|
ipRouteDialupIEC 870-5-101 Router zur Anbindung von RTUs an eine Leitstelle über Wählverbindungen
Anwendungsbeispiele ipRouteDialup
Protokolle
Funktionsumfang
Konfiguration
Diagnose
Logging
Voraussetzungen
Weitere Informationen
Hardware
Referenzen
Der Wähladapter ipRouteDialup ist ein Router für das Protokoll IEC 60870-5-101. ipRouteDialup
ermöglicht die Kommunikation zwischen einer übergeordneten Leitstelle über eine
Wählverbindung (PSTN) auf der einen Seite und Geräten (Slaves), die
über keine eigene Wählfunktion verfügen, auf der anderen.
 |
ipRouteDialup unterstützt "Hayes-kompatible" analoge
Modems sowie ISDN- und
GSM-Modems. Die Übermittlung der Daten erfolgt über IEC 60870-5-101, wahlweise im balanced oder unbalanced Modus. Die Wahl des Übertragungsverfahrens
(balanced/unbalanced) kann in Richtung Leitstelle und in Richtung
Unterstation
unabhängig voneinander erfolgen.
Da eine serielle Schnittstelle für den
Anschluss eines Modems in Richtung Leitstelle reserviert wird, stehen drei
Schnittstellen für den Anschluss von Unterstationen bereit. Es können sowohl
Geräte direkt Punkt-zu-Punkt als auch im Party-Line Betrieb (unbalanced)
angeschlossen werden.
|
Protokolle
ipRouteDialup stellt alle möglichen Linkprozeduren zur Verfügung, die vom Protokoll IEC 60870-5-101 definiert werden. Die einzelnen
Protokolle können beliebig miteinander kombiniert werden.
| In Richtung Leitstelle (Up-Link) |
IEC101DialupSlave
IEC 870-5-101 Dialup, Slave |
Dient der Kopplung von Leitstellen über eine Wählleitung. Sowohl das
symmetrische (balanced) als auch das unsymmetrische (unbalanced)
Übertragungsverfahren werden unterstützt. |
|
| In Richtung Unterstation (Down-Link) |
IEC101Balanced
IEC 870-5-101 balanced, Master |
Dient der Kopplung von Unterstationen über eine konventionelle,
serielle Standleitung entsprechend dem symmetrischen
Übertragungsverfahren. |
IEC101UnbalMaster
IEC 870-5-101 unbalanced, Slave |
Dient der Kopplung von Unterstationen über eine konventionelle,
serielle Standleitung entsprechend dem unsymmetrischen
Übertragungsverfahren. Mehrere Unterstationen können gleichzeitig
angeschlossen werden. |
|
Funktionsumfang
ipRouteDialup bietet vielfältige Möglichkeiten zur
Kommunikationssteuerung. Nachfolgend werden die Wichtigsten erläutert.
| Verbindungsauf- und abbau |
ipRouteDialup kann jederzeit von der Leitstelle angerufen werden.
Sobald die Verbindung aufgebaut ist, werden alle anstehenden Daten aus
dem Puffer übertragen.
Der Verbindungsaufbau kann natürlich auch von der Unterstation initiiert
werden. Dies geschieht entsprechend folgender Kriterien:
- Nachdem der Wähladapter von der Unterstation eine ASDU, deren
Typkennung laut Konfiguration zum Herstellen der Verbindung
berechtigt, empfangen hat (z. B. bei spontanen Meldungen).
Zusätzlich
zur ASDU Kennung kann eine bestimmte Übertragungsursache, welche die
Anwahl veranlasst, festgelegt werden.
- Nachdem der Telegrammspeicher (Größe ist parametrierbar) bis zu
einer definierten Grenze gefüllt ist.
- In vorgegebenen, zyklischen Zeitabständen (parametrierbar)
Zur Unterstützung der Identifizierung der Unterstation durch die
Leitstelle, kann eine konfigurierbare Zeichenkette gesendet werden.
