通讯规约培训-张永新

1、 临沂供电公司临沂供电公司 张永新张永新20222022年年5 5月月1 1日日目 录v 一、通讯规约的概念v 二、通讯接口介绍v 三、循环式规约v 四、问答式规约交流的语言就是规约7894561230.DEFABCI N SD E LS H I F TH E L PE S CE N T E RA C KS IM A T IC O P 17S H IF TH E L PK 1K 5K 6K 7K 8K 2K 3K 4K 9K 1 0K 11K 1 2K 1 3K 14K 1 5K 1 6甲方乙方v1、规约的定义:v 在远动系统中，为了正确的传送信息，必须有一套关于信息传输顺序、信息格式和信息内

2、容等的约定。这一套约定，称为规约。2、通信规约的用途：v 在远动装置中，调度端和厂站之间将有大量的YC、YX、YK、YT信息在传送，也为了保证信息传送过程中轻重缓急并区别所传送信息的类别，必须事先约定好数据传送的格式，这种数据传送的格式便是通信规约。v目前常用的远动通信规约有两类：循环传送（CDT）方式与问答方式。按用途来分：远动规约、保护规约、电度表规约、智能设备互连规约。远动规约：101规约、104规约、CDT规约、SCI1801规约。保护规约：103规约、 61850规约、 LFP规约电度表规约：IEC102规约、部颁电度表规约智能设备互连规约：MODBUS规约、 CDT规约、企业自定义

3、规约目前常用规约及接口方式:IEC101（串口、问答式）IEC104（网络、TCP/IP、问答式）CDT（串口、主动上送式）DISA、XT9702（串口、主动上送式、可以传送保护的信息报文）DNP3.0（串口、问答式）1801（串口、问答式）常见保护规约IEC103（串口、问答式）IEC103基于UDP（网络、主动上送式）LFP3.0 （南瑞继保、串口、问答式）ISA200（南瑞深圳、串口、问答式）ISA500（南瑞深圳、串口、主动上送式）4 4、通讯规约的特点：、通讯规约的特点：v4.1 循环式规约的特点v数据格式在发送端与接收端事先约定好，以帧的形式传送，按时间顺序首先发一个起始同步帧，然

4、后依次发送控制帧和信息帧，这样，连续循环发送，周而复始。主站端在收到信息后，首先检出同步码，然后按约定的时间先后顺序，判断是哪一个遥测量、遥信量或其他信息等。4.1 循环式规约的特点： 数据传送以厂站端为主，以固定的传送速率循环不断地发送厂站数据给主站端，而主站端被动接收。 帧长度随被测点的增加而增加，使实时数据从厂站端到主机端的时间受到限制。4.1 循环式规约的特点：循环传送式规约采用遥信变位优先插入传送的方式，重要数据发送周期短，大大提高了事故信息传送的相应速度，实时性强。由于采用现场数据不断循环上报的策略，帧长度随被测点的增加而增加，一般数据发送周期长，实时性较差，主站对一般遥测量变化的

5、响应速度慢。4.1 循环式规约的特点： 一台RTU要占用一条通道，只能用“点对点“方式，通道占用率太高，投资大。如有下行信号，则需要用上、下行两条通道。 由于不断传送数据，使通道上的数据流量相当大，对通道传送的正确性要求较高，传送中的误码率相对较严重。4.2问答式规约的特点： 近期发展并使用的通信方式 ，以主站端为主，依次向各个RTU发出查询命令，各RTU根据查询命令进行回答，回答信息串长度是可变的。4.2问答式规约的特点： 节约通道，通道占用率低，几台RTU可占用一个通道，提高了通道的利用率。为保证实时性，采用“变化传送”方式，提高数据传送的速度. 容易实现RTU之间的同步 。4.2问答式规

6、约的特点： 通道适应能力强，能适应不同类型的通道结构，如点对点、星形、辐射型和环型结构，全双工通信和半双工通信方式等。 同一通道可以传送上行、下行信号 。 自动切换备用通道比较容易实现。二、常用的通讯接口介绍调度主站调度主站远动接口远动接口1远动接口远动接口N远动接口远动接口2智智能能单单元元智智能能单单元元智智能能单单元元智智能能单单元元智智能能单单元元智智能能单单元元智智能能单单元元智智能能单单元元智智能能单单元元v接口数字: RS232、RS485、RS422模拟：调度网络：网络接口总线：CAN网、LONWORKRS232接口标准v全双工（一般为1对1）v一般常见为3线制（收、发、地）v

