M8100报文分析记录及故障录波装置使用说明书.docx

1、M8100报文分析记录及故障录波装置使用说明书M8100报文记录分析及故障录波装置使用说明书广州思唯奇计算机科技有限公司目录第一章 产品介绍一.1 概述随着IEC61850标准的推行，数字化变电站相关技术日益完善，数字化变电站已经进入了大规模实用阶段。在数字化变电站中，采用数字传输技术替代了常规变电站中沿用多年的模拟量传输，完成变电站各IED设备之间的实时信息交换，为实现数据共享和设备的互操作性提供了必要的技术基础。在数字传输的技术条件下，由于传统的故障录波装置已不能满足变电站日常运行、管理的需要，因此迫切需要新的通信分析工具对数字化变电站的通信报文（GOOSE、MMS、SV等）进行记录、分析

2、、录波。M8100报文记录及故障录波装置是针对数字化变电站网络通信报文实时记录、分析、录波的专用工具。它采用嵌入式多核网络处理器、8GB DDR2内存、8个1000Mbps监听端口、支持50TB扩展存储容量。强大的硬件平台和极强的数据处理能力，能对数字化变电站中的GOOSE报文、MMS报文和SV采样值报文进行实时记录、分析、录波，并以图形化的界面向用户实时展示分析结果，使不可见的网络通信过程能形象、生动的展示给用户，使用户能及时、形象的了解网络的通信状态。一.2 产品特点 技术先进：产品基于IEC61850通信规约平台开发，结合目前先进的网络传输及数据存储技术，参与广东电网公司电力调度通信中心

3、的科技项目，被南方电网专家组评定为国际领先技术； 64位多核网络处理器：产品采用嵌入式64位多核网络处理器能快速、高效的处理各类监听报文； 高网络带宽：产品具有8个100/1000Mbps网络端口，64MB/s报文实时分析处理能力； 大容量存储：产品采用12Gb/s的串行SCSI（SAS）接口，支持50TB的存储容量，能海量存储各类监听报文； 易操作性：采用人性化设计，提供图形化的监控界面，操作维护直观简单，设备性能强大，设备少，结构简单，提高了系统稳定性，减少故障率。 录波功能强大：暂态录波可配置的SV模拟量通道不小于256路，GOOSE开关量通道不小于512路。一.3 技术参数型号M810

4、0报文记录及故障录波装置处理器64位多核网络处理器内存DDR2-800MHz，8GB(最大)CF卡4GB，最大支持64GB存储系统配置1：2个SSD硬盘，最大支持512GB容量，适用于GOOSE报文和MMS报文存储。配置2：1个SSD硬盘+1个SAS扩展卡，SAS扩展磁盘最大支持50TB存储容量。SSD硬盘可用于GOOSE报文和MMS报文存储，扩展磁盘可用于采样值报文存储。网络接口8个本机网络接口，可扩展至192个，可选配：电口：10M/100M/1000Mbps 自适应光口：ST/LC/FC/SC 100M/1000Mbps处理能力64MB/s管理端口2个10/100Mbps电口USB 2.

5、0接口2个RS232接口1个工作温度-2570工作湿度595% R.HMTBF100000小时电源规格110V/220V直流电源或100240V，5060Hz 交流电源外观尺寸2U高度、360(D)435(W)89(H) mm一.4 应用方案一.4.1 GOOSE、MMS分析方案 GOOSE报文实时分析：将监听端口接入GOOSE组播域即可； MMS报文实时分析：站控层交换机将MMS报文复制到镜像端口即可； 无丢失实时记录全部GOOSE、MMS通信报文； 图形化展示报文的实时分析结果； 对GOOSE、MMS通信异常进行实时预警； GOOSE、MMS采用M8100报文记录及故障录波装置内置硬盘进行

