深入监控调试——报文详解

1、PLM 入门入门V 1.0新能源公司-监控研发部 技术资料 第 1 页 共 20 页目录目录目录目录.1版本信息版本信息.2一、功能概述一、功能概述.3二、通讯规约介绍二、通讯规约介绍.3三、常用工具介绍三、常用工具介绍.4四、调试过程四、调试过程.54.1 环境搭建.54.2 运行调试.5五、报文查看五、报文查看.75.1 如何抓取报文.75.2 以太网 TCP104 报文和串口 IEC103 报文：.85.3 串口 MODBUS报文.95.4 串口非标报文.10六、报文实例六、报文实例.116.1 报文实例-104 上送遥脉报文.116.2 报文实例-104 上送遥测报文.116.3 报文

2、实例-104 遥控报文.126.4 报文实例-IEC103 上送遥脉报文.146.5 报文实例-IEC103 上送遥测报文.146.6 报文实例-IEC103 遥控报文.156.7 报文实例-IEC103 压板投退报文.166.8 报文实例-IEC103 第一帧报文.17七、实际问题分析七、实际问题分析.17附附 A、安装包介绍安装包介绍.18新能源公司-监控研发部 技术资料 第 2 页 共 20 页版本信息版本信息日期日期修订版本修订版本修改描述修改描述作者作者2013.1.61.0起草邓清闯新能源公司-监控研发部 技术资料 第 3 页 共 20 页一、功能概述一、功能概述MCU801A，串

3、口服务器，也叫做通讯管理机，在 8000 监控系统中作为子站（装置）和后台（8000 监控）之间通讯的桥梁，起到规约转换的作用。MCU801AETH8000监控后台TCP104COMCOMCOMIEC103MODBUSOTHER子站1子站2子站3图 1.1 监控抽象结构图如上图所示，通过 MCU，子站的数据可以上送到 8000 监控后台，监控后台的命令可以下达到每个子站。MCU 主要在串口和以太网之间转换规约，主要涉及规约如下：1、基于以太网的 tcp104 规约2、基于串口的 iec103、Modbus、自定义规约。二、通讯规约介绍二、通讯规约介绍通讯规约主要规定了通讯机制和数据帧的数据格式

4、。与我们的 MCU 相关的通讯规约主要有 TCP104、IEC103、MODBUS，还有许多不规则的自定义规约。具体规约参考产品的规约说明文件。新能源公司-监控研发部 技术资料 第 4 页 共 20 页常用规约：许继 TCP104 规约许继 IEC103 规约ModBus 规约规约不需要死记硬背，在需要的时候会查看规约文档就行。三、常用工具介绍三、常用工具介绍1、 MCU 配置工具由于业务需求，MCU 配置工具做了升级，主要体现在：A、 可以对一个串口增加最多 16 个装置的设置（原来 8 个）。B、 同一串口下配置的装置地址可以不同，兼容多个装置虚拟为一个装置的情况。C、 目标 MCU 的

5、IP 记忆功能。D、 报文监视中增加报文保存功能，保存在程序目录下。E、 可以对 16 个串口进行配置，该功能需要在 16 个串口的 MCU 上进行验证。F、 支持设置后串口参数的修改。G、 支持设置后装置参数的修改。H、 集成了原来 Monitor.exe 的功能。与原来的 Monitor.exe 工具存在端口冲突。2、 串口调试工具串口调试工具.exe3、 标准 modbus 模拟子站在进行 MCU 规约测试时候，该工具运行在 pc 端模拟执行标准 ModBus规约的实际装置，接收 ModBus 命令并返回预置的数据。4、 IEC103 仿真子站新能源公司-监控研发部 技术资料 第 5 页

6、 共 20 页可以简单模拟 IEC103 装置通讯。四、调试过程四、调试过程4.1 环境搭建环境搭建也就是 MCU 的运行环境，可以是仿真环境，也可以是实际的现场环境。从子站到后台，该环境需要做到：1、 子站（装置）正确的通讯配置。如地址和通讯参数2、 装置与 MCU 的正确接线。3、 MCU 正确的配置。如串口参数、规约和对应子站4、 后台数据维护中正确配置。如装置 IP 地址表、系统维护的实时数据处理、数据维护、实时监控配置等。5、 104 监控界面的组态。4.2 运行调试运行调试调试过程就是一个发现、定位、分析并解决问题的过程。理想情况下，按上一节(3.1)的环境搭建起来后，通过 800

