commit 507958e1ca9f9eb92703691265d220145dbf4c1f Author: Anonymous Date: Tue Nov 7 13:37:56 2017 +0000 Project created diff --git a/H_WI_Pantone1665.pdf b/H_WI_Pantone1665.pdf new file mode 100644 index 0000000..f20d694 Binary files /dev/null and b/H_WI_Pantone1665.pdf differ diff --git a/IEC61850-5-F3.png b/IEC61850-5-F3.png new file mode 100644 index 0000000..2c5b68b Binary files /dev/null and b/IEC61850-5-F3.png differ diff --git a/IEC61850-6-F18.png b/IEC61850-6-F18.png new file mode 100644 index 0000000..be9e3a3 Binary files /dev/null and b/IEC61850-6-F18.png differ diff --git a/IEC61850-7-1-F1.png b/IEC61850-7-1-F1.png new file mode 100644 index 0000000..730a8c9 Binary files /dev/null and b/IEC61850-7-1-F1.png differ diff --git a/IEC61850-7-2-F1.png b/IEC61850-7-2-F1.png new file mode 100644 index 0000000..034bfda Binary files /dev/null and b/IEC61850-7-2-F1.png differ diff --git a/IEC_OB_Substation_Architecture.png b/IEC_OB_Substation_Architecture.png new file mode 100644 index 0000000..6b52fd0 Binary files /dev/null and b/IEC_OB_Substation_Architecture.png differ diff --git a/UCAIUG-Slide15.png b/UCAIUG-Slide15.png new file mode 100644 index 0000000..a7666cd Binary files /dev/null and b/UCAIUG-Slide15.png differ diff --git a/Wortmarke_WI_schwarz.pdf b/Wortmarke_WI_schwarz.pdf new file mode 100644 index 0000000..c5db6f3 Binary files /dev/null and b/Wortmarke_WI_schwarz.pdf differ diff --git a/datenmodell.png b/datenmodell.png new file mode 100644 index 0000000..5b3d162 Binary files /dev/null and b/datenmodell.png differ diff --git a/f4_beamer.cls b/f4_beamer.cls new file mode 100644 index 0000000..835d5a8 --- /dev/null +++ b/f4_beamer.cls @@ -0,0 +1,131 @@ +\typeout{Beamer class for talks with F4 style <2017-07-19> Frauke Sprengel} +\NeedsTeXFormat{LaTeX2e} + +\ProvidesClass{f4_beamer}[2017/07/19 beamer class F4 style] + +\RequirePackage{ifthen} +\RequirePackage{etex} +\RequirePackage[utf8]{inputenc} +\RequirePackage[T1]{fontenc} +\RequirePackage{lmodern} +\RequirePackage{amssymb} +\RequirePackage{amsmath} +\RequirePackage{graphicx} + +%\RequirePackage{url,hyperref} + + \DeclareOption{ngerman}{% + \PassOptionsToPackage{\CurrentOption}{babel} + } + + \DeclareOption{english}{% + \PassOptionsToPackage{\CurrentOption}{babel} +} + +\ExecuteOptions{ngerman} +\ProcessOptions + +\LoadClass[german,compress,hyperref={pdfpagelabels=false},unknownkeysallowed]{beamer} +\RequirePackage{babel} +\RequirePackage{geometry} +\geometry{paperwidth=16cm,paperheight=9cm} + + +\newcommand{\zsp}{\rule{0pt}{0pt}} % zero space + + +\mode{% +\hypersetup{pdffitwindow=true,pdfpagelayout=SinglePage,%pdfpagemode=FullScreen, +breaklinks=true,urlcolor=Blue} +\usetheme{default} +\useinnertheme[shadow=true]{rounded} +\usecolortheme{orchid} +\setbeamercovered{invisible} +\setbeamertemplate{theorems}[numbered] +\setbeamertemplate{captions}[numbered] +\setbeamertemplate{bibliography item}[book] +\usefonttheme{professionalfonts} + \raggedright +\setbeamertemplate{items}[circle] +%\setbeamertemplate{itemize items}[ball] +\setbeamertemplate{bibliography item}[book] + +\titlegraphic{\includegraphics[width=0.15\textwidth]{Wortmarke_WI_schwarz.pdf}} + +\defbeamertemplate*{title page}{customized}[1][] +{ \inserttitlegraphic\par\vfill\vfill + \usebeamerfont{title}{\bfseries \inserttitle}\par + \usebeamerfont{subtitle}%\usebeamercolor[fg]{subtitle} + {\slshape \insertsubtitle}\par \bigskip + \usebeamerfont{author}{\footnotesize\insertauthor\par + \usebeamerfont{date}\insertdate\par}\vspace*{-1cm} + %\usebeamerfont{institute}\insertinstitute\par +} + + \AtBeginDocument{% + \setcounter{framenumber}{0} +{\setbeamertemplate{footline}{} + \setbeamertemplate{sidebar right}{~ \vfill\par +\mbox{}\hspace{-2cm} +\includegraphics[width=3cm]{H_WI_Pantone1665.pdf}} + +\maketitle } + } + +\AtBeginSection[] +{ + \begin{frame} + \tableofcontents[currentsection,hideothersubsections] + \end{frame} +} + + % Frame