6、存储，存储时间不少于3个月。一.4.2 GOOSE、MMS、SV分析方案 GOOSE报文实时分析：将监听端口接入GOOSE组播域即可； MMS报文实时分析：站控层交换机将MMS报文复制到镜像端口即可； SV报文实时分析：将监听端口接入SV组播域即可，如果SV报文采用点对点方式，可通过交换机先将SV报文汇聚然后接入监听端口； 无丢失实时记录全部GOOSE、MMS、SV通信报文； 图形化展示报文的实时分析结果； 对GOOSE、MMS、SV通信异常进行实时预警； 可实时分析80个间隔的SV报文； GOOSE、MMS采用M8100报文记录及故障录波装置内置硬盘进行存储，存储时间不少于3个月； SV报文

7、采用M8100报文记录及故障录波装置的外接存储单元进行存储，存储单元支持50TB的存储空间，80个间隔的SV报文能存储14天。第二章 设备安装说明二.1 使用环境1. 外部空气温度最高温度：70最低温度：-252. 最大相对湿度：95%3. 海拔高度：5000m4. 地震烈度：8度水平加速度：0.25g垂直加速度：0.125g5. 防护等级：IP40二.2 供电电源交流电压：220V（90VAC275VAC）频 率：50Hz（频率47.5Hz52.5Hz）直流电压：220V（87.5VAC250VDC）二.3 设备安装M8100报文记录及故障录波装置采用机架式设计，高度为2U，可安装在标准19

8、英寸机柜内。M8100报文记录及故障录波装置机箱结构图及平面开孔图如下：机箱正面结构及开孔尺寸图机箱背面结构及开孔尺寸图设备安装说明：1、 打开包装后，将设备取出，安放在支架或平台上，并用螺丝固定在机柜上；2、 检查电源回路，将电源插头插上并缩紧螺丝；电源插头接线说明见下图：3、 将被监听网络连接至监听端口，M8100报文记录及故障录波装置提供8个1000Mbps网络监听端口，可根据实际情况选配RJ45电口或光口，光口可选择ST、SC、FC等接口类型；4、 接通电源，“运行”LED灯变为绿色后表明系统已正常运行，设备硬件安装完毕。二.4 设备组屏安装1. 外形尺寸：1) 2260mm800mm

9、600mm（高宽深）2) 2260mm800mm800mm（高宽深）3) 2360mm800mm600mm（高宽深）4) 按用户要求定制。2. 颜色：按用户要求定制。3. 组屏效果图第三章 硬件使用说明三.1 外观说明三.1.1 设备正面说明说明：1 2.4寸液晶显示屏2 LED指示灯3 RS232调试串口三.1.2 设备背面说明说明：1 SAS扩展卡，可外接存储单元；2 2.5寸硬盘；3 电源接口；4 监听端口，可选配RJ45电口或光口（ST、SC、FC）；5 监听端口，可选配RJ45电口或光口（ST、SC、FC）；6 USB接口；7 CF卡，设备的系统盘；8 2*100Mbps管理端口。三

10、.2 液晶屏显示说明M8100报文记录及故障录波装置提供2.4寸触摸液晶屏供用户了解设备的运行状态，见下图：标题栏显示当前的系统时间；标题栏下面显示设备安全运行的时间以及管理端口的IP地址；告警共分为磁盘故障、附件故障、监听异常三种告警，正常情况下指示灯为绿色，如果有故障，对应的指示灯会转为红色并闪烁。设备告警后，按可复归并消除指示灯闪烁；状态栏显示当前装置的服务器应用程序版本。三.3 LED指示灯说明M8100报文记录及故障录波装置提供了“运行、告警、网络、磁盘、风扇、对时”等共六个LED指示灯，见下图：运行：设备正常启动后，“运行”指示灯将亮绿色并闪烁；告警：设备发生故障或异常时，“告警”

