# CSV to IEC61850 CID 转换器

**Repository Path**: sqtech_2018/csv_to_cid

## Basic Information

- **Project Name**: CSV to IEC61850 CID 转换器
- **Description**: IEC 61850 是电力自动化领域的重要标准，其中 CID（Configured IED Description）文件描述了智能电子设备（IED）的配置信息，包括数据集、报告控制块、数据实例等。在工程实践中，往往需要从 CSV 表格导入配置数据，自动生成符合标准的 CID 文件，以提高配置效率和准确性。
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: Not specified
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 1
- **Forks**: 0
- **Created**: 2026-03-19
- **Last Updated**: 2026-03-20

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# CSV to IEC61850 CID 转换器

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## 1. 引言

### 1.1 项目背景

IEC 61850 是电力自动化领域的重要标准，其中 CID（Configured IED Description）文件描述了智能电子设备（IED）的配置信息，包括数据集、报告控制块、数据实例等。在工程实践中，往往需要从 CSV 表格导入配置数据，自动生成符合标准的 CID 文件，以提高配置效率和准确性。

### 1.2 目的与目标

本程序旨在提供一个图形化工具，通过解析用户定义的 CSV 文件，结合 IEC 61850 数据类型模板（DataTypeTemplates.xml），生成完整的 CID 文件。主要目标包括：

- 支持多逻辑设备（LDevice）配置，LDevice 实例名取自 CSV。
- 自动为每个数据集生成报告控制块（仅当数据集包含 ST/MX 类型数据）。
- 根据 CSV 中的描述（desc）填充 DOI 的 desc 属性和 dU 的值。
- 支持 CSV 中指定数据属性（DAI）的 sAddr 属性。
- 对 CSV 中出现的所有 DO/DA 路径进行模板存在性校验，确保配置与模板一致。
- 提供详细的调试日志窗口，方便用户排查问题。

## 2. 系统概述

### 2.1 功能简介

程序通过 PyQt6 构建图形界面，主要流程如下：

1. 用户选择 CSV 文件（可自动检测编码）和数据类型模板 XML 文件。
2. 点击“Parse CSV”按钮，预览 CSV 数据。
3. 点击“Generate CID”按钮，程序解析 CSV、验证模板、生成 CID 文件，并弹出保存对话框。
4. 底部的调试窗口实时显示解析过程中的警告、错误和统计信息。

### 2.2 技术栈

- 编程语言：Python 3
- GUI 框架：PyQt6
- 数据处理：csv 模块（标准库）、xml.etree.ElementTree（标准库）
- 编码检测：尝试常用编码（utf-8, gbk, gb2312, ansi, cp1252）

## 3. 功能需求

### 3.1 核心功能

- **CSV 解析**：读取 CSV 文件，支持多种编码，自动检测。
- **数据类型模板加载**：解析 DataTypeTemplates.xml，提取 LNodeType、DOType、DAType、EnumType。
- **逻辑节点（LN）实例化**：根据 CSV 中出现的 LNType 自动创建 LN 元素，并为每个 LN 下的 DO 生成 DOI 及其子 DAI。
- **数据集生成**：根据 CSV 中 Type=Dataset 的行，为每个数据集名称收集 FCDA 列表，生成 DataSet 元素。
- **报告控制块生成**：仅当数据集所有 FCDA 的 FC 为 ST 或 MX 时生成 ReportControl，并根据 FC 类型决定缓冲属性（ST→缓冲，MX→非缓冲，混合→缓冲并告警）。报告属性包括 intgPd="30000", rptID="NULL", bufTime="100" 等，TrgOps 和 OptFields 按示例固定。
- **DOI 描述映射**：将 CSV 中的 Desc 列设置为对应 DOI 的 desc 属性，并用于填充 dU 的值。
- **sAddr 属性**：将 CSV 中的 sAddr 列设置为对应 DAI 的 sAddr 属性（支持复合 DA 路径，如 mag.f）。
- **多 LDevice**：根据 CSV 中的 LDName 列创建多个 LDevice，LDevice 顺序与 CSV 中首次出现顺序一致，每个 LDevice 下拥有独立的 LLN0。
- **prefix 支持**：CSV 中的 prefix 列应用到 FCDA 和 LN 元素。
- **模板存在性校验**：对 CSV 中每一行（包括 Dataset 和 Control）的 DO 和 DA 路径，递归检查是否在模板中存在，若不存在则报错并终止生成。
- **LN 重复性校验**：同一 LDevice 下不允许出现相同的 (prefix, lnClass, lnInst) 组合。
- **数据集 FCDA 数量限制**：单个数据集的 FCDA 数量超过 256 时报错。
- **FCDA 简化**：生成的 FCDA 中不包含 daName 属性。

