61850报文解析深瑞版131016.docx

1、61850报文解析深瑞版131016说明解 0 报文析 6185 10 日 2013 年 10 月编写：陈林兴 日期：mms报文。本文档只涉及 相关术语简介 1. IED :智能电子设备；icd :智能电子设备配置描述； SCD ：变电站配置描述； 模型文件； IED 相关的内容形成文件，即实例化后的 icdcid :从 SCD 文件中导出与各自 :变电站配置描述语言； SCL AccessPoint :访问点； :物 理设备 PHD :逻辑设备； LD :逻辑节点； LN :功能约束； FC :功能约束数据； FCD FCDA : 功能约束数据属性； GOCB: GOOSE 控制块； :逻辑

2、节点 0； LLN0 SGCB :定值控制块； DO: 数据对象； DA :数据属性。 模型文件简介 icd/cid2. 模型文件结构2.1.（数据对DOLNLD （逻辑设备）t （逻辑节点）t PHD 61850模型文件为树状层次：（物理设备） t （数据属性）。象）t DA 2-1-1 61850模型文件树状结构图 SCLHeaderCommunicationIEDServicesAccessPointServerAuthentication DataTypeTemplatesLDevice1LNodeTypeLN0 DOTypeLN1 Type DAEnumTypeLNnLDevice2

3、图 2-1-2 icd 配置文件结构图 2-1-3 icd 配置文件结构示例其中AccessPoint下面包含 S1 （ mms服务）、G1 （GOOSE服务）、M1 （ SV服务）访问点。以 前的程序导入 icd 时，需删除 G1 和 M1 访问点，目前 PRS7000 后台 130801 以后的程序，可过滤 G1 和 M1 访问点，无需删除。2.2.icd 模型文件内容与数据库信号的对应2.2.1.遥测信号图 2-2-1-1 7741 导入 icd 后遥测信号遥测 UC ，其 mms 引用路径为： PRS7741/MEAS/MMXU1$MX$U$phsC$cVal$mag$fPRS7741

4、： IEDName ；MEAS ：LDName ， MEAS 表示测量 LD ；MMXU1 ：逻辑节点类 LNClass+ 序号 Inst， MMXU 表示测量量数据；MX ：功能约束 MX ；U$phsC ： DOName ，表示 C 相电压； cVal$mag$f ： DAName 表示 C 相电压幅值。icd 中 LD 下面数据集定义 dataSet 的内容如图 2-2-1-2：图 2-2-1-2 icd 遥测数据集定义icd 中 LN 下面实例化后的遥测数据内容如图 2-2-1-3：图 2-2-1-3 遥测数据实例2.2.2.遥信信号图 2-2-2-1 7741 导入 icd 后遥信信

5、号单点遥信 003 ，其 mms 引用路径为： PRS7741/CTRL/SYXGGIO1$ST$Ind03$stValPRS7741 ： IEDName ；LD 表示控制及开入 CTRL ， LDName ：CTRLSYXGGIO1 ：LNClass 的前缀 +LNClass+ 序号 Inst ，即 SYX+GGIO+1 ，GGIO 表示遥信状态量数 据；ST:功能约束 ST;Ind03 ： DOName ，表示单点遥信 003；stVal: DAName ，表示遥信值。icd 中 LD 下面数据集定义 dataSet 的内容如图 2-2-2-2:图 2-2-2-2 icd 遥信数据集定义i

6、cd 中 LN 下面实例化后的遥信数据内容如图 2-2-2-3 :图 2-2-2-3 遥信数据实例2.2.3.遥控信号图 2-2-3-1 7741 导入 icd 后遥控信号断路器遥控，其 mms 引用路径为: PRS7741/CTRL/CBCSWI1$CO$SBOw$ctValPRS7741: IEDName ；CTRL : LDName ，CTRL 表示控制及开入 LD ；CBCSWI1 : LNCIass 的前缀 +LNCIass+ 序号 Inst,即 CB+CSWI+1 , CSWI 表示开关、刀闸、地 刀等一次设备位置和控制数据；CO:功能约束CO ；Pos：遥控对应的状态遥信的 DO