11、指示灯将亮红色并闪烁；录波：“录波”指示灯亮绿色并闪烁时，表示设备正在录波中；对时：“对时”指示灯亮绿色并闪烁时，表示设备在在与外部时钟源进行对时。第四章 软件使用说明四.1 软件安装及登陆说明四.1.1 软件安装四.1.1.1系统配置要求运行操作系统：Windows2000、Windows XP、Windows7硬件最低配置：CPU：800MHz、内存：512M、硬盘：2G、显示器分辨率：1024768四.1.1.2软件安装1. 双击安装文件，点击“接受”即可进行下一步安装；如下图：2. 选择安装目录后，点击“安装”即可自动完成软件的安装程序；在安装结束后会提示安装WinPCap，如需要在本

12、机进行实时分析功能（将本机作为监听装置），请选择安装。如果直接管理、展示M8100的监听报文，那么可以不安装。安装完成后，系统会自动在桌面生成快捷方式，双击快捷方式即可运行软件。四.1.2 软件登录双击桌面的“数字化变电站报文监听预警系统”图标，即可运行软件，软件的登录界面如下图：在“服务器IP”文本框中可下拉选择或直接输入M8100的管理口IP地址，然后点击“登录”按钮即可进入软件的监控界面。注：软件在安装时会将服务器与客户端同时安装到PC机，如果只监听分析本机所在网络上的报文可在系统登录时将服务器IP指定为localhost（默认），否则需在登录时填写M8100的管理口IP。四.1.3 站

13、点设置向导用户第一次登录软件时，会弹出站点设置向导并帮助用户完成站点配置。1. 设置站点名称在“描述”文本框中设置站点的名称或相关描述，如下图：2. 添加SCD/CID文件站点名称设置完成以后点击“下一步”，可为站点添加SCD/CID文件。用户可以点击“添加SCD”按钮来设置站点的SCD/CID文件。如下图：SCD/CID文件添加完成后，如下图：窗口的上面为站点已添加的SCD/CID文件列表，下面为IED设备列表，在IED设备列表中，用户可以修改IED设备的描述信息，也可勾选“是否可见”来设定IED设备是否在监控界面上显示，同时允许用户设定IED设备的站控层A、B网IP地址。A、B网IP地址主

14、要是用于关联MMS连接与IED设备的对应关系。3. 监听网络设置SCD/CID文件添加以后，点击“下一步”进入监听网络设置，如下图：M8100报文记录及故障录波装置自带有p1p8共8个监听端口，用户可根据变电站网络的划分情况在相应的文本框中对网络进行描述（如：110KV过程层A网，监控MMS 网等），同时根据报文的接入端口勾选相应的监听端口。如果用户没有填写网络名称，系统会自动填写为网络1、网络2等的默认网络名称。如果用户没有划分任何网络，点击完成配置后，系统会进入离线报文分析界面。点击“完成配置”按钮即可进入系统主界面。四.2 软件界面操作说明四.2.1 软件主界面说明软件的主界面如下图所示

15、：1 IED设备列表窗口2 报文分析窗口3 菜单及工具栏四.2.2 IED列表操作说明IED列表采用监听网络-IED设备-报文链路的树状多级结构来组织显示被监听IED设备，如下图：第一级显示当前站点的监听网络信息，监听网络信息可在“站点管理”-“网络划分”中配置。第二级显示该监听网络下的所有IED设备信息。第三级显示IED设备所包含的GOOSE链路、MMS连接、SV链路信息。IED列表提供灵活快捷的多条件组合来快速定位IED设备并查看报文。1. 组合框筛选IED列表可以通过监听网络、报文类型等条件进行IED设备筛选。如：勾选A网和GOOSE，则在IED列表中只会显示A网中GOOSE报文的IED

16、设备。2. IED筛选在“IED筛选”的文本框中输入要查找的IED设备或关键字，可快速筛选相关设备。如下图：该例中只显示了IED设备名称中包含了“变高”关键字的IED设备。注：IED筛选可以与组合框筛选配合使用。3. 功能菜单说明点击IED设备列表中“功能菜单”可展开下拉列表，如下图：只显示有链路的IED选择后在IED列表中只显示有链路（包括GOOSE、MMS、SV链路）的IED设备，否则显示所有的IED设备；展开所有节点点击可展开显示所有IED设备的报文链路；收缩所有节点点击可收缩所有IED设备，只显示监听网络；四.2.3 报文分析窗口操作说明报文分析窗口包括告警/动作信息分析窗口、流量统计

