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  • IEC 61850标准系列: IEC 61850-1、IEC 61850-3 、IEC 61850-4 、IEC 61850-5 、IEC 61850-6 、IEC 61850-10
  • IEC61850

    2021-04-02 08:50:46
    如何让WireShark识别IEC 61850规约中的MMS报文 WireShark默认情况下不会识别IEC 61850规约中的MMS报文,但是我们可以通过设置,让WireShark识别,方法如下: 【编辑】-【首选项】-【协议】-【PRES】-【Edit】 接着在...

    IEC 61850是关于变电站自动化系统结构和数据通信的国际标准,目的是使变电站内不同厂家的智能电子设备(IED)之间通过一种标准实现互操作和信息共享,取消多种协议转换环节和转换设备,使系统调试更加便捷,实现“一个世界、一种技术、一个标准”。

    IEC 61850规约体系完善,相对于基于报文结构的传统规约,应用面向对象技术的IEC 61850有明显的特点和优势。它提出系统的分层结构,采用数据对象统一建模,将映射的方法和具体网络独立,提供基于SCL的系统配置管理,使协议拥有足够的开放性以适应未来的变电站通信发展的要求。IEC 61850定义了抽象通信服务接口ACSI,它的作用在于约束厂家在装置实现通信中,对IED功能与涉及的数据进行标准化,以达到互操作。因此IEC 61850的应用关键就是抽象通信服务接口ACSI映射的实现。

    1 ACSI概述

    ACSI(Abstract Communication Service Interface)的产生来源于人们对现实设备的实践经验抽象,主要定义了各类通信服务与通信对象及参数,它与下层通信系统独立,与采用的通信协议和具体的实现方法无关。ACSI主要设定了各类服务模型包括连接服务模型、变量访问服务模型、数据传输服务模型、设备控制服务模型、文件传输服务模型、时钟同步服务模型等。这些服务模型定义了通信对象以及如何对这些对象进行访问,实现客户应用端和服务器应用端的通信,完成实时数据的访问和检索、对设备的控制、时间报告和记录、设备的自我描述等。

    为了保证ACSI的独立性以及适合未来的网络技术通信发展的变化,IEC 61850协议中并没有具体指定实现ACSI的方法,只提供了特殊通信服务映射(SCSM)来描述映射过程,在IEC 61850-8-1部分定义了ACSI映射到制造报文规范MMS。由于不同类型的SCSM之间无法直接互操作,所以标准目前只规范了到MMS的映射。

    2 MMS简介

    MMS(Manufaeturing Message Specification)即ISO/IEC 9506,是ISO TC184提出在异构网络环境下,智能设备之间实现实时数据交换与监控的一套国际报文规范。MMS所提供的服务有很强的通用性,已经广泛运用于汽车制造,航空,化工、电力等工业自动化领域。

    MMS具有以下三大优势:实现互操作;实现独立;实现异构环境下数据访问。以往通信标准中提供的互操作,或者对网络连接、设备型号、功能的执行等做了过多限制或者规范的不足,直到MMS标准的产生才改变了这种局面。MMS同时实现了独立性,使用户不再受限于选择固定的设备提供商,只要是符合MMS标准并能实现相同功能的设备就可以进行替换,这种独立性还体现在网络连接和功能的实现上。MMS还实现了异构环境下的数据访问,以往大部分通信机制提供的只是一种简单的字节队列信息在网络中传输的机制,缺乏独立性,而MMS对传递的信息提供了更多的限定和结构化抽象,屏蔽了实际设备内部特性,在表示层采用ASN.1的BER编码。

    3 ACSI映射实现模型

    实现IEC 61850的关键在于实现协议中规范的ACSI到MMS或其他中间件的映射。

    ACSl只提供了类模型与服务,不存在ACSI PDU,ACSI通过各自特定的映射方式SCSM映射到应用层或CORBA中间件技术。以MMS方式为例,标准规定采用ASN.1的BER编码方式构造MMS PDU(MMS Protocol Data Units)。对于底层协议栈可以自行设计实现OSI协议栈,也可以直接建立在TCP/IP协议基础之上。SCSM是具体的ACSI映射的实现,描述了映射实现的过程。

