Thực tập hệ thống thông tin Điện Lực Tìm hiểu giao thức chuẩn IEC 60870 trong điện lực

Thực Tập Hệ Thống Thông Tin Điện Lực GVDH: Nguyễn Lê Cường

LỜI CẢM ƠN
Chúng em chân thành cảm ơn sự chỉ bảo tận tình của thầy Nguyễn Lê Cường (Khoa
DTVT) – Giảng viên bộ môn “Thực tập hệ thống thông tin điện lực” nguời đã trực tiếp
huống dẫn chúng em trong suốt quá trình thực tập bộ môn. Thầy đã cho chúng em những
kiến thức quý giá về bộ môn hệ thống thông tin điện lực.
Chúng em cũng xin được gửi đến Thầy Cô ở Khoa Công Nghệ Thông Tin – trường
Đại Học Điện Lực, các anh chị khóa trước đã tận tình giúp đỡ em trong quá trình làm báo
cáo thực tập.
Mặc dù đã rất cố gắng hoàn thiện đồ án với tất cả sự nỗ lực, tuy nhiên, do bước đầu
đi vào thực tế, tìm hiểu và xây dựng đồ án trong thời gian có hạn, và kiến thức còn hạn
chế, nhiều bỡ ngỡ, nên đồ án “Tìm hiểu giao thức chuẩn IEC 60870 trong điện lực.” chắc
chắn sẽ khôn thể tránh khỏi những thiếu sót. Chúng em rất mong nhận được sự quan tâm,
thông cảm và những đóng góp quý báu của các thầy cô và các bạn để đồ án này ngày càng
hoàn thiện hơn.
Hà Nội, ngày 18 tháng 05 năm 2015
Sinh viên thực hiện: Lê Qúy Đức
Lê Công Nguyện


Thực Tập Hệ Thống Thông Tin Điện Lực GVDH: Nguyễn Lê Cường

MỤC LỤC


Thực Tập Hệ Thống Thông Tin Điện Lực GVDH: Nguyễn Lê Cường
LỜI MỞ ĐẦU
Những năm gần đây, ngành Điện rất chú trọng đến việc ứng dụng công nghệ thông
tin trong các hoạt động sản xuất, điều hành, kinh doanh. Công Nghệ Thông Tin thực tế đã
góp phần quan trọng trong việc nâng cao năng suất lao động, cải tiến dịch vụ, nâng cao

chất lượng. Ứng dụng công nghệ thông tin đóng vai trò hết sức quan trọng, có thể tạo ra
các bước đột phá.
Điện năng là một nhu cầu không thể thiếu được trong đời sống xã hội hiện đại. Để
nâng cao chất lượng truyền tải, chất luợng điện năng, tăng tính tự động hóa trong quản lý,
điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu, giao thức IEC 60870 là phần quan trọng trong
việc thực hiện điều đó
Giao thức truyền thông IEC 60870 hiểu cách đơn giản nhất là một giao thức mạng
truyền dữ liệu theo kiểu nối tiếp
Cùng với sự phất triển của kỹ thuật điện nói chung giao thức IEC 60870 cũng có sự
biến đổi và phát triển to lớn trong những năm gần đây vì vậy chúng em quyết định chọn
đề tài “Tìm hiểu giao thức chuẩn IEC 60870 trong điện lực”và ứng dụng của nó trong hệ
thống thông tin điện lực.

Thực Tập Hệ Thống Thông Tin Điện Lực GVHD: Nguyễn Lê Cường
CHƯƠNG 1: HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐIỆN LỰC
1.1. Giới thiệu tổng quan về hệ thống thông tin điện lực.
Khái niệm hệ thống
Trong các hoạt động của con người, các thuật ngữ như hệ thống triết học, hệ thống
pháp luật, hệ thống kinh tế, hệ thống thông tin đã trở nên quen thuộc. Một cách đơn giản
và vấn tắt, ta có thể hiểu: Hệ thống là một tập hợp vật chất và phi vật chất như người, máy
móc, thông tin, dữ liệu, các phương pháp xử lý, các qui tắc, quy trình xử lý, gọi là các
phần tử của hệ thống. Trong hệ thống, các phần tử tương tác với nhau và cùng hoạt động
để hướng tới mục đích chung.
Khái niệm thông tin
Là một loại tài nguyên của tổ chức, phải được quản lý chu đáo giống như mọi tài
nguyên khác. Việc xử lý thông tin đòi hỏi chi phí về thời gian, tiền bạc và nhân lực. Việc
xử lý thông tin phải hướng tới khai thác tối đa tiềm năng của nó.
Khái niệm về hệ thống thông tin (HTTT)
Hệ thống thông tin (Information System - IS) là một hệ thống mà mục tiêu tồn tại
của nó là cung cấp thông tin phục vụ cho hoạt động của con người trong một tổ chức nào