layout + \pgfdeclareimage[height=1.7cm]{fhh-logo}{H_WI_Pantone1665.pdf} + \logo{\pgfuseimage{fhh-logo}} +\definecolor{structureBlue}{rgb}{0.862745098, 0.235294118, 0.019607843} +\renewcommand{\alert}[1]{{\textcolor{structureBlue}{#1}}} + \setbeamertemplate{navigation symbols}{% + \insertslidenavigationsymbol{} + \insertframenavigationsymbol{} + \insertbackfindforwardnavigationsymbol{}% + } + + \setbeamertemplate{sidebar left}{} + \setbeamertemplate{footline}{% + + \zsp\hspace{0.1cm}% + \parbox{0.95\textwidth}{{\fontsize{6}{8} + \mbox{~}\textcolor{structureBlue}{\hrulefill}\mbox{} \\ + + \mbox{~}{\bfseries Hochschule Hannover}, Fak. 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Ich denke einfach eine Folie mit einer Übersicht zeigen und mal drüber fliegen wäre i.O] +* Process Bus ist sehr nah an Switchgear angesiedelt; eine Bay in einer Substation ist soetwas wie ein Rack im Serverraum - Dinge für eine gemeinsame Aufgabe stecken dort zusammen - so die Ideee +* +\end{comment} + +\section{Überblick} + +\subsection{Überblick} +\begin{frame}{Überblick} +\begin{itemize} +\item Ausgangspunkt prorietäre Protokolle +\begin{itemize} +\item Binärkodierte Daten waren nur für Geräte des passenden Herstellers verwertbar +\end{itemize} +\item Arbeit an UCA\footnote{Utility Communications Architecture} begann +\item Woraus der IEC 61850 enstand +\end{itemize} +Mit IEC 61850 soll die technische Weiterentwicklung zur Vereinfachung der Datenübertragung und -repräsentationen genutzt werden. +\end{frame} +\begin{comment} +Früher hatte man wenig Bandbreite => Kommunikation erfolgte via wenigen bytes + => Das hat zum Nachteil, dass vorher viel abgesprochen werden muss + => welches byte bedeutet was, Konfiguration war aufwendig etc. +Heute hat man viel Bandbreite zur verfügung +=> Selbst erklärende Daten möglich +Daraus enstand die UCA (Utility Communication Architecture) + => Grundstein für den IEC 61850 (GSSE stammt aus dem UCA (erwähnenswert?) <- Lieber nicht, GSSE und GOOSE sind zwei Paar Schuhe. +\end{comment} + + +\begin{comment} +Aufbau des IEC 61850 + - Funktionale Anforderungen für Kommunikation in einer substation werden ermittelt + - Diese Anforderungen dienen daraufhin dazu + - Beispielsweise die Data Items und Service + - Das Applikation Protokoll + - das unterliegende transport, netzwerk, "data link" und physische "layer" + zu finden, die diese Anforderungen erfüllen + - Defintion der Data Items und Services die UNABHÄNGIG der darunter liegenden Protokolle sind. + - Daraus entstehen ASCI (Abstract Communication Service Interface) für die Service + - Und für die Data Models gibt es diese "Logical Nodes" (+ Sub-Typen) (Kommen ja später in dem Bild) + - Hinzu kommen die: Common Data Classes (für die "common pieces" aus denen die data objects bestehen + - Das Mappen der abstrakten Data Items / Services zu echten Protokollen. + - MMS + - GOOSE + - Sample Measures Values (Aufnehmen/Sammeln/Umwandeln der "echten" anlogen werte?) + - Process Bus. + - Zwischendrin wird das SCL (Substation Configuration Language) erklärt. (XML Dialekt) + - Formale beschreibung der Beziehung einer Substation und dem substation automation system (SAS) + - ("Substation Automation System (SAS) software provides an intelligent solution to monitor, analyze, control, and protect today's modern substations") + + - Eigentlicher Fokus war "inside" the substations. Wird jedoch auch für "Substation to Master" oder substation-to-substation communcation genutzt. + - + + +\end{comment} + +\subsection{Struktur des IEC 61850} +\begin{frame}{Struktur des IEC 61850} + +\begin{minipage}{0.45\textwidth} +\begin{itemize} +\item Funktionale Anforderungen ermitteln (3-5) +\item Definition der Substation Configuration Language (SCL) (6) +\item Definition abstrakter \enquote{data items} und \enquote{services} (7) +\item Mappen der abstrakten Typen auf Protokolle (8) +\item Sample