7、Name ；SBOw :遥控DOName，增强安全机制的遥控，实际遥控时报文中表示遥控选择； ctVaI : DAName ,表示控制数据。icd 里面每个遥控都是跟随相应的遥信定义的，icd 中 LN 下面实例化后的遥控数据内容如图 2-2-3-2：图 2-2-3-2 遥控数据实例2.2.4.保护动作事件信号保护动作事件与普通遥信信号类似。图 2-2-4-1 778-D 导入 icd 后保护动作事件信号 纵差差动保护动作，其 mms 引用路径为： TEMPLATE/PORT/PDIF3$ST$Op$general； TEMPLATE ： IEDName 表示保护 LD；PORT：LDName

8、 ，PORT 表示差动保护数据； 序 号 Inst,即 PDIF+3 , PDIFPDIF3 : LNCIass+ ; ST:功能约束 STOp 表示动作的意思；相同， Op： DOName ，一般所有保护事件的 DOName stValgeneral： DAName ,此处与遥信的有所区别, 表示保护动作事件的动作值。 LD 下面数据集定义 dataSet: 的内容如图 2-2-4-2 中 icd 保护动作事件数据集定义图 2-2-4-2 icd : 2-2-4-3icd 中 LN 下面实例 化后的保护动作事件数据内容如图 2-2-4-3 图遥信数据实例 2.2.5. 定值图 2-2-5-1

9、 7741 icd 导入数据库后的定值 同期功能检压差定值,其 mms 引用路径为: PRS7741/PORT/RSYN1$SG$DifV$setMag$fPRS7741 : IEDName ； LD 表示保护 PORT, LDName : PORTRSYN1 : LNCIass+ 序号 In st,即卩 RSYN+1 , RSYN 表示同期数据；SG:功能约束SG;DifV : DOName ，表示压差；SetMag$f : DAName ，对于浮点数值型定值、投退型、整型数值定值，此处不同，浮点数值型 定值为 setMag$f ，投退型定值以及整型数值型定值为 setVaI。icd中LD下

10、面数据集定义 dataSet的内容如图 2-2-4-2 :图 2-2-5-2 icd 定值数据集定义icd 中 LN 下面实例化后的定值数据内容如图 2-2-4-3:图 2-2-4-3 定值数据实例2.2.6. 软压板信号软压板信号在 icd 里面作为可遥控的遥信信号,比较特殊的一点是:其 InCIass 就是 LLN0 逻辑 设备 0.如图 2-2-6-1 和 2-2-6-2图 2-2-6-1 软压板信号数据集定义图 2-2-6-2 软压板信号实例2.3.报告控制块 ReportControI遥测、遥信、软压板、保护事件信号等都有对应的报告控制块。 以遥信为例,首先找到对应的数据集定义,即可

11、找到对应的 ReportControI ,如图 2-3-1.图 2-3-1 报告控制块buffered :是否缓存，true为缓存报告，即 BRCB ； false为非缓存报告，及 URCB。一般遥测、 遥脉为非缓存,遥信、事件为缓存。name：报告控制块名称。rptID :报告控制块 ID。TragOps :触发条件，目前未解析。OptFields ：选项域，目前未解析。RptEnabled :当有这一项时，表示为带实例号使能；无这一项时，表示不带实例号使能。24 GOOSE空制块 GSEControl图 2-4-1 GOOSE 控制块通过 GOOSE 空制块中的 datSet 可找到哪个数

12、据集下面的信号可用于五防联锁，当现场要求间 隔层 GOOSE 五防联锁功能时， 遥空对应的设备状态遥信必须选用 GOOSE 空制块对应的数据集 定义的遥信。进一步观察，可发现，实际上对于 7741 ，双点遥信下的信号与 GOOSE 空制块五防联锁数据集 定义的信号是相同的信号。如图 2-4-2.图 2-4-2 五防联锁信号2.5. 定值空制块 SettingControl定值空制块里面描述了 icd 里面的当前定值区及定值区的数目。 定值空制块 2-5-1 图3. mms 抓包此处以东土交换机为例，介绍如何设置端口镜并利用 ethereal 抓 61850 报文。其他型号交换机见工程部总结文档

13、。3.1.端口镜像设置图 3-1-1 东土交换机登陆用户名输入 admin，密码也为 admin，登陆后点击 Advaneed Setting .图 3-1-2 东土交换机登陆后界面 然后点击 ?图 3-1-3 东土交换机端口镜像图 3-1-4 端口镜像设置这里的 Monitoring Port 指的是用来监空的端口，这里不能设置此时笔记本网线正接上的端口。 比如此时笔记本网线接的端口为 PORT10 ，设置的 Monitoring Port 为 PORT14 ；Monitored Port 指的是被监视端口，也就是装置所接的端口，现场可设置除镜像口之外的其他所有端口。设置好后点击 Apply

