IED

Wat is een IED?

Een IED (Intelligent Electronic Device) is een apparaat met een microprocessor dat elektrische installaties bewaakt, beveiligt en bestuurt door stromen en spanningen te meten, fouten te herkennen en zelfstandig opdrachten te geven, zoals het afschakelen van een vermogensschakelaar. IED’s staan vooral in onderstations van netbeheerders en in de middenspanningsinstallaties van industrie, datacenters en windparken. Ze vervangen de losse elektromechanische relais, meters en schakelaars van vroeger door één programmeerbaar apparaat dat ook data uitwisselt met SCADA, een DMS of een stationscomputer.

Het bekendste IED is het digitale beveiligingsrelais. Maar ook regelaars voor trafotrappenschakelaars, recloser-besturingen, veldcomputers (bay controllers) en netanalysatoren vallen onder de term.

🧠 Wat doet een IED?

Een IED combineert functies die vroeger over meerdere kasten verdeeld waren:

• Meten - spanning, stroom, vermogen, frequentie en arbeidsfactor, vaak met berekening van harmonischen en netkwaliteit
• Beveiligen - herkennen van kortsluiting, overbelasting, aardfouten of afwijkende frequentie en binnen milliseconden een uitschakelcommando (trip) geven
• Besturen - schakelaars openen en sluiten, trappenschakelaars van transformatoren verstellen, condensatorbanken bijschakelen
• Vergrendelen en logica - interlocks en programmeerbare logica, zodat bijvoorbeeld een scheider niet onder last wordt bediend
• Registreren - gebeurtenissen met tijdstempel (sequence of events) en storingsregistraties in COMTRADE-formaat voor foutanalyse achteraf
• Communiceren - status en meetwaarden naar SCADA of DMS via IEC 61850, DNP3, IEC 60870-5-104 of Modbus
• Zelfdiagnose - een interne waakhond bewaakt hardware en firmware en meldt een storing voordat de beveiliging tekortschiet

Het gedrag van een IED wordt bepaald door een instellingenbestand: drempels, vertragingstijden, logica en communicatieparameters. Dat bestand is dus net zo kritisch als de hardware.

🔧 Welke soorten IED’s zijn er?

Beveiligingsfuncties worden internationaal aangeduid met de apparaatnummers uit IEEE C37.2, die ook in Nederlandse schema’s veel voorkomen:

Een modern multifunctioneel relais bevat vaak tientallen van deze functies tegelijk, waarvan er per toepassing maar een handvol actief zijn.

🏭 Waar worden IED’s gebruikt?

• Transport- en distributienetten - onderstations van de landelijke en regionale netbeheerders, van hoogspanning tot 10 kV-stations
• Industrie - middenspanningsverdeelinstallaties in chemie, raffinage, staal en voedingsmiddelen, waar een onterechte afschakeling direct productie kost
• Datacenters en ziekenhuizen - beveiliging en omschakeling tussen net, noodstroomaggregaten en UPS
• Duurzame opwek en opslag - windparken, zonneparken en batterijopslag, waar IED’s ook netcode-eisen zoals frequentie- en spanningsbeveiliging invullen

Bekende fabrikanten zijn Siemens (SIPROTEC), ABB en Hitachi Energy (Relion), SEL, GE Vernova (Multilin) en Schneider Electric (Easergy MiCOM). Een IED gaat doorgaans vijftien jaar of langer mee, waardoor in één station vaak meerdere generaties en firmwareversies naast elkaar draaien.

🔄 Wat is het verschil tussen een IED, een RTU en een PLC?

De grenzen vervagen: veel IED’s hebben programmeerbare logica, en een RTU dient in een onderstation vaak als gateway die de data van tientallen IED’s bundelt richting het controlecentrum. Een IED is echter specifiek gebouwd en typegetest voor de elektrische beveiligingstaak, een PLC niet.

⚡ Hoe werkt een IED in een IEC 61850-station?

In een modern onderstation communiceren IED’s onderling en met de stationscomputer volgens IEC 61850:

1. Stationsbus - IED’s sturen meldingen en meetwaarden via MMS naar de stations-HMI en de gateway naar SCADA.
2. GOOSE - IED’s sturen elkaar trips, blokkeersignalen en vergrendelingen als GOOSE-berichten; voor trips eist IEC 61850-5 in de strengste prestatieklasse een overdrachtstijd van 3 ms.
3. Procesbus - in een digitaal onderstation leveren merging units de meetwaarden als Sampled Values, zodat koperen bekabeling naar de relaiskasten vervalt.
4. Tijdsynchronisatie - storingsregistraties uit verschillende IED’s zijn alleen te vergelijken met een gemeenschappelijke klok. Klassiek gebeurt dat met NTP of IRIG-B, in digitale stations met PTP volgens IEC/IEEE 61850-9-3, met een nauwkeurigheid beter dan 1 µs.
5. Redundantie - omdat een netwerkonderbreking van tientallen milliseconden al te lang is, worden de netwerken dubbel uitgevoerd met PRP of HSR.

De configuratie loopt via SCL-bestanden: de fabrikant levert per IED een ICD-bestand, de systeemconfigurator bouwt daaruit één stationsbestand (SCD) en per apparaat wordt een CID-bestand geladen.

🔐 Hoe beveiligt u IED’s tegen cyberaanvallen?

IED’s zijn een direct doelwit, omdat een aanvaller met toegang tot het relais fysiek kan schakelen of de beveiliging kan uitzetten. De malware Industroyer, die Sandworm in december 2016 tegen het Oekraïense elektriciteitsnet inzette, had modules voor IEC 60870-5-101, IEC 60870-5-104 en IEC 61850. Een extra module misbruikte een kwetsbaarheid in Siemens SIPROTEC-relais met een EN100-communicatiemodule (CVE-2015-5374): speciaal opgestelde pakketten op UDP-poort 50000 legden het relais lam tot een handmatige herstart.