7、传送距离一般在1520M以内v信号以信号传输线对地的电压值来反映，在发送端如果传输线空闲，电压值为负值；如果有数据传输的话，电压值在+(-)5V到 +(-)15V之间变化，+5到+15为逻辑0，-5V到-15V为逻辑1。RS232对接示意图注意：由于信号电平值较高，易损坏接口电路的芯注意：由于信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片，所以接线时最好两端都断电，至少保证一端断片，所以接线时最好两端都断电，至少保证一端断电电 注意屏蔽线的单点接地注意屏蔽线的单点接地RS422接口标准v全双工v一般常见为4线制（收+、收-、发+、发-）v传送距离一般在500M以内v信号以信号传输线+-间的电压值来反映，

8、电压值在0.81.5V范围间变化，正电位表示逻辑1，负电位表示逻辑0RS422对接示意图RS485接口标准v半双工（可1对多总线形式），需要使能端切换收发v一般常见为2线制（正端、负端）v传送距离一般在1000M以内v信号以信号传输线+-间的电压值来反映，电压值在200mV6V范围间变化，正电位表示逻辑1，负电位表示逻辑0RS485对接示意图RS422/RS485接线注意点1 1、2 2是错误接法，容易影响通讯质量是错误接法，容易影响通讯质量3 3是正确接法是正确接法CAN（控制局域网 ）简介 是一种多主结构的广播式串行现场总线 具有高传输速率，高电磁抗干扰性，高实时性，较强的差错检测能力 C

9、AN 通讯协议（数据链路层和物理层）最大特点是整个协议由一块芯片来运行，所有的错误检测传送和接收技术都能够用CAN 控制器芯片的硬件透明地执行，大大简化了系统的复杂性 CAN接线 CAN信号使用差分电压传送，有两条信号线CAN_H 和CAN_L CAN总线有两种状态：显性和隐性 隐性状态表示逻辑1，此时CAN_H 和CAN_L均为平均电压2.5V 左右 显性状态表示逻辑0，此时CAN_H电压比CAN_L电压高，CAN_H电压值通常为3.5V左右 ，CAN_L电压值通常为1.5V左右 不会出现象在RS-485网络中，当系统有错误，出现多节点同时向总线发送数据时，导致总线呈现短路，从而损坏某些节点

10、的现象 传输速率为12.5-125Kbps，此时最长通讯距离大概为1000m左右 一般节点数选择在128左右 一般采用双绞线，末端都需跨接一个120的终端匹配电阻 CAN注意要点 在CAN总线上所有节点的信号线CAN_H必须接双绞线的一端， CAN_L必须接双绞线的另一端 要注意总线布线方法，应该提供一条单一连续的信号通道作为总线，类似RS422/RS485的接线方法总线的最终两端需要分接120欧的匹配电阻以太网 以太网属于局域网，局域网LAN(Local Area Network)是将小区域内的各种通信设备互联在一起所形成的网络 采用总线型作为网络拓扑结构 广泛采用双绞线作为传输介质（采用R

11、J45接头，也叫水晶头） 一般有10M、100M、1000M的区分2.2通讯介质：v介质载波、微波、无线扩频、光纤、数据网络、载波、微波、无线扩频、光纤、数据网络、CDMACDMAv速度100100、200200、300300、600600、12001200、24002400、48004800、96009600、19.2K19.2K、38.4K2M38.4K2M、10M10M三、循环式规约:上行信息的优先级： 遥信变位信息及子站工作状态变化信息均随时插入传送，并要求1S内送达主站。 对时的子站时钟返回信息及遥控、升降命令的反送校验信息均随时插入传送。 重要遥测量安排在A帧传送，循环更新时间3S

12、上行信息的优先级： 次要遥测量安排在B帧传送，循环更新时间6S。 一般遥测量安排在C帧传送，循环更新时间20S 一般遥信状态信息实时性要求低，安排在D1帧传送，循环更新时间为几分钟至几十分钟。上行信息的优先级：电能脉冲量信息实时性要求也低，安排在D2帧传送，循环更新时间为几分钟至几十分钟。事件顺序记录信息（SOE）安排在E帧传送，以帧插入方式传送。下行命令的优先级：召唤子站时钟，设置子站时钟校正值，设置子站时钟遥控选择、执行、撤消命令；升降选择、执行、撤消命令；设定命令。广播命令复归命令以DISA规约为例：帧结构 每帧由同步字，控制字，和N个信息字组成（N可为0）。帧长度受缓冲区长度限制，一般