17、分析窗口、GOOSE报文分析窗口、SV报文分析窗口、MMS报分分析窗口、OTHER报文分析窗口、历史报文查询等七个页面。四.2.3.1告警/动作信息分析界面中第一个页面为告警/动作信息，显示的是整个站中所有的告警和动作信息，包括GOOSE动作，GOOSE序列跳跃、序列逆转、状态跳跃、状态逆转、状态虚变、断链、配置不符、重复报文，MMS断链、SV断链、丢点、不同步、品质变化，广播风暴，流量异常等。最新的工作/告警信息排在最上边。相关告警信息含义如下：广播风暴：网络由于网卡故障或形成环路，从而使大量重复的多播报文在网络中存活，雪崩效应导致网络有效带宽被完全占用，形成网络阻塞的现象；流量异常：网络中

18、多播报文的流量超过了正常的阀值；序列逆转：IED链路中后一条报文的状态计数（stNum）和前一条报文的状态计数（stNum）相同但序列计数（sqNum）比前一条报文的序列计数（sqNum）值小且前一条报文的序列计数（sqNum）不等于0xFFFFFFFF；状态逆转：IED链路中后一条报文的状态计数（stNum）比前一条报文的状态计数（stNum）小，且前一条报文状态计数（stNum）不等于0xFFFFFFFF；状态虚变：IED链路中状态计数（stNum）发生变化但数据集未发生变化或数据集发生变化但状态计数（stNum）未顺序增加；序列跳跃：IED链路中后一条报文的序列计数（sqNum）减去上一

19、条报文的序列计数（sqNum）大于2。重复报文：同一个IED链路收到连续两条报文的状态计数（stNum）和序列计数（sqNum）都相同；状态跳跃：IED链路中后一条报文的状态计数（stNum）减去上一条报文的状态计数（stNum）大于2。配置不符：报文内容与SCD、CID文件中的内容不符合。如：报文的到达时间不在SCD中指定的范围内；报文的APPID与SCD中指定的APPID不一致；报文的数据集条目数与SCD中的数据集条目数不一致等。GOOSE断链：在GOOSE报文的两倍到达时间（2 TTL）内没有新的GOOSE报文到达；品质变化：9-2采样值链路中应用协议数据单元（ASDU）数据项的品质与上

20、一个应用协议数据单元（ASDU）数据项的品质不一致。丢点：采样值链路应用协议数据单元（ASDU）中的采样计数与上一个应用协议数据单元（ASDU）的采样计数不连续SV断链：在采样值报文的两倍到达时间（2 1/采样频率）内没有新的采样值报文到达；四.2.3.2网络流量统计四.2.3.2.1 流量统计显示当前所有网络及网络下的GOOSE、MMS、SV、OTHER报文的数目、报文总大小、报文速率、报文流量信息。对于实时界面，程序会每2秒刷新一次。四.2.3.2.2 历史流量统计与分析历史流量统计与分析。可以按照所给的时间段，按照1s或0.1s的时间间隔分析该段时间的GOOSE、MMS、SV、OTHER

21、报文的流量统计曲线图。下图显示的是按照0.1秒的流量统计图：按秒（s）统计的流量图如下：四.2.3.3GOOSE报文分析窗口操作说明GOOSE报文分析窗口包括GOOSE链路、动作信息、告警信息、报文信息四部分。如下图：四.2.3.3.1 链路列表链路列表列出所有的GOOSE链路信息，包括链路的名称、APPID、报文数、报文总大小、速率、连接状态等信息。其中连接状态信息中，绿色标识表示该链路处于连接中，而一旦系统收不到该链路的报文，则系统会用红色标识表示该链路处于断开状态。如下图：四.2.3.3.2 动作信息GOOSE动作信息列表中实时记录了被监听的GOOSE报文的动作信息。如下图：动作信息记录

