（测试计量技术及仪器专业论文）iec+61850服务的研究和实现——逻辑设备类、逻辑节点类等模型服务.pdf

上海大学硕士学位论文 摘要 i e c6 1 8 5 0 标准是目前关于变电站通信网络和系统的最新国际标准，也是将 来发展的趋势。其目标在于形成一个标准的开放式变电站自动化通信体系( s a s ) 使得来自不同制造商的i e d 之间实现良好的互操作性，并适应通信技术的快速 发展，成为通信标准。标准仅给出实现的框架，对标准和其实现进行研究，具有 重要理论意义和实用价值。 本文主要研究如何将该通信标准设计成一个应用系统。通过对i e c 6 1 8 5 0 通 信标准的研究，采用客户端服务器c c s ) 结构，服务器端的实现以抽象通信服务 接口( a c s d 服务器为核心，它为变电站设备定义了公共的公用事业服务，通过特 定通信介质与客户端联系，接收客户端来的a c s i 服请求，并向客户端发送a c s i 服务响应，完成数据交换的任务。 本文首先认真分析i e c 6 1 8 5 0 的通信体系结构以及在i e c 6 1 8 5 0 中应用的 m m s 模型，总结了i e c 6 1 8 5 0 与m m s 的数据建模方法，以及i e c 6 1 8 5 0 的抽象 通信接口a c s i 与m m s 的映射关系。在分析了s i s c o 的m m s e a s el i t e 库接 口的基础上，提出了i e c6 1 8 5 0 的a c s i 服务接口的实现方案，基本完成了服务 器模型、应用关联模型、逻辑设备类模型、逻辑节点类模型、数据类模型、数据 集模型、取代模型和定值组控制块类模型等八大功能模块。最后通过i e c6 1 8 5 0 客户端服务器的仿真程序，验证了上述功能模块。 关键词：l e c6 1 8 5 0 ；m m s ；m m s - e a s el i l ：e ：a c s i ；s 6 c b ； v 上海大学硕十学位论文 a b s t r a c t a tp r e s e n t ，i e c618 5 0i st h el a t e s tn a t i o n a ls t a n d a r da b o u tc o m m u n i c a t i o n s n e t w o r ka n ds y s t e mi ns u b s t a t i o n sa n dt r e n do ff u t u r ed e v e l o p m e n to fs u b s t a t i o n a u t o m a t i o n i t sa i mi st oc r e a t eas t a n d a r do p e nc o m m u n i c a t i o ns u b s t a t i o na u t o m a t i o n s y s t e m ( s a s ) f r o md i f f e r e n tm a n u f a c t u r e r s t om a k et h el e db e t w e e ng o o d i n t e r o p e r a b i l i t y , a n dt oa d a p tt ot h er a p i dd e v e l o p m e n to fc o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g y 嚣ac o m m u n i c a t i o ns t a n d a r d s t a n d a r d sa r er e a l i z e do n l yi nt h ef r a m e w o r ko f s t a n d a r d sa n da c h i e v et h e i rs t u d yh a si m p o r t a n tt h e o r e t i c a la n dp r a c t i c a lv a l u e t h eo b j e c t i v eo fm yt h e s i si sa b o u th o wt od e s i g na na p p l i c a t i o ns y s t e mb a s e do n t h es t a n d a r di e c6 18 5 0 t h r o u g hap e r i o ds t u d yo fi e c6 18 5 0 ，t h i st h e s i sd e c i d et o u s ec ss t r u c t u r et ob u i l dt h ea p p l i c a t i o ns y s t e m ，a b s g a c tc o m m u n i c a t i o ns e r v i c e i n t e r f a c e ( a c s i ) s e r v e ri st h ek e r n e lo fs e r v e r , a c s id e f i n e sc o m m o np u b l i cu t i l i t y