    4 ACSI到MMS的映射

    4.1 ACSI到MMS映射实现流程

    ACSI到MMS映射的实现是IEC 61850的核心所在。如图2所示,ACSI的设计主要分为三部分:第一部分是最上层应用层的ACSI的各个类的设计,先采用面向对象语言设计出ACSI服务与86个逻辑节点和公共数据类(见图3),应用层数据的导入(可能来源于数据库、XML配置文件),各个逻辑服务相映射,包括IEC 61850中报告机制、数据集、日志机制、GOOSE报文、定值更新、带选择控制等。第二部分是将应用层的服务语义与应用层的数据在表示层实现ASN.1的BER编码化,是一个编解码的部分,这一部分设计是关键所在,因为它涉及到实现设备的互操作,需要进行报文的一致性测试。第三部分是比特流报文在网络中的传输形式,分为TCP方式的面向关联与GOOSE报文与采样报文的UDP无连接方式。

    4.2 ACSI到MMS映射实现方法

    MMS标准作为MAP(Manufacturing Automation Standard)应用层中最主要的部分,通过引入VMD(Virtual Manufacturing Device)概念,隐藏了具体的设备内部特性,设定一系列类型的数据代表实际设备的功能,同时定义了一系列MMS服务来操作这些数据,通过对VMD模型的访问达到操纵实际设备工作,MMS的VMD概念首次把面向对象设计的思想引入了过程控制系统。

    MMS对其规定的各类服务没有进行具体实现方法的规定,保证实现的开放性。如图4所示,将IEC 61850数据对象模型映射到MMS的VMD,IED(智能电子设备)的逻辑节点MMXU,PBPR分别可以映射成VMD中的域,逻辑节点Volts被映射成命名变量,可以通过访问变量MXU V o l t s Volts Voltsrang就获得访问MMXU逻辑节点中电压的范围这个属性值。

    MMS中采用ASN.1的基本编码规则(Basic Encoding Rules,BER)。ASN.1中定义了4种TAG类型,即UNlVERSAL,APPLICATION,CONTEXT-SPECIFIC,PRIVATE。在传输编码时,采用TLV(TAG Length Value)方式,即同时传递TAG、值的长度以及值。双方在接收与解析时就可以根据TLV方式进行编解码,编码和解码是一个相反的过程。采用ASN.1编码使得在异构的环境中设备双方可以理解ASN.1编码代表的含义与代表的MMS服务,而双方无需考虑双方ASN.1编码是如何实现与传输的。

    面向关联的MMS通信服务的具体实现如图5所示。这是一个接收信息的过程。首先侦听函数在接到通信数据流时通过管道命令通知主函数,主函数调用MMS的管理ACSE函数确认连接的合法性,确认获得授权后,调用读函数读入比特数据流,再经过MMSASN.1函数进行比特流的解码,同时处理连接,管理MMS的VMD域、变量、类型。在解码后根据特定应用层的应用对数据进行相应的处理。

    IEC 61850中ACSI的采用有利于用户通过直接查看配置文件或者得到其中的逻辑节点与数据了解装置的各个模块功能。因此,各厂家的抽象建模可能有所不同,同时现行的IEC 61850标准在制定方面因为缺乏中国的参与,在很多数据与逻辑节点的定义中尚需要根据我国保护自身情况进行扩展。在扩展中应该尽量做到不扩展逻辑节点,扩展数据的时候扩展名加Ex长度限制在7位。

    4.3 ACSI映射到MMS与映射到XML的比较

    IEC 61850标准中暂时只规定了映射到MMS,但同时指出了映射到其他可能性,比如XML。XML作为一种异构的处理技术,它可以与HTTP的服务相结合。如图6所示。

    ACSI一小部分服务也可以映射到HTTP/HTML/XML。由图中可知,采用ACSI映射到MMS比结合HTTP协议映射到XML能实现更多的服务,如InfoRepor,Journal,而HTTP中只有最基本的GET与POST可以实现Read与Write服务。两者最大的区别在于映射到MMS是传递ASN.1的BER编码,而映射到XML或HTML是传递文本格式文件。因此,根据具体应用场合,在只需要比较基本的服务、功能不复杂并且实时性要求不高的场合,可以采用ACSI映射到XML的方式。

    5 结论

    本文针对IEC 61850具体应用中设备开发的目的,对ACSI的映射实现进行了研究,得到如下结论:

    (1)通过对ACSI技术特点的分析,构建了ACSI映射实现的模型,为ACSI的映射实现奠定基础;