đó. Ta có thể hiểu hệ thống thông tin là hệ thống mà mối liên hệ giữa các thành phần của
nó cũng như mối liên hệ giữa nó với các hệ thống khác là sự trao đổi thông tin.
Hình 1.1.1.1.1: Biểu diễn mối liên hệ các thành phần trong hệ thống thông tin.
Hệ thống thông tin là một hệ thống bao gồm con người, dữ liệu, các quy trình và
công nghệ thông tin tương tác với nhau để thu thập, xử lý, lưu trữ và cung cấp thông tin
- 4 -
Thực Tập Hệ Thống Thông Tin Điện Lực GVHD: Nguyễn Lê Cường
cần thiết ở đầu ra nhằm hỗ trợ cho một hệ thống. Hệ thống thông tin hiện hữu dưới mọi
hình dạng và quy mô.
Hệ thống thông tin trong một tổ chức có chức năng thu nhận và quản lý dữ liệu để
cung cấp những thông tin hữu ích nhằm hỗ trợ cho tổ chức đó và các nhân viên, khách
hàng, nhà cung cấp hay đối tác của nó. Ngày nay, nhiều tổ chức xem các hệ thống thông
tin là yếu tố thiết yếu giúp họ có đủ năng lực cạnh tranh và đạt được những bước tiến lớn
trong hoạt động. Hầu hết các tổ chức nhận thấy rằng tất cả nhân viên đều cần phải tham
gia vào quá trình phát triển các hệ thống thông tin. Do vậy, phát triển hệ thống thông tin là
một chủ đề ít nhiều có liên quan tới bạn cho dù bạn có ý định học tập để trở nên chuyên
nghiệp trong lĩnh vực này hay không.
Các HTTT có thể được phân loại theo các chức năng chúng phục vụ.
• Hệ thống xử lý giao dịch (Transaction processing system - TPS) là một hệ thống thông tin
có chức năng thu thập và xử lý dữ liệu về các giao dịch nghiệp vụ.
• Hệ thống thông tin quản lý (Management information system - MIS) là một hệ thống
thông tin cung cấp thông tin cho việc báo cáo hướng quản lý dựa trên việc xử lý giao dịch
và các hoạt động của tổ chức.
• Hệ thống hỗ trợ quyết định (Decision support system - DSS) là một hệ thống thông tin
vừa có thể trợ giúp xác định các thời cơ ra quyết định, vừa có thể cung cấp thông tin để
trợ giúp việc ra quyết định.
• Hệ thống thông tin điều hành (Excutive information system - EIS) là một hệ thống thông
tin hỗ trợ nhu cầu lập kế hoạch và đánh giá của các nhà quản lý điều hành.
• Hệ thống chuyên gia (Expert System) là hệ thống thông tin thu thập tri thức chuyên môn
của các chuyên gia rồi mô phỏng tri thức đó nhằm đem lại lợi ích cho người sử dụng bình

thường.
• Hệ thống truyền thông và cộng tác (Communication and collaboration system) là một hệ
thống thông tin làm tăng hiệu quả giao tiếp giữa các nhân viên, đối tác, khách hàng và nhà
cung cấp để củng cố khả năng cộng tác giữa họ.
• Hệ thống tự động văn phòng (Office automation system) là một hệ thống thông tin hỗ trợ
các hoạt động nghiệp vụ văn phòng nhằm cải thiện luồng công việc giữa các nhân viên.
- 5 -
Thực Tập Hệ Thống Thông Tin Điện Lực GVHD: Nguyễn Lê Cường
1.2. Cấu trúc và cơ sở hạ tầng hệ thống thông tin điện lực.
Căn cứ trên kết cấu hiện có của Hệ thống thông tin Điện Lực Việt Nam, ta có thể
nghiên cứu cấu trúc của HTTT Điện Lực Việt Nam theo mô hình phân lớp. Theo mô hình
này, cấu trúc Hệ thống thông tin Điện Lực Việt Nam được phân thành 3 lớp rõ rệt.
Lớp thứ nhất: là mạng đường trục chính (bachbone).
Lớp thứ hai: là mạng đường trục các khu vực bắc, trung, nam.
Lớp thứ ba: là mạng con, các mạch nhánh.
Với mỗi lớp có các đặc điểm riêng về chức năng hay kết cấu, thể hiện nét đặc trưng
riêng.
Mạng đường trục chính (bachbone)
Mạng đường trục chính sử dụng kênh truyền dẫn cáp quang dung lượng 2.5 gbps, nó
có tính chất là đường xương sống của HTTT điện lực, với tính chất trải dài dọc theo đất
nước qua ba miền Bắc – trung - nam từ điểm nút đầu tiên là trung tâm điều độ quốc gia
A0 (Hà Nội) và điểm nút cuối là trung tâm điều độ điện lực miền Nam A2 (thành phố Hồ
Chí Minh).
Các nút trên đường trục chính được trang bị thiết bị truyền dẫn SDH/STM 16, thiết
bị chuyển mạch đường trục PCM-16, các loại tổng đài PABX, gồm các nút sau:
TT Tên nút Thiết bị truyền dẫn Tổng đài Ghi chú
1 A0 SDH/STM-16 Plexicom-6000 TTĐĐ quốc gia
2 Hà Đông SDH/STM-16 Acatel-4400 Trạm 220kV
3 Hoà Bình SDH/STM-16 Acatel-4000 Trạm 500kV
4 Hà Tĩnh SDH/STM-16

Acatel-4300
Plexicom-6000
Trạm 500kV
5 Đà Nẵng SDH/STM-16
Acatel-4300
Plexicom-6000
Trạm 500kV
6 Playku SDH/STM-16 Acatel-4300 Trạm 500kV
- 6 -
Thực Tập Hệ Thống Thông Tin Điện Lực GVHD: Nguyễn Lê Cường
7 Phú Lâm SDH/STM-16
Acatel-4300
Plexicom-6000
Trạm 500kV
8 A2 SDH/STM-16 Plexicom-6000 TTĐĐ miền Nam
Bảng 1.1: Các loại tổng đài và thiết bị truyền dẫn trên đường trục thông tin Bắc-Nam.
Hình 1.2.1.1.1: Sơ đồ kết cấu mạng.
Mạng đường trục chính (bachbone) HTTT Điện Lực Việt Nam
Mạng đường trục chính kết nối các các trung tâm điều độ A0, A1, A2, A3, các trạm
biến áp 500 kV bắc-trung-nam. Các nút thông tin trên mạng đường trục tạo thành năm
mạch vòng (ring) như sau:
 Ring 1: A0 - Nho Quan: gồm các trạm: A0 - Hoà Bình - Nho Quan.
- 7 -
Thực Tập Hệ Thống Thông Tin Điện Lực GVHD: Nguyễn Lê Cường
 Ring 2: Nho Quan – Hà Tĩnh, gồm các trạm: Nho Quan - Thanh Hoá - Nghệ An - Hà
Tĩnh.
 Ring 3: Hà Tĩnh - Đà Nẵng, gồm: Hà Tĩnh - Quảng Bình - Quảng Trị - Huế - Đà Nẵng.
 Ring 4: Đà Nẵng – Pleiku, gồm: Đà Nẵng - Quảng Nam – Kontum – Pleiku.
 Ring 5: Pleiku - A2, gồm: Pleiku – Kontum – Cujut – Dacklac - Bình Dương - Phú Lâm -
A2.

