61850典型报文解析说明,61850报文解析工具

('61850典型报文解析说明61850典型报文解析说明1平台现利用ethereal报文抓捕工具抓取部分典型报文解析说明。1.1报告类61850报告服务，是一项非常重要的ACSI服务，它通过SCSM映射为MMS协议中的InformationReport服务，我们在调试过程中通过捕包工具得到的61850报告报文，都是经过ASN.1编码后的InformationReport数据。1.1.1InformationReport相关数据结构下表是InformationReport的数据结构：InformationReport的数据结构定义DL/T860.72报告格式参数名条件报告ID（RptID）始终存在报告中包括的选择区域（ReportedOptFlds）始终存在顺序编号（SeqNum）当OptFlds.sequence-number或OptFlds中full-sequence-number为TRUE时存在入口时间（TImeOfEntry）当OptFlds.report-time-stamp为TRUE时存在数据集（DatSet）当OptFlds.data-set-name为TRUE时存在发生缓冲溢出（BufOvfl）当OptFlds.buffer-overflow为TRUE时存在入口标识（EntryID）当OptFlds.entry为TRUE时存在子序号（SubSeqNum）当OptFlds.segmentation为TRUE时存在有后续数据段（MoreSegmentFollow）当OptFlds.segmentation为TRUE时存在包含位串（Inclusion-bitstring）始终存在数据引用（data-reference(s)）当OptFlds.data-reference为TRUE时存在值（value(s)）始终存在原因代码（ReasonCode(s)）当OptFlds.reason-for-inclusion为TRUE时存在其中：\uf0d8RptID：作为不同报告间的唯一标识符，在报文中是始终存在的。\uf0d8OptFlds：决定了报文拼装中可选成员出现与否，该属性值对于报文解析非常重要，在61850-7-2中BRCB.OptFlds和URCB.OptFlds定义不同，在标准-8-1中通过引入保留位，保证了OptFlds定义的一致性，整合后的OptFlds各位含义如下：深圳南瑞科技有限公司第1页61850典型报文解析说明OptFlds数据定义ACSIValueofRCBStatesMMSBitPositionReserved0Sequence-number1Report-time-Stamp2Reason-for-Inclusion3Data-Set-Name4Data-Reference5Buffer-Overflow6EntryID7Conf-Rev8Segmentation9\uf0d8ResonCode：决定了报告的触发原因，61850标准规定了五种触发类型：数据变化（DataChange）、数据更新（DataUpdata）、品质变化（QualityChange）、完整性周期（IntegerPd）和总召唤（GI）。ResonCode也是Bitstring类型，触发选项的存储形式1.1.2InformationReport报文解析建好数据库，连接好装置后，启动SCADA服务器，并用ethereal抓报文，根据报告格式进行解析。图1为ethereal解析出来的报文。解释如下：1、报告的RptID为BR04_brcbRelayDin03，其中03为报告实例号2、报告的选项域，报告中包含哪些选项，按位标识，0为不存在，1为存在。3、顺序编号SeqNum，由OptFlds决定其是否存在4、溢出标志BufOvfl，由OptFlds决定其是否存在5、入口标识EntryID，由OptFlds决定其是否存在6、InclusionBitstring（该报告中出现的数据集成员），由报文可知该数据集共有137个成员，其中只有第29个数据集成员上送报告7、数据集成员Value，数据集成员值为一个结构8、value的stval（状态值）9、value的q（品质）10、value的t（时标）11、报告的触发原因类型为：数据变化（按位为保留、数据变化、品质变化、数据更新、完整深圳南瑞科技有限公司第2页61850典型报文解析说明性、总召唤，0为无1为有）图1InformationReport1.2定值类定值服务可以分为SGCB控制块相关服务和定值相关服务。