    (2)IEC 61850规定了ACSI到MMS的映射,研究设计了ACSI到MMS映射实现的详细流程,提出了ACSI实现的三个部分,为ACSI映射实现提供了框架依据;

    (3)设计了ACSI到MMS映射的具体方法,包括逻辑节点映射、数据模型映射以及MMS通信服务器主函数的设计,为开发符合IEC 61850的IED提供了技术方案;

    (4)对ACSI到MMS与到XML的映射进行了比较,在实时性不高功能不复杂的场合可以采用ACSI映射到XML的方式。

    如何让WireShark识别IEC 61850规约中的MMS报文

    WireShark默认情况下不会识别IEC 61850规约中的MMS报文,但是我们可以通过设置,让WireShark识别,方法如下:
    【编辑】-【首选项】-【协议】-【PRES】-【Edit】
    接着在【Context Id】中输入【3】,在【Syntax Name OID】中输入【1.0.9506.2.3】保存。
    配置截图
    在这里插入图片描述

    捕获报文范例


    MMS制造报文规范和iec61850理解


    作者:知乎用户
    链接:https://www.zhihu.com/question/38173205/answer/75209535
    来源:知乎
    著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。

    变电站过程层交换机和站控层交换机,都需要支持61850协议,
    所谓61850协议类似于SNMP协议,通过一些节点获取或设置交换机相关的系统,MMS协议为TCP协议,其中端口号为102

    我用HTTP和HTML来类比解释下
    MMS类比于HTTPHTTP定义了自己有哪些服务,
    比如GET,POST等![(https://img-blog.csdnimg.cn/2021040209522996.png)
    MMS定义了自己有哪些服务,比如Getnamelist, Initiate服务
    在这里插入图片描述

    ice61850类比于HTML,它是应用的抽象
    HTML是web页面的抽象,定义了每个web页面的结构,包括head,body等结构。不同的web页面有不同的HTML内容,但是结构都是一样的。

    iec61850最直观的就是icd,它定义了IED的结构,不同的IED,icd内容就不同,但结构都是相同过的。(SCD等类似理解)

    HTML是通过HTTP协议的get,post等服务在客户端和服务器之间交互的。
    iec61850是通过MMS的getnamelist,Initiate等服务在服务器和客户端之间交互的。那么具体有哪些服务,哪些对象要用MMS交互,参见61850-8-1 SCSM

    总结来说,MMS协议产生的早,后来一帮专家为智能变电站的交互新制定了个规范叫做iec61850,那么怎么实现呢,就用MMS协议来实现吧。简单来说就是HTML就通过http来传送吧。复杂来说,这就叫做ASCI到SCSM的映射。

    往后哪天HTML有没有可能不通过HTTP传送了,有可能啊。所以ACSI到SCSM的映射还是61850的宣传点,意思就是说往后哪天可能不用MMS来进行61850交互了。对码农来说,是不是听起来很呵呵? 协议不就是一堆专家制造了一堆概念的东西,你听不懂?那就对了,要不怎么显得高大上呢。


    IEC61850资源


    libIEC61850 / lib60870-5
    mz-automation/libiec61850

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  • iec61850 IEC 61850 协议实现
  • IEC61850互操作测试分析IEC61850互操作测试分析IEC61850互操作测试分析IEC61850互操作测试分析IEC61850互操作测试分析IEC61850互操作测试分析IEC61850互操作测试分析IEC61850互操作测试分析
  • IEC 61850

    千次阅读 2009-10-20 09:41:00
    From Wikipedia, the free encyclopediaJump to: navigation, searchIEC 61850[1] is a standard for the design of electrical substation automation. IEC61850 is a part of the International Electrotech

    From Wikipedia, the free encyclopedia

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    IEC 61850[1] is a standard for the design of electrical substation automation. IEC61850 is a part of the International Electrotechnical Commission’s (IEC) Technical Committee 57 (TC57)[2] reference architecture for electric power systems. The abstract data models defined in IEC61850 can be mapped to a number of protocols. Current mappings in the standard are to MMS (Manufacturing Message Specification), GOOSE, SMV, and soon to Web Services. These protocols can run over TCP/IP networks and/or substation LANs using high speed switched Ethernet to obtain the necessary response times of < 4ms for protective relaying.

    Other mappings have been proposed but are not yet standardized as is the case of the ACSI-CORBA mapping.

