. Стандарт МЕК 61850. Інформаційна модель пристрою //.
    • Переклад

    Технології зв'язку відіграють все більш важливу роль у ринку AMI, що зростає. Стаття є повним аналізом і порівнянням чотирьох протоколів прикладного рівня, що застосовуються для інтелектуального обліку споживання. Розглядаються такі протоколи: DLMS/COSEM, SML (Smart Message Language), і навіть MMS і SOAP відображення IEC 61850. У роботі зроблено акцент використання цих протоколів разом із TCP/IP стеком. Протоколи спочатку порівнюються щодо якісних критеріїв, наприклад, можливість синхронізації часу та ін. Після цього порівнюється розмір повідомлень та аналізується ефективність кодування.

    AMI (Advanced metering infrastructure) – це інтегрована система інтелектуальних приладів обліку, комунікаційних мереж та систем управління даними, що включає двосторонній зв'язок між постачальником послуг та споживачем.

    I. Вступ

    Число та розмір AMI систем швидко зростає. Вони складаються з інтелектуальних приладів обліку, що знаходяться в будинках і підтримують двосторонній зв'язок із постачальником послуг. Впровадження таких систем, переважно, пов'язані з досягненням наступних трьох цілей:
    1. Забезпечення споживачів інформацією про їх споживання та витрати, таким чином сприяючи більш економному використанню ресурсів;
    2. Перерозподіл використання ресурсів із періодів високого навантаження на періоди низького навантаження.
    3. Створення інфраструктури, яка може охоче використовуватися іншими додатками інтелектуальних мереж у розподільчих мережах.
    Комунікація в інтелектуальних приладах обліку є предметом кількох робіт із стандартизації ( наприклад,) та частиною національних дорожніх карт, присвячених інтелектуальним мережам. Але досі більшість установленого AMI обладнання використовують пропрієтарні протоколи, які не відповідають відкритим або міжнародним стандартам. У майбутньому, однак, необхідно зосередитись на відкритих стандартах. Це дозволить створити конкуренцію на вільному ринку та призведе до зниження вартості обладнання.

    У цій статті порівнюються чотири різні протоколи прикладного рівня, що застосовуються для інтелектуального обліку споживання. Це протокол SML ( Smart Message Language, IEC 62056-58 Draft) , DLMS/COSEM ( IEC 62056-53і IEC 62056-62), а також MMS та SOAP відображення для стандарту IEC 61850.

    Раніше протоколи для інтелектуального обліку споживання вже були проаналізовані з різних точок зору. Так, у роботі представлено загальний огляд найпоширеніших протоколів для інтелектуального обліку споживання всіх рівнях. У роботі DLMS/COSEM порівнюється з IEC 60870-5-104. Діяльність наводиться докладний аналіз DLMS/COSEM. У цій статті вперше порівнюються протоколи DLMS/COSEM, SML та IEC 61850 щодо якісних критеріїв та ефективності кодування.

    Стаття організована в такий спосіб. У другому розділі розглядаються загальні мережеві топології, які у сфері інтелектуального обліку споживання. Вказується, де розглянуті протоколи можуть бути використані. У третьому розділі обговорюються якісні критерії, за якими протоколи аналізуються та порівнюються у четвертому розділі. У п'ятому розділі аналізуються розмір повідомлення та ефективність кодування протоколів, що розглядаються. Наприкінці наводиться висновок.

    ІІ. Комунікаційна топологія систем інтелектуального обліку споживання

    Для організації зв'язку в системах AMI використовують різні топології мереж. Однак більшість топологій можуть бути отримані із загальної форми, наведеної на малюнку 1. На цьому малюнку прилади обліку газу, електрики, води, тепла з'єднуються з так званим будинковим шлюзом, за допомогою якого реалізується інтерфейс до зовнішнього світу. Найчастіше, цей шлюз фактично інтегрується в прилад обліку електричної енергії. Зазначить, що прилади обліку газу, води та тепла є особливими в тому плані, що вони переважно живляться від автономних джерел. Ця особливість повинна враховуватись при виборі комунікаційних протоколів для лінії ( b). Шлюз (або пристрій обліку електроенергії) може з'єднуватися з системою збору даних на стороні постачальника послуг або безпосередньо через Інтернет-з'єднання ( з), або через концентратор даних ( dі e) – де dце зазвичай або силова лінія, або бездротове рішення середнього радіусу дії.

    Рисунок 1 – Комунікаційна топологія для інтелектуального обліку споживання

    Протоколи прикладного рівня, що розглядаються в цій статті, можуть використовувати для обміну даними стек протоколів TCP/IP, тому вони придатні для організації зв'язку за допомогою Інтернет-з'єднання ( зі e), а також можуть бути застосовані для обміну даними в локальних мережах, таких як Ethernet та WiFi ( a). Крім того, частина протоколів, що розглядаються, підтримують обмін даними з використанням інших протоколів нижнього рівня. DLMS/COSEM підтримує обмін даними за протоколами UDP, HDLC, M-Bus, а також різними протоколами обміну даними по силових лініях, наприклад, IEC 61334-5. SML підтримує обмін даними по послідовним лініям і протоколу M-Bus. MMS та SOAP не підтримують додаткових протоколів нижнього рівня.

    ІІІ. Якісні критерії

    У цьому розділі описуються якісні критерії, за якими протоколи будуть проаналізовані та порівняні у четвертому розділі.