7、0 监控后台就可以验证 MCU 报文转发的正确性。但我们在调试的时候遇到或多或少的、甚至感觉有点怪怪的问题。问题的出现都有它必然的原因，处理这些问题的时候，要采取由整体到局部，由浅入深的方式排查。下面我们模仿几个常见问题，通过该问题解决过程来引入常用的调试手段。前提： 完成了 4.1 的基本的环境搭建（针对下面所有问题）问题问题 1： 监控后台没反应（显示通讯一直中断状态）定位：定位：过程：1、检查搭建环境过程中所有的配置是否正常 ok2、检查 MCU 与子站的通讯是否正常 1）、查看 MCU 的串口发送灯，闪烁链路 ok，否则换程序或者重新配置串口规约。新能源公司-监控研发部 技术资料 第

8、6 页 共 20 页2）、查看 MCU 的串口接收灯，闪烁链路 ok，否则需要如下几个方面检查：(1)检查 MCU 与装置物理连接，如果正常执行下一步(2)检查装置通讯参数配置，如果正常执行下一步(3)监视 MCU 下发报文，对照规约和实际环境，如果正常执行下一步(4)装置串口引出到电脑，通过软件查看是否有回复报文，如果没有则装置有问题、如果有且报文正确，则 MCU 接收指示灯坏。可认为 MCU 与装置通讯正常。3、检查 MCU 与 8000 后台的通讯是否正常1）、后台 ping MCU，通则表示物理链路是正常的，否则检查物理链路。2）、物理链路正常，抓取后台与 MCU 之间的 104 报文

9、，104 后台会定时下发总召报文，如果 MCU 没有任何回复报文，则 MCU 问题。分析：分析：配置无误、MCU 与装置通讯正常（物理链路和规约）、MCU 与 104 后台物理链路通畅，这样的情况下，就可以定位 MCU 程序出了问题。问题问题 2： 监控后台 10 个遥测值，9 个正确，一个错误（为 0 或者不正确）。定位分析：定位分析：1、检查点表配置，如果配置正确，基本定位是规约转换问题，按情况反馈给规约开发组就行。但有时为了快速解决问题或者特殊情况，规约开发也需要更确切的信息。2、如果对规约了解，建议抓取包含该信息的串口报文和 104 报文反馈规约开发组。问题问题 3： 通讯正常、遥测也

10、正常、但后台没有告警信息框弹出。定位分析：定位分析：这种情况，可以确认通讯配置没问题，通讯是正常的。104 没有弹出告警，按常理只能是 104 没有收到突变报文。那问题可能出在：新能源公司-监控研发部 技术资料 第 7 页 共 20 页1、装置没有突变告警信息。2、装置有突变告警信息，MCU 没有识别或者转发错误。调试步骤：1、装置端模拟突变事故，抓取装置突变的报文看是否正确。以此确定装置是否有问题。装置 OK，执行下一步：2、突变后，抓取 MCU 上送后台的 104 报文，看是否正确的对突变进行了转发。经过上面两步，基本上就能确定问题所在了。如果我们对报文不熟悉，那么至少应该做到抓取 MCU

11、 两侧的同步报文并反馈。五、报文查看五、报文查看监控系统各个环节集成依靠的就是规约，所以如何抓取并分析报文就显得非常重要，抓取报文的工具很多，我们通常使用基于我们应用的工具，下面简单介绍。5.1 如何抓取报文如何抓取报文1、MCU 与 8000 后台 tcp104 报文的抓取新能源公司-监控研发部 技术资料 第 8 页 共 20 页2、MCU 与子站之间报文抓取通过 MCUTool 工具抓取，新版 MCUTool 增加了保存报文功能。新能源公司-监控研发部 技术资料 第 9 页 共 20 页也可以通过串口助手抓取。5.2 以太网以太网 TCP104 报文和串口报文和串口 IEC103 报文：报