22、的内容包括：捕获时间（北京时间）、描述、发生设备、订阅者和来源（对于实时界面其为子网信息，对于历史报文查询和离线解析界面，其为打开的报文文件名称）。 “动作过滤”提供提供事件信息的快速过滤功能，在文本框中输入动作描述，按确认或点击，可以快速过滤该关键字的所有动作信息。在表中双击动作信息，会在历史报文查询中查询该报文所在的报文文件，以便进行详细的分析。四.2.3.3.3 告警信息告警信息记录的内容包括：捕获时间、描述、告警类型等。如下图：四.2.3.3.4 报文信息报文信息窗口以表格的方式实时动态的展示监听到的GOOSE报文，如下图：报文列表提供的内容包括：GOOSE报文捕获时间、时间间隔（毫秒

23、）、状态计数、序列计数、告警信息、源MAC地址、目的MAC地址、VLAN标识、长度、控制块引用、生存时间（ms）、GOOSE应用标识、数据条目、来源等。点击任意一条GOOSE报文可以查看该报文的详细信息与分析。四.2.3.4MMS报文分析窗口操作说明MMS报文分析窗口包括MMS链路列表、MMS报文信息。如下图：四.2.3.4.1 链路列表MMS链路列表以表格的方式显示所有MMS链路连接状态、设备IP、后台IP、子网、报文数、报文总大小、报文速率、报文流量等信息。四.2.3.4.2 报文信息MMS报文列表以表格的方式显示被选择的IED设备的MMS报文，如下图：MMS报文列表显示的内容包括：MMS

24、报文的捕获时间、发送方、接收方、PDU类型、操作类型、调用ID和报文长度。如果MMS报文发送方是后台，则在MMS列表中用蓝色显示该报文。选择任意一条MMS报文，可查看该MMS报文的详细信息。四.2.3.5 SV报文分析窗口操作说明SV报文分析页面包括SV链路列表、波形图、相位监视、离散度统计、告警信息、报文信息六部分。如下图：四.2.3.5.1 链路列表SV链路列表以表格的方式显示所有SV链路连接状态、名称、APPID、子网、报文数、报文总大小、报文速率、报文流量等信息。连接状态为断开的链路，程序会以红色标识区别。四.2.3.5.2 波形图SV波形图从SV报文中提取电流、电压的有效值，并实时描

25、绘采样值波形曲线，如下图：实时分析时，曲线图只显示波形，不会进行详细的分析。离线分析时，曲线图允许查看任意点的实时值、有效值、相角以及波形的最大值、最小值。如下图：四.2.3.5.3 相位监视相位监视以图形的方式实时显示被选择SV链路的当前的有效值和相对相角值，如下图：对于系统无法自动识别相位的链路，也可以手动设置链路的通道的相位信息，如下图：设置完成点击关闭，相位图会根据设置刷新。四.2.3.5.4 离散度统计离散度统计图统计了SV报文实际到达时间与理论到达时间的偏差，通过统计图可以判断网络通信状态的好坏，如下图：如果SV报文到达时间偏差过大，说明网络的延时比较大，通信状况较差。理论上来说与

26、标准时间间隔（如上图250us）相差在010us即时间间隔在240260us是比较理想的。四.2.3.5.5 告警信息SV告警信息列表以表格的方式展示了SV的告警信息，如下图：SV告警信息列表展示的内容包括：SV告警的捕获时间、告警类型、数目（该类型SV告警出现的次数）、SV告警描述和发生SV告警的链路。对于大量重复的SV告警信息会在数目列中显示该类型告警重复出现的次数。四.2.3.5.6 报文信息对于实时界面，由于SV报文流量很大，因此默认情况下不实时动态显示SV报文条目。需要显示SV报文时，先选择要查看的SV报文链路，然后点击“抓取报文”，系统会抓取当前时刻的200条SV报文，如下图： 对

