La restricción funcional (FC) clasifica cada atributo de dato según su uso y determina qué servicios se le pueden aplicar. ST es estado, MX es medida, CO es mando, SP es punto de ajuste, SV es sustitución, CF es configuración, DC es descripción, SG y SE son grupos de ajuste, y EX es la referencia a un espacio de nombres. Cuando se mira como un filtro de atributos, explica por qué un estado se lee pero no se escribe.
Qué dice la norma y para qué sirve
En IEC 61850 cada atributo de un dato tiene, además de nombre y tipo, una restricción funcional (FC, por functional constraint). La parte 7-2 (edición 1, 2003) la define como una propiedad que caracteriza el uso del atributo, y la compara con un filtro: determina qué servicios pueden operar sobre él. Es lo que permite que un mismo dato, como la posición de un interruptor, tenga atributos que se leen, atributos que se mandan y atributos que se configuran, sin confusiones.
Conviene entenderla bien porque aparece en todas partes: en las clases de dato común (parte 7-3), en los bloques de control, en los conjuntos de datos y, en el mapeo a MMS, dentro del propio nombre de la variable. El modelo general está en el modelo de información LD, LN, DO y DA y el catálogo de servicios, en servicios ACSI.
Las restricciones principales
La tabla 18 de la parte 7-2 define el significado de cada una. Las seis más usadas, parafraseadas:
| FC | Nombre | Qué representa y qué se permite | Almacenamiento |
|---|---|---|---|
| ST | Información de estado | Un estado de proceso: se puede leer, sustituir, reportar y registrar, pero no escribir | Valor inicial tomado del proceso |
| MX | Medida (valor analógico) | Una medida: se puede leer, sustituir, reportar y registrar, pero no escribir | Valor inicial tomado del proceso |
| CO | Mando | Información de mando: se opera con el modelo de control y se puede leer | No aplica |
| SP | Punto de ajuste | Un valor que se controla con el modelo de control y se puede leer; los valores cambiados son efectivos de inmediato | Configurado; no volátil |
| CF | Configuración | Se puede leer y escribir; el valor escrito puede ser efectivo de inmediato o diferido, por razones fuera del alcance de la norma | Configurado; no volátil |
| DC | Descripción | Un texto descriptivo que se puede leer y escribir | Configurado; no volátil |
Otras restricciones completan el cuadro:
| FC | Para qué sirve |
|---|---|
| SV | Sustitución: valor que se puede escribir para reemplazar al valor real y que también se puede leer |
| SG | Grupo de ajuste: el dispositivo lógico mantiene varios valores agrupados; el activo es el vigente y no se escribe directamente |
| SE | Grupo de ajuste editable: atributos que se editan con los servicios del grupo de ajuste |
| EX | Definición extendida: referencia a un espacio de nombres; no se puede escribir |
| BR, RP, LG | Atributos de control de los bloques de reporte con memoria, sin memoria y de registro |
| GO, GS | Atributos de control de GOOSE y de GSSE |
| MS, US | Atributos de control de valores muestreados multicast y unicast |
| XX | Comodín: solo se usa como parámetro de servicio para referirse a todos los atributos de un dato; nunca como FC de un atributo |
Ejemplo: la posición de un interruptor
El dato Pos del nodo XCBR se basa en la clase «punto doble controlable» (DPC) de la parte 7-3. Estos son sus atributos, agrupados por restricción funcional:
| FC | Atributos | Qué son |
|---|---|---|
| CO | ctlVal, operTm | El valor que se manda (encendido o apagado) y el instante de operación |
| CO y ST | origin, ctlNum | Quién emitió el último mando y su número de secuencia (en ambas restricciones) |
| ST | stVal, q, t, stSeld | Estado (intermedio, abierto, cerrado o estado malo), calidad, sello de tiempo e indicación de que el objeto está seleccionado |
| SV | subEna, subVal, subQ, subID | Sustitución del valor |
| CF | pulseConfig, ctlModel, sboTimeout, sboClass | Configuración del mando: duración del pulso, modelo de control y tiempos de selección |
| DC | d, dU | Descripción |
| EX | cdcNs, cdcName, dataNs | Referencias a espacios de nombres |
Dos lecciones prácticas del ejemplo. Primero, el estado y el mando son atributos distintos: el mando se opera sobre ctlVal (CO) y el resultado se lee en stVal (ST). Segundo, el modelo de control no se escribe como un valor cualquiera sino que se fija en el atributo de configuración ctlModel (CF), que no se cambia con un mando.
