DNP3

opracowany w 1993 roku przez firmę GE-Harris Canada, DNP3 (Distributed Network Protocol) jest solidnym protokołem komunikacyjnym, który został opracowany dla aplikacji SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) i jest przeznaczony do przesyłania danych poprzez komunikację szeregową lub IP. Pierwotnie został stworzony jako niezawodna metoda komunikacji dla mediów elektrycznych, ale jest również przydatny w innych aplikacjach SCADA, takich jak woda lub ścieki, przemysł naftowy i gazowy oraz transport. Branże te preferują jego zdolność do niezawodnego przesyłania danych ze zdalnych lokalizacji w celu zmniejszenia kosztownych wizyt na miejscu, aktywnego rozwiązywania problemów związanych z konserwacją, zwiększenia wydajności operacyjnej i wykonywania raportów regulacyjnych.

podobnie jak inne standardy otwartego protokołu, DNP3 został zaprojektowany w celu zapewnienia bezproblemowej interoperacyjności między urządzeniami wielu producentów, w tym komputerami lub stacjami roboczymi, RTU (zdalnymi terminalami), sterownikami PLC (programowalnymi sterownikami logicznymi), HMI (interfejsami Human Machine) lub inteligentnymi urządzeniami powszechnie spotykanymi w instalacjach użytkowych, przemysłowych lub produkcyjnych. Wykorzystanie tego samego protokołu w całym obiekcie umożliwia sprawną, nieprzerwaną komunikację między wszystkimi urządzeniami. Ponadto unikanie zastrzeżonych protokołów pozwala dostawcom usług komunalnych na lepszy dostęp do wsparcia technicznego oraz szerszy wybór sprzętu od wykwalifikowanych dostawców.

jak działa DNP3?

podobnie jak kilka innych przemysłowych protokołów komunikacyjnych, DNP3 jest umieszczony w relacji Master / Slave, gdzie urządzenia slave są oznaczone jako ” outstations.”Zazwyczaj urządzenie główne to komputer znajdujący się w centrum sterowania Narzędzia, podczas gdy stacja zewnętrzna jest urządzeniem zdalnym (tj., miernik, RTU, PLC, IED lub komputer) znajdujący się w podstacji lub innym odległym miejscu. W tej hierarchii urządzenia główne wydają polecenia do urządzeń outstation, takich jak uruchomienie lub zatrzymanie silnika, zmiana poziomu napięcia, transmisja rejestrowanych danych energetycznych lub zamknięcie wyłącznika. DNP3 umożliwia również stacji wyjściowej inicjowanie komunikacji z urządzeniami nadrzędnymi w pewnych okolicznościach.

DNP3 jest zorientowany obiektowo i wykorzystuje bibliotekę ponad 65 000 wspólnych, predefiniowanych obiektów jako podstawę komunikacji. Zarówno urządzenia Master, jak i Outstation wykorzystują tę samą bibliotekę obiektów do niezawodnej wymiany informacji. Obiekty mogą być tylko do odczytu, tylko do zapisu lub oba.

zadaniem outstation jest zbieranie danych i odpowiadanie mistrzowi; odpowiedzi należą do jednej z pięciu kategorii:

• binarne wartości wejściowe wskazują stan urządzenia (np. ON lub OFF).
• analogowe wartości wejściowe reprezentują wielkości, które są mierzone przez stację wyjściową, takie jak napięcie, prąd, temperatura, wilgotność lub inne zmienne.
• wejście licznika stopniowo Zlicza wartości, takie jak kWh lub liczba razy pompa przeszła cykl. Funkcja jest jak licznik kilometrów, ponieważ osiąga maksymalną wartość przed cofnięciem do zera.
• wyjścia sterujące reprezentują fizyczne punkty włączania/wyłączania lub wyłączania/zamykania.
• wyjścia analogowe definiują fizyczne wielkości analogowe, które mogą być użyte dla nastaw.

kluczowe zalety protokołu DNP3

• otwarty protokół: DNP3 jest niezależnym od producenta, otwartym protokołem, który pozwala na jednoczesne korzystanie z wielu różnych urządzeń od szerokiej gamy dostawców w ramach jednego systemu. Użytkownicy mogą łatwo skalować i rozszerzać rozwiązania w oparciu o unikalne wymagania. Dokument profilu każdego urządzenia określa jego zgodność z normą, zapewniając interoperacyjność.
• dane oznaczone czasem: krytyczne dane są rejestrowane przez zdarzenia lub oparte na zdarzeniach i mogą być przechowywane lokalnie w celu późniejszego przywołania lub wypełnienia luk spowodowanych zakłóceniami komunikacji. Wszystkie zebrane dane są oznaczone czasem, aby zapewnić kontekst historyczny i mogą być wykorzystywane do generowania dokładnych raportów, konserwacji predykcyjnej, analizy przypadków źródłowych lub przechowywane dla organów regulacyjnych (takich jak EPA).
• niechciane raportowanie: w przeciwieństwie do protokołów, w których urządzenia slave muszą być odpytywane o informacje, DNP3 pozwala outstacjom inicjować komunikację do masterów. Na przykład w przypadku awarii sprzętu stacja outstation może przesłać ważne informacje do kapitana, dzięki czemu sytuacja może zostać natychmiast rozwiązana, co skutkuje zwiększeniem wydajności.
• klasyfikacja danych: DNP3 pozwala na rozdzielenie różnych typów danych na” klasy”, które określają, które rodzaje informacji są najbardziej krytyczne. Na przykład wspólna zmiana stanu byłaby uważana za mniej krytyczną niż dane alarmowe wskazujące na sytuację awaryjną na miejscu. Przypisanie priorytetu dla każdej klasy jest określane przez użytkownika, a szybkość powiadomień można dostosować, aby zmniejszyć wpływ na przepustowość sieci.

DNP3 umożliwia łatwy dostęp zarówno do informacji historycznych, jak i w czasie rzeczywistym, takich jak napięcie, warunki środowiskowe, poziom naładowania baterii i inne krytyczne dane użyteczności publicznej lub obiektu. Pomaga to operatorom identyfikować i naprawiać problemy, zanim spowodują nieoczekiwane awarie lub awarie sprzętu. Problemy często można zidentyfikować z jednej (często zdalnej) stacji roboczej bez kosztownych wizyt na miejscu lub interwencji osobistych.