PICOM es la sigla de la «pieza de información para la comunicación» que la parte 5 de IEC 61850 usa para describir qué se intercambia entre dos nodos lógicos. Se compone de datos, tipo, desempeño y conexión lógica, e identifica de dónde sale y a dónde llega la información, con qué prioridad, tiempo y exigencia de integridad. Es una herramienta de la fase de especificación: los bits que viajan por la red no los define el PICOM, sino los mapeos de las partes 8 y 9, a partir del modelo de datos de la parte 7.
Qué es un PICOM
La parte 5 de IEC 61850 divide las funciones de una subestación en nodos lógicos (véase funciones de automatización de subestación). Lo que esos nodos se intercambian se describe con PICOM, abreviatura de piece of information for communication (la parte 7-1 los llama pieces of communication). El concepto viene de los trabajos del grupo 34.03 de CIGRE, que la norma adoptó para describir la información que se intercambia entre nodos lógicos.
Un PICOM distingue dos cosas:
- el contenido de la información;
- sus requisitos de comunicación, que son los atributos.
La norma lo precisa con una nota: los PICOM describen contenido y requisitos, pero «los bits en el cable» están en los mapeos de las partes 8 y 9. Es una herramienta para especificar, no un formato de mensaje.
Los cuatro componentes
Cada PICOM tiene cuatro componentes:
| Componente | Qué responde |
|---|---|
| Datos | Cuál es el contenido de la información y cómo se identifica, según lo que necesita la función (semántica) |
| Tipo | Cómo es su estructura: valor analógico o binario, valor único o conjunto de datos |
| Desempeño | Cuánto tiempo de transmisión se permite (definido por una clase de desempeño), qué integridad necesita y por qué razón se envía: periódica, por evento o a petición |
| Conexión lógica | Quién la origina (nodo lógico fuente) y quién la recibe (nodo lógico destino) |
Las clases de desempeño y los tiempos están explicados en tipos de mensaje y clases de desempeño.
Atributos por su propósito
La norma agrupa los atributos de un PICOM según para qué se usan, y esa división es útil para entender qué se define en cada fase del proyecto.
Atributos que debe cubrir cualquier mensaje:
- valor de la información, cuando aplica;
- nombre, para identificar el dato;
- fuente: el nodo lógico de donde sale la señal;
- destino: el nodo lógico al que va;
- sello de tiempo: tiempo absoluto para saber la edad del dato, cuando aplica;
- prioridad de transmisión, para las colas de entrada de los nodos y para el orden de retransmisión cuando hay nodos intermedios;
- requisitos de tiempo: ciclo o tiempo total de transferencia, para validar con ayuda del sello.
Atributos que solo se necesitan en la configuración: valor de prueba o por defecto, exactitud, si lleva sello de tiempo o no, tipo (analógico, binario, archivo), clase (alarma, evento, estado, orden), importancia (alta, normal o baja) e integridad de los datos, que expresa cuánto importa la información para las verificaciones y las retransmisiones.
Atributos solo para cálculos de flujo de datos: formato del valor, longitud y estado de operación, que remite a los escenarios de cálculo. La norma advierte que formato y longitud son asuntos de implementación y no requisitos; para calcular la carga hay que suponerlos.
La norma observa que, para especificar los requisitos, hay que identificar parejas de fuente y destino; que a veces es más cómodo usar difusión o multidifusión, pero eso es una decisión de implementación.
Un ejemplo: la orden de disparo
El anexo A de la parte 5 enumera los PICOM de cada nodo lógico, definidos desde el punto de vista de la fuente. Para abreviar, agrupa los comunes a muchos nodos de protección en grupos de PICOM. El grupo «manejo de falla con arranque» incluye, por ejemplo:
| PICOM | Fuente | Destinos |
|---|---|---|
| Indicación de arranque | nodo de protección | manejo de alarmas, interfaz con el operador, interfaz de telecontrol |
| Indicación de disparo | nodo de protección | manejo de alarmas, interfaz con el operador, interfaz de telecontrol, falla de interruptor |
| Orden de disparo | nodo de protección | interruptor (XCBR) |
| Ajustes | nodo de protección | interfaz con el operador, telecontrol y telemonitoreo |
| Información de falla | nodo de protección | interfaz con el operador, telecontrol y telemonitoreo |
Esos nombres de destino son nodos lógicos de la parte 5: CALH para alarmas, IHMI para el operador, ITCI para el telecontrol, ITMI para el telemonitoreo y RBRF para la falla de interruptor. Observe lo que muestra la tabla: una sola indicación de disparo llega a varios destinos. Por eso un PICOM se describe de punto a punto, aunque la implementación pueda ser multidifusión.