Các ring được thể hiện trên hình 1.2 như sau:
Hình 1.2.1.1.2: Các ring trên đường trục chính.
1.2.1. Mạng đường khu vực
Mạng đường trục khu vực của HTTT Điện Lực Việt Nam, được chia làm 3 miền
Bắc, trung, nam. Mạng đường trục này nối các nút thông tin trong khu vực với các nút các
nút thông tin trên đường trục chính. Các nút thông tin khu vực là các TBA-110, TBA-220
quan trọng, các nhà máy điện lớn, các điện lực.
Mạng đường trục sử dụng các kênh truyền dẫn quang, vi ba, PLC, hiện nay do nhu
cầu thông tin không ngừng thay đổi với xu hướng ngày một nhiều hơn, để đáp ứng được
- 8 -
Thực Tập Hệ Thống Thông Tin Điện Lực GVHD: Nguyễn Lê Cường
kênh truyền đã đưa đến một xu thế dần thay thế các kênh PLC bằng các kênh dẫn quang
như các tuyến Hoà Bình – Việt Trì, Thái Nguyên – Sóc Sơn, Mộc Châu - Hoà Bình, Mộc
Châu - Sơn La, , điều này đồng nghĩa với việc mở rộng các đường trục chính mạng
thông tin khu vực.
Việc thay thế dần các kênh truyền dẫn PLC bằng các kênh truyền dẫn quang đã cải
thiện đáng kể về dung lượng đường truyền và nâng cao tính ổn định và tin cậy cho các
tuyến thông tin.
Xét về mặt địa lý, chia mạng đường trục khu vực thành 3 phần (bắc, trung, nam)
nhưng nếu xét về mặt kỹ thuật thì mạng đường trục của 3 khu vực này tương đối giống
nhau.
Trên thực tế sơ đồ ghép nối các kênh truyền dẫn của mạng đường trục khu vực được
thể hiện như sau:
Mạng đường trục miền Nam
Mạng đường trục miền Nam liên kết các nút thông tin đặt tại các khu vực như: trung
tâm viễn thông điện lực 4 (TTĐ4), ga Vòng Tàu, các trạm điện 220kV quan trọng như:
Long Thành, Long Bình, các nhà máy điện lớn như: Phú Mỹ 1, Phú Mỹ 2, Đa Nhim, Thác
Mơ, Trị An, Hàm Thuận, Đa My, Thủ Đức, Hoà Phước. Mạng đường trục này được nối
với mạng trục chính qua 2 nút là trạm 500kV Phú Lâm và trung tâm điều độ điện lực
miền Nam (A2).

- 9 -
Thực Tập Hệ Thống Thông Tin Điện Lực GVHD: Nguyễn Lê Cường
Hình 1.2.1.1.3: Mô tả toàn bộ mạng đường trục khu vực này và các nút thông tin quan
trọng.
Mạng đường trục HTTT điện lực khu vực miền Nam
Mạng đường trục khu vực miền Nam hiện nay đạng sử dụng các kênh truyền quang,
viba, PLC, nối các nút thông tin, toàn bộ các kênh truyền và các nút đó thông tin được
thống kê trong bảng sau:
TT Nút đầu Nút cuối Loại kênh truyền dẫn
1 TTĐ4 500kV Phú Lâm vi ba
2
Phú Mỹ 1
Phú Mỹ 2
500kV Phú Lâm cáp quang
3 220kV Long Bình NMĐ Thủ Đức vi ba
4 220kV Long Bình ga Vòng Tàu vi ba
5 220kV Long Bình NMĐ Đa My vi ba
6 220kV Long Bình NMĐ Trị An vi ba
7 220kV Long Bình A2 vi ba
8 NMĐ Hoà Phước A2 vi ba
9 NMĐ Hàm Thuận NMĐ Đa My vi ba
10 NMĐ Thác Mơ NMĐ Trị An vi ba
11 220 Long Bình NMĐ Đa Nhim vi ba
Bảng 1.2: Các nút thông tin, kênh truyền dẫn trên mạng đường trục miền Nam.
Mạng đường trục miền Trung
Mạng đường trục miền Trung liên kết các nút thông tin đặt tại các khu vực như:
trung tâm viễn thông điện lực 2 (TTĐ2), trung tâm viễn thông điện lực 3 (TTĐ3), trung
tâm điều độ điên lực 3 (A3). Các trạm điện quan trọng như: Ialy, Hưng Đông, Nghi Sơn,
Ba Trè, nói 1, trạm 110kV Thanh Hoá, Bỉm Sơn. Mạng đường trục này được nối với
- 10 -

Thực Tập Hệ Thống Thông Tin Điện Lực GVHD: Nguyễn Lê Cường
mạng trục chính qua 3 nút, trạm 500 kV Hà Tĩnh, trạm 500kV Đà Nẵng, trạm 500kV
Playku.
Hình 1.5:Mô tả toàn bộ mạng đường trục khu vực này và các nút thông tin quan trọng.
Mạng đường trục HTTT điện lực khu vực miền Trung
Mạng đường trục khu vực miền Trung hiện nay đạng sử dụng các kênh truyền
quang, viba, PLC, nối các nút thông tin, toàn bộ các kênh truyền và các nút đó thông tin
được thống kê trong bảng sau.
TT Nút đầu Nút cuối Loại kênh truyền dẫn
1 500kV Playku 500kV Ialy cáp quang
2 TTĐ3 500kV Playku vi ba
3 TTĐ4 A3 cáp quang
4 A3 500kV Đà Nẵng vi ba và cáp quang
5 điện lực Nghệ An 500kV Hà Tĩnh vi ba
6 trạm Hưng Đông 500kV Hà Tĩnh PLC
7 trạm Hưng Đông trạm Nghi Sơn PLC
8 trạm Ba Chè trạm nối 1 cáp quang
9 trạm Ba Chè 220kV Ninh Bình cáp quang
10 trạm Ba Chè điện lực Thanh Hoá vi ba
11 trạm Ba Chè trạm Nghi Sơn PLC
12 trạm Ba Chè 100kV Thanh Hoá cáp quang
- 11 -
Thực Tập Hệ Thống Thông Tin Điện Lực GVHD: Nguyễn Lê Cường
13 110kV Bỉm Sơn 100kV Thanh Hoá cáp quang
Bảng 1.3: Các nút thông tin và kênh truyền dẫn trên mạng đường trục miền Trung.
Mạng đường trục miền Bắc
Mạng đường trục miền Bắc, hình 1.5, trên mạng khu vực này các nút thông tin quan
trọng được nối với mạng trục chính qua 3 nút, trạm 500 kV Hoà Bình, trạm 200 kV hà
đông, trung tâm điều độ quốc gia (A0), trung tâm điều độ miền Bắc (A1), trung tâm thông
tin điện lực miền Bắc (VT1). Các nút của mạng đường trục miền Bắc gồm các nút sau:

