西门子断路器3RV1021-4BA15-上海西邑电气技术有限公司

西门子断路器3RV1021-4BA15

SIEMENS（西门子销售中心）

上海西邑电气技术有限公司

zx-plc.com ）

联系人：万紫云（销售经理）

副本3.jpg

line; white-space: normal; orphans: 2; widows: 2; font-stretch: inherit; background-color: rgb(255, 255, 255); font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; -webkit-text-stroke-width: 0px; text-decoration-style: initial; text-decoration-color: initial; font-variant-numeric: inherit;">1.1标准概述
IEC61850是新一代的变电站自动化系统的国际标准，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国际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，实现完全的互操作，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一致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。

line; white-space: normal; orphans: 2; widows: 2; quotes: none; font-stretch: inherit; background-color: rgb(255, 255, 255); font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; -webkit-text-stroke-width: 0px; text-decoration-style: initial; text-decoration-color: initial; font-variant-numeric: inherit;">
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)

line; white-space: normal; orphans: 2; widows: 2; font-stretch: inherit; background-color: rgb(255, 255, 255); font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; -webkit-text-stroke-width: 0px; text-decoration-style: initial; text-decoration-color: initial; font-variant-numeric: inherit;">
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(一致性测试)的规范要求，如图3所示：

line; white-space: normal; orphans: 2; widows: 2; font-stretch: inherit; background-color: rgb(255, 255, 255); font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; -webkit-text-stroke-width: 0px; text-decoration-style: initial; text-decoration-color: initial; font-variant-numeric: inherit;">
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：

line; white-space: normal; orphans: 2; widows: 2; quotes: none; font-stretch: inherit; background-color: rgb(255, 255, 255); font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; -webkit-text-stroke-width: 0px; text-decoration-style: initial; text-decoration-color: initial; font-variant-numeric: inherit;">

“IEC61850 Server Library “软件包具有如下特征：
1) 功能完全的功能块库，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) 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：

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6ES7531-7KF00-0AB0SIMATIC S7-1500，模拟输入模块 AI 8xU/I/RTD/TC ST， 16 位分辨率，精度 0.3%， 8 通道，分成组，每组 8， 4 通道在用温度传感器 RTD 测量情况下，共模电压 10V；诊断；过程报警包括馈电元素，屏蔽支架和屏蔽端子

应用

模拟量输入模块可以记录压力或温度等过程信号，并以数字形式（16 位形式）将它们传送给控制器。这些模块适用于测量电流（2 线制和 4 线制传感器）、电压和电阻，并适合连接电阻温度计和热电偶（测量类型取决于模块）。

提供有以下模拟量输入模块：

AI 4xU/I/RTD/TC ST
带有 4 个通道的模拟量输入模块；分辨率 16 位；准确度 +/-0.3%；一个电位组；共模电压 10 V；可设置诊断参数；硬件中断（两个上限和下限）；在执行期间进行校准。
模块宽度 25 mm
AI 8xU/I/RTD/TC ST
带有 8 个通道的模拟量输入模块；分辨率 16 位；准确度 +/-0.3%；一个电位组；共模电压 10 V；可设置诊断参数；硬件中断（两个上限和下限）；在执行期间进行校准。
模块宽度 35 mm
AI 8xU/I HS
模拟量输入模块，带 8 个通道；分辨率 16 位；准确度 +/-0.3%; 一个电压组；共模电压 10 V；可设置诊断参数；硬件中断（两个上限和下限）；8 通道高速模块，125 μs；等时同步模式；在执行期间进行校准
模块宽度 35 mm

CPU自带的以太网接口可以使用OPEN IE的方式实现如下协议，分别介绍如下：
? TCP
? UDP
? ISO-on-TCP
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1. TCP通信

