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Nombres de datos en MMS IEC 61850: LD, LN, FC, DO y DA

Cómo forman IEC 61850-7-2 y 8-1 la referencia de un dato en el servidor: dominio, nodo, restricción funcional, dato y atributo, con ejemplos y límites.

Por Shadai García, CEO e ingeniero de protecciones de Tiza Group.

LDLNFCDODALD1LD1LD1XCBR1MMXU1CSWI1STMXCOPosTotWPosstValmagOper/$$$12345LD1/XCBR1$ST$Pos$stValLD1/MMXU1$MX$TotW$magLD1/CSWI1$CO$Pos$Operejemplo: posiciónejemplo: medidaejemplo: mando1 dominio MMS (LD)2 NamedVariable (LN)3 componente de restricción (FC)4 componente de dato (DO)5 componente de atributo (DA)servidor MMSLDLNFCDODA≤ 32 caracteresprefijo + instancia ≤ 7≤ 10 caracteresDO y DA con separadores ≤ 29FC = STFC = MXFC = COIEC 61850LDLNFCDODA© tizagrp.comLDLNFCDODALD1LD1LD1XCBR1MMXU1CSWI1STMXCOPosTotWPosstValmagOper/$$$12345LD1/XCBR1$ST$Pos$stValLD1/MMXU1$MX$TotW$magLD1/CSWI1$CO$Pos$Operejemplo: posiciónejemplo: medidaejemplo: mando1 dominio MMS (LD)2 NamedVariable (LN)3 componente de restricción (FC)4 componente de dato (DO)5 componente de atributo (DA)servidor MMSLDLNFCDODA≤ 32 caracteresprefijo + instancia ≤ 7≤ 10 caracteresDO y DA con separadores ≤ 29FC = STFC = MXFC = COIEC 61850LDLNFCDODA© tizagrp.com
Nombres de datos en MMS IEC 61850: LD/LN$FC$DO$DA y sus límites de longitud. Ubicación en el sistema y principio de funcionamiento. Ilustrativo: los valores reales salen de la placa y del manual del fabricante.
Respuesta corta

Un dato de IEC 61850 se nombra con una cadena jerárquica: dispositivo lógico (LD), nodo lógico (LN), restricción funcional (FC), dato (DO) y atributo (DA). En el servidor MMS, el dispositivo lógico es un dominio, el nodo es una variable con nombre y los niveles inferiores son sus componentes, separados por el signo $. Por ejemplo, la posición de un interruptor se lee en XCBR$ST$Pos$stVal. La restricción funcional indica qué servicios admite el atributo: leer, escribir, operar o reportar.

Qué dice la norma y para qué sirve

Todo dato de un IED de IEC 61850 tiene una dirección escrita: la ruta con la que un cliente lo pide, lo suscribe en un reporte o lo coloca en un conjunto de datos. Las partes 7-2 y 8-1 definen cómo se forma esa ruta, y entenderla evita errores al leer una captura, un archivo de configuración o el árbol de datos de una herramienta de ingeniería. Esta guía se basa en la edición 1 de ambas partes (2003 y 2004). Para el catálogo de nodos puede consultar los grupos de nodos lógicos; para la pila de red, la pila de comunicación. Cómo modela IEC 61850 los grupos de ajustes y qué cuidar al cambiar de grupo está en grupos de ajustes SGCB.

Las cinco partes de una referencia

NivelQué esEjemploLímite en la edición 1
LDDispositivo lógicoNombre definido por el proyectoHasta 32 caracteres
LNNodo lógicoXCBR1Prefijo opcional, clase de 4 caracteres, instancia numérica; prefijo más instancia, máximo 7
FCRestricción funcionalST, MX, CODos letras
DODatoPosHasta 10 caracteres
DAAtributo del datostVal, ctlVal, q, tSegún la clase de datos

La norma dice además que el nombre de un dato con su restricción funcional, contando los separadores, no debe pasar de 29 caracteres, y que los caracteres permitidos son letras, números y el guion bajo. El nombre del dispositivo lógico y su estructura quedan fuera del alcance de IEC 61850: los define el proyecto. Las siglas y términos de la norma (LN, LD, DO, CDC, SCL, ACSI) están agrupados en glosario IEC 61850.