Nút tại trạm 220kV quan trọng: Ninh Bình, Nam Định, Thái Bình, Boà Bình, Mai
Động, Hà Đông, Việt Trì, Thái Nguyên, Tràng Bạch,
Nút tại các nhà máy điện quan trọng: Hoà Bình, Ninh Bình, Phả Lại 1, 2, Uông Bí,
Thác Bà. Toàn bộ các tuyến thông tin và các nút trên đường trục khu vực miền Bắc được
thể hiện trên hình 1.5.
- 12 -
Thực Tập Hệ Thống Thông Tin Điện Lực GVHD: Nguyễn Lê Cường
Hình 1.6: Các tuyến thông tin và các nút trên đường trục khu vực miền Bắc
Mạng đường trục HTTT điện lực khu vực miền Bắc.
Mạng đường trục khu vực miền Bắc hiện nay đạng sử dụng các kênh truyền quang,
viba, PLC, nối các nút thông tin, toàn bộ các kênh truyền và các nút đó thông tin được
thống kê trong bảng sau:
TT Nút đầu Nút cuối Loại kênh truyền dẫn
1 500kV Hoà Bình TĐ.Hoà Bình cáp quang
2 500kV Hoà Bình 110kV Mộc Châu PLC, cáp quang
3 500kV Hoà Bình 220kV Việt Trì cáp quang
4 500kV Hoà Bình Ba Chè vi ba
5 500kV Hoà Bình 220kV Hà Đông vi ba, cáp quang
6 220kV Hà Đông 220kV Mai Động cáp quang
7 A0 220kV Mai Động cáp quang
8 A0 220kV Hà Đông vi ba
9 A0 220kV Đông Anh cáp quang
10 A0 220kV Chèm cáp quang
11 220kV Đông Anh 110kV Sóc Sơn cáp quang
12 110kV Sóc Sơn Bắc Giang cáp quang, PLC
13 110kV Sóc Sơn 110kV Tuyên Quang PLC
14 110kV Tuyên Quang TĐ.Thác Bà PLC
15 110kV sóc sơn Gò Đầm cáp quang
16 Gò Đầm Thái Nguyên cáp quang
17 Bắc Giang NĐ.Phả Lại 1, 2 cáp quang, PLC

18 NĐ.Phả Lại 1,2 220kV Tràng Bạch PLC
19 220kV Tràng Bạch 220kV Vật Cách PLC
20 Ba Chè 220kV Ninh Bình cáp quang
21 220kV Ninh Bình 220kV Nam Định cáp quang
22 220kV Thái Bình 220kV Nam Định cáp quang
23 220kV Hải Phòng 220kV Thái Bình cáp quang
- 13 -
Thực Tập Hệ Thống Thông Tin Điện Lực GVHD: Nguyễn Lê Cường
24 220kV Ninh Bình NĐ.Ninh Bình cáp quang, viba
25 220kV Vật Cách 220kV Hoành Bồ cáp quang
Bảng 1.4: Các nút thông tin và kênh truyền đẫn trên mạng đường trục miền Bắc.
1.2.2. Mạng nhánh
Mạng nhánh là các tuyến thông tin có dung lượng nhỏ thực hiện nhiệm vụ kết nối
các công trình điện với các nút thông tin mạch đường trục khu vực. các nút thông tin
mạch nhánh bao gồm các nhà máy điện có công suất nhỏ, các tba - 220kV nhánh cụt hoặc
có vị trí địa lý hẻo lánh cự ly liên lạc xa, các tba -110kV, các công ty điện lực, các điều độ
điện lực địa phương.Phương tiện truyền dẫn sử dụng tại các nhánh này là PLC hoặc kênh
dẫn quang hoặc vi ba.
Hình 1.7: Mạng nhánh HTTT điện lực khu vực miền Bắc.
Ở mạch nhánh trên các nút thông tin kiên kết với nhau bằng kênh thông tin viba và
PLC, các nhánh này ghép nối vào mạng đường trục khu vực thông qua hai nút thông tin
Mai Động và Phả Lại.
- 14 -
Thực Tập Hệ Thống Thông Tin Điện Lực GVHD: Nguyễn Lê Cường
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ GIAO THỨC IEC 60870
2.1. Hệ thống giao thức chuẩn truyền thông IEC 60870
1.1.1. IEC là gì?
Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế (International Electrotechnical Commission - IEC)
là một tổ chức phi lợi nhuận, phi chính phủ, thành lập từ năm 1906.
IEC là một tổ chức hàng đầu thế giới chuyên xây dựng và ban hành các tiêu chuẩn