14、 即可完成端口镜像设置。完成设置后需要将笔记本网线接到刚才设置的 Monitoring Port ，被监视的装置接到 Monitored Port ， 然后就可以利用 61850 报文分析工具进行抓报文了。3.2.Ethereal 抓包设置打开ethereal后选择 Capture f Options，进入图 3-2-2界面.图 3-2-1Interfaee 为网口选择， 当选中正确的网卡后， 下面的 IP address 也同时正确显示。 右下角的 Display Options 和 Name Resolution 建议都如图设置。设置完毕，点击 Start 按钮即可开始抓包。图 3-2-2

15、 抓包设置3.3.报文过滤图3-3-1报文过滤示例报文过滤示例说明： 序号过滤示例意义解释1或171的报文显示ip为1332mms报文显示源发IP为3 133的 报文为133的4 mms显示目标IP报文也属报文， mms133 显示ip为的tcp 5报文。于tcp4. mms报文解析报文进行简单分析。mms此处仅以后台为例对.61850通讯的流程如下：建立TCP连接-mms初始化-建立报告控制块（ RCB ）使能-总召唤-装置主动上送报告（周 期/变位）；如果有遥控或者召唤/修改定值的命令，则走命令报文流程。4.1.建立TCP连接图4-1-1建立TCP连接第一步：后台向装置请求请求建立 TCP

16、连接（SYN ）,源端口 Src Port为随机生成，目标端口Dst Port固定为102 （装置方端口）。第二步：装置回复 ACK确认，同时也向后台请求建立 TCP连接（SYN ）。第三步：后台回复 ACK确认。至此，TCP三步握手就完成了。第四步：后台请求建立 TP0层的连接（相当于建立 mms的连接），发送CR （ Protocol为COTP ）。 第五步：装置回复 TP0层连接建立确认。至此，后台与装置之间的 TCP连接就建立完成了，如果没有建立 TP0层连接，将无法进行 mms初始化。4.2.关闭TCP连接至此TCP连接已关闭。此外，后台可发送 RST单方面关闭TCP连接，发送RST

17、可以带ACK也可以不带ACK，RST 不需要收到对方确认，如图 4-2-2.图4-2-2 RST关闭TCP连接4.3.mms初始化图4-3-1 mms初始化.服务类型。mms客户端（后台）所支持的 61850表明了.图4-3-2装置响应mms初始化装置响应 mms初始化如图3-3-2, Services supported called表明了装置所支持的 mms服务类型。MMS PDU SIZE:8192，后台为65435，后台和装置约定二者之间最小者为 mms 帧报文的最大长度。4.4.报告使能报告使能的流程为：将报告使能置为 falser设置报告参数t将报告使能置为 true 发送总召唤报

18、文。4.4.1.正常使能过程1） 第一步：将 RptEna 置为 FALSE，如图 4-4-1-1如果是遥测等 URCB的使能，则 BR变为RP。图 4-4-1-1 写 RptEna 为 FALSE装置回复写成功，如图 4-4-1-2.图4-4-1-2写FALSE成功2） 第二步：设置报告参数，如图 4-4-1-3图4-4-1-3设置报告参数RptID :此处写入的RptID与后续装置上送的报告里面的 RptID完全相同。IntgPd :周期上送时间，目前 7000后台默认URCB和BRCB都为1分钟。即使能成功后，装置每个1分钟上送一次报告，传送原因为周期上送。OptFlds :选项域，共1

19、0位。61850客户端设置装置上送的 mms报告中应该包含哪些内容，此处的设置与后续报告中的内容匹配。比如要求装置上送报告时标、传送原因等。TrgOps :触发条件，共6位。61850客户端设置装置在哪些情况下应该触发上送 mms报告。含序号含义0位保留数据变化位12品质变化位 位3数据更新4位完整性周期 位5总召唤TrgOps与后续报告中的传送原因一一对应，目前 7000后台要求装置位1位5的5种情况都要上送报告。3） 第三步：将 RptEna置为TRUE，如图4-4-1-4图 4-4-1-4 写 RptEna 为 TRUE装置回复写成功后，该报告的使能就建立了。4） 第四步：三步之后，实际

