1.2 配置技術(shù)基礎(chǔ)

1.2.1 變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)IEC61850

IEC61850系列標(biāo)準(zhǔn)的全稱為變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)（Communication Networks and Systems in Substations），以下簡(jiǎn)稱IEC61850或IEC61850標(biāo)準(zhǔn)。它規(guī)范了變電站內(nèi)智能電子設(shè)備，即IED之間的通信行為和相關(guān)的系統(tǒng)要求。

（1）IEC61850標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約的產(chǎn)生背景及新標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)點(diǎn)

智能變電站體現(xiàn)出過程層設(shè)備的數(shù)字化，整個(gè)站內(nèi)信息的網(wǎng)絡(luò)化，開關(guān)設(shè)備實(shí)現(xiàn)智能化以及高級(jí)應(yīng)用。智能變電站的系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行則需要通過應(yīng)用IEC61850進(jìn)行建模和通信的，而現(xiàn)有規(guī)約在應(yīng)用方面不完善，比如現(xiàn)有規(guī)約種類太多，缺乏統(tǒng)一，這就會(huì)產(chǎn)生例如互操作性差，增加工程成本，不利于產(chǎn)品的維護(hù)升級(jí)。

在IEC61850以前，各種規(guī)約為了適應(yīng)裝置的程序完善，通常是根據(jù)裝置的變化而變化，是被動(dòng)的。比如同樣都是傳統(tǒng)規(guī)約，許繼電氣有本公司的103規(guī)約，即CBZ，南瑞繼保也有本公司的103規(guī)約，兩個(gè)廠家的裝置要建立通信關(guān)系，還要做通信協(xié)議上的統(tǒng)一。可見，通信規(guī)約的多樣化并不利于智能變電站的發(fā)展，因此需要一個(gè)更加完善的通信平臺(tái)。

IEC61850新標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)點(diǎn)包括規(guī)約得以統(tǒng)一保證了信息自描述與互操作性，變電站配置描述統(tǒng)一化，便利系統(tǒng)的擴(kuò)展和更改；處理器的先進(jìn)、快速、高效、強(qiáng)大等功能使系統(tǒng)獨(dú)立于飛速發(fā)展的通信技術(shù)；“數(shù)字化、智能”變電站的無縫支持，對(duì)智能電網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)提供了技術(shù)支持。總結(jié)其關(guān)鍵技術(shù)，體現(xiàn)在變電站三層的出現(xiàn)以及三層交互信息接口的提供；將一次設(shè)備和二次設(shè)備反應(yīng)到“模型”上，采用模型思想進(jìn)行對(duì)變電站統(tǒng)一建模；統(tǒng)一的配置描述語言，增加互動(dòng)性和互操作性，抽象通信服務(wù)和特定通信服務(wù)。

（2）IEC61850模型中配置技術(shù)相關(guān)縮略語

1）IED：Intelligent Electronic Device智能電子設(shè)備；

2）MMS：Manufacturing Message Specification制造報(bào)文規(guī)范；

3）GOOSE：Generic Object Oriented Substation Events面向通用對(duì)象的變電站事件；

4）SV：Sampled Value采樣值；

5）LD：Logical Device邏輯設(shè)備；

6）LN：Logical Node邏輯節(jié)點(diǎn)；

7）PD：Physical Device物理設(shè)備；

8）FC：Functional Constraint功能約束；

9）FCDA：Functionally Constrained Data Attribute功能約束數(shù)據(jù)屬性；

10）CDC：Common Data Cass公共數(shù)據(jù)類；

11）DO：Data Object數(shù)據(jù)對(duì)象；

12）DA：Data Attribute數(shù)據(jù)屬性；

13）ACC：Accelerate加速；

14）BF：Breaker failure斷路器失靈；

15）BRCB：Buffered Report Control Block有緩存報(bào)告控制塊；

16）CID：Configured IED Description IED實(shí)例配置文件；

17）CT：Current transformer電流互感器；

18）Dev：Device設(shè)備；

19）Err：Error錯(cuò)誤；

20）Fst：First第一個(gè)；

21）ICD：IED Capability Description IED能力描述文件；

22）Long：Long長(zhǎng)期的；

23）Pers Persist，Persistent：持續(xù)性的；

24）Pmt：Permit，Permitted許可；

25）SCD：Substation Configuration Description全站系統(tǒng)配置文件；

26）Sig：Signal信號(hào)；

27）SSD：System Specification Description系統(tǒng)規(guī)格文件；

28）Strp Strap壓板；

29）URCB：Unbuffered Report Control Block無緩存報(bào)告控制塊；

30）UV：Under Voltage欠電壓。

以上術(shù)語，對(duì)于了解和學(xué)習(xí)IED配置技術(shù)至關(guān)重要。

（3）IEC61850裝置數(shù)據(jù)模型的層次結(jié)構(gòu)

