1、IEC61850系列标准简介(中)IED智能电子设备智能电子设备具有可访问具有可访问的数据模型的数据模型WHAT交换什么交换什么IEC 61850-7-3IEC 61850-7-4HOW （怎么交换）（怎么交换）IEC 61850-7-2请求请求响应响应事件事件Self descNot like modbus register 1 1、报告提供将组合的报告提供将组合的DATADATA实例值上传的机制，包括立刻实例值上传的机制，包括立刻传送和延时传送两种方式。传送和延时传送两种方式。2 2、日志模型将事件顺序地存储到日志中，客户可以在任、日志模型将事件顺序地存储到日志中，客户可以在任何时候查询。
2、何时候查询。 3 3、报告与日志是事件驱动的，减少了对网络带宽的影响，、报告与日志是事件驱动的，减少了对网络带宽的影响，减少了扫描与召唤的频率。减少了扫描与召唤的频率。RpdID由客户端提供的关键词,识别缓存报告控制块。RptEna 远方使能/停止使能报告过程。 DatSet 引用数据集，其值报告。ConfRev 配置版本号,指明删除数据集成员或成员的重新排序。OptFlds 指出包含在报告中有哪些选域 a) sequence-number (顺序号)得到事件的正确顺序； b )report-time-stamp(报告时标)通知客户何时发出报告； c) reason-for-inclusion
3、(包含的原因)指出引起值报告的触发原因； d) data-set-name(数据集名)指明哪个数据集其值已产生报告； e) data-reference(数据引用)包含值的objectreference。TrgOps 触发选项,包含引起控制块将值写入报告中的原因。报告的原因可以是 在逻辑节点内数据属性的数据变化dchg、数据刷新dupd或品质变化qchg。IntgPd完整性周期,在给定周期由服务器启动报告所有值。GI 总召唤,由客户启动报告所有值。 BufTm数据集内发生第1个事件后等待的时间 报告与日志的基本组成部分报告与日志的基本组成部分 报告 BRCName BufTim DataSet
4、Ref 6 内部事件 RptEna IntgPd DiscBuf TrgOps(dchg,qch,g 测量量的 缓存 dupd,integrity,gi) 瞬时值 缓存报告 报告格式 死区值 非缓存报告 编制 数据改变 URCName TrgOps(dchg,qch,g dchg) RptEna IntgPd dupd,integrity,gi) 由数据集 DataSetRef 编成组 值域改变 记录 DataSetRef 数据改变 LCName (dchg) LogEna TrgOps(dchg,qch,g 值的品质 查询 日志 dupd) 对象 品质改变 (dchg) 日志 日志格 条目
5、式编制 时标 DL/ T860.72操作员A 控制对象控制对象 (DATA实例实例) 1 ctlVal (受控值) 操作 open, T, operTim (TimeActivatedOperate 剗 操作员 A搣 服务操作时的时间 ) 实 origin (谁发出服务) 际 操作响应 ctlNum (控制序号) 控制状态机 设 2 备 stVal (报告值) 报告 TRUE, t, q, dchg t (变化的时间) q (值的品质) 3增强安全 控制对象对状态值进行监视 命令序列由Command-Termination(命令终止)服务原语所终止 ctlVal (控制值) operTim (
6、TimeActivatedOperate服务的操作时间) origin (指出谁发出服务) ctlNum(控制顺序号)。Check condition type属性名属性类型值/值域/解释CheckPACKED LIST SynchrocheckBOOLEANTRUE进行同期检查（synchrocheck） interlock-checkBOOLEANTRUE进行互锁检查（ interlock-check）SERVERSERVERLDLDLPHDLPHDLLN0LLN0LN1NLN1NSGCBSGCBSGCB类属性名 属性类型FCTrgOp值/值域/解释SGCBNameObjectName-S
