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ACSI技术特点是什么 ACSI到MMS映射方法介绍详解

IEC 61850是关于变电站自动化系统结构和数据通信的国际标准,目的是使变电站内不同厂家的智能电子设备(IED)之间通过一种标准实现互操作和信息***共享,取消多种协议转换和转换设备,使系统调试更加便捷,实现一个世界、一种技术、一个标准。

IEC 61850规约体系完善,相对于基于报文结构的传统规约,应用针对对象技术的IEC 61850有明显的特点和优势。它提出了系统的分层结构,支持数据对象统一建模,将映射的方法和具体网络独立,提供基于SCL的系统配置管理,使协议拥有足够的IEC 61850定义了抽象通信服务接口ACSI,其作用在于约束厂家在装置实现通信中,对IED功能与涉及的数据进行标准化,以达到互操作性。因此IEC 61850的应用关键就是抽象通信服务接口ACSI映射的实现。

【1 ACSI概述

【ACSI(抽象通信服务接口)的产生源自人们对现实设备的实践经验抽象,主要定义了各类通信服务与通信对象及参数,它与下层通信系统独立,与采用的通信协议和具体的实现方法相关。ACSI主要设定了各类服务模型包括连接服务模型、变量访问服务模型、数据传输服务模型、设备控制服务模型、文件传输服务模型、时钟同步服务模型等。这些服务模型定义了通信对象以及如何对这些对象进行访问,实现客户端应用端和服务器应用端的通信,完成实时数据的访问和检索、对设备的控制、时间报告和记录设备的自我描述等。

为了保证ACSI的独立性以及适应未来网络技术通信发展的变化,IEC 61850协议中并没有具体指定实现ACSI的方法,只提供了特殊的通信服务映射(SCSM)来描述映射过程,在IEC 61850-8-1部分定义了ACSI映射到制造报文规范MMS。由于不同类型的SCSM之间无法直接互操作,所以标准目前只规范了MMS的映射。

2 MMS简介

MMS具有以下三大优势:实现互操作;实现独立;实现环境下数据访问。以往的通信标准中提供的互操作,或者针对网络连接、设备模型、功能的执行等做了过多的限制或者规范的不足,直到MMS标准的产生才改变了这种现状。MMS同时实现了独立性,使用户不再建立于选择固定的设备成功,只要是符合MMS标准并能实现相同功能的设备就可以进行替换,这种独立性还体现在网络连接和功能的实现上而已。MMS还实现了环境下的数据访问,以往大多数通信机制提供的一种简单的字节队列信息在网络中传输的机制下,缺乏独立性,而MMS对传递的信息提供了更多的限定和构造抽象,增强了实际设备内部特性,在表示层采用ASN.1

<3 ACSI映射实现模型

<实现IEC 61850的关键依赖于实现协议中规范的ACSI到MMS或其他中间件的映射。

 ACSl只提供了类模型与服务,不存在ACSI PDU,ACSI通过各自特定的映射方式SCSM映射到应用层或CORBA中间件技术。以MMS方式为例,标准规定采用ASN.1。 1的BER编码方式构造MMS PDU(MMS Protocol Data Units)。对于底层协议栈可以自行设计实现OSI协议栈,也可以直接建立在TCP/IP协议基础之上。SCSM是具体的ACSImap的实现,描述了映射实现的流程。

4 ACSI到MMS的映射

<4.1 ACSI到MMS映射的实现流程

4.2 ACSI到MMS映射实现方法

如图4所示,将IEC 61850数据对象模型映射到MMS的VMD,IED(智能电子设备)的逻辑节点MMXU,PBPR分别可以映射成VMD中的域,逻辑节点Volts被映射成命名变量,可以通过访问变量MXU$Volts$rang就获得访问MMXU逻辑节点中电压的范围这个属性值。

面向关联的MMS通信服务的具体实现如图5。这是一个接收信息的过程。

首先侦听函数在接收通信数据流时通过管道命令通知主函数,主函数调用MMS的管理ACSE函数确认连接的合法性,确认获得授权后,调用读函数读入比特数据流,再经过MMSASN。 1函数进行比特流的解码,同时处理连接,管理MMS的VMD域、变量、类型。在解码后根据特定应用层的应用对数据进行相应的处理。

【IEC 61850中ACSI的采用有利于用户通过直接查看配置文件获得其中的逻辑节点与数据装置的各个模块功能。因此,各个厂家的抽象建模或者可能会有所不同,同时编码的IEC 61850标准在制定方面因为缺乏中国的参与,在很多数据与逻辑节点的定义中尚需要根据我国保护自身情况进行扩展。在扩展中努力做到不扩展逻辑节点,扩展数据的时候扩展名加Ex长度限制在7位。

4.3 ACSI映射到MMS与映射到XML的比较

IEC 61850标准中暂时只规定了映射到MMS,但同时指出了映射到其他可能性,比如XML。XML作为一一种四种的处理技术,它可以与HTTP的服务相结合。如图6。

ACSI部分服务也可以映射到HTTP/HTML/XML。由上文可知,采用ACSIMap到MMS比结合HTTP协议映射到XML可以实现更多的服务,如InfoRepor,Journal,而HTTP中只有交互的GET和POST可以实现读与写服务。两者最大的区别在于映射到MMS是传递ASN .1的BER编码,而映射到XML或HTML是提交文本格式文件。因此,根据具体应用场合,在只需要比较基本的服务、功能不复杂且实时性要求不高的场合,可以采用ACSI映射到

<5结论

本文针对IEC 61850具体应用中设备开发的目的,对ACSI的映射实现进行了研究,得到如下结论:

(1)通过对ACSI技术特点的分析,构建了ACSI映射实现的模型,为ACSI的映射实现奠定基础;

(2)IEC 61850规定了ACSI到MMS的映射,研究设计了ACSI到MMS映射实现的详细流程,提出了ACSI实现的三个部分,为ACSI映射实现提供了参考框架;

【(3)设计了ACSI到MMS映射的具体方法,包括逻辑节点映射、数据模型映射以及MMS通信服务器主函数的设计,为开发符合IEC 61850的IED提供了技术方案;

【(4)对ACSI到MMS与到XML的映射进行了比较,在实时性不高功能不复杂的场合可以采用ACSI映射到XML的方式。

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