IEC61850覆蓋了整個(gè)智能變電站通信及傳輸標(biāo)準(zhǔn)要素。統(tǒng)一了數(shù)據(jù)模型結(jié)構(gòu)，自然就會(huì)映射在變電站每個(gè)組成設(shè)備上，繼電保護(hù)裝置作為IED設(shè)備個(gè)體的獨(dú)立單元，就是其最明顯的體現(xiàn)方式。對(duì)于初學(xué)者，剛接觸IEC61850時(shí)都會(huì)對(duì)其概念的理解相對(duì)抽象，下面對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)模型層次上的解析，將會(huì)把抽象的概念具體化，IEC61850裝置數(shù)據(jù)模型的層次結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。

圖1-1表明，物理設(shè)備映射成為IED，然后將各個(gè)功能分解到邏輯節(jié)點(diǎn)，組織成一個(gè)或者多個(gè)邏輯設(shè)備。每個(gè)功能的保護(hù)數(shù)據(jù)映射到數(shù)據(jù)對(duì)象，并且根據(jù)功能約束進(jìn)行拆分并映射到若干個(gè)數(shù)據(jù)屬性。

（4）IEC61850標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約的三大服務(wù)

了解IEC61850規(guī)約，即是建立配置基礎(chǔ)。下面將從IEC61850規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)所提供的服務(wù)入手，并對(duì)IED設(shè)備進(jìn)行內(nèi)部邏輯解析，進(jìn)一步展開論述。

任何規(guī)約或標(biāo)準(zhǔn)，最終是要服務(wù)于實(shí)物對(duì)象的，站在用戶的角度，IEC61850提供給用戶三大服務(wù)：制造報(bào)文規(guī)范服務(wù)MMS、面向通用對(duì)象的變電站事件服務(wù)GOOSE以及采樣服務(wù)SV。三大服務(wù)按功能劃分，具體如下。

1）制造報(bào)文規(guī)范服務(wù)MMS功能

MMS具備信號(hào)上送功能、測(cè)量上送功能、控制功能以及故障報(bào)告功能。

信號(hào)上送功能，包括開入、事件、報(bào)警等信號(hào)類數(shù)據(jù)的上送功能通過有緩沖報(bào)告控制塊，即BRCB來實(shí)現(xiàn)，映射到MMS的讀寫和報(bào)告服務(wù)。

測(cè)量上送功能：遙測(cè)、保護(hù)測(cè)量類數(shù)據(jù)的上送功能通過無緩沖報(bào)告控制塊，即URCB來實(shí)現(xiàn)，映射到MMS的讀寫和報(bào)告服務(wù)。

控制功能，控制功能又分定值控制功能和遙控、遙調(diào)等控制功能。

定值控制功能，通過定值控制塊，即SGCB來實(shí)現(xiàn)選擇定值區(qū)進(jìn)行召喚、修改、定值區(qū)切換。映射到MMS的讀寫服務(wù)。

遙控、遙調(diào)等控制功能，通過IEC61850的控制相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，映射到MMS的讀寫和報(bào)告服務(wù)。

故障報(bào)告功能，包括通過RDRE邏輯節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)，映射到MMS的報(bào)告和文件操作服務(wù)。

總之，IEC61850中的MMS服務(wù)，包括了整個(gè)智能變電站遙信、遙測(cè)、遙控以及故障分析等領(lǐng)域，是站控層信息交換的基礎(chǔ)體現(xiàn)方式和平臺(tái)，這些信息也是調(diào)度掌握智能變電站運(yùn)行情況的重要依據(jù)和手段。

2）面向通用對(duì)象的變電站事件服務(wù)GOOSE功能

GOOSE即面向通用對(duì)象的變電站事件，它是以太網(wǎng)多播報(bào)文傳輸為基礎(chǔ)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的IED設(shè)備之間硬接線的通信方式，為邏輯節(jié)點(diǎn)間的通信提供了快速且高效可靠的方法。GOOSE服務(wù)支持由數(shù)據(jù)集組成的公共數(shù)據(jù)的交換，主要用于保護(hù)裝置跳、合閘命令，測(cè)控裝置的遙控命令，斷路器位置和隔離開關(guān)位置、壓力等以及間隔層聯(lián)鎖信息等實(shí)時(shí)性要求高的數(shù)據(jù)傳輸。

GOOSE的功能主要體現(xiàn)在GOOSE的收發(fā)機(jī)制、GOOSE的報(bào)警功能和GOOSE的檢修功能。

GOOSE收發(fā)機(jī)制，為了保證GOOSE服務(wù)的實(shí)時(shí)性，GOOSE報(bào)文不經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，直接在以太網(wǎng)鏈路層上傳輸，并且采用帶優(yōu)先級(jí)的以太網(wǎng)報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)方式。

為了保證GOOSE服務(wù)的可靠性，GOOSE報(bào)文采用ASN.1語法編碼后，發(fā)送采用心跳報(bào)文和變位報(bào)文快速重發(fā)相結(jié)合的機(jī)制。

GOOSE接收可以根據(jù)GOOSE報(bào)文中的允許生存時(shí)間（Time Allow to Live，TAL）來檢測(cè)鏈路中斷。GOOSE數(shù)據(jù)接收機(jī)制可以分為單幀接收和雙幀接收兩種。

