61850模型及MMS报文分析基础.pdf
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1、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实施规范目 录1、文件类型.31.1ICD/CID文件结构.32模型验证.33、IED 配置.43.1 IED 和 LD(Lo gic a l Devic e)相关信息.43.2 逻辑节点 LN(Lo gic a l No d e).53.3 数据 DO(Da t a Objec t)及 数据属性 DA(Da t a a t t ribut e).73.4 数据集:DOI/DAI的集合.103.5 寸艮告控制块 Repo rt c o n t ro l:.114如何
2、抓包.124.1 抓包工具.124.2 抓包方法.124.3 分析举例.125、MMS报文简析.165.1 初始化相关.165.2 报告相关.215.3 录波相关.295.4 控制相关.325.5 定值相关.35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
3、文件,供IED运行时用。1.1 ICD/CID文件结构-Hea d er:历史版本信息等-Co mmun ic a t io n:GOOSE 配置等-IED:定值、压板、动作信号等-Da t a TypeTempl a t es:对象类型定义 SCL=x alnsh t t p:/www.iec.c h/61850/2003/SCL=zalns:xsjh t t p:/www.w3.o rg/2001/XMLSc h ema-xns t anc e=xsj fscheaaL.h t t p:/www.iec.c h/61850/2003/SCLA Header 二Tjmp:CoBBuni ca
4、tion,IED一 DataTypeTeapl&tes2模型验证xml Spy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IEC61850模型总体-模型的分析注:本部分示例大部分取自培训资料包中的CSC326DESl.c id o3.1 IED 和 LD(Logical Device)相关信息=m u o xs so n o e 口q ihaz SFsI 00z Frt49 Srricb,Aceessfaial.SI1、ic d文件中的IED名一般为Templ a t e2、c id文件中的IED名必须和子系统的c ssc f g.in i配置一致3、每个
5、IED包含1-n个LDevic e,每个LD包含1个LN0和几个LN4、对于四方IED的模型文件中有两个私有配置,当模型较大(c id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MST 61850库版本v3.40以后在串口输出中有提示信息。DTVa l id Nums 总的叶子个数 提示信息:sc l Ma xLea f Num IS TOO SMALDTAl l Nums 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LD6、61850实施规范中规定的LD命名原则心公用LD,沁1%为“LD0 b 两是 LD.uw t N 7卜 AS;
6、6 保护LD.in喊名为PROTd 控洞及开入LD,msi名为“CTRL*e)斌诚LD,inst名为“RCD”3.2 逻辑节点 LN(Logical Node)逻辑节点是功能的最小单位,如PTOC类型的LN表示带时限过流保护,包括时限、过流等定值及保护启动 动作状态。MMXU表示3相系统的模拟量,包括电流、电压、功率等数据。CSWI表示开关对象,包括开关状 态,开关控点等数据。从LD包含的LN既可知道LD所能支持的功能。321包含状态数据的LNLN 实例:CSC326DELD0/GGIO2DataTypeTeaplatesP LIodeTyper LIodeType CSCBSBDE/SVLD
7、/LfHD InCl三二LFKDLBodeType=InClas s q DO亘含的数握GGIO二=type=des c1Mo dSF_Mo d _l2BehSF.Beh J3Hea l t hSF_Hea l t h J4Na mPl tSF_Na mPl t _25Sum工Al mSF_SPS_1EXI类告警总6Sum工工Al mSF.SPSJEXII类告警总7Al miSF_SPSJEX模拟量采集错8Al m2SF_SPSJEX跳闸失败9Al m3SF.SPSJEX压板模式未确H10Al m4SF.SPSJEXKOM和校验错11AlmSSF_SPSJEX定值错d1、LN 类型 In Ty
8、pe:描述 LN 包含的数据信息,根据 In Type 如 CSC326DE/LD0/GGIO2 在 Da t a TypeTempl a t e 段中查询2、LN 实例名:pref ix+l n Cl a ss+in st 如:GGIO2(pref ix 为空)3、LN实例路径名:CSC326DELD0/GGIO2 LD与LN之间以/分隔4、只在LN0实例中包含数据集Da t a Set、报告控制块Repo rt Co n t ro l、日志控制块Lo gCo n t ro l(模型文件中应删除)322包含测量数据的LNLN 实例:CSC326DEMEAS/MMXU1测量量r|ln类型=In