Measured Values (SMV) (9) +\end{itemize} +\end{minipage} +\hfill +\begin{minipage}{0.5\textwidth} +\begin{figure}[f] +\includegraphics[scale=0.20]{toc_IEC.png} +\caption{Ralph Mackiewicz, Technical Overview and Benefits of \dots - Tabelle 1} +\end{figure} +\end{minipage} + +\end{frame} + + +\begin{comment} +Device model begins with a physical device + - defined by network address + - contains one or more logical devices + - Each Logical device contains one or more logical nodes + - A logical node: + - One or more "Named grouping of data und services" die in Verbindung zu einer power system function stehen. + - Typ am ersten Buchstaben des namens erkennbar. "M" is metering/measurement. + - (Kurze Folie mit übersicht einblenden, aber nicht näher drauf eingehen?!?!) + - Weiter unterteilt in "sub datentyp"? Beispielsweise "Phase 2" + - Erfüllt specification of CSC (common data class) + - Bild von so einem CSC einblenden? (overview paper, seite 3 Fig. 2.) + + +\end{comment} + +\section{Datenmodell} + +\begin{comment} +Falls du das gebrauchen kannst :-) +\end{comment} +\subsection{Hierarchie definierter Typen/Objekte} +\begin{frame}{Hierarchie definierter Typen/Objekte} +\begin{figure} +\includegraphics[scale=0.27]{IEC61850-7-2-F1.png} +\captionsetup{labelformat=empty} +\caption{IEC 61850-7-2, Abbildung 1} +\end{figure} +\end{frame} + +\subsection{Datenmodell} +\begin{frame}{Datenmodell} +Definition verschiedener, hierarchischer Abstraktionsebenen +\begin{itemize} +\item Server $\rightarrow$ Logical Device $\rightarrow$ Logical Node $\rightarrow$ Data Object $\rightarrow$ Data Attribute +\item Server enthalten mehrere Logical Devices +\item Logical Devices arbeiten gemeinsam an einer Funktion +\begin{itemize} +\item \dots und enthaltene mehrere Logical Nodes +\end{itemize} +\item Logical Nodes enthalten Datenobjekte mit Attributen +\end{itemize} +$\Rightarrow$ Adressierung einzelner Datenattribute über voll qualifizierten \enquote{Pfad} möglich +\end{frame} + +\begin{frame}{Datenmodell} +\begin{figure} +\includegraphics[scale=0.40]{UCAIUG-Slide15.png} +\captionsetup{labelformat=empty} +\caption{UCAIug Summit; IEC 61850 Tutorial, Folie 15} +\end{figure} +\end{frame} + + +\begin{comment} + => Daten sind nun abstrakt. (Logical devices/nodes, common data class etc.) + - Werden auf echtes Protokoll gemapped + => MMS (Manufacturing Message Specification) + - Wurde gewählt, weil es leicht mit den Complexen Namen umgehen kann. Prinzipell jedoch jedes andere Protokoll denkbar, + - (Kurze Folie die das IEC61850 to Object Mapping zeigen? Overview Paper, Seite 4, Table II) + - (Kurze übersicht über das Mappen. Ein "control model" service wird zu read/write services, Logical device wird ein MMS Domain etc.) + +\end{comment} + +\section{Protokolle} +\subsection{GOOSE} +\begin{frame}{Protokolle: GOOSE} +\begin{itemize} +\item Generic Object Oriented Substation Events +\item Baut direkt auf Ethernet (Layer 2) auf +\begin{itemize} +\item VLANs werden als Nachrichtenkanäle genutzt +\item Peer-to-peer-Kommunikation über Multicast\footnote{Broadcasts innerhalb eines VLAN} +\item Nachrichtenpriorität wird direkt über Ethernet-Header angegeben +\end{itemize} +\item IED$\Leftrightarrow$IED-Kommunikation +\item Zustandsmeldungen (regelmäßig oder auch abhängig von Events/Wertabweichungen) +\item Kommunikation via GOOSE hauptsächlich \textit{innerhalb} des Umspannwerks +\end{itemize} +\end{frame} + +\subsection{MMS} +\begin{frame}{Protokolle: MMS} +\begin{itemize} +\item Manufacturing Message Specification +\begin{itemize} +\item Gemäß ISO 9506\footnote{Nachrichtenformate für Fertigungszwecke} standardisiert +\item IEC 61850 definiert ein Mapping des Datenmodells für MMS +\end{itemize} +\item Client/Server-Protokoll +\item Findet über TCP/IP (Layer 3) statt +\item In unserem Kontext: Kommunikation zwischen HMI\footnote{Human Machine Interface} und IEDs +\begin{itemize} +\item \dots und somit auch ggf. zwischen Umspannwerken und Kontrollzentren +\end{itemize} +\end{itemize} +\end{frame} + +\begin{comment} +\begin{frame}{Objektmapping von IEC 61850 auf MMS} +\begin{figure} +\includegraphics[scale=0.40]{mms_data_mapping.png} +\caption{Ralph Mackiewicz, Technical Overview and Benefits of \dots - Tabelle 2} +\end{figure} +\end{frame} +\end{comment} + + +\begin{comment} +Es fehlt hier auf jeden fall noch irgendwas Praxis bezogenes. Aka wie wird das ganze umgesetzt/eingesetzt. (Ich denke, dass das spannende für das Projekt ist?!?!?) +Laut der readme. + - "betroffene Geräte" + => Geräte die irgendwas mit dem IEC zu tun haben + -> Was haben sie zu zun? Kann man sicher eine tolle Grafiken aus der Präsi die du gestern geschickt hast übernehmen + - "Beispiel für die Umsetzung eines einfachen Gerätes über den Standard." + - Das geht irgendwie ein wenig Hand in Hand mit vorherigen Punkt bzw. kann man das verbinden? + => in einem (Praxisbezogenen) Bild die betroffenen Geräte aufzeigen + => Inklusive der Beziehung zu einander + => Kommunikation untereinader. Wer spricht was mit wem (und worüber) + => Daran kann man super den Station/Prozess Bus erklären, sowie am Beispiel aufzeigen, wer wie warum welches Datenpakete (über welchen layer) verschickt. + +\end{comment} + +\section{Datenfluss} + +\begin{frame}{Datenfluss auf abstrakter Ebene} +\begin{figure} +\includegraphics[scale=0.7]{IEC61850-5-F3.png} +\caption{IEC 61850-5, Abbildung 3} +\end{figure} +\end{frame} + +\begin{frame}{Schnittstellen eines IED} +\begin{figure} +\includegraphics[scale=0.7]{IEC61850-6-F18.png} +\captionsetup{labelformat=empty} +\caption{IEC 61850-6, Abbildung 18} +\end{figure} +\end{frame} + +\begin{frame}{Kommunikationswege innerhalb eines Umspannwerks} +\begin{figure} +\includegraphics[scale=0.30]{IEC_OB_Substation_Architecture.png} +\caption{Ralph Mackiewicz, Technical Overview and Benefits of \dots - Abbildung 6} +\end{figure} +\end{frame} + +\begin{comment} +In dem Overview paper steht afaik eine gute Zusammenfassung. +\end{comment} +\section{Fazit} +\begin{frame}{Fazit} +Der IEC 61850 bringt sehr, sehr viel mit\footnote{Vor allem eine Menge an Text \dots}. \\ +Uns gefällt davon vor allem \dots +\begin{itemize} +\item \dots Interoperabilität durch Abstraktion der Daten/Services +\item \dots das selbstbeschreibendes Datenmodell +\item \dots vollständig \enquote{adressierbare} Datenattribute +\item \dots günstige und einfache Installation/Integration von IEDs +\begin{itemize} +\item Freiheit bei der Wahl der Hersteller +\end{itemize} +\end{itemize} +\vfill +\dots und das war erst ein Teil des Standards! +\end{frame} + +\begin{frame}{Quellen} +\begin{itemize} +\item IEC 61850 +\item Ralph Mackiewicz: Technical Overview and Benefits of the IEC 61850 Standard for Substation Automation +\item Ralph Mackiewicz on UCAIug Summit 11/2011: IEC 61850 Tutorial +\end{itemize} +\end{frame} + +\begin{comment} +\begin{frame}{Überblick} +\begin{itemize} +\item Zu erfüllende Anforderungen (????)h +\item We can \enquote{know} a piece of information +\item We can \enquote{share} it with other devices +\item Protokolle (GOOSE, MMS, \dots) +\item Bild: physikal/logical Device, Node, Data (Übergang zwischen Datenmodell und den Geräten) +\item Architektur einer Substation +\item Highlevel Services +\item Datenmodell, Data classes, self describing, auf Elektronikkrams abgestimmt +\item Substation Configuration Language (SCL) (nur am Rande?) +\item Vorteile durch IEC 61850 und so? +\end{itemize} +\end{frame} +\end{comment} + +% The end. +\end{document} \ No newline at end of file diff --git a/mms_data_mapping.png b/mms_data_mapping.png new file mode 100644 index 0000000..6d0fcbc Binary files /dev/null and b/mms_data_mapping.png differ diff --git a/toc_IEC.png b/toc_IEC.png new file mode 100644 index 0000000..2f791cd Binary files /dev/null and b/toc_IEC.png differ