GOOSE的報(bào)警功能，GOOSE對(duì)收發(fā)過程中產(chǎn)生的異常情況進(jìn)行告警，主要包括：GOOSE A網(wǎng)/B網(wǎng)斷鏈告警，GOOSE配置不一致告警，GOOSE信號(hào)異常告警。

GOOSE的檢修功能，保證檢修的裝置或設(shè)備不會(huì)影響到正常運(yùn)行狀態(tài)的裝置，提高了智能變電站裝置檢修的靈活性和可靠性；發(fā)送的GOOSE報(bào)文中帶有測(cè)試標(biāo)志，即test，它與發(fā)送端裝置的檢修狀態(tài)對(duì)應(yīng)，接收端就可以通過比較自身裝置的檢修狀態(tài)進(jìn)行相應(yīng)處理。

當(dāng)發(fā)送端和接收端置檢修狀態(tài)一致時(shí)，裝置對(duì)接收到的GOOSE數(shù)據(jù)進(jìn)行正常處理。當(dāng)發(fā)送端和接收端置檢修狀態(tài)不一致時(shí)，裝置可以對(duì)接收到的GOOSE數(shù)據(jù)做相應(yīng)處理，此機(jī)制具體實(shí)現(xiàn)方式，可參閱由筆者在2013年出版發(fā)行的《基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的變電站調(diào)試指導(dǎo)手冊(cè)》一書的相關(guān)內(nèi)容。

總而言之，IEC61850中的GOOSE服務(wù)，包含整個(gè)數(shù)字站的跳閘出口，開關(guān)量以及故障分析等領(lǐng)域。

3）采樣服務(wù)SV功能

采樣值的傳輸所交換的信息是基于發(fā)布/訂閱機(jī)制。在發(fā)送側(cè)發(fā)布方將值寫入發(fā)送緩沖區(qū)，在接收側(cè)訂閱方從當(dāng)?shù)鼐彌_區(qū)讀值。在值上加上時(shí)標(biāo)，訂戶可以校驗(yàn)是否及時(shí)刷新，通信系統(tǒng)負(fù)責(zé)刷新訂閱用戶的當(dāng)?shù)鼐彌_區(qū)。

SV是針對(duì)智能變電站數(shù)據(jù)采樣的一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)，詳見IEC61850規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)第9章相關(guān)章節(jié)。SV同樣具備檢修功能。

（5）基于IEC61850規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)下的IED設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)功能組成

IEC61850提供了如此之大的服務(wù)體系平臺(tái)，作為體系中的一個(gè)成員，IED設(shè)備自然也需要具備與相應(yīng)服務(wù)進(jìn)行對(duì)外交流的功能，如信息互動(dòng)等。

現(xiàn)將IED裝置內(nèi)部進(jìn)行分解，對(duì)其進(jìn)行分析，如圖1-2所示。

圖1-2表示IED設(shè)備所具備的功能，這里把IED映射為一個(gè)數(shù)字保護(hù)裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，保護(hù)裝置需要完成數(shù)據(jù)傳輸上送、數(shù)據(jù)采樣、邏輯判斷執(zhí)行等任務(wù)。因此具備了三個(gè)功能：S1映射為MMS功能，M1指SV采樣功能，G1則映射為GOOSE功能。

需要清楚的是，不是所有IED設(shè)備都必須同時(shí)具備三大服務(wù)功能，比如合并單元屬于過程層設(shè)備，因此只需要實(shí)現(xiàn)M1和G1功能。

結(jié)合圖1-2，了解到每一個(gè)功能模塊下都含有不同數(shù)量的邏輯設(shè)備，即LD。換言之保護(hù)裝置的功能實(shí)現(xiàn)，要靠如此之多的邏輯設(shè)備構(gòu)成。

圖1-2的物理設(shè)備即為IED設(shè)備，直接將其映射為保護(hù)裝置或測(cè)控裝置，每一個(gè)裝置按照其功能可分為采樣、跳閘、遙信、控制等，保護(hù)裝置要起到保護(hù)系統(tǒng)的作用，是通過邏輯功能來實(shí)現(xiàn)的，每一個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)都要通過一個(gè)或多個(gè)邏輯設(shè)備組成，自然就會(huì)對(duì)應(yīng)一個(gè)或多個(gè)邏輯節(jié)點(diǎn)，邏輯節(jié)點(diǎn)是邏輯設(shè)備的最小功能單位,在這些邏輯節(jié)點(diǎn)中，通過功能約束，每一個(gè)邏輯節(jié)點(diǎn)都會(huì)有很多數(shù)據(jù)對(duì)象對(duì)邏輯節(jié)點(diǎn)進(jìn)行解釋，而每個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象就會(huì)對(duì)應(yīng)自己的數(shù)據(jù)屬性。

