ACSI到MMS的映射 - IEC 61850標準中ACSI映射實現研究
4.1 ACSI到MMS映射實現流程
ACSI到MMS映射的實現是IEC 61850的核心所在。如圖2所示,ACSI的設計主要分為三部分:第一部分是最上層應用層的ACSI的各個類的設計,先采用面向對象語言設計出ACSI服務與86個邏輯節點和公共數據類(見圖3),應用層數據的導入(可能來源于數據庫、XML配置文件),各個邏輯服務相映射,包括IEC 61850中報告機制、數據集、日志機制、GOOSE報文、定值更新、帶選擇控制等。第二部分是將應用層的服務語義與應用層的數據在表示層實現ASN.1的BER編碼化,是一個編解碼的部分,這一部分設計是關鍵所在,因為它涉及到實現設備的互操作,需要進行報文的一致性測試。第三部分是比特流報文在網絡中的傳輸形式,分為TCP方式的面向關聯與GOOSE報文與采樣報文的UDP無連接方式。
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4.2 ACSI到MMS映射實現方法
MMS標準作為MAP(Manufacturing Automation Standard)應用層中最主要的部分,通過引入VMD(Virtual Manufacturing Device)概念,隱藏了具體的設備內部特性,設定一系列類型的數據代表實際設備的功能,同時定義了一系列MMS服務來操作這些數據,通過對VMD模型的訪問達到操縱實際設備工作,MMS的VMD概念首次把面向對象設計的思想引入了過程控制系統。
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MMS對其規定的各類服務沒有進行具體實現方法的規定,保證實現的開放性。如圖4所示,將IEC 61850數據對象模型映射到MMS的VMD,IED(智能電子設備)的邏輯節點MMXU,PBPR分別可以映射成VMD中的域,邏輯節點Volts被映射成命名變量,可以通過訪問變量MXU$Volts$rang就獲得訪問MMXU邏輯節點中電壓的范圍這個屬性值。
MMS中采用ASN.1的基本編碼規則(Basic Encoding Rules,BER)。ASN.1中定義了4種TAG類型,即UNlVERSAL,APPLICATION,CONTEXT-SPECIFIC,PRIVATE。在傳輸編碼時,采用TLV(TAG Length Value)方式,即同時傳遞TAG、值的長度以及值。雙方在接收與解析時就可以根據TLV方式進行編解碼,編碼和解碼是一個相反的過程。采用ASN.1編碼使得在異構的環境中設備雙方可以理解ASN.1編碼代表的含義與代表的MMS服務,而雙方無需考慮雙方ASN.1編碼是如何實現與傳輸的。
面向關聯的MMS通信服務的具體實現如圖5所示。這是一個接收信息的過程。首先偵聽函數在接到通信數據流時通過管道命令通知主函數,主函數調用MMS的管理ACSE函數確認連接的合法性,確認獲得授權后,調用讀函數讀入比特數據流,再經過MMSASN.1函數進行比特流的解碼,同時處理連接,管理MMS的VMD域、變量、類型。在解碼后根據特定應用層的應用對數據進行相應的處理。
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IEC 61850中ACSI的采用有利于用戶通過直接查看配置文件或者得到其中的邏輯節點與數據了解裝置的各個模塊功能。因此,各廠家的抽象建模可能有所不同,同時現行的IEC 61850標準在制定方面因為缺乏中國的參與,在很多數據與邏輯節點的定義中尚需要根據我國保護自身情況進行擴展。在擴展中應該盡量做到不擴展邏輯節點,擴展數據的時候擴展名加Ex長度限制在7位。
- 第 1 頁:IEC 61850標準中ACSI映射實現研究
- 第 2 頁:ACSI到MMS的映射
- 第 3 頁:ACSI映射到MMS與映射到XML的比較
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( 發表人:葉子 )