配网自动化常用规约
DNP3.0规约
配网自动化应用的规约有DNP3.0、IEC101、IEC104、CDT规约等等。
DNP规约是问答式规约,具有严格的帧结构,其数据帧构造如下:
05 64 (报头2) 长度(1) 控制码(1) 目的地址(2) 源地址(2) CRC校验码(2) 传输控制字(1) 应用控制字(1) 功能控制字(1)[IIN内部信息字](2) 对象头(3) 对象数据……CRC校验码(2) 05 64 是DNP规约的报文头,所有DNP数据帧均是以05 64 打头。
长度 是指包括从控制码以后的所有字节数之和,其中不包括CRC校验码; 控制码 为通信控制字与功能码,为链路层的传输控制字,其常用字解释如下: C0 此帧来自主站,通讯发起站,是远方链路复位; C4 此帧来自主站,通讯发起站,非确认的用户数据; 00 来自通讯应答站;
44 来自从站方,来自通讯应答站;
对于控制码,有简单的判据,即字节高位大于等于8,即为主问从,小于8即为从回答主。
目的地址 两个字节,低位字节子在前; 源地址 两个字节,低位字节在前;
CRC校验码 两个字节,作为数据校验,无实际意义;在此校验码之前共10字节为报头;
用户数据(USER DATA)――在报头之后,每个块为16字节;最后那个块的字节数则为余
数,在1至16之间,根据需要而定。
传输控制字 单字节,例如1100 0000,最高位表示这是一个顺序中的第一个字节,次高
位表示这是一个顺序中的最后一个字节;后六位为sequence。
应用控制字 AC 单字节,例如:1100 0001, 最高位表示本报文分段是整个应用报文的第一分段; 次高位表示本报文分段是整个应用报文的最后一分段; 第三位置1表示应用报文的发送方期待接收该分段的一方在收方的应用报
文中给与确认,在确认报文中用一个功能码0。即需要应用层确认。
后5位为sequence。
功能码 00 确认,用于请求与相应报文分段之正确;
01 读,请外站送所制定的对象,以请求的对象作响应; 02 写,向外站存入指定的对象,以操作的状态作相应; 03 选择,遥控预置; 04 操作,遥控执行;
81 响应于一个请求的报文;
内部信息字 在子站回应主站请求时才有,两个字节; 对象头 属于应用层,常用见下表 : 功能描述 方向 功能码 数据对象 数据变量 限定词 全遥信 请求 01 01 0 06 响应 81 01 01 01 全遥测 请求 01 1E 0 06 响应 81 1E 0 01 变位遥信 请求 01 02 01 06 响应 81 02 01 28 - 1 -
变化遥测 遥控 0类数据 0类数据 1类数据 请求 响应 请求 响应 请求 01 81 03\\04 81 01 20 20 0C 0C 3C 1E 01 3C 02 03 3C 02 3C 20 0 02 01 01 01 02 01 02 01 01 03 02 04 02 06 28 28 28 06 01 01 06 28 07 06 28 06 28 响应 81 81 请求 01 响应 81 81 请求 01 响应 81 请求 01 响应 81 2类数据 3类数据 对钟 请求 01 32 01 07 *DA结果 响应 81 03 01 01 *故障记录 响应 81 27 04 07 0类数据缺省为全遥测和全遥测; 1类数据缺省为故障及COS; 2类数据缺省为SOE; 3类数据缺省为变化遥测。
表格中*号的为绍兴现场定义。
表1
数据对象格式
链路处理:(主站请求,分站响应,源地址和目的地址举例说明)(十六进制) Reset Lnk命令: 请求:
05 64 05 C0 01 00 20 00 (B8 0B) 响应:
05 64 05 00 20 00 01 00 (CE C3)
第一次启动子站时必须复位链路,如果子站在超时时间内没有任何响应,主站将发此命令复位子站。
数据特性:(主站请求,分站响应)(十六进制) 1、遥测:带符号的双字节模拟量。 请求:
05 64 0B C4 01 00 20 00 (A5 76) CE C8 01 实际数据,变化遥测:
05 64 0B C4 0B 00 15 00 A6 FB C1 C8 01 20 00 06 C6 66 7F 响应:
05 64 (len) 44 20 00 01 00 (crc crc ) 40 C8 81 (IIN) 1E 02 01 (start stop)(数据„„.) 响应全遥测
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1E 00 06 (06 8C) 全遥测
限定词用:01,上送所有采集点的每一个量。上例响应表示多帧的第一帧数据。 实际数据:响应变化遥测
05 64 2D 44 15 00 0B 00 90 DA C1 C8 81 00 00 20 02 28 06 00 01 00 01 0A 00 02 BC CA 00 01 0A 00 03 00 01 0A 00
05 00 01 22 00 06 00 74 A2 01 1F 00 07 00 01 22 00 FA 82 其中蓝色字体的为数据对象、数据变量、限定词; 褐色字体的为变化遥测数目,06 00共计6路;
在下面每5个字节为一组数据,其中前两字节表示遥测号,后两字节表示遥测值,均为低位字节在前。
六路变化遥测,遥测值分别为
第一路:0A 00,即10;第二路:0A 00,即10; 第三路:0A 00, 即10; 第五路:22 01,即34; 第六路:1F 00,即31;第七路:22 00, 即 34; 变化遥测实际数据(临安)
05 64 26 44 58 00 02 00 44 FA
C0 C4 81 00 00 20 02 17 06 03 01 03 00 06 01 48 A3 BC 01 07 01 02 00 0A 01 C3 02 0C 01 3B 01 0D 01 21 52 27 01 A1 C9
05 64 22 44 58 00 02 00 2A B7
C0 C7 81 00 00 20 02 17 05 03 01 02 00 07 01 01 8A 94 00 0C 01 3F 01 0D 01 1C 01 0E 01 DD 00 2E 74 变化遥测
第一帧为6路,第二帧为5路,对象头为20 20 17,而非20 02 28,相对应的解释为 06\\05单字节表示变化遥测个数,后面每四个字节表示一路遥测值,这四个字节的前一字节为遥测号,后两字节为遥测值。
2、遥信:支持以位和字节表示的两种方式。 请求:实际数据
05 64 0B C4 04 00 01 00 01 30 C0 C2 01 01 01 06 19 92主站发送的要全遥信数据的命令
响应:(当用位响应时)实际数据,对应上面请求:
05 64 18 44 01 00 04 00 A3 38 C1 C2 81 16 00 01 01 01
00 00 30 00 80 00 80 00 F6 39 00 00 00 FF FF 子站回复的全遥信数据 其中蓝色字体的为数据对象、数据变量、限定词; 褐色字体的为遥信数据范围,从00 00 到00 30 共计49路; 黄色字体的是遥信实际值,每个字节表示八个遥信位,每位的0、1表示分合状态;
数据位的顺序代表点的顺序。注意:其中有部分数据为故障遥信数据。其中个别点号的遥信信息表示子站和FTU之间的通讯状态。FTU的通讯状态定义为一个虚遥信,和FTU的其他遥信一起上传给主站。
3、遥控:发送“选择”预令后,等待一超时时间,在时间之内如没有收到相应的回应则重发。超出重发次数则召唤终端状态,如发现终端异常或没有回应则发送“复位链路”命令。如复位无效,则判断信道出故障。只支持单点遥控。限定词为:17。 “选择”请求:
05 64 14 C4 01 00 20 00 (86 4A)
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D2 C2 03 0C 01 28 01 00 81 01 f4 01 00 00 00 (52 75)
上一报文意义为: 要将1个0号开关点关闭,只发一次控制命令就执行操作,且设置on-time:500ms;off-time:0。 “选择”的响应为:
