61850模型分析报告

1、实用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实施规范文案目 录1、文件类型41.1 ICD/CID文件结构 42模型验证43、IED 配置53.1 IED和 LD(Logical Device)相关信息53.2 逻辑节点LN (Logical Node) 63.3 数据 DO( Data Object)及 数据属性 DA( Data attribute)83.4 数据集：DOI /DAI的集合113.5 报告控制块 ReportControl: 124如何抓包134.1 抓包工具134.2 抓包方法13

2、4.3 分析举例135、MMS报文简析175.1初始化相关175.2报告相关225.3录波相关305.4控制相关 335.5定值相关36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

3、: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 SCL=xelnshttp:昨*. iw ch/61350/2003/SCL二 xvlns： jsjht 切:/ww*. w3. or /200l/XHLSchejnains=xsj. schaL. . . Http：/www. iec. ch/61850/2003/SCLSCL, 通31 Hei d=Tcfpl&tt vtrsi oxFl rcvisi nmeStruc. cation IOtyp二CSC1G3AE V1.25 E 200

4、7” 03 l吕 Dateaplates2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。3、IED配置IEC61850模型总体-模型的分析注：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IEDnuediii&rLe-triiie4 LD.Tic*!S1S instUD1* LIDtPRDT壬UD3MEAS第UD4BCD亍uo!CTRL塞LJO1、icd文件中的IED名一般为Template2、 cid文件中的IED名必须和子系统的 csscfg.ini配置一致3、

5、每个IED包含1-n个LDevice，每个LD包含1个LN0和几个LN4、 对于四方IED的模型文件中有两个私有配置，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：scIMaxLeafNum IS TOO SMALDTAIINums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 LD3.2 逻辑节点 LN （ Logical Node）3.2.1包含状态数据的LNLN 实例：CSC326DELD0/GGIO2L

6、erCu.I.B1 ul. ODI 沆 i3BSLZ laEJLftxS匸丄“F临 JaxEO BillrrW.T - CIH TiiT FMTiw DDT2|1Iscaadf/LDO/cc-iot I* DDI339HDrscazE-ic/LKi.iw公扶甘詈気UDI41OTDSFAN UDI i7 ：i5qOSIOCSC 垃&理 FLKhGOKjlJlZi対Co*r DOI&5GSIDm3S5ielUKii,MrldjT2i!LL-i品UDICFiT l!I IDat aTypeTeBpilatesX LIodeType I d= CSC32&DE/IJ0/LLHa InCi 裁齐LLM1

7、T UodeTyp* i 肛C32&DE/SVLDfLF1P lil 和尸LP血 區 JLRadeTjrpeLNodeTveid=LNTv-DeiimiikuimiiMuii:iuuiituii:iuuiikii:=type=dcsc1HodSF Ncd2脸hSF 恥h 1i -M -3HealthSFJiesltM斗NamPltSF_NamFlt_2SSwlAlmSF_SPS_1EX工类告警总&SuiiUAlnSF_SFS_1EX口类告詈总7AlniSFFS_1EX模担量采集苜8Al-12SF SFS1EX跳闸失败9Aln3SF SPS 1EX压板換式耒确认10Aln4SF_SFS_1EXa

8、ori和校验诸11Alm5SF 5FS1EX定值错WIO1、 LN 类型 lnType:描述 LN 包含的数据信息， 根据 lnType 女口 CSC326DE/LD0/GGIO2 在 DataTypeTemplate 段中查询2、 LN 实例名：prefix+lnClass+inst 女口： GGIO2 （ prefix 为空）3、LN实例路径名：CSC326DELD0/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 应删除）3.2.2包含测量数据的LNLN 实例：CSC

9、326DEMEAS/MMXU1WEANMKUxl Dtl丄I百臥据DOLK类圭LN实1則LjDfdflTvp#Onor戯垂实熒ECT=mujBf；=desc)DAI( J SDrzodj DU*phBdhsvi ourV Dia3HealthFfealth2 DM4hv工SD+ DDI i J DDI , i=nw=1补1-.5F_Mod_l2Beh5F_5fl-hi_3HealhSFZg.4JSamP：tSF UanPlt 25PhV5F_E_3A *& al ElaldMM aiairiMMMCSC38DE/WEAS/rJ!N：Vl323包含控制数据的LNLN 实例：CSC326DEMEA

10、S/LLN0t_h uoJLIlOAL-W-X* W I 丄.HUt栢巨l4 r I.:u隔户1舒圧也.IP肓誉惺护HxmEBchM：亡th UEDK=Enl lode1oiu-1 le*ZtlC2 恃H倉归3-f HAT KXSHI nzg 口亡 忘 II 亶 丁 - r-. -:- W.R SDilE Tu-am :p 亡it 工！I SDd ikum=C axkcal.?%rri !b=S旧wr Ml IEK HK1 SF_HLLtK_lLSF SFCSF SFC 1EX3F SFC 1EX5F SFC 1EX3.2.4包含定值数据的LNLN 实例：CSC326DEPROT/LLN0FB

