模型及报文分析[汇 .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 实施规范名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页,共 40 页 -目录1、文件类型 .31.1 ICD/CID 文件结构.3 2 模型验证.33、IED 配置.43.1 IED和 LD(Logical Device)相关信息 .4 3.2 逻辑节点LN(Logical Node).5 3.3 数据 DO(Data Object)及数据属性DA(Data attribute).7 3.4 数据集:DOI/DAI 的集合 .10 3.5 报告
2、控制块ReportControl:.11 4 如何抓包 .124.1 抓包工具.12 4.2 抓包方法.12 4.3 分析举例.12 5、MMS 报文简析 .165.1 初始化相关 .16 5.2 报告相关.21 5.3 录波相关.29 5.4 控制相关.32 5.5 定值相关.35 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页,共 40 页 -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
3、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。1.1 ICD/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。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页,共 40 页 -3、IED 配置IEC61850 模型总体
4、-模型的分析Physical Device(network address)Logical Device MMXU1MMXU3DODALogical NodesDADODADODAMMXU2DODADA注:本部分示例大部分取自培训资料包中的CSC326DES1.cid。3.1 IED 和 LD(Logical Device)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
5、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MST 61850 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:sclMaxLeafNum IS TOO SMAL 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页,共 40 页 -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 6、61850 实施规范中规定的LD 命名原则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
6、 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。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:CSC326DE
7、LD0/GGIO2 LD 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(模型文件中名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页,共 40 页 -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 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页,共 40 页 -3.3 数据 DO(Da
8、ta 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 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 名师
9、资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页,共 40 页 -3.3.2 测量类数据包括测控测量和保护测量类型 CMV WYE MV 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 MV 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页,共 40 页 -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。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整
10、理-第 9 页,共 40 页 -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 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 10 页,共 40 页 -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
11、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
12、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
13、”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名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 11 页,共 40 页 -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 mm
14、s-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
15、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man snoop 取得,最基本的命令为snoop-d bge0-o xx.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
16、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-Capture Filter里设置,点Capture Filter 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host 198.120.0.100 只抓取 198.120.0.100 的报文ether host 00:08:15:00:08:1
17、5 只抓取指定MAC 地址的报文名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 12 页,共 40 页 -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Capture Filter 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apply as filter 等创建一个过滤条件,比较方便。1.3.3 判别网络
18、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TCP Retransmission 由于没有及时收到ACK 报文而产生的重传报文TCP Dup ACK xxx 重复的 ACK 报文TCP Previous segment lost 前一帧报文丢失TCP Out-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
19、.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
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- 模型及报文分析汇 2022 模型 报文 分析
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