### 3.2 高级特性

- 自动为 LLN0 创建默认实例（若 CSV 中未定义）。
- 报告按 LDevice 分组，每个 LDevice 内先放置所有 DataSet，再放置所有 ReportControl。
- 支持排除特定 DO（如 SV）和特定 DAI（如 subEna, subVal 等取代相关 DAI）的实例化。
- 跳过 fc=CF 的 DAI 实例化。

## 4. 系统架构

### 4.1 总体架构

程序采用 MVC 风格的单窗口架构，由以下几部分组成：

- **视图层**：MainWindow 类（PyQt6），包含文件选择、按钮、表格、日志窗口。
- **控制层**：MainWindow 的事件处理方法（parse_csv, generate_cid），负责协调数据流。
- **模型层**：DataTypeResolver 类（模板解析与查询）、CSV 解析函数、CID 生成函数（generate_cid）。

### 4.2 模块划分

- **CSV 解析模块**：`parse_csv` 函数，自动检测编码，返回列表字典。
- **模板解析模块**：`DataTypeResolver` 类，解析 XML 并构建类型字典，提供类型查询、默认值获取、路径验证等功能。
- **数据收集与验证模块**：在 `MainWindow.generate_cid` 中，分多步收集原始数据、验证 LN 重复性、验证模板路径、构建最终数据结构。
- **CID 生成模块**：`generate_cid` 函数，接收处理好的数据结构，构造 SCL 树并写入文件。
- **日志模块**：通过 `log_message` 回调，将信息输出到调试窗口。

## 5. 模块设计

### 5.1 DataTypeResolver 类

- **属性**：
  - `lnode_types`, `do_types`, `da_types`, `enum_types`：字典，ID 到对应 XML 元素的映射。
- **方法**：
  - `_parse()`：遍历模板根节点，填充各字典。
  - `get_ln_type(type_id)`、`get_do_type(type_id)`、`get_da_type(type_id)`：返回对应元素，若不存在则记录警告。
  - `get_enum_default(enum_type_id)`：返回枚举类型中 `ord` 最小的枚举值文本。
  - `verify_do_da_path(ln_type_id, do_name, da_full_path)`：递归验证给定 LN 类型下是否存在指定 DO 的 DA 路径。利用 `_find_da_in_do_type` 和 `_find_bda_in_da_type` 实现。
  - `generate_doi_for_ln(...)`：核心方法，为指定 LN 生成所有 DOI。遍历 LNodeType 的 DO 元素，为每个 DO 创建 DOI，调用 `_generate_dai_for_do` 递归生成 DAI，并在控制 DO 时强制注入 ctlModel/sboTimeout。
  - `_generate_dai_for_do`、`_generate_bda_for_da_type`、`_create_dai`：递归处理 DOType 和 DAType，生成 DAI 或 SDI，并根据模板默认值、CSV 描述、sAddr、控制标志等设置值。

### 5.2 数据收集与验证模块

位于 `MainWindow.generate_cid` 中，分为多个步骤：

1. **收集原始数据**：遍历所有 CSV 行（仅 Dataset 和 Control），提取：
   - `raw_ln_info`：键 (ld, prefix, ln_inst, ln_type) → True，用于后续 LN 实例收集。
   - `raw_fcda_list`：仅 Dataset 行，存储数据集信息。
   - `raw_do_desc`：键 (ld, prefix, ln_inst, ln_type, do_name) → desc，用于 DOI 描述。
   - `raw_dai_saddr`：键 (ld, prefix, ln_inst, ln_type, do_name, da_name) → sAddr。
   - `validation_items`：存储 (ld, prefix, ln_inst, ln_type, do_name, da_name) 用于模板验证。
2. **LN 解析与重复性校验**：
   - 遍历 `raw_ln_info`，通过 `dt_resolver.get_ln_type` 获取 lnClass，构建 `ln_candidates` 列表。
   - 检查重复 LN（同一 LD 下 (prefix, ln_class, ln_inst) 是否重复），若重复则报错退出。
   - 构建最终 `ln_instances` 字典：键 (ld, prefix, ln_class, ln_inst) → ln_type。
3. **模板存在性校验**：
   - 遍历 `validation_items`，利用 `dt_resolver.verify_do_da_path` 验证路径，失败则记录并最终报错。
4. **构建 do_desc_map、dai_saddr_map**：将原始键中的 ln_type 替换为 ln_class。
5. **构建 control_do_by_ln**：记录每个 LN 下的控制 DO 名称集合。
6. **构建 datasets**：将 `raw_fcda_list` 转换为以数据集名称为键的字典，每个 fcda 包含 ldInst, prefix, lnClass, lnInst, doName, daName, fc。