20、上使能就成功了。使能成功后，后台发送总召唤命令，召唤报告的初始状态，如图 4-4-1-5图4-4-1-5总召唤GI表示总召唤。装置回复写成功后，紧接着上送 mms报告，传送原因为总召唤，如图 4-4-1-6. 图4-4-1-6装置上送总召报告备注：在第二步设置报告参数中，写 OptFIds和TrgOps时有时会遇到失败的情况，这种情况不影响使能的建立和报告的上送。4.42 使能失败情况4-4-2-1.就失败，如图 FALSE置为RptEna第一步1).图4-4-2-1第一步使能失败上图中错误码为10,。错误码具体含义如下：现场一般情况岀现的原因码多为 2和10错误码含义0目标无效。1硬件故障。

21、临时不可用的。一般是因为已经有相同实例号的 2冲突导致。3被目标拒绝。 目标未定义。45无效地址。 6类型不支持。 类型不匹配。7目标属性不一致。8权限不足。9目标对象不存在。使能时，两种情况：一是因为导入后台的不一致导致,此时所有的报告都会使能失败； 二是报告使能路径错误， 装置认为不存iedName10以前的程序，使能早期 130901在。例如对于7000后台默认带实例使能，装置不支持带实例使能，装置认为使能路径错误，最新 该问题。客户端与装 置建立了使 能，从而实例号 61850300Gicd装置的遥测文件与装置内部iedNam报告时，后URC标准程序已处7000写第一步就失败时，报告无

22、法建立使能， 装置将不会上送任何报告。2)第二步设置报告参数时失败。写OptFIds和TrgOps时有时会遇到失败的情况，这种情况不影响使能的建立和报告的上送，一 般情况也不会影响 mms报告的解析。写RptID失败时，装置也会上送 mms报告，但mms报告中的RptID与写使能时后台写入的 RptID不一致，导致后台无法解析 mms报告，信号无法上送后台。对于部分外厂家装置，写 RptID失败的情况可能存在，此情况责任在于装置；按照 61850规范RptID必须支持写入。4.5.遥测报文遥测信号以mms报告方式上送。4.5.1.遥测报文结构遥测报文结构如图 4-5-1-1OptFIds选项域

23、共10位，从左到右依次为第 0位到第9位，含义如下:序号含义保留0位顺序号位1报告时标2位传送原因位3位 数据集名称4弓|用mms数据 位5缓冲区溢岀标志 位6EntrylD条目标识位7. 8位配置版本分段9位装置上送的OptFIds与写使能时写入的值相同， 目前7000后台对于遥测 URCB报告，固定将第1、3、4、5、8 位写为 1.TrgOps :触发条件，即报告中的传送原因，从做导游依次为第 0位到第5位，含义如下：.序含保数据变品质变数据更新3位4位完整性周期位总召唤54.5.2. 遥测报文与icd和数据库遥测信号的对应第一步：根据报文里面的 RptID，UR表示URCB，般为遥测、

24、遥脉数据。根据 urcbAin找到icd 里面对应的 ReportControl，如图 4-5-2-1图 4-5-2-1第二步：根据 ReportControl找到对应的dataSet数据集定义，数据集名称为 dsAin，再根据 BITSTRING 位串里面找到值为 1的位置，可核对数目为 66个，根据位置，找到对应的信号。比 如第3个信号，如图4-5-2-2图 4-5-2-2根据lnClass、lnlnst、doName、daName，可找到实例化的遥测数据，如图 4-5-2-3.图 4-5-2-3第三步：根据图4-5-2-2或4-5-2-3对比数据库遥测信号的 mms引用，均可以找到是数据

25、库中第几个信号，如图 4-5-2-4.O图 4-5-2-4BITSTRING中的1的数目，与后面的数据引用、值、传送原因的数目相同，且顺序是一一对应 的。4.5.3. DO模式遥测报文结构前面所述的遥测报文均为 DA模式，DO模式遥测与DA模式的遥测在icd和报文上都有区别：1)icd文件的区别：如图 4-5-3-1所示图 4-5-3-1DO模式和DA模式数据库中遥测信号基本无区别。模式数据库遥测信号模式与 DA图4-5-3-1 DO4 -5-3-3DO模式遥测报文结构如图 2) 4-5-3-2 DO模式遥测报文图 46 遥信报文遥信数据以mms报告方式上送。4.6.1.遥信报文结构遥信报文结

