IEC 60870-5-104 & IEC 61850

Christopher Wilmes bei der Beratung zu Stromnetzen und Energieinfrastruktur

Fernwirktechnik und Stationsautomatisierung

IEC 60870-5-104 und IEC 61850 aus Betriebsfall, Datenmodell und Systemgrenze ableiten

Die Normen sind nicht austauschbare Übertragungsoptionen. IEC 60870-5-104 adressiert Fernwirkkommunikation über TCP/IP; IEC 61850 verbindet Datenmodelle, Dienste und Engineering für die Automatisierung elektrischer Anlagen. Tragfähige Entscheidungen beginnen deshalb bei Betriebsaufgabe, Zeitverhalten, Informationsmodell, Verantwortung und Testbarkeit.

Protokoll ersetzt Architektur

Eine Normbezeichnung steht fest, obwohl Systemgrenze, Betriebsaufgabe, Datenhoheit und Ausfallverhalten noch ungeklärt sind.

Signalnamen tragen keine Semantik

Quelle, Bedeutung, Einheit, Qualität, Zeitstempel und Reaktion sind zwischen Leittechnik, Gateway und Feldgerät nicht konsistent.

Konnektivität gilt als Abnahme

Eine bestehende Verbindung wird geprüft, Normal-, Grenz-, Fehler- und Wiederanlauffälle bleiben jedoch unbelegt.

Vom Betriebsfall zum prüfbaren Informationsaustausch

ArbeitsfeldBearbeitungArbeitsergebnis
Betriebs- und SystemgrenzeNutzerrollen, Entscheidungen, Anlagen, Systeme, Verantwortungen und erforderliche Reaktionszeiten abgrenzen.Use-Case- und Systemgrenzenbild
InformationsmodellDatenobjekte, Zustände, Befehle, Messwerte, Einheiten, Qualität und Zeitbezug eindeutig beschreiben.Signal- und Semantikverzeichnis
ProtokollabbildungDienste, Adressierung, Datenklassen, Ereignisse und Übertragungswege passend zum Anwendungsfall zuordnen.Protokoll- und Mapping-Spezifikation
Zeit und QualitätZeitquelle, Synchronisation, Aktualität, Ersatzwerte, Gültigkeit und Behandlung gestörter Daten festlegen.Zeit- und Qualitätskonzept
Sicherheit und BetriebZonen, Kommunikationsbeziehungen, Rechte, Fernzugriff, Protokollierung und Wiederanlauf mit IT/OT abstimmen.Kommunikations- und Betriebsmatrix
FAT und SATNormal-, Grenz-, Kommunikations-, Fehler-, Befehls- und Wiederanlauffälle mit eindeutiger Evidenz definieren.FAT-/SAT-Testkatalog

Arbeitsablauf

  1. 1

    Betriebsfälle und Systemgrenzen bestätigen

  2. 2

    Informationsmodell und Protokollabbildung spezifizieren

  3. 3

    Engineering, Konfiguration und Nachweise versionssicher führen

  4. 4

    FAT, SAT und geregelte Übergabe durchführen

Beteiligte Rollen

  • Netzführung und Anlagenbetrieb
  • Leitsystem- und Stationsautomatisierung
  • Schutz- und Feldgerätetechnik
  • IT/OT-Architektur und Informationssicherheit
  • Lieferanten, Integrator und Abnahmeverantwortliche

Benötigte Eingaben

  • Betriebs- und Bedienfälle
  • System- und Netzarchitektur
  • Signal-, Datenpunkt- und Gerätelisten
  • Zeit-, Qualitäts- und Verfügbarkeitsanforderungen
  • bestehende Engineering-, Test- und Betriebsunterlagen

Klare Grenzen

  • keine Normauswahl ohne bestätigte Betriebs- und Systemgrenze
  • keine Interoperabilitätszusage allein aus Datenblättern oder einer erfolgreichen Verbindung
  • keine Betriebsfreigabe ohne abgestimmte Fehlerfälle, Rechte, Protokollierung und Wiederanlauf

Arbeitsprobe

Musterartefakt: Signal- und Testmatrix

Die Matrix verbindet jede Information mit Bedeutung, Quelle, Abbildung, Betriebsreaktion und prüfbarem Ergebnis.

  • Betriebsfall und Datenobjekt
  • Quelle, Ziel und verantwortliches System
  • Adressierung, Dienst und Übertragungsweg
  • Einheit, Qualität und Zeitbezug
  • FAT-/SAT-Schritt und erwartete Evidenz

Passende Vertiefungen

Primärquellen und Stand

IEC 60870-5-Reiheoffizielle IEC-Publikationsreihe für Fernwirkeinrichtungen und -systeme

IEC 61850-Reiheoffizielle IEC-Publikationsreihe für Kommunikationsnetze und -systeme der Energieautomatisierung

BSI ICS-Security-KompendiumOrientierung für Architektur, Betrieb und Absicherung industrieller Steuerungs- und Automatisierungssysteme

IEC-Schnittstelle einordnen

Nennen Sie Betriebsfall, beteiligte Systeme und Geräte, vorhandene Signallisten, Zeit- und Qualitätsanforderungen sowie den geplanten Test- oder Migrationsschritt.

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