IEC 61850標準中ACSI映射實(shí)現研究

摘要：IEC 61850是下一代變電站的無(wú)縫通信標準，ACSI是IEC 61850規范的一套抽象通信服務(wù)接口，它的映射實(shí)現是IEC 61850應用的關(guān)鍵所在。針對IEC 61850具體應用中智能電子設備IED開(kāi)發(fā)的目的，通過(guò)對ACSI與MMS(制造報文協(xié)議)技術(shù)特點(diǎn)的分析，構建ACSI映射實(shí)現的模型，設計ACSI到MMS映射實(shí)現的詳細流程與方法，提出了ACSI實(shí)現框架三部分并與ACSI到XML的映射進(jìn)行了比較。結果表明該研究為開(kāi)發(fā)符合IEC 61850標準的變電站通信系統提供了技術(shù)依據。
關(guān)鍵詞：IEC 61850；變電站自動(dòng)化系統；ACSI MMS；IED；XML

0 引言
IEC 61850是關(guān)于變電站自動(dòng)化系統結構和數據通信的國際標準，目的是使變電站內不同廠(chǎng)家的智能電子設備(IED)之間通過(guò)一種標準實(shí)現互操作和信息共享，取消多種協(xié)議轉換環(huán)節和轉換設備，使系統調試更加便捷，實(shí)現“一個(gè)世界、一種技術(shù)、一個(gè)標準”。
IEC 61850規約體系完善，相對于基于報文結構的傳統規約，應用面向對象技術(shù)的IEC 61850有明顯的特點(diǎn)和優(yōu)勢。它提出系統的分層結構，采用數據對象統一建模，將映射的方法和具體網(wǎng)絡(luò )獨立，提供基于SCL的系統配置管理，使協(xié)議擁有足夠的開(kāi)放性以適應未來(lái)的變電站通信發(fā)展的要求。IEC 61850定義了抽象通信服務(wù)接口A(yíng)CSI，它的作用在于約束廠(chǎng)家在裝置實(shí)現通信中，對IED功能與涉及的數據進(jìn)行標準化，以達到互操作。因此IEC 61850的應用關(guān)鍵就是抽象通信服務(wù)接口A(yíng)CSI映射的實(shí)現。

1 ACSI概述
ACSI(Abstract Communication Service Interface)的產(chǎn)生來(lái)源于人們對現實(shí)設備的實(shí)踐經(jīng)驗抽象，主要定義了各類(lèi)通信服務(wù)與通信對象及參數，它與下層通信系統獨立，與采用的通信協(xié)議和具體的實(shí)現方法無(wú)關(guān)。ACSI主要設定了各類(lèi)服務(wù)模型包括連接服務(wù)模型、變量訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)模型、數據傳輸服務(wù)模型、設備控制服務(wù)模型、文件傳輸服務(wù)模型、時(shí)鐘同步服務(wù)模型等。這些服務(wù)模型定義了通信對象以及如何對這些對象進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)，實(shí)現客戶(hù)應用端和服務(wù)器應用端的通信，完成實(shí)時(shí)數據的訪(fǎng)問(wèn)和檢索、對設備的控制、時(shí)間報告和記錄、設備的自我描述等。
為了保證ACSI的獨立性以及適合未來(lái)的網(wǎng)絡(luò )技術(shù)通信發(fā)展的變化，IEC 61850協(xié)議中并沒(méi)有具體指定實(shí)現ACSI的方法，只提供了特殊通信服務(wù)映射(SCSM)來(lái)描述映射過(guò)程，在IEC 61850-8-1部分定義了ACSI映射到制造報文規范MMS。由于不同類(lèi)型的SCSM之間無(wú)法直接互操作，所以標準目前只規范了到MMS的映射。

2 MMS簡(jiǎn)介
MMS(Manufaeturing Message Specification)即ISO／IEC 9506，是ISO TC184提出在異構網(wǎng)絡(luò )環(huán)境下，智能設備之間實(shí)現實(shí)時(shí)數據交換與監控的一套國際報文規范。MMS所提供的服務(wù)有很強的通用性，已經(jīng)廣泛運用于汽車(chē)制造，航空，化工、電力等工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域。
MMS具有以下三大優(yōu)勢：實(shí)現互操作；實(shí)現獨立；實(shí)現異構環(huán)境下數據訪(fǎng)問(wèn)。以往通信標準中提供的互操作，或者對網(wǎng)絡(luò )連接、設備型號、功能的執行等做了過(guò)多限制或者規范的不足，直到MMS標準的產(chǎn)生才改變了這種局面。MMS同時(shí)實(shí)現了獨立性，使用戶(hù)不再受限于選擇固定的設備提供商，只要是符合MMS標準并能實(shí)現相同功能的設備就可以進(jìn)行替換，這種獨立性還體現在網(wǎng)絡(luò )連接和功能的實(shí)現上。MMS還實(shí)現了異構環(huán)境下的數據訪(fǎng)問(wèn)，以往大部分通信機制提供的只是一種簡(jiǎn)單的字節隊列信息在網(wǎng)絡(luò )中傳輸的機制，缺乏獨立性，而MMS對傳遞的信息提供了更多的限定和結構化抽象，屏蔽了實(shí)際設備內部特性，在表示層采用ASN．1的BER編碼。

3 ACSI映射實(shí)現模型
實(shí)現IEC 61850的關(guān)鍵在于實(shí)現協(xié)議中規范的ACSI到MMS或其他中間件的映射。如圖1所示。

ACSl只提供了類(lèi)模型與服務(wù)，不存在A(yíng)CSI PDU，ACSI通過(guò)各自特定的映射方式SCSM映射到應用層或CORBA中間件技術(shù)。以MMS方式為例，標準規定采用ASN．1的BER編碼方式構造MMS PDU(MMS Protocol Data Units)。對于底層協(xié)議?？梢宰孕性O計實(shí)現OSI協(xié)議棧，也可以直接建立在TCP／IP協(xié)議基礎之上。SCSM是具體的ACSI映射的實(shí)現，描述了映射實(shí)現的過(guò)程。