### 5.3 CID 生成模块（generate_cid 函数）

1. 创建 SCL 根元素，添加固定的 Header、Communication 块（模板化内容）。
2. 添加 IED 元素，并在其中添加固定的 Services 块。
3. 创建 AccessPoint（name="S1"）和 Server，并添加 Authentication。
4. **多 LDevice 处理**：
   - 收集所有出现的 LDevice 名称，按首次出现顺序构建列表。
   - 为每个 LDevice 创建 `<LDevice>` 元素，`inst` 属性直接取 LDName。
5. **创建 LN 元素**：
   - 先遍历所有 LDevice，为每个 LDevice 创建其下的 LLN0（若 CSV 中未定义，则自动创建默认 LLN0）。
   - 再创建其他 LN，确保 LLN0 位于 LDevice 子节点最前面。
6. **数据集与报告分组**：
   - 将数据集按 LDevice 分组（`ld_datasets`）。
   - 对每个 LDevice，先遍历所有数据集生成 `<DataSet>` 元素，再遍历所有数据集生成 `<ReportControl>` 元素，实现所有数据集在前、所有报告在后的顺序。
7. **报告生成逻辑**：
   - 检查数据集所有 FCDA 的 FC 集合，若不为 {'ST'}、{'MX'} 或 {'ST','MX'} 则跳过。
   - 根据 FC 集合确定缓冲属性、entryID 值。
   - 设置报告属性：`name`（brcb/urcb+数据集名首字母大写）、`datSet`、`intgPd="30000"`、`rptID="NULL"`、`confRev="1"`、`buffered`、`bufTime="100"`。
   - 添加 TrgOps 和 OptFields 子元素（按示例固定）。
8. **DOI 生成**：
   - 遍历所有 LN 元素，调用 `dt_resolver.generate_doi_for_ln`，传入对应 LN 的 do_desc_map、dai_saddr_map 和控制 DO 集合。
   - 在 `generate_doi_for_ln` 内部，处理完模板中的 DAI 后，若 DO 在控制集合中，则强制添加/覆盖 ctlModel 和 sboTimeout。
9. 添加数据类型模板（深拷贝后附加）。
10. 写入文件，使用 ET.indent 美化输出。

### 5.4 GUI 界面（MainWindow 类）

- 布局：垂直布局，包含文件选择、IED 名称输入、解析按钮、表格、生成按钮、调试窗口。
- 表格：用于预览 CSV 数据，自动调整列宽。
- 调试窗口：只读 QTextEdit，通过 `log_message` 方法添加带时间戳的日志，自动滚动到底部。
- 按钮事件：
  - `browse_file`：选择 CSV 文件。
  - `browse_dt_file`：选择 XML 模板文件，加载并初始化 DataTypeResolver。
  - `parse_csv`：解析 CSV 并填充表格。
  - `generate_cid`：执行上述数据收集、验证、生成流程，若出错则弹出消息框并记录日志。

## 6. 关键算法与数据结构

### 6.1 CSV 编码检测

尝试一系列常用编码（utf-8, gbk, gb2312, ansi, cp1252），直至成功读取。若全部失败，抛出异常。

### 6.2 模板路径验证算法

`verify_do_da_path` 采用递归下降方式：

- 首先在 LNodeType 中查找指定 DO，获取其 DOType ID。
- 然后在 DOType 中按路径段逐步查找：若当前段对应 SDO，则进入其引用的 DOType；若对应 DA 且 bType="Struct"，则进入其引用的 DAType；若对应 DA 且为叶子，则返回成功；若对应 BDA，类似处理。
- 若任何一步查找失败，返回 False 并记录详细日志。