- Nodo fuente. El nodo de protección, por ejemplo un PDIS o un PTOC, origina la orden
- Atributos. Nombre, fuente y destino, sello de tiempo, prioridad y tiempo de transferencia exigido
- Nodo destino. El nodo XCBR del interruptor recibe la orden y actúa
- Modelo de datos. En la parte 7-4 el nodo PTRC acondiciona el disparo y alimenta al XCBR
- Mapeo. La parte 8-1 define cómo se transmite: los mensajes de tipo 1 y 1A (rápidos y de disparo) van a Ethertypes propios
Clasificación: de los PICOM a siete tipos de mensaje
El anexo B explica el siguiente paso. Entre los nodos lógicos se intercambian miles de PICOM individuales, pero muchos se parecen: todos los de disparo, por ejemplo, tienen requisitos casi idénticos aparte de su fuente. Por eso la norma los asigna a tipos de PICOM con propósito y atributos comunes (valor de proceso, valor medido, valor contado, informe, valor de falla, evento o alarma, estado, modo de operación, orden, disparo, punto de ajuste, archivo, fecha y hora, sincronización, entre otros) y luego los condensa en siete tipos de mensaje con sus clases de desempeño. Así se pasa de miles de requisitos individuales a un puñado de categorías que se pueden diseñar y probar.
La norma también describe una optimización: transmitir una descripción larga y completa del dato en la fase de inicialización y usar identificadores cortos en la fase operativa, y preferir transferencias espontáneas a la consulta cíclica del valor.
De PICOM a modelo de datos
La parte 7-1 conecta ambos mundos. Los servicios del modelo (control, reporte, sustitución, lectura y escritura, directorio) pueden entenderse como los portadores de la información que definen los PICOM. En el modelo cliente-servidor, los nodos lógicos son objetos del servidor y los datos que contienen son los objetos de dato que llevan el contenido de los PICOM. Una misma unidad de datos del protocolo puede llevar el contenido de varios datos y, por tanto, de varios PICOM. Y la parte 5 impone una regla de coherencia: por cada PICOM debe existir al menos un dato o un cambio de dato en el modelo de la fuente.
La consecuencia práctica es que el lenguaje de la ingeniería cambió: en un proyecto actual se habla de nodos lógicos, datos y conjuntos de datos, y se describe en un archivo SCL; el PICOM es el origen conceptual y sirve para especificar y para dimensionar el tráfico.
Cómo aprovecharlo en un proyecto
- Especificación de señales: una lista de señales con fuente, destino, tipo, prioridad y tiempo requerido para cada una equivale a una lista de PICOM, y facilita después el archivo de configuración. Vea archivos SCL.
- Dimensionamiento de red: el flujo de datos se calcula con los PICOM, su número, su formato supuesto y los escenarios de operación, como se trata en ancho de banda de Sampled Values y GOOSE.
- Pruebas: cada PICOM crítico se prueba de extremo a extremo, con su tiempo de transferencia.
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Referencias
- IEC 61850-5 (edición 1, 2003): cláusula 10, anexos A, B y C.
- IEC 61850-7-1 (edición 1, 2003): cláusula sobre nodos lógicos y servicios, anexo E.
Preguntas frecuentes
¿Un PICOM es un mensaje de la red?
No. Un PICOM describe el contenido de la información y sus requisitos de comunicación; los bits en el cable se definen en los mapeos de las partes 8 y 9. Un mismo mensaje puede llevar el contenido de varios datos y, por tanto, de varios PICOM.
¿Por qué en la práctica casi no se habla de PICOM?
Porque el PICOM es el puente entre la definición de las funciones y el modelo de datos. Una vez los nodos lógicos y sus datos están definidos en la parte 7, la ingeniería de comunicación se hace con el modelo y el archivo de configuración, y el PICOM queda como la forma de especificar y dimensionar los requisitos.
¿Todo dato del modelo corresponde a un PICOM?
La norma exige el sentido inverso: por cada PICOM debe existir en el modelo de datos de la fuente al menos un dato, de estado o de valor, o un cambio de dato (un evento).