27、应离线界面，系统会采取分页显示的方式，每页1000条报文，按照时间进行排序，最新的报文显示在上面。SV报文列表显示的内容包括：报文的捕获时间、ASDU数目，采样计数、报文长度、时间间隔等信息。选择任意一条SV采样值报文，可查看SV报文详细信息。四.2.3.6 OTHER报文信息选择OTHER页面后，实时界面会自动刷新当前收到的OTHER报文，对于离线界面，系统查询出离线文件中的所有OTHER报文，并以分页的方式显示在界面中。如下图：报文信息显示的内容包括：报文的捕获时间、源MAC地址、目的MAC地址、长度、VLAN ID等信息。选择任意一条报文，可查看该报文详细信息。四.2.3.7历史报文查询

28、历史报文查询页面查询给定时间段的所有报文信息，如下图：历史报文查询功能可根据分析仪、网络、报文类型、时间段等条件进行组合查询。报文的查询结果返回在历史文件列表中，选择相应的历史报文（可点击“全选”按钮全选或按Ctrl键多选），选择报文后，可下载报文或进行离线分析。下载文件：点击“下载文件”按钮，然后选择保存路径和文件名，点击保存即可。离线分析：点击“分析”按钮，可打开报文分析窗口进行离线分析。离线分析窗口与实时分析窗口一致。四.3 功能菜单操作说明系统的功能菜单包括文件、站点管理、系统设置、故障录波、帮助五个部分。四.3.1 文件菜单操作说明“文件”菜单功能提供历史报文导入，对历史报文进行离线

29、分析的功能。四.3.1.1导入历史报文系统可以打开本地存储的*.pcap文件。点击“文件”“打开报文文件”可打开报文文件导入窗口，如下图：选中要打开的报文文件（可多选），点击打开按钮，可打开报文分析窗口进行离线分析。离线分析窗口与实时分析窗口一致。四.3.2 站点管理菜单操作说明站点管理菜单包括IED信息维护、网络划分、SCD更新、SCD链路列表等内容。四.3.2.1IED信息维护点击“站点管理”“IED信息维护”菜单可打开IED信息列表窗口，如下图：IED列表显示从当前站点的SCD文件中解析出来的所有的IED设备列表，用户可以根据实际情况修改IED设备的描述名称、A网IP地址、B网IP地址和

30、选择是否在软件主界面的IED列表中显示该设备。四.3.2.2网络划分网络划分菜单可对装置监听端口的配置情况进行管理，如下图：四.3.2.3SCD更新SCD更新菜单可对当前站点的SCD文件进行更新或导出SCD文件，如下图：四.3.2.4SCD链路列表SCD链路列表可以查看SCD中的所有GOOSE链路、GOOSE数据项、SV链路、SV通道信息，如下图：四.3.3 系统设置菜单操作说明系统设置菜单中可以进行告警信息设置、系统参数设置和监控后台信息设置。四.3.3.1告警信息设置告警信息设置菜单中可以选择屏蔽相关的告警信息，使其不在软件主界面上的相应告警页面中显示该类告警信息，如下图：告警信息列表中罗列了系统所有的告警类型，用户可以根据需要勾选不需要显示的信息类型，选择完成后，点击确定按钮即可完成设置，相关的告警信息将不会在软件的主界面上中显示。四.3.3.2系统参数设置系统参数设置如下图：流量异常的报文速率阀值：可以设置网络中报文流量的阀值，当网络报文流量大于所设置的值时，系统会产生网络报文流量异常的告警信息。广播风暴阀值：可以设置广播风暴的阀值，当网络中每秒的报文数量大于所设置的数目时，系统会产生广播风暴的告警信息。报文存储目录：可以根据实际情况选择