DNP3

vyvinutý v roce 1993 společností GE-Harris Canada, DNP3 (Distributed Network Protocol) je robustní komunikační protokol, který byl vyvinut pro aplikace SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) a je navržen pro přenos dat přes sériovou nebo IP komunikaci. Původně byl vytvořen jako spolehlivá komunikační metoda pro elektrické služby, ale je také užitečný v jiných aplikacích SCADA, jako je voda nebo odpadní voda, ropný a plynárenský průmysl a oblast dopravy. Tato odvětví jsou upřednostňována pro svou schopnost spolehlivě přenášet data ze vzdálených webů za účelem snížení nákladných návštěv stránek, proaktivně řešit problémy s údržbou, zvýšit provozní efektivitu a provádět regulační výkaznictví.

stejně jako ostatní standardy otevřených protokolů je DNP3 navržen tak, aby poskytoval bezproblémovou interoperabilitu mezi zařízeními mnoha výrobců, včetně počítačů nebo pracovních stanic, rtu (vzdálených terminálových jednotek), PLC (programovatelných logických řadičů), HMI (rozhraní lidských strojů) nebo inteligentních zařízení, která se běžně vyskytují v užitkových, průmyslových nebo výrobních nastaveních. Využití stejného protokolu v celém zařízení podporuje efektivní a nepřerušovanou komunikaci mezi všemi zařízeními. Kromě toho, vyhýbání se proprietárním protokolům umožňuje nástrojům lepší přístup k technické podpoře a širší možnosti vybavení od kvalifikovaných poskytovatelů.

jak DNP3 funguje?

stejně jako několik dalších průmyslových komunikačních protokolů je DNP3 uspořádán ve vztahu Master / Slave, kde jsou slave zařízení označena jako ” outstations.”Hlavní zařízení je obvykle počítač nalezený v řídicím centru obslužného programu, zatímco outstation je vzdálené zařízení (tj., měřič, rtu, PLC, IED nebo počítač) umístěný v rozvodně nebo jiném vzdáleném místě. V této hierarchii vydávají hlavní zařízení příkazy pro zařízení outstation, jako je spuštění nebo zastavení motoru, změna úrovně napětí, přenos zaznamenaných energetických dat nebo uzavření jističe. DNP3 také umožňuje outstations zahájit komunikaci s hlavními zařízeními za určitých okolností.

DNP3 je objektově orientovaný a využívá knihovnu více než 65 000 běžných, předdefinovaných objektů jako základ komunikace. Zařízení Master I Outstation používají pro spolehlivou výměnu informací stejnou knihovnu objektů. Objekty lze číst pouze, psát pouze, nebo obojí.

úkolem outstation je shromažďovat data a odpovídat veliteli; odpovědi spadají do jedné z pěti kategorií:

• binární vstupní hodnoty označují stav zařízení (například zapnuto nebo Vypnuto).
• analogové vstupní hodnoty představují veličiny, které jsou měřeny stanicí, jako je napětí, proud, teplota, vlhkost nebo jiné proměnné.
• vstup čítače postupně počítá hodnoty, například kWh nebo počet cyklů čerpadla. Funkce je jako počítadlo kilometrů v tom, že dosáhne maximální hodnoty, než se vrátí zpět na nulu.
• řídicí výstupy představují fyzické body zapnutí / vypnutí nebo vypnutí/zavření.
• analogové výstupy definují fyzikální analogové veličiny, které lze použít pro nastavené hodnoty.

klíčové výhody protokolu DNP3

• otevřený protokol: DNP3 je nezávislý na dodavateli, otevřený protokol, který umožňuje současné použití mnoha různých zařízení od široké škály dodavatelů v rámci jednoho systému. Uživatelé mohou snadno škálovat a rozšiřovat řešení na základě jedinečných požadavků. Dokument profilu každého zařízení popisuje jeho shodu s normou a zajišťuje interoperabilitu.
• data s časovým razítkem: kritická data jsou zaznamenávána událostmi nebo na základě událostí a mohou být uložena lokálně pro pozdější vyvolání nebo pro vyplnění mezer způsobených narušenou komunikací. Všechna shromážděná data jsou časově vyznačena, aby poskytovala historický kontext, a mohou být použita k vytváření přesných zpráv, pro prediktivní údržbu, k provádění analýzy kořenových případů nebo k ukládání pro regulační orgány (jako je EPA).
• nevyžádané hlášení: na rozdíl od protokolů, kde musí být slave zařízení dotazována na informace, DNP3 umožňuje outstations zahájit komunikaci s masters. Například v případě poruchy zařízení může outstation odeslat veliteli důležité informace, aby bylo možné situaci okamžitě vyřešit, což má za následek zvýšení efektivity.
• klasifikace dat: DNP3 umožňuje rozdělit různé typy dat do “tříd”, které určují, které druhy informací jsou nejkritičtější. Například společná změna stavu by byla považována za méně kritickou než poplachová data indikující nouzovou situaci na místě. Přiřazení priority pro každou třídu je určeno uživatelem a rychlost oznámení lze přizpůsobit, aby se snížil dopad na šířku pásma sítě.

DNP3 umožňuje snadný přístup k historickým i informacím v reálném čase, jako je napětí, podmínky prostředí, úroveň nabití baterie a další kritická data o nástrojích nebo zařízeních. To pomáhá operátorům identifikovat a opravit problémy dříve, než způsobí neočekávané poruchy nebo poruchy zařízení. Problémy lze často identifikovat z jedné (často vzdálené) pracovní stanice bez nákladných návštěv na místě nebo osobních zásahů.