quốc tế cho tất cả các công nghệ điện, điện tử và công nghệ liên quan. Những công nghệ
này được gọi chung là “kỹ thuật điện”. Hơn 10 000 chuyên gia thuộc các ngành công
nghiệp, thương mại, chính phủ, các phòng thí nghiệm nghiên cứu và thử nghiệm, các học
viện và nhóm khách hàng tham gia vào công việc tiêu chuẩn hóa của IEC.
IEC cung cấp một nền tảng chung cho các công ty, ngành công nghiệp và chính phủ
gặp gỡ, thảo luận và phát triển các Tiêu chuẩn Quốc tế họ yêu cầu. IEC cũng quản lý các
hệ thống đánh giá sự phù hợp cho các sản phẩm, hệ thống và dịch vụ điện, điện tử đó là:
• IECEE: Hệ thống thử nghiệm và chứng nhận sự phù hợp toàn cầu cho các thiết
bị và linh kiện kỹ thuật điện.
• IECQ: Hệ thống đánh giá chất lượng của các linh kiện điện tử và các vật liệu liên
quan.
• IECEx: Hệ thống chứng nhận với tiêu chuẩn liên quan đến thiết bị điện dùng trong
môi trường dễ cháy nổ.
1.1.2. IEC 60870 là gì?
Trong kỹ thuật điện và hệ thống tự động hóa, các Uỷ ban Kỹ Thuật Điện Quốc
tế tiêu chuẩn 60870 xác định các hệ thống sử dụng cho dây điện thoại ( điều kiên giám sát
và thu thập dữ liệu). Hệ thống này được sử dụng để kiểm soát lưới truyền tải điện và hệ
thống kiểm soát địa lý rộng rãi khác. Bằng cách sử dụng các giao thức chuẩn, thiết bị từ
nhiều nhà cung cấp khác nhau có thể được thực hiện để tương tác. IEC tiêu chuẩn 60870
có sáu phần, xác định thông tin chung liên quan đến các tiêu chuẩn, điều kiện hoạt động,
giao diện điện, yêu cầu thực hiện, và các giao thức truyền tải dữ liệu. Các tiêu chuẩn
60870 được phát triển bởi Uỷ ban Kỹ Thuật IEC 57.
Có 2 loại phổ biến trong ngành điện:
• IEC 60870 phần 5 và IEC 60870 phần 6
- 15 -
Thực Tập Hệ Thống Thông Tin Điện Lực GVHD: Nguyễn Lê Cường
1.2. IEC 60870 phần 5
Khái niêm
IEC 60.870 phần 5 là một trong những IEC 60.870 bộ tiêu chuẩn mà xác định các hệ
thống sử dụng cho dây điện thoại ( điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu ) trong kỹ thuật

điện và hệ thống điện tự động hóa các ứng dụng. Phần 5 cung cấp một hồ sơ thông tin liên
lạc để gửi tin nhắn dây điện thoại cơ bản giữa hai hệ thống, trong đó sử dụng mạch dữ
liệu trực tiếp kết nối lâu dài giữa các hệ thống. Các Ủy ban kỹ thuật IEC 57 đã phát triển
một giao thức chuẩn cho dây điện thoại, teleprotection, và liên quan đến viễn thông
cho điện hệ thống. Kết quả của việc này là IEC 60.870-5. Năm văn bản xác định cơ sở
IEC 60.870-5:
• IEC 60870-5-1 Transmission định dạng khung
• IEC 60870-5-2 liên kết dữ liệu Dịch vụ truyền
• Cơ cấu IEC 60870-5-3 chung của Application Data
• IEC 60870-5-4 Định nghĩa và Mã hóa thông tin Elements
• IEC 60870-5-5 chức năng ứng dụng cơ bản
• Hướng dẫn IEC 60870-5-6 để thử nghiệm tuân thủ cho các tiêu chuẩn IEC 60.870-
5 đồng
Uỷ ban kỹ thuật IEC 57 cũng đã tạo ra các tiêu chuẩn đồng:
• IEC 60870-5-101 Transmission Protocols, tiêu chuẩn đồng hành đặc biệt cho các
nhiệm vụ dây điện thoại cơ bản
• IEC 60870-5-102 Companion cho việc truyền tải của tổng số tích hợp trong hệ
thống điện (tiêu chuẩn này không được sử dụng rộng rãi)
• IEC 60870-5-103 Transmission Protocols, tiêu chuẩn Companion cho giao diện
thông tin của thiết bị bảo vệ
• IEC 60870-5-104 Transmission Protocols, truy cập mạng cho IEC 60870-5-101 sử
dụng hồ sơ vận chuyển tiêu chuẩn
IEC 60870-5-101 / 102/103/104 là tiêu chuẩn đồng tạo ra cho nhiệm vụ dây điện thoại cơ
bản, truyền tải của tổng số tích hợp, trao đổi dữ liệu từ các thiết bị bảo vệ và truy cập
mạng của IEC101 tương ứng.
1.2.1. IEC 60870-5-101
Khái niệm
- 16 -
Thực Tập Hệ Thống Thông Tin Điện Lực GVHD: Nguyễn Lê Cường
IEC 60870-5-101 [IEC101] là một tiêu chuẩn để giám sát hệ thống điện, điều khiển

và thông tin liên lạc liên quan cho dây điện thoại, teleprotection, và viễn thông liên quan
cho hệ thống điện. Điều này là hoàn toàn tương thích với tiêu chuẩn IEC 60870-5-1 IEC
60870-5-5 tiêu chuẩn và sử dụng nối tiếp tele-kiểm soát giao diện kênh không đồng bộ
tiêu chuẩn giữa DTE và DCE. Tiêu chuẩn này là phù hợp với nhiều cấu hình như point-to-
point, ngôi sao, mutidropped vv
Chức năng
• Hỗ trợ cân bằng (chỉ chủ xướng nhắn) & cân bằng (có thể master / slave khởi
xướng) phương thức truyền dữ liệu.
• Địa chỉ link và ASDU (Application Data Service Unit) địa chỉ được cung cấp để
phân loại các trạm cuối và các phân đoạn khác nhau trong cùng một.
• Dữ liệu được phân loại thành các đối tượng thông tin khác nhau và mỗi đối tượng
thông tin được cung cấp với một địa chỉ cụ thể.
• Cơ sở để phân loại các dữ liệu vào ưu tiên cao (loại 1) và ưu tiên thấp (loại 2) và
chuyển cùng sử dụng cơ chế riêng.
• Khả năng phân loại các dữ liệu thành các nhóm khác nhau (1-16) để có được các
dữ liệu theo nhóm bằng cách phát hành các lệnh nhóm thẩm vấn cụ thể từ các bậc
thầy & lấy dữ liệu trong tất cả các nhóm bằng cách phát hành một thẩm vấn nói
chung.
• Dữ liệu Cyclic & Spontaneous cập nhật các chương trình được cung cấp.
• Cơ sở cho việc đồng bộ thời gian
• Phương án chuyển giao các tập tin-Ví dụ: muốn lưu trữ tập tin ghi âm nhiễu của
IED trong bộ nhớ, Khi rối loạn điện được xảy ra trong lĩnh vực này. Tập tin này có
thể được lấy thông qua giao thức IEC104 để phân tích lỗi.
Khung định dạng
Định dạng ký tự của IEC 101 sử dụng 1 đầu bit, 1 stop bit, 1 bit chẵn lẻ và 8 bit dữ
liệu. FT1.2 (được định nghĩa trong IEC 60870-5-1) được sử dụng cho các định dạng
khung của IEC 101 phù hợp cho không đồng bộ thông tin liên lạc với khoảng cách
Hamming của 4 này sử dụng 3 loại định dạng khung - Khung với chiều dài biến đổi
ASDU , Khung với cố định chiều dài & nhân vật duy nhất . Nhân vật duy nhất được sử
dụng những lời cảm ơn, khung chiều dài cố định được sử dụng cho các lệnh và độ dài