7、GCB实例的实例名SGCBRefObjectReference-SGCB实例的路径名NumOfSGINT8USP-n = NumOfSG(定值组个数) ActSGINT8USPdchg允许的值域: 1 . nEditSGINT8USPdchg允许的值域: 0 . nCnfEditBOOLEANSPdchg LActTmTimeStampSPdchg ServicesSelectActiveSG SelectEditSG SetSGValues ConfirmEditSGValuesGetSGValues GetSGCBValues深入理解深入理解 - GOOSE- GOOSE深入理解深入理解
8、- GOOSE- GOOSE深入理解深入理解 - GOOSE- GOOSE深入理解深入理解 - GOOSE- GOOSE深入理解深入理解 - GOOSE- GOOSEGoose Message: 位置位置A公司保护B公司保护智能一次设备保护测试仪以太网以太网模拟输入模拟输入1. 仿真故障仿真故障2. 跳闸跳闸4. 重合重合Goose Message: 重合重合3. 新位置新位置Goose Message: 位置位置Goose Message: 跳闸跳闸5. 新位置新位置GOOSE应用演示应用演示深入理解深入理解 - GOOSE- GOOSET0(T0)T1 T1T2T3T0传输时间传输时间事件
9、事件T0:稳定条件(长时间无事件)下重传(T0):稳定条件下的重传可能被事件缩短T1:事件发生后,最短的传输时间T2, T3:直到获得稳定条件的重传时间 重传序列中的每个报文都带有允许生存时间参数，用于通知接收重传序列中的每个报文都带有允许生存时间参数，用于通知接收方等待下一次重传的最长时间。如果在该时间间隔内部没有收到方等待下一次重传的最长时间。如果在该时间间隔内部没有收到新报文，接收方将认为关联丢失。新报文，接收方将认为关联丢失。 重发间隔的最大时间应该重发间隔的最大时间应该 60s。 网络延迟网络延迟 4ms 深入理解深入理解 - GOOSE- GOOSE1ms 2ms 4ms 8ms
10、. . . . . . . .GOOSE采用广播方式发送信息，这意味着没有确认信号采用广播方式发送信息，这意味着没有确认信号，所以使用重复发送机制确保信息安全传送，所以使用重复发送机制确保信息安全传送Z=500ms 重发时间间隔例如： Z = 500 ms (该报文的目的是监视接收方接收GOOSE报文的状态) 事件后第N个重发时间间隔 tS = 2N*S (N=0,1,2,3for tS Z后，从事件后GOOSE重发切换到稳定状态重发深入理解深入理解 -GOOSE-GOOSE额外链路额外链路普通报文缓冲普通报文缓冲交换机交换机GOOSE普通报文普通报文GOOSE报文优先发送报文优先发送深入理解
11、深入理解 - GOOSE- GOOSE ACSI ACSI订户方 Subscriber 发布方Publisher DATA GetDataValue.req cf-attr dc-attr GetDataValue.rsp st-attr MemberOffset mx-attr mx-attr 通信映射特定 mx-attr 当地事项 当地事项 DATA-SET FCD Member#1 FCD 接收 发送 Publish.req Member#2 FCDA 缓冲区 缓冲区 Member#3Pull.reqPull.rspNewData.ind MemberReference 控制 GOOSE
12、 （=功能约束数据属性CommLoss.ind 缓冲区 控制 ,功能约束数据)SetGSEControleValue.reqSetGSEControleValue.rspGoCBGoCB模型模型一次设备接线一次设备接线VLAN = 000ExtGGIO1 Ind1.stVal Ind2.stVal GSE MEA1VLAN-ID: 000VLAN-PRIORITY: 4MAC-Address: 01-0C-CD-01-00-CFAPPID: 0000InputsExRef 1 iedName: MEA3 lnClass: ExGGIO1 doName: Ind1ExRef 2 iedName:
13、 MEA3 lnClass: ExGGIO1 doName: Ind2GSE MEA2VLAN-ID: 000VLAN-PRIORITY: 4MAC-Address: 01-0C-CD-01-00-86APPID: 000150517XSWI Pos.stVal50527XSWI Pos.stVal测控装置3测控装置1测控装置2深入理解深入理解 - GOOSE- GOOSENSD500XSWIXCBRXSWITCTRTVTRCSWICILOCSWICSWICILOCILOExtGGIOBIOVO1 = D1Q1CILO1.EnaOpn.stValVD1 = D1Q1ExtGGIO.Ind1.s