s e r v i c eo ft r a n s f o r m e rs u b s t a t i o n e q u i p m e n t s ， c o n t a c tc l i e n t s t h r o u g hs p e c i a l c o m m u n i c a t i o nm e d i u m ，r e c e i v ea c s is e r v i c er e q u e s tf r o mc l i e n ta n ds e n da c s i s e r v i c er e s p o n dt oc l i e n t ，t h e nc o m p l e t et h eo b j e c t i v eo fd a t ae x c h a n g e f i r s t l y , t h i st h e s i ss u m m a r i z e dt h em e t h o do ft h ei e c6 18 5 0a n dm m sd a t a m o d e l i n ga n dt h em a p p i n gr e l a t i o n s h i pb e t w e e na b s t r a c tc o m m u n i c a t i o ns e r v i c e i n t e r f a c ea n dm m s o nt h eb a s i so ft h el i b r a r yo fm m s e a s el i t e ，t h et h e s i sc a r r i e d o u tt h em e t h o do fr e a l i z i n gt h ea c s is e r v i c ei n t e r f a c eo fi e c618 5 0a n dm a i n l y c o n s t r u c t e de i g h tf u n c t i o nm o d u l e s ：s e r v e rc l a s sm o d u l e ；a p p l i c a t i o na s s o c i a t i o n m o d u l e ；l o g i c a l - d e v i c ec l a s sm o d u l e ；l o g i c a l - n o d ec l a s sm o d u l e ；d a t a c l a s sm o d u l e ；d a t a s e tc l a s sm o d u l e ；s u b s t i t u t i o nm o d u l e ；s e t t i n gg r o u p c o n t r o lb l o c kd a s sm o d u l e f i n a l l y , t h i st h e s i sv a l i d a t e dt h ea c s is e r v i c e i n t e r f a c eb yt h ee m u l a t o ro f c l i e n t s e r v e ra b o u ti e c6 1 8 5 0 k e yw o r d s ：i e c6 1 8 5 0 ；m m s ；m m s e a s ek i t e ；a c s l ；s g c b ； v i 上海人学硕士学位论文 原创性声明 本人声明：所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作。 除了文中特另, l d n 以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已发表 或撰写过的研究成果。参与同一工作的其他同志对本研究所做的任何 贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名：一期# 声r 尸 本论文使用授权说明 本人完全了解上海大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留 论文及送交论文复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部 分内容。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) i i 缈日期： 爿上7 上海大学硕士学位论文 1 1 课题的提出及意义 第1 章绪论 由于大规模集成电路技术强劲的发展，导致了先进的、快速的、功能强大的 微型处理器的出现，才有变电站自动化系统实现的可能性。这个结果引起了变电 站二次设备从电子一机械设备向数字设备的发展。反过来又提供了采用一些智能 电子设备去完成所要求的功能( 继电保护、当地和远方监视和控制等) ，来实现 变电站自动化系统的可能性。自然，提出了在智能电子设备之间高效通信的要求， 特别是标准协议的要求。到目前为止，许多制造厂采用各自特定的专用通信协议， 但是采用不同的制造厂的智能电子设备时要求复杂的、高费用的协议转换。 