與傳統的基於消息結構的協議相比，采用面向對象技術的IEC 61850具有明顯的特點和優勢。它提出了系統的層次結構，采用了數據對象的統壹建模，將映射方法與具體網絡分離，提供了基於SCL的系統配置管理，使協議具有足夠的開放性，能夠滿足未來變電站通信發展的要求。因此，IEC 61850應用的關鍵是抽象通信服務接口的ACSI映射的實現。
1 ACSI概述
Acsi(抽象通信服務接口)來源於人們對真實設備的實踐經驗抽象，主要定義了各種通信服務、通信對象和參數。它獨立於下層通信系統，與所采用的通信協議和具體實現方法無關。ACSI主要設置了各種服務模型，包括連接服務模型、可變接入服務模型、數據傳輸服務模型、設備控制服務模型、文件傳輸服務模型、時鐘同步服務模型等等。這些服務模型定義了通信對象以及如何訪問這些對象，實現了客戶端應用程序和服務器應用程序之間的通信，完成了實時數據的訪問和檢索、設備的控制、時間報告和記錄、設備的自我描述等。
為了保證ACSI的獨立性，適應未來網絡技術通信發展的變化，IEC 61850協議沒有規定實現ACSI的方法，只是提供了專門的通信服務映射(SCSM)來描述映射過程，並在IEC 61850-8-1中定義了ACSI到制造消息規範MMS的映射。由於不同類型的SCSM不能直接互操作，該標準目前只規定了到MMS的映射。
彩信簡介
MMS(Manufacturing Message Specification)即ISO/IEC 9506，是ISO TC184為實現異構網絡環境下智能設備間的實時數據交換和監控而提出的壹套國際消息規範。MMS提供的服務具有很強的普適性，已廣泛應用於汽車制造、航空、化工、電力等工業自動化領域。
MMS有以下三個優點:互操作性；實現獨立；實現異構環境下的數據訪問。在過去，通信標準提供的互操作性，或者網絡連接、設備型號、功能實現等。太有限或不夠充分，這種情況直到MMS標準出現才得以改變。同時，MMS實現了獨立性，讓用戶不再局限於選擇壹個固定的設備提供商，只要符合MMS標準，能夠實現同樣的功能，就可以更換。這種獨立性還體現在網絡連接和功能的實現上。MMS還實現了異構環境下的數據訪問。以往的通信機制大多只提供網絡中簡單的字節隊列信息傳輸機制，缺乏獨立性。然而，MMS對傳輸的信息提供了更多的限制和結構抽象，屏蔽了實際設備的內部特征，並在表示層采用了ASN.1的BER編碼。
3 ACSI映射實現模型
實現IEC 61850的關鍵是實現從ACSI到MMS或其他中間件的映射。
ACSl只提供類模型和服務，沒有ACSI PDU。ACSI通過它們自己特定的映射方法SCSM映射到應用層或CORBA中間件技術。以MMS為例，標準規定采用ASN.1的BER編碼方式構造MMS PDU(MMS協議數據單元)。對於底層協議棧，OSI協議棧可以自行設計實現，也可以直接基於TCP/IP協議。SCSM是ACSI映射的具體實現，描述了映射實現的過程。
從4 ACSI到MMS的映射
4.1 ACSI到MMS映射實現流程
實現從ACSI到MMS的映射是IEC 61850的核心。如圖2所示，ACSI的設計主要分為三個部分:第壹部分是頂層應用層ACSI的各個類的設計。首先ACSI服務設計了86個邏輯節點和公共* * *數據類(見圖3)，導入應用層數據(可能來自數據庫和XML配置文件)，映射各種邏輯服務，包括上報機制、數據集和IEC 61850中的數據集。第二部分是在表示層實現應用層的服務語義和應用層的數據之間ASN.1的BER編碼，這是壹個編解碼部分。這部分的設計是關鍵，因為涉及到設備的互操作性，需要消息的壹致性測試。第三部分是比特流報文在網絡中的傳輸形式，分為面向TCP的關聯方式和GOOSE報文與采樣報文之間的UDP無連接方式。
