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GOOSE y MMS en IEC 61850: diferencias y usos

Diferencias entre GOOSE y MMS en IEC 61850: publicador-suscriptor frente a cliente-servidor, capa de red, tiempos de transferencia y uso de cada uno.

Por Shadai García, ingeniero electricista, fundador y CEO de Tiza Group. Revisado por el equipo de ingeniería de Tiza Group · .

LAN ALAN Brelojingeniería2121/50BF21HMIbahía 1bahía 2bahía 3gatewaycada IED con dos puertos: PRPbarralínea 1línea 2línea 3no abre50BFdisparo 50BFreposo: cada GOOSE va por la LAN A y la LAN Bfalla en la línea 2el 21 dispara, el 52 no abre: arranca la 50BFse corta la LAN A; la 50BF sigue temporizandodisparo 50BF por GOOSE: abren 52-1 y 52-3el reporte llega a la HMI por la LAN Bsin PRP, el corte de la LAN A perdía el disparoIEC 61850PTRCRBRFGOOSEXCBRLGOS© tizagrp.comLAN ALAN Brelojingeniería2121/50BF21HMIbahía 1bahía 2bahía 3gatewaycada IED con dos puertos: PRPbarralínea 1línea 2línea 3no abre50BFdisparo 50BFreposo: cada GOOSE va por la LAN A y la LAN Bfalla en la línea 2el 21 dispara, el 52 no abre: arranca la 50BFse corta la LAN A; la 50BF sigue temporizandodisparo 50BF por GOOSE: abren 52-1 y 52-3el reporte llega a la HMI por la LAN Bsin PRP, el corte de la LAN A perdía el disparoIEC 61850PTRCRBRFGOOSEXCBRLGOS© tizagrp.com
Bus de estación: MMS, GOOSE de falla de interruptor entre bahías y redundancia PRP. Ubicación en el sistema, principio de funcionamiento e IEC 61850. Ilustrativo: los valores reales salen de la placa y del manual del fabricante.
Respuesta corta

MMS y GOOSE son los dos mapeos de IEC 61850-8-1 en el bus de estación. MMS es cliente-servidor sobre TCP/IP: la HMI y el gateway leen datos, reciben reportes, envían mandos y descargan archivos. GOOSE es publicador-suscriptor en capa 2: un IED difunde cambios de estado a otros IED en pocos milisegundos para disparos, bloqueos y enclavamientos. Se complementan; no compiten.

Dos mapeos de la misma norma

IEC 61850 define un modelo de datos abstracto y unos servicios; IEC 61850-8-1 dice cómo esos servicios viajan por una red real. Lo hace con dos mapeos distintos que conviven en el bus de estación:

  • MMS (Manufacturing Message Specification, ISO 9506), para los servicios cliente-servidor.
  • GOOSE (Generic Object Oriented Substation Event), para los mensajes rápidos entre IED.

Un tercer mapeo, los valores muestreados de IEC 61850-9-2, lleva corrientes y tensiones digitalizadas en el bus de proceso. Aquí se comparan los dos primeros; la comparación de IEC 61850 con los protocolos de telecontrol está en IEC 61850, IEC 104, DNP3 y Modbus. Cada uno tiene su guía detallada: IEC 61850 MMS e IEC 61850 GOOSE.

La diferencia de fondo: quién habla con quién

MMS es cliente-servidor. La HMI, el gateway o una herramienta de ingeniería (clientes) abren una conexión con cada IED (servidor) y la mantienen. Por ella leen datos, reciben reportes cuando algo cambia, envían mandos y descargan archivos. Es una conversación entre dos equipos, con confirmaciones.

GOOSE es publicador-suscriptor. Un IED publica un conjunto de datos en una trama multicast; todos los IED configurados como suscriptores la reciben a la vez. No hay conexión ni confirmación: el publicador repite la trama sin cesar, y cuando un dato cambia la envía de inmediato con un nuevo número de estado y la repite a intervalos cortos que se alargan hasta volver al ritmo de reposo. El suscriptor sabe que el publicador sigue vivo porque cada trama trae un tiempo de vida.

Comparación lado a lado

AspectoMMSGOOSE
ModeloCliente-servidorPublicador-suscriptor (multicast)
CapaTCP/IP (transporte ISO sobre TCP, puerto 102)Directo sobre Ethernet, capa 2, tipo de trama 0x88B8
DireccionamientoDirección IP de cada IEDDirección MAC multicast, VLAN y APPID
ConfirmaciónSí, por TCP y por el propio servicioNo: la confiabilidad viene de la repetición
Tiempos típicosClases lentas: eventos, mandos de operador, archivosClases rápidas: disparos y bloqueos (TT6, 3 ms)
Uso típicoHMI, gateway, ingeniería, descarga de oscilografíasDisparos entre IED, bloqueos, enclavamientos, posiciones
Atraviesa routersSíNo (salvo R-GOOSE)
Qué lo configuraBloques de reporte, datasets y modelo de mandoBloque de control GOOSE, dataset y suscripciones en el SCD
DiagnósticoAsociaciones, reportes, retransmisiones TCPstNum, sqNum, tiempo de vida, simulación

Las clases de tiempo vienen de IEC 61850-5: de TT0 (más de 1 s, archivos) a TT6 (3 ms, disparos y bloqueos). El detalle de qué suma cada eslabón está en tiempo de transferencia IEC 61850.