11、OT保护KHO=i ms t2 desc= IndCl -B-S-S=lxk.T hP 芒Gener 1 rJUSE CSC32GDE/PEWT/LJLHO壬 DataSet (3)敖扌居实MUOI dILh 匸|UJJODO (250)=血孤亡=d sc SDIBhB cKo-vi ourHral thHesltKfflTFriKat 匚 lurdCail高压 删一汰额定电硫-计算值2TJ SDJXHVS a cBatCuj- dC JiSJEdll二次额耄电流-计茸ASsni&HVKFHEb!高压側平衢系数-计算值* SOT .TMVKFHCal中压侧平衡承敷计豐:值五SDXnxk.u i

12、：4yJiu 叫 HJlT二 ntdt=sAddrOT*I1klVal1,2-|6D.CI 1.23tleo.u. 13*EH I时r可da三 bTyes c=UUiC-1 VisSLriiiSSEl.di阿=牡_；壬2 Vmcidfe255DCRir riffij芒332测量类数据包括测控测量和保护测量 类型 CMV WYE MV333控制类数据控制类型包括复归、压板、开关控制类型 CMV WYE MV4IZDRs装琶复归勺15PdifEnt差动压换T21TetlM&ael:I1控制隼式1:直控方式控制摸式4：带预置、执行方式工 DA rrBme=stVal fc=ST bT

13、yp宅二BOOLEAW ichttrue 工 DA nme=q fc=ST bType=Quali ty qdigFtrne工 DA itfime= t fc=ST BTjtTimestamp 基DA=nue=SB . -/)V*L1i|al4D.0,2jfl2q40. Q. /23t40.0J&. 3r*弄动圧te5斗zsuutr=BUE 31 Dw 崛DUW n.4kBiCcavu二富JLdidr25. LE.2.1DAS nue =ft=bType=typeetlModel CF Enum eUMsdelDOSliuDA=aufe=eCD=bTjrpeSF_SrcOih*rK Mme=b

14、iTiiiait iCeCF bTyp*IMT38UDAlkTpa益BDhnSFSFCOpffT=nue=sfcdirJ_ctllffuff2S. gT25. 3Test2S. 1.2.2.T*Check2S. 鼻DArDA丄BA=bTjrpi Struct =typedluqctlVal=bTpe hPOOl卫丽SF_SrcOpsrELWe bType eZ nue cllValBDAnuec CO bType Struct typeSF=DPCCmcel亠 SDJL控制时间闵试位枪查位DAIoriginOrizina tor1auew.mZ bTj

15、peTimestampS naaeT皿 IIS bTypeBOOLEAN2 naaeBBJl=nme I Chck =bType1、61850实施规范中要求 Check数据必须有值，不能为空值。如果 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。2 sAddr 25. 1.2.2. 1来源编玛 来潯字辱搖述originj=nueDAIsAdldx1 arCti2 or*工日电就=auS eMAt1ctlNun25. 1 2.2.52T养 1 22B3Test25. 1 2.2.T4Check25. 1 2.

16、2.8DUclient下发遥控命令Check为空，则保334定值类数据sirHVFriBatCuriCalBekavi nurKdolth高压刨一孜融宝电谎-计宜佰y B AIw工B AI蕈 D iAT丄MI=di TJ高压恻一送霰定电流-计為沮定值nu二 sfcdJr壬 st piz a0. 01uniVal最小壬扇性艺适4 TiOlkVoI最丈慎O嚣门 9000.units单位1 SI Wit2 rvultipli arStmet齐 iWalttpiz uni is latsN-E dUCFSF_AjtaVal_L StrmfftCFSr As.iValJ StreetCFF_血辺il_l

17、 StructCFStructSF_tfaits_VisStringgSSEHUDicodeSSS3.4 数据集：DOI /DAI的集合0.03SaFaiiE 2006FCDA到DO , DO包含的fc指定的DA也属于FCDA数据所厲的LX实例数据既包含的数据口数据集名LDtvice inst = LD0 dgsuh装置 LW0 irLEt= dBQ=21ial ；FCDA! FCDA j FCDA| FCDA ! FCDA1 丁-宁 r* e:数据属性的类型.doNameLdInst=*LDOrt，pref ix=* lnlnst=*2* lnClass=*GGIOi*| dcNaiie=