05 64 16 44 20 00 01 00 (FD 94) D2 C2 81(IIN)0C 01 28
01 00 81 01 f4 01 00 00 (crc crc) 00 (crc crc)
如果得到正确的选择响应那么发送“操作”指令:
05 64 14 C4 01 00 20 00 (86 4A)
D2 C2 04 0C 01 28 01 00 81 01 f4 01 00 00 00 (8A A5)
实际数据:
05 64 1F C4 04 00 58 00 77 B5 C0 CD 04(03) 0C 01 28 01 00 01 00 40 01 FF FF D0 07 57 70 00 00 00 00 00 00 00 01 01 00 09 4D
“操作”成功的响应为:
05 64 16 44 20 00 01 00 (FD 94)
D2 C2 81(IIN)0C 01 28 01 00 81 01 f4 01 00 00 (crc crc)00 (crc crc) 实际数据,对应上面实际数据:
05 64 1C 44 58 00 04 00 43 E3 C1 CC 81 10 00 0C 01 28 01 00 01 00 40(80) 01 FF FF E3 C1 D0 07 00 00 00 00 14 C2 AD
03 功能码表示遥控预置;04 表示遥控执行;
0C 01 28 是遥控预置、执行关键字;
紧随其后的第一个01 00 表示遥控操作个数为00 01,1个; 在后面的01 00 表示遥控操作号为00 01,遥控操作号为1; 40 表示控合操作; 80 表示控分操作;
其后的01(发码) 为计数码,表示一次遥控操作;
后跟4个字节的合时间,4个字节的分时间;最后一位为状态性质。 4、SOE:
对SOE的请求, 判断IIN标志位,如果类1标志位置位,则召唤类1数据。 05 64 0B C4 01 00 20 00 (crc crc) D2 C2 01 3C 02 06 (crc crc)
那么回应的报文为:(如果优先主动上送要把功能代码改为0x82) 05 64 (len) 44 20 00 01 00 (crc crc) D2 C2 81(IIN)02 02 28
01 00 01 00 01 00 a0 3a (crc crc) 80 e0 (crc crc) 5、故障纪录:
判断IIN标志位,如果类3标志位置位,则召唤类3数据。 05 64 0B C4 01 00 20 00 (crc crc)
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D2 C2 01 3C 04 06 (crc crc)
那么回应的报文为:(如果优先主动上送要把功能代码改为0x82) 05 64 (len) 44 20 00 01 00 (crc crc) D2 C2 81(IIN)27 04 01
00 00 1f 00 (故障数据„) (crc crc) 一组数据包括6字节时间和29字的故障数据。 传输机制:
1、目前采用主站轮询分站方式。由主站向分站发请求命令,分站响应请求。在分站端出现优先传送数据的情况下,当分站接收到主站某一条请求命令时,分站则响应优先传送的数据。而取消对接收到的请求命令的响应。主站接收到优先传送的数据后,重新发出刚才没有回应的报文。优先传送报文为:SOE、保护纪录、故障纪录。采用DNP3.0规约的主动上送格式。 2、第一次启动子站或子站在没有任何响应的情况下,对子站下发链路复位报文。
3、子站产生SOE、保护纪录、故障纪录后,均由子站对IIN字相应的位置位,位名为:CLASS1,CLASS2,CLASS3。 默认对应关系:CLASS1:SOE;CLASS 2:保护纪录;CLASS 3:过流故障纪录。优先级为:CLASS1,CLASS2,CLASS3。
4、主站定时召唤的顺序为:变位遥信、变化遥测、全遥信、全遥测。在这四种召唤的每一次回应的数据中都隔离出IIN标志字。判断IIN中的每一位状态,如发现有类置位,则召唤相应的类,取得相应的报文。较短的时间间隔召唤变位遥信、变化遥测,略长的时间间隔召唤全遥信,更长的时间间隔召唤全遥测,这个延时时间由主站界面人工输入设定。 5、下发命令:
执行遥控选择和操作,将操作的回应报文的IIN也隔离判断,作相应的召唤。 6、接收到回应报文的一般处理方法:首先在链路层将数据进行校验核查,并判断是否需链路确认和链路状态请求;其次,在传输层判断是否是多帧报文?如为多帧报文则等待下一帧信息,直到该数据包完整后再进行应用层的判断处理;最后处理应用层。判断Sequence是否正确,是否需要链路确认,处理数据。然后,判断IIN标志字,以便主站确定下一步的处理。
详细的通讯过程在后面的报文中有所体现:
CC C6 05 64 05 C0 03 00 58 00 AF 2B CD CD 主站下发链路复位 F0 F0 05 64 05 20 58 00 03 00 27 97 0F 0F 分站链路层确认 CC C6 05 64 05 81 03 00 58 00 13 38 CD CD 主站下发链路测试 F0 F0 05 64 05 40 58 00 03 00 C0 BF 0F 0F 分站链路层回应 CC C6 05 64 05 80 03 00 58 00 15 1B CD CD 主站下发链路复位 CC C6 05 64 12 E4 03 00 58 00 15 19 C0 C2 主站下发对钟命令 02 32 01 07 01 1A CF B4 47 EF 00 CF 63 CD CD
F0 F0 05 64 0A 44 58 00 03 00 3A 77 C0 C2 81 分站回复对钟命令 00 00 35 20 0F 0F
CC C6 05 64 12 E4 03 00 58 00 15 19 C0 C3 02 主站第二次下发对 32 01 07 01 56 DF B4 47 EF 00 75 5C CD CD 钟命令 F0 F0 05 64 0A 44 58 00 03 00 3A 77 C0 C3 81 分站回复对钟命令 00 00 DD E2 0F 0F
CC C6 05 64 0B E4 03 00 58 00 EF 4E C0 C4 01 主站要0级数据
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3C 01 06 E7 DC DF B4 包括全遥信和全遥测 F0 F0 05 64 3F 44 58 00 03 00 F0 06 C0 C4 81 00 分站回应0级 00 01 02 01 00 00 07 00 01 01 01 01 F5 1A 01 01 数据遥信在前 01 01 1E 04 07 11 D4 08 AB 08 D5 08 03 00 3F DF 每字节一路, 30 02 57 02 05 02 03 00 A2 04 F3 04 51 04 00 00 遥测在后,每 01 B8 AF 01 85 01 77 01 00 00 88 13 8B 89 0F 0F 两字节一个值 CC C6 05 64 0B E4 03 00 58 00 EF 4E C0 C5 01 3C 主站要1级数据 02 06 4A 4F DF B4 F0 F0 05 64 0E 44 58 00 03 00 54 3A C0 C5 81 00
00 20 02 17 00 62 4C 0F 0F 分站回应0个变化遥测 CC C6 05 64 0B E4 03 00 58 00 EF 4E C0 C6 01 3C 重复 02 06 40 2A DF B4
F0 F0 05 64 26 44 58 00 03 00 0A 51 C0 C6 81 00 分站回应变化遥测,共六路 00 20 02 17 06 03 01 03 00 04 01 2B F0 73 02 07 01 04 00 08 01 98 04 0A 01 4A 04 0D 01 82 8A 72 01 A1 C9 0F 0F
CC C6 05 64 0B E4 03 00 58 00 EF 4E C0 C7 01 3C 重复 02 06 46 09 DF B4