Der Verbindungsabbau erfolgt, wenn entweder die maximale Leerlaufzeit
(d. h. es werden keine ASDUs übertragen) oder die maximale
Verbindungsdauer überschritten wird. Sollte nach einem Verbindungsabbau
der Anreiz zum Aufbau der Verbindung immer noch bestehen, ruft
ipRouteDialup nach einer parametrierbaren Pause erneut an. |
Intelligente Datenpufferung
und -flusssteuerung
|
Während keine Verbindung zur Leitstelle besteht, werden alle von den
Unterstationen empfangenen ASDUs gepuffert. Die Puffergröße ist
konfigurierbar. Bei Erreichen einer konfigurierbaren Füllgrenze baut
ipRouteDialup eine Verbindung zur Leitstelle auf, um die Daten zu
entsorgen. Wenn der Pufferfüllstand eine maximale Grenze erreicht, wird
der Datenfluss von der Unterstation angehalten (DFC-Bit) und erst wieder
freigegeben, wenn die Daten aus dem Puffer entsorgt werden konnten. Um
den Puffer nicht unnötig mit Messwerten zu füllen, erfahren diese eine
Sonderbehandlung. Messwerte ohne Zeit werden in einen separaten
Anreizspeicher eingetragen. Dabei überschreibt der neue Wert jeweils
den älteren, so dass jeweils nur der letzte Wert pro Informationsobjekt
zur Übertragung ansteht. Sollte ein Messwert mit Zeit übertragen werden,
wird der entsprechende Eintrag aus dem Anreizspeicher gelöscht und der
neue Wert direkt in den normalen Puffer eingetragen. Trotz allem kann
ein Messwert, wenn entsprechend konfiguriert, die Anwahl der Leitstelle
triggern.
Die exakte Überwachung der bestätigten ASDUs sorgt dafür, dass bei
kurzzeitigen Verbindungsausfällen bzw. bei Kommunikationsstörungen keine
Datenpakete verloren gehen. Unquittierte ASDUs werden bei erneutem
Verbindungsaufbau wiederholt gesendet, auch wenn sie bereits vorher
übertragen worden sind. |
| Modems |
ipRouteDialup unterstützt beliebige Hayes-kompatible Modems,
darunter Analog-, ISDN- und GSM-Modems. Diese können frei über das
Webinterface konfiguriert werden (siehe auch Konfiguration). ipRouteDialup verfügt über eine automatische Erkennung des Modemtyps.
Damit können mehrere Modems verschiedener Hersteller zum Einsatz kommen,
ohne das System jedes Mal umkonfigurieren zu müssen. |
| Generalabfrage |
Da die Leitstelle nicht direkt mitbekommt, wenn eine
Unterstationsverbindung ausgefallen ist, erlaubt ipRouteDialup das
automatische Auslösen einer Generalabfrage an Unterstationen bei
erneutem Verbindungsaufbau. |
| Zeitsynchronisation |
ipRouteDialup erlaubt die Synchronisation der Uhrzeit von Unterstationen.
Dazu kann die interne Uhr mittels NTP-Protokoll oder
über das IEC-Protokoll synchronisiert werden. Nachdem die eigene Uhrzeit
synchron ist, wird in der nächsten Stufe die Uhrzeit der angeschlossenen
Unterstationen synchronisiert. |
Konfiguration
Die Konfiguration des Systems erfolgt komplett über einen Webbrowser.
Keine weiteren speziellen Konfigurationstools sind erforderlich, außer einem
normalen Notebook mit Netzwerkschnittstelle und einem Webbrowser.
 |
Die erste Seite erlaubt den Zugriff auf alle relevanten
Funktionen von ipRouteDialup und zeigt auf einen Blick den Zustand des Systems.
Folgende Funktionen stehen hier zur Verfügung:
- Sicherung und Wiederherstellung der kompletten Konfiguration
- Softwareupgrade
- Bearbeitung der Konfigurationsparameter
- Starten und Stoppen des System
- Zugriffe auf Diagnoseinformationen (siehe Diagnose)
- Zugriff auf aktuelle Logdateien (siehe Logging)
|
| Die Konfiguration des System beschränkt sich auf einige
wenige Parameter. Neben den allgemeinen Parametern, die das gesamte System
betreffen wie Größe der ASDU-Adresse und Größe der
Informationsobjektadresse, müssen die einzelnen Link- und Tranportmodule
entsprechend der Übertragungsrichtung konfiguriert werden. Da
ipRouteDialup die ASDUs transparent durchreicht, müssen einzelne
Informationsobjekte nicht direkt konfiguriert werden.
