某电力自动化设备厂家计划开发新一代智能电子装置 IED。

原有设备已经具备完善的采集、保护及控制逻辑,但其通信系统仍采用传统点表式设计。

如果重新开发完整 IEC 61850 通信体系,不但开发周期较长,还需要投入大量资源完成模型、通信、报告、控制及配置工具开发。

项目因此采用微自恒通 IEC 61850 开发技术,在保留原设备业务程序的基础上,为装置增加标准化 IEC 61850 通信能力。

Spway EmbedCore-v5 公开资料显示,其定位就是将 IEC 61850 能力集成到生产厂家的智能电子装置中,通过数据映射与原系统交互,并向外提供标准化 MMS 服务;其核心设计与具体软硬件平台相对独立,可用于多种嵌入式平台。

IED 开发最大的工作量通常并不是通信报文编码,而是如何把设备原有业务逻辑转换成 IEC 61850 标准对象模型。

传统设备程序主要围绕:

• 遥信;
• 遥测;
• 遥控;
• 遥调;
• 保护事件;
• 设备参数。

而 IEC 61850 要求使用逻辑设备、逻辑节点、数据对象以及数据属性描述设备业务。

因此,需要建立“原设备业务数据 → IEC 61850 模型”之间的映射关系。

与此同时,还需要处理报告控制块、数据集、控制模型以及 SCL 配置文件等 IEC 61850 特有机制。

项目采用“业务程序与 61850 通信内核解耦”的开发架构。

原设备继续负责数据采集、保护及控制逻辑;IEC 61850 通信模块负责模型管理、MMS 服务、报告以及网络通信。双方通过统一数据接口交换数据。

在开发过程中,根据设备实际业务定义对应 IEC 61850 逻辑节点和数据对象,并建立设备内部变量与 IEC 61850 模型之间的数据映射。

通信程序根据模型自动生成设备通信结构。

结合项目技术服务开发经验,还可以围绕模型自动完成:

• 设备通信协议程序生成;
• IEC 61850 模型及拓扑生成;
• 调控程序菜单及页面组态;
• 遥信、遥测、遥控、遥设、遥调等基本操作组态。

项目首先对设备原有业务数据进行分类。

保护功能、测量功能、开关控制、设备状态及参数分别映射到相应逻辑节点。

之后生成设备 IEC 61850 模型文件。

通信内核根据模型创建数据对象、报告控制块以及通信服务。

原设备程序只需要通过数据接口更新实时变量,无需直接处理 MMS 通信细节。

当设备状态发生变化时,通信模块根据数据集及报告控制块配置自动向主站发送数据。

项目在保留原设备核心业务软件的情况下,使设备具备完整 IEC 61850 数字化通信能力。

设备厂家无需从零开发复杂的 61850 协议栈,将主要开发精力继续放在设备自身业务功能上。

同时,由于设备模型与通信程序相互关联,后续增加新的设备功能时,可以通过扩展模型及数据映射快速完成通信功能升级。