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  • IEC61850笔记--IEC61850应用入门(一)

    千次阅读 2016-09-20 17:12:00
    IEC61850标准学习和调试,测试的记录文档。记录IEC61850标准学习,使用开源代码libIEC61850实现基于arm-linux平台的IEC61850标准支持。

    IEC61850标准学习和调试,测试的记录文档,主要参考了IEC61850标准文档,《IEC61850应用入门(第二版)》,开源代码libIEC61850及libIEC61850说明文档。

    IEC61850标准内容参考IEC61850标准文档,以及IEC61850标准介绍文档《IEC 61850应用入门》。

    逻辑节点
    逻辑节点LN是IEC61850面向对象建模的关键部件。LN体现了将变电站自
    动化功能进行模块化分解的一种建模思路。
    每个逻辑节点就是一个模块,代表了一个具体的功能。多个逻辑节点一起协同工作,共同完成控制、保护、测量以及其它功能。





    数据


    XCBR逻辑节点包含Pos(位置)、BlkOpn(跳闸闭锁)等多类信息,被定义为数据Pos和BlkOpn。Pos和BlkOpn可以看作是对XCBR继续分解得到的更小的模块。

    数据属性

    实际上Pos和BlkOpn中所包含的信息还需要作进一步分解, ,Pos数据至少包含状态(status)和控制(control)两类信息。

    状态类信息status又包含断路器的实际位置值value(分位off、合位on、中间位置intermediate 和损坏状态bad-state ) 、该位置数据的品质(quality)和断路器变位时的时标(timestamp)三个方面的信息。

        控制类信息control包含控制值ctlVal(on或off)、最近一次控制命令的发出者(originator)和控制命令序号(ControlNum)。

    在IEC61850中,Pos数据下包含的这些value、quality、timestamp信息被定义为数据属性(Data Attribute,简称DA)。

    公用数据类CDC

    XDIS是代表隔离开关类设备的逻辑节点,它的Position所包含的信息和XCBR中的Position基本类似,因此可以从二者当中提炼出公用数据类DPC。DPC既可以应用于断路器设备的数据模型中,也能适用于隔离开关类设备的数据模型定义。   

    公用数据类体现了一种模块化的设计思想,每一个公用数据类均是能够被多次重复使用的模块。可以减少相同数据定义的重复描述,提高使用效率,也能够保证数据属性定义的一致性。

    公用数据类DPC被反过来用于定义XCBR逻辑节点中的数据Pos。Pos可以看作是DPC的派生类,它继承DPC的全部数据属性(例如ctlVal、origin、ctlNum和stVal等),因此在定义数据Pos时不需要列出全部数据属性,只要引用DPC即可。

    逻辑节点—数据—数据属性之间是一种树形结构。数据属性是该树形模型中最底层的组成部件。

    逻辑节点名字、数据名字和数据属性名字在IEC 61850中被统称为对象名字(Object Name)。将不同层次的对象名字连接成一串,就形成了对象引用(Object Reference)。对象引用又称对象索引,它可以直观地标明对象在树形模型中的位置,逻辑节点、数据和数据属性都有各自的引用。


    数据集

    变电站IED中存在各种数据,有的需要实时传送(例如电流电压值),有的可以慢点传送(例如电度值、功率)。由于高压变电站中存在上百个IED,而网络通信带宽是有限的,如果这些数据不进行分组而一起发送,有可能会影响数据传输的实时性,甚至会造成通信堵塞。

    引入数据集的概念后,利用数据集可以对方便地对数据进行分组和打包,例如可以将需要实时传输的数据组成一个数据集,将对传输时间要求不苛刻的数据分成另一个数据集,分别传送。

    逻辑设备
    把具有公用特性或共同特征的逻辑节点划分到一个逻辑设备中。

    服务器
    服务器(Server)描述了一个设备“外部可视”的行为,所谓的“外部可视”是指其它设备(客户端或另外的IED)能够通过通信网络访问它内部的资源或数据。IED中所有的外部可视信息都包含于服务器中。

    访问点
    IED通过不同的访问点对上与站控层网络通信,对下与过程层网络通信。访问点描述了IED与实际通信网络的连接关系,它可以看作是装置物理通信端口的抽象。




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  • IEC61850笔记--IEC61850应用入门(三)

    千次阅读 2016-09-20 17:56:23
    IEC61850标准学习和调试,测试的记录文档。记录IEC61850标准学习,使用开源代码libIEC61850实现基于arm-linux平台的IEC61850标准支持。