    А. Підтримка різних видів інформації

    Протоколи прикладного рівня, які застосовуються для інтелектуального обліку споживання, можуть порівнюватися щодо підтримки передачі різного виду. Для систем AMI, як правило, комунікаційні технології потрібні для передачі наступних видів інформації:
    • Результати вимірів. Природно всі аналізовані протоколи підтримують передачу виміряних даних (енергія, потужність, напруга, обсяг та інших.). Але протоколи можуть відрізнятися своєю підтримкою таких видів інформації, як:
      • Профілі навантаження. Прилад обліку може зберігати профілі навантаження ( наприклад, з роздільною здатністю 15 хв.). Тому протоколи повинні мати можливість передачі цих профілів, за потреби з відповідними мітками часу;
      • Цифровий підпис. Результати вимірювань можуть бути підписані цифровими підписами для того, щоб довести цілісність даних третім особам.
    • Інформація про синхронізацію годинника. Синхронізація часу важлива для пристроїв обліку, які зберігають профілі навантаження або для пристроїв обліку, які оперативно перемикаються, на основі розкладу, між тарифними регістрами.
    • Оновлення вбудованого програмного забезпечення. Оскільки шлюзи або прилади обліку, а також їх комунікаційні модулі стають все більш складними, досить корисною виглядає функція віддаленого оновлення вбудованого програмного забезпечення, що дозволяє виправити помилки або додати новий функціонал.
    • Інформація про вартість. Передача інформації вартість може бути реалізована декількома способами. Аналіз різних підходів щодо передачі тарифів та порівняння протоколів було зроблено в роботі. У цій статті не аналізуються протоколи щодо їхньої тарифної підтримки.

    B. Можливість ініціативної передачі

    Протоколи прикладного рівня можуть дотримуватися суворого принципу клієнт-сервер, у цьому випадку з'єднання або асоціація встановлюється лише клієнтом. Сервер представляє пристрій, який зберігає дані приладу обліку (наприклад, сам прилад обліку), а клієнт – пристрій, який хоче отримати доступ до цих даних або встановити будь-які параметри в серверному пристрої.

    Протоколи також можуть бути засновані на принципі peer-to-peer, у цьому випадку два об'єкти, між якими передається інформація, мають рівні можливості. У будь-який час об'єкт може грати роль клієнта або сервера. Цей принцип дозволяє гнучкіше використовувати протокол, оскільки прилади обліку мають можливість надсилати дані іншим пристроям без необхідності встановлення з'єднання з боку клієнта.

    С. Наявність інтерфейсної об'єктної моделі

    У протоколах, орієнтованих на клієнт-серверну архітектуру, DLMS/COSEM та IEC 61850, сервер містить те, що називається інтерфейсною об'єктною моделлю, яка представляє серверний пристрій ( наприклад, Прилад обліку). Ця модель побудована із застосуванням об'єктно-орієнтованого підходу та діє як видимий інформаційний інтерфейс для клієнта. Клієнт може витягти інтерфейсну об'єктну модель стандартизованим способом, використовуючи протокол і таким чином не потрібно знати заздалегідь про точну структуру та функціональність сервера. У цьому випадку говорять, що сервер описує себе сам. З одного боку, інтерфейсна об'єктна модель, що витягується, спрощує механізм обміну даними, в тому сенсі, що клієнт може бути запрограмований на автоматичну відповідність різним моделям. З іншого боку, ця модель консолідує клієнт-серверну структуру, оскільки сервер містить інтерфейсну об'єктну модель.

    D. Вбудовані механізми безпеки

    Більшість встановлених інтелектуальних приладів обліку потребують більшої уваги щодо безпеки AMI систем. Протокол може мати вбудовані механізми безпеки, наприклад, шифрування або він може залишити цю процедуру для протоколів нижчих рівнів, наприклад TLS (Transport layer security).

    IV. Якісний аналіз

    A. SML

    SML ( Smart Message Language) був розроблений у рамках проекту SyM 2 ( Synchronous Modular Meter). Протокол SML широко використовується в Німеччині і є частиною великої роботи зі стандартизації інтелектуального обліку споживання. Досі SML рідко використовується за межами Німеччини, однак такий стан справ може змінитися, якщо зусилля щодо просування SML протоколу як міжнародного стандарту виявляться успішними. Тим не менш, буде корисним порівняти міжнародні стандарти DLMS\COSEM та IEC 61850 з протоколом SML. Оскільки подібне порівняння може призвести до цінних поліпшень міжнародних стандартів, що розглядаються.

    SML відрізняється від DLMS/COSEM та IEC 61850 тим, що він визначає повідомлення, замість визначення інтерфейсної об'єктної моделі та сервісів доступу до неї. SML, для визначення ієрархічної структури повідомлень, використовує подібну форму ASN.1. Повідомлення кодуються спеціальним шифром, який буде розглянуто у п'ятому розділі. Може бути два типи повідомлень, або запит або відповідь. Однак, повідомлення типу «відповідь» може бути надіслано без запиту. Таким чином, SML не слідує суворим принципам клієнт-серверної архітектури і прилади обліку можуть видавати ініціативні повідомлення.

    Формат повідомлень підтримує передачу профілів навантаження та пов'язані з ними цифрові підписи. Крім того, можлива передача нового образу вбудованого програмного забезпечення та синхронізація годинника, проте ці процедури описуються в інших стандартах ( наприклад, ).

    SML не має вбудованих механізмів безпеки за винятком простих полів «ім'я користувача» та «пароль» у повідомленнях SML. Для передачі даних TCP/IP може використовуватися протокол SSL/TLS.