4.2 ACSI到MMS映射的實現方法
作為MAP(制造自動化標準)應用層中最重要的部分，MMS標準通過引入VMD(虛擬制造設備)的概念，隱藏了設備特定的內部特征，設置了壹系列類型的數據來表示實際設備的功能。同時定義了壹系列的MMS服務來操作這些數據，通過訪問VMD模型來操縱實際的設備工作。MMS的VMD概念首次將面向對象設計的思想引入過程控制系統。
MMS對其指定的各類業務沒有具體的實現方法，保證了實現的開放性。如圖4所示，將IEC 61850的數據對象模型映射到MMS的VMD，將IED(智能電子設備)的邏輯節點MMXU和PBPR分別映射到VMD的域，將邏輯節點Volts映射到命名變量，這樣就可以通過訪問變量MXU$Volts$rang得到邏輯節點MMXU中電壓範圍的屬性值。
彩信采用ASN.1的基本編碼規則(BER)。ASN.1中定義了四種標簽類型，即通用、應用、上下文相關、私有。在傳輸代碼時，采用TLV(TAG Length Value，標簽長度值)，即標簽、長度值和值同時傳輸。雙方在接收和解析時都可以按照TLV模式進行編解碼，編解碼是壹個相反的過程。ASN.1編碼的采用使雙方能夠理解ASN.1編碼的含義及其在異構環境中所代表的MMS業務，而不管雙方如何實現和傳輸ASN.1編碼。
面向關聯的MMS通信服務的具體實現如5所示。這是壹個接受信息的過程。首先，攔截函數在接收到通信數據流時通過管道命令通知主函數。主函數調用MMS的管理ACSE函數來確認連接的合法性。確認授權後，調用讀取函數讀取位數據流，然後通過MMSASN.1函數解碼位流，同時處理連接，管理MMS的VMD域、變量和類型。解碼後，根據特定應用層的應用對數據進行處理。
IEC 61850采用ACSI有利於用戶通過直接查看配置文件或獲取其中的邏輯節點和數據，了解設備各模塊的功能。所以不同廠商的抽象建模可能是不壹樣的。同時，目前的IEC 61850標準缺乏中國的參與，很多數據和邏輯節點的定義需要根據中國自身的情況進行擴展。在擴展中盡量不要擴展邏輯節點，擴展數據時限制擴展加ex長度為7位數。
4.3將ACSI映射到MMS和映射到XML的比較
IEC 61850標準暫時只規定了到MMS的映射，但同時指出了其他的可能性，比如XML。作為壹種異構處理技術，XML可以與HTTP服務相結合。6場演出。
少量的ACSI服務也可以映射到HTTP/HTML/XML。從圖中可以看出，從ACSI映射到MMS比從HTTP映射到XML可以實現更多的服務，比如InfoRepor和Journal，而HTTP中只有最基本的GET和POST可以實現讀寫服務。兩者最大的區別是映射到MMS是傳輸ASN.1的BER碼，而映射到XML或HTML是傳輸文本格式文件。因此，根據具體的應用場合，在只需要基本服務，功能不復雜，實時性要求不高的情況下，可以采用ACSI映射到XML的方式。
5結論
針對IEC 61850具體應用中設備開發的目的，本文研究了ACSI的映射實現，得出以下結論:
(1)通過對ACSI技術特點的分析，構建了ACSI映射實現的模型，為ACSI映射實現奠定了基礎；
(2)IEC 61850規範了ACSI到MMS的映射，研究並設計了ACSI到MMS映射的詳細流程，提出了ACSI實現的三個部分，為ACSI映射的實現提供了框架；
(3)設計了ACSI到MMS的具體映射方法，包括邏輯節點映射、數據模型映射和MMS通信服務器主要功能的設計，為開發符合IEC 61850的IED提供了技術方案。
(4)比較ACSI到MMS和到XML的映射，在實時性不高、功能不復雜的情況下，可以采用ACSI到XML的映射方式。