In einer Liste werden die ASDU-Typen konfiguriert, die eine Anwahl der
Leitstelle einleiten. |
 |
 |
Die nebenstehende Abbildung zeigt die Konfigurationsseite
des IEC101DialupSlave-Moduls, das für die Kommunikation mit der
übergeordneten Leitstelle und die Modemsteuerung zuständig ist. Hier
lassen sich auch die möglichen Modemtypen konfigurieren. Die Liste enthält
die Modems, mit denen das System getestet wurde. |
| Nebenstehend befindet sich die Konfigurationsseite für ein
Modem. Neben der Sequenz zur Modemerkennung lassen sich mehrere
Zeichenketten angeben, die an das Modem in der Initialisierungsphase
gesendet werden. Auch die Zeichenkette zur Anwahl der Leitstelle lässt sich
hier konfigurieren. Die Nummer, die gewählt werden soll, kommt aus einer
separaten Liste. |
 |
Diagnose
Die Diagnoseanzeige bietet einen schnellen und detaillierten
Überblick über den Zustand der Kommunikation auf den einzelnen Verbindungen.
 |
Über den Button "Diagnostics" auf der ersten Seite, können die
Diagnoseinformationen abgerufen werden. Hier werden in einer klar
gegliederten Form die wichtigsten Informationen im Klartext mit Uhrzeit
angezeigt. Durch farbliche Hinterlegung wird signalisiert, ob der Zustand
normal ist oder nicht. Die Informationen werden entsprechend der
Kommunikationsverbindung gegliedert. Neben Informationen, die den Zustand
der Kommunikation auf der entsprechenden Link- bzw. Transportebenen
darstellen, werden auch statistische Informationen angezeigt. Dazu gehört
die Anzahl der ASDUs, die pro Minute auf einer Verbindung übertragen werden.
Für Verbindungen in Richtung Leitstelle wird auch der Pufferfüllstand
angezeigt. Damit lassen sich eventuelle Engpässe in der Kommunikation
schnell aufspüren.
ipRouteDialup kann hier direkt dazu veranlasst werden, eine Verbindung
zur Leitstelle aufzubauen oder falls bereits eine besteht, diese abzubauen.
Dies ist besonders während der Inbetriebsetzungsphase von Nutzen.
Zusätzlich wird der aktuelle Zustand des Modems angezeigt. |
Logging
Bei Kommunikationsanwendungen ist es wichtig, jederzeit
feststellen zu können, welche Daten über das Protokoll übertragen werden und wie
die Daten von einem Protokoll in das andere konvertiert werden. Es ist umso
wichtiger, wenn Probleme bei der Übertragung auftreten. ipRouteDialup
verfügt über Fähigkeiten, alle Daten mitzuschreiben und diese zu archivieren.
 |
Zur
Verfolgung des Systemzustands und des Informationsflusses innerhalb des
Konverters bietet ipRouteDialup die Möglichkeit, alle bei den einzelnen Modulen
anfallenden Informationen mitzuschreiben und für eine bestimmte Zeit zu
archivieren. Folgende Daten können protokolliert werden:
- Alle über das entsprechende Kommunikationsmodul gesendeten und
empfangenen Daten zu/von ipRoute
- Systemmeldungen, d.h. Verbindungsabbrüche,
Kommunikationsfehlermeldungen etc.
- Konfigurations- und Softwarefehlermeldungen
Der Umfang der Daten, die protokolliert werden, wird durch die
Loggingebene festgelegt, die dynamisch (zur Laufzeit) oder statisch (in der
Konfiguration) pro Modul verändert werden kann. |
Die Loggingebene legt fest, in
welcher Form die gesendeten und empfangenen Daten dargestellt werden. Man
kann die Daten sowohl in Rohform (d. h. Hexdarstellung) als auch in
dekodierter, symbolischer Form anzeigen lassen oder beides. Das
nebenstehende Beispiel zeigt den Inhalt einer Logdatei, erzeugt vom
IEC104Server-Modul.Die Daten werden
direkt im lesbaren ASCII-Format abgelegt. Die Logdateien können über das
Webinterface zur offline Diagnose heruntergeladen werden. Über den TCP/IP-Dienst
"telnet" lässt sich die Kommunikation auch online verfolgen.