    B. DLMS/COSEM

    DLMS ( Device Language Message Specification) та COSEM ( КОМПАНІОН Specifikation for Energy Metering) разом утворюють протокол прикладного рівня DLMS/COSEM та інтерфейсну модель для додатків обліку. Використовуючи проміжний рівень, визначений , DLMS/COSEM може використовуватися для передачі даних через TCP/IP та UDP/IP.

    DLMS/COSEM ґрунтується на строгій, клієнт-серверній архітектурі. Сервер є приладом обліку, а клієнт – пристрій, що отримує доступ до приладу обліку. Клієнтом, наприклад, може бути шлюз або пристрій збирання даних на стороні постачальника послуг. Також можливі інші варіанти, наприклад, коли сервер розташовується безпосередньо в шлюзі, а клієнт на стороні постачальника послуг.

    Перш ніж обмінятися інформацією, що містить фактичні виміри, необхідно встановити так звану асоціацію. Цю операцію ініціює клієнт. Після встановлення асоціації, DLMS клієнт може отримати доступ до інтерфейсної об'єктної моделі, розташованої на сервері. Одного разу встановивши асоціацію, DLMS сервер може надсилати повідомлення клієнту без запиту.

    DLMS/COSEM підтримує синхронізацію годинника та передачу вимірювальних профілів. До цих пір DLMS/COSEM, описаний і не підтримує передачу цифрових підписів разом з вимірювальними даними, а також не підтримує завантаження нової версії вбудованого програмного забезпечення. Однак цей функціонал буде підтриманий у майбутньому. Вже зараз є об'єкти для операції оновлення вбудованого програмного забезпечення, описані в блакитній книзі 10 редакції. Підтримка цифрових підписів працює, цим займається організація DLMS UA.

    DLMS/COSEM включає сервіси для аутентифікації та конфіденційності, що базуються на симетричному шифруванні. Однак цей протокол не підтримує TLS/SSL, за допомогою якого можна було б реалізувати озвучені вище послуги із застосуванням асиметричного ключа. Підтримка асиметричного шифрування знаходиться в розробці, займається друга робоча група тринадцятого технічного комітету організації CENELEC.

    C. IEC 61850

    MMS та SOAP відображення IEC 61850 не відрізняються в плані підтримки якісних критеріїв, що розглядаються в даній роботі. Тому все нижче сказане буде справедливим для обох протоколів.

    IEC 61850 – це група стандартів, розроблена спеціально для використання в автоматизації підстанцій. До теперішнього часу стандарт було розширено, і тепер він покриває управління гідроелектростанціями, вітряні турбіни та інші розподілені енергетичні ресурси. У роботі стандарти DLMS/COSEM та ANSI C12.19 згадуються як стандарти, що застосовуються для комерційного обліку. IEC 61850 застосовується там, де немає вимог щодо комерційного обліку. Ця різниця між комерційним обліком та іншими типами обліків, як видається, є більш політичною, ніж технічною. Оскільки технічних причин не використовувати IEC 61850 як протокол для комерційного обліку немає.

    IEC 61850 працює за тими самими принципами клієнт-серверної архітектури, що і DLMS/COSEM. Сервер містить інтерфейсну модель, яка доступна через стандартизовані сервіси. Як саме здійснюватиметься передача цих сервісів залежить від того, яке відображення використовується (наприклад, MMS або SOAP).

    Інтерфейсна об'єктна модель IEC 61850 складається з логічних пристроїв (LD), що вільно компонуються. Логічні пристрої складаються з одного або кількох логічних вузлів (LN). IEC 61850-7-4 для вимірювання визначає логічний вузол MMRT. Разом із сервісами ведення журналів та/або складання звітів ці логічні вузли можуть бути використані для передачі профілів навантаження. Цифрові підписи є частиною логічного вузла і тому не підтримуються. Механізм оновлення вбудованого програмного забезпечення також не підтримується цим стандартом. Для синхронізації часу і MMS, і SOAP відображення використовують протокол SNTP.

    Коли використовується MMS відображення, сервер може надсилати дані без явного запиту через механізм створення звітів IEC 61850. Асоціація і таким чином відкрите з'єднання сокету TCP повинні ініціюватися клієнтом заздалегідь. SOAP відображення не підтримує активне створення звітів сервером.

    Ні MMS, ні SOAP відображення немає вбудованих механізмів безпеки. Цей функціонал залишають протокол TLS/SSL, як рекомендується в .

    D. Порівняння

    У таблиці 1 наведено інформацію про підтримку тих чи інших якісних критеріїв аналізованих протоколів. Головна відмінність між протоколом SML та іншими двома протоколами полягає в тому, що SML не ґрунтується на інтерфейсній об'єктній моделі і таким чином цей протокол не надає особливого значення стандартизації на функціональному рівні. З одного боку, це дає більше гнучкості у використанні протоколу, з іншого, означає, що деталі (наприклад, типи повідомлень, що підтримуються пристроями) повинні бути визначені в інших стандартах, щоб гарантувати інтероперабельність. SML є єдиним протоколом, що підтримує передачу цифрових підписів.

    Таблиця 1 – Порівняння протоколів SML, DLMS/COSEM та IEC 61850

    DLMS/COSEM має ту перевагу в порівнянні з SML, що вона вже є міжнародним стандартом, який широко використовується в Європі. Численні команди працюють над тим, щоб додати відсутні опції до цього стандарту. Той факт, що DLMS/COSEM визначає свій власний механізм безпеки, не обов'язково є перевагою. Оскільки функціонал пов'язаний із забезпеченням безпеки обмежується лише застосуванням шифрування із симетричним ключем. Якби прилади обліку об'єднували свої результати вимірювання з цифровими підписами, то так чи інакше вони потребували б асиметричних ключів і могли б використовувати ті ж пари ключів для SSL/TLS, якби це було дозволено.