9、C.MMXUWamP.=typeSFJrt o dSF_Beh _l SF_Healt h JSF HamPlt 2SF_WYE_3 A Iu,3.2.3包含控制数据的LNLN 实例:CSC326DEMEAS/LLN0颇提DO|鼠捱的类堇I=1Mn.1“hLEDR,IsaCl 1T,1 Ik At T。,j.n u on1 9 1M 1 t Jl s rua 广保6 DAT w DAI RAI HAT,DKI DAX s ni印五侧同事侔护w 1fAi区7厂唁巨1-L-NUMod Dti HmihPI F-MW Mod I3F_J(wl th-iSP_NwnP3jlLEDRSF_SPC _1
10、EX 工好 SPL*I KX:卜 KX户叵N至与门打握4,兀丰目二【;二二 二;工上;上-;】而压砌后工停炉 中止例后工保1户324包含定值数据的LNLN 实例:CSC326DEPROT/LLNOPROT保护|lz实列=d.es cGeneralInCl&s s LLNO=InType CSC326DE/FR0T/LLN0 DataSet既据实剌DOIF Lo o xxf.x o l r 1 c bT r i pint o d a t e t=d z T i-1 y I ri t 1 口且 Han,=FEO T mt frF cDOI 逅3 K Rep o x*t.C o nt.r o l r
11、t an.e=b f c bT:i pl n t-li I.eP1+1563.3 数据 DO(Data Object)及数据属性 DA(Data attribute)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 l ea fo模型中的信息分为几种类型,由DA的功能约束属性f c进行标识,常用f c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
12、.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:SPSS iMl S K,A S S laOaat S laTrr*J一二二,kTya3 WTy.V,口,口3 Uhiew42S54r*li*vf?l 邑 WDA Ic xriu ivu ii.ic e 索害EZ Eda IO x iw BOI1Z9“S 4r八Ul r“I1,松“I1 BAI:w!UISWW6*BUIvIUU BUnAl1lie*岸第w MlHATb例I 1 3 a t i,卜 lea d Lli L lo o n t j L_I“(vu(issAMiejMlAfyir 1#作El3.3.2 测量类数据包
13、括测控测量和保护测量类型 CMV WYE MVc snc MLt ic/wn m3 g UMD、工的l!7i:3gMTT”.A44rMY”“7”3.3.3 控制类数据控制类型包括复归、压板、开关控制 类型 CMV WYE MVDOTypeSF SPC 1EX|DAI!2j4LED Rs装置复归5Pdi fEna差动压板DAI 寸=naae)Vai1 二善早归2 Ic t l Mo del 1工 SDI二口per控老模式1:直控方式控老模式4:若预宝、热行方式-DA 八54二二t c-ST bType二E0口LEAN d-zl i?=t r ue D A n郸n2q c WT bType=Qui
14、l i t p q c h目二t r ue丁 D A named c=ST bTypeTimesWae lDADAnas e=naaec t l Mo del-=cCFZ bTypeEnum=typec t l Mo delDAh igDA=fc CO=bTypeK234Val=nae=s./st Vai4O.O.2/1q4O.O./2t40.0/.3dU/c t l Mo delsbo l imeo ut差动呼42bUUUDATypeSF SFCOper目标宣行合、BDA=najae Op er DAI=naaeSBOwDAI=naaec t l Val=sAddr25.1.2.2.1SDI
15、二 nos eo r ig in DAI i2i=naae=sAddr1o r Cat25.1.2.2.32o r l d en t25.1 2.2.4DAI)=naaeZ s Kddr1CtlNuiTi25.1.2.2.52T25.1.2.2.63Test25.1.2.2.74Chec k25.1.2.2.8SDIJf D A|=;Me 等=bType=typeSt r uc tSF.SPCOperq DA撤销DA I=cc o=bType St r u c t=type SFJPCCanc el庄令来穆。BDA但2次蓑4 BDASF_SPCOpernaoe=bType=typeZ naae
16、c t l Val=sAddr25.1.2.2.1Or ig inat o rI=naae ctlNum IZ bType tttfytr SDI腔制时同I=_I=bType Timest ampTTTT=naae=bType BOOLEAN=bTypenaae来怎编码来逐字符描述Z naae o r ig in八 DAI(Z)=naae=sAddr1o r Cat 25.1 2.2.32o r l dent 25.1.2.2.4DAI IZ naae=sAddr1 c t l Num25.1.2.2.52 T25.1.2.2.63 Test25.1.2.2.74 Chec k25.1.2.2