1.2.1SGCB服务在逻辑设备中有一个定值组控制块SGCB，SGCB包含若干属性，SGCB相关服务可归结为对SGCB属性的读写操作，SGCB结构定义如下：深圳南瑞科技有限公司第3页61850典型报文解析说明其中wNumOfSG为定值组数，wActSG为当前运行定值组，wEditSG为编辑定制组，sCnfEdit为确认编辑定值组。SGCB相关服务主要有读取定值组数和切换定值组，切换定值组时需要确认切换。其中读取定值组数为读取SGCB的wNumOfSG值，而切换定值组，则是将要切换的定制组设置为当前运行组。图2SGCB服务图3读定值组数图3为读定值组数，读取的是SGCB的NumofSG变量值。报文内容：1a0a495341333531474c44311a144c4c4e302453502453474342244e756d4f665347以上报文解析为：ISA351GLD1/LLN0$SP$SGCB$NumOfSG，逻辑设备名LDName为ISA351GLD1，LLN0是逻辑节点LNName，功能约束FC为SP，该功能约束表示数据属性的初始值来至配置，其值不可变。数据对象DOName为SGCB，数据属性DaName为NumOfSG。其中蓝色部分报文为ISA351GLD1，1a为tag，0a为长度，共10个字符，495341333531474c4431为ISA351GLD1的ASCII码，剩余部分报文为LLN0$SP$SGCB$NumOfSG各个字符的ASCII深圳南瑞科技有限公司第4页61850典型报文解析说明码值，在61850中均通过这种方式来标识各数据引用。图4装置回复共9组定值装置回复共有9组定值，在HMI上可以看到各定值组号以及当前定值组。图5请求读取当前运行的定值组读取当前运行定值组通过读取SGCB的wActSG变量值来实现，报文内容如下：解析为ISA351GLD1LLN0$SP$SGCB$ActSG，方法如上文所述。图5装置回复为第2组图6请求切换第4组为当前运行定值组深圳南瑞科技有限公司第5页61850典型报文解析说明切换第4组定值为当前运行组，方法是将第4组定值设置为ActSG，报文如下与读取当前运行定值组区别是，多出来一段报文a003860104，其中a0为tag，03为长度，01为当前运行定值组，04为待切换定制组，这段报文意思是将当前运行定制组从01组切换到04组。图7装置回复切换成功1.2.2定值服务定值相关服务主要有召唤定值以及下装定值，只有当前运行组的定值才能提供定值服务。将当前定制组定值召唤上来后，即可修改定值，修改完成后需要下装定值，为防止误操作，需要确认下装，若取消下装，则不会修改装置定值。图8定值相关服务点击召唤定值，装置会将当前定值组定值一一上送，图9为主站要求读取该定值组中的第1个定值，该值的数据引用为ISA351GLD1/SETGGIO1$SG$Dz01IXDLYX$setMag$f，逻辑设备名LDName为ISA351GLD1，SETGGIO1是逻辑节点LNName，功能约束FC为SG，带有功能约束SG的数据属性的值应是当前激活值，数据属性的初始值来至其配置，其值不可变。数据对象DOName为Dz01IXDLYX，数据属性DaName为setMag.f可见，该值数据属性为setMag（模拟定深圳南瑞科技有限公司第6页61850典型报文解析说明值），且该值为浮点数，对应装置模板中的相电流越限电流定值。图10装置返回该值为19.99。图11为主站要求读取该定值组中的第2个定值，该值的数据属性为setVal，为状态量，对应装置模板中的瞬时电流速断保护投退，装置返回该值为FALSE。图9读取当前定值组的第1个定值图10装置返回当前定值组第1个定值图11读取当前定值组第2个定值深圳南瑞科技有限公司第7页61850典型报文解析说明图12装置返回当前定值组第2个定值修改定值时，首先需要召唤定值，将召唤上来的定值修改为需要值，然后下装定值。下装定值前需要通过读取SGCB的EditSG变量来获取可编辑定值组号（即当前运行定值组号，图13），数据引用为ISA351GLD1/LLN0$SP$SGCB$EditSG，功能约束SP表明数据属性初始值来至配置，其值不可变。