    IEC 61850, в порівнянні з іншими стандартами, може застосовуватися не тільки для інтелектуального обліку споживання, але й для інших програм інтелектуальних мереж. Проте нині немає достатнього інтересу зробити цей протокол більш функціональним для додатків інтелектуального обліку споживання.

    V. Аналіз ефективності

    У попередньому розділі протоколи були проаналізовані щодо якісних критеріїв. У розділі наводиться аналіз ефективності різних протоколів. Зокрема, розглядається загальна кількість байтів, що передаються кожним протоколом. У цьому випадку порівняння протоколів не є тривіальним завданням, тому що всі протоколи підтримують передачу різних типів інформації, використовуючи різні структури повідомлень та різні схеми шифрування. Тому одна операція, а саме доступ до показань миттєвих значень, була обрана для порівняння протоколів у наступному підрозділі, після якого йде підрозділ, присвячений різним схемам шифрування.

    A. Доступ до показань миттєвих значень

    Отримання миттєвих значень вимірюваних величин є фундаментальною операцією підтримуваними всіма протоколами. З цієї причини ця операція була обрана основою для порівняння.

    Спочатку наведемо опис механізму отримання показань із приладів обліку для кожного протоколу, а потім порівняємо розміри їх повідомлень. Чотири розглянуті протоколи використовують такі методи для доступу до показань миттєвих значень:

    • SML визначає повідомлення типу GetList для отримання миттєвих значень вимірюваних величин. Повідомлення запиту містить імена параметрів або списків параметрів, які потрібно зчитати. Відповідь містить список значень. Буду проаналізовано два сценарії:
      • SML пристрій обліку або шлюз попередньо параметризуються зі списком параметрів, які повинні бути зчитані разом. Таким чином, щоб отримати всі параметри/значення, пов'язані з ім'ям списку, достатньо буде відправити серверу ім'я цього списку.
      • Прилад обліку або шлюз попередньо не параметризуються і для отримання бажаних показань потрібні явні запити.
    • DLMS/COSEM визначає сервіс GET для отримання миттєвих значень показань. Get-Request може містити список так звані COSEM Attribute Descriptors, що однозначно визначають точні параметри, які повинні бути зчитані. Відповідь, у разі, містить список значень параметрів без повторення, асоційованого дескриптора.
    • IEC 61850 пропонує сервіси для управління та отримання доступу до так званих наборів даних. Таким чином, набір даних, що містить довільне число точок даних, може бути створений динамічно. Згодом набір даних можна отримати, досить ефективно, використовуючи сервіс GetDataSetValue.
    Далі визначаються розміри повідомлень відповідних запитів та відповідей. Точніше, визначаються рівняння, якими розраховується розмір TCP SDU ( Service Data Unit) залежно від кількості виміряних значень, що запитуються. Декілька параметрів у повідомленнях запиту та відповіді мають змінну довжину. З цієї причини завжди вибираються параметри з найбільш короткою довгою. Крім того, використовуючи протоколи, що розглядаються, можна запросити досить велику кількість даних. Тому, для порівняння протоколів, буде розглянуто запит для значень вимірювань у вигляді чотирьох байт цілих чисел. Розмір пакета визначено частково із реалізації фактичних комунікаційних протоколів та захоплення трафіку, а також частково, використовуючи аналітичні моделі.

    Для SML розмір TCP SDU повідомлень запиту та відповіді розраховується так:

    SML Req = SML TP V 1 + OpenReq + GetListReq + CloseReq + StuffedBits
    SML Res = SML TP V 1 + OpenRes + GetListRes + CloseRes + StuffedBits

    SML, потенційно, може бути використаний з різними схемами кодування, але на практиці використовується лише двійкове кодування SML Binary Encoding. Для сценарію із попередньо не параметризованими параметрами розмір GetListReqPDU у байтах для передачі xзначень, із застосуванням двійкового кодування SML Binary Encoding, може бути розрахований таким чином:

    SML Req = 16 + 28 + 30x + 19 + 0
    SML Res = 16 + 27 + 45x + 19 + 0

    Наступні рівняння справедливі для сценарію із попередньо параметризованими параметрами:

    SML Req = 16 + 28 + 30 + 19 + 0
    SML Res = 16 + 27 + (26 + 19x) + 19 + 0

    Склад та розмір TCP SDU DLMS/COSEM, при передачі xзначень описується такими рівняннями:

    DLMS Req = TCP Wrapper + GetReqWithList = 8 + (4 + 11x)
    DLMS Res = TCP Wrapper + GetResWithList = 8 + (4 + 6x)

    Склад та розмір TCP SDU MMS:

    MMS Req = RFC 1006 та ISO 8073 + ISO 8327 Session + ISO Presentation + MMS GetListReqPDU = 7 + 4 + 9 + 44
    MMS Res = RFC 1006 та ISO 8073 + ISO 8327 Session + ISO Presentation + MMS GetListResPDU = 7 + 4 + 9 + (10 + 6x)

    Склад та розмір TCP SDU SOAP:

    SOAP Req = SOAP Header + SOAP Req XML = 197 + 236
    SOAP Res = SOAP Header + SOAP Res XML = 113 + (175 + 32x)

    Отримані розміри повідомлень наведено в таблиці 2. Крім того, розмір повідомлення у відповідь наведено у вигляді графіка на малюнку 2. З цього малюнка видно, що DLMS і MMS є найефективнішими протоколами щодо розміру повідомлень. Однак не варто забувати про те, що DLMS та IEC 61850 вимагають наявності асоціації для того, щоб здійснити обмін повідомленнями. У протоколі SML наявність асоціації не потрібна. Накладні витрати, пов'язані з встановленням асоціації були враховані цих розрахунків. Однак їх можна знехтувати, якщо асоціація встановлюється один раз і підтримується протягом тривалого періоду часу.

