CDT协议向IEC61850转换的研究

摘要：通信协议的转换，需要系统能够对互相转换的协议进行支持，也就是说能够在系统中实现这些通信协议。通信协议的实现涉及具体的应用系统，当确定采用某种通信协议后，应该按照通信协议对于各个层次的规定进行硬件系统和软件系统的构建。

关键词：CDT；IEC61850；协议转换；通信协议

中图分类号：TM734 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）08-0023-02

1 通信协议转换概述

通信协议的转换，需要系统能够对互相转换的协议进行支持，也就是说能够在系统中实现这些通信协议。通信协议的实现涉及具体的应用系统，当确定采用某种通信协议后，应该按照通信协议对于各个层次的规定进行硬件系统和软件系统的构建。

要解决不同协议的智能电子设备之间的通信，通常采用的办法是将变电站通信系统内的物理设备以及用于通信的软件进行升级、更新或者直接更换。这种工作模式需要把变电站中的许多正常工作的设备都替换下来，这种做法使得成本过高并且浪费设备。为此我们将一个转换网关加入到远程终端设备外并且将该网关接入无缝远动体系，就能够解决替换设备成本过高的问题，如图1所示：

2 CDT协议向IEC61850转换方案

在众多的变电站自动化协议中，CDT协议由于其简单、稳定性强，在我国得到了广泛应用，我们采用CDT协议作为传统变电站协议的代表向IEC61850协议进行转换设计。本文利用IEC61850-6定义的变电站配置语言采用的XML文件作为这两种协议转换的中间桥梁，先把CDT报文数据准换成XML文件，再把转换好的XML文件转换成IEC61850协议的报文数据格式ASN.1，如图2所示：

2.1 CDT协议向IEC61850转换流程

IEC61850协议采用SCL语言描述变电站自动化系统的相关配置，生成XML文件作为配置文件。本文就是利用XML文件作为协议转换的一个中间桥梁，先将传统的变电站通信协议的报文数据解析成为可用的变电站信息，建立数据模型后，采用XML进行描述，生成XML文件，再将生成的XML文件转换成为IEC61850协议报文数据，这里需要用到ASN.1编码来表示符合IEC61850协议规定的报文数据。具体的转换流程如图3所示。

2.2 CDT协议帧结构分析

CDT协议中规定的数据帧的结构如图4所示，数据帧由同步字、控制字、信息字、校验码组成，多数的数据帧都有信息字，信息字的个数可以根据需要进行添加。由于信息字的个数未知所以所发送的数据帧的长度也不一样，在发送CDT报文时，按照“先低后高”的原则进行发送，先发送低字节的码，然后再发送高字节的码，在同一个字节内，优先发送低数据位，然后再发送高数据位。

2.3 建立CDT协议中的变电站遥信数据与IEC61850模型映射

在IEC61850标准中没有明确地规定如何建立逻辑设备的模型，所以可以根据实际的变电站信息进行建立逻辑设备模型。变电站系统的远程信息中心为了对变电站系统中的智能电子设备进行监控，依靠间隔层的接口与现场设备相互通信进而进行指令发布。逻辑设备下面有划分逻辑

节点。

2.4 使用配置文档描述

XML是一种简捷、高效的文本文档，标记语言具有可扩展性和可移植性。XML语言主要是用来处理INTERNET的数据交换和业务交换，IEC61850协议中使用的XML-Schema是一种特殊的XML文档，它的语法规则与XML文件的语法规则基本相同。IEC61850标准采用XML文件来描述变电站、智能电子设备、通信系统等模型，并给出了建立各种模型描述文档时所需要的XML模式（Schema）。采用正确的XML模式描述文件能够使不同生产厂家生产的智能电子设备的管理工具和系统管理工具之间达到互操作性，使不同的变电站设备之间相互交换自身的配置文件信息以及变电站的相关信息。

2.5 将XML文档转换为IEC61850协议使用的编码规范ASN.1

ASN.1（Abstract Syntax Notation One）是一种标准的抽象语法定义描述语言，与平台和编程语言无关，它的作用之一就是具体描述各种通信协议。ASN.1的另一个重要作用就是对已描述的结构化信息进行编码。IEC61850的制造报文规范MMS就采用了ASN.1来作为其数据结构定义描述工具与传输语法，在传输方面，采用数据流来表示抽象语法所描述的数据结构。

XML文档转换成ASN.1分为两个过程：

第一步是完成数据信息的提取，系统首先解析XML Schema文档，生成相应的DOM树，在遍历DOM树的同时执行相应的语义动作，提取语义信息，生成反映数据信息的核心语义数据结构。

第二步是目标数据生成阶段，根据XML的文档解析生成的DOM树，遍历核心语义数据结构，并插入相应语义动作，生成目标数据。在进行语法分析时首先要创建组件类，XML Schema由许多不同类型的组件构成，每个组件作为一个语法单元，这些语法单元不同组合描述了XML数据的信息。采用面向对象技术将语法单元封装成类，每个类中既有语法分析又有语义处理行为，使得语法单元之间具有独立性。

3 结语

本文主要对自动化系统协议转换进行了研究，分析了变电站自动化系统的结构形式和变电站系统的基本通信结构，提出了CDT协议向IEC61850转换的方法，使不同的电力设备进行互相通信，实现设备的互操作。

作者简介：于大全（1987—），男，山东海阳人，鸡西大学电信系助教，硕士，研究方向：电气自动化。

（责任编辑：秦逊玉）