1.2.2 配置對(duì)象和配置文本

配置所要針對(duì)的對(duì)象，特指智能變電站IED裝置，包括保護(hù)裝置、測(cè)控裝置等。就是要對(duì)各類裝置進(jìn)行調(diào)取（上傳）、下載（下傳）相關(guān)配置文本的過程。其中包括已經(jīng)建立通信參數(shù)和網(wǎng)絡(luò)概念的CID文本，包括各個(gè)保護(hù)邏輯實(shí)現(xiàn)、斷路器或隔離開關(guān)（虛端子）位置開入所使用的GOOSE文本，包括站內(nèi)各類電流、電壓采樣傳輸所用SV文本。

智能變電站配置所涉及的主要文本有六個(gè)，按照配置過程排序如下。

（1）IED能力描述文件（IED Capability Description, ICD），以下簡(jiǎn)稱ICD。該文件描述了IED提供的基本數(shù)據(jù)模型及服務(wù)，但不包含IED實(shí)例名稱和通信參數(shù)。ICD文件應(yīng)包含模型自描述信息，還應(yīng)包含版本修改信息，明確描述修改時(shí)間、修改版本號(hào)等內(nèi)容。

（2）系統(tǒng)規(guī)范描述文件（System Specification Description, SSD），以下簡(jiǎn)稱SSD，全站唯一。該文件描述了變電站一次系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及相關(guān)聯(lián)的邏輯節(jié)點(diǎn)，最終包含在SCD文件中。

（3）全站配置描述文件SCD，全站唯一。該文件描述了所有IED的實(shí)例配置和通信參數(shù)、IED之間的通信配置以及變電站一次系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，由系統(tǒng)集成廠商完成。SCD文件應(yīng)包含版本修改信息，明確描述修改時(shí)間、修改版本號(hào)等內(nèi)容。

（4）IED實(shí)例配置描述文件（Configured IED Description, CID），以下簡(jiǎn)稱CID。對(duì)應(yīng)其ICD每個(gè)IED設(shè)備有一個(gè)CID。由裝置廠商根據(jù)SCD文件中與特定的IED的相關(guān)配置生成。

（5）用于過程層各個(gè)保護(hù)邏輯信號(hào)傳輸、斷路器及隔離開關(guān)位置傳輸?shù)腉OOSE配置文本。

（6）用于實(shí)現(xiàn)各個(gè)IED采樣的SV配置文本。

1.2.3 配置文本關(guān)系

各個(gè)配置文本之間的關(guān)系如圖1-3所示。

由圖1-3可知配置流程，首先電力設(shè)計(jì)院進(jìn)行前期圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，完成SSD文本以及虛端子邏輯聯(lián)系圖，此SSD文本中應(yīng)當(dāng)包括反應(yīng)站內(nèi)正式運(yùn)行編號(hào)的設(shè)備一次系統(tǒng)聯(lián)系圖和構(gòu)成“三層兩網(wǎng)”的二次網(wǎng)絡(luò)配置圖，包括總圖和分圖。IED，即保護(hù)裝置廠家將ICD模型文件交與系統(tǒng)集成商，系統(tǒng)集成商收到此ICD文本后，先通過ICD檢測(cè)工具進(jìn)行XML語法、命名沖突等相關(guān)測(cè)試。看其是否符合IEC61850模型要求，測(cè)試合格后，添置進(jìn)系統(tǒng)集成商專用SCD組態(tài)工具中，結(jié)合SSD文本和虛端子邏輯聯(lián)系圖，利用該工具對(duì)IED設(shè)備進(jìn)行通信參數(shù)配置、組網(wǎng)配置，當(dāng)站內(nèi)全部相關(guān)IED均添置完畢并配置成功后，即完成SCD文本的配置工作。此時(shí)，每個(gè)裝置均會(huì)相應(yīng)生成CID文本（過程層設(shè)備除外）、GOOSE配置文本以及SV配置文本。之后通過配置軟件導(dǎo)出，下載于IED設(shè)備。

這里需要說明的是，因私有規(guī)約限制，可能會(huì)出現(xiàn)每個(gè)IED生產(chǎn)廠家只能識(shí)別本公司配置工具導(dǎo)出的CID、GOOSE和SV配置文本的情況。比如若相關(guān)智能變電站的系統(tǒng)集成商為南瑞繼保公司，但需下載配置的IED生產(chǎn)廠家為許繼電氣公司，則許繼電氣技術(shù)人員在獲得相關(guān)智能變電站SCD后，必須通過許繼電氣公司相關(guān)配置軟件進(jìn)行轉(zhuǎn)換和配置，這樣許繼電器公司的IED方可識(shí)別。

1.2.4 光纖連接器

光纖連接器是光纖與光纖之間進(jìn)行可拆卸（活動(dòng)）連接的器件，它把光纖的兩個(gè)端面精密對(duì)接起來，以使發(fā)射光纖輸出的光能量能最大限度地耦合到接收光纖中去，并使由于其介入光鏈路而對(duì)系統(tǒng)造成的影響減到最小。主要用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中設(shè)備間、設(shè)備與儀表間、設(shè)備與光纖間以及光纖之間的非永久性固定連接。