    Таблиця 2 – Розмір поля даних TCP у байтах як функція числа значень, що запитуються (х).


    Рисунок 2 – Розмір повідомлення у відповідь

    B. Порівняння двійкових кодувань

    Всі протоколи, MMS, DLMS/COSEM та SML використовують побайтове двійкове кодування для кодування своїх повідомлень. У цьому розділі порівнюються безпосередньо кодування.

    Протокол MMS використовує кодування ASN.1 BER для кодування повідомлень. DLMS/COSEM також використовує кодування BER для повідомлень асоціації, однак після встановлення асоціації, використовуються спеціальні правила кодування, так звані A-XDR, визначені в . A-XDR правила були розроблені для скорочення обсягу інформації, в порівнянні з BER і застосовуються тільки для кодування підмножини ASN.1. Протокол SML, своєю чергою, також визначає нові правила кодування під назвою SML Binary Encoding. Мета та ж, що й у A-XDR – зменшення розміру повідомлення проти BER. При використанні BER кодування зазвичай потрібно один байт для поля, що відповідає за тип значення, і один байт для поля, що містить інформацію про довжину закодованого значення. У випадку SML Binary Encoding, за наявності можливості, тип та довжина кодуються в одному байті. У A-XDR поля типів значень і довжини взагалі опускаються там, де це можливо.

    Три розглянуті двійкові кодування порівнюються шляхом кодування повідомлення MMS GetDataValues ​​у відповідь. У таблиці 3 наведено кількість байтів, необхідні кодування різних компонентів MMS повідомлення.

    Таблиця 3 - Порівняння довжин повідомлень при різних кодуваннях (в байтах)

    Як видно з таблиці 3, A-XDR потрібна найменша кількість байтів для кодування пакета. A-XDR кодує також ефективно, як і BER, а в деяких випадках, за винятком невибраних додаткових полів, навіть краще. SML Binary Encoding не кодує з найменшою кількістю байтів для всіх випадків. Це пов'язано з тим, що теги у виборі кодуються як мінімум за допомогою двох байтів. Вся «ефективність» A-XDR та SML Binary Encoding пов'язана з полями типів та довжини. Фактичні значення закодовані рівною кількістю байтів.

    VI. Висновок

    У цій роботі було визначено найбільш значущі якісні критерії протоколу прикладного рівня застосовуваного для інтелектуального обліку споживання. Порівняння протоколів DLMS/COSEM, SML та IEC 61850 показало, що немає єдиного протоколу, кращого у всіх аспектах. Аналіз та порівняння розміру повідомлення показав, що DLMS та MMS IEC 61850 явно перевершують усі інші. І DLMS/COSEM, і SML використовують спеціальні кодування для більш ефективного кодування, порівняно з BER, проте SML Binary Encoding має значні недоліки при кодуванні тегів вибору ASN.1 елементів. A-XDR робить хорошу роботу у скороченні витрат викликаних полями типу та довжини.

    У майбутньому було б цікаво зробити подібне порівняння для таких перспективних протоколів, як ZigBee Smart Energy 2.0 та ANSI C12.19.

    Список літератури

    1. E. Commission, “M/441 EN, standardisation mandate to CEN, CENELEC і ETSI в області вимірювальних інструментів для розвитку архівної архітектури для інструментів метрів, що сприяють комунікації протоколів, що надають interoperability,” Mar. 2009.
    2. NIST, “NIST framework and roadmap for smart grid interoperability standards, release 1.0,” 2010.
    3. DKE, “Die deutsche normungsroadmap E-Energy/Smart grid,” Apr.2010.
    4. S. P. Group, “Smart message language (SML) v. 1.03, Dec. 2008.
    5. “IEC 62056-53 - data exchange for meter reading, tariff and load control – part 53: COSEM application layer,” 2006.
    6. “IEC 62056-62 - data exchange for meter reading, tariff and load control – part 62: Interface classes,” 2006.
    7. “IEC 61850-8-1 ed1.0 - комунікаційні мережі та системи в субстанціях - частина 8-1: Спеціальні комунікації служби mapping (SCSM) - mappings до MMS (ISO 9506-1 and ISO 9506-2) and to ISO/IEC 8802-3, May 2004.
    8. “IEC 61400-25-4 ed1.0 - wind turbines - part 25-4: Communications for monitoring and control of wind power plants - mapping to communication profile,” 2008.
    9. K. D. Craemer і G. Deconinck, “Аналісія статей з арт-smart metering communication standards,” Leuven, 2010.
    10. S. Mohagheghi, J. Stoupis, Z. Wang, Z. Li, і H. Kazemzadeh, “Деmand response architecture: Integration in the distribution management system,” in Smart Grid Communications (SmartGridComm), 2010 First IEEE International Conference on, 2010 , pp. 501-506.
    11. A. Zaballos, A. Vallejo, M. Majoral, і J. Selga, “Сурвей та розробка comparison of AMR over PLC standards,” Power Delivery, IEEE Transactions on, vol. 24, no. 2, pp. 604-613, 2009.
    12. T. Otani, “Прим. 67–72.
    13. S. Feuerhahn, M. Zillgith, і C. Wittwer, “Standardized communication of Time-of-Use prices for intelligent energy management in distribution grid,” in VDE Kongress 2010 - E-Mobility, Leipzig, Germany, Nov. 2010 року.
    14. SyMProjectGroup, “SyM - загальна specification для synchronous modular meters,” Oct. 2009.
    15. VDE, "Lastenheft MUC - multi utility communication, version 1.0," May 2009.
    16. “IEC 62056-47 - data exchange for meter reading, tariff and load control – part 47: COSEM transport layers for IPv4 networks,” 2006.
    17. “IEC 61850-7-410 ed1.0 - комунікаційні мережі та системи для потужності автоматизації - частина 7-410: Hydroelectric electric plants - communication for monitoring and control,” Aug. 2007.
    18. “IEC 61400-25-2 ed1.0 - wind turbines - part 25-2: Communications for monitoring and control of wind power plants - information models,” Dec. 2006.
    19. “IEC 61850-7-420 ed1.0 - комунікаційні мережі та системи для потужності автоматизації - частина 7-420: Основні комунікаційні структури – distributed energy resources logical nodes,” Oct. 2009.
    20. “IEC/TS 62351-1 ed1.0 - Power systems management and associated information exchange - data and communications security - part 1: Communication network and system security - introduction to security issues,” May 2007.
    21. "openMUC - software platform for energy gateways,"