18、daName doName= doName doMajne= doNam&= doName dcName=iaiHST= LPU ldlnstLDO ldE就LD ldinst= 心T/DataSet. (.2)匸nwe1 dsAin二 desc( FCDA=lIutZ prefix-lnlnt=lnCl&sdulu1MEAS1Vol2MEAS1WIIXIVol3MEAS2 MHXirVol4砸齬2MWXHVol5MEAS3MMXIVtl6HEAS3VolTMEAS4MMXHAjnp04MHX1TAmp9NEAS5MMXHAjtipFCDA (136 Imag.mOptions-Capture

19、 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 00只抓取00的报文ether host 00:08:15:00:08:15只抓取指定MAC地址的报文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=00只抓取00的报文eth.addr=00

20、: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判别网络状况TCP报文，此类报文的出现频输入显示过滤条件tcp.a nalysis.flags，可以显示丢失、重发等异常情况相关的 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 Retra nsmissio n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 segme nt lost前一帧报文丢失TCP Out-Of-OrderTCP的帧顺序错误偶尔出现属于

21、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.s yn=1|tcp.flags.fi n=1| tcp.flags.reset=1SYN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

22、 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根本没有办法查看远动与装置的mms报文以及goose数据包。抓报工具是归档里面的61850的报文监视工具。如下：实时更新数据Ethereal: Capture Options打开抓报工具，点击左侧第二个按钮开始设置: The Ethereal Retvork Analyser滚屏显示Filt Edl t Viw 伽曲lily毘et HelWld rifo|L：.-|i j Ll I IJ I -|gg| l-l l选择本计算机网卡，地址就是本地连接里面设置的IP地址:CaptureIn

23、ter ac&:Broadcom NtXtrem Gigibi t EtEtrntt Er j.ver flM i eroxoft e F&ck t SchtIP address： 44设置要监视的装置的IP地址：格式为 host 2。点击browse按钮设置存储文件名及路径:Broadcom NeiXtrem-e Gi gabi t Ethernet Driver iMicrcEcff s Packet SheInterface:I歸I I3QI I 益I 1341 I 豹 II HU I UH HA 1 c uxy iu L11W J, I W

24、Jptckt whPi tli*IP address. 198.120.fl.244i血 Ethereal: Specify a Capture File匚回区_ Limit |idh. pa.kcl la IBSIC却ly F辽trr:hoit 1. 120.0.71Create DirDalete Fil-eC：Cipur* Fil (i)Bfqbs_jl Use multiple filWent file 电we广fTirtc tdTi 僅Select a file to whiWh capture4 data will bt叫 init昭of trinE tht filAne： dir

25、telly._j 5top capture 包FtE：rr厂 fting buffer wi thflit (s)Stop Ca|tur ._j SJest filmZZIfilesITocuffeKVSirLil . FOUHEI.OOO NARI-JiELAYS Program FilesV QQDovnl 叶E RivBinSeltingsV332c復虑性uicb未使能B32r读库性urc味便能.rrAVTOEIEC. SAT bgt, ini balfont. bilk 亡d. txtCDN1IS. SS10 SYSMSDOS.STSHTDETZCT. COM nQdr.afterJ

26、-iflvr7 packet(i)-,r-ibi Select!on： C.CwcellE-Efib |设置长期抓包存储，选中i；厂：町吕电 nrultiple fil电s，按抓包大小存贮（m代表MB，可以是 KB或者GB）If Next file every 111亏”I ；按时间存储如下图:Capture File Cs)e multiple filsJ Hext:r：HtX=X厂 Ring_i stopseconds：ninutfi (s：hour (s)day把这个选项勾上就可以实时显示数据，便于查找问题。Eimplay Mt ion鼻厂 Update list of packets

27、in real time点击start”按钮开始抓包。囱 Ethereal: Capture OptjonsDisplay OptionsCLpture File (s)File： |c：lllllirillGl|ErI Update li st o packets in real tiime_i Use multiple filemJ Nrtfile evtryi Newtfile &v$ryr Ringbuffer wi th_| Automatic scrolling in lixe captureKi de cap ture inf* diHame Resoluti on_| - to

28、p厂 EnableI Enabl capture afterL EnableMAJC name resoluti onnetwork name resolutiontransport name resolutionHelpStartCancelStart th capture process.5、MMS报文简析注：报文取自培训资料包中的associate-setting和file报文文件，报文对应的模型文件为csc1710.cid，对应子系统配置文件为iedl.ini。5.1初始化相关5.1.1 初始化 Initiate是client端与IED建立连接的初始报文。Client初始化请求Requ

29、est|过滤出mm空类型的报文A Add Expreixiciailist丄丄：列：y】，.6丄几一丄Sowcexdb 丄.0Dts Li mtion 丄丄丄.FrolocolInfs1 _r *_ TLiiHFillerT724 11:34:35.82268条目序号报文生成时间 原地旺目标地址甘艮文类型38 11:35:15.80541900MMSlriTl-ite Request140 11:35:15.05585100MMSinitiate Response41 11:35:15,870434192.