然后下装定值，如图14，为下装第一个定值，该值下装为10。其数据引用为ISA351GLD1/SETGGIO1$SE$Dz01IXDLYX$setMag$f，与图9的区别是，功能约束变成了SE，表示该数据属性可被编辑。若下装成功则装置将回复DataWriteSuccess，然后通过写SGCB的CnfEdit变量确认下装，如图15，该变量值为TRUE，表示下装成功。可以通过召唤测量值查看下装是否成功。图13读取可编辑定值组号图14下装定值深圳南瑞科技有限公司第8页61850典型报文解析说明图15确认下装定值1.3控制类ACSI控制服务映射为MMS的读写服务，通过MMS读写有名变量服务来访问控制模型，带有可控数据属性(从带有FC=CO和FC=SP属性的公用数据类所派生出的)的数据对象一定的规则进行映射。MMS有名变量组件表示FC=CO和FC=SP的数据对象，有如下通用引用：/$CO$/$SP$控制模型到MMS控制组件的映射有常规安全机制的选择和直接操作、增强安全机制的选择和直接操作，常规安全和增强安全的DaName分别为SBO、SBOW，遥控选择实际上就是通过写SBO、SBOW属性的MMS服务来实现。操作的DaName为oper，同样的道理，操作服务也是通过MMS写操作属性来实现，装置则相应的回复写响应，通常是DataWriteSuccess（写成功），或者DataWriteFailure。对于选择、操作的属性则必须都赋值，若没有值可写默认值，但是必须要有相应的属性，否则写失败。遥控的流程是这样的：1、客户端读服务器SBOW的目录结构，GetDataDirectory，映射为mms的GetVarAccessAttributes服务，获取服务器端SBOW具有的属性，如图16为客户端请求RCS923A1PROT$PTRC1$CO$VEBI1$SBOW的目录结构。2、服务器端回复SBOW的目录结构。图17回复的SBOW目录结构，包括ctlval、origin（包括orCat、orIdent）、ctlnum、T、Test、Check，意思分别是：控制值（Bool类型）、命令发起者、控制编号、时间、测试、检查。目前大部分厂家都只写控制值，其它的属性均赋默认值，控制值TRUE代表合，FALSE代表分。3、客户端发送写SBOW请求ConfRequest:write（这种服务表示需要服务器端回复，否则无法继续交互报文，而装置上送的报告为Unconfirmed,即无需确认的服务），如图18写RCS923A1PROT$PTRC1$CO$VEBI1$SBOW，其中ctlval为TRUE，为合，其余各属性值为客户端默认赋值，所有控制报文均如此，可以不用管。4、装置回复写请求（ConfResponse:Write）：DatawriteSuccess，即写数据成功，如图19.5、客户端发送写oper请求ConfRequest:write，如图20写RCS923A1PROT$PTRC1$CO$VEBI1$Oper，其属性值和SBOW一致。6、装置回复写成功，整个遥控过程结束。深圳南瑞科技有限公司第9页61850典型报文解析说明认真分析可以发现，61850遥控的过程和非61850遥控过程是一样的，写SBOW相当于遥控选择，而写oper值则相当于遥控执行，无论是选择还是执行都需要遥控返校。图16客户端请求SBOW目录机构图17服务器端回复SBOW目录结构深圳南瑞科技有限公司第10页61850典型报文解析说明图18客户端发送写SBOW请求图19服务器回复写成功图20客户端发送写oper请求深圳南瑞科技有限公司第11页61850典型报文解析说明1.4读目录服务读目录服务用于后台与装置之间长时间没有报文交互时，测试网络是否正常。图21主机向装置发送请求读目录图22装置回复读出ISA351G，且没有后续报文1.5文件服务保信子站需要召唤录波文件，就是通过文件服务来实现，那么客户端怎么知道是否有录波文件呢？目前有两种做法：一是，服务器初始化时就将Rcdmade置1，开始录波时Rcdmade被置成0，录波完成后Rcdmade又被置成1，因此只要Rcdmade为1就可以去召唤录波文件，我公司、四方以及中元华电等厂家都是这种处理方式；另一种方法是，服务器初始化时Rcdmade被置成0，只要有新的录波产生即将Rcdmade置成1，这个时候就可以去召录波文件。