12、文：IEC103 通讯方式和报文格式和 TCP104 差不多，这里一块做简单介绍。它们的报文分为固定帧（链路帧）和可变帧（数据帧），固定帧保证链路通讯，可变帧进行数据传输。我们进行规约解读的时候，主要关注可变帧。IEC103 和 TCP104 数据帧报文对照表TYPE ：类型标示，用来标示该帧报文传递的是哪一类数据。限定词 ：最高二进制位表示传递数据排序方式。后面 7 个位表示传递数据个数。COT ：传输原因扇区号 ：数据所在扇区编号，IEC103 中不存在扇区号。地 址 ：TCP104 就是指装置地址。IEC103 是指单元公共地址，不同厂家还不一致，有的是 cpu 号，有的是装置地址。功能

13、类型：有时需要配合信息体地址来确定一个具体的信息。信息序号：信息体地址。IEC103 有时候需要功能类型和信息体地址配合确定一个信息。新能源公司-监控研发部 技术资料 第 10 页 共 20 页解读报文数据的时候，这两个规约的数据都是低字节在前。5.3 串口串口 ModBus 报文报文ModBus 是一种效率高的报文，不需要建立链路，每一帧都是实实在在的数据，所以在传输效率低的物理链路上广泛使用。这里拿一个简单例子做介绍（阳光电源逆变器 1.05 版本保持寄存器）：发送：01 03 13 87 00 29 30 B9返回： 01 03 52 13 87 13 88 13 89 13 8A 13

14、 8B 13 8C 13 8D 13 8E 13 8F 13 90 13 91 13 92 13 93 13 94 13 95 13 96 13 97 13 98 13 99 13 9A 13 9B 13 9C 13 9D 13 9E 13 9F 13 A0 13 A1 13 A2 13 A3 13 A4 13 A5 13 A6 13 A7 13 A8 13 A9 13 AA 13 AB 13 AC 13 AD 13 AE 13 AF 5E FA01子站地址01子站地址03命令类型，针对 4x 地址类型.保持寄存器（可读写）。一般只需要知道是命令类型即可03类型13 87起始地址，高字节在前原

15、则，对应 10 进制的 499900 29要求数据个数，单位是字10 进制：4152返回个数，单位字节。10 进制：82返回的数据30 B9CRC 校验，高字节在前5E FA最后 2 字节，CRC 校验，高字节在前5.4 串口非标报文串口非标报文很多厂家对某些产品采用自定义的报文，举个简单例子如下：（阳光电源环境检测仪 1.3 版本），这类报文的分析需要参照厂家提供的报文规则厂家提供的报文规则。发送：ED 03 05 09返回：ED 03 00 00 00 00 00 00 00 00 00 新能源公司-监控研发部 技术资料 第 11 页 共 20 页00 00 00 03 14 00 00

16、00 21 00 00 00 1C 01 4F 01 1B 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 06 00 43 02 C9 00 00 00 00 61 00 00 0D 00 00 03 32ED子站地址ED子站地址03固定03固定05固定按具体说明解析09校验和00 00 03 32校验和六、报文实例六、报文实例6.1 报文实例报文实例-104 上送遥脉报文上送遥脉报文Tcp104 上送遥脉的报文68 2B 84 01 08 00 | 0F 86 03 00 01 01 | 01 50 00 | 00 00 00 00 01 00 0

17、0 00 00 02 00 00 00 00 03 00 00 00 00 04 00 00 00 00 0568 2B 84 01 08 00报文头0F类型标识86结构限定词，最高位 1,信息是连续的。86 标识信息连续，共 6 个遥脉数据03 0003 遥脉定时循环上送01 01扇区号+单元公共地址01 50 00信息地址11 22 33 44 01第一个遥脉。 前 4 字节代表遥脉值，最后一个有效位及索引。00 00 00 00 0200 00 00 00 03遥脉按字地位在前的原则： 11 22 33 44 翻译为：新能源公司-监控研发部 技术资料 第 12 页 共 20 页00 00

18、 00 00 0400 00 00 00 0500 00 00 00 06 16 进制：44 33 22 11 6.2 报文实例报文实例-104 上送遥测报文上送遥测报文Tcp104 上送遥测报文68 88 76 16 3A 00 | 09 A9 01 00 03 01 | 37 40 00 | 87 13 00 88 13 00 89 13 00 8A 13 00 8B 13 00 8C 13 00 8D 13 00 8E 13 00 8F 13 00 90 13 00 91 13 00 92 13 00 93 13 00 94 13 00 95 13 00 96 13 00 97 13 0