De basisprotocollen van IEC 61850 hebben geen authenticatie of encryptie. IEC 62351 voegt die toe, maar wordt door veel geïnstalleerde IED’s nog niet ondersteund. Daarom:

• Segmenteer het stationsnetwerk in zones volgens het zones-en-conduits-model van IEC 62443, met alleen noodzakelijke verbindingen naar het controlecentrum
• Beheer instellingen en firmware centraal vanaf een beveiligd engineering station en houd een actuele asset-inventaris bij met type, firmwareversie en instellingenbestand per IED
• Harden de apparaten: ongebruikte poorten en diensten uit, standaardwachtwoorden vervangen, rolgebaseerde toegang aan
• Plan patchmanagement per onderhoudsvenster, want een firmware-update van een beveiligingsrelais vraagt opnieuw testen van de beveiligingsfuncties
• Regel toegang op afstand via een gecontroleerde jumpverbinding in plaats van directe modems of VPN-verbindingen naar het relais
• Monitor het verkeer met OT-netwerkmonitoring die GOOSE, MMS en IEC 104 begrijpt

Bij aanschaf geven twee normen houvast: IEEE 1686-2022 beschrijft welke beveiligingsfuncties een IED moet bieden (toegang, audittrail, alarmering, firmwarebeheer) en IEC 62443-4-2 stelt eisen aan componenten per security level.

🇳🇱 Wat betekent dit voor Nederlandse organisaties?

Netbeheerders, producenten en andere organisaties in de energiesector vallen onder de Cyberbeveiligingswet, de Nederlandse invulling van NIS2 die op 15 augustus 2026 in werking is getreden, net als veel industriële sectoren zoals chemie en voedingsmiddelen. Zij moeten hun risico’s beheersen en significante incidenten melden; IED’s in onderstations horen daarbij tot de meest kritieke assets. Industriële bedrijven met een eigen middenspanningsstation onderschatten dat vaak: het station valt buiten de procesautomatisering, maar een gemanipuleerd relais legt wel de hele fabriek stil.

Een praktische aanpak:

1. Inventariseer alle IED’s, inclusief oudere relais met seriële of modemverbindingen.
2. Leg instellingenbestanden vast onder versiebeheer en vergelijk ze periodiek met wat er in het apparaat staat.
3. Scheid het stationsnetwerk van het kantoor- en procesnetwerk.
4. Stel eisen aan leveranciers en installateurs: IEEE 1686, IEC 62443-4-2 en ondersteuning voor IEC 62351.

❓ Veelgestelde vragen

Is een beveiligingsrelais hetzelfde als een IED?

Een digitaal beveiligingsrelais is het meest voorkomende type IED, maar niet elk IED is een beveiligingsrelais. Ook veldcomputers, trappenschakelaarregelaars, recloser-besturingen en netanalysatoren zijn IED’s. Een oud elektromechanisch relais zonder microprocessor is géén IED.

Welke protocollen gebruikt een IED?

Een IED in een modern onderstation gebruikt meestal IEC 61850, met MMS voor de koppeling met SCADA en GOOSE voor snelle berichten tussen IED’s. Daarnaast ondersteunen veel IED’s DNP3, IEC 60870-5-103 of -104 en Modbus, vooral in bestaande installaties.

Hoe snel schakelt een IED af bij een kortsluiting?

Een IED herkent een zware kortsluiting doorgaans binnen enkele tientallen milliseconden en stuurt dan een trip naar de vermogensschakelaar. De totale afschakeltijd, inclusief het openen van de vermogensschakelaar, ligt bij een snelle beveiliging meestal rond of onder een tiende seconde. Bij selectieve beveiliging worden bewust vertragingen ingesteld, zodat alleen het dichtstbijzijnde IED afschakelt.

Waarom zijn IED’s interessant voor aanvallers?

Een IED stuurt rechtstreeks de schakelaars van een elektriciteitsnet aan, dus wie een IED overneemt, kan stroom afschakelen of de beveiliging uitzetten. De aanval met Industroyer in Oekraïne in 2016 liet zien dat dit in de praktijk gebeurt. Veel IED’s draaien bovendien jarenlang op dezelfde firmware zonder authenticatie op de protocollen.

Hoe lang gaat een IED mee?

Een IED wordt in de praktijk vijftien jaar of langer gebruikt, omdat vervanging een stationsonderbreking en opnieuw testen van alle beveiligingsfuncties vraagt. Daardoor draaien in veel stations oudere IED’s met verouderde firmware naast nieuwe apparaten, wat lifecyclebeheer en compenserende beveiligingsmaatregelen noodzakelijk maakt.

Heeft een industrieel bedrijf ook IED’s?

Ja, elk bedrijf met een eigen middenspanningsinstallatie heeft vrijwel zeker IED’s in de vorm van beveiligingsrelais per veld. Die IED’s vallen vaak buiten het zicht van het OT-securityteam, terwijl een storing of manipulatie de hele locatie stroomloos kan maken. Neem ze daarom op in de asset-inventaris en het netwerkontwerp.

📌 Samengevat

Een IED is het slimme hart van een elektrisch onderstation: het meet, beveiligt en schakelt zelfstandig binnen milliseconden en communiceert via IEC 61850, DNP3 of IEC 104 met SCADA. Omdat een IED direct de stroomvoorziening bestuurt, horen segmentatie, instellingenbeheer en beveiligingseisen volgens IEEE 1686 en IEC 62443 bij elk ontwerp.