ioBroker IEC 61850

ioBroker-Adapter fuer IEC 61850 mit umschaltbarem Client-/Server-Modus, MMS-TCP-Diagnose, Report-Datenpunkten, GOOSE-Raw-Ethernet-Empfang/Senden und Sampled-Values-Raw-Ethernet-Empfang/Senden.

Englische Dokumentation: README.md.

Aktueller Umfang

Diese Testversion ist so gebaut, dass sie sauber in ioBroker installiert werden kann und eine strukturierte IEC-61850-Basis bereitstellt. Enthalten sind:

• Auswahl als Client, Server oder Client + Server.
• MMS-TCP-Client-Verbindung zu einem IEC-61850-Geraet, normalerweise TCP-Port 102.
• MMS-TCP-Server fuer Labortests, Standard-Port 8102.
• Konfiguration von Report Control Blocks und ioBroker-Report-Zustaenden.
• Manuelle IEC-61850-Datenpunktzuordnung.
• GOOSE- und Sampled-Values-Raw-Ethernet-Empfang ueber tcpdump.
• GOOSE- und Sampled-Values-Raw-Frame-Senden ueber einen Raw-Socket-Helfer.

Vollstaendiges IEC-61850-MMS-Browsing und ASN.1-Decoding aller MMS-/GOOSE-/SV-Payloads benoetigen weiterhin ein natives IEC-61850-Backend wie libIEC61850 oder eine gleichwertige Systemkomponente. Der Adapter empfaengt und sendet aber bereits echte Ethernet-Frames fuer GOOSE und Sampled Values und stellt den geparsten IEC-61850-Frame-Header sowie die Payload als Hex-Wert in ioBroker bereit.

Anforderungen

• ioBroker mit js-controller 6 oder neuer.
• Node.js 22 oder neuer.
• Fuer MMS-Clientbetrieb: TCP-Zugriff auf das IED oder Gateway.
• Fuer echten MMS-Serverbetrieb auf TCP 102: Berechtigung fuer privilegierte Ports, alternativ Test-Port 8102.
• Fuer GOOSE- und Sampled-Values-Empfang: Linux-Host mit installiertem tcpdump und Berechtigung zum Mitschneiden auf dem ausgewaehlten Interface.
• Fuer GOOSE- und Sampled-Values-Senden: python3 und Raw-Socket-Berechtigung, normalerweise root oder CAP_NET_RAW.

Konfiguration

Allgemein

Adapter aktivieren erst einschalten, wenn die Zielwerte passen. Rolle auswaehlen:

• Client: verbindet sich zu einem IEC-61850-MMS-Server.
• Server: lauscht lokal auf MMS-TCP-Clients.
• Client + Server: beides gleichzeitig.

Dienste:

• MMS: TCP-basierter Manufacturing Message Specification Transport.
• Reports: Zustandsmodell fuer Report Control Blocks.
• GOOSE: Raw-Ethernet-Ereignistelegramme.
• Sampled Values: Raw-Ethernet-Messwertstroeme.

MMS

Fuer Client-Modus:

• MMS-Server Host: IP-Adresse oder DNS-Name des IED.
• MMS-Server Port: normalerweise 102.
• Verbindungs-Timeout ms: Timeout fuer den Verbindungsaufbau.
• Reconnect-Verzoegerung ms: Wartezeit bis zum erneuten Verbinden.

Fuer Server-Modus:

• Server Bind-Adresse: lokale IP, meistens 0.0.0.0.
• Lokaler Server-Port: 8102 fuer Tests oder 102, wenn der Host das erlaubt.

Reports

Jeder Report-Eintrag erzeugt Zustaende unter:

iec61850.0.reports.<id>.enabled
iec61850.0.reports.<id>.reference
iec61850.0.reports.<id>.lastUpdate
iec61850.0.reports.<id>.value

Beispiel fuer eine Report-Referenz:

IED1LD0/LLN0.RP.Events

Datenpunkte

Manuelle Datenpunkte erzeugen Zustaende unter:

iec61850.0.points.<id>.value
iec61850.0.points.<id>.reference
iec61850.0.points.<id>.quality
iec61850.0.points.<id>.timestamp

Schreibbare Punkte bekommen zusaetzlich:

iec61850.0.points.<id>.set

Schreibwerte werden in dieser ersten Version lokal in den ioBroker-Wert uebernommen. Ein spaeteres MMS-Backend kann denselben Zustand fuer echte IEC-61850-Schreibbefehle verwenden.

GOOSE und Sampled Values

GOOSE und Sampled Values laufen nicht ueber normale TCP/IP-Sockets. Sie nutzen Ethernet-Frames direkt. Deshalb kann ein reiner JavaScript-Adapter diese Dienste ohne nativen Raw-Ethernet-Zugriff nicht vollstaendig implementieren.

Der Adapter nutzt tcpdump, um Raw-Ethernet-Frames zu empfangen:

• GOOSE EtherType: 0x88b8
• Sampled Values EtherType: 0x88ba

Konfiguriere das Linux-Netzwerkinterface, zum Beispiel eth0, und optional einen AppID-Filter. Der AppID-Wert wird als Hex-Wert interpretiert, zum Beispiel 1000 oder 4000.