13、以信息字数N不超过40为限。同步字同步字按通道顺序分为三组EBH，90H。控制字一个控制字由六个字节组成，它们是控制字节，帧类别码，信息字数N，校验码等组成。信息传送规则对时的子站时钟返回信息、变位遥信、 遥控、升降命令的返校信息可随机插入传送，但应遵守以下规则： 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； 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； 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。子

14、站加电或重新复位后，帧系列应从D1帧开始传送。 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。下行通道中不发命令时应连续发送同步码。字、字节、位的排列和发码规则字、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，如下图所示。 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。控制字节 帧类别码 信息字结构 v 每个信息字由BnBn+5 6个字节构成:功能码一个字节、信息、数据码4个字节和校验码一个字节,其通用格式如图所示。功能码 v 以遥信为例 vyx0的遥信

15、序号=功能码*32，yx31的遥信序号=功能码*32+31。v状态表示：0=分/复归，1=合/动作。 变化遥信变化遥信v v当站内有相应遥信点变位时v vWATCHBUGv会提示vGet MSG_LON_YX_CHANGE Index:87 Val:1 v子站上送：vEB 90 EB 90 EB 90 71 61 19 02 01 F5 vF2 A0 00 00 00 CD F2 A0 00 00 00 CD F2 A0 00 00 00 CDv 03 00 00 00 00 59 04 00 00 00 00 70 05 00 00 00 00 12 06 33 00 18 00 D8 07

16、 00 00 vFF 47 D3 08 82 00 3E 00 D4 09 11 00 C2 07 27 v目的：上送变位遥信。插入在其他报文（如遥测）中，连插三个信息字。v v报文解析： v vEB 90 vEB 90 同步字 vEB 90v71 61 数据类型（遥测）v19 信息字个数v02 厂站地址v01 主站地址vF5 校验码vF2 功能码（可以理解为序号，当功能码为Fx时后面跟的是32x到32x+31v点的遥信位置） vA0 00 转换为二进制为 10100000表示8个遥信点位置由右至左为64点至71点的遥信位置（69和71点置1，其他为0）00000000 表示8个遥信点位置由右

17、至左为72点至79点的遥信位置 v00 00转换为二进制为 00000000表示8个遥信点位置由右至左为80点至87点的遥信位置（全部是0），转换为二进制为 00000000表示8个遥信点位置由右至左为v88点至95点的遥信位置（全部是0）vCD 校验码v v下面再重复两遍，然后仍是原遥测报文的内容 主站（上行）： v 报文名 控制字重要遥测帧 71H 61H xxH yyH zzH BCH一般遥测帧 71H C2H xxH yyH zzH BCH次要遥测帧 71H B3H xxH yyH zzH BCH全遥信帧 71H F4H xxH yyH zzH BCH变化遥信帧 71H F5H xxH

18、 yyH zzH BCHSOE帧 71H 26H xxH yyH zzH BCH遥控返校帧 71H 7AH xxH yyH zzH BCH注:xxH为信息字个数，yyH为源站址，zzH为目的站 主站 （下行）v 报文名 控制字YK预置 71H 61H xxH yyHzzH BCHYK执行 71H C2H xxH yyHzzH BCHYK取消 71H B3H xxH yyHzzH BCHVQC信息 75H wwH xxH yyHzzH BCHISA/LSA信息 72H wwH xxH yyH zzH BCHLFP信息 70H wwH xxH yyH zzH BCH全遥信帧vEB90EB90EB

19、90 71 F4 09 01 01 70 v 同步头 控制字节 帧类别码 信息字数 源站址 目的站址 校验和vF0 19 88 94 11 AF F1 F0 00 80 A0 48 F2 30 CD 61 04 7B v 信息字0 信息字1 信息字2vF3 92 24 A8 0A 44 F4 08 FC 01 00 4A F5 00 00 00 00 1B v 信息字3 信息字4 信息字5vF6 00 00 00 00 BD F7 F0 63 8C 31 79 F8 2E CB 0F 00 47 v 信息字6 信息字7 信息字8遥控操作命令: v遥控命令遥控命令遥控过程的信息字格式如下所示遥控

20、过程的信息字格式如下所示遥控选择：E0 X1 X2 X1 X2校验码 X1:CCH一般合，33H一般分 X2：遥控对象号 遥控返校：E1 X3 X2 返校码 返校码 校验码 v 动作码 X3 ： CCH/33H/FFH (合/分/错)v返校码: 06H：选择正确，可以遥控操作 v 02H：遥控号超限 v 03H： 表示 对象继电器返校错 遥控执行：E2 AAH 开关号 AAH 开关号 校验码 遥控取消：E3 55H 开关号 55H 开关号 校验码 v所有的操作均需有“选择”，“返校”，“执行/取消”操作.遥控操作命令码v遥控选择（下行）vEB 90 EB 90 EB 90 71 61 03 0