工业实践经验表明，已出现制定标准通信协议的强烈需求及其机遇，以支持 不同制造厂生产的智能电子设备具有互操作性。互操作性在这里指的是能够工作 在同一个网络上或者通信通路上共享信息和命令的能力。互操作性是电力公司、 设备制造厂和标准厂组织的共同目标。 基于这个目的，1 9 9 5 年国际电工委员会第5 7 技术委员会( i e ct c 7 ) 成立了3 个工作组l o ，1 1 ，1 2 ( w g l 0 1 1 1 2 ) ，负责制定i e c6 1 8 5 0 标准。工作组成员分 别来自欧洲、北美和亚洲国家，他们有电力调度、继电保护、电厂、操作运行及 电力企业的技术背景，其中有些成员参加过北美及欧洲一些标准的制定工作。3 个工作组有明确的分工：第l o i 作组负责变电站数据通信协议的整体描述和总体 功能要求；第1 i i 作组负责站级数据通信总线的定义；第1 2 工作组负责过程级数 据通信协议的定义。这3 个工作组参考和吸收了已有的许多相关标准，其中主要 有：i e c8 7 0 5 - 1 0 1 远动通信协议标推；i e c8 7 0 - 5 - 1 0 3 继电保护信息接口标 准；u c a2 0 ( u t i l i t yc o m m m n i c a t i o na r c h 5 t e c t m r e2 0 ) ，由美国电科 院制定的变电站和馈线设备通信协议体系；i s o i e c9 5 0 6 5 1 j 造报文规范m m s 。 1 9 9 9 年3 月，3 个工作组提出了i e c6 1 8 5 0 委员会草案版本，i e ct 5 7 5 1 定并于2 0 0 4 年颁布了i e c6 1 8 5 0 的国际规约。我们国家也从2 0 0 2 年开始对i e c6 1 8 5 0 系列标准 进行转换，目前已经基本制定了相应的行业标准。随着i e c6 1 8 5 0 标准的颁布， 广大制造企业和电力用户开始对i e c6 1 8 5 0 标准进行研究，i e c6 1 8 5 0 逐渐成为近 l 上海大学硕士学位论文 期电力系统研究的热门课题。 i e c6 1 8 5 0 作为变电站自动化系统计算机通信网络和系统的标准，采用分层、 面向对象建模等多种新技术，其底层是直接映射到制造报文规范 m m s ( m a n u f a c t u r i n gm e s s a g es p e c i f i c a t i o n ) 上。本课题来源于上海市电站自动化 技术重点实验室承担的项目“基于i e c 6 1 8 5 0 协议的电站自动化关键技术 ，项 目编号0 5 d z 2 2 3 0 5 。研究的重点是基于m m s 规约实现i e c6 1 8 5 0 对象服务，实 现i e c6 1 8 5 0 客户端和服务器端的通讯，以及m m s 层为i e c6 1 8 5 0 协议提供服 务的接口的实现。 本课题拟设计的i e c6 1 8 5 0 服务，将嵌入式技术应用到数字变电站设备的网 络通信协议的开发中去，在变电站自动化系统变电站层和间隔层i e d 之间解决 了互操作性的目的，从整体上对变电站自动化系统的信息传输和处理方式给出了 规范。该课题涉及i e c6 1 8 5 0 标准的应用，以及i e c6 1 8 5 0 基于x m l 的s c l 模 型的不同服务到m m s 的映射等技术难题，有很强的理论研究价值。 1 2 国内外研究现状 i e c6 1 8 5 0 标准是全世界唯一的变电站网络通信标准，也将成为电力系统中 从调度中心到变电站、变电站内、配电自动化无缝自动化标准，还可望成为通用 网络通信平台的工业控制通信标准。当前，生产相关产品的国外各大公司都在围 绕i e c6 1 8 5 0 开展工作，并提出i e c6 1 8 5 0 的发展方向是实现“即插即用，在工 业控制通信上最终实现“一个世界、一种技术、一个标准 。从现在来看，由于 i e c 的影响，北美大的厂家也开始放弃自己原来的规约，转而支持和致力于i e c 6 18 5 0 的开发。 对于i e c6 1 8 5 0 的研究分布在变电站自动化系统的3 个层次中，分别是过程 层、间隔层和变电站层。过程层研究：n x t p h a s e 实现仪用互感器，t o s h i b a 实现仪用互感器。间隔层研究：基于u c a 的微机保护系统的测试( 2 0 0 2 ) ，基于 交换式以太网的高精度时间同步研究( 2 0 0 1 ) 。变电站层研究：继电保护故障信 息处理系统( 2 0 0 3 ) ，浙江大学和浙江省调联合研究开发的“继电保护故障信息 处理系统”，基于x m l 映射方案部分的实现了i e c6 1 8 5 0 标准。 西门子全球的第1 0 0 个i e c6 1 8 5 0 工程实例位于上海西南郊区的南桥 2 上海大学硕士学位论文 5 0 0 k v 变电站自动化系统已于2 0 0 5 年顺利投入运行。2 0 0 4 年1 1 月，西门子输配电 集团( p t d ) 在瑞士承建了世界上第一个运用i e c6 1 8 5 0 通讯规约的电站自动化 系统。短短的时间内，1 0 0 个工程投入运行，再次凸显i e c6 1 8 5 0 标准在电力高科 技领域的“蓝海市场”。