26、构如图 4-6-1-1位，含义如下：9位到第0位，从左到右依次为第 10选项域共OptFIds序号含义0位保留1位顺序号2位3位报告时标传送原因4位数据集名称位5引用数据mms位6缓冲区溢出标志7位EntryID条目标识8位配置版本9位分段装置上送的OptFIds与写使能时写入的值相同， 目前7000后台对于遥信 BRCB报告，固定将第1、2、3、4、5、6、7、8 位写为 1.TrgOps :触发条件，即报告中的传送原因，从左到右依次为第 0位到第5位，含义如下:序号含义位01位2位 3位4位保留数据变化品质变化数据更新完整性周期位总召唤5品质q：报告的品质，正常情况品质位全为 0，当不为0

27、时，可能导致无法解析报告 。从左到右依次为第0位到第12位，含义如下：序号含义位0位1值00:好，01:非法，10：保留，11:可疑2位r时表示溢岀1值为3位1值为时表示超岀量程4位值为1时表示无效引用位5r值为1时表示振荡6位时表示故障1值为位71值为时表示旧数据值为1时表示数据不一致 8位10位时表示测试状态值为1值为 时表示数据不准确 1位9 0表示过程1表示数据来源，值为表示取代，为位11值为1时表示操作员闭锁 位124.62 遥信报文与icd和数据库遥信信号的对应第一步：根据报文里面的 RptID，BR表示BRCB，般为遥信、事件数据。根据 brcbDin1找到icd 里面对应的 R

28、eportControl，如图 4-6-2-1.如果icd里面有相同的brcbDin，同时报告中又没有上送数据集名称和数据引用时，可根据使能 报文里面写入BR02_brcbDi n101时确定是哪个报告控制块。4-5-2-1图第二步：根据 ReportControl找到对应的dataSet数据集定义，数据集名称为 dsDin1，再根据BITSTRING位串里面找到值为 1的位置，可核对数目为 80个，根据第3个位置，找到对应的信 号。如图4-6-2-2图 4-5-2-2根据In Class、InIn st、doName、daName，可找到实例化的遥信数据，如图 4-6-2-3.图 4-5-2

29、-3第三步：根据图4-6-2-2或4-6-2-3对比数据库遥测信号的 mms引用，均可以找到是数据库中第几个信号，如图 4-6-2-4.O图 4-6-2-44.7.遥控/遥调报文4.7.1.遥控流程目前我司61850客户端采用的控制类型主要有两种： 增强安全模式的操作前选择控制 （对应数据库里面的普通遥控），正常安全模式的直接控制（对应直控模式，如装置复归遥控） ；对应的DAName 均为 SBOW。增强安全模式的操作前选择控制流程： 获取遥控参数-装置回复遥控参数-后台发送遥控选择命令（SBOw ）-装置回复写数据成功-后台发送遥控执行命令（ Oper）-装置回复写数据成功-装置上送遥控操作

30、结束的报告； 后台启动后第一次遥控时， 将获取遥控参数，当后续再次遥控同一个遥控或者具备相同 IEDName+LDName+l nClass 的遥控时，将省略前面两步。如图 4-7-1-1,遥控的 PRS7741CTRL/TYXGGIO4 相同。图 4-7-1-1正常安全模式的直接控制（直控模式）流程：与增强安全模式的操作前选择控制类似，但无遥 控选择过程，直接发送遥控执行命令。4.7.2.遥控报文结构4.7.2.1.获取遥控参数后台发送 Conf Request: GetVariableAccessAttributes 获取装置遥控参数，如图 4-7-2-1-1.图4-7-2-1-1后台获取遥控参数装置回复 Conf Response : GetVarAccessAttributes 响应遥控参数。如图 4-7-2-1-2图4-7-2-1-2装置响应遥控参数origin :表示控制命令发岀者， 包含两个成员，orCat和orldent。orCat表示控制命令来源的类型，比如是有后台还是测控装置发起的遥控。后台获取遥控参数的目的 ：是根据装置响应的遥控参数，以决定下一步后台发送的遥控报文里面包含的内容，如图4-7-2-1-2表明，装置要求后台发送的遥控报文里面包含 ctVal、origin(orCat、orldent )、ctINum、T、Test、check。4.7.22遥