F0 F0 05 64 0E 44 58 00 03 00 54 3A C0 C7 81 00 回应 00 20 02 17 00 46 60 0F 0F
CC C6 05 64 0B E4 03 00 58 00 EF 4E C0 C8 01 3C
02 06 1D B5 DF B4 主站要1类数据 F0 F0 05 64 0E 44 58 00 03 00 54 3A C0 C8 81 00
00 20 02 17 00 A8 B2 0F 0F 分站回应0个 CC C6 05 64 0B E4 03 00 58 00 EF 4E C0 C9 01 3C 重复 02 06 1B 96 DF B4 F0 F0 这是东方电子TTU的数据。
注:在专线或485通讯方式下,基于保护报文的考虑,通常会在保文的前后各加两个字节,无实际意义。
参考书目:东方电子DNP规约文档(简、繁)
对于每个字节的具体每一位的详细解释有必要的话请参照以上书目。
IEC101规约
规约标准原文请参照国内 1998-05-0l 实施的等同标准《远动设备及系统第5部分传输规约第
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101篇基本远动任务配套标准》。该规约有俩种传输方式,即平衡式传输和非平衡式传输。在临安现场用于主站与TTU经FTU透明转发通讯:
帧格式:
1)固定帧长帧格式
启动字符(10H) 控制域(C) 链路地址域(A) 帧校验和(CS) 结束字符(16H)
2)可变帧长帧格式
启动字符(68H) L 帧长度 L 重复 启动字符(68H) 控制域(C) 链路地址域(A) 链路用户数据(可变长度)此段和104规约的用户数据完全一样 帧校验和(CS) 结束字符(16H)
控制域(C) 复位远方链路 主站到从站: D7 0 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 4 发送、无回答帧,用于平衡式传输过程 主站 子站 0 1 3210 8 请求\\响应帧,响应帧应说明访问要求 2 2 2 2 帧计数位 帧计数有效位DIR PRM 9 传输方向启动报文FCB FCV 53、73 遥控选择、执行、撤消 位 位 52、72 测试链路 子站 主站 要求访问位 数据流控制位1 0 5B、7B 召唤用户2级数据 ACD DFC 功 能 码 51、71 复位进程 图3 控制域的定义 59、79 召唤链路状态 5A、7A 召唤用户1级数据 主站到子站功能码: 0 发送/确认帧 复位远方链路 1 发送/确认帧 复位远动终端的用户进程
2 发送/确认帧 用于平衡式传输过程测试链路功能
3 发送/确认帧 传送数据 4 发送/无回答帧 传送数据 8 请求/响应帧 响应帧应说明访问要求 9 请求/响应帧 召唤链路状态 10 请求/响应帧 召唤用户1级数据* 11 请求/响应帧 召唤用户2级数据 子站到主站功能码:
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0 确认帧 8 以数据响应请求帧 9 无所召唤的数据 11 以链路状态或访问请求回答请求帧 链路地址域(A) 为子站地址 单字节;
地址域的值为0至255,其中FFH=255 为广播站地址,即向所有站传送报文。 类型标识 由此往下一直到CS校验的用户数据与IEC104规约用户数据完全一样,因此在下一
章里不再重复
主站到子站:46 2E 双点遥控命令
100 64 召唤命令
101 65 电能脉冲召唤命令 102 66 读数据命令 103 67 时钟同步命令 104 68 测试命令
105 69 复位进程命令 106 6A 延时获得命令
子站到主站:1 01 不带时标的单点信息
9 09 测量值
10 0A 带时标的测量值 15 0F电度
21 15 不带品质描述的测量值
20 14 具有状态变位检出的成组单点信息
可变结构限定词 表示信息体的个数 1个字节
传送原因 传送原因表示的是周期传送、突发传送、总询问,还是分组询问、请求数据、
重新启动、站启动、测试、确认、否定确认。
传送原因的功能是当接收时将应用服务数据单元传送给特定的应用任务(程序是便于处理)。
1个字节,最高位(第8位)
以下数据由16进制表示
01 周期、循环
03 突发数据 04 初始化
05 请求或被请求
06 激活 用作遥控预置、执行请求
07 激活确认 用作遥控预置、执行返校 14 响应总召唤
15 响应第一组召唤 16 响应第二组召唤 17 响应第三组召唤 18 响应第四组召唤 25 响应电度总招
公共地址 为子站地址 双子节,低位在前; 信息体 信息体由信息体地址和信息体元素组成。
信息体地址由两个字节组成,定义如下:
- 8 -
遥测 701H—900H 01 07—00 09 遥信 001H—400H 00 01—00 04 电度 C01H—C80H 01 0C—80 0C 遥控 B01H—C80H 01 0B—80 0B
信息体元素,参见下面几组数据解释,101规约和104规约的用户数据单元完全相同,
下面数据为104规约的变化遥测,借以举例说明:
68 1D 40 02 06 00 15 05 03 69 00 05 07 40 00 07 07 43 00 0E 07 F8 01
12 07 58 01 13 07 BF 03 15 为类型标识,表示变化遥测;
05 为可变结构限定词,表示此帧所含信息体元素的个数;
03 为传送原因位突发数据
69 00 为公共地址,即子站地址为00 69
后面的信息体元素结构为 遥测号 遥测值 各两个字节
05 07 40 00 它的遥测号为05 07,即为705H,考虑到遥测范围从701H开始,它的遥测号即为本子站的第5号遥测值;40 00考虑到低位字节在前和16进制表式,实际值为64;
对于单点遥信,每一个遥信占一个信息体地址,对于双点遥信,每一个双点遥信占用两个信息体地址,单点、双点遥信的信息体地址范围为1H-400H。
帧校验合 16H
传输机制及传输过程: 链路服务级别 功 能 用 处 由主站向子站发送广播报文 S1 发送/无回答 S2 S3
(SEND/NO REPLY) 发送/确认 (SEND/CONFIRM) 请求/响应 (REQUEST/RESPOND) 由主站向子站设置参数和发送遥控、 设点、升降和执行命令 由主站向子站召唤数据,子站以数据 或事件数据回答 服务原语和传输过程要素:
一一数据通信由服务原语以及在通信站之间的链路传输规则来描述。 一一服务原语是在服务用户和链路层之间的界面传送。
传输过程中由接收站检出传输差错,如接收站接收了受干扰的发送或请求帧后不作回答;由于所期望的确认或响应帧没有收到,启动站超时检出;如启动站接收了受干扰的确认帧或响应帧,则舍弃此帧。
服务原语如下:
REQ:请求原语(REQUEST PRIMITIVE) 由用户发出在链路层启动一次传输过程。
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CON:确认原语(CONFIRM PRIMITIVE)
服 务 用 REQ (REQ) CON 链 (CON) 链(INC) 路 路 IND (RESP) 层 链路传输过程 层 RESP 户 服务原语 服务原语 由链路层发出以结束原语启动的传输过程。 IND:指示原语(INDICATION PRIMITIVE)
由链路层向用户发出通知,希望传递数据给服务用户,或者触发某些服务用户进程。 RESP:响应原语(RESPOND PRIMITIVE)
由用户发出,以数据响应来完成一个已启动的传输过程。 典型的服务原语的内容为:参数、条件和用户数据。 服务原语的内容如下: ——用户数据
——否定/肯定认可或响应原语 一一数据流控制 --访问要求 --重传次数
一-链路层状态(重新启动条件)
一一传输服务类型(功能码如SEND/CONFIRM) 1 发送/无回答(SEND/NO REPLY)服务 1.1 服务原语
主站:链路层从用户接收请求原语REQ(SEND/NO REPLY)若链路层可以传输即开始数据传输,若链路层不能传输,则链路层回送一个否定确认原语给用户。
子站:若链路层收到数据后,向子站用户发出指示原语并将接收到的报文给用户。 1.2 传输规则