    У попередній публікації ми розглянули один із важливих та найбільш обговорюваних комунікаційних протоколів, описаних стандартом МЕК 61850 - протокол GOOSE, - призначений для передачі, насамперед, дискретних сигналів між пристроями релейного захисту та автоматики (РЗА) у цифровому вигляді. Крім GOOSE стандартом описано ще два протоколи передачі даних:

    • MMS (Manufacturing Message Specification) – протокол передачі даних за технологією «клієнт-сервер».
    • SV (МЕК 61850-9-2) - протокол передачі миттєвих значень струму та напруги від вимірювальних трансформаторів

    У цій публікації ми розглянемо протокол MMS та питання його застосування у системах РЗА.

    Строго говорячи, стандарт МЕК 61850 не визначає протокол MMS. Глава МЕК 61850-8-1 описує лише порядок призначення сервісів передачі даних, описаних стандартом МЕК 61850, на протокол MMS, описаний стандартом ІСО/МЕК 9506. Для того, щоб краще зрозуміти, що це означає, необхідно докладніше розглянути яким чином стандарт МЕК 61850 комунікаційні послуги, і навіщо це зроблено.

    Абстрактні послуги передачі даних

    Однією з основних ідей, закладених у стандарт МЕК 61850 є його незмінність з часом. Для того, щоб це забезпечити, глави стандарту послідовно описують спочатку концептуальні питання передачі всередині і між енергооб'єктами, потім описується так званий «абстрактний комунікаційний інтерфейс» і лише на заключному етапі описується призначення абстрактних моделей на протоколи передачі даних. Таким чином, концептуальні питання та абстрактні моделі виявляються незалежними від використовуваних технологій передачі даних (провідні, оптичні або радіоканали), тому не вимагатимуть перегляду, викликаного прогресом у галузі технологій передачі даних.

    Абстрактний комунікаційний інтерфейс, що описується МЕК 61850-7-2, включає як опис моделей пристроїв (тобто стандартизує поняття «логічного пристрою», «логічного вузла», «керуючого блоку» тощо), так і опис сервісів передачі даних. Один з таких сервісів – SendGOOSEMessage, – його призначення на протокол Ethernet ми розглянули у попередній публікації. Крім зазначеного сервісу, розділом 7-2 описується ще більше 60 сервісів, що стандартизують процедуру встановлення зв'язку між клієнтом і сервером (Associate, Abort, Release), зчитування інформаційної моделі (GetServerDirectory, GetLogicalDeviceDirectory, GetLogicalNodeDirectory), зчитування значень змін, .д.), передачу значень змінних у вигляді звітів (Report) та інші. Передача даних у перерахованих сервісах здійснюється за технологією «клієнт-сервер». Наприклад, сервером у разі може бути пристрій релейного захисту, а клієнтом - SCADA-система. Сервіси зчитування інформаційної моделі дозволяють клієнту рахувати з пристрою повну інформаційну модель, тобто відтворити дерево з логічних пристроїв, логічних вузлів, елементів та атрибутів даних. При цьому клієнт отримає повний семантичний опис даних та їхню структуру. Сервіси зчитування значень змінних дозволяють вважати фактичні значення атрибутів даних, наприклад методом періодичного опитування. Сервіс передачі звітів дозволяє настроїти надсилання певних даних під час виконання певних умов. Одним із варіантів такої умови може бути зміна того чи іншого роду, пов'язана з одним або декількома елементами набору даних. Для реалізації описаних абстрактних моделей передачі в стандарті МЕК 61850 описано призначення абстрактних моделей на конкретний протокол. Для сервісів таким протоколом є MMS, описаний стандартом ИСО/МЭК 9506.