30、168.1.6192.163,1.200Conf Request: GetNamedvarlConclude Response192.168.1,200WSa Frame 38 (243 bytes on wire, 243 bytes captured!)S Ethernet II, Sr； a4；ba；db;ac;bb:35 (a-4 ;ba;db:ac;bb;35), Ost: &c；62;6d:bl：la;26 (c；62：6d;bi：ld：26)a internet Protocol, Src:(LW池础4+昭 Ost: 192*18-1.200 (192.16

31、0.1.200)a Transmission control Protocal,p src Port: 2218 (2218), Dst Port: isotsap (10?), seq: 21, Ack: 23, Len: 1a TPKT, version：乳 Lengxh： 1890 iso SO73 cotp connection-oriemed Transport protocolSISO 8327-1 O5I session Protacol田 ISO 8823 OS! Preention ProtocolE ISO B65Q-1 OSI A550C1 axion Gomtr口l S

32、e诃g日加加报文内容|rniTiaie Request (8)P叩MEd MMS PDU Size： 256000Proposed outstandi ng Requests calling: 10Pr叩MEd Outstanding bequests Called: 10Proposed Data Nesting Level:5口iniiiateDet1fflS version Number: 1Proposed Paramer ar cbbs: 且 ai vr r、. B-LH n - i T riii T f 釈、1. 报文时间显示格式可在view-Time display format

33、中设置为绝对时间和相对时间（从运行报文软件开始经过的时间）2. Source为源端既报文发起方的IP地址，Destination为终端既报文接收方的IP地址装置的应答Response40 11:35;15.855651QQ192.1681.6MMSIinitiate Response141 11；35；15* 3704 34192.163.1-&QQMMS匚onf Request: GetPiamedvar11:35：15,906781162,1681, MO192.168.1.eMMS匚onf REspcjnsE： GetNamedv4S 11:3

34、5:15.915715192.168.1. E00MMSconf Request:rratHE.田 Frame 40 (210 bytes on wl re, 210 bytes captured)3 Ethernet II, src: 6c:62:6d:blila:26 (6c:62:6d:bl:la:26), Dst: a4:ba:db:ac:bb(a4:bd；db:ac:bb:35) internet Protocol, src: 1& 00 (192.168-1.2 00, Dst: (152.16S.1.6)a Tran

35、siiilslan corrtrol Protocal, src port: 1so-tsap (102), Dst Part i 2 218 (2218),23# Ack: 212, Len:3TPkt, verlan:Length: 1563 iso 8073 gotp 匚口nnect 1 cn-or 1 am&d rransport proto亡ulB I3O 8327-1 osi session Prcnocol I5O SS2 3 osi Presenrrior Prorocol ISO 350-1 OS J Assaci atian Contrcil Service ISO/TEC

36、 906 MMSiriitiate Response (9)Megotiated MMS PDU Sie: 256000Negoti ated Max out statind Request s cal ling:1Negoti ated out st andi ng Requests cal led:3Megot1 ated Data Nesting Level:5B initiate Res pcnse Detai1 mms version Number: 1 negotl ated 户araineter CB6s:hleqot lated PrAmeter CBBs :5.1.2读取控制

37、模式：Read子系统在初始化时，检查IED是否配置有控制数据，包括复归、压板、开关控制等，也就是模型中FC=CO的数据，对应于iedxx.ini中的CTL行。如果有控制数据，子系统需要读取每路控制的控制模式，模型中为 ctIModel的数据。子系统对复归控制ctlModeI默认为1，既直接控制，压板开关ctlModel默认为4,既带预置令的控制模式。831 10:21:18.319995 S33 LO：21：1S.37D438 10.100.100,2 S1O.LOD.1OO.2510.LCD ,100.1MM5MM5initiate Request iMtlae Re

38、sponse83J 10:21:18.442819 10.10 0 100 1丄0 100.100 25MMSB35 10:21:13.471589 10.100.100,. 2 5MMSconf Response: Read (invokeio： 1)CTL CSC1034LD0 LLNO.C O丄 EDRsSPC1(默认 ctlModel为1)20022302230nullCTL CSC1034LD0 LLNO.CO.PdifE naSPC4(默认 ctlModel为4)20022312231nullCTL CSC1034LD0 LLNO.CO.Pdis1E naSPC4(默认 ctlModel为4)20022322232nullIDst knationFro t ol llitfoTimtf Frame 834 (131 bytes on vine, 131 bytes captured)E EThernet II, src； 00：16：d3：39!9c：e6 COO：16：d3：39：9Ci,