DNP3

desenvolvido em 1993 pela GE-Harris Canada, o DNP3 (Distributed Network Protocol) é um protocolo de comunicação robusto desenvolvido para aplicativos SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) e projetado para transmitir dados por meio de comunicações seriais ou IP. Foi originalmente criado como um método de comunicação confiável para utilidades elétricas, mas também é útil em outras aplicações SCADA, como água ou águas residuais, a indústria de petróleo e gás e o campo de transporte. É favorecido por esses setores por sua capacidade de transmitir dados de maneira confiável de sites remotos para reduzir visitas caras ao local, abordar proativamente problemas de manutenção, aumentar a eficiência operacional e executar relatórios regulatórios.

Como outros padrões de protocolo, DNP3 é projetado para fornecer uma interoperabilidade entre dispositivos de vários fabricantes, incluindo computadores ou estações de trabalho, RTUs (Remote Terminal Units), Clps (Controladores lógicos Programáveis), Ihms (Interfaces homem Máquina), ou dispositivos inteligentes comumente encontrado em concessionárias, indústrias ou fábricas. Utilizar o mesmo protocolo ao longo de uma instalação suporta comunicação eficiente e ininterrupta entre todos os dispositivos. Além disso, evitar protocolos proprietários permite que os utilitários tenham melhor acesso ao suporte técnico, além de opções mais amplas de equipamentos de fornecedores qualificados.

como funciona o DNP3?

como vários outros protocolos de comunicação industrial, o DNP3 é organizado em uma relação mestre/escravo, onde os dispositivos escravos são designados como “outstations. Normalmente, um dispositivo mestre é um computador encontrado no centro de controle de um utilitário, enquanto um outstation é um dispositivo remoto (ou seja,, um medidor, RTU, PLC, IED ou computador) localizado em uma subestação ou outro local distante. Nesta hierarquia, os dispositivos mestres emitem comandos para dispositivos outstation, como iniciar ou parar um motor, alterar um nível de tensão, transmitir dados de energia registrados ou fechar um disjuntor. O DNP3 também permite que outstations iniciem comunicações com dispositivos mestre em determinadas circunstâncias.

DNP3 é orientado a objetos e utiliza uma biblioteca de mais de 65.000 objetos comuns pré-definidos como a base da comunicação. Os dispositivos Master e Outstation usam a mesma biblioteca de objetos para trocar informações de forma confiável. Os objetos só podem ser lidos, apenas escritos ou ambos.

o trabalho do outstation é coletar dados e responder ao mestre; as respostas se enquadram em uma das cinco categorias:

• valores de entrada binários indicam o estado de um dispositivo (como LIGADO ou desligado).
• valores de entrada analógica representam quantidades que são medidas pela estação externa, como tensão, corrente, temperatura, umidade ou outras variáveis.
• os valores de contagem incremental de entrada do contador, como kWh ou o número de vezes que uma bomba circulou. A função é como um odômetro, pois atinge um valor máximo antes de reverter para zero.
• as saídas de controle representam pontos físicos de ligar / desligar ou trip / close.
• as saídas analógicas definem quantidades analógicas físicas que podem ser usadas para pontos de ajuste.

principais Benefícios do Protocolo DNP3

• Protocolo Aberto: O DNP3 é um protocolo aberto independente do fornecedor que permite o uso simultâneo de muitos dispositivos diferentes de uma ampla gama de fornecedores em um único sistema. Os usuários podem facilmente dimensionar e expandir soluções com base em requisitos exclusivos. O documento de perfil de cada dispositivo descreve sua conformidade com o padrão, garantindo a interoperabilidade.
• dados com carimbo de data / hora: Os dados críticos são registrados em eventos ou baseados em eventos e podem ser armazenados localmente para recall posterior ou para preencher lacunas causadas por comunicação interrompida. Todos os dados coletados são carimbados com o tempo para fornecer contexto histórico e podem ser usados para gerar relatórios precisos, para manutenção preditiva, para realizar análises de caso raiz ou armazenados para órgãos reguladores (como a EPA).
• relatórios não solicitados: ao contrário dos protocolos em que os dispositivos escravos devem ser consultados para obter informações, o DNP3 permite que as estações externas iniciem a comunicação com os mestres. Por exemplo, em casos de mau funcionamento do equipamento, uma estação externa pode enviar informações importantes ao mestre para que a situação possa ser tratada imediatamente, resultando em aumento da eficiência.
• classificação de dados: DNP3 permite que diferentes tipos de dados sejam separados em “classes” que designam quais tipos de informação são mais críticos. Por exemplo, uma mudança de estado comum seria considerada menos crítica do que os dados de alarme indicando uma emergência no local. A atribuição de prioridade para cada classe é determinada pelo Usuário e a taxa de notificação pode ser personalizada para reduzir o impacto na largura de banda da rede.

DNP3 permite um acesso fácil a histórica e de informações em tempo real, tais como tensão, condições ambientais, níveis de bateria, e outros serviços públicos essenciais ou facilidade de dados. Isso ajuda os operadores a identificar e corrigir problemas antes que causem falhas inesperadas ou mau funcionamento do equipamento. Os problemas podem frequentemente ser identificados a partir de uma única estação de trabalho (muitas vezes remota) sem visitas dispendiosas ao local ou intervenções presenciais.