只有在前-轮服务结束之后,才能开始新一轮的发送。
当一帧发送完后,按3.1、3.2传输规定的要求发送线路空闲间隔。 2 发送/确认(SEND/CONFIRM)服务 2.1 服务原语
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服务用户
主站:链路层从主站用户接收到请求原语REQ(发送/确认SEND/CONFIRM、重传次数)触发一次发送/确认(SEND/CONFIRM)过程,若不能传送报文,链路层向主站用户回送一个否定确认原语(否定发送/确认NEG SEND/CONFIRM、差错状态)。
主站从子站收到否定确认,链路层将否定确认原语送给主站用户。当达到最大的重传次数,传送还未成功,链路层将否定确认原语送给主站用户。
主站从子站接收到确认,链路层将确认原语送给主站用户。
子站:从主站接收到报文,该站链路层向子站用户发出一个传送报文数据的指示原语。 2.2 传输规则
2.2.1 只有在前一轮传输结束之后,才能开始新一轮的发送。
2.2.2 当子站正确收到主站传送的报文时,子站立即向主站发送一个确认帧。 2.2.3 若子站由于过载等原因不能接收主站报文时,子站则应传送忙帧给主站。 2.2.4 防止报文丢失和重复传送规则:
主站在新一轮发送/确认(SEND/CONFIRM)服务时,帧计数位(FCB)改变状态,并从子站收到无差错的确认帧,则这一轮的发送/确认(SEND/CONFIRM)传输服务即告结束。 若确认帧受到干扰或超时未收到确认帧,则不改变帧计数位的状态重发原报文,最大重发次数为3次。
在子站接收到主站的发送帧,并向主站发送确认帧,此时在子站将此确认帧拷贝后保存起来,在前后两次接收到的发送帧中帧计数位的值不同,此时即将保存的确认帧清除,并形成新的确认帧,否则不管收到的帧内容是什么,将原保存的确认帧重发,当收到一个复位命令(RESET),此帧的帧计数位为0,则子站将其保存的帧计数值置为0,并期待下一帧的帧计数位和帧计数有效位均为1。 3 请求/响应(REQUEST/RESPOND)服务 3.1 服务原语
主站:链路层在前一轮传输过程结束之后,从用户接收请求原语REQ(请求/响应REQUEST/RESPOND、重传次数),触发一次请求/响应传输,若链路层不能传输,则链路层向用户回送一个否定确认原语(否定请求/响应、差错状态)。
若主站从子站接收到响应报文,链路层送一个确认原语CON(响应请求)给用户。
若主站从子站接收到否定确认,即子站没有所要求的数据,则链路层送一个否定确认原语(对请求的否定响应,差错状态)给用户。
若主站已达到重传次数而没有收到子站的回答,链路层将否定确认原语CON(对请求的否定响应、传输差错)给用户。
子站:当接收到一个请求帧即发出指示原语给用户,若有所请求的数据,则用户回答一个带数据的响应原语RESP给链路层,否则回送一个无所请求的数据的响应原语RESP。
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3.2 传输规则
3.2.1 只有在前一轮传输过程结束之后,才能触发新一轮的请求帧(REQUEST帧)。 3.2.2 子站接收到请求帧后将发送: 如有所请求的数据则发响应帧。 如无所请求的数据则发否定的响应帧。 3.2.3 防止报文丢失和重复传送规则:
每次新的一轮请求/响应服务在主站端将帧计数位改变状态。主站接收到无差错的响应帧,则此一轮请求/响应服务即告终止并将数据送给主站端用户。
若响应帧受到干扰或超时,则不改变帧计数位,重复发送请求帧,重发次数为3次。
在子站将接收到的帧计数位和相应的向主站发送的响应帧保存起来,若下一次接收到的帧计数位已改变状态,则将保存的响应帧清除并形成新的响应帧,若帧计数位状态未改变,则重发保存的响应帧。
4 等待—超时一重发、等待—超时 等待—超时—重发:
主站未收到子站发过来的确认帧或响应帧,超时后按服务用户给定的重传次数链路层重传原报文,直至等于重传次数为止。 等待一超时:
主站未收到子站发过来的确认帧或响应帧,超时后,即结束这一次传输服务,启动新一轮传输服务。
等待—超时又分为等待—环路延时超时(时间)和等待—匹配超时(时间)。
等待—环路延时超时(时间):当主站向子站发送请求帧或发送帧时,由于干扰,子站在接收过程中出现差错,子站不向主站作任何回答。主站于发完后,经过超时时间(大于环路延时时间),即可触发新一轮传输服务,改变帧计数位状态。
等待-匹配超时(时间):主站向子站发送请求帧或发送帧,子站正确接收后,回答一个响应帧或确认帧,由于干扰,主站没有正确接收到,主站即按匹配延时原则,检出到线路空闲间隔后,即可触发新一轮的传输服务。
等待一超时一重发又分为等待—环路延时超时(时间)—重发和等待一匹配超时(时间)—重发。
等待一环路延时超时(时间)一重发:主站向子站发送请求帧或发送帧,由于干扰,子站接收出现差错,子站不向主站作任何回答。主站于发完后,经过超时时间(大于环路延时时间)即按重发次数,重发原报文,不改变帧计数位状态,重传后,主站正确收到报文,重传过程结束,即可改变帧计数位状态,发新报文。否则直到重传次数等于规定次数仍未收到,也结束重传,改变帧计数
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位状态,发新报文。
等待一匹配超时(时间)—重发:主站接收响应帧或确认帧时出现差错,主站按匹配超时的原则,检出线路空闲间隔后,按重发次数,不改变帧计数状态,重发原报文,重传后主站正确收到报文,重传过程结束。否则,直到重传次数等于规定次数,仍未收到,也结束重传,改变帧计数位状态,发新报文。本标准采用匹配超时方式,重传次数为3次。
启动两次传输服务的时间间隔受下述因素制约:系统要求变位遥信响应时间、传输速率、受干扰以后的超时时间、前置机或通信控制器的处理能力、传输帧长。这是一个系统参数。
IEC104规约
IEC104规约与101规约ASDU单元相同,只在链路层有些不同,他是基于TCP\\IP
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的网络通讯协议。
总体结构:
104定义了一个与网络连接的一个开放式TCP/IP接口。例如:监控设备通过一个LAN网传输IEC 60870-5-101的ASDU,路由器可选择任意WAN_TYPE(如X.25,Frame Relay,ISDN等)。
101传输接口
TCP/IP
路由器
NETWORK 路由器
101传输接口
TCP/IP 图1。总体结构图 1. 协议结构
选择应用功能+初始化 ASDU:101部分+104定义 APCI+传输接口(TCP接口) 用户处理 应用层(Layer 7) 传输层 网络层 TCP/IP协议工具 链路层 物理层 图2。协议结构 2. 标准帧结构 起始字符68H 长度max=253 - 14 -
控制域1 控制域2 控制域3 控制域4 101和104定义的ASDU 图3。 帧结构定义
长度值等于从控制域1到ASDU结束。最大值=253,所以ASDU最长为249个字符。
3. 控制域
控制域定义了用于防止丢失和重发问题的信息,传输启动帧、结束帧和传输检测帧。计数机制采用TU-T X.25中标准。
下面根据控制域定义了三种类型的格式:计数信息传输(I格式)、计数检测功能(S格式)、无计数控制功能(U格式)。 Bit8 7 6 5 4 3 2 1 N(S)_LSB 0 N(S)_MSB N(R)_LSB 0 N(R)_MSB 图4。I格式
Bit8 7 6 5 4 3 2 1 N(S)_LSB 0 1 N(S)_MSB N(R)_LSB 0 N(R)_MSB 图5。S格式
8 con 7 TESTFR act 6 con 5 act 0 0 0
图6。U格式 计数机制要求收发计数值在各自方向上顺序递增。发送方增加发送顺序号N(S),接收方增加接收顺序号N(R)。接收方在正确接收到报文后会给出一个确认,接收顺序号等于最近正确接收的报文发送号,发送方接收到此信息,即可删除缓存区内已被确认的那部分数据。为了避免单一方向上的长数据发送,需要应用S格式帧进行间断的确认以保证发方的缓存不会溢出超时。此技术同时适用于两个传输方向。在TCP层建立连接后,收发顺序号都被设成0。