El nodo lleva un número de instancia para distinguir varios del mismo tipo (XCBR1, XCBR2) y un prefijo opcional definido por la aplicación, que muchos proyectos usan para indicar la bahía. Como la norma limita la suma de ambos a siete caracteres, el esquema de prefijos se diseña con anticipación.

Cómo lo ve el modelo abstracto

En la parte 7-2 la referencia a un dato se escribe con puntos:

LD/LN.Dato.Atributo — por ejemplo, la posición de un interruptor en un dispositivo lógico se escribe como LD/XCBR1.Pos.stVal, y el valor de mando como LD/XCBR1.Pos.ctlVal.

La parte 7-2 aclara que la restricción funcional no se muestra en la referencia del modelo abstracto; un mapeo concreto puede incorporarla, y IEC 61850-8-1 la inserta entre el nodo y el dato. Cuando un servicio necesita indicar la restricción, la escribe entre corchetes después de la referencia, por ejemplo MMXU1.PhV [MX]. Cómo modela IEC 61850 una medida (valor, banda muerta, rango, vector y tres fases) se explica en medidas en IEC 61850.

Cómo queda en MMS

La parte 8-1 asigna cada elemento del modelo a un objeto MMS:

Modelo IEC 61850Objeto MMS
ServidorDispositivo de fabricación virtual (VMD)
Dispositivo lógicoDominio
Nodo lógicoVariable con nombre (NamedVariable)
Conjunto de datosLista de variables con nombre
Registro (log)Diario (journal)
ArchivoArchivo

Cada dispositivo físico tiene un dominio que representa sus recursos, y este debe contener al menos un nodo LLN0 y uno LPHD, como se explica en la guía de grupos de nodos.

La estructura interna de un nodo

El tipo de la variable del nodo es jerárquico. La norma lo construye agrupando primero por restricción funcional y, dentro de cada una, por dato. Si una restricción funcional no tiene ningún dato, no aparece. El orden recomendado de las restricciones es: MX, ST, CO, CF, DC, SP, SG, RP, LG, BR, GO, GS, SV, SE, MS, SC (SCL), US y EX. La norma indica que ese orden conserva la compatibilidad con implementaciones previas de UCA 2.0, y que las extensiones propietarias van al final.

Las restricciones funcionales que más se encuentran:

FCContenido
STInformación de estado: se lee, se sustituye, se reporta y se registra, pero no se escribe
MXMedidas analógicas: mismas reglas que ST
COControl: se opera con el modelo de control y se lee
SPPuntos de consigna: se controlan y se leen; el valor es efectivo de inmediato
SVSustitución: se escribe para sustituir el valor
CFConfiguración: se escribe y se lee
DCDescripción: se escribe y se lee
SG y SEGrupo de ajustes y su versión editable
EXDefinición extendida: referencia a un espacio de nombres; no se escribe
BR y RPControl de reportes con y sin buffer
LGControl de registros
GO y GSControl de GOOSE y de GSSE
MS y USControl de valores muestreados multicast y unicast

El separador $ y la ruta plana

Cada nivel se separa con el signo $. La norma da estos ejemplos:

  • XCBR$ST$Pos — el dato de posición, restricción de estado.
  • XCBR$ST$Pos$stVal — un atributo del dato, el valor de estado, construido con la misma regla <nodo>$<FC>$<dato>$<atributo> que la norma ilustra para los atributos. Cada atributo lleva la restricción que le asigna su clase de datos: el valor de estado va en ST y la orden de mando en CO.

Además de la variable jerárquica, la parte 8-1 exige un mapeo a variables planas, cuyos nombres son la concatenación de los componentes separados por $, limitada por el tamaño máximo del identificador MMS.

Referencia completa y alcance

Una referencia de objeto se transmite como una cadena visible de hasta 65 octetos. Se construye según el alcance del objeto:

  • Alcance de dominio: <dominio>/<objeto>, la forma habitual para un dato de un dispositivo lógico.
  • Alcance de asociación: @<objeto>.
  • Alcance del VMD: /<objeto>.

