IEC61850应用入门

本文参考链接：

1、IEC61850建模说明

2、61850开发知识总结与分享

3、如何在IEC61850的ICD文件中添加新的DO节点

以下是一个最简单的icd文件：

<SCL version="2007" revision="B" xmlns="http://www.iec.ch/61850/2003/SCL" xmlns:xsl="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://www.iec.ch/61850/2003/SCL SCL.xsd">
<Header id="" version="" revision="" toolID="OMICRON IEDScout" nameStructure="IEDName" />
<IED name="EAST01">
<Services>
    <AccessPoint name="P1">
    <Server>
    <Authentication none="true"/>
        <LDevice inst="DEV1">
            <LN0 lnType="EAST01DEV1.LLN0" lnClass="LLN0" inst="">
                <DOI name="Mod">
                    <DAI name="ctlModel" sAddr>
                        <Val>status-only</Val>="40000"
                    </DAI>
                </DOI>
            </LN0>
        </LDevice>
    </Server>
    </AccessPoint>
</Services>
</IED>
<DataTypeTemplates>
    <LNodeType id="EAST01DEV1.LLN0" lnClass="LLN0">
        <DO name="Mod" type="EAST01DEV1.LLN0.Mod"/>
    </LNodeType>
    <DOType id="EAST01DEV1.LLN0.Mod" cdc="INC">
        <DA name="stVal" fc="ST" bType="Enum" type="Mod">
        <DA name="ctlModel" fc="CF" bType="Enum "type="ctlModel">
    </DOType>
    <EnumType id="Mod">
        <EnumVal ord="1">on</EnumVal>
        <EnumVal ord="2">blocked</EnumVal>
        <EnumVal ord="3">test</EnumVal>
        <EnumVal ord="4">test/blocked</EnumVal>
        <EnumVal ord="5">off</EnumVal>
    </EnumType>
      <EnumType id="ctlModel">
        <EnumVal ord="0">status-only</EnumVal>
        <EnumVal ord="1">direct-with-normal-security</EnumVal>
        <EnumVal ord="2">sbo-with-normal-security</EnumVal>
        <EnumVal ord="3">direct-with-enhanced-security</EnumVal>
        <EnumVal ord="4">sbo-with-enhanced-secrity</EnumVal>
    </EnumType>
</DataTypeTemplates>
</SCL>

Header部分用于标识一个SCL配置文件和它的版本。其中< History >元素中包含配置文件修订的历史信息，每一条修改记录可包含修改原因why、修改内容what、修改人who、修改时间when等信息。
< Communication>部分主要包含IED的通信参数配置信息，一般至少包括一个type为“8-MMS”的MMS通信子网；对于过程层采用GOOSE通信的装置，还应包含一个type为“IECGOOSE”的GOOSE通信子网。
< IED>部分包含私有信息< Private>、服务能力列表< Services>和访问点< Accesspoint>三个部分。
< Private>部分用于存放装置厂商对SCL语言的私有扩展信息。当配置文件在不同厂家的配置工具之间进行传递时，该部分的内容会被原封不动地保存。
< Services>部分用于描述该IED所支持的ACSI服务类型。
< Accesspoint>部分：IED的分层信息模型，包括服务器、逻辑设备、逻辑节点、数据和数据属性，均包含在访问点< Accesspoint>中。
< DataTypeTemplates>部分是可实例化的数据类型模板，< IED>部分的逻辑节点/数据对象/数据属性实例，就是由< DataTypeTemplates>实例化后生成的，二者之间是类和实例的关系。

1.1 文件构建流程

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。在开发过程中最常用到的文件应该是.cid文件，与.icd文件区别就是多了网络通讯参数。

逻辑节点

逻辑节点LN是IEC61850面向对象建模的关键部件。LN体现了将变电站自动化功能进行模块化分解的一种建模思路。
每个逻辑节点就是一个模块，代表了一个具体的功能。多个逻辑节点一起协同工作，共同完成控制、保护、测量以及其它功能。