所謂非永久性，即是指光纖通過連接器可任意插拔并進(jìn)行組合，一般情況下可插拔次數(shù)達(dá)到1000次以上。

在智能變電站中,按光纖頭部外形結(jié)構(gòu)劃分,經(jīng)常使用的光纖連接器有金屬套桶型光纖連接器（Ferrule Connector, FC）、矩形光纖連接器（Square Connector, SC）、直通式光纖連接器（Straight, Tip ST）、小型光纖連接器（Little Connector, LC）等。現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行GOOSE或者SV文本配置工作時(shí)，需要使用光電轉(zhuǎn)換器。當(dāng)電信號(hào)進(jìn)入光電轉(zhuǎn)換器后轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，再通過具有光纖連接器的尾纖連接至裝置的GOOSE和SV插件。下面將這四種智能變電站中常見的光纖連接器逐一進(jìn)行介紹。

（1）FC

圓頭，外徑為2.5 mm。由圓柱形套筒對(duì)中機(jī)構(gòu)和螺紋式鎖緊機(jī)構(gòu)組成。因其連接最為可靠，常常用于光纖差動(dòng)保護(hù)和裝置電源插板PWR連接口。如圖1-4所示。

（2）SC

多模方頭，矩形狀，插拔式結(jié)構(gòu)。在數(shù)字測(cè)試儀上經(jīng)常能看到此形狀的光纖連接器。如圖1-5所示。

（3）ST

圓頭，外徑為2.5 mm。由圓柱形套筒對(duì)中機(jī)構(gòu)和卡口鎖緊機(jī)構(gòu)組成。現(xiàn)場(chǎng)工作時(shí)，在各個(gè)SV采樣插件，GOOSE插件上的連接光纖，大多為ST型的光纖。如圖1-6所示。

（4）LC

尺寸比較小，外徑只有SC、FC連接器的一半，1.25 mm，這樣可以提高光纖配線架中光纖連接器的密度，所以在交換機(jī)和路由器上用得比較多。如圖1-7所示。

另外，光纖連接器是可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)配置需求自由組合的，一般在智能變電站中，會(huì)使用法蘭頭來完成它們之間的物理轉(zhuǎn)換。

1.2.5 光電轉(zhuǎn)換器

進(jìn)行配置工作時(shí)，需要把筆記本電腦產(chǎn)生的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，承接此功能的這種設(shè)備就稱之為光電轉(zhuǎn)換器，它既可以把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，也可以把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。近年來，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，光電轉(zhuǎn)換器和光貓的概念越來越模糊，兩者基本可以視為同一種設(shè)備。也就是說光電轉(zhuǎn)換器，現(xiàn)階段可視為光貓。它是目前智能變電站中配置GOOSE和SV文本或者獲取故障報(bào)文時(shí)經(jīng)常使用到的一種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，像萬用表一樣，它已經(jīng)成為智能變電站現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試人員必不可少的工具。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，本書推薦型號(hào)為COE-10/100M-J-ST-USB的夾持式多模收發(fā)器，如圖1-8所示。

使用過程中所涉及的技術(shù)問題處理，如圖1-9所示。

1.2.6 文件傳輸協(xié)議（File Transfer Protocol FTP）

文件傳輸協(xié)議，以下簡(jiǎn)稱FTP。它是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)通用協(xié)議,是應(yīng)用TCP/IP協(xié)議的應(yīng)用協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),是在計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)之間交換文件的最簡(jiǎn)單的方法。基于不同的操作系統(tǒng)有不同的FTP應(yīng)用程序，而所有這些應(yīng)用程序都遵守同一種協(xié)議，即FTP，這就為不同用戶之間的文件傳輸（包括上傳Upload、下載Down-load）提供便利。本書中的“上傳”文件就是從智能變電站二次設(shè)備上調(diào)取所需程序文本至工程人員的計(jì)算機(jī)上的過程，比如IED程序備份工作。“下載”文件特指將程序文本從工程人員的計(jì)算機(jī)中拷貝至智能變電站二次設(shè)備上，比如給IED進(jìn)行程序升級(jí)。

（1）FTP工作原理

以下載文件為例，當(dāng)啟動(dòng)FTP從遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)拷貝文件時(shí)，事實(shí)上啟動(dòng)了兩個(gè)程序：一個(gè)本地機(jī)上的FTP客戶程序，它向FTP服務(wù)器提出拷貝文件的請(qǐng)求；另一個(gè)是啟動(dòng)在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上的FTP服務(wù)器程序，它響應(yīng)下載請(qǐng)求并將指定的文件傳送到本地計(jì)算機(jī)中。

（2）FTP常用指令

FTP指令，也稱命令，它是Internet用戶使用最頻繁的命令之一，不論是在DOS還是UNIX操作系統(tǒng)下使用FTP，都會(huì)遇到大量的FTP內(nèi)部命令。熟悉并靈活應(yīng)用FTP的內(nèi)部命令，大有幫助。