19、0 98 13 00 99 13 00 9A 13 00 9B 13 00 9C 13 00 9D 13 00 9E 13 | 00 9F 13 00 A0 13 | 00 A1 13 | 00 A2 13 00 A3 13 00 A4 13 00 A5 13 00 A6 13 00 A7 13 00 A8 13 00 A9 13 00 AA 13 00 AB 13 00 AC 13 00 AD 13 00 AE 13 00 AF 13 0068 88 76 16 3A 00报文头09类型标识A9 = 10101001结构限定词，最高位 1,信息是连续的。最高位 1 标识信息连续，共 41 个

20、遥测数据01 00遥测主动循环上送03 01扇区号+单元公共地址37 40 00信息地址87 13 00第一个遥测。 前两个遥测值，后一个是：品质因数什么的，一般很少用。88 13 00 89 13 00 8A 13 00 8B 13 00 8C 13 00 8D 13 00 8E 13 00 8F 13 00 90 13 00 91 13 00 92 13 00 93 13 00 94 13 00 95 13 00 96 13 00 97 13 00 98 13 00 99 13 00 9A 13 00 9B 13 00 9C 13 00 9D 13 00 9E 13 | 00 9F 13

21、00 A0 13 | 00 A1 13 | 00 A2 13 00 A3 13 00 A4 13 00 A5 13 共 40 个遥测遥测也是前低后高。87 13 翻译为 16 进制： 13 87新能源公司-监控研发部 技术资料 第 13 页 共 20 页00 A6 13 00 A7 13 00 A8 13 00 A9 13 00 AA 13 00 AB 13 00 AC 13 00 AD 13 00 AE 13 00 AF 13 006.3 报文实例报文实例-104 遥控报文遥控报文Tcp104 遥控分为单点、双点类型。控制方式分选控和直控。下面简单介绍，具体参考规约文本。对一个双点选控 选择

22、并执行过程：1、 监控MCU 控制选择： 68 0E 4A 01 A4 04 | 2E 01 06 00 02 09 | 01 60 00 | 812、 MCU监控 选控确认： 68 0E 4A 01 A4 04 | 2E 01 07 00 02 09 | 01 60 00 | 813、 监控MCU 控制执行： 68 0E 4A 01 A4 04 | 2E 01 06 00 02 09 | 01 60 00 | 014、 MCU监控 执行确认： 68 0E 4A 01 A4 04 | 2E 01 07 00 02 09 | 01 60 00 | 015、 MCU监控 结束报文： 68 0E 4

23、A 01 A4 04 | 2E 01 10 00 02 09 | 01 60 00 | 01如果抓到上面前三条报文，可以认为该类型遥控在 MCU 和监控后台之间没有问题了。对一个双点选控 选择并取消过程：6、 监控MCU 控制选择： 68 0E 4A 01 A4 04 | 2E 01 06 00 02 09 | 01 60 00 | 817、 MCU监控选控确认： 68 0E 4A 01 A4 04 | 2E 01 07 00 02 09 | 01 60 00 | 818、 监控MCU 控制取消： 68 0E 4A 01 A4 04 | 2E 01 08 00 02 09 | 01 60 00

24、 | 819、 MCU监控 撤销确认： 68 0E 4A 01 A4 04 | 2E 01 09 00 02 09 | 01 60 00 | 81Tcp104 遥控报文68 0E 4A 01 A4 04 | 2E 01 06 00 02 09 | 01 60 00 | 01新能源公司-监控研发部 技术资料 第 14 页 共 20 页遥控分为单点、双点类型，控制方式分为选控和直控。这里拿双点直控做例子简单介绍，具体参考规约文本。68 0E 4A 01 A4 04报文头2E类型标识 双点遥控01结构限定词06 00原因02 09扇区号+单元公共地址01 60 00信息地址010000 0001最后