21、0 01 FA E0 CC 0C CC 0C 49 E0 CC 0C CC 0C 49 E0 CC 0C CC 0C 49 v遥控返校（上行 ）v EB 90 EB 90 EB 90 71 7A 03 01 00 05 E1 CC 0C 06 06 72 E1 CC 0C 06 06 72 E1 CC 0C 06 06 72v遥控撤销（下行）v EB 90 EB 90 EB 90 71 B3 03 00 01 1B E3 55 0C 55 0C 43 E3 55 0C 55 0C 43 E3 55 0C 55 0C 43 四、问答式规约（101和103）v(一) 101规约简介问答方式 上行信

22、息：遥测，遥信，遥脉，终端设备状态 下行信息：遥控，设点，对时信息量大，传输机制成熟。推广使用国际标准的意义加入WTO，社会分工国际化；DL451已被窜改得不成样子且不能适应需要；能满足自动化发展的当前需求；国际上有专门队伍去发展维护它；减少维护工作量；后续协议兼容；101规约选用原则：非平衡方式传输通讯参数：串行、异步、一位起始位、一位停止位、一位偶校验位，8位数据位报文校验方式为纵向和校验单字节用0 xE5固定帧长是5个字节可变帧长的帧最大长度应是一个可以改变的参数(这个参数主要是对站端设备要求) 300bits/s时帧长度用60个字节 600bits/s时帧长度用110个字节 大于等于1

23、200bits/s时帧长度用250个字节通讯的双方严格遵循FCB、FCV的有效、无效和翻转确认、不翻转重发的过程平衡、非平衡传输方式非平衡传输(Unbalanced tranmission)主站采用顺序地查询(召唤)子站来控制数据传输,在这种情况下主站是请求站,它触发所有报文的传输,子站是从动站,只有当它们被查询(召唤)时才可能传输。平衡传输(Balanced tranmission)每一个站可能启动报文传输。因为这些站可以同时既作为启动站又可以作为从动站，它们被称为综合站。若从一个中心控制站(控制站)到几个外站(被控站)之间链路共用一条公共的物理通道，那么这些链路必须工作在非平衡式，以避免多

24、个被控站试图在同一时刻在通道上传输。国内一般采用非平衡方式101 、104采用平衡方式传输IEC101协议的应用环境：v串行通讯v通道速率越高越好（=1200BIT/S）v误码率越低越好v双工通道vRS232 3线IEC101规约流程主站与RTU的通讯是从主站请求远方链路状态开始,如果RTU响应链路完好,则主站先复位远方链路层,然后再总召唤。通讯中断时主站一直请求远方链路状态。在没有特殊任务时总是召唤二级数据,隔一段时间才请求总召唤和电度量。当有一级数据(变位遥信)需要上传时RTU会通知主站。传输方式:目前我们和大多数厂家采用的都是非平衡式传输，即只有主站启动各种链路传输服务，子站只有当主站请

25、求时才传输。扫描周期:扫描周期S字段是一计数器，用来控制询问速度;询问链路链路完好复位链路FCB=0站召唤回答结束超时处理召唤变化控制命令对时命令总召命令询问链路FCB=1非平衡流程非平衡流程v链路先握手再通信，不握手不通信，通信中断须再握手（建立链路）v确认报文的来回须对方的认可，认可方式可以是一条专用的报文也可以是下一个询问报文中的FCB来暗示v原因传送的信息都必须带上原因，不允许没有理由的传输v地址每个信息量都有一个唯一的不重复的地址v类型每种信息的传输都有不同的功能类型主站向同一个子站发新一轮的发送/确认或发送/响应时FCB取相反值，当超时未收到子站正确报文则主站不改变FCB位，重传原

26、报文3次，因此子站应在接收报文后分析判断FCB位。如果子站接收报文的FCB位未改变，则子站重发原来的帧，否则通信不正确。FCV帧计数有效位 FCV=1，表示FCB位有效 但对发送/无回答服务、广播报文等无需改变 FCB，则FCV常为0ACD要求访问系统 ACD=1，表示子站有级数据要传送DFC数据流控制位 DFC=0，表示子站可以继续接收数据 DFC=1表示子站数据区已满，无法接收数据IEC101信息体地址范围v0001H4000H遥信(16384个)v4001H5000H 遥测(4096个)v6001H6200H 遥控/升降(512个)v6401H6600H 电度量(512个) vC81HC