1.1通信程序块的准备
如下的通信块可以用来建立TCP通信，您需要把这些程序块拷贝到您的项目中：
1) FB65 "TCON" 用于建立连接，连接时需要UDT65来提供参数
2) FB66 "TDISCON" 用于断开连接
3) FB63 "TSEND" 用于发送数据到S7站点、S5站点、PC站或者第三方设备
4) FB64 "TRCV" 用于从S7站点、S5站点、PC站或者第三方设备接收数据
5) UDT65 "TCON_PAR"存放用户通信参数
6) FC97 "SET_TCP_ENDPOINTx" 用于修改UDT65类型变量内通信对象参数
FB63,64,65,66这四个功能块可以在Standard Library -> Communication Blocks里得到：

图 01: FB63,64,65,66

FC97与UDT65需要从如下项目中打开获得：

( 42 KB )

图 02: FC97与UDT65

首先建立一个S7-300或者S7-400站，拷贝如上程序块到项目中。

1.2通信程序编写

1.2.1 生成数据块
在程序中生成一个DB块，块号不限(本例为DB101)，在块中建立变量DB_VAR，类型为UDT65

图 03: 生成UDT65类型变量

1.2.2在OB1中编程
首先调用FC97 "SET_TCP_ENDPOINTx"

图 04: 调用FC97

FC97参数说明如下：
? ID: 连接ID
? DEV_ID
DEV_ID = B#16#1 用于本PLC型号（注意不是通信对方）为 IM151-8 PN/DP CPU
DEV_ID = B#16#2 用于本PLC型号（注意不是通信对方）为 CPU31x-2PN/DP或IM154-8 CPU
DEV_ID = B#16#3 用于本PLC型号（注意不是通信对方）为 CPU319-3PN/DP
DEV_ID = B#16#5用于本PLC型号（注意不是通信对方）为 CPU41x-3PN/DP
? ACTIVE: 主动或是被动建立连接，通信双方必须一个主动，一个被动
? LOC_PORT: CPU本地的TCP端口
? REM_PORT: 通信伙伴的TCP远程端口
? IP_ADDR1 ... IP_ADDR4: 通信伙伴的IP地址
? V23：本机是否是CPU31x-2PN/DP FIRMWARE 版本为2.3或以下版本
? CON_DB:用UDT65生成的变量

图05: 调用FB65 "T_CON"

调用FB65 ,通过提供给FB65的输入参数"REQ"一个上升沿来建立连接。 “ID”为连接ID，“CONNECT”参数填写用UDT65生成的变量，连接建立后会一直保持，直到调用FB66 "TDISCON"断开连接，CPU停止或者断电。

1.2.3 调用发送和接收程序

图06: 调用 FB63，64发送接收数据

FB63 "TSEND" 发送请求依靠输入参数"REQ"的上升沿来实现，如果“BUSY”位为true时不要触发"REQ"。输出参数 "DONE", "ERROR" 和 "STATUS" 用于评估工作的情况。
FB64 "TRECV" 用于接收数据，EN_R始终为true， “ID “填写连接ID，”DATA”填写接收数据区，输出参数"NDR" 用于表示新的数据已经收到，输出参数"LEN" 表示接收的数据长度。

1.2.4断开连接
调用FB66 "TDISCON"，“ID “填写连接ID，输入参数"REQ"的上升沿来实现断开连接操作。

西门子SM531模拟量模块
图 07: 调用FB66 "TDISCON"

2. UDP通信

2.1通信程序块的准备
如下的通信块可以用来建立UDP通信，您需要把这些程序块拷贝到您的项目中：
1) FB65 "TCON" 用于建立连接，连接时需要UDT65来提供参数
2) FB66 "TDISCON" 用于断开连接
3) FB67 "TUSEND"用于发送数据到S7站点、S5站点、PC站或者第三方设备
4) FB68 "TURCV"用于从S7站点、S5站点、PC站或者第三方设备接收数据
5) UDT65 "TCON_PAR"存放用户通信参数
6) UDT66 "TADDR_PAR"存放用户通信参数
7) FC95"SET_UDP_ENDPOINT"用于建立本地UDP通信参数
8) FC96"SET_UDP_REMOTE"用于建立远程UDP通信参数
FB65,66,67,68这四个功能块可以在Standard Library -> Communication Blocks里得到：