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43 con 3 act 2 1 1 1 STOPDT STARTDT 0
4. 使用启动和停止控制
STARTDT和STOPDT被控制站用来控制受控站的数据传输。例如在多连接中,主方在任意时刻只能与其中一个站进行数据传输工作,利用STARTDT启动一个站,交换数据完毕,过STOPDT控制结束此链接,切换倒下一个站,从而避免了数据的冲突和丢失。
建立好一个连接,并不能立即传输数据,必须在主方发送STARTDT act命令,分站回答STARTDT con且被正确接收后才可以进行传输数据,否则链路关闭。 STARTDT和STOPDT也是一种主站控制是否激活监视方向的一种机制。
5. 端口号
每个TCP地址包括一个IP地址和一个端口号。标准规定使用固定值2404。
6. 最大连续I帧数k
k是在一个给定时间段里连续发送出去未被确认的I格式帧数目。每个I帧顺序号从0一直递增到“模值n”减1,模值是顺序号的模,可设参定义。k不可大于n。
控制方向标有CON的ASDU需要确认回答。 7.1 初始化 通道链接的建立既可以由主站初始化,也可以由分站初始化。有两种情况: (1) 完全由主站启动,分站作为被动方接收连接;
(2) 两个主站或同级站之间的连接,需通过设参给出一个确定的选择;
7.2 交换数据 由于本协议没有象101协议那样的1级数据、2级数据的概念,因此只能以以下方式完成。 (1) Pooling请求:主要是读命令; (2) 周期性循环数据传送; (3) 事件主动上报; (4) 总召唤;
若从数据类型与其分流方式相关的角度去看,可列表如下: 表7。各数据传输的常规用法 传输方式\\数据类型 YX YC YM COS SOE (1)读命令 √ √ √ (2)周期性循环上送 √ √ √ (3)主动上报 √ √ (4)总召唤命令 √ √ (5)YM总召唤命令 √
7.3 时钟同步 由于网络时延无法不是一个相对稳定的量,因此在理论上是不可采用IEC 870-5-5的时钟同步过程的。但如果网络的最大时延小于对时间的精度要求,则时钟同步过程仍可以使用,只是去除“第一个BIT”和“时间校正”的需求。 104自身提供的时标信息为另一方案。
7.4 命令传输 YK命令的传输过程如下图: 主站 分站 YK预置 YK预置确认 YK执行
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YK执行确认 YX信息(YK执行之后的) YK结束 图7。YK命令的传输过程
7.5总召唤命令的过程。 主站 分站 总召唤命令 总召唤命令确认 YC/YX/步位置信息 总召唤命令结束 图8。总召唤命令的传输过程
7.6YM总召唤命令的过程。 主站 分站 YM总召唤命令 总召唤命令确认 YM信息 总召唤命令结束 图9。YM总召唤命令的传输过程
7.7 其它过程 其它过程有:参数的装载,测试过程,文件传输。
CDT规约
新部颁CDT规约(DL451-91),为循环式远动规约,本标准规定了电网数据采集与监控系统中循环远动规约的功能、帧结构、信息字结构和传输规则等。本标准适合点对点的远动通道
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结构及以循环字节同步方式传送远动信息的远动设备与系统。本标准还适合于调度所间以循环式远动规约转发实时远动信息的系统。
本规约采用可变帧长度、多种帧类别循环传送,变为遥信优先传送,重要遥测量更新时
间较短,区分循环量、随机量和插入量采用不同形式传送信息,以满足电网调度安全监控系统对远东信息的实时性和可靠性的要求。
本规约规定主站与子站间进行以下信息的传送:
遥信、遥测、事件顺序记录(SOE)、电能脉冲计数值、遥控命令、设定命令、升降命令、
对时、广播命令、复归命令、子站工作状态
信息按其重要性有不同的优先级和循环时间,以便实现国家标准《地区电网数据采集与监控系统通用技术条件》和《远动终端通用技术条件》所规定的要求和指标。 1 上行(子站至主站)信息的优先级排列顺序和传送时间要求如下: 1.1 对时的子站时钟返回信息插入传送
1.2 变位遥信、子站工作状态变化信息插入传送,要求在1s内送到主站 1.3 遥控、升降命令的返送校核信息插入传送
1.4 重要遥测安排在A帧传送,循环时间不大于3s 1.5 次要遥测安排在B帧传送,循环时间一般不大于6s 1.6 一般遥测安排在C帧传送,循环时间一般不大于20s
1.7 遥信状态信息,包括子站工作状态信息,安排在D1帧定时传送 1.8 电能脉冲计数值安排在D2帧定时传送
1.9 事项顺序记录安排在E帧以帧插入方式传送 2 下行(主站至子站)命令的优先级排列如下:
2.1 召唤子站时钟,设置子站时钟校正值,设置子站时钟
2.2 遥控选择、执行、撤消命令,升降选择、执行、撤消命令,设定命令 2.3 广播命令 2.4 复归命令
3 D帧传送的遥信状态、电能脉冲计数值是慢变化量,以几分钟至几十分钟循环传送。
4 E帧传送的事件顺序记录是随机量,同一事件顺序记录应分别在三个E帧内重复传送,传送规则见4.8条。
4. 帧
4.1 帧结构
帧结构如图1所示。每帧都以同步字开头,并有控制字,除少数帧外均应有信息字。信息字的数量依实际需要设定,帧长度可变。
同步字 控制字 信息字1 ··· 信息字N 同步字 ··· 图1 帧结构 4.2 字、字节、位的排列和发码规则
帧的同步字、控制字、信息字的排列规则:字节由低B1到高Bn上下排列、字节的位由高b7到低b0左右排列,如图2所示。
通道发码规则:低字节先送,高字节后送,字节内低位先送,高位后送。
b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0 B1字节 b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 B2字节 b0 ··· 图2 字节排列 4.3 同步字
同步字按通道传送顺序分为3组EB90H,即1110、1011、1001、0000,……。为保证通道中
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的传送顺序,写入串行口的同步字排列格式见图3。 4.4 控制字
控制字有B7 ~ B12共6字节,如图4所示。 4.4.1 控制字节说明:
E: 扩展位。当E=0 时使用表2已定义的帧类别;当E=1 时帧类别可另行定义,以便扩展功能。
L: 帧长度定义位。当L=0时表示本帧信息字数n为0,既本帧没有信息字;当L=1 时表示本帧有信息。
b7 b0 b7 b0 EBH(11101011B) B1字节 90H(10010000B) B2字节
B3字节
EBH(11101011B) B4字节 90H(10010000B) EBH(11101011B) B5字节 90H(10010000B) B6字节
控制字节 帧类别 B7 B8 B9 B10
b7 b0
信息字数 E L S D 0 0 0 1 源站址 (b) 目的站址 B11
B12 (a) 校验码 图3同步字排列格式 图4控制字 (a) 控制字组成; (b) 控制字节
S:源站址定义位 D:目的站址定义位
4.4.2 S与D在上行及下行信息中的定义说明:
在上行信息中,S=1表示控制字中源站址有内容,源站址字节代表信息始发站的站号,即子站站号;D=1表示目的站址字节有内容,目的站址字节代表主站站号。
在下行信息中,S=1表示源站址字节有内容,源站址字节代表主站站号;D=1表示目的站址字节有内容,即代表信息到达站的站号;D=0表示目的站址字节内容为FFH,即代表广播命令,所有站同时并执行此命令。
在上述的上行信息和下行信息中,若同时S=0 且D=0,则表示源站址和目的站址无意义。 4.5生成多项式和中间余式表
本规约采用CRC校验,控制字和信息字都是(n,k)=(48,40) 码组。生成多项式为
82
G(X)=X+X+X+1,陪集码为FFH。按4.2条所述发码规则的顺序以G(X)模2除前5个字节,生成余式R(X),以R(X) 作为校验码。若用查表法,信息字、控制字基本码元的中间余式见表1。 表1 中间余式表 信息字、控制字的码元 查表法中间余式 01H 11100000B 02H 04H 08H 10H 20H 40H 80H