    Історія MMS

    У 1980 році протокол MMS (Manufacturing Message Specification) був розроблений для автоматизації автомобільного виробництва компанією General Motors. Однак широкого поширення протокол отримав лише після того, як був суттєво перероблений компанією Boeing, після чого набув широкого поширення в автомобільній та аерокосмічній галузях і став активно використовуватися виробниками програмованих логічних контролерів (Siemens, Schneider, Daimler, ABB). 1990-го MMS був стандартизований як ІСО/МЕК 9506. На сьогоднішній день існує друга редакція цього стандарту від 2003 року.

    Завдання, що вирішувалися при розробці протоколу MMS, були в цілому схожі на завдання, які вирішуються стандартом МЕК 61850:

    • Забезпечує типову процедуру передачі даних з контролерів різних типів незалежно від їх виробника.
    • Зчитування та запис даних повинні здійснюватися за допомогою стандартних повідомлень.

    Завдання MMS

    MMS визначає:

    • набір стандартних об'єктів, над якими здійснюються операції, які повинні існувати у пристрої (наприклад: читання та запис змінних, сигналізація про події тощо),
    • набір стандартних повідомлень, якими здійснюється обмін між клієнтом та півночі для здійснення операцій управління,
    • набір правил кодування цих повідомлень (тобто як значення та параметри призначаються на біти та байти при пересиланні),
    • набір протоколів (правила обміну повідомленнями між пристроями).

    Таким чином, MMS не визначає прикладних сервісів, які, як ми вже побачили, визначені стандартом МЕК 61850. Крім того, протокол MMS сам по собі не є комунікаційним протоколом, він лише визначає повідомлення, які повинні передаватися по певній мережі. Як комунікаційний протокол у MMS використовується стек TCP/IP. Загальна структура застосування протоколу MMS для реалізації послуг передачі даних відповідно до МЕК 61850 представлена ​​на рис. 1.

    Як сказано вище, обрана досить складна, здавалося б, система зрештою дозволяє з одного боку забезпечити незмінність абстрактних моделей (отже, незмінність стандарту та її вимог), з іншого – використовувати сучасні комунікаційні технології з урахуванням IP-протокола. Однак слід зазначити, що через велику кількість призначень протокол MMS є відносно повільним (наприклад, порівняно з GOOSE), тому його застосування для додатків реального часу недоцільне.

    Виконання прикладних завдань збору даних

    Основне призначення протоколу MMS - реалізація функцій АСУ ТП, тобто збирання даних телесигналізації та телевимірювань та передача команд телеуправління.

    Як сказано вище, з метою збору інформації протокол MMS надає дві основні можливості:

    • збір даних із використанням періодичного опитування сервера(-ів) клієнтом;
    • передача даних клієнту сервером як звітів (спорадично);

    Обидва ці способи затребувані при налагодженні та експлуатації системи АСУ ТП, визначення областей їх застосування докладніше розглянемо механізми роботи кожного (див. рис. 2).

    Збір даних шляхом періодичного опитування сервера клієнтом

    У першому етапі між пристроями клієнтом і сервером встановлюється з'єднання (сервіс «Association»). Встановлення з'єднання ініціює клієнт, звертаючись до сервера за його IP-адресою.

    Наступним етапом клієнт запитує певні дані у сервера та отримує від сервера відповідь із запитаними даними. Наприклад, після встановлення з'єднання клієнт може запросити сервера його інформаційну модель з використанням сервісів GetServerDirectory, GetLogicalDeviceDirectory, GetLogicalNodeDirectory. Запити будуть здійснюватися послідовно:

    Після запиту GetServerDirectory сервер поверне перелік доступних логічних пристроїв,

    Після окремого запиту GetLogicalDeviceDirectory для кожного логічного пристрою, сервер поверне перелік логічних вузлів у кожному з логічних пристроїв,

    Запит GetLogicalNodeDirectory для кожного окремого логічного вузла повертає його об'єкти та атрибути даних.

    В результаті клієнт вважає і відтворить повну інформаційну модель пристрою-сервера. При цьому фактичні значення атрибутів лічені ще не будуть, тобто лічене "дерево" міститиме лише імена логічних пристроїв, логічних вузлів, об'єктів даних та атрибутів, але без їх значень.

    Третім етапом можна здійснити зчитування фактичних значень всіх атрибутів даних. У цьому можуть бути чи всі атрибути з допомогою сервісу GetAllDataValues, або лише окремі атрибути з допомогою сервісу GetDataValues.

    По завершенню третього етапу клієнт повністю відтворить в собі інформаційну модель сервера з усіма значеннями атрибутів даних. Слід зазначити, що зазначена процедура передбачає обмін досить великими обсягами інформації з більшим, залежним від кількості логічних пристроїв, логічних вузлів і об'єктів даних, що реалізуються сервером, кількістю запитів і відповідей. Це також призводить до досить високого навантаження на апаратну частину пристрою. Ці етапи можуть здійснюватися на етапі налагодження SCADA-системи, щоб клієнт, вважаючи інформаційну модель, міг звертатися до даних на сервері. Однак при подальшій експлуатації системи регулярне зчитування інформаційної моделі не потрібне. Так само як не доцільно постійно зчитувати значення атрибутів методом регулярного опитування. Натомість може використовуватися сервіс передачі звітів - Report.