召录波文件的流程是这样的：1、客户端向服务器端发送读录波文件目录请求（ConfRequest:FileDirectory），如图23所示，标准中规定，录波文件应为COMTRADE格式，COMTRADE格式又有1997和1999版，录波文件可通过我公司保护工程师站中的故障分析工具查看，但只能查看符合COMTRADE格式1999版的录波文件。此外标准中还规定录波文件在服务器中应包含在“COMTRADE”的文件目录内。2、服务器端返回录波文件目录列表，如图24。在客户端内存中会维护一张录波文件目录表，客户端如果发现此次召唤的目录列表和内存中的不一致，则代表有新的录波产生，这样，客户端就会去调取新的录波文件。图23和24的InvokeID均为43，表示这是同一个请求和回复。3、客户端发送打开文件请求（ConfRequest:Fileopen），按照尚未读取的文件的时间顺序，最新产生的录波文件优先打开并读取。如图25，打开COMTRADE目录下的CSC122M1_RCD_14_20090515_162308_484.dat文件，4、服务器端响应打开文件请求，这其中包含了资源ID24661816，文件大小1.4K，以及最后修改时间如图26。深圳南瑞科技有限公司第12页61850典型报文解析说明5、客户端发送读文件请求，读取的数据就是资源ID为24661816文件中的数据，图27.6、服务器端通过COTP服务读文件中的数据，如图28.一般情况下，录波文件很大，一帧报文无法将其中的数据全部上送，因此需要多次读操作，标准中通过moreFollows位来确定是否还有数据尚未读完，如果moreFollows为TRUE，则代表还有数据需要读取，客户端再次请求读文件服务，若moreFollows为FALSE则代表数据已经全部读取完毕，引发客户端关闭文件的操作。7、客户端发送关闭资源ID为24661816的文件。8、服务器端关闭文件，至此CSC122M1_RCD_14_20090515_162308_484.dat文件读取完毕，然而对于一个完整的录波文件，还包括.cfg，.hdr文件，这两个文件也需要读取，过程和.dat文件一致，三个文件都读取完毕，则一个录波文件读取完成。图23客户端发送读文件目录请求图24服务器端返回录波文件目录列表图25客户端发送打开文件请求图26服务器端响应打开文件请求深圳南瑞科技有限公司第13页61850典型报文解析说明图27客户端发送读文件请求图28服务器端读文件图29客户端请求关闭文件2报文分析2.1SV报文分析工程实施过程中，9-2报文可使用ethereal、Wireshark抓包，ethereal不支持对采样值数据内容解析，Wireshark可以对报文进行解析，以抓取合并单元MAC:01-0C-CD-04-00-00为例,该报文采样模式为9-2插值同步:深圳南瑞科技有限公司第14页61850典型报文解析说明抓取报文过程后可以通过MAC地址过滤，以便于分析查看所抓取报文，因9-2插值同步报文第一通道为延时通道，通过该报文可以看出延时值为：1750μs，对于数值，由于9-2报文20ms内采样有80个点，且都是一次值瞬时值，所以不可通过直观看出有效值，但可以通过波形分析工具查看SV波形，或者通过找到波峰值然后计算出有效值。2.2GOOSE报文分析ethereal、Wireshark都支持GOOSE报文解析，以抓取MAC地址为01-OC-CD-01-00-04为例：深圳南瑞科技有限公司第15页61850典型报文解析说明可以通过该报文查看该goose控制块索引、appid及检修位，对于具体数据位置信息需结合SCD工具中GOCB块数据查看。在GOOSE传输机制中，有两个重要参数StateNumber和SequenceNumber，StateNumber（0~4294967295）反应出goose报文中数据值与上一帧报文数据是否有变化，SequenceNumber（0~4294967295）反应出在无变化事件的情况下，GOOSE报文发送的次数。当GOOSE服务器产生一次变化事件时，StateNumber值将自动加1（到最大值后，将归0重新开始计数），同时SequenceNumber归0；当GOOSE服务器无变化事件时，StateNumber值将保持不变，在每发送一次GOOSE报文后，SequenceNumber值将加1（到最大值后，将归0重新开始计数）。深圳南瑞科技有限公司第16页',)