4.6 帧类别
本规约定义的帧类别码及含义见表2。
01110000B 00111000B 00011100B 00000111B 00000111B 11100011B 10010001B - 19 -
表2 帧类别代码及定义 帧类别代码 定 义 上 行 E=0 下 行 E=0 61H 重要遥测(A帧) 遥控选择 C2H 次要遥测(B帧) 遥控执行 B3H F4H 85H 26H 57H A8H D9H 7AH 0BH 一般遥测(C帧) 遥信状态(D1帧) 电能脉冲记数值(D2帧) 事件顺序记录(E帧) 遥控撤消 升降选择 升降执行 升降撤消 设定命令 设置时钟 设置时钟校正值 召唤子站时钟 复归命令 4CH 3DH 9EH 广播命令 遥控返校 *注释1 EFH 注释1:该帧类别代号为DF1000系列产品所用。 4.7 信息字数
信息字数n表示该帧中所含信息字数量,即信息字1至信息字n的总数,n=0表示无 信息字。E帧长度不得大于A帧长度。 4.8 帧系列及信息字传送规则
4.8.1在规定循环时间的前提下,帧系列可以根据要求任意组织。组织方式详见附录A。
*注释2
4.8.2 帧系列采用下列三种方式传送: 4.8.2.1 固定循环传送,用于传送A、B、C、D1及D2帧,见附录A2、A3、A4。
注释2:
(1) DF1000系列采用下列固定方式传送 ABACABACABACD1AD2 (2) YX变位传送顺序: 变位YX最先传送,如果本帧不够,则插入下一个YX帧。
SOE可以在每帧前插入,每帧长度为6,一个变位SOE信息字80H、81H连传三遍。
4.8.2.2 帧插入传送,用于传送E帧,见附录A2、A3、A4例。
SOE可能连续出现,当轮到送E帧时用软件指针定好发送界限,后续出现的归下次再送。 4.8.2.3 信息字随机插入传送,用于传送下列三种信息:
a. 对时的子站时钟返回信息 b. 变位遥信
c. 遥控、升降命令的返校信息
4.8.3 上述4.8.2.3条信息一出现就应插入当前帧的信息字传送,但需遵守以下规则:
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4.8.3.1变位遥信、遥控和升降命令的返校信息连续插送三遍,对时的子站时钟返回信息才插入一遍 4.8.3.2 变位遥信、遥控和升降命令的返校信息连续插送三遍必须在同一帧内,不许跨帧。 若本帧不够连续插送三遍,全部改到下帧进行
4.8.3.3被插的帧若是A、B、C或D帧,则原信息字被取代,原帧长度不变,若是E帧则应在SOE完整字之间插入,帧长度相应加长,见附录A的A5例。
4.8.4 子站加电或重新复位后,帧系列应从D1帧开始传送。
4.8.5 遥控、设定和升降命令过程中若出现变位遥信则自动取消该命令,并将子站工作状态信息通知主站。
4.8.6 下行通道中不发命令时应连续发送同步码。
b7 b0 5 信息字 功能码 5.1信息字结构
b b 每个信息字由Bn~Bn+5共 6个字节构成:功能 信息、 7 0码1个字节,信息、数据码4个字节和校验码1个字 数据 b7 b0 节,其通用格式如图5所示。
b7 b0 b7 b0 校验码 图5 信息字通用格式 5.2 功能码定义
功能码有256个(00H~FFH),分别代表不同信息用途,具体分配见表3。
表3 功能码分配表 功能码代码 字数 用 途 信 息 位 数 容 量 00H~7FH 80H~81H 82H~83H 84H~85H 86H~89H 8AH 8BH 8CH 8DH~92H 93H~9FH A0H~DFH E0H E1H E2H E3H E4H E5H 128 6 2 4 1 1 1 6 64 1 1 1 1 1 1 遥 测 事 项 顺 序 记 录 备 用 子 站 时 钟 返 送 总 加 遥 测 频 率 复 归 命 令(下行) 广 播 命 令(下行) 水 位 备 用 电 能 脉 冲 记数值 遥 控 选 择(下行) 遥 控 返 校 遥 控 执 行(下行) 遥 控 撤 消(下行) 遥 控 选 择(下行) 升 降 返 校 16 64 64 16 16 16 16 24 32 32 32 32 32 32 32 256 4096 1 8 2 16 16 6 64 256 256 256 256 256 256 - 21 -
Bn Bn+1 Bn+2 Bn+3 Bn+4 Bn+5
E6H E7H E8H E9H EAH EBH ECH EDH EEH~EFH F0H~FFH 1 1 1 1 1 1 1 1 2 16 升 降 执 行(下行) 升 降 撤 消(下行) 设 置 命 令(下行) 备 用 备 用 备 用 子 站 状 态 信 息 设置时钟校正值(下行) 设 置 时 钟(下行) 遥 信 32 32 32 8 32 64 32 256 256 256 1 1 1 512
6 上行信息字格式 6.1 遥测
遥测信息字格式见图6。 6.2 总加遥测
总加遥测信息字格式见图7。 6.3 遥信
遥信信息字格式见图8。 6.4 电能脉冲计数值
电能脉冲计数值信息字格式见图9。 6.5 水位
水位信息字格式见图10。
b7 b0 图6说明: 功能码(00 H~7FH) b7 „ b0 b15 b14 x x b11 „ b8 b7 „ b0 b15 b14 x x b11 „ b8 校 验 码 图6 遥测信息字格式 遥测 i 遥测 i+1
Bn字节 Bn+1 Bn+2 Bn+3 Bn+4 Bn+5
(1)每个信息字传送两路遥测量。(2)b11~ b0传送一路模拟量,以二进制码表示。b11=0时为正数,b11=1时为负数,以2的补码表示。
(3)b14=1表示溢出,b15=1表示数无效。
b7 b0 图7说明: 功能码(00 H~7FH) Bn字节 b7 „ b0 Bn+1 b15 b14 „ b8 Bn+2 B7 „ b0 Bn+3 b15 b14 „ b8 Bn+4 校 验 码 Bn+5
图7 总加遥测信息字格式 总加 i 总加 i+1
(1)用于传送总加遥测量。
(2)一个信息字传送两路总加遥测。 (3)b15 ~ b0传送一路总加量,以二进制码表示。b15=0时为正数,b15=1时为负数,以2的补码表示负数。
b7 b0 图8说明:
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功能码(F0H~FFH) Bn字节 (1)每个遥信字含16个状态位。
(2)状态位定义:b=0表示断路器 b7 „ b0 Bn+1
或刀闸状态为断开、继电保护未动 B15 b14 „ b8 Bn+2
作;b=1表示断路器或刀闸状态为闭B7 „ b0 Bn+3
合、继电保护动作。 b15 B14 „ b8 Bn+4
(3)b0~ b15分别表示0~15路遥信。 校 验 码 Bn+5
图8 遥信信息字格式 注释3:
b0 ~ b15分别表示0~15路遥信。
功能码(A0H~DFH) Bn字节 b7 „ b0 Bn+1 b15 „ b8 Bn+2 b23 „ b16 Bn+3
Bn+4 b31 x b29 x x x x x (有效位) (BCD) (b27 „ b24)
Bn+5 校 验 码 图9 电能脉冲计数值信息字格式 图9说明:
(1)一个信息字传送一路电能脉冲计数值,定时传送。定时可以是整点,或30min,也可以
由广播命令决定。
(2)b23 ~ b0位代表电能脉冲计数值,推荐用二进制码表示。
(3)b31 = 1表示数无效;b29 = 0表示数为二进制码,b29 = 1表示数为BCD码。BCD码格式同
6.5水位信息字格式。
(4)b27 ~ b24 位作为扩展用。 6.6 频率(数字式)
频率信息字格式见图11。 6.7 事件顺序记录(SOE)
事件顺序记录信息字格式见图12。 6.8 子站工作状态
子站工作状态信息字格式见图13。
b7 b0 b7 b0
功能码(8DH~92H) Bn字节 功能码(8AH) Bn字节