    Передача даних клієнту сервером у вигляді звітів

    МЕК 61850 визначає два види звітів – буферизовані та небуферизовані звіт. Основна відмінність звіту, що буферизується, від небуферизованого полягає в тому, що при використанні першого формована інформація буде доставлена ​​до клієнта навіть у тому випадку, якщо на момент готовності видачі звіту сервером зв'язок між ним і клієнтом відсутній (наприклад, був порушений відповідний канал зв'язку). Вся інформація, що формується, накопичується в пам'яті пристрою і її передача буде виконана як тільки зв'язок між двома пристроями відновиться. Єдине обмеження - обсяг пам'яті сервера, виділений для зберігання звітів: якщо за той проміжок часу, коли зв'язок був відсутній, сталося досить багато подій, що викликали формування великої кількості звітів, сумарний обсяг яких перевищив допустимий обсяг пам'яті сервера - деяка інформація все ж таки може бути втрачена і нові звіти, що формуються, «витіснять» з буфера раніше сформовані дані (проте в цьому випадку сервер, за допомогою спеціального атрибуту керуючого блоку просигналізує клієнту про те, що відбулося переповнення буфера і можлива втрата даних). Якщо ж зв'язок між клієнтом і сервером присутній – як при використанні буферизованого, так і при використанні звіту, що не буферизується, передача даних на адресу клієнта може бути негайною за фактом виникнення певних подій у системі (за умови того, що інтервал часу, за якою проводиться фіксація подій, дорівнює нулю).

    Друге, що потрібно відзначити це те, що коли йдеться про звіти, мається на увазі контроль не всіх об'єктів та атрибутів даних інформаційної моделі сервера, а лише тих, які нас цікавлять, об'єднаних у так звані набори даних.

    Третій важливий момент: використовуючи звіт, що буферизується/небуферизується, можна налаштувати сервер не тільки на передачу всього контрольованого набору даних, але й на передачу тільки тих об'єктів/атрибутів даних, з якими відбуваються певного роду події за визначений користувачем часовий інтервал.

    Для цього в структурі керуючого блоку передачею звітів, що буферизуються / небуферизуються, передбачена можливість завдання категорій подій, виникнення яких необхідно контролювати і за фактом яких буде здійснюватися включення до звіту тільки тих об'єктів/атрибутів даних, яких торкнулися ці події. Розрізняють такі категорії подій:

    • зміна даних (dchg). При заданні цього параметра до звіту включатимуться лише ті атрибути даних, значення яких змінилися, або лише об'єкти даних, значення атрибутів яких змінилися.
    • зміна атрибуту якості (qchg). При заданні цього параметра до звіту включатимуться лише ті атрибути якості, значення яких змінилися, або лише об'єкти даних, атрибути якості яких змінилися.
    • оновлення даних (dupd). При заданні цього параметра до звіту включатимуться лише ті атрибути даних, значення яких було оновлено, або лише об'єкти даних, значення атрибути яких було оновлено. Під оновленням розуміється, наприклад, періодичне обчислення тієї чи іншої гармонійної складової та запис відповідний атрибут даних її нового значення. Однак навіть якщо значення за результатами обчислень на новому періоді не змінилося, об'єкт даних або відповідний атрибут даних включаються до звіту.

    Як було зазначено вище, можна також налаштувати звіт на передачу всього контрольованого набору даних. Така передача може бути виконана або з ініціативи сервера (умова integrity) або з ініціативи клієнта (general-interrogation). Якщо запроваджено формування даних за умовою integrity, то користувачеві також необхідно вказати період формування даних сервером. Якщо введено формування даних за умовою general-interrogation, сервер формуватиме звіт з усіма елементами набору даних за фактом отримання відповідної команди від клієнта.

    Порівняльний аналіз збору даних шляхом періодичного опитування та у вигляді звітів

    Механізм передачі звітів має важливі переваги перед методом періодичного опитування («polling»): істотно скорочується навантаження на інформаційну мережу, скорочується навантаження на процесор пристрою-сервера та пристрою-клієнта, забезпечується швидка доставка повідомлень про події, що виникають в системі. Однак важливо відзначити, що всіх переваг використання звітів, що буферизуються і небуферизуються, можна досягти тільки при правильному їх налаштуванні, що, у свою чергу, вимагає від персоналу, що виконує налагодження обладнання, досить високої кваліфікації і великого досвіду.

    Інші сервіси

    Крім описаних сервісів, протокол MMS також підтримує моделі управління обладнанням, формування та передачу журналів подій, а також передачу файлів, що дозволяє передавати, наприклад, файли аварійних осцилограм. Зазначені послуги вимагають окремого розгляду.

    Висновки

    Протокол MMS є одним із протоколів, на який можуть бути призначені абстрактні сервіси, описані стандартом МЕК 61850-7-2. При цьому поява нових протоколів не впливатиме на моделі, описані стандартом, забезпечуючи тим самим незмінність стандарту з часом.

    Для призначення моделей та сервісів на протокол MMS використовується глава МЕК 61850-8-1.

    Протокол MMS забезпечує різні механізми зчитування даних із пристроїв, включаючи читання даних на запит та передачу даних у вигляді звітів від сервера клієнту. Залежно від розв'язуваного завдання повинен бути обраний правильний механізм передачі даних і має бути виконане відповідне його налаштування, що дозволить ефективно застосовувати весь набір протоколів комунікаційних стандартів МЕК 61850 на енергооб'єкті.

    Список літератури

    1. Аношин А.О., Головін А.В. Стандарт МЕК 61850. Протокол GOOSE // Новини електротехніки. 2012. №6 (78).

    2. MMS. Presentation by Prof. Dr. H. Kirrmann, ABB Research Center, Baden, Switzerland.

    3. Аношин А.О., Головін А.В. Стандарт МЕК 61850. Інформаційна модель пристрою // Новини електротехніки. 2012. №5 (77).