DNP3

Développé en 1993 par GE-Harris Canada, DNP3 (Distributed Network Protocol) est un protocole de communication robuste développé pour les applications SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) et conçu pour transmettre des données via des communications série ou IP. Il a été créé à l’origine comme une méthode de communication fiable pour les services publics d’électricité, mais il est également utile dans d’autres applications SCADA, telles que l’eau ou les eaux usées, l’industrie pétrolière et gazière et le domaine des transports. Il est favorisé par ces industries pour sa capacité à transmettre de manière fiable des données à partir de sites distants afin de réduire les visites coûteuses sur site, de résoudre de manière proactive les problèmes de maintenance, d’accroître l’efficacité opérationnelle et d’effectuer des rapports réglementaires.

Comme d’autres normes de protocole ouvert, DNP3 est conçu pour fournir une interopérabilité transparente entre les périphériques de nombreux fabricants, y compris les ordinateurs ou les postes de travail, les RTU (Terminaux distants), les automates programmables (Contrôleurs logiques programmables), les IHM (Interfaces Homme-Machine) ou les périphériques intelligents couramment utilisés dans les environnements utilitaires, industriels ou de fabrication. L’utilisation du même protocole dans l’ensemble d’une installation permet une communication efficace et ininterrompue entre tous les appareils. En outre, le fait d’éviter les protocoles propriétaires permet aux services publics d’avoir un meilleur accès au support technique et à des choix d’équipements plus larges auprès de fournisseurs qualifiés.

Comment Fonctionne DNP3?

Comme plusieurs autres protocoles de communication industriels, DNP3 est organisé dans une relation Maître/esclave où les périphériques esclaves sont désignés comme “stations externes”.” En règle générale, un périphérique maître est un ordinateur situé dans le centre de contrôle d’un utilitaire, tandis qu’une station extérieure est un périphérique distant (p. ex., un compteur, un RTU, un automate programmable, un EEI ou un ordinateur) situé à une sous-station ou à un autre endroit éloigné. Dans cette hiérarchie, les dispositifs maîtres émettent des commandes aux dispositifs de sortie, par exemple pour démarrer ou arrêter un moteur, changer un niveau de tension, transmettre des données d’énergie enregistrées ou fermer un disjoncteur. DNP3 permet également aux stations extérieures d’initier des communications avec des périphériques maîtres dans certaines circonstances.

DNP3 est orienté objet et utilise une bibliothèque de plus de 65 000 objets communs prédéfinis comme base de communication. Les périphériques Master et Outstation utilisent tous deux la même bibliothèque d’objets pour échanger des informations de manière fiable. Les objets peuvent être en lecture seule, en écriture seule ou les deux.

Le travail de la station extérieure consiste à collecter des données et à répondre au capitaine; les réponses appartiennent à l’une des cinq catégories suivantes:

• Les valeurs d’entrée binaires indiquent l’état d’un périphérique (par exemple ALLUMÉ ou ÉTEINT).
• Les valeurs d’entrée analogiques représentent des grandeurs mesurées par la station de sortie telles que la tension, le courant, la température, l’humidité ou d’autres variables.
• L’entrée du compteur compte progressivement les valeurs, telles que le kWh ou le nombre de fois qu’une pompe a fait un cycle. La fonction est comme un odomètre en ce sens qu’elle atteint une valeur maximale avant de revenir à zéro.
• Les sorties de contrôle représentent des points de marche/arrêt physiques ou de déclenchement/fermeture.
• Les sorties analogiques définissent des grandeurs analogiques physiques qui peuvent être utilisées pour les consignes.

Principaux avantages du protocole DNP3

• Protocole ouvert: DNP3 est un protocole ouvert indépendant du fournisseur qui permet l’utilisation simultanée de nombreux appareils différents d’un large éventail de fournisseurs au sein d’un seul système. Les utilisateurs peuvent facilement faire évoluer et développer des solutions basées sur des exigences uniques. Le document de profil de chaque appareil décrit sa conformité à la norme, garantissant ainsi l’interopérabilité.
• Données horodatées: Les données critiques sont enregistrées par événements ou basées sur des événements et peuvent être stockées localement pour un rappel ultérieur ou pour combler les lacunes causées par une communication perturbée. Toutes les données collectées sont horodatées pour fournir un contexte historique et peuvent être utilisées pour générer des rapports précis, pour la maintenance prédictive, pour effectuer une analyse de cas racine ou stockées pour des organismes de réglementation (tels que l’EPA).
• Rapports non sollicités : Contrairement aux protocoles où les périphériques esclaves doivent être interrogés pour obtenir des informations, DNP3 permet aux stations externes d’initier la communication avec les maîtres. Par exemple, en cas de dysfonctionnement de l’équipement, une station extérieure peut envoyer des informations importantes au capitaine afin que la situation puisse être traitée immédiatement, ce qui augmente l’efficacité.
• Classification des données: DNP3 permet de séparer différents types de données en “classes” qui désignent les types d’informations les plus critiques. Par exemple, un changement d’état commun serait jugé moins critique que les données d’alarme indiquant une urgence sur place. L’attribution de priorité pour chaque classe est déterminée par l’utilisateur et le taux de notification peut être personnalisé pour réduire l’impact sur la bande passante du réseau.

DNP3 permet un accès facile aux informations historiques et en temps réel, telles que la tension, les conditions environnementales, les niveaux de batterie et d’autres données critiques sur les services publics ou les installations. Cela aide les opérateurs à identifier et à corriger les problèmes avant qu’ils ne provoquent des défaillances inattendues ou des dysfonctionnements de l’équipement. Les problèmes peuvent souvent être identifiés à partir d’un seul poste de travail (souvent distant) sans visites coûteuses sur place ou interventions en personne.