助力電力行業(yè)，IEC61850協(xié)議移植筆記

IEC61850是變電站自動化系統(tǒng)（SAS）中通信系統(tǒng)和分散能源（DER）管理的國際標準。它通過標準的實現(xiàn)，實現(xiàn)了智能變電站的工程運作標準化。使得智能變電站的工程實施變得規(guī)范、統(tǒng)一和透明，在電力和儲能系統(tǒng)中應用非常廣泛。

本文基于米爾MYD-YF13X開發(fā)板，在Linux系統(tǒng)上移植和使用開源的libIEC61850庫，該庫提供了用C語言編寫的IEC 61850 / MMS，IEC 61850 / GOOSE和IEC 61850-9-2 /采樣值通信協(xié)議的服務端和客戶端庫。

#02

搭建配置環(huán)境

本章節(jié)講述libIEC61850庫的編譯環(huán)境配置過程。

2.1.安裝JAVA環(huán)境

IEC61850庫中的ICD文件需要一個JAVA工具來進行轉換，所以需要先安裝JAVA運行環(huán)境。米爾提供的JDK安裝包位于光盤03-Tools目錄，拷貝jdk-8u191-linux-x64.tar.gz到ubuntu工作目錄，并解壓出來。

# cd /JDK # tar zxvf jdk-8u191-linux-x64.tar.gz # cd jdk1.8.0_191

配置JAVA環(huán)境變量，修改/etc/profile文件，為用戶工作路徑在里面添加如下內容：

# vi /etc/profile export JAVA_HOME=/JDK/jdk1.8.0_191 export JRE_HOME=${JAVA_HOME}/jre export CLASSPATH=.:${JAVA_HOME}/lib:${JRE_HOME}/lib export PATH=${JAVA_HOME}/bin:$PATH

修改完成保存退出，使用下面命令來驗證JAVA運行環(huán)境是否安裝成功：

# java -versionjava version "1.8.0_191"Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_191-b12)Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.191-b12, mixed mode)

2.2.配置交叉編譯工具鏈

這里直接使用MYIR制作的交叉編譯工具鏈。拷貝位于光盤04-Linux_source\Toolchain\arm-myir-linux-gnueabihf-gcc.tar.gz到ubuntu的工作目錄。通過下面操作設置交叉編譯工具鏈環(huán)境變量。

# mkdir arm-myir-linux-gnueabihf-gcc # tar xvf arm-myir-linux-gnueabihf-gcc.tar.gz -C arm-myir-linux-gnueabihf-gcc # export ARCH=arm# export CROSS_COMPILE=arm-myir-linux-gnueabihf-# export PATH=$PATH://arm-myir-linux-gnueabihf-gcc/usr/bin

設置完成后使用如下命令驗證設置是否成功。

# arm-myir-linux-gnueabihf-gcc -v使用內建 specs。COLLECT_GCC=/home/qinlh/buildroot/buildroot-2019.02.2/output/host/bin/arm-myir-linux-gnueabihf-gcc.br_real COLLECT_LTO_WRAPPER=/home/qinlh/buildroot/buildroot-2019.02.2/output/host/libexec/gcc/arm-myir-linux-gnueabihf/7.4.0/lto-wrapper......線程模型：posix gcc版本 7.4.0 (Buildroot 2019.02.2-g04eff54)

#03

編譯IEC61850庫

本章節(jié)講述IEC61850庫的編譯和MYIR IEC61850演示程序myir_iec61850_server的編譯過程。

3.1.獲取IEC61850源碼包

米爾提供libIEC61850源碼位于光盤文件的/04-Linux_Source/IEC61850目錄，將libiec61850-1.3.0.tar.gz拷貝到ubuntu目錄工作目錄，并解壓出來，其中為用戶工作目錄。

# cp libiec61850-1.3.0.tar.gz /libiec61850 # cd /libiec61850# tar zxvf libiec61850-1.3.0.tar.gz# cd libiec61850-1.3.0

編譯IEC61850庫：

# make TARGET=LINUX-ARM......arm-myir-linux-gnueabihf-ar: creating ./build-arm/libiec61850.aarm-myir-linux-gnueabihf-ranlib ./build-arm/libiec61850.a