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    IEC61850标准内容参考IEC61850标准文档,以及IEC61850标准介绍文档《IEC 61850应用入门》。

    配置文件
    配置文件是利用SCL语言描述变电站设备对象模型后生成的文件,用于在不同厂商的配置工具之间交换配置信息。

    ICD配置文件
    配置内容:
    1. LD、LN、DO、DA定义及LN类型模板的定义
    2. 数据集dataset预定义
    3. 控制块的配置定义

    文件结构:
    1、有且只有一个IED元素
    2、可以有Substation
    3、可以有Communication元素
    4、包括DataTypeTemplates定义

    Header部分用于标识一个SCL配置文件和它的版本。其中<History>元素中包含配置文件修订的历史信息,每一条修改记录可包含修改原因why、修改内容what、修改人who、修改时间when等信息。

    <Communication>部分主要包含IED的通信参数配置信息,一般至少包括一个type为“8-MMS”的MMS通信子网;对于过程层采用GOOSE通信的装置,还应包含一个type为“IECGOOSE”的GOOSE通信子网。

    <IED>部分包含私有信息<Private>、服务能力列表<Services>和访问点<Accesspoint>三个部分。

    <Private>部分用于存放装置厂商对SCL语言的私有扩展信息。当配置文件在不同厂家的配置工具之间进行传递时,该部分的内容会被原封不动地保存。
    <Services>部分用于描述该IED所支持的ACSI服务类型。

    <Accesspoint>部分:IED的分层信息模型,包括服务器、逻辑设备、逻辑节点、数据和数据属性,均包含在访问点<Accesspoint>中。

    <DataTypeTemplates>部分是可实例化的数据类型模板,<IED>部分的逻辑节点/数据对象/数据属性实例,就是由<DataTypeTemplates>实例化后生成的,二者之间是类和实例的关系。

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  • IEC61850笔记--IEC61850应用入门(二)

    千次阅读 2016-09-20 17:49:57
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  • iec61850dotnet.dll

    2021-08-11 15:52:31
    基于Visual Studio 2019 C#编译的64位IEC61850动态库,实现将iec61850.dll...在Visual Studio dotnet工程中包含这两个dll文件,就可以方便地开发IEC61850主站软件。
  • IEC61850发展历程 IEC61850与传统技术比较 IEC61850标准介绍 IEC61850与数字化变电站的关系 IEC61850的不足与发展 IEC61850变电站网络结构 工程案例分析
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  • IEC61850 Client Library 软件包,IEC61850 Client Library 软件包,IEC61850 Client Library 软件包
  • IEC61850笔记

    2018-08-02 22:11:07
    IEC61850将变电站通信体系分为3层:变电站层(第2层)、间隔层(第1层)、过程层(第0层)。 (1)在变电站层和间隔层之间的网络采用抽象通信服务接口映射到制造报文规范(MMS)、传输控制协议/网际协议(TCP/IP)...
  • 讲解IEC61850 MMS制造报文规范
  • 针对智能变电站配置文件ICD文件的IEC61850建模基础知识的培训,适合入门和相关业务的了解认知。IEC61850,建模,建模工具,IEC61850建模,IEC61850建模工具,
  • iec61850应用入门

    2019-02-02 08:13:29
    第一章简单介绍常规变电站自动化系统的不足,主要介绍了IEC61850标准的内容、特点和发展趋势; 第二章介绍面向对象的基本概念,OSI、TCP/IP网络模型,以太网技术基础,XML、XMLSchema基础和常用软件工具; 第三章...
  • IEC61850开源代码libIEC61850
  • IEC61850规范

    2018-02-05 15:36:36
    IEC61850完整版规范说明。。。。。。。。。。
  • IEC61850规约

    2019-01-23 15:17:32
    各种资料整合、测试软件、开源代码,功能介绍IEC61850
  • IEC61850应用入门

    2017-12-27 08:26:27
    IEC61850应用入门》是一本帮助读者理解、掌握IEC61850知识内容和思想精髓的参考书。全书共分五章:第一章简单介绍常规变电站自动化系统的不足,主要介绍了IEC61850标准的内容、特点和发展趋势;第二章介绍面向对象...
  • iec61850.dll

    2021-08-11 11:17:05
    基于Visual Studio 2019 C++编译的64位IEC61850动态库,操作接口及编译参考https://blog.csdn.net/rpybx/article/details/119568004

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iec61850