DNP3

kehitti vuonna 1993 Ge-Harris Canada, Dnp3 (Distributed Network Protocol) on vankka tietoliikenneprotokolla, joka on kehitetty SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) – sovelluksiin ja on suunniteltu siirtämään dataa joko sarja-tai IP-viestinnässä. Se luotiin alun perin luotettavaksi tietoliikennemenetelmäksi sähkölaitoksille, mutta siitä on hyötyä myös muissa SCADA-sovelluksissa, kuten vesi-tai jätevesiteollisuudessa, öljy-ja kaasuteollisuudessa sekä kuljetusalalla. Nämä teollisuudenalat suosivat sen kykyä luotettavasti siirtää tietoja syrjäisiltä sivustoilta kalliiden työmaakäyntien vähentämiseksi, kunnossapitoon liittyvien ongelmien ennakoivasti käsittelemiseksi, toiminnan tehokkuuden lisäämiseksi ja lakisääteisen raportoinnin suorittamiseksi.

kuten muutkin avoimet protokollastandardit, DNP3 on suunniteltu tarjoamaan saumaton yhteentoimivuus monien valmistajien laitteiden välillä, mukaan lukien tietokoneet tai työasemat, RTUs (Etäpääteyksiköt), PLCs (Programable Logic Controllers), HMIs (Human Machine Interfaces) tai älylaitteet, jotka löytyvät yleisesti yleishyödyllisistä, teollisista tai valmistusasetuksista. Saman protokollan hyödyntäminen koko laitoksessa tukee tehokasta ja keskeytymätöntä viestintää kaikkien laitteiden välillä. Lisäksi suljettujen protokollien välttäminen antaa apuohjelmille paremman pääsyn tekniseen tukeen ja laajemmat laitevalinnat päteviltä tarjoajilta.

miten DNP3 vaikuttaa?

useiden muiden teollisten tietoliikenneprotokollien tavoin DNP3 on järjestetty isäntä-orja-suhteeseen, jossa orjalaitteet on nimetty “outstationeiksi.”Tyypillisesti Päälaite on tietokone, joka löytyy apuohjelman ohjauskeskuksesta, kun taas outstation on Etälaite (ts., mittari, RTU, PLC, tienvarsipommi tai tietokone), joka sijaitsee sähköasemalla tai muussa kaukaisessa paikassa. Tässä hierarkiassa päälaitteet antavat komentoja asemalaitteille, kuten moottorin käynnistämiseen tai pysäyttämiseen, jännitetason muuttamiseen, kirjattujen energiatietojen lähettämiseen tai katkaisijan sulkemiseen. DNP3 mahdollistaa myös outstations aloittaa viestinnän päälaitteiden tietyissä olosuhteissa.

DNP3 on oliopainotteinen ja käyttää viestinnän perustana yli 65 000 yhteisen, ennalta määritellyn objektin kirjastoa. Sekä Master-että Outstation-laitteet käyttävät samaa oliokirjastoa tietojen luotettavaan vaihtoon. Esineitä voi lukea vain, kirjoittaa vain tai molempia.

outstationin tehtävänä on kerätä tietoja ja vastata päällikölle; vastaukset kuuluvat yhteen viidestä kategoriasta:

• Binäärituloarvot ilmaisevat laitteen tilan (kuten päälle tai pois päältä).
• analogiset Tuloarvot edustavat suureita, joita outstation mittaa, kuten jännitettä, virtaa, lämpötilaa, kosteutta tai muita muuttujia.
• laskurin Tulo laskee asteittain arvoja, kuten kWh tai pumpun pyörähdyskertojen lukumäärä. Funktio on matkamittarin kaltainen siinä mielessä, että se saavuttaa maksimiarvon ennen nollaan rullaamista.
• Kontrollilähdöt edustavat fyysisiä on / off-tai trip/close-pisteitä.
• analogiset lähdöt määrittelevät fysikaaliset analogiset suureet, joita voidaan käyttää setpointeille.

Dnp3-protokollan keskeiset hyödyt

• avoin protokolla: DNP3 on toimittajariippumaton, avoin protokolla, joka mahdollistaa useiden eri laitteiden samanaikaisen käytön useista eri toimittajista yhden järjestelmän sisällä. Käyttäjät voivat helposti skaalata ja laajentaa ratkaisuja, jotka perustuvat ainutlaatuisiin vaatimuksiin. Kunkin laitteen profiiliasiakirjassa esitetään sen vaatimustenmukaisuus standardin kanssa ja varmistetaan yhteentoimivuus.
• Aikaleimatut tiedot: kriittiset tiedot ovat tapahtumalokeroituja tai tapahtumapohjaisia, ja ne voidaan tallentaa paikallisesti myöhempää takaisinkutsua varten tai tietoliikennehäiriöiden aiheuttamien aukkojen paikkaamiseksi. Kaikki kerätyt tiedot ovat aikaleimattuja historiallista taustaa varten, ja niitä voidaan käyttää tarkkojen raporttien tuottamiseen, ennakoivaan ylläpitoon, juuritapausanalyysien tekemiseen tai tallentamiseen sääntelyelimille (kuten EPA).
• ei-toivottu raportointi: toisin kuin protokollat, joissa orjalaitteilta on kysyttävä tietoja, dnp3 sallii outstationien aloittaa viestinnän päälliköille. Esimerkiksi laitevian sattuessa outstation voi lähettää päällikölle tärkeitä tietoja, jotta tilanne voidaan hoitaa välittömästi, mikä lisää tehokkuutta.
• tiedon luokittelu: DNP3 mahdollistaa erityyppisten tietojen erottamisen “luokkiin”, jotka määrittelevät, millaiset tiedot ovat kriittisimpiä. Esimerkiksi yhteistä tilamuutosta pidettäisiin vähemmän kriittisenä kuin hälytystietoja, jotka kertovat paikan päällä tapahtuvasta hätätilanteesta. Käyttäjä määrittää kunkin luokan prioriteettimäärityksen, ja ilmoitusastetta voidaan räätälöidä verkon kaistanleveyteen kohdistuvan vaikutuksen vähentämiseksi.

DNP3 mahdollistaa helpon pääsyn sekä historiallisiin että reaaliaikaisiin tietoihin, kuten jännitteisiin, ympäristöolosuhteisiin, akkutasoihin ja muihin kriittisiin hyödyllisyys-tai laitostietoihin. Tämä auttaa operaattoreita tunnistamaan ja korjaamaan ongelmat ennen kuin ne aiheuttavat odottamattomia vikoja tai laitevikoja. Ongelmat voidaan usein tunnistaa yhdestä (usein etätyöasemasta) ilman kalliita työmaakäyntejä tai henkilökohtaisia toimenpiteitä.