国电南瑞科技股份有限公司研制的“北京顺义5 0 0 k v 变 电所应用i e c6 1 8 5 0 标准的n s 2 0 0 0 自动化系统 于2 0 0 6 年1 0 月2 7 日通过出厂验 收，标志我国自主研发能够满足i e c6 1 8 5 0 标准的高等级电压变电站自动化系统 获得基本成功。 为了面对中国加入w t o 后的世界市场，我们必须向国际标准看齐。并且， 随着嵌入式技术的日趋成熟，利用嵌入式平台基于i e c6 1 8 5 0 服务实现智能i e d 之间的互连毫无疑问将是未来数字化变电站技术发展方向的之一。 1 3 论文的主要工作及章节安排 本文主要研究i e c6 1 8 5 0 服务的研究和实现，重点研究服务器模型、关联模 型、逻辑设备模型、逻辑节点模型、数据模型、数据集模型、取代模型、定值组 控制块模型八大模型的各个服务的实现。而i e c6 1 8 5 0 的实现是基于删s ( 制造 报文规范) ，因此，本文主要围绕i e c6 1 8 5 0 和m m s 协议展开。全文各章节安排 如下： 第一章绪论部分概括了课题的意义以及国内外对该课题的研究现状。 第二章介绍了i e c 6 1 8 5 0 的特点、基本概念、结构体系、信息模型以及a c s i 的相关服务。 第三章介绍了制造报文规范m m s ，应用于i e c 6 1 8 5 0 中的m m s 相关模型和服 务以及m m s 的客户n 务器模型和通信协议栈。 第四章详细介绍了i e c 6 1 8 5 0 与m m s 的映射方法，总结了映射的规律和基本 原则。 第五章介绍了利用c i s c 0 的m m s - e a s el i t e 库实现a c s i 八大服务接口的方 法。 第六章介绍了利用第五章接口库，实现i e c6 1 8 5 0 的a s c i 服务客户端服务 器通信的仿真，验证了a c s i 服务接口的正确性。 第七章对全文做个总结，对未来需进一步研究的工作做了展望。 3 上海人学硕士学位论文 第2 章i e c6 18 5 0 体系结构分析 2 1i e c6 18 5 0 简介 i e c6 1 8 5 0 是国际电工委员会( i e c ) 第5 7 技术委员会( t c 5 7 ) $ | j 定的关于变电 站自动化系统通信网络和系统的标准。目的是为了实现不同厂商之间的设备的互 操作性。该协议采用自上而下的方式对变电站自动化系统进行系统分层、功能定 义和对象建模。i e c6 1 8 5 0 包括面向对象的标准、通信网络性能要求、接口和映 射、系统和项目管理、一致性测试等多方面详细内容。协议内容纲要如下：第l 部分、概述；第2 部分、术语；第3 部分、总体要求；第4 部分、系统和项目管 理；第5 部分、功能和设备模型的通信要求；第6 部分、与变电站有关的i e d 的通信配置描述语言；第7 1 部分、变电站和馈线设备的基本通信结构原理和 模型；第7 2 部分、变电站和馈线设备的基本通信结构抽象通信服务接口( a c s i ) ； 第7 3 部分、变电站和馈线设备的基本通信结构公用数据类；第7 4 部分、变 电站和馈线设备的基本通信结构兼容的逻辑节点类和数据类；第8 1 部分、特 定通信服务映射( s c s m ) 映射到m m s ( i s o i e c 9 5 0 6 第2 部分) 和i s o i e c 8 8 0 2 3 ； 第9 1 部分、特定通信服务映射( s c s m ) 通过串行单方向多点共线点对点链路传 输采样测量值；第9 - 2 部分、特定通信服务映射( s c s m ) 通过i s o i e c8 8 0 2 3 传 输采样测量值；第l o 部分、一致性测试。i e c6 1 8 5 0 7 ( d l t8 6 0 7 ) 是标准的核心， 是变电站自动化系统上层应用和下层实现的接口部分【l 】。 2 1 1i e c6 1 8 5 0 的技术特点 国际电工委员会t c 5 7 制定了变电站通信网络和系统系列标准，该标准 为基于通用网络通信平台的变电站自动化系统唯一国际标准。该系列标准具有一 系列特点和优点： 1 分层的智能电子设备和变电站自动化系统； 2 根据电力系统生产过程的特点，制定了满足实时信息和其他信息传输要 求的服务模型： 3 采用抽象通信服务接口、特定通信服务映射以适应网络技术迅猛发展的 4 上海人学硕士学位论文 要求； 4 采用对象建模技术，面向设备建模和自我描述以适应应用功能的需要和 发展，满足应用开放互操作性要求； 5 快速传输变化值； 6 采用配置语言，配备配置工具，在信息源定义数据和数据属性； 7 定义和传输元数据，扩充数据和设备管理功能； 8 传输采样测量值等。【1 1 2 1 2i e c6 1 8 5 0 的分层结构 i e c6 1 8 5 0 为了完成变电站自动化系统的控制、监视和继电保护三大功能， 将变电站自动化系统按功能和逻辑通信抽象为3 层体系结构：变电站层、间隔层 和过程层。变电站总线用于变电站层和间隔层间通信，过程总线用于间隔层和过 程层间通信。i e c6 1 8 5 0 并不规定通信拓扑，不限制任何物理通信接口，只需根据 需求定义可以在物理的通信链路上应用的通信服务，因此，这种3 层体系结构只 是抽象的概念，并不限定实际的网络形式。