Alle protokollierten Daten werden zyklisch archiviert. Damit lässt sich
die Kommunikation über Tage bzw. sogar über Wochen (in Abhängigkeit vom
Datenaufkommen) verfolgen. |
(2): << [1/1] I-FRAME NS=8377 NR=4 DATA=<01 02 03 00 01 00 0
(2): << [1/1] I-FRAME NS=8378 NR=4 DATA=<01 02 03 00 01 00 0
08.03.05 14:55:11 up1 [1/1] path disconnected !
08.03.05 14:55:11 up1 [1] connection aborted !
08.03.05 14:57:39 up1 [1/1] path connected !
08.03.05 14:57:39 up1 [1/1] connection established with 192.
(2): >> [1/1] LEN=4 STARTDT ACT
(2): >> [1/1] LEN=20 I-FRAME NS=0 NR=0 DATA=<67 01 06 00 FF
(2): >> [1/1] LEN=14 I-FRAME NS=1 NR=0 DATA=<64 01 06 00 FF
(2): << [1/1] STARTDT CON
(2): << [1/1] I-FRAME NS=0 NR=2 DATA=<67 01 07 00 FF FF 00 0
(2): << [1/1] I-FRAME NS=1 NR=2 DATA=<01 02 03 00 01 00 02 0
(2): << [1/1] I-FRAME NS=2 NR=2 DATA=<64 01 07 00 01 00 00 0
(2): << [1/1] I-FRAME NS=3 NR=2 DATA=<01 3B 03 00 01 00 02 0
(2): << [1/1] I-FRAME NS=4 NR=2 DATA=<01 3B 03 00 01 00 01 0
(2): << [1/1] I-FRAME NS=5 NR=2 DATA=<01 3B 03 00 01 00 02 0
(2): << [1/1] I-FRAME NS=6 NR=2 DATA=<01 3B 03 00 01 00 02 0
(2): << [1/1] I-FRAME NS=7 NR=2 DATA=<01 3B 03 00 01 00 01 0
(2): >> [1/1] LEN=4 S-FRAME NR=8
(2): << [1/1] I-FRAME NS=8 NR=2 DATA=<01 01 03 00 01 00 02 0
(2): << [1/1] I-FRAME NS=9 NR=2 DATA=<01 02 03 00 01 00 01 0
|
Voraussetzungen
Um eine erfolgreiche Integration von IEC 870-5-101 Systemen zu
gewährleisten, müssen die im Folgenden beschriebenen Voraussetzungen erfüllt
sein.
- Die Größe der gemeinsamen Adresse der ASDU (CA = Common Address of ASDU)
und die Größe der
Informationsobjektadresse (IOA = Information Object Address) müssen gleich
sein.
- Die verwendeten ASDU Typen auf der Leitstellen- und Unterstationsseite
müssen zueinander kompatibel sein. Um dies sicherzustellen, müssen die
Interoperabilitätslisten beider Seiten aufeinander abgestimmt werden.
- Die verwendeten ASDU Adressen müssen auf allen Verbindungen eindeutig sein
und dürfen nicht mehrfach vorkommen.
Falls die oben genannten Voraussetzungen nicht erfüllt werden können, bietet
sich der Einsatz von ipConvLite bzw. von ipConv an.
Wir sind gerne bereit, Sie bei der Prüfung der Kriterien zu unterstützen.
Weitere Informationen
| Broschüre |
 |
Hardware
 | SEC2 | Kompakter Controller zur Hutschienenmontage zu einem sehr attraktiven Preis Details...
|  |
 | MEC | Kompakter und leistungsfähiger Embedded Controller zur Hutschienenmontage für dezentralen Einsatz Details...
|  |
Referenzen
|