En subestaciones industriales y de generación es común que un PLC haga las lógicas de transferencia, deslastre o enclavamientos y que deba hablar con relés IEC 61850. El Modicon M580 lo hace con el módulo BMENOP0300 (MMS cliente y servidor, GOOSE, Modbus TCP); el ControlLogix, con módulos y gateways de ProSoft; el Siemens S7-1500 y el SCADAPack, según la arquitectura, con módulos o gateways. Esta ficha explica qué aporta cada uno y qué hay que resolver al integrarlos.
Qué es y dónde se usa
Un PLC en una subestación hace lo que un relé no está pensado para hacer: transferencias automáticas de fuentes, deslastre de carga, secuencias de arranque de una planta, enclavamientos entre celdas de varias marcas o control de servicios auxiliares. En subestaciones nuevas, esos PLC deben hablar IEC 61850 con los relés y controladores de bahía. Los más buscados son el Modicon M580 (y su antecesor M340) de Schneider Electric, el SIMATIC S7-1500 de Siemens, el ControlLogix de Rockwell Automation y el SCADAPack de Schneider.
Se encuentran sobre todo en subestaciones de plantas industriales, minería, petróleo y gas, y en centrales de generación. El panorama general está en PLC y automatización de subestaciones.
La pregunta típica no es qué PLC elegir, sino cómo hacer que el que ya tiene la planta converse con la subestación sin perder la supervisión de las señales ni crear lógicas paralelas difíciles de mantener. Esa decisión se toma al principio del proyecto, con la arquitectura de comunicaciones completa sobre la mesa (vea red de comunicaciones de subestación).
Variantes: M580, M340, S7-1500, ControlLogix y SCADAPack
| Equipo | Integración IEC 61850 | Diferencia principal |
|---|---|---|
| Modicon M580 + BMENOP0300 | Módulo propio de Schneider | MMS cliente y servidor, GOOSE, Modbus TCP, RSTP; tres puertos Ethernet |
| Modicon M340 | Según arquitectura (módulo o gateway) | Generación anterior al M580, muy instalada |
| Siemens S7-1500 | Según arquitectura (módulo o gateway) | PLC de la familia SIMATIC; PROFINET como red nativa |
| ControlLogix + ProSoft | Módulo cliente IEC 61850 o gateway PLX8x-EIP-61850 | Publicador GOOSE; redes PRP |
| SCADAPack | Según modelo | RTU/PLC de Schneider, orientado a telemetría y DNP3 |
Características principales
| Necesidad | Qué aporta el PLC | Lo que hay que cuidar |
|---|---|---|
| Transferencia automática de fuentes | Secuencias con tiempos y condiciones | Coordinación con relés y enclavamientos (guía) |
| Deslastre de carga | Lógica rápida con datos de muchos IED | Tiempos de GOOSE frente a contactos (guía) |
| Enclavamientos entre celdas | Lógica centralizada | No reemplaza enclavamientos físicos de seguridad |
| Integración con el sistema de proceso | Datos eléctricos en el DCS o SCADA de planta | Mapeo y calidad de las señales |
El PLC no sustituye la protección. Los disparos por falla siguen en los relés; el PLC actúa sobre condiciones del sistema y de la planta, normalmente más lentas.
Comunicaciones e integración
En IEC 61850, el PLC puede ser cliente MMS (lee estados, medidas y reportes de los IED), servidor MMS (publica sus datos al SCADA) y publicador o suscriptor GOOSE (intercambia señales rápidas con los relés). Para hacerlo bien necesita el archivo SCD de la subestación, o al menos los ICD/CID de los IED, y una herramienta que importe la configuración. En ControlLogix, Rockwell indica que el módulo de ProSoft admite hasta 40 IED en redes PRP. Vea IEC 61850 GOOSE, IEC 61850 MMS y archivos SCL.
Dudas técnicas frecuentes
- «M580 IEC 61850 communication module»: es el BMENOP0300. Su configuración se integra al proyecto del M580 en la herramienta de Schneider.
- «S7-1500 IEC 61850»: la respuesta depende de la arquitectura: módulo, gateway o integración vía un controlador o RTU que hable IEC 61850.
- «ControlLogix IEC 61850»: se resuelve con módulos o gateways de ProSoft; el GOOSE debe ir a la dirección MAC multicast correcta, no a la del relé.
- El PLC no recibe el GOOSE: VLAN, prioridad, dataset y nombre de la aplicación GOOSE son lo primero que se revisa. Vea GOOSE no llega o llega tarde.
- Documentar la lógica: cada señal que el PLC recibe por GOOSE o MMS debe quedar en el listado de señales y en el SCD; sin eso, una ampliación posterior rompe lógicas sin que nadie lo note.
- Modbus o IEC 61850: Modbus sigue siendo útil para medidas; para señales rápidas entre relés y PLC, GOOSE evita cableado y da supervisión del enlace.
Cómo le ayudamos
En Tiza Group integramos PLC con relés y controladores IEC 61850: diseñamos la arquitectura, configuramos MMS y GOOSE desde el SCD y probamos las lógicas con los IED reales. Vea configuración de control, protecciones y comunicaciones e integración SCADA y gateways. Para proyectos nuevos o ampliaciones, vea ingeniería secundaria. Escríbanos por contacto.
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Referencias
- IEC 61850 (serie), en particular IEC 61850-8-1 (MMS y GOOSE) e IEC 61850-6 (SCL).
- IEC 61131-3, lenguajes de programación de PLC.
- Schneider Electric, ficha del módulo BMENOP0300 para Modicon M580.
- Rockwell Automation, comunicado sobre el módulo IEC 61850 de ProSoft para ControlLogix; ProSoft Technology, manual del PLX8x-EIP-61850.
Preguntas frecuentes
¿El Modicon M580 tiene IEC 61850?
Sí, con el módulo de comunicación BMENOP0300. Schneider Electric lo presenta como módulo IEC 61850 para el M580, con tres puertos Ethernet, MMS cliente y servidor, mensajes GOOSE, Modbus TCP y RSTP.
¿Cómo se conecta un ControlLogix a relés IEC 61850?
Con un módulo o gateway de terceros. Rockwell Automation anunció un módulo cliente IEC 61850 de ProSoft para ControlLogix, con publicador GOOSE y capacidad para decenas de IED en redes PRP, y ProSoft fabrica el gateway PLX8x-EIP-61850 entre EtherNet/IP e IEC 61850.
¿El S7-1500 habla IEC 61850?
Depende de la arquitectura. La red nativa del S7-1500 es PROFINET; para IEC 61850 la integración se resuelve con un módulo, un gateway o un controlador intermedio. Conviene confirmar con Siemens la opción vigente para la versión de CPU y de TIA Portal que se use.