这样的通信系统有利于变电站内设备 以及变电站与控制中心构成统一的无缝连接网络。 三层间具有相应的1 0 种逻辑接口，如图2 1 所示。过程层通过接口4 和接 口5 与间隔层通信，主要完成开关量i o 、模拟量的采样和控制命令的发送等与 一次设备相关的功能，该层主要物理设备是远方i o 、智能传感器和执行器。间 隔层的功能主要是利用一个间隔的数据对本间隔的一次设备进行操作，如线路保 护设备就属于这一层。间隔层通过逻辑接口3 实现间隔层的内部通信功能，通过 逻辑接口4 和接口5 与过程层通信，即与各种远方i o 、智能传感器和控制器通 信。该层的设备主要包括每个间隔的控制、保护或监视单元。变电站层的功能分 为两类：一是与过程层相关的变电站功能，主要指使用多个问隔或者全站的数据， 并且对多个间隔或全站的一次设备进行监视和控制，如母线保护或全站范围的联 琐等，间隔层之间通过接口8 进行通信；二是与接口相关的变电站范围的功能， 主要是指变电站自动化系统与本地操作人员的人机交互界面的接口h m i ( h u m a n m a c h i n ei n t e r f a c e ) 、与远方控制中心的接口t c i ( t e c o n t r o li n t e r f a c e ) 以及监视 和维护远方工程管理接口t m i ( t e l e m o n i t o r i n gi n t e r f a c e ) 。这些功能通过逻辑接 5 上海人学硕士学位论文 口1 和6 与间隔层通信，通过逻辑接口7 与外部通信，通过逻辑接口9 完成变电 站层内部的通信功能【2 】。 _ 卜厂一高压设备 数 据 取代数据 集 l 读写 l 目录定 图2 - 4 基本组成部件 逻辑节点和包含在逻辑节点中的数据是描述实际系统及功能的基本概念。逻 辑节点主要作为数据对象的容器，可以放置在i e d 的任何地方。在i e c6 1 8 5 0 7 4 中定义的每个数据都有唯一确定的意义。数据通过它们的服务和它们的环境交 互。在i e c6 1 8 5 0 7 x 系列中逻辑节点和数据的概念定义了可在逻辑节点内访问 的信息。例如发出请求从逻辑节点重新获取数据的设备也可建模为一个逻辑节 点，则在逻辑节点之间可以看到信息流如图2 5 所示【3 1 。 2 1 3 3 逻辑设备模型 图2 5 逻辑节点连结 为了( 在逻辑节点之外) 通信目的，i e c6 1 8 5 0 引入了逻辑设备的概念。逻辑 设备是物理设备的抽象，主要由逻辑节点和附加服务组成( 例如g o o s e 、采样值交 换、定值组) ，如图2 6 所示【3 1 。 9 上海大学硕上学位论文 图2 6 逻辑设备基本组成元素 另外，当用逻辑设备构建网关( 或代理) 时，从功能的角度看它是透明的。 逻辑设备也提供物理设备的相关信息，这个物理设备是逻辑设备的宿主或者逻辑 图2 7 逻辑设备和l l n 0 l p h d 1 0 拥有信息实体 上海人学硕士学位论文 设备所控制的外部设备，逻辑设备同逻辑节点的关系如图2 7 所示【3 】，图中 物理设备a 包含两个逻辑设备l d l 和l d 2 ，逻辑设备l d l 包含3 个逻辑节点，逻辑节 点0 ( l l n 0 ) 代表逻辑设备的公共数据( 例如，铭牌、运行状态信息) ，逻辑节点 物理设备( l p h d ) 表示该逻辑设备的宿主物理设备本身的公共数据，所有逻辑节 点都定义了l l n 0 和l p h d 。例如右边主设备铭牌信息的显示被定义为代表主设备逻 辑节点的数据。 2 2 抽象通信服务接口a c s i 2 2 1a c s i 的通信方法 i e c6 1 8 5 0 总结了电力生产过程特点和要求，归纳出电力系统所必需的信息 传输的网络服务，采用抽象建模方法设计出抽象通信服务接口( a c s i ) ，a c s i 中的抽象概念可以归纳为两个方面： 图2 8a c s i 通信方法 l l i o 数据 i o 数据 i o 数据 上海大学硕士学位论文 1 a c s i 仅对通信网络可见且可访问的实际设备( 例如断路器) 或功能建模， 抽象出各种层次结构的类模型和它们的行为。 2 a c s i 从设备信息交换角度进行抽象，并只定义了概念上的互操作。标准 关心的是描述通信服务的具体原理，而没有定义与有关设备间交换的具体报文及 编码，这些在特定通信服务映射s c s m 中指定( i e c6 1 8 5 0 8 、i e c6 1 8 5 0 9 ) ，因 此它独立于具体的网络应用层协议，和采用的网络无关。这样就实现了通信服务 和采用的具体技术的独立。 a c s i 为变电站设备定义了公共通信服务。通信服务可分为两组，如图2 - 8 所示【3 】，其中一组使用客户一一服务器( c s ) 模式，如控制或读数据服务，这 组也是我们讨论的范围；一组使用对等( p e a r - t o p e a r ) 模式，用于对时间要求较 高的情况( 如用于继电保护设备间快速、可靠的数据传输) ，以及周期采样值传 输服务，这组不在本论文讨论的范围，本论文将不再论述。 2 2 2a c s i 概念模型 a c s i ( 抽象通信服务接口) 基本信息模型包括：s e r v e r ( 服务器) ， l o g i c a l d e v i c e ( l d 逻辑设备) ，l o g i c a l - n o d e ( l n 逻辑节点) ，d a t a ( 数据，有多个数据属性) 四个类，这些类有属性和服务组成。