Bn+1 Bn+1 10-1(m) 10-2(m) 10-1(Hz) 10-2(Hz) Bn+2 频率1 Bn+2 101(m) 100(m) 101(Hz) 100(Hz) Bn+3 Bn+3 103(m) 102(m) 10-1(Hz) 10-2(Hz) Bn+4 频率2 Bn+4 xxxxxxxx 101(Hz) 100(Hz) Bn+5 Bn+5 校 验 码 校 验 码 图10 水位信息字格式 图11 频率信息字格式 图10说明:
(1)以6位BCD码表示水位,最大值为9999.99m; (2)水位为慢变化量,可安排在D或B、C帧传送。 图11 说明:
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遥信 i 遥信 i+1
以4位BCD码表示频率,如49.99Hz。
b7 b0 b7 b0 功能码1(80H) Bn字节 功能码2(81H) Bn+6字节
Bn+1 Bn+7 毫秒(低) 时 7654321043210 22222222 x x x22222 Bn+2 Bn+8 毫秒(高) 日 9843210 x x x x x x 22 x x x22222 Bn+3 Bn+9 秒 对象号(低) x x252423222120 b7 „ b0 Bn+4 分 b15 xxx 对象号(高) Bn+10 x x252423222120 (合分) b11 „ b8 Bn+5 Bn+11 校验码 校验码 (a) (b) 图12 事件顺序记录信息字格式 (a)毫秒~分; (b)时~日
图12说明:
(1) 功能码1与功能码2应成对,前者用80H、后者用81H; (2) 时间与对象号均用二进制码表示,最后第(Bn+10)字节中b15=1表示开关状态为闭合或继电
保护动作,b15=0表示开关状态为断开或继电保护未动作。
注释4:
每对信息字在同一帧内连续发送3遍。
b7 b0 功能码(ECH) Bn字节 b7 „ b0 Bn+1 b15 „ b8 Bn+2 b23 „ b16 Bn+3 b31 „ b24 Bn+4
Bn+5 校验码 图13 子站工作状态信息字格式
图13说明:
(1)b15 ~ b0表示内部检测的异常状态
b0=1 随机存储器(RAM)异常; b1=1变位遥信使遥控、升降、设定命令取消; b2=1遥测子系统异常; b3=1遥信子系统异常; b4=1遥调子系统异常; b5=1遥控子系统异常; b6=1当地显示子系统异常; b7为电源合上位(电源合上后置“1”,对时完成后清“0”);b8 ~ b15自行定义。 (2)b31~ b16表示外部接入的异常状态或信息
b16=1不中断电源(UPS)异常; b17=1下行通道异常;
b18=1遥控转当地; b19=1无人值班转有人值班; b20=1自动发电控制(AGC)开关未合上; b21~ b31自行定义。 7 命令格式 7.1 遥控命令
遥控过程及遥控帧结构如图14所示。遥控命令控制字和遥控字节格式见图15。遥控过程的信息字格式见图16。
- 24 -
主站 遥控命令 遥控执行命令 (或撤消命令) -----------------------------------------------------------------------------------------------
子站 遥控返校 执 行 (a)
同步字 控制字 信息字 信息字 信息字
此三字内容相同 (b)
图14 遥控过程及帧结构 (a)遥控过程 (b)帧结构
b7 b0
控制字节(71H) B7字节
B8 帧类别 (61H选择) (C2H执行B3H撤消) 信息字数(03H) B9 0 1 1 1 0 0 0 1 B10 源站址( x x H) E L S D
目的站址(x x H) B11 (b)
B12 校验码 (a)
图15 遥控命令和遥控字格式 (a)遥控字格式 (b)遥控字节格式
b7 b0 b7 b0 功能码(E0H) Bn字节 功能码(E1H) 合/分 Bn+1 合/分/错 (CCH/33H) (CCH/33H/FFH) 开关序号 Bn+2 开关序号 Bn+3 合/分(重复) 合/分/错(重复) Bn+4 开关序号(重复) 开关序号(重复) Bn+5 校验码 校验码 (a) (b) Bn字节 Bn+1 Bn+2 Bn+3 Bn+4 Bn+5
b7 b0 b7 b0 功能码 (E2H) Bn字节 功能码 (E3H) 执行(AAH) Bn+1 撤消(55H) Bn+2 开关序号 开关序号 Bn+3 执行(重复) 撤消(重复) Bn+4 开关序号(重复) 开关序号(重复) Bn+5 校验码 校验码 (c) (d) 图16 遥控过程的信息字格式
Bn字节 Bn+1 Bn+2 Bn+3 Bn+4 Bn+5
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(a) 遥控选择(下行) (b)遥控返校(上行) (c) 遥控执行(下行) (d)遥控撤消(下行)
说明:(1) 开关序号为二进制码。若用BCD码表示开关号,则Bn+2~Bn+4字节作相应改变,如图
17所示,其中Bn+2固定为FFH,Bn+3~Bn+4字节表示开关号;
(2) 遥控返校字为上行信息,随机插在上行信息中不跨帧地连送三遍;
(3) 图16(a)中开关序号在子站有硬件电路进行检查,若检查无效将Bn+1字节内容改为
FFH;
(4) 遥控返校信息若超时未收到,本次命令便自动撤消;
(5) 遥控过程中遇变位遥信,本次命令自动撤消,通过子站工作状态返回信息。
7.2升降命令
升降命令控制字格式同7.1条遥控命令,但帧类别应改为F4H,85H,26H,其信息字格式如图18所示。
b7 b0 b7 b0 FFH 101 103 100 102
Bn+2字节 Bn+3 Bn+4
功能码 (E4H) 升/降 (CCH/33H) 对象号 升/降(重复) Bn字节 Bn+1 Bn+2 Bn+3 Bn+4 Bn+5
功能码 (E5H) 升/降/错 (CCH /33H/FFH) 对象号 升/降/错(重复) Bn字节 Bn+1 Bn+2 Bn+3 Bn+4 Bn+5
图17 BCD码 对象号(重复) 对象号(重复) 表示遥控开关号 校验码 校验码 (a) (b) b7 b0 b7 b0
功能码 (E6H) Bn字节 功能码 (E7H) Bn字节
Bn+1 Bn+1 执行(AAH) 撤消(55H) Bn+2 Bn+2 对象号 对象号 Bn+3 Bn+3 执行(重复) 撤消(重复) Bn+4 Bn+4 对象号(重复) 对象号(重复) Bn+5 Bn+5 校验码 校验码 (c) (d)
7.3设定命令
设定命令控制字格式同7.1条遥控命令,但设定命令只有一个下行帧,无返效、执行、撤消命令帧。控制字的帧类别改为57H,其信息字格式如图19所示。 7.4复归命令
从主站向子站发送复归命令只有一个帧,该帧只有同步字和控制字,无信息字,也无返校。如果需要增加复归命令可通过增加信息字来达到,信息字可自行定义。复归命令格式见图20。 b7 b0
功能码(E8H) 设定(C3H) 对象号 Bn字节 说明: Bn+1 (1)对象号为二进制码; Bn+2 (2)设点数为12位二进制码,不乘以系数,负数 图18 升降命令
(a) 升降选择(下行) (b) 升降返校(上行) (c) 升降执行(下行) (d) 升降撤消(下行)
说明:同7.1条遥控命令。
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设点数(低) b7 …. b0 设点数(高) x x x x b11 …. b8 Bn+3 以2的补码表示; (3)在设定命令过程中若遇变位遥信或相应AGC Bn+4 控制开关未合上,命令自动取消,并通过子 站工作状态返回信息。 Bn+5 校验码 图19设定命令(下行) 同步字 控制字 信息字 (a) b7 b0
0 0 1 1 0 0 0 1 E L S D (c) 校验码 (b) 图 20 复归命令格式
(a)帧结构 (b)控制字格式 (c)控制字节格式 7.5广播命令(冻结命令)
用于发送冻结电能脉冲计数值的命令。被冻结的脉冲计数值发送三遍之后自动解冻。 广播命令的帧结构同7.4条复归命令,其控制字格式和控制字节格式见图21。 b7 b0
控制字节(21H) B7字节 帧类别(9EH) B8
b7 b0
B9