biến được sử dụng cho việc gửi dữ liệu. Các chi tiết của khung chiều dài thay đổi được
đưa ra dưới đây
- 17 -
Thực Tập Hệ Thống Thông Tin Điện Lực GVHD: Nguyễn Lê Cường
Hình 2.1: Khung dữ liệu IEC 60870-5-101
Các loại hỗ trợ
• Độc thân mà không có dấu hiệu cho thấy / 24/56 với timestamps bit.
• Chỉ đôi mà không / 24/56 với timestamps bit.
• Thông tin vị trí bước mà không có / 24/56 với timestamps bit.
• Giá trị đo - chuẩn hóa, thu nhỏ, điểm ngắn nổi mà không có / với thời gian.
• Bitstring 32 bit mà không có / với thời gian.
• Tổng hợp (counters) mà không có / với thời gian.
• Sự kiện đóng gói (bắt đầu & vấp ngã) của thiết bị bảo vệ
• Đơn lệnh
• Lệnh đôi
• Điều chỉnh lệnh bước
• Đặt lệnh điểm của định dạng dữ liệu khác nhau
• Bitstring lệnh
• Lệnh thẩm vấn
• Đồng bộ hóa đồng hồ & chậm trễ lệnh mua lại
• Lệnh Test & reset
1.2.2. IEC 60870-5-103
Khái niệm
- 18 -
Thực Tập Hệ Thống Thông Tin Điện Lực GVHD: Nguyễn Lê Cường
IEC 60870-5-103 [IEC103] là một tiêu chuẩn để kiểm soát hệ thống điện và
liên lạc. Nó định nghĩa một tiêu chuẩn đồng cho phép khả năng tương tác giữa các thiết bị
bảo vệ và các thiết bị của hệ thống điều khiển trong một trạm biến áp. Các thiết bị tuân
thủ các tiêu chuẩn này có thể gửi thông tin bằng cách sử dụng hai phương pháp để truyền
dữ liệu - hoặc sử dụng các đơn vị dữ liệu dịch vụ ứng dụng quy định một cách rõ ràng

(ASDU) hoặc sử dụng các dịch vụ chung cho truyền của tất cả các thông tin có thể. Tiêu
chuẩn này hỗ trợ một số chức năng bảo vệ cụ thể và cung cấp cho các nhà cung cấp một
cơ sở để kết hợp các chức năng bảo vệ riêng của mình trên phạm vi dữ liệu cá nhân.
Khung định dạng
IEC 103 sử dụng FT1.2 (được định nghĩa trong IEC 60870-5-1) cho định dạng
khung hình có tùy chọn của khung với chiều dài thay đổi, khung với chiều dài cố
định & nhân vật duy nhất tương tự như IEC 101. nhân vật đơn được sử dụng những lời
cảm ơn, khung thời gian cố định được sử dụng cho các lệnh và độ dài biến được sử dụng
cho việc gửi dữ liệu.Tuy nhiên các định dạng khung của IEC 103 khác với IEC 101 ở địa
chỉ đối tượng thông tin được chia thành các loại chức năng (ftype) và số lượng thông tin
trong IEC 103. Cũng IEC 103 chỉ có thể có đối tượng thông tin duy nhất trong một khung
hình trong khi IEC 101 lon có nhiều đối tượng thông tin. Nhiều người trong số các kích
thước trường cũng bị hạn chế trong IEC 103. Các chi tiết của khung chiều dài thay đổi
được đưa ra dưới đây
- 19 -
Thực Tập Hệ Thống Thông Tin Điện Lực GVHD: Nguyễn Lê Cường
Hình 2.2: Khung dưc liệu IEC 60870-5-103
Các loại hỗ trợ
• Loại 1 - Thời gian thông báo được gắn thẻ
• Loại 2 - Thời gian thông báo được gắn thẻ với thời gian tương đối
• Loại 3 - Measurands tôi
• Loại 4 - measurands Thời gian gắn thẻ với thời gian tương đối
• Loại 5 - Xác định
• Loại 6 - Thời gian đồng bộ
• Loại 7 - Bắt đầu thẩm vấn chung
• Loại 8 - Tổng chấm dứt thẩm vấn
• Loại 9 - Measurands II
• Loại 10 - Generic dữ liệu
• Loại 11 - Generic xác định
• Loại 23-31 - Được sử dụng để chuyển các tập tin xáo trộn

1.2.3. IEC 60870-5-104
Khái niệm
IEC 60870-5-104 (IEC 104) giao thức là một phần mở rộng của giao thức IEC 101
với những thay đổi trong giao thông, mạng lưới, liên kết và các dịch vụ lớp vật lý cho phù
hợp với truy cập mạng hoàn chỉnh. Tiêu chuẩn này sử dụng một mở TCP /IP giao diện với
mạng có kết nối với mạng LAN ( Local Area Network ) và bộ định tuyến với các cơ sở
khác nhau ( ISDN , X.25 , Frame relay vv) có thể được sử dụng để kết nối với mạng
WAN ( Wide Area Mạng ). Lớp ứng dụng của IEC 104 được bảo tồn giống như của IEC
101 với một số các kiểu dữ liệu và cơ sở vật chất không được sử dụng. Có hai lớp liên kết
riêng biệt được xác định trong các tiêu chuẩn, phù hợp để truyền dữ liệu qua mạng
Ethernet & đường nối tiếp (PPP - Point-to-Point Protocol). Các dữ liệu lĩnh vực kiểm soát
của IEC104 chứa các loại khác nhau của các cơ chế để xử lý hiệu quả của đồng bộ hóa dữ
liệu mạng.
2.1. IEC 60870-6
Khái niệm
- 20 -
Thực Tập Hệ Thống Thông Tin Điện Lực GVHD: Nguyễn Lê Cường
IEC 60.870 phần 6 là một trong những IEC 60.870 bộ tiêu chuẩn mà xác định các hệ
thống sử dụng cho dây điện thoại ( điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu ) trong kỹ thuật
điện và hệ thống điện tự động hóa các ứng dụng. Các Ủy ban kỹ thuật IEC 57 đã phát
triển một phần 6 để cung cấp một hồ sơ thông tin liên lạc để gửi tin nhắn dây điện thoại
cơ bản giữa hai hệ thống, phù hợp với tiêu chuẩn ISO và các khuyến nghị ITU-T
Các tiêu chuẩn:
• Bối cảnh ứng dụng IEC 60870-6-1 và tổ chức tiêu chuẩn
• IEC 60870-6-2 Sử dụng các tiêu chuẩn cơ bản (OSI lớp 1-4)
• Định nghĩa IEC 60870-6-501 TASE.1 Dịch vụ
• Định nghĩa IEC 60870-6-502 TASE.1 Nghị định thư
• IEC 60870-6-503 Dịch vụ TASE.2 và giao thức
• IEC 60870-6-504 TASE.1 ước tài
• IEC 60870-6-601 hồ sơ chức năng cung cấp các dịch vụ vận chuyển hướng kết nối