在实际实现中， 逻辑设备、逻辑节点、数据、数据属性每一个都有自己的对象名( 实例名n a m e ) ， 在它们所属的同一容器的相应类中有唯一名( o b j e c t n a m e ) ，另外，这四者之中 的每一个都有路径名( o b j e c t r e f e r e n c e ) ，它是每个容器中所有对象名的串联， 四个对象名( 每一行) 可串起来。其他服务模型包括对数据、数据属性、数据集 进行操作服务的下述模型：d a t a s e t ( 数据集) 、取代、 s e t t i n g g r o u p c o n t r o l b l o c k (定值组控制块 )、 r e p o i m c o n t r o l b l o c k ( 报告控制块) 和l o g c o n t r o l b l o c k ( 日志 控制块) 等模型。逻辑节点是主要标准部件之一，它和大多数其他信息交换模型 例如报告控制、日志控制、定值控制有关联。任何其他信息交换服务模型例如报 告控制、日志控制、定值控制都具有o b j e e t n a m e ( 对象名) 和o b j e c t r e f e r e n c e ( 对象引用) 。具体模型如图2 9 所示【4 1 。 1 2 上海大学硕上学位论文 2 2 3a c s i 服务 区至蔓 图2 - 9a c s i 概念性模型 a c s i 定义的服务都应用于特定的模型，本节按服务模型来分类对可映射到 m m s 的模型的主要相关服务进行简要介绍【4 1 。 1 服务器模型 服务器代表设备的外部可视行为，其它所有模型都是服务器的一部分。为了 支持设备的自我描述，规定了g e t x x d i r e c t o r y 和g e t - x x d e f i n i t i o n 服务，如图 2 1 0 所示【4 】。 服务器相关服务只有一个g e t s e r v e r d i r c c t o r y ( 读取服务器目录) 服务客 户使用g e t s e r v e r d i r e c t o r y 服务检索由寻址s e r v e r 对请求的客户变成可视、可访 1 3 上海大学硕上学位论文 问的全部l o g i c a l d e v i c e 名字表或f i l e s 名字表。服务的请求参数中的对象 类( o b j e c t c l a s s ) 参数可以是“l o g i c a l - d e v i c e 和“f i l e 之一，用于指 出服务请求的是逻辑设备目录，还是文件目录。当服务成功时返回肯定响应，给 出一个逻辑设备对象或文件名称的引用；否则返回否定响应，并给出相应的服务 错误信息。 一2 = = ：= = = - d a t a d a t a i j j = j 二! ：娜g e t d a n t a 溪d e 牌f i n i t i o n ( d a t a n a 。m 璐e ) ， 图2 1 0 关于g e t d i r e c t o r y 和g e t d e f i n i t i o n 服务的概述 2 应用关联模型 应用关联模型包含如何达到在不同设备类型之间的通信。应用关联分为双边 应用关联和广播应用关联两类。双边应用关联类传送服务请求和响应服务( 传输 无确认和确认的一些服务) ，应用关联是可靠的，信息流是端端控制的，如在客 户和服务器之间定义的关联服务：多路广播应用关联( 仅在一个方向) 传送无确 认的服务，如g o o s e 报文和传输采样值中定义了为管理多路广播报文的服务。 以下仅介绍双边应用关联服务，主要包括a s s o c i a t e ( 建立关联) 、a b o r t ( 异常中 止关联) 、r e l e a s e ( 释放关联) 。 ( ) a s s o c i a t e ( 建立关联) 客户使用本服务和特定服务器建立双边应用关联，在客户发出的服务请求中 包含服务访问点引用参数( s e r v e r a c c e s s p o i n t r e f e r e n c e ) 和认证参数 ( a u t h e n t i e a t i o n p a r a m e t e r ) 。服务访问点引用参数标识服务器并和服务器建立应用 关联。认证参数主要用于权限和安全目的，当该参数和有效参数不匹配时，服务 器将拒绝本次服务并返回相应原因。服务执行成功时返回肯定响应，给出应用关 1 4 上海人学硕士学位论文 联的标识及表明应用关联是否成功建立的结果。否则返回否定响应，并给出相应 的服务错误信息。 ( 窑) a b o r t ( 异常中止关联) 服务用于突然断开客户和服务器之间的特定应用关联。突然意味着将舍弃发 出的所有服务请求，不再处理服务。请求服务参数包括应用关联标识 ( a s s o c i a t i o n l d ) 和中止关联的原因( r e a s o n ) 。这个服务可以由本地或远端的底 层通信系统发起，也可由客户方发起，发起方给出相应的参数。 ( 查) r e l e a s e ( 释放关联) 服务用于圆满地断开客户和服务器之间的应用关联。圆满是指发出的全部服 务请求在结束之前已完成，断开之后不发出新的请求。服务请求参数包括所要释 放的关联标识( a s s o c i a t i o n l d ) 。服务执行成功则返回肯定响应，并给出所要释 放的关联的标识，以及该应用关联是否成功中止的结果。否则返回否定响应，并 给出相应的服务错误信息。 3 逻辑设备类模型 逻辑设备可以看作是一组逻辑节点的容器或完成网关、代理功能的设备。客 户使用g e t l o g i c a l d e v i c e d i r e c t o r y ( 获取逻辑设备目录) 服务可以得到指定逻辑 设备中对请求客户可见且可被访问的所有逻辑节点的引用列表，在服务请求参数 中指出逻辑设备的对象引用( o b j e c t r e f e r e c e ) 。如服务执行成功，则返回肯定响 应，给出逻辑设备中所有可访问逻辑节点的对象引用。否则，返回否定响应，给 出服务错误信息。 4 逻辑节点类模型 逻辑节点是数据( d a t a ) 、数据集( d a t a s e t ) 、缓存报告控制块( b r c b ) 、 日志控制块( l c b ) 、日志( l o g ) 、定值组控制块( s g c b ) 、面向通用对象的 变电站事件控制块( g o c b ) 、面向变电站状态事件控制块( g s c b ) 等的组合。 所定义的服务有：读逻辑节点目录( g e t l o g i c a l n o d e d i r e c t o r y ) 、读全部数据值 ( g e t a l l d a t a v a l u e s ) 。 ( 至) g e t l o g i c a l n o d e d i r e c t o r y ( 读逻辑节点目录) 客户通过该服务可取得指定逻辑节点中对请求客户可见且可被访问的指定 类型的所有对象的对象引用列表。在服务请求参数中指出逻辑节点的对象引用和 上海大学硕： 学位论文 要访问的对象类型。对象类型可以是构成逻辑节点的任何对象类，如数据、数据 集。服务执行成功返回肯定响应，给出相应类型的对象引用列表。否则，返回否 定响应，给出服务错误信息。 ( g ) g e t a l l d a t a v a l u e s ( 获取所有数据值) 客户通过该服务检索全部数据对象( 符合特定功能约束的全部数据对象) 的 所有对象属性值。服务请求参数包括逻辑节点的对象引用和一个功能约束的列 表。服务执行成功时返回肯定响应，参数中包含一个数据属性的对象引用列表和 一个数据属性值的列表。否则返回否定响应，给出服务错误信息。 5 数据类模型 数据( d a l r a ) 类代表变电站自动化( 服务器) 设备中有意义的应用信息。 数据模型提供了四个服务，分别是g e t d a t a v a l u e s ( 读数据值) 服务、s e t d a t a v a l u e s ( 设置数据值) 服务、g e t d a t a d i r e c t o r y ( 读数据目录) 服务和g e t d a t a d e f i n i t i o n ( 读数据定义) 服务。 ( ! ) g e t d a t a v a l u e s ( 读数据值) 客户使用g e t d a t a v a l u e s 服务检索引用d a t a 的d a t a a t t r i b u t e ( 数据属性) 值，服务的r e f e r e n c e 参数规定d a t a 的功能约束数据( f c ) 、功能约束数据属 性( f c d a ) 以限定访问的数据属性范围。服务执行成功则返回肯定响应，给出 相应的数据属性值。当请求参数r e f e r e n c e 是指向功能约束数据( f c d ) 时，返 回功能约束数据所限定的一组数据属性的值；如果r e f e r e n c e 是功能约束数据属 性( f c d a ) ，则返回相应单个数据属性的值。否则返回否定响应，给出服务错 误信息。 i 霪) s e t d a t a v a l u e s ( 设置数据值) 客户使用s e t d a t a v a l u e s 服务设置特定对象的数据属性值。服务的请求的第 一个参数为r e f e r e n c e ，含义同g e t d a t a v a l u e s 服务的请求参数r e f e r e n c e 相同， 第二个参数d a t a a t t r i b u t e v a l u e 由f c d 引用d a t a 的全部d a t a a t t r i b u t e 值或由 f c d a 引用的d a t a a t t r i b u t e 值。服务执行成功则简单返回肯定响应。否则返回否 定响应，给出服务错误信息。 g e t d a t a d i r e c t o r y ( 读数据目录) 客户使用该服务可以得到指定的数据对象的所有的数据属性名称的列表。服 1 6 上海大学硕士学位论文 务的请求参数指定所要访问的数据对象的对象引用。