Cuando la petición trae el nombre del dispositivo lógico, el alcance es de dominio y el dominio lleva ese nombre; el identificador del objeto es el nombre del nodo. Los caracteres admitidos son los del identificador MMS más / y @.

Cómo se navega el árbol

Los servicios de directorio de la parte 7-2 se traducen en solicitudes de MMS que devuelven listas de nombres:

  • El directorio de dispositivos lógicos devuelve las variables del dominio. Como pueden aparecer objetos distintos de los nodos, el cliente filtra por la regla de nombres, por ejemplo descartando las variables que no contienen $.
  • El directorio de un nodo devuelve, según el tipo pedido, datos, conjuntos de datos, bloques de reporte, de registro, de grupos de ajustes, de GOOSE o de valores muestreados.
  • La lectura de todos los datos del nodo se resuelve con una lectura de la variable completa o por restricción funcional.
  • Si la respuesta es larga, el servidor la fragmenta y el cliente repite la petición hasta que no queden más nombres.

Los conjuntos de datos dentro de un nodo se nombran uniendo el nombre del nodo y el del conjunto con $. Las referencias a conjuntos de datos que viajan como dato se transmiten como cadena visible.

Los archivos también tienen estructura de nombres

El servidor con dispositivos lógicos debe tener en su raíz un directorio llamado «LD», y debajo un directorio por dispositivo lógico con el mismo nombre del dominio. Los archivos propios de un dispositivo lógico van en su directorio. El nombre de archivo admite hasta 255 octetos, cada directorio hasta 32, y la norma reserva sufijos como xml para archivos XML y txt para texto. Esto es relevante al descargar oscilografías, tema tratado en MMS: reportes, mandos y archivos.

Cómo se aplica

  • Lectura de capturas y herramientas: reconocer en una trama MMS la ruta de un dato permite saber a qué nodo, restricción y atributo se refiere.
  • Conjuntos de datos y reportes: al armarlos se eligen datos con su restricción; elegir ST o MX decide qué se reporta.
  • Lista de señales y SCADA: el esquema de prefijos y de nombres de dispositivo lógico debe quedar definido antes de la configuración; cambiarlo después obliga a rehacer todas las referencias.
  • Integración entre fabricantes: el árbol es el mismo, pero los datos opcionales y los prefijos varían; la lista de señales documenta la correspondencia.

Le ayudamos con su lista de señales

En Tiza Group definimos los nombres, los conjuntos de datos y las referencias de su sistema IEC 61850 y comprobamos que cada señal llegue al SCADA con el nombre que corresponde. Lo hacemos de forma remota con nuestra configuración remota de relés o en sitio con nuestra ingeniería IEC 61850.

Guías relacionadas

Referencias

  • IEC 61850-7-2, edición 1 (2003): nombres y referencias de objetos; tabla de restricciones funcionales.
  • IEC 61850-8-1, edición 1 (2004): cláusulas 7 a 13 y 23.
  • IEC 61850-7-3 e IEC 61850-7-4, edición 1: clases de datos y de nodos.

Preguntas frecuentes

¿Qué significa la sigla FC en la ruta de un dato?

Es la restricción funcional (functional constraint). Clasifica cada atributo según los servicios que admite: ST es estado, MX medida, CO control, SP punto de consigna, SG grupo de ajustes, CF configuración, DC descripción, SV sustitución y EX extensión, entre otras. Se coloca entre el nodo lógico y el dato.

¿Por qué la misma ruta aparece con puntos en un lugar y con signos $ en otro?

En el modelo abstracto de la parte 7-2 los niveles se separan con punto y la restricción funcional no figura en la referencia. En el mapeo a MMS de la parte 8-1, la restricción funcional se inserta entre el nodo y el dato y todos los niveles se separan con $. La norma admite acceder a la variable sustituyendo el punto por el signo $.

¿Qué longitud pueden tener los nombres?

El nombre del dispositivo lógico tiene hasta 32 caracteres. El nombre del nodo lleva un prefijo opcional, la clase de 4 caracteres y un número de instancia, con prefijo e instancia sumando como máximo 7 caracteres. El nombre de un dato puede llegar a 10 caracteres. La referencia completa de un dato con su restricción funcional no pasa de 29 caracteres.

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