Qué servicios permite cada restricción
En la parte 7-3, el cuadro de las clases de estado controlable detalla cómo se especializan los servicios de la parte 7-2:
| Servicio | Se aplica a atributos con FC |
|---|---|
| SetDataValues | DC, CF y SV |
| GetDataValues y GetDataSetValues | Todas excepto CO |
| SetDataSetValues | DC, CF y SV |
| GetDataDefinition | Todas |
| Report | Los que defina el conjunto de datos del reporte |
| Select, SelectWithValue, Cancel, Operate, CommandTermination, TimeActivatedOperate | CO |
La lectura es directa: los mandos no se leen ni se escriben como datos, se operan con el modelo de control; los estados y medidas no se escriben, solo se leen o reportan; y lo que sí se escribe es la configuración, la descripción y la sustitución. La norma agrega que la posibilidad de escribir un atributo puede estar limitada además por una vista de acceso o por la implementación del equipo. Cómo se sustituye un valor por uno manual (subEna, subVal) y qué marca la calidad está en sustitución de datos en IEC 61850.
Otros ejemplos por clase de dato
- Medida (MV): el valor medido (mag) es MX; las unidades, la banda muerta y la configuración de escala son CF; la descripción es DC.
- Estado sencillo (SPS): valor, calidad y sello de tiempo son ST.
- Ajuste analógico (ASG): el valor de ajuste (setMag) tiene restricción SP si el equipo no usa grupos de ajuste, y SG y SE si los usa; los límites mínimo y máximo y el paso son CF.
La FC dentro de las referencias
Dos conceptos se derivan de esto. La FCD es el conjunto ordenado de atributos de un dato que tienen una misma FC, por ejemplo todos los atributos de medida (MX) de un dato analógico. La FCDA es la referencia a un único atributo con su FC. Ambas se usan para definir qué miembros tiene un conjunto de datos, y por tanto qué incluye un reporte o un mensaje GOOSE.
Cómo se implementa a nivel general
En la práctica, entender las FC ayuda a:
- Definir los conjuntos de datos de reportes y GOOSE con los atributos correctos: normalmente estado (ST) o medida (MX), con calidad y sello de tiempo.
- Interpretar los errores de escritura. Un rechazo al escribir puede deberse a que se intentó escribir un atributo ST, MX o CO como si fuera configuración.
- Distinguir ajuste de configuración. Un punto de ajuste (SP) o un grupo de ajuste (SG, SE) es un parámetro operativo; la configuración (CF) caracteriza al dato.
- Revisar la lista de señales del SCADA, que debe indicar para cada punto si es estado, medida, mando o ajuste.
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Si necesita revisar qué atributos incluye cada reporte o GOOSE, o por qué un mando o un ajuste es rechazado, en Tiza Group lo hacemos con nuestra configuración remota de relés. Para el diseño de la lista de señales y de la integración, vea nuestra ingeniería IEC 61850. Cómo modela IEC 61850 una medida (valor, banda muerta, rango, vector y tres fases) se explica en medidas en IEC 61850.
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Referencias
- IEC 61850-7-2, edición 1 (2003): cláusula 10.2.2.4.2 y tabla 18 (restricciones funcionales); 10.2.2.4.4 y 10.2.2.4.5 (FCD y FCDA); cláusula 19 (referencias).
- IEC 61850-7-3, edición 1 (2003): clases de dato común (SPS, MV, DPC, ASG) y cuadro de servicios de las clases controlables.
- IEC 61850-8-1, edición 1 (2004): cláusula 7.3 (la restricción funcional en los nombres MMS).
Preguntas frecuentes
¿Por qué no puedo escribir en el valor de estado de un interruptor?
Porque su atributo tiene restricción funcional ST: según la norma, un atributo de estado se puede leer, sustituir, reportar y registrar, pero no escribir. El valor lo produce el proceso. Para cambiar la posición se usa el mando, cuyo atributo tiene restricción CO.
¿Qué diferencia hay entre CF, DC y SP?
CF guarda configuración: se puede leer y escribir, y puede aplicarse de inmediato o diferido. DC es la descripción, un texto que también se lee y se escribe. SP es un punto de ajuste que se maneja con el modelo de control y cuyos valores son efectivos de inmediato. CF y SP se mantienen en memoria no volátil.
¿Qué es una FCD o una FCDA?
FCD es la colección ordenada de atributos de un dato que tienen la misma restricción funcional; FCDA es la referencia a un solo atributo con su restricción. Se usan para definir los miembros de los conjuntos de datos, por ejemplo qué medidas o estados envía un reporte.