### 6.3 递归生成 DOI/DAI

`generate_doi_for_ln` 遍历 LNodeType 的 DO，为每个 DO 创建 DOI，然后调用 `_generate_dai_for_do` 处理 DOType 的 DA 和 SDO。`_generate_dai_for_do` 递归遍历 DA 和 SDO，对于结构体类型，创建 SDI 并进入子结构。此过程中，会利用传入的 `dai_saddr_map`（键为 (do_name, full_path)）为叶子 DAI 设置 sAddr 属性，并根据是否控制 DO 和当前 DA 名称，决定是否覆盖值为固定值。

### 6.4 多 LDevice 顺序保持

使用 OrderedDict 和列表记录首次出现的 LDevice 名称，确保生成顺序与 CSV 中首次出现顺序一致。

### 6.5 数据集与报告顺序控制

在 generate_cid 中，对每个 LDevice 先循环生成所有 DataSet，再循环生成所有 ReportControl，不混合。

### 6.6 控制 DO 特殊 DAI 注入

在 `generate_doi_for_ln` 中，处理完模板中的 DAI 后，通过 `doi.find` 检查是否已存在 ctlModel 和 sboTimeout，若不存在则创建新的 DAI，并设置固定值的 `<Val>` 子元素。这保证了即使模板中未定义这些 DAI，最终 CID 中也会出现。

### 6.7 数据结构设计

- `ln_instances`：`{(ld, prefix, lnClass, lnInst): ln_type}`，用于快速查找 LN 类型。
- `do_desc_map`：`{(ld, prefix, lnClass, lnInst, doName): desc}`，用于设置 DOI 的 desc。
- `dai_saddr_map`：`{(ld, prefix, lnClass, lnInst, doName, fullDaPath): sAddr}`，用于设置 DAI 的 sAddr。
- `control_do_by_ln`：`{(ld, prefix, lnClass, lnInst): set(doName)}`，用于识别控制 DO。
- `datasets`：`{ds_name: {"desc": ds_desc, "fcda": [fcda_dict]}}`，其中 fcda_dict 包含 ldInst, prefix, lnClass, lnInst, doName, daName, fc。

## 7. 使用说明

### 7.1 环境准备

- 安装 Python 3.6+。
- 安装 PyQt6：`pip install PyQt6`。
- 准备 CSV 文件和数据类型模板 XML 文件。

### 7.2 CSV 格式要求

- 必须包含以下列（大小写敏感）：
  - `Type`：取值 `Dataset` 或 `Control`。
  - `Name`：数据集名称（仅 Dataset 行需要）。
  - `LDName`：逻辑设备实例名（如 `LD0`, `LD1`）。
  - `prefix`：LN 前缀（可为空）。
  - `LNInst`：LN 实例号（可为空，表示 0）。
  - `LNType`：逻辑节点类型 ID，必须与模板中的 LNodeType id 匹配。
  - `DOName`：数据对象名称。
  - `DAName`：数据属性完整路径（如 `stVal`, `mag.f`）。
  - `FC`：功能约束（如 `ST`, `MX`, `CO`）。
  - `Desc`：描述（可选，用于 DOI 的 desc 和 dU 的值）。
  - `sAddr`：sAddr 属性值（可选）。
- 示例：

csv

```
Type,Name,LDName,prefix,LNInst,LNType,DOName,DAName,FC,Desc,sAddr
Dataset,dsAlm,LD0,,1,SQTECH_GGIO_ALM,Alm1,stVal,ST,遥信1,yx004
Control,,LD0,,1,SQTECH_GGIO_SPC,SPCSO1,Oper.ctlVal,CO,遥控1,yk000
```



### 7.3 数据类型模板要求

- 必须是有效的 XML 文件，包含 `<DataTypeTemplates>` 根元素（可位于 `<SCL>` 内或作为根）。
- 模板中必须包含所有 CSV 中引用的 LNType、DOType、DAType、EnumType。
- 每个 LNodeType 必须有 `lnClass` 属性。

### 7.4 操作步骤

1. 运行程序：`python csv_to_cid.py`。
2. 点击“Browse CSV”选择 CSV 文件。
3. 点击“Browse XML”选择数据类型模板文件。
4. 输入 IED 名称（默认 IED1）。
5. 点击“Parse CSV”预览数据。
6. 点击“Generate CID”，选择保存路径。
7. 查看调试窗口中的日志，确认无错误后，CID 文件生成成功。


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