25、 2 位：01 跳开 10 合上 11 或者 00 未用最高位为 0 标示执行最高位为 1 标示选择。6.4 报文实例报文实例-IEC103 上送遥脉报文上送遥脉报文IEC103 上送 MCU 的遥脉的报文68 2B 84 01 08 00 24 85 02 01 F3 00 00 00 00 00 01 00 00 00 00 02 00 00 00 00 03 00 00 00 00 04 00 00 00 00 05 0068 2B 84 01 08 00报文头24类型标识85结构限定词，最高位 1,信息是连续的。85 标识信息连续，共 5 个遥脉数据020201单元公共地址F3功能类型

26、新能源公司-监控研发部 技术资料 第 15 页 共 20 页00信息地址00 00 00 00 0100 00 00 00 0200 00 00 00 0300 00 00 00 0400 00 00 00 055 个字节一个遥脉，每个遥脉前四个字节标示数据。最后一个字节后五二进制位标示顺序号 （有必要的话参考规约）00返回信息标示符 一般没用XX 16校验和 + 结束字符6.5 报文实例报文实例-IEC103 上送遥测报文上送遥测报文Tcp103 上送遥测报文68 16 16 68 08 0f 32 07 02 0f 01 5c f8 ff f8 ff 00 00 f8 ff f8 ff f

27、8 ff f8 ff 88 1668 16 16 68 08 0f报文头32类型标识077 个遥测数据02传输原因循环传送。0F单元公共地址01功能类型5C信息地址f8 ff f8 ff 00 00 f8 ff f8 ff f8 ff f8 ff7 个遥测88 16校验和 + 结束字符6.6 报文实例报文实例-IEC103 遥控报文遥控报文遥控选择遥控选择1)68 0a 0a 68 73 01 40 01 0c 01 01 30 81 00 74 16 总控下发遥控选择命令 新能源公司-监控研发部 技术资料 第 16 页 共 20 页2)68 0a 0a 68 08 01 40 01 0c 0

28、1 01 30 81 00 09 16 装置以遥控选择帧的镜像回送总控遥控执行3)68 0a 0a 68 53 01 40 01 0c 01 01 30 01 00 d4 16 总控下发遥控执行命令4)68 0a 0a 68 08 01 40 01 0c 01 01 30 01 00 89 16 装置以遥控执行帧的镜像回送总控 遥控撤消5)68 0a 0a 68 53 01 40 01 0c 01 01 30 c1c1 00 94 16 总控下发遥控撤消命令6)68 0a 0a 68 08 01 40 01 0c 01 01 30 c1c1 00 49 16 装置以遥控撤消帧的镜像回送总控。

29、类型标识 TYP40H40H注释可变结构限定词 VSQ81H81H1 个综合信息元素。传送原因 COT12H12H远方操作。ASDUADDRADDRADDR装置物理地址，与链路层地址一致。功能类型 FUNFUNFUN信息序号 INFINFINF表征测控装置遥控点的 FUN 和 INF，详见各测控装置 103 规约信息表。断路器控制命令 DCC（1 个字节）D7D7D6D6D5D5D4D4D3D3D2D2D1D1D0D0命令状态 DCS：2 位位组，值=0/3 为不允许；=1 为分；=2 为合。限定词 QU：4 位位组，兼容定义：值=0 被寻址的控制功能属性（常规控制）；=4 不闭锁重合闸跳闸命

30、令(小电流接地试跳)； 专用定义：5 检同期控制方式；6 检无压控制方式D6、D7 两位组合决定操作类别：S/E=1，ACT=0 遥控选择；新能源公司-监控研发部 技术资料 第 17 页 共 20 页S/ES/EACTACTQUQUDCSDCSS/E=0，ACT=0 遥控执行；S/E=1，ACT=1 遥控撤消；其它组合无效。返回信息标识符RIIRII1 个字节。返回信息标识符可以随意地被主控单元赋值，其值用来区分遥控命令。6.7 报文实例报文实例-IEC103 压板投退报文压板投退报文Tcp103 压板投退报文68 16 16 68 08 0f 14 07 02 0f 01 5c f8 ff f8 ff 00 00 f8 ff f8 ff f8 ff f8 ff 88 1668 0A 0A 68 53 09报文头14类型标识817 个遥测数据14传输原因循环传送。02单元公共地址FF功能类型00信息地址01退命令00返回标示符07 16校验和 + 结束字符新能源公司-监控研发部 技术资料 第 18 页 共 20 页6.8 报文实例报文实例-IEC103 第一帧报文第一帧报文第一帧报