L’UCA International Users Group a présenté un point d’avancement sur ces travaux. Parmi les principales tâches figurent l’alignement des approches de modélisation en UML, l’harmonisation des types de données, l’évolution du modèle SCL, l’application de règles de vérification formelles et la création de correspondances lisibles par machine entre CIM et l’IEC 61850.
Pourquoi harmoniser CIM et l’IEC 61850
CIM et l’IEC 61850 sont utilisés à des niveaux différents, mais liés, de l’automatisation du système électrique. CIM sert avant tout à représenter le réseau électrique et à échanger des données entre systèmes d’information, notamment les applications de conduite, de calcul et d’entreprise. L’IEC 61850 décrit les modèles d’information des équipements et des fonctions d’automatisation, et le langage SCL permet de décrire la configuration du système, l’appareillage primaire, les fonctions et les liaisons d’information.
En pratique, un même poste peut figurer à la fois dans un modèle de réseau CIM et dans un projet IEC 61850 comprenant des fichiers SSD ou SCD. Un disjoncteur peut, dans ces deux modèles, représenter le même équipement physique. Pour que les logiciels puissent exploiter ce lien, celui-ci doit être défini sans ambiguïté et tenu à jour au fil des évolutions du projet.
Les bases de cette interaction sont posées dans l’IEC TS 62361-102:2018. Cette spécification technique traite de l’échange d’informations entre les systèmes IEC 61850 et les systèmes utilisant CIM, et propose des modifications des modèles d’information pour le rendre possible.
Les travaux actuels prolongent cette approche : les correspondances entre modèles doivent être exprimées sous une forme que les outils d’ingénierie peuvent traiter automatiquement.
Transformation automatique entre CIM et SCL
Le premier scénario du schéma publié par l’UCA est la transformation automatique d’instances de modèles. Un outil logiciel reçoit des données au format CIM/XML et, sur la base de règles formelles, produit les données SCL correspondantes. La transformation en sens inverse est également prévue.
Les deux modèles peuvent différer par leur niveau de détail. Par exemple, CIM décrit l’appareillage primaire et ses connexions électriques, tandis qu’en SCL le même objet est en outre relié aux fonctions d’automatisation et aux dispositifs électroniques intelligents. Ce qui peut être transformé dépend donc du contenu des données sources et des règles de correspondance. Les informations d’ingénierie manquantes devront être renseignées séparément.
Parmi les moyens envisageables pour décrire les correspondances et les transformations, les documents de l’UCA citent QVT, XSLT, LinkML et SKOS. Ces technologies répondent à des besoins différents ; sur le schéma, elles illustrent les approches étudiées et non un mécanisme de transformation unique déjà validé.
L’intérêt pratique réside dans la réutilisation de règles formalisées. Si différents logiciels s’appuient sur des règles communes, les résultats de transformation sont plus faciles à reproduire et à vérifier.
Vérification automatique de la cohérence des modèles
Le second scénario prévoit la vérification de deux jeux de données existants, par exemple un modèle CIM et un fichier SCL. Le logiciel détermine si les informations relatives à un même objet sont cohérentes, en tenant compte des différences de niveau de détail entre les modèles.
Le schéma publié prend pour exemple la topologie et les connexions électriques. À mesure que les règles correspondantes seront élaborées, cette approche pourra être étendue à d’autres informations :
- la composition de l’appareillage primaire et sa représentation dans les deux modèles ;
- les identifiants des objets et la justesse de leur mise en correspondance ;
- la désignation des phases et les connexions électriques des bornes des équipements ;
- les liens entre les équipements, les mesures et les commandes.
Le résultat est un rapport des écarts constatés. Pour décrire formellement les conditions de cohérence, les documents de l’UCA mentionnent OCL et SHACL. L’ingénieur peut ainsi vérifier par logiciel les conditions définies, puis analyser les incohérences relevées.
Quelles modifications sont proposées pour SCL
Le contenu concret des travaux apparaît dans la liste publique des propositions du groupe de travail WG10. Parmi les axes d’harmonisation figurent l’extension de la liste des codes de type d’équipement, une description complémentaire du type d’objet du réseau électrique, l’introduction de l’identifiant mRID pour les équipements, les bornes et les nœuds de connexion, ainsi que l’alignement de la désignation des phases sur le modèle CIM.
D’autres propositions portent sur la représentation sans ambiguïté des bornes non connectées et sur l’ajout des objets de données nécessaires aux classes de mesures. Il s’agit d’axes d’évolution enregistrés ; l’existence d’une proposition ne signifie pas qu’elle soit déjà intégrée à l’édition en vigueur de la norme.