MYIR_IEC61850演示程序用到了一些外部庫，需要修改位于examples\myir_iec61850_server\目錄下的Makefile來指定外部庫的路徑，將替換為用戶實際的工作路徑：

CFLAGS +=-I./ \-I/WORKIR>/arm-myir-linux-gnueabihf-gcc/usr/arm-myir-linux-gnueabihf/sysroot/usr/include/glib-2.0/ \-I/WORKIR>/arm-myir-linux-gnueabihf-gcc/usr/arm-myir-linux-gnueabihf/sysroot/usr/lib/glib-2.0/include/ \-I/WORKIR>/arm-myir-linux-gnueabihf-gcc/usr/arm-myir-linux-gnueabihf/sysroot/usr/include/cjson/ \-I/WORKIR>/arm-myir-linux-gnueabihf-gcc/usr/arm-myir-linux-gnueabihf/sysroot/usr/include \-I/WORKIR>/arm-myir-linux-gnueabihf-gcc/usr/rm-myir-linux-gnueabihf/sysroot/usr/include/libxml2LDFLAGS += -lpthread -ldbus-1 -lxml2 -lcjson \-L /WORKIR>/arm-myir-linux-gnueabihf-gcc/usr/arm-myir-linux-gnueabihf/sysroot/usr/lib

如果上述編譯過程報錯請檢查交叉編譯工具鏈設置是否有問題。

編譯ICD文件：

# cd examples/myir_iec61850_server# make modeljava -jar ../../tools/model_generator/genmodel.jar myir_iec61850_server.icdSelect ICD File myir_iec61850_server.icdparse data type templates ...parse IED section ...parse communication section ...Found connectedAP ap1 for IED MYIR1print report instance 01print report instance 02

如果上述過程報錯請檢查JAVA運行環(huán)境是否設置成功。

編譯MYIR IEC61850演示程序：

# cd examples/myir_iec61850_server# make TARGET=LINUX-ARM

#04

運行驗證IEC61850應用

4.1.運行應用

編譯完成后MYIR IEC61850應用位于examples/myir_iec61850_server/目錄下面，將myir_iec61850_server拷貝至開發(fā)板，運行過程如下所示。

# dbus-launchDBUS_SESSION_BUS_ADDRESS=unix:abstract=/tmp/dbus-c0AGn2s5XN,guid=d6544df82962d617c2dc37805c2c2d68DBUS_SESSION_BUS_PID=5649# export DBUS_SESSION_BUS_ADDRESS=unix:abstract=/tmp/dbus-c0AGn2s5XN# ./myir_iec61850_server# Using libIEC61850 version 1.3.0

4.2.程序驗證

安裝包可以在03-Tools/IEDScout.zip文件中獲取。

測試驗證：

進入IEC61850應用界面，打開PC端IEDScout軟件。

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點擊IECScout主界面下面的 Discover IED 按鈕，然后輸入輸入開發(fā)板網(wǎng)口的IP地址 192.168.x.xxx，輸入完成后點擊 Discover 按鈕。

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進入 Browser 頁面，可以看到以MYIR1命名的IED設備模型。

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點擊IED設備模型下面的Data Models->LD1->GGIO1進入通用I/O控制界面。

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雙擊GGIO1下面的LED1數(shù)據(jù)對象，可以看到Switch這個數(shù)據(jù)屬性，然后點擊上方菜單欄的Write按鈕即可對LED1進行控制。

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在Value欄選擇false，然后點擊Write按鍵，此時開發(fā)板上的LED心跳燈就被點亮了，說明通訊成功。

米爾基于STM32MP135開發(fā)板

米爾STM32MP135開發(fā)板，基于單核 Cortex-A7 設計的STM32MP13系列處理器，采用12V/2A直流供電，搭載了2路千兆以太網(wǎng)接口、1路USB2.0協(xié)議MINI PCIE插座的4G模塊接口、1路RGB顯示接口、1路音頻輸入輸出接口、2路USB HOST Type A、1路 USB OTG Type-C接口、1路Micro SD接口。開發(fā)板配套提供豐富的軟件資源以及文檔資料，助力開發(fā)者開發(fā)成功。

米爾STM32MP135開發(fā)板標注圖