14、tValVD2 = D1Q1ExtGGIO.Ind2.stValVO1 = VD1 & VD2GOOSEMMXUSWITCHD1Q1间隔层总线采取间隔层总线采取SNTP(Simple Network Time Protocol)SNTP(Simple Network Time Protocol) 间隔层总线采取间隔层总线采取SNTP(Simple Network Time Protocol)SNTP(Simple Network Time Protocol)超过2000KM的WAN上可以稳定的做到10毫秒级别，在LAN上可以稳定的做到1毫秒级别P1 典型应用于配电线间隔P2 典型应用于输电线间
15、隔P3 典型用于输电线间隔， 具备满足同步和断路器分合时间差的最好性能 过程层采用过程层采用IEEE1588IEEE1588协议协议 MMS（Manufacturing Message Specification）即制造报文规范，在80年代初期,为了美国通用汽车公司的MAP（制造自动化协议）项目而开发,它主要是规范工业自动化领域内智能设备间的通信行为，广泛地应用于工业过程控制、工业机器人等领域。PROFIBUS-FMS，TASE.2,UCA等标准均符合MMS。MMS的特点在于它是一个与设备、与功能、与应用均无关的极为抽象的通用标准。最初基于OSI通信栈和令牌总线（IEEE 802.4）,后MM
16、S开始基于以太网（IEEE 802.3）.MMS标准由两部分所组成 : 1ISO/IEC 9506-1: 工业自动化系统 制造报文规范Part 1: 服务定义中国国家标准GB/T 16720.1-19962 ISO/IEC 9506-2:工业自动化系统 制造报文规范Part 2: 协议规范中国国家标准 GB/T 16720.2-1996美国波音公司决定采用基于ISO OSI基本参考模型（包括MMS）的局域网协议（ TCP/IP）, 被称为TOP（技术和办公协议 ）程序调用有名变量有名变量列表文件类型信号事件登录事务处理域操作界面日志事件条件事件活动设备本身也是一个设备本身也是一个VMDVMD对
17、象对象表示在VMD内的一个抽象对象（如一个程序）由一组包含在域内的过程和数据元素及执行控制信息组成存取共享资源的概念锁用于交互操作表示事件状态的对象当事件条件对象状态改变时表示MMS服务的执行动作 加时标的事件、变量数据和注释集合处理MMS服务将事件条件和事件活动相连接并将事件变迁结果和客户相连接 由于生产设备的种类很多，不失其共性，MMS中引入了抽象客体模型，并在此基础上提出了虚拟制造设备（VMD）的概念。 VMD是一种客体模型，它抽象地表示了某个实际制造设备的资源和外部可见行为，从而在功能上，某个VMD可以与某个真实的制造设备相对应。 域管理 VMD支持 环境和通用管理文件管理 操作员通信
18、 日志管理 事件管理 信号量管理 变量存取 MMS 服务 为了支持设备之间的通信及适应各种应用环境的要求，MMS提供了丰富的服务（约80多种），按照操作功能的不同，这些服务又被分为10类 程序调用管理 ProtectionControlMerging UnitSignal ProcessingPoint-to-Point EthernetLAN EthernetProtectionControlMerging UnitSignal Processing 为了区分与保护应用相关的强实时高优先级的总线负载和低优先级的总线负载，采用了符合IEEE 802.1Q的优先级标记。 ; ;IC: Incon
19、sistent ;IC: Inconsistent ;OD: OldData;OD: OldData; IV: IV: Valid; Valid; NS: NS: 时钟未与参考源同步时钟未与参考源同步; ; CF: CF: 时钟功能不可靠时钟功能不可靠; ;LK: SecondsSinceEpochLK: SecondsSinceEpoch中包含闰秒中包含闰秒. . 关于数据集合编码说明 1、为了能传输采样值缓冲区的内容，需要对关联的控制块中的“SvEna”属性进行写操作 2、9-2作为本标准第9-1部分描述的通用数据集的补充，本映射描述了与采样值模型有关的数据集的传输，它并不支持第9-1部分