Cuándo se usa cada uno

¿GOOSE o MMS?
  • ¿El dato va de un IED a otro IED para que actúe?
    • Sí¿Necesita llegar en pocos milisegundos?
      • SíGOOSE: disparo, bloqueo, falla de interruptor, enclavamiento
      • NoGOOSE sigue siendo lo habitual entre IED; MMS no se usa entre pares
    • No¿El destino es la HMI, el gateway o una herramienta?
      • SíMMS: reportes, mandos del operador, archivos
      • NoRevise si el dato debe salir al centro de control por el gateway

Usos típicos de GOOSE:

  • disparo de la falla de interruptor (50BF) a los interruptores vecinos;
  • bloqueos en esquemas de selectividad lógica;
  • posiciones de seccionadores para los enclavamientos de estación;
  • arranque de recierre o de registradores.

Usos típicos de MMS:

  • la HMI de estación y el gateway recibiendo estados, medidas, alarmas y eventos;
  • mandos del operador con selección previa (SBO);
  • descarga de registros de falla en COMTRADE;
  • lectura de la configuración y diagnóstico desde una herramienta.

Cómo conviven en la red

GOOSE y MMS comparten el mismo cable y el mismo switch, pero no se comportan igual. GOOSE inunda los puertos de la VLAN donde se publica, de modo que la red se dimensiona separando el tráfico con VLAN y prioridad y filtrando el multicast donde no hace falta. MMS es tráfico unicast normal y su carga depende de cuántos clientes reservan reportes en cada IED.

Una consecuencia práctica: una red mal segmentada afecta primero a GOOSE, porque no tiene retransmisión ni confirmación. Un MMS lento es una molestia; un GOOSE tardío es un disparo tardío.

Configuración: dos bloques de control distintos

Los dos mensajes salen del mismo modelo de datos y de los mismos datasets, pero cada uno tiene su bloque de control en el IED, y ambos se definen en el archivo SCD con el configurador de sistema:

  • Para MMS, el bloque de control de reporte dice qué dataset vigilar, qué cambios disparan el reporte y si se guardan los eventos durante una pérdida de comunicación (reporte con buffer) o no. Cada cliente reserva su propio bloque, de modo que el número de bloques disponibles limita cuántos clientes reciben reportes del mismo IED.
  • Para GOOSE, el bloque de control define el identificador del mensaje, el dataset, la revisión de configuración, la dirección multicast, la VLAN, la prioridad y el APPID. El suscriptor, a su vez, declara a qué mensaje se suscribe y a qué entrada de su lógica conecta cada dato.

Por eso un cambio en un dataset puede afectar a los dos servicios a la vez: cambia el reporte que recibe la HMI y cambia la revisión del GOOSE que esperan otros IED. Cuando publicador y suscriptor son de marcas distintas aparecen puntos adicionales, descritos en GOOSE entre relés de distintas marcas.

Qué falla en cada uno

SíntomaSi es GOOSE, reviseSi es MMS, revise
El dato no llegaSuscripción, VLAN, APPID, revisión de configuración, dataset distintoDirección IP, puerto 102 bloqueado, bloque de reporte reservado por otro cliente
El dato llega tardeSaltos de red, prioridad, tormenta de tráficoTiempo de integridad, buffer del reporte
El dato llega con calidad malaModo prueba o simulación del publicadorCalidad del origen, mapeo en el gateway

El diagnóstico de un GOOSE que falla está en GOOSE no llega o llega tarde. Una captura de tráfico muestra qué está pasando en realidad; los analizadores, clientes MMS y simuladores que se usan están en herramientas de prueba IEC 61850.

Cómo se prueban

En el comisionamiento, GOOSE se prueba de extremo a extremo: el publicador cambia el dato y se mide que el suscriptor actúe, con la red real. También se prueba la pérdida del mensaje, para verificar que el suscriptor lo detecta y que la lógica toma el valor seguro. MMS se prueba señal por señal hasta la HMI y el gateway, incluidos los mandos rechazados. Las direcciones y APPID de cada flujo GOOSE se pueden planificar con nuestra herramienta gratuita de direcciones GOOSE y SV.

Le ayudamos con su configuración IEC 61850

En Tiza Group configuramos GOOSE y MMS en relés y controladores de bahía de las principales marcas, para subestaciones e industria. Si el problema está en uno o pocos relés, la configuración remota de relés lo resuelve a distancia. Para la ingeniería del sistema completo y las pruebas en sitio, vea configuración IEC 61850.

Guías relacionadas

Referencias

  • IEC 61850-5, requisitos de comunicación, clases de tiempo de transferencia.
  • IEC 61850-7-2, interfaz abstracta de servicios de comunicación (ACSI).
  • IEC 61850-8-1, mapeo a MMS (ISO 9506-1 e ISO 9506-2) y a ISO/IEC 8802-3.
  • IEC TR 61850-90-5, uso de IEC 61850 para transmitir sincrofasores (incluye el GOOSE routable).
  • ISO 9506, Manufacturing Message Specification.
  • RFC 1006, transporte ISO sobre TCP.

Preguntas frecuentes

¿Se puede enviar un disparo por MMS?

No es lo adecuado. MMS atiende las clases de tiempo lentas de IEC 61850-5, como eventos y mandos de operador, y depende de una conexión TCP. Los disparos y bloqueos piden la clase TT6, de 3 ms, que se cumple con GOOSE en una red bien diseñada.

¿Por qué GOOSE no pasa por un router?

Porque viaja directamente sobre Ethernet, sin dirección IP, con su propio tipo de trama. Un router trabaja con IP y no lo reenvía. Para llevar GOOSE entre subestaciones existe la variante routable (R-GOOSE) definida en IEC 61850-90-5, o se usan enlaces de capa 2 entre sitios.

¿Un IED puede usar GOOSE y MMS a la vez?

Sí, y es lo normal. El mismo relé publica GOOSE hacia otros relés y controladores, y atiende por MMS a la HMI, al gateway y a la herramienta de ingeniería. Ambos se configuran en el mismo archivo SCD.

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