FTP的命令行格式為：ftp -v -d -n -g [主機(jī)名]，其中：

-v顯示遠(yuǎn)程服務(wù)器的所有響應(yīng)信息；

-n限制ftp的自動(dòng)登錄，即不使用；

-d使用調(diào)試方式；

-g取消全局文件名。

FTP使用的內(nèi)部命令如下（中括號(hào)表示可選項(xiàng)）。

1）! [cmd[args]]：在本地機(jī)中執(zhí)行交互shell，exit回到ftp環(huán)境，如：! ls＊. zip。

2）$ macro-ame[args]：執(zhí)行宏定義macro-name。

3）account[password]：提供登錄遠(yuǎn)程系統(tǒng)成功后訪問系統(tǒng)資源所需的補(bǔ)充口令。

4）append local-file[remote-file]：將本地文件追加到遠(yuǎn)程系統(tǒng)主機(jī)，若未指定遠(yuǎn)程系統(tǒng)文件名，則使用本地文件名。

5）ascii：使用ascii類型傳輸方式。

6）bell：每個(gè)命令執(zhí)行完畢后計(jì)算機(jī)響鈴一次。

7）bin：使用二進(jìn)制文件傳輸方式。

8）bye：退出FTP會(huì)話過程。

9）case：在使用mget時(shí)，將遠(yuǎn)程主機(jī)文件名中的大寫轉(zhuǎn)為小寫字母。

10）cd remote-dir：進(jìn)入遠(yuǎn)程主機(jī)目錄。

11）cdup：進(jìn)入遠(yuǎn)程主機(jī)目錄的父目錄。

12）chmod mode file-name：將遠(yuǎn)程主機(jī)文件file-name的存取方式設(shè)置為mode，如：chmod 777 a. out。

13）close：中斷與遠(yuǎn)程服務(wù)器的FTP會(huì)話（與open對(duì)應(yīng)）。

14）cr：使用asscii方式傳輸文件時(shí)，將回車換行轉(zhuǎn)換為回行。

15）delete remote-file：刪除遠(yuǎn)程主機(jī)文件。

16）debug[debug-value]：設(shè)置調(diào)試方式，顯示發(fā)送至遠(yuǎn)程主機(jī)的每條命令，如：deb up 3，若設(shè)為0，表示取消debug。

17）dir[remote-dir] [local-file]：顯示遠(yuǎn)程主機(jī)目錄，并將結(jié)果存入本地文件local-file。

18）disconnection：同close。

19）form format：將文件傳輸方式設(shè)置為format，缺省為file方式。

20）get remote-file[local-file]：將遠(yuǎn)程主機(jī)的文件remote-file傳至本地硬盤的local-file。

21）glob：設(shè)置mdelete，mget，mput的文件名擴(kuò)展，缺省時(shí)不擴(kuò)展文件名，同命令行的-g參數(shù)。

22）hash：每傳輸1024字節(jié)，顯示一個(gè)hash符號(hào)（#）。

23）help[cmd]：顯示FTP內(nèi)部命令cmd的幫助信息，如：help get。

24）idle[seconds]：將遠(yuǎn)程服務(wù)器的休眠計(jì)時(shí)器設(shè)為[seconds]秒。

25）image：設(shè)置二進(jìn)制傳輸方式（同binary）。

26）lcd[dir]：將本地工作目錄切換至dir。

27）ls[remote-dir] [local-file]：顯示遠(yuǎn)程目錄remote-dir，并存入本地文件local-file。

28）macdef macro-name：定義一個(gè)宏，遇到macdef下的空行時(shí)，宏定義結(jié)束。

29）mdelete[remote-file]：刪除遠(yuǎn)程主機(jī)文件。

30）mdir remote-files local-file：與dir類似，但可指定多個(gè)遠(yuǎn)程文件，如：mdir＊.o.＊.zipoutfile。

31）mget remote-files：傳輸多個(gè)遠(yuǎn)程文件。

32）mkdir dir-name：在遠(yuǎn)程主機(jī)中建一目錄。

33）mls remote-file local-file：同nlist，但可指定多個(gè)文件名。

34）mode[modename]：將文件傳輸方式設(shè)置為modename，缺省為stream方式。

35）modtime file-name：顯示遠(yuǎn)程主機(jī)文件的最后修改時(shí)間。

36）mput local-file：將多個(gè)文件傳輸至遠(yuǎn)程主機(jī)。

37）newer file-name：如果遠(yuǎn)程機(jī)中file-name的修改時(shí)間比本地硬盤同名文件的時(shí)間更近，則重傳該文件。

38）nlist[remote-dir] [local-file]：顯示遠(yuǎn)程主機(jī)目錄的文件清單，并存入本地硬盤的local-file。

39）nmap[inpattern outpattern]：設(shè)置文件名映射機(jī)制，使得文件傳輸時(shí)，文件中的某些字符相互轉(zhuǎn)換，如：nmap $1.$2.$3[$1，$2].[$2，$3]，則傳輸文件a1.a2.a3時(shí)，文件名變?yōu)閍1，a2。該命令特別適用于遠(yuǎn)程主機(jī)為非U-NIX機(jī)的情況。