trong một hệ thống đầu cuối kết nối thông qua kết nối cố định tới một mạng
chuyển mạch gói dữ liệu
• IEC 60870-6-602 hồ sơ vận chuyển TASE
• IEC 60870-6-701 hồ sơ chức năng cung cấp các dịch vụ ứng dụng trong các hệ
thống TASE.1 cuối
• IEC 60870-6-702 hồ sơ chức năng cung cấp các dịch vụ ứng dụng trong các hệ
thống TASE.2 cuối
• IEC 60870-6-802 TASE.2 mô hình đối tượng
2.1.1. Inter-Trung tâm Kiểm soát ứng dụng cao cấp
Khái niệm
Các liên Control Center dụng giao thức (ICCP hoặc IEC 60.870-6 / TASE.2) đã được
quy định bởi tổ chức tiện ích trên toàn thế giới để cung cấp trao đổi dữ liệu qua mạng diện
rộng (WAN) giữa trung tâm điều khiển tiện ích, tiện ích, quyền lực hồ bơi, trung tâm kiểm
soát khu vực, và Non-Utility Máy phát điện. ICCP cũng là một tiêu chuẩn quốc tế: Ủy ban
Kỹ thuật Điện Quốc tế (IEC) dây điện thoại ứng dụng phần dịch vụ 2 (TASE.2).
ICCP năng
Chức năng ICCP cơ bản được quy định như "Blocks sự phù hợp" được liệt kê dưới
đây. Các đối tượng được sử dụng để truyền tải dữ liệu được định nghĩa trong các phần
khác nhau của IEC 60.870-6.
- 21 -
Thực Tập Hệ Thống Thông Tin Điện Lực GVHD: Nguyễn Lê Cường
Khối Mô tả dữ liệu Ví dụ:
1 Định kỳ hệ thống dữ liệu: điểm Status, điểm tương tự, cờ chất lượng, thời gian, sự
thay đổi của giá trị truy cập, các sự kiện bảo vệ. Hiệp hội các đối tượng để kiểm
soát phiên ICCP.
2 Extended Data Set Condition Monitoring: Cung cấp các báo cáo bởi khả năng
ngoại lệ đối với các kiểu dữ liệu mà khối 1 có khả năng truyền kỳ.
3 Khối Truyền dữ liệu: Cung cấp một phương tiện chuyển Block 1 và Block 2 loại
dữ liệu như khối chuyển thay vì từng điểm một. Trong một số tình huống này có
thể làm giảm yêu cầu băng thông.

4 Tin nhắn thông tin: văn bản đơn giản và các tập tin nhị phân.
5 Device Control: các yêu cầu kiểm soát thiết bị: on / off, chuyến / gần, nâng cao /
thấp hơn … và điểm đặt kỹ thuật số. Bao gồm các cơ chế điều khiển đan cài và
chọn-beforeoperate.
6 Program Control: Cho phép khách hàng ICCP cho các chương trình điều khiển từ
xa thực hiện trên một máy chủ ICCP.
7 Báo cáo tổ chức sự kiện: báo cáo mở rộng với một khách hàng của các điều kiện
lỗi và thay đổi trạng thái thiết bị tại một máy chủ.
8 Thêm tài Đối tượng: Lập kế hoạch, kế toán, cúp và thông tin nhà máy.
9 Time Series dữ liệu: Cho phép khách hàng để yêu cầu một báo cáo từ một máy chủ
của dữ liệu chuỗi thời gian lịch sử giữa một bắt đầu và ngày kết thúc.
Access control
ICCP không cung cấp chứng thực hoặc mã hóa. Các dịch vụ này thường được cung
cấp bởi giao thức lớp thấp hơn. ICCP sử dụng "Bàn song phương" để kiểm soát truy
cập. Một bảng song phương đại diện cho các thỏa thuận giữa hai trung tâm kiểm soát kết
nối với một liên kết ICCP. Thỏa thuận xác định các yếu tố dữ liệu và các đối tượng có thể
được truy cập thông qua các liên kết và mức độ truy cập được phép. Khi một liên kết
ICCP được thành lập, các nội dung của bảng song phương trong các máy chủ và máy
khách cung cấp hoàn toàn kiểm soát những gì có thể truy cập cho mỗi bên. Có phải là phù
hợp với các mục trong máy chủ và máy khách bảng để cung cấp quyền truy cập vào dữ
liệu và các đối tượng.
Khả năng tương tác
Việc chấp nhận rộng rãi ICCP bởi ngành công nghiệp tiện ích đã dẫn đến một số sản
phẩm ICCP được trên thị trường. Mặc dù khả năng tương tác không được coi là một khu
vực có nguy cơ cao, tiêu chuẩn là như vậy mà một thực hiện không phải hỗ trợ tất cả các
- 22 -
Thực Tập Hệ Thống Thông Tin Điện Lực GVHD: Nguyễn Lê Cường
khối phù hợp để yêu cầu bồi thường phù hợp với các tiêu chuẩn. Một thực hiện tối thiểu
chỉ đòi hỏi khối 1. Chỉ những khối cần thiết để đạt được các chức năng cần thiết cần được
thực hiện. Nó cũng không phải là cần thiết để hỗ trợ tất cả các đối tượng quy định trong