20、同时定义的状态指示数据集，因为传输二进制状态指示可以通过其他通信方式来实现 3、为与第6部分一致并保证互操作性，在工程应用阶段采样值的数据集(本标准第9-1部分中定义的通用数据集除外)将采用XML语言进行描述。 4、为传输采样值，数据集在逻辑节点“LLN0”中定义，除了本标准第9-1部分中确定和定义的通用数据集以外，所有采样值数据集的描述都作为智能电子设备配置说明的一部分。PICS - Protocol Implementation Conformance Statement 协议实现一致性陈述 MICS - Model lmplementation conformance Statement
21、 模型实现一致性陈述PIXIT - Protocol Implementation extra information for Testing 测试协议实现之外的信息 名字空间名字空间定义名字空间是为了规范现有的定义名字空间是为了规范现有的IEC-61850-7-3和和IEC-61850-7-4定义的扩展。名字空间基于从定义的扩展。名字空间基于从逻辑节点零逻辑节点零LLN0自顶向下到公用数据类自顶向下到公用数据类CDC的分层结构。的分层结构。 名字和语义的定义名字和语义的定义 一个名字两种意义一个名字两种意义 作为类档案库的名字空间作为类档案库的名字空间 逻辑节点铭牌公用数据类逻辑节点铭牌公用
22、数据类(LPL) LDName/LLN0.NamPlt.ldNs , ldNs用以指出整个逻用以指出整个逻 辑设备采用哪种技术规范作为基本名字空间。辑设备采用哪种技术规范作为基本名字空间。 LDName/LNName.NamPlt.lnNs LDName/LNName.DataName.DataName. .dataNs LDName/LNName.DataName.DataName. .cdcNs 公用数据类摘要公用数据类摘要名字空间扩展名字空间扩展(概念性概念性)基本规定基本规定 逻辑节点（逻辑节点（LN）如果现有逻辑节点类适合待建模的功能，应使用该逻辑节点的一个实例及其全部指定数据。在I
23、EC61850-7-2中给出唯一实例规定；如果这个功能具有相同的基本数据，但存在许多变化，（如，接地、单相、区间A、区间B等），应使用该逻辑节点的不同实例；如果现有逻辑节点类不适合待建模的功能，应根据专用逻辑节点类规定，创建新的逻辑节点类；在变电站自动化领域内，不允许使用其他扩展方法。逻辑节点类多重实例逻辑节点类多重实例 定时过电流例定时过电流例 距离保护例距离保护例逻辑节点类多重实例逻辑节点类多重实例 变压器例变压器例逻辑节点类多重实例逻辑节点类多重实例 辅助网络例辅助网络例逻辑节点类多重实例逻辑节点类多重实例 使用编号数据规定实例使用编号数据规定实例新逻辑节点命名规则新逻辑节点命名规则 第
24、一个字符应选择同相关可用的逻辑节点组前缀第一个字符应选择同相关可用的逻辑节点组前缀相一致；相一致；其它字符应以与新逻辑节点英文名称相关字符定其它字符应以与新逻辑节点英文名称相关字符定义；义； 新逻辑节点类应依据新逻辑节点类应依据IEC61850-7-1中的概念和规中的概念和规定以及定以及IEC61850-7-3中给出的属性，采用中给出的属性，采用“名称名称空间属性空间属性”加以标志。加以标志。 新逻辑节点新逻辑节点“自动门入口控制自动门入口控制” 新逻辑节点例新逻辑节点例新逻辑节点例新逻辑节点例新逻辑节点新逻辑节点“着火保护着火保护 ” 为构成新数据名，应使用为构成新数据名，应使用IEC618
25、50-7-4第第4章中缩写，如章中缩写，如果这些缩写可用的话。仅在其它情况中，允许使用数据英果这些缩写可用的话。仅在其它情况中，允许使用数据英文名称以外新的缩写；文名称以外新的缩写； 指定一个指定一个IEC61850-7-3中定义的公用数据类。如果无标准中定义的公用数据类。如果无标准的公用数据类满足新数据的需要，可扩展或使用新的数据的公用数据类满足新数据的需要，可扩展或使用新的数据类类 ; 任何数据名应仅分配指定一个公用数据类（任何数据名应仅分配指定一个公用数据类（CDC）; 新数据名应依据新数据名应依据IEC61850-7-1中的概念和规定以及中的概念和规定以及IEC61850-7-3中给出的属性，采用中给出的属性，采用“名称空间属性名称空间属性”加以加以标志。标志。 例：变压器油颜色例：变压器油颜色新数据名：新数据名：ColrTOil属性类型（属性类型（CDC）：）：INS（整数状态）（整数状态） IEC61850-7-3给出了创建新公用数据类的规定。给出了创建新公用数据类的规定。 依据依据IEC61850-7-1中的概念和规定以及中的概念和规定以及 IEC61850-7-3中给出的属性，新的公用数据类应中给出的属性，新的公用数据类应 由由“名称空间属性名称空间属性” 加以标志。加以标志。