信息字数(00H) B10 0 0 1 0 0 0 0 1 B11 源站址(x x H) E L S D 目的站址(FFH) (b) 校验码 B12 (a) 图21 广播命令控制字及控制字节格式 (a) 控制字格式 (b) 控制字节格式
7.6 设置时钟命令
从主站向子站设置时钟,应在发送该命令控制字的开始时刻读取主站时钟。设置时钟的帧结构、控制字格式及信息字格式如图22所示。
b7 b0
B7字节 控制字(71H) B8 B9 同步字 控制字 信息字1 信息字2 帧类别(7AH) 信息字数(02H) B10 B11 读主站时钟 源站址(x x H) - 27 -
控制字节(31H) B7字节
帧类别(3DH) B8 信息字数(00H) B9
B10
源站址(x x H) B11 目的站址(x x H) B12
目的站址(x xH) (a) 校验码 (b)
b7 b0 b7 b0
B12 功能码(EEH) B13字节 功能码(EFH) B19字节
B14 B20 毫秒(低) 时 7 6 5 4 3 2 1 04 3 2 1 0 22222222 x x x 22222 B15 B21 毫秒(高) 日 9 84 3 2 1 0 x x x x x x 22 x x x 22222 B16 B22 秒 月 5 4 3 2 1 03 2 1 0 x x 222222 x x x x 2222 B17 B23 分 年 x x 25 24 23 22 21 20 B18 B24 校验码 校验码 信息字1 信息字2
(c)
图22设置时钟的帧结构、控制字及信息字格式 (a) 帧结构 (b) 控制字格式 (c) 信息字格式
7.7设置时钟校正值命令
主站比较了子站与主站间时钟差别并计算子站时钟校正值后,向子站发出此命令以校正子站时钟,使两站时钟一致。设置时钟校正值帧结构、控制字格式及信息字格式,如图23所示。
b7 b0 b7 b0
功能码(EDH) B13字节 毫秒(低) B14
b7 …. b0 B15
信息字数(01H) 毫秒(高)
B16 b15 …. B17 B18 b8 源站址(x x H) B14 的重复 (b) 控制字格式 目的站址(x xH) B15 的重复 (c) 信息字格式 校验码 校验码 (b) (c) 说明:毫秒最高位b15表示正负,b15=0为正数,b15=1为负数,负数以2的补码表示。
7.8 召唤子站时钟命令
主站发此命令让子站将其时钟读数返送到主站,以便比较两端时钟数差别并算出子站时钟校正值。召唤子站的时钟帧结构及时钟命令控制字格式,如图24所示。
子站收到上述召唤命令后,应在上行信息中插入返送两个信息字,即子站时钟和等待时间,子站时钟返送信息字格式如图25所示。
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同步字 控制字 信息字 读主站时钟 (a) 图23设置时钟校正值帧结构、控制字及信息字格式 (a) 帧结构
控制字节(71H) 帧类别(0BH) B7字节 B8 B9 B10 B11 B12
b7 b0
控制字(31H) B7字节
帧类别(4CH) B8
信息字数(00H) B9
B10 源站址(x x H) 目的站址(x xH) B11
B12 校验码 (b) 图24召唤子站的时钟帧结构及时钟命令控制字格式 (a) 时钟帧结构; (b)时钟命令控制字格式
b7 b0 b7 b0
功能码(84H) B13字节 功能码(85H) B19字节 毫秒(低) B14 毫秒(低) B20
7 6 5 4 3 2 1 07 6 5 4 3 2 1 0 22222222 22222222
B15 B21 毫秒(高) 毫秒(高) x x x x x x 29 28 x x x x x x 29 28 B16 B22 秒 秒 5 4 3 2 1 05 4 3 2 1 0 x x 222222 x x 222222 B17 B23 分 分 x x 25 24 23 22 21 20 x x 25 24 23 22 21 20 B18 B24 校验码 校验码 信息字1(子站时钟) 信息字2(等待时间)
图25子站时钟返送信息字格式
说明:
(1) 子站时钟数应在召唤子站时钟命令的控制字收到后且判明帧类别的时刻读取;
(2) 等待时间是从说明(1)的时间起至返送子站时钟的信息字插入上行信息开始传送的时刻止
的时间间隔。
7.9 对时过程与校正值计算
对时过程如图26所示。
Tm1 Tm2 Tm2Tm3 Tm3
主站 设置时钟 召唤时钟 时钟校正 返送时钟 子站 T1 T2 T0 T3 - 29 -
同步字 控制字 (a)
Δt1 Δt1 Δt2 置入校正值
Ts1 Ts2 Ts3
置入时钟 读子站时钟 插入传送时间 图26 对时过程图
Tm1—主站发送设置时钟命令时,主站时钟读数;T1—设置时钟命令的码长时间;Ts1—收到设置时钟命令后子站置入时钟的时间;Δt1—下行通道时延;Δt2—上行通道时延;Tm2—主站发送召唤子站时钟帧时,当中央处理器(CPU)向串行通信接口写入同步字第一字节时的主站时钟读数;T2—召唤子站时钟命令的码长时间,其计算公式T2=(2 *48*1000)/波特率(ms);Ts2—收到召唤子站时钟命令后的子站时钟读数;Ts3—返送时钟插入传送的时间,即发送返送时钟时,CPU向串行通信接口写入第一个信息字节时子站读取的时钟数;T0—收到召唤子站时钟命令后,子站向主站返送子站时钟而等待的时间,其计算式T0=Ts3-Ts2;T3—返送子站时钟信息字的码长时间,其计算式T3=(2*48*1000)/波特率(ms);Tm3—主站收到子站返送时钟信息字后的主站时钟读数。
上下行通道延迟平均值Δt为 Δt=(Δt1 +Δt2) 1/2
=[(Tm3 Tm2) (T2 + T3 + T0)] 1/2 (1)
其校正值C为
C=(Tm2 + T2 +Δt)Ts2
={Tm2 + T2 + 1/2 [(Tm3 Tm2) (T2 + T3 + T0)]} Ts2
=1/2 (Tm2 + Tm3 + T2 T3 T0) Ts2 (2)
严格地说式(1)、(2)的运算都是在假定主站和子站所使用的串行通讯接口的发送延时和接收延时相同,且对每一次串行通信接口中断申请均及时进行处理的前提下,计算结果才是正确的。发送延时是指CPU向串行通信接口写入一个字节数据的时刻起,至调制器输出出现所写入数据字节的第一位止的这一段时间。接收延时是指解调器输出端出现一个字节的第一位数据,至串行通信接口接受到这一字节,并向CPU发出中断申请这一段时间。
如上述假设不成立或部分不符,为了保证对时精度应考虑附加必要的修正。
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附 录 A
帧 系 列 举 例 (参考件)
A1 简单例
A2 各帧都有,E帧插入附图A2方框传送之例 A3 定时送D2帧,E帧取代C帧之例
A4 无C帧,D1、D2在图A4方框处传送,D1帧循环次数为D2帧两倍,E帧取代A帧 A5 帧内插送变位遥信、遥控返校信息之例
AA„AA D1 图A1
说明:根据D1帧要求的周期决定A帧重复次数
S1 S1 S1 „ S1S2
ABACABAABACABA ABACABAABABABA ABACABAD1 ABACABAD2 E E E 图A2 说明:
(1) E帧出现时插入箭头所指的方框处传送,如图A2所示送三遍; (2) 根据D1、D2帧的要求周期决定S1重复次数。
ABACABA D1 ABACABAAABACABAAABCABAA„ABACABAA D2定时 E E E 图A3
说明:每次循环只送一次D1,若定时到D2取代D1传送。
AABAABAABAABAAB„AAB D1 E D1
E
E
D2 图A4
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A.B.C.D帧 同步字 控制字 信息字1 信息字2 信息字3 „ 信息字n 出现变位遥信 开始送变位遥信,取代信息字1~3
SOE1 SOE2 SOE3
E帧 同步字 控制字 80H 81H 80H 81H E1H E1H E1H 80H 81H „ 出现遥控返校信息 插送遥控返校信息字 图 A5
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