61850模型及MMS报文讲解.docx
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61850模型及MMS报文讲解
61850模型及MMS报文讲解
61850模型及MMS报文分析基础
2012-02
参考文档:
1.《数字化变电站调试总结-马玉龙》
2.《IEC61850标准》《IEC61850实施规范》
第一部分:
模型文件基础
1、文件类型
IED(智能电子设备,指保护、测控等设备)应提供ICD文件,描述IED的能力及通信内容,如是否具有定值、压板、动作信号等。
系统集成工具把各IED的ICD文件集成并进行实例化如IED名、信息点描述等形成站级模型文件-SCD文件,供站级(包括监控、远动、故障信息主子站)应用。
IED从SCD文件中导出本IED相关部分形成CID文件,即实例化后的IED模型文件,供IED运行时用。
1.1ICD/CID文件结构
-Header:
历史版本信息等
-Communication:
GOOSE配置等
-IED:
定值、压板、动作信号等
-DataTypeTemplates:
对象类型定义
2模型验证
xmlSpy可做一些语法方面的验证。
四方61850客户端工具软件可作进一步验证。
3、IED配置
注:
本部分示例大部分取自培训资料包中的CSC326DES1.cid。
3.1IED和LD(LogicalDevice)相关信息
1、icd文件中的IED名一般为Template
2、cid文件中的IED名必须和子系统的csscfg.ini配置一致
3、每个IED包含1-n个LDevice,每个LD包含1个LN0和几个LN
4、对于四方IED的模型文件中有两个私有配置,当模型较大(cid超过1M)装置可能无法正确启动,需要把这两个参数改大,CSC高压保护MST61850库版本v3.40以后在串口输出中有提示信息。
DTValidNums总的叶子个数提示信息:
sclMaxLeafNumISTOOSMAL
DTAllNums每个LN所包含的最大类型个数
5、LD路径名:
IED名+LD名全站唯一确定一个LD
3.2逻辑节点LN(LogicalNode)
3.2.1包含状态数据的LN
LN实例:
CSC326DELD0/GGIO2
1、LN类型lnType:
描述LN包含的数据信息,根据lnType如CSC326DE/LD0/GGIO2在DataTypeTemplate段中查询
2、LN实例名:
prefix+lnClass+inst如:
GGIO2(prefix为空)
3、LN实例路径名:
CSC326DELD0/GGIO2LD与LN之间以/分隔
4、只在LN0实例中包含数据集DataSet、报告控制块ReportControl、日志控制块LogControl(模型文件中应删除)
3.2.2包含测量数据的LN
LN实例:
CSC326DEMEAS/MMXU1
3.2.3包含控制数据的LN
LN实例:
CSC326DEMEAS/LLN0
3.2.4包含定值数据的LN
LN实例:
CSC326DEPROT/LLN0
3.3数据DO(DataObject)及数据属性DA(Dataattribute)
模型中LN的下级数据称为DO,在61850标准中统一定义了每个DO含义,DO又可包含下级DO和DA,因此DO可看作一个结构化的数据。
DA是模型中的末级数据,DA又可包含DA,最末级DA称为叶子leaf。
模型中的信息分为几种类型,由DA的功能约束属性fc进行标识,常用fc有如下类别:
ST:
状态MX:
测量CO:
控制SG:
当前区定值SE:
编辑区定值
BR:
缓冲型报告控制块RP:
非缓冲型报告控制块
下面为常用数据类型的例子。
3.3.1状态类数据
包括压板状态、开入状态、告警信息、事件状态等。
类型:
SPS
3.3.2测量类数据
包括测控测量和保护测量
类型CMVWYEMV
3.3.3控制类数据
控制类型包括复归、压板、开关控制
类型CMVWYEMV
1、61850实施规范中要求Check数据必须有值,不能为空值。
如果client下发遥控命令Check为空,则保护测控装置无法接受控令,控制失败。
2、SBOw和Oper数据类型一般相同
3、除复归为直接控制类型外,其余大部分为预置、执行方式的控制。
3.3.4定值类数据
3.4数据集:
DOI/DAI的集合
FCDA到DO,DO包含的fc指定的DA也属于FCDA
FCDA到DA
1、数据集路径名datasetReference唯一确定一个数据集:
IED名+LD名+LN名+数据集名
2、根据每个数据成员实例可找到数据的描述,即可知道数据与IED内部数据的对应关系
3.5报告控制块ReportControl:
1、报告控制块用于设定IED上送数据的内容及方式等,包括告警、事件、开入、模拟量等所有IED需上送的内容。
61850中除总召由client发起外,其余全部为IED主动上送数据。
2、IED与client连接过程中,client一般会根据各自需要设定每个报告实例的属性,此处的例子是icd中设定的默认值,如果client不重新设定,IED以此方式上送。
3、datSet属性:
本报告控制块对应的数据集。
4、TrgOps:
报告触发选项,数据集中的数据在何种条件下通过报告上送
dchg:
数据变化上送
qchg:
品质变化上送
dupd:
数据更新上送,目前一般不用
period:
周期上送
5、OptFeilds:
报告报文中包含的数据域,除了信号状态模拟量值以外的信息,如以下数据等
seqNum:
报告的序号,递增
timestamp:
报告生成的时标,不是信号变化时间
dataset:
报告中包含数据集名
6、RptEnabled:
max属性是IED可以支持的报告实例个数。