在肯定响应中将返回数据对 象的最高层次的数据属性名称列表( 即数据属性是嵌套定义时，只返回最外层数 据属性名称) 。否则返回否定响应，并给出相应的服务错误信息。 ( 鸯g e t d a t a d e f i n i t i o n ( 读数据定义) 客户使用该服务可以得到请求客户可见且可访问数据的所有完整数据属性 定义。所谓完整意味着服务结果将返回整个的数据对象的结构，包括所有嵌套的 数据属性。服务的请求参数指定要访问的数据对象的对象引用。服务执行成功返 回肯定响应，给出一个数据对象的完整层次结构，包括数据属性名称、数据属性 类型及数据属性的功能约束。否则返回否定响应，并给出相应的服务错误信息。 6 数据集模型 数据集是有序的数据或数据属性的对象引用组( 被称为数据集成员) ，为了 客户的方便，将上述内容组织成单个集合。客户和服务器双边都知道数据集的对 象引用成员的顺序，因此仅需要传输数据集名和引用的数据或数据属性的当前 值。这种能力能有效利用通信带宽。数据集相关服务包括g e t d a t a s e t v a l u e s ( 读 数据集值) 服务、s e t d a t a s e t v a l u e s ( 设置数据集值) 服务、c r e a t e d a t a s e t ( 建立 数据集) 服务、d e l e t e d a t a s e t ( 删除数据集) 服务和g e t d a t a s e t d i r e c t o r y ( 读取 数据集目录) 服务。 o ) g e t d a t a s e t v a l u e s ( 读数据集值) 客户利用该服务检索引用数据集的全部数据属性值，在请求引用时应给出数 据集的对象引用，可以是永久性引用或者是非永久性引用。成功时返回肯定响应， 给出数据集引用的所有成员的值。否则返回否定响应，并给出相应的服务错误信 息。 霪) s e t d a t a s e t v a l u e s ( 设置数据集值) 客户使用该服务设置引用数据集的全部数据属性值。服务请求参数指定数据 集的对象引用，并给出用于设置各数据属性的值列表。服务请求成功返回肯定响 应，参数包含一个列表，列表的每一项对应一个数据对象的设置结果( 成功与否) 。 否则返回否定响应，并给出相应的服务错误信息。 c r e a t e d a t a s e t ( 建立数据集) 客户使用本服务可以请求服务器创建一个数据集，数据集的对象引用及其成 1 7 上海人学硕士学位论文 员由客户方在服务请求参数中指定，其成员表具有功能约束数据( f c d ) 或功能 约束数据属性( f c d a ) 。服务请求成功时返回肯定响应参数，否则返回否定响 应，并给出相应的服务错误信息。 廷) d e l e t e d a t a s e t ( 删除数据集) 客户使用本服务请求服务器删除一个数据集。在服务请求参数中指定数据集 的对象引用。服务请求成功时返回肯定响应参数，否则返回否定响应，并给出相 应的服务错误信息。 ( 量) g e t d a t a s e t d i r e c t o r y ( 读取数据集目录) 客户使用该服务检索由数据集所引用的全部数据集成员的一张对象引用列 表，请求参数中指定所要访问的数据集的对象引用，肯定响应参数中给出数据集 成员的对象引用列表，否定响应则给出相应的服务错误信息。 7 取代模型 取代模型提供了对d a t a a t t r i b u t e s 的功能约束为m x ( 模拟值) 或者s t ( 状 态值) 值的取代。基本上，取代用于具有f c ( 为m x 或s t ) 的d a t a a t t r i b u t e s 和相关的品质属性。取代使能时，对特定d a t a a t t r i b u t e ，d a t a 向客户提供以这些 取代值代替过程值。 一般的，d a t a a t t r i b u t e 的值是过程输入或者从一些功能计算的结果( 在此情 况下，源被称为“过程) 。在取代时，d a t a a t t f i b u t e 的值是操作员人工输入的值。 选用源的值( 取代值或过程值) 是由s e t d a t a v a l u e s 服务设置s u b e n a ( 使能取代) 状态决定。s e t d a t a v a l u e s 和g e t d a t a v a l u e s 服务分别用于写入和读取取代值。 8 定值组控制块类模型 通常d a t a 的实例有一个值。s e t t i n g g r o u p c o n t r o l b l o c k ( s g c b ) ( 定值组控制块) 模型允许实例有几个值，某一个时刻使用其中一个 值。s g c b 提供在几个值间切换的机制，这些值共同属于并构成定值组( s g ) 。 s g c b 类模型提供处理一个或多个d a t a 的不同值的服务。被l o g i c a l - - n o d e 的d a t a 所采用的某个s g 的值作为当前值，该s g 为处于“激活 状态。 能够编辑的s g 为处于“编辑”状态。 s g c b 模型如图2 1 1 所示【3 】，l o g i c a l n o d e “p v o c ( 按i e