17、.8M SDI itl:-1、61850实施规范中要求Ch ec k数据必须有值,不能为空值。如果c l ien t下发遥控命令Ch ec k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iesAddr0.01毒性初值)Val9000.(Val5naaeSlUnitDOType=cdc ASGmultiplier3.4数据集:DOI/DAI的集合fcda至Udo,do包含的也指定的da也属于fcda做据所属的实例I数据集名LN0 inwt=Dat aSet name=:(FC
18、Dq IHTvq十:DAI,DAI(4)DAI DAI13)DAIQ)=naaeValJ1d U高压侧一次额定电流-讨篁值散据既包含的数癌数据属性的类型ift raV InClas后LLNIT lMype=CSC150A/LD0/LLN0arm d esc=告警”lTmy十=”FC叫 Id lnsVLDCI:prefix=ln1nst=2:lnClass=:GG1c F|、FCD#FCDAFCDAFCDA FCDA FCDA f c*?!-1/ST Alm5 fc 严 ST Alm6 fc“/ImT fcST ST/DataSet(2JFCDA=nase=des c1d sAmAnalo g
19、FCDA 启IfCDA 到 DA 二=Idlns t=prefix=Inlns t=InCl&ss=doMaaeZ IdaMaae=fc1MEAS1MMX1IVo lma g.fMX2MEAS1MMXNVo lqMX3MEASJ2MMXNVo lma g.fMX4MEAS2MMXNVo lqMX5 MEAS3MMXNVo lma g.fMX6MEASMMXNVo lqMX7MEASAMMX1IAmpma g.fMX8MEASAMMXNAmpqMX9MEAS5MMXHAmpma g.fMX1、数据集路径名d a t a set Ref eren c e唯一确定一个数据集:IED名+LD名+LN名
20、+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:ItportCentrol服告包含.薮据一时应数.集名|根告触发1项I-ED支持的最大报告实例号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中除总召山c l ien t发起外,其余全部为IED主动上送数据。2、IED与c l ien t连接过程中,c l ien t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ic d中设 定的默认值,如果c l ien t不重新设定,IED以
21、此方式上送。3、d a t Set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d c h g:数据变化上送qc h g:品质变化上送d upd:数据更新上送,目前一般不用perio d:周期上送5、Opt Feil d s: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t imest a mp:报告生成的时标,不是信号变化时间d a t a set:报告中包含数据集名6、Rpt En a bl ed:ma x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ma x个实例
22、,分 别以报告控制块名+实例号(01,02.)进行区分,如brc bAl a rmO 1、bra bAl a rmO2o每个c l ien t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c l ien t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,山IED建模时,通过Repo rt Co n t ro l段的“buf f ered”属性设置,buf f ered=t rue设置缓冲型报告,对应f c=BR;buf f ered=f a l se设置非缓冲型报告,对应f c=RPo缓存型报
23、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Win d o ws下的mms-et h erea L WireSh a rk和So l a ris下的sn o o p命令。mms-et h erea l可以自动解释mms报文,适合进行应用层报文的分析。WireSh a rk是et h erea l的替代版本,界 面更加友
24、好,但标准版本中没有对mms报文分析的支持;sn o o p主要是用来抓包,没有图形化的分析界面,sn o o p抓取的文件可以用WireSh a rk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win d o w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。WireSh a rk和mms-et h erea l均是图形化的界面,使用起来比较简单,
25、注意选择正确的网卡即可。sn o o p的使用方法可以用ma n sn o o p取得,最基本的命令为sn o o p-d bgeO-o xx.sn o o p3)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WireSh a rk为例,mms-et h erea l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
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