Empfangene Frames werden hier abgelegt:

iec61850.0.goose.status
iec61850.0.goose.captureActive
iec61850.0.goose.frameCount
iec61850.0.goose.lastAppId
iec61850.0.goose.lastSourceMac
iec61850.0.goose.lastDestinationMac
iec61850.0.goose.lastPayloadHex
iec61850.0.goose.lastFrameHex
iec61850.0.goose.lastTimestamp
iec61850.0.sampledValues.status
iec61850.0.sampledValues.captureActive
iec61850.0.sampledValues.frameCount
iec61850.0.sampledValues.lastAppId
iec61850.0.sampledValues.lastSourceMac
iec61850.0.sampledValues.lastDestinationMac
iec61850.0.sampledValues.lastPayloadHex
iec61850.0.sampledValues.lastFrameHex
iec61850.0.sampledValues.lastTimestamp

Raw-Senden ist absichtlich standardmaessig deaktiviert. Zum Senden:

1. GOOSE Raw-Senden erlauben oder Sampled Values Raw-Senden erlauben aktivieren.
2. Einen vollstaendigen Ethernet-Frame als Hex-String in einen dieser States schreiben:

iec61850.0.goose.publishFrameHex
iec61850.0.sampledValues.publishFrameHex

Der Hex-String muss Ziel-MAC, Quell-MAC, optional VLAN-Tag, EtherType, APPID, Length, Reserved-Felder und IEC-61850-Payload enthalten.

Wichtige Zustaende

iec61850.0.info.connection
iec61850.0.info.mode
iec61850.0.info.services
iec61850.0.diagnostics.status
iec61850.0.diagnostics.lastError
iec61850.0.diagnostics.bytesRx
iec61850.0.diagnostics.bytesTx
iec61850.0.diagnostics.lastFrameHex
iec61850.0.mms.clientConnected
iec61850.0.mms.serverConnections

Fehlersuche

Client verbindet sich nicht

• IP-Adresse des IED pruefen.
• TCP-Port 102 pruefen.
• Firewall zwischen ioBroker und IED pruefen.
• Manche Anlagen erlauben MMS nur von freigegebenen Client-IP-Adressen.

Server startet nicht auf Port 102

TCP-Ports unter 1024 sind unter Linux privilegiert. Fuer Tests Port 8102 nutzen oder dem Node.js-Prozess die passende Berechtigung geben.

GOOSE oder Sampled Values empfangen keine Frames

• tcpdump installieren.
• Interface-Namen pruefen, zum Beispiel mit ip link.
• ioBroker mit Berechtigung fuer Packet-Capture starten oder tcpdump die passende Capability geben.
• Pruefen, ob der Switch-Port die Multicast-Frames ueberhaupt sieht. Bei Managed Switches ist oft Multicast- oder Mirror-Konfiguration noetig.

Raw-Senden schlaegt fehl

• Pruefen, ob Senden in der Adapterkonfiguration erlaubt ist.
• Pruefen, ob python3 installiert ist.
• Pruefen, ob der ioBroker-Prozess Raw-Socket-Berechtigung hat.
• Pruefen, ob der Frame den richtigen EtherType enthaelt: 0x88b8 fuer GOOSE oder 0x88ba fuer Sampled Values.

Changelog

0.3.4

• Start der nativen MMS-Verbindungs-API korrigiert.

0.3.3

• Threadbasiertes natives MMS-Backend in einem eigenen Adapterprozess ausführen.

0.3.2

• Gebündeltes natives MMS-Backend bei ioBroker-Installation und Updates zuverlässig bauen.

0.3.1

• Lokal kompiliertes MMS-Backend in ioBroker-Installationen direkt laden.

0.3.0

• Native MMS-Verbindungen und automatisches Datenmodell-Browsing ergänzt.
• Gefundene Dataset-Mitglieder automatisch als ioBroker-States angelegt.
• Zyklische Dataset-Abfrage und Anzeige gefundener Report Control Blocks ergänzt.

0.2.1

• GOOSE- und Sampled-Values-States werden auch bei deaktivierter Adapterfunktion initialisiert.

0.2.0

• Raw-Ethernet-Empfang fuer GOOSE und Sampled Values ergaenzt.
• Geparste Raw-Frame-Header-States und Payload-Hex-States ergaenzt.
• Raw-Frame-Senden ueber schreibbare publishFrameHex-States ergaenzt.

0.1.2

• Dienst-Mehrfachauswahl durch Admin-kompatible Dienst-Checkboxen ersetzt.

0.1.1

• Info- und Diagnoseobjekte werden vor dem Schreiben der Startzustaende angelegt.

0.1.0

• Erste installierbare IEC-61850-Adaptergrundlage.
• Client-/Server-Rollenumschaltung.
• MMS-TCP-Client und Testserver-Diagnose.
• Reports und manuelles Datenpunktmodell.
• Abgesicherte GOOSE- und Sampled-Values-Konfiguration.

Lizenz

MIT

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