La question des identifiants est particulièrement révélatrice. Dans CIM, le mRID sert à identifier les objets. L’utilisation d’identifiants cohérents dans CIM et SCL aide les logiciels à établir quels éléments des deux modèles se rapportent au même objet. Une telle mise en correspondance est plus fiable que le seul recours à la désignation de l’équipement, qui peut varier d’un système à l’autre.
L’harmonisation concerne aussi les mesures et la commande
Côté CIM, les listes de propositions d’harmonisation portent sur la représentation des équipements auxiliaires, l’utilisation des noms d’objets de données de l’IEC 61850 pour définir les types de mesures, ainsi que sur les mesures comportant plusieurs valeurs, y compris les grandeurs vectorielles.
Il est également proposé de prendre en charge un lien direct entre un dispositif électronique intelligent et une valeur de mesure, de définir un ensemble standard de types de commandes et d’harmoniser le modèle des commandes discrètes, par exemple « augmenter » et « diminuer ». Ces sujets montrent que l’harmonisation couvre à la fois la description des équipements et les données d’automatisation qui leur sont associées.
Pour l’ingénierie des postes numériques, la proposition d’ajouter à CIM des entités d’équipements d’automatisation et de blocs fonctionnels, en vue de la transformation de CIM en SSD, présente un intérêt particulier. Le SSD (System Specification Description) est le fichier de description de la spécification du système utilisé aux premières étapes de l’ingénierie selon l’IEC 61850.
Une telle évolution du modèle pourrait faire de CIM l’une des sources de données d’entrée pour l’élaboration du SSD et la conception ultérieure du système d’automatisation. Le volume d’informations transférables automatiquement dépendra du contenu du modèle source et des règles de transformation convenues.
Séparer le modèle SCL du format XML
Un autre axe de travail concerne l’architecture de SCL. Dans la pratique de l’ingénierie, SCL est généralement associé aux fichiers XML ICD, SSD, SCD et CID. Pourtant, c’est le modèle d’information qui définit la structure et la signification des données, XML n’étant qu’un moyen de les écrire.
La mise à jour présentée décrit une évolution vers une représentation formelle de SCL au moyen d’UML, le langage de modélisation unifié. À partir d’un tel modèle, il est possible de générer des schémas XML et de l’utiliser pour la vérification automatique des données.
Cela permet de faire évoluer de manière cohérente le modèle et ses représentations lisibles par machine. XML conserve son rôle dans SCL, tandis que la description formelle du modèle prépare la prise en charge d’autres formats à l’avenir.
Des règles de vérification SCL lisibles par machine
En 2025 a été publiée l’IEC TS 61850-6-3, une spécification technique qui décrit le format et la méthode d’écriture de règles formelles de vérification des fichiers XML IEC 61850 à l’aide d’OCL, le langage de contraintes objet. Ces règles peuvent être importées et exécutées par des outils logiciels.
Le document prévoit la vérification de SCL à différentes étapes de la spécification et de l’ingénierie, la vérification des fichiers après conversion entre versions de SCL, ainsi que l’ajout, aux règles standard, de règles propres à l’organisation ou au projet.
La spécification elle-même définit la manière d’écrire les règles. Les jeux de règles sont publiés sous forme de composants lisibles par machine des parties correspondantes de l’IEC 61850. Cela permet de formaliser une partie des exigences et d’appliquer les mêmes vérifications dans différents outils d’ingénierie.
Ce que cela change pour le poste numérique
Dans un projet de poste numérique, les données transitent par plusieurs représentations : le modèle de réseau, la spécification du système, le projet d’automatisation et les configurations des équipements. Le report manuel des informations engendre des écarts qui peuvent passer inaperçus jusqu’à la mise en service ou l’exploitation.
Des identifiants cohérents, des règles de transformation formelles et des vérifications automatiques permettent de contrôler le lien entre ces représentations. Par exemple, après une modification de la composition de l’appareillage ou du schéma de connexions, on peut vérifier si cette modification est bien répercutée dans les modèles associés.
Le résultat pratique dépendra de l’exhaustivité des règles et de leur prise en charge par les outils logiciels. Avec ce soutien, l’harmonisation de CIM et de l’IEC 61850 peut réduire les saisies redondantes et faire de la vérification de la cohérence des modèles une étape courante de l’ingénierie. Une vérification automatique ne confirme toutefois que le respect des règles définies ; sa portée dépend des informations et des contraintes qui ont été formalisées.