40）ntrans[inchars[outchars]]：設(shè)置文件名字符的翻譯機(jī)制，如ntrans 1R，則文件名LLL將變?yōu)镽RR。

41）open host[port]：建立指定FTP服務(wù)器連接，可指定連接端口。

42）passive：進(jìn)入被動(dòng)傳輸方式。

43）prompt：設(shè)置多個(gè)文件傳輸時(shí)的交互提示。

44）proxy ftp-cmd：在次要控制連接中，執(zhí)行一條FTP命令，該命令允許連接兩個(gè)FTP服務(wù)器，以在兩個(gè)服務(wù)器間傳輸文件。第一條FTP命令必須為open，以首先建立兩個(gè)服務(wù)器間的連接。

45）put local-file[remote-file]：將本地文件local-file傳送至遠(yuǎn)程主機(jī)。

46）pwd：顯示遠(yuǎn)程主機(jī)的當(dāng)前工作目錄。

47）quit：同bye，退出FTP會(huì)話。

48）quote arg1，arg2...：將參數(shù)逐字發(fā)至遠(yuǎn)程FTP服務(wù)器，如：quote syst。

49）recv remote-file[local-file]：同get。

50）reget remote-file[local-file]：類似于get，但若local-file存在，則從上次傳輸中斷處續(xù)傳。

51）rhelp[cmd-name]：請(qǐng)求獲得遠(yuǎn)程主機(jī)的幫助。

52）rstatus[file-name]：若未指定文件名，則顯示遠(yuǎn)程主機(jī)的狀態(tài)，否則顯示文件狀態(tài)。

53）rename[from] [to]：更改遠(yuǎn)程主機(jī)文件名。

54）reset：清除回答隊(duì)列。

55）restart marker：從指定的標(biāo)志marker處，重新開始get或put，如restart 130。

56）rmdir dir-name：刪除遠(yuǎn)程主機(jī)目錄。

57）runique：設(shè)置文件名唯一性存儲(chǔ)，若文件存在，則在原文件后加后綴..1，.2等。

58）send local-file[remote-file]：同put。

59）sendport：設(shè)置PORT命令的使用。

60）site arg1，arg2...：將參數(shù)作為SITE命令逐字發(fā)送至遠(yuǎn)程FTP主機(jī)

61）size file-name：顯示遠(yuǎn)程主機(jī)文件大小，如：site idle 7200。

62）status：顯示當(dāng)前FTP狀態(tài)。

63）struct[struct-name]：將文件傳輸結(jié)構(gòu)設(shè)置為struct-name，缺省時(shí)使用stream結(jié)構(gòu)。

64）sunique：將遠(yuǎn)程主機(jī)文件名存儲(chǔ)設(shè)置為唯一（與runique對(duì)應(yīng)）。

65）system：顯示遠(yuǎn)程主機(jī)的操作系統(tǒng)類型。

66）tenex：將文件傳輸類型設(shè)置為TENEX機(jī)的所需的類型。

67）tick：設(shè)置傳輸時(shí)的字節(jié)計(jì)數(shù)器。

68）trace：設(shè)置包跟蹤。

69）type[type-name]：設(shè)置文件傳輸類型為type-name，缺省為ascii，如：type binary，設(shè)置二進(jìn)制傳輸方式。

70）umask[newmask]：將遠(yuǎn)程服務(wù)器的缺省umask設(shè)置為newmask，如：umask 3。

71）user user-name[password] [account]：向遠(yuǎn)程主機(jī)表明自己的身份，需要口令時(shí)，必須輸入口令，如user anonymous my@email。

72）verbose：同命令行的-v參數(shù)，即設(shè)置詳盡報(bào)告方式，F(xiàn)TP服務(wù)器的所有響應(yīng)都將顯示給用戶，缺省為on。

73）?[cmd]：同help。

（3）使用FTP注意事項(xiàng)

需要注意的是，使用FTP時(shí)必須首先登錄，在遠(yuǎn)程主機(jī)上獲得相應(yīng)的權(quán)限以后，方可上傳或下載文件。也就是說，要想同哪一臺(tái)計(jì)算機(jī)（特指IED）傳送文件，就必須具有哪一臺(tái)計(jì)算機(jī)（特指IED）的適當(dāng)授權(quán)。換言之，除非有用戶ID和登入口令，否則便無法傳送文件。在現(xiàn)場(chǎng)需要通過相關(guān)IED生產(chǎn)廠家允許并給予相關(guān)用戶ID和口令，方可配置。

另外，由于繼電保護(hù)裝置的程序運(yùn)行，是由一個(gè)個(gè)程序進(jìn)程組成的。進(jìn)程是操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，是一個(gè)正在執(zhí)行的程序，計(jì)算機(jī)中正在運(yùn)行的程序?qū)嵗梢苑峙浣o處理器并由處理器執(zhí)行的一個(gè)實(shí)體，由單一順序的執(zhí)行顯示，一個(gè)當(dāng)前狀態(tài)和一組相關(guān)的系統(tǒng)資源所描述的活動(dòng)單元。因FTP指令在進(jìn)行調(diào)取或下載時(shí)，可能需要通過關(guān)閉IED裝置進(jìn)程或者重啟IED裝置的方法使配置生效，所以在運(yùn)行設(shè)備上禁止使用。