数据

XCBR逻辑节点包含Pos（位置）、BlkOpn（跳闸闭锁）等多类信息，被定义为数据Pos和BlkOpn。Pos和BlkOpn可以看作是对XCBR继续分解得到的更小的模块。

数据属性

实际上Pos和BlkOpn中所包含的信息还需要作进一步分解, ，Pos数据至少包含状态（status）和控制（control）两类信息。

状态类信息status又包含断路器的实际位置值value（分位off、合位on、中间位置intermediate 和损坏状态bad-state） 、该位置数据的品质（quality）和断路器变位时的时标（timestamp）三个方面的信息。

控制类信息control包含控制值ctlVal（on或off）、最近一次控制命令的发出者（originator）和控制命令序号（ControlNum）。
在IEC61850中，Pos数据下包含的这些value、quality、timestamp信息被定义为数据属性（Data Attribute，简称DA）。

公用数据类CDC

公用数据类体现了一种模块化的设计思想，每一个公用数据类均是能够被多次重复使用的模块。可以减少相同数据定义的重复描述，提高使用效率，也能够保证数据属性定义的一致性。

公用数据类DPC被反过来用于定义XCBR逻辑节点中的数据Pos。Pos可以看作是DPC的派生类，它继承DPC的全部数据属性（例如ctlVal、origin、ctlNum和stVal等），因此在定义数据Pos时不需要列出全部数据属性，只要引用DPC即可。

逻辑节点—数据—数据属性之间是一种树形结构。数据属性是该树形模型中最底层的组成部件。
逻辑节点名字、数据名字和数据属性名字在IEC 61850中被统称为对象名字（Object Name）。将不同层次的对象名字连接成一串，就形成了对象引用（Object Reference）。对象引用又称对象索引，它可以直观地标明对象在树形模型中的位置，逻辑节点、数据和数据属性都有各自的引用。
例如： SPS表示遥信；SPC表示遥控；MV表示遥测。

数据集

变电站IED中存在各种数据，有的需要实时传送（例如电流电压值），有的可以慢点传送（例如电度值、功率）。由于高压变电站中存在上百个IED，而网络通信带宽是有限的，如果这些数据不进行分组而一起发送，有可能会影响数据传输的实时性，甚至会造成通信堵塞。
引入数据集的概念后，利用数据集可以对方便地对数据进行分组和打包，例如可以将需要实时传输的数据组成一个数据集，将对传输时间要求不苛刻的数据分成另一个数据集，分别传送。

逻辑设备

把具有公用特性或共同特征的逻辑节点划分到一个逻辑设备中。

服务器

服务器（Server）描述了一个设备“外部可视”的行为，所谓的“外部可视”是指其它设备（客户端或另外的IED）能够通过通信网络访问它内部的资源或数据。IED中所有的外部可视信息都包含于服务器中。

访问点

IED通过不同的访问点对上与站控层网络通信，对下与过程层网络通信。访问点描述了IED与实际通信网络的连接关系，它可以看作是装置物理通信端口的抽象。

通信模式

IEC 61850一共包含“客户端—服务器”和“发布方—订阅者”两种通信模式。
MMS服务在传输机制上采用了“客户端—服务器”模式。在变电站自动化系统中，站控层设备一般建模为IEC 61850客户端，如变电站监控主机、远动工作站；间隔层IED一般建模为IEC 61850服务器，如微机保护装置、测控装置等。

“发布方—订阅者”又称为对等通信模式，这种模式允许在一个数据发出者和多个接收者之间形成点对多点的直接通信，适用于数据流量大且实时性要求高的场合。SV和GOOSE两种服务对实时性要求比较高，二者均采用了这种通信模式。

配置文件

配置文件是利用SCL语言描述变电站设备对象模型后生成的文件，用于在不同厂商的配置工具之间交换配置信息。

ICD配置文件

配置内容：

1. LD、LN、DO、DA定义及LN类型模板的定义
2. 数据集dataset预定义
3. 控制块的配置定义
   文件结构：
   1、有且只有一个IED元素
   2、可以有Substation
   3、可以有Communication元素
   4、包括DataTypeTemplates定义