IED初始化时为每个报告生成max个实例,分别以报告控制块名+实例号(01,02…)进行区分,如brcbAlarm01、brabAlarm02。
每个client在连接时,以不同的报告实例号占用一个报告实例。
每个报告实例按照client指定的属性上送报告。
7、如果数据集成员到DO级别,其包含的任意一个数据满足报告触发条件都应触发报告
8、报告分为缓存和非缓存两种类型,由IED建模时,通过ReportControl段的”buffered”属性设置,buffered=true设置缓冲型报告,对应fc=BR;buffered=false设置非缓冲型报告,对应fc=RP。
缓存型报告要求IED在内存中缓存报告,如通信中断期间发生了事件,党通信恢复后,此事件报文应能上送不丢失,通常告警、事件、SOE等报告建模为缓存类型。
非缓存型报告不要求IED缓存,通信中断期间的数据可丢失,通常遥测类型的数据建模为非缓存报告。
抓包及MMS报文。
第二部分:
MMS报文分析基础
4如何抓包
4.1抓包工具
常用的抓包工具有Windows下的mms-ethereal,WireShark和Solaris下的snoop命令。
mms-ethereal可以自动解释mms报文,适合进行应用层报文的分析。
WireShark是ethereal的替代版本,界面更加友好,但标准版本中没有对mms报文分析的支持;snoop主要是用来抓包,没有图形化的分析界面,snoop抓取的文件可以用WireShark打开辅助分析;
4.2抓包方法
对于广播和组播报文如装置的UDP心跳报文,可以用笔记本连接到交换机上任意端口抓取。
对于后台与装置之间的TCP通讯,有以下几种方法。
1)后台机上可安装软件来抓包,非window系统的也可以在笔记本电脑上用相同配置模拟后台截取报文。
2)利用HUB连接后台与装置,将笔记本接到HUB上抓包。
注意一定要使用HUB,不能使用交换机。
WireShark和mms-ethereal均是图形化的界面,使用起来比较简单,注意选择正确的网卡即可。
snoop的使用方法可以用mansnoop取得,最基本的命令为snoop-dbge0-oxx.snoop
3)如果是远动、和子站装置,可在交换机上设定镜像端口,把要截取报文的端口镜像到镜像端口,则笔记本电脑只要连接到镜像端口即可截取其它端口的报文。
交换机一般都支持端口镜像功能,需要参照说明书进行设定。
4.3分析举例
均以WireShark为例,mms-ethereal与之类似。
1.3.1设置抓包过滤条件
在后台上抓包时,数据量比较大,文件一大之后,解析起来速度很慢,如果单纯为了分析应用层报文,可在抓包的时候设置过滤条件。
如果为了分析网络通断问题,一般不设置过滤条件,便于全面了解网络状况。
抓包过滤条件在Capture->Options->CaptureFilter里设置,点CaptureFilter会有很多现成的例子,下面列举几个最常用的。
tcp
只抓取tcp报文
udp
只抓取udp报文
host198.120.0.100
只抓取198.120.0.100的报文
etherhost00:
08:
15:
00:
08:
15
只抓取指定MAC地址的报文
1.3.2设置显示过滤条件
打开一个抓包文件后,可以在工具栏上的filter栏设置显示过滤条件,这里的语法与CaptureFilter有点差别,举例如下。
tcp
只抓取tcp报文
udp
只抓取udp报文
ip.addr==198.120.0.100
只抓取198.120.0.100的报文
eth.addr==00:
08:
15:
00:
08:
15
只抓取指定MAC地址的报文
还可以在报文上点击右键选择applyasfilter等创建一个过滤条件,比较方便。
1.3.3判别网络状况
输入显示过滤条件tcp.analysis.flags,可以显示丢失、重发等异常情况相关的TCP报文,此类报文的出现频率可以作为评估网络状况的一个标尺。
常见的异常类型有以下几个
[TCPRetransmission]
由于没有及时收到ACK报文而产生的重传报文
[TCPDupACKxxx]
重复的ACK报文
[TCPPrevioussegmentlost]
前一帧报文丢失
[TCPOut-Of-Order]
TCP的帧顺序错误
偶尔出现属于正常现象,完全不出现说明网络状态上佳。
监视TCP连接建立与中断
输入显示过滤条件,tcp.flags.syn==1||tcp.flags.fin==1||tcp.flags.reset==1
SYN是TCP建立的第一步,FIN是TCP连接正常关断的标志,RST是TCP连接强制关断的标志
(2)统计心跳报文有无丢失
在statistics->conversations里选择UDP,可以看到所有装置的UDP报文统计。
一般情况下,相同型号装置的UDP报文的数量应该相等,最多相差1到2个,如果个别装置数量异常,则可能是有心跳报文丢失,可以以该装置的地址为过滤条件进行进一步查找。
调试61850的站,最好要家里带上一个HUB(库房一般是8口10M的TP-LINK)---不是交换机。
主要用于抓数据包,便于查问题。
没有HUB根本没有办法查看远动与装置的mms报文以及goose数据包。
抓报工具是归档里面的61850的报文监视工具。
如下:
打开抓报工具,点击左侧第二个按钮开始设置:
选择本计算机网卡,地址就是本地连接里面设置的IP地址:
设置要监视的装置的IP地址:
格式为host198.120.0.72。
点击browse按钮设置存储文件名及路径:
设置长期抓
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- 61850 模型 MMS 报文 讲解