tiêu chuẩn cho bất kỳ khối cụ thể. Thử nghiệm khả năng tương tác rộng rãi giữa các sản
phẩm của một số nhà cung cấp chính là một đặc điểm của giao thức phát triển ICCP. Báo
cáo độc lập có sẵn, như là không có nghi ngờ gì nữa là báo cáo từ các nhà cung cấp. An
mua ICCP phải xác định chức năng yêu cầu về khối phù hợp yêu cầu và các đối tượng
bên trong những khối. Hồ sơ ứng dụng cho khách hàng và máy chủ conformances ICCP
phải phù hợp nếu các liên kết là để hoạt động thành công.
Sản phẩm khác biệt
ICCP là một thời gian thực giao thức trao đổi dữ liệu cung cấp các tính năng để
truyền dữ liệu, giám sát và kiểm soát. Đối với một liên kết ICCP hoàn chỉnh có cần phải
là cơ sở để quản lý và cấu hình liên kết và theo dõi hiệu quả của nó. Các tiêu chuẩn ICCP
không chỉ định bất kỳ giao diện hoặc các yêu cầu cho các tính năng cần thiết nhưng vẫn
không ảnh hưởng đến khả năng tương tác. Tương tự như chuyển đổi dự phòng và các
chương trình dự phòng và cách SCADA đáp ứng yêu cầu ICCP không phải là một vấn đề
giao thức như vậy không được xác định. Những tính năng không giao thức cụ thể được
nêu trong tiêu chuẩn là "vấn đề thực hiện của địa phương". ICCP người thực hiện là miễn
phí để xử lý những vấn đề này bất cứ cách nào họ muốn. Địa phương thực hiện là phương
tiện mà các nhà phát triển phải phân biệt sản phẩm của họ trên thị trường với giá trị gia
tăng. Thêm tiền chi cho một sản phẩm với bảo trì phát triển tốt và các công cụ chẩn đoán
cũng có thể được lưu lại nhiều lần trong suốt cuộc đời của sản phẩm nếu sử dụng kết nối
ICCP dự kiến sẽ phát triển và thay đổi.
Cấu hình sản phẩm
Sản phẩm ICCP thương mại nói chung là có sẵn cho một trong ba cấu hình:
1. Là một giao thức bản địa được nhúng trong các máy chủ SCADA.
2. Là một máy chủ của mạng.
3. Là một bộ xử lý gateway.
Là một giao thức nhúng các công cụ quản lý ICCP và giao diện đều là một phần của bộ
công cụ hoàn chỉnh cho hệ thống SCADA. Cấu hình này cung cấp hiệu suất tối đa vì các
truy cập trực tiếp đến các cơ sở dữ liệu SCADA mà không đòi hỏi bất kỳ buffering can
thiệp. Cách tiếp cận này có thể không có sẵn như là một bổ sung cho một hệ thống di
- 23 -

Thực Tập Hệ Thống Thông Tin Điện Lực GVHD: Nguyễn Lê Cường
sản. Các ứng dụng ICCP thể bị hạn chế để chỉ truy cập vào môi trường SCADA trong đó
nó được nhúng.
Một mạng sử dụng làm máy chủ truyền thông tiêu chuẩn ngành công nghiệp mạng để
các máy chủ SCADA có thể cung cấp hiệu suất tiếp cận đó của một ứng dụng ICCP
nhúng.Về mặt giao diện ứng dụng các ICCP không bị hạn chế đối với môi trường
SCADA nhưng mở cửa cho các hệ thống khác như một sử liệu riêng hoặc cơ sở dữ liệu
khác. An ninh có thể được dễ dàng hơn để quản lý với các máy chủ ICCP tách biệt với hệ
thống thời gian thực hoạt động. Phương pháp xử lý gateway là tương tự như các máy chủ
của mạng ngoại trừ nó là dành cho các hệ thống di sản với thông tin liên lạc tối thiểu khả
năng kết nối mạng và do đó có hiệu suất thấp nhất. Trong tình hình tối thiểu nhất các
ICCP gateway có thể giao tiếp với các máy chủ SCADA thông qua một cổng nối tiếp
trong một cách tương tự như hệ thống SCADA RTU.
- 24 -
Thực Tập Hệ Thống Thông Tin Điện Lực GVHD: Nguyễn Lê Cường
CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG CỦA IEC 60870
3.1. Khái quát về hệ thống scada
Khái niệm
SCADA (viết tắt tiếng Anh: Supervisory Control And Data Acquisition) hiểu theo
nghĩa truyền thống là một hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu. Nhằm hỗ trợ
con người trong quá trình giám sát và điều khiển từ xa.
Hệ thống Scada là hệ thống tự động hóa, với chức năng quản lý và giám sát toàn bộ hệ
thống điện của tòa nhà hay khu công nghiệp giúp nâng cao hiệu quả công trình, hiện đại
hoá, tiết kiệm điện năng tiêu thụ, bảo vệ môi trường.
Các thành phần của hệ thống
Cấu trúc một hệ SCADA có các thành phần cơ bản:
• Trạm điều khiển giám sát trung tâm: là một hay nhiều máy chủ trung tâm (central
host computer server).
• Trạm thu thập dữ liệu trung gian: Là các khối thiết bị vào ra đầu cuối từ xa RTU
(Remote Terminal Units) hoặc là các khối điều khiển logic khả trình PLC

(Programmale LogicControllers) có chức năng giao tiếp với các thiết bị chấp hành
(cảm biến cấp trường, các hộp điều khiển đóng cắt và các van chấp hành…).
• Hệ thống truyền thông: bao gồm các mạng truyền thông công nghiệp, các thiết bị
viễn thông và các thiết bị chuyển đổi dồn kênh có chức năng truyền dữ liệu cấp
trường đến các khối điều khiển và máy chủ
• Giao diện người - máy HMI (Human - Machine Interface): Là các thiết bị hiển thị
quá trình xử lí dữ liệu để người vận hành điều khiển các quá trình hoạt động của hệ
thống.
- 25 -