图 08: FB65,66,67,68

FC95,96与UDT65,66需要从如下项目中打开获得：

( 41 KB )

图 09: FC95,96与UDT65,66

首先建立一个S7-300或者S7-400站，拷贝如上程序块到项目中。

2.2通信程序编写

2.2.1 生成数据块
然后在程序中生成一个DB块，块号不限(本例为DB101)，在块中建立变量DB_VAR，类型为UDT65

图 10: 生成UDT65类型变量

然后在程序中生成另一个DB块，块号不限(本例为db102)，在块中建立变量DB_VAR，类型为UDT66

图 11: 生成UDT66类型变量

2.2.2在OB1中编程
首先调用FC95，96

图 12:调用FC95,96

定义的本地UDP端点连接参数:
通过FC95 "SET_UDP_ENDPOINT"设置,下列参数需要考虑:
? ID: 连接ID
? DEV_ID
DEV_ID = B#16#1 用于本PLC型号（注意不是通信对方）为 IM151-8 PN/DP CPU
DEV_ID = B#16#2 用于本PLC型号（注意不是通信对方）为 CPU31x-2PN/DP或IM154-8 CPU
DEV_ID = B#16#3 用于本PLC型号（注意不是通信对方）为CPU319-3PN/DP
DEV_ID = B#16#5用于本PLC型号（注意不是通信对方）为CPU41x-3PN/DP
? LOC_PORT: CPU本地的TCP端口
通过FC96 "SET_UDP_REMOTE"定义远端的UDP端点. 下列参数需要考虑:
REM_PORT: 通信方端口号
IP_ADDR1 ... IP_ADDR4: 通信方IP地址

图 13: 调用FB65 "T_CON"

2.2.3 调用发送和接收程序

图 14: 调用FB67，68接收和发送数据

FB67 "TUSEND"发送请求依靠输入参数"REQ"的上升沿来实现，如果“BUSY”位为true时不要触发"REQ"。输出参数 "DONE", "ERROR" 和 "STATUS" 用于评估工作的情况。"ADDR"填写UDT66生成的变量。
FB68 "TURCV" 用于接收数据，EN_R始终为true， “ID “填写连接ID，”DATA”填写接收数据区，输出参数"NDR" 用于表示新的数据已经收到，输出参数"LEN" 表示接收的数据长度。"ADDR"填写UDT66生成的变量。

2.2.4断开连接
调用FB66 "TDISCON"，“ID “填写连接ID，输入参数"REQ"的上升沿来实现断开连接操作。

图 15: 调用FB66 "TDISCON"

3. ISO ON TCP通信

3.1通信程序块的准备
如下的通信块可以用来建立ISO ON TCP通信，您需要把这些程序块拷贝到您的项目中：
1) FB65 "TCON" 用于建立连接，连接时需要UDT65来提供参数
2) FB66 "TDISCON" 用于断开连接
3) FB63 "TSEND" 用于发送数据到S7站点、S5站点、PC站或者第三方设备
4) FB64 "TRCV" 用于从S7站点、S5站点、PC站或者第三方设备接收数据
5) UDT65 "TCON_PAR"存放用户通信参数
6) FB420 "SET_ISO_ENDPOINT" 用于修改UDT65内通信对象参数
7) FC21 被FB420调用
FB63,64,65,66这四个功能块可以在Standard Library -> Communication Blocks里得到：

图 16: FB63,64,65,66

FB420 FC21与UDT65需要从如下项目中打开获得：

( 50 KB )

图 17: FB420 FC21与UDT65

首先建立一个S7-300或者S7-400站，拷贝如上程序块到项目中。

3.2通信程序编写

3.2.1 生成数据块
在程序中生成一个DB块，块号不限(本例为DB101)，在块中建立变量DB_VAR，类型为UDT65

图 18: 生成UDT65类型变量

西门子断路器3RV1021-4BA15

发布时间：2018-10-08

应用