（4）FTP工具

FTP采用“客戶機(jī)/服務(wù)器”方式，用戶端要在自己的本地計(jì)算機(jī)上安裝FTP客戶程序。FTP客戶程序有字符界面和圖形界面兩種。字符界面的FTP的命令復(fù)雜、繁多。圖形界面的FTP客戶程序，操作上要簡(jiǎn)潔方便得多。在配置金智科技股份有限公司IED時(shí)，會(huì)用到字符界面的FTP命令。一般情況下，大多數(shù)IED生產(chǎn)廠家使用的時(shí)圖形界面的FTP配置工具。目前用的主流配置工具有FlashXP和LeapFTP，相關(guān)軟件的使用方法將在第2章中另文贅述。

1.2.7 建立物理鏈接關(guān)系

要進(jìn)行IED文本配置，首先要確保筆記本電腦與IED裝置通信正常。一般情況下要經(jīng)過兩個(gè)步驟。第一個(gè)步驟是搭接環(huán)境，即建立IED設(shè)備與筆記本電腦之間的物理鏈接；第二個(gè)步驟是建立IED設(shè)備與筆記本電腦之間在通信意義上的物理鏈接關(guān)系。

（1）建立IED設(shè)備與筆記本電腦之間的物理鏈接

如圖1-10a、圖1-10b所示。

圖1-10a為配置CID或IED程序升級(jí)時(shí)，所搭接的鏈接環(huán)境。由圖1-10a可知，筆記本電腦與IED之間的環(huán)境鏈接是通過網(wǎng)線相連的。

圖1-10b為配置GOOSE和SV文本時(shí)所搭接的鏈接環(huán)境。由圖1-10b可知，筆記本電腦與IED之間的環(huán)境鏈接同樣是需要是通過網(wǎng)線相連的，但因電信號(hào)與光信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，需要增加光電轉(zhuǎn)換器，即光貓。

（2）建立IED設(shè)備與筆記本電腦之間在通信意義上的物理鏈接關(guān)系

1）查找IED的IP地址，可以進(jìn)入保護(hù)裝置的相關(guān)菜單界面或者通過系統(tǒng)集成商而獲得。這里假設(shè)IED設(shè)備的IP為198.120. 0. 21。那么198.120. 0即為一個(gè)網(wǎng)段，21即為網(wǎng)段中的一個(gè)設(shè)備。

2）右鍵點(diǎn)擊筆記本電腦操作系統(tǒng)桌面下角的網(wǎng)絡(luò)連接快捷圖標(biāo)，打開網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)置界面。如圖1-11所示。

3）右鍵點(diǎn)擊有線網(wǎng)卡相關(guān)的本地連接圖標(biāo)，選擇屬性。如圖1-12所示。

4）在本地連接屬性窗口中，找到Internet協(xié)議（TCP/IP），點(diǎn)擊屬性按鈕。如圖1-13所示。

5）進(jìn)入Internet協(xié)議（TCP/IP）屬性設(shè)置窗口后，勾選使用下面的IP地址選項(xiàng)，在IP地址欄中輸入一個(gè)在保護(hù)裝置中獲取到的IP地址同一個(gè)網(wǎng)段的IP，如198. 120. 0. 22，若系統(tǒng)集成商定義了子網(wǎng)掩碼，同樣需要對(duì)應(yīng)更改并點(diǎn)擊確定。如圖1-14所示。

這樣就完成了筆記本電腦與IED，即保護(hù)裝置的IP設(shè)置，同時(shí)也完成了鏈接工作。如果此時(shí)通過觀察筆記本電腦操作系統(tǒng)右下方網(wǎng)絡(luò)連接小圖標(biāo)為正常顯示通信正常，則需要使用ping指令進(jìn)行確認(rèn)監(jiān)測(cè)。

6）點(diǎn)擊筆記本電腦桌面左下角開始菜單，選擇運(yùn)行指令菜單，輸入cmd指令。如圖1-15所示。

7）在彈出窗口的提示符下，輸入ping 198.120. 0. 21，按Enter鍵回車。如圖1-16所示。

8）此時(shí)如果通信未成功，則顯示如下窗口。如圖1-17所示。

根據(jù)圖1-17提示內(nèi)容，檢查引起通信失敗的原因，比如網(wǎng)線是否插好，或者網(wǎng)段IP是否設(shè)置有誤，再或者裝置是否檢修壓板未投以及相關(guān)程序進(jìn)程未關(guān)閉等。

9）經(jīng)檢查排除故障后，再次輸入ping指令，若通信成功，則顯示如下窗口。如圖1-18所示。

當(dāng)筆記本電腦和IED建立正常通信關(guān)系后，即可進(jìn)行配置工作。