27、A0H变压器档位IEC101协议的三种帧格式：v单个字符v固定帧长报文v（5 Byte）v可变帧长报文v（9-261 Byte）16H16H校验和校验和链路用户数链路用户数据据A AC C68H68HL LL L68H68H启动字符启动字符启动字符启动字符长度域长度域(0255)(0255)控制域控制域地址域地址域用户数据用户数据可变帧长度可变帧长度启动字符启动字符用户数据用户数据链路用户数据链路用户数据校验和校验和16H16HA AC C10H10H固定帧长度固定帧长度E5HE5H单个控制字符单个控制字符16H16H校验和校验和链路用户数链路用户数据据A AC C68H68HL LL L68

28、H68H可变帧长帧格式用于由主站向子站传输数据，或由子站向主可变帧长帧格式用于由主站向子站传输数据，或由子站向主站传输数据。站传输数据。 68 09 09 68 73 01 64 01 06 01 00 00 14 F4 1668 09 09 68 73 01 64 01 06 01 00 00 14 F4 16固定帧长格式用于子站回答主站的确认报文，或主站向子站固定帧长格式用于子站回答主站的确认报文，或主站向子站的询问报文的询问报文 10 49 01 4A 1610 49 01 4A 16单个控制字符单个控制字符E5E5用来取代固定帧长肯定确认帧用来取代固定帧长肯定确认帧( (从动功能码从动

29、功能码)或固定帧长否定确认帧或固定帧长否定确认帧( (从动功能码从动功能码)IEC101的帧格式单个字符 E5（11100101）v用途：v用于一般确认；v什么事情都没发生；v仅用于对应用报文的回答；v不能用于对链路报文的回答；v优点：v简单；明了；效率高固定帧长报文格式：v v 10H是固定帧的头v16H是固定帧的尾v链路地址是1254，由用户选用，255是广播地址。v校验码（链路控制域站地址）MOD 256IEC101协议的功能码IEC101协议的典型报文链路报文（固定帧长）v报文 制域语义备注v10 69 01 6A 16 01101001 请求链路状态 FCB无意义v10 0B 01

30、0C 16 00001011回答链路完好 FCB无意义v10 40 01 41 16 01000000复位远方链路 FCB=0v10 09 01 0A 16 00001001无召唤数据v10 5B 01 5C 16 01011011召唤二类数据v10 5A 01 5B 16 01011010召唤一类数据v10 29 01 2A 16 00101001有一类数据vE5一般确认IEC101IEC101协议的典型报文一协议的典型报文一v子站初始化报文v主：10 49 01 4a 16/请求链路状态v子：10 0b 01 0c 16/链路完好v主：10 40 01 41 16/复位链路状态v子：10

31、20 01 21 16/确认，有一级数据请求v主：10 7a 01 7b 16/FCB=1，请求一级数据v子：68 09 09 68 28 01 46 01 00 00 00 75 16 /子站初始化结束v主：10 5a 01 5b 16/请求一级数据v子：68 15 15 68 28 01 09 03 03 01 68 42 1e 00 00 69 42 1e 00 00 6a 42 1e 00 00 94 16主： 10 5A 01 5B 16/召唤一级数据子： 68 0C 0C 68 08 01 01 02 03 01 09 00 00 5B 00 01 75 16报文解析：（1）01

32、类别标志，选用不带时标的单点信息传输变位遥信（2）02 该帧中有2个遥信数据，03 传输突发数据（3）09 00 00 其中09 00 表示第9点遥信，品质描述词00 为“分”状态，是有效的当前值，未被封锁，未被替换（4）5B 00 01表示第91点遥信信息为“合”状态，是有效的当前值可变帧长格式v长度：从链路控制域到应用服务数据单元结束的字节总长度，第三个字节是和第二个字节重合v校验码:（链路控制域链路地址应用服务数据单元）MOD 256v起始字符：68Hv结束字符：16H报文头ASDU报文尾主站总召唤命令帧v 典型报文v主站总召唤6809096853/73 ADDR64(100)0106激活ADDR000014(20)CS16v总召唤确认 68 09 09 68 80 01 64 01 07 01 0000 14 XX 16v主站校时68 0F(15) 0F(15) 68 53/73 ADDR 67(103) 01 06 ADDR 00 00 毫秒L 毫秒H 分 时 日 月 年 CS 16v子站校时确认68 0F(15) 0F(15) 68 80 ADDR 67(103) 01 07 ADDR 00 00 毫秒L 毫秒H 分 时 日 月 年 CS 16头控制域地址类型标示结