ISA300扩展IEC103通信规约(最新升级版).doc

ISA-300004001TGISA300变电站综合自动化系统扩展IEC103通信规约V1.021国家电力公司电力自动化研究院深圳南京自动化研究所深圳南瑞科技有限公司二四三年四五月ISA300变电站综合自动化系统扩展IEC103通信规约V1.021国家电力公司电力自动化研究院深圳南京自动化研究所深圳南瑞科技有限公司二四三年四五月目 录前言1第一章 ISA300扩展IEC-103通信规约功能说明2第二章 ISA300扩展IEC-103通信规约结构3第三章 ISA300扩展IEC-103通信规约物理层说明4第四章 ISA300扩展IEC-103通信规约链路层说明54.1 传输方式54.2 传输规定和重复帧传输的超时时间间隔54.3 帧格式54.3.1 固定帧长帧格式54.3.2 可变帧长帧格式54.3.3 主控单元向继电保护设备传输的报文中控制域的定义64.3.4 继电保护设备向主控单元传输的报文中控制域的定义74.3.5 链路传输规则74.3.6本规约中应用的固定帧长的链路规约数据单元8第五章 ISA300扩展IEC-103通信规约应用层说明105.1 用户数据分类105.1.1 1级用户数据：105.1.2 2级用户数据：105.2 应用层传输规则115.3 应用服务数据单元的一般结构115.4 总控单元同纯保护装置之间的主要通讯过程135.4.1装置初始化135.4.2时间同步145.4.3总查询155.4.4一般命令165.4.5保护动作事件信息、保护自诊断信息和保护状态信息上送175.4.6保护扰动数据（录波数据）传输195.4.7通用分类服务265.5 总控单元同纯测控装置之间的主要通讯过程395.5.1遥测395.5.2遥信395.5.3电能脉冲量（遥脉）415.5.4遥控遥调435.6 总控单元同保护测控一体化装置之间的主要通讯过程45前言1第一章 ISA300扩展IEC-103通信规约功能说明3第二章 ISA300扩展IEC-103通信规约结构4第三章 ISA300扩展IEC-103通信规约物理层说明6第四章 ISA300扩展IEC-103通信规约链路层说明74.1 传输方式74.2 传输规定和重复帧传输的超时时间间隔74.3 帧格式74.3.1 固定帧长帧格式74.3.2 可变帧长帧格式84.3.3 控制系统向继电保护设备传输的报文中控制域的定义84.3.4 继电保护设备向控制系统传输的报文中控制域的定义94.3.5 链路传输规则104.3.6本规约中应用的固定帧长的链路规约数据单元11第五章 ISA300扩展IEC-103通信规约应用层说明135.1 用户数据分类135.1.1 1级用户数据：135.1.2 2级用户数据：135.2 应用层传输规则145.3 应用服务数据单元的一般结构155.4 应用服务数据单元的定义和表示法165.4.1在监视方向上的应用服务数据单元165.4.2在控制方向上的应用服务数据单元275.5 应用功能315.5.1 初始化315.5.2 时间同步325.5.3 总查询335.5.4一般命令传输过程345.5.5通用分类服务355.5.6扰动数据传输（录波数据传输）405.5.7遥控遥调445.5.8电能脉冲计数量召唤45 IS300扩展IEC103通信规约前言IEC 60870-5-103传输规约是1999年10月1日实施的电力行业标准（国内称为DL/T 6671999继电保护设备信息接口配套标准），适用于具有编码的位串行数据传输的继电保护设备和控制系统主控单元交换信息。IEC 60870-5-103传输规约是在IEC 60870-5系列标准的基础上，采用FT1.2异步式字节传输的帧格式，对物理层、链路层、应用层和用户进程作了大量的具体的规定和定义，详细说明了继电保护设备的信息接口。规约要求使用已定义的兼容范围的应用服务数据单元（ASDU）和应用过程是强制性的，对于所要求传输的继电保护信息，如果兼容范围还不能完全满足要求，可采用通用分类服务来实现，使得变电站内一个控制系统主控单元的不同继电保护设备和各种装置可以达到互换的目的。IEC 60870-5-103传输规约作为新的变电站内通信规约，在以后的大量应用是必然趋势。它理论上可以传送站内保护所有通讯数据，但同时灵活性较大，使得各个继电保护厂家理解和做法不同，造成在IEC 60870-5-103传输规约上通信联调困难。同时IEC 60870-5-103传输规约的兼容范围是纯保护通信规约，不能满足现有保护测控一体化装置的通信需要。为明确深圳南瑞科技有限公司继电保护装置、通信管理单元和其它合作兄弟厂家在IEC-103通信规约的调试上有一个可依据的参考和规范，特制定ISA300扩展IEC-103通信规约。ISA300扩展IEC-103通信规约是IEC 60870-5-103传输规约的一个子集扩展。子集部分满足IEC 60870-5-103传输规约兼容范围内的所有强制性定义，如果该子集与IEC 60870-5-103传输规约兼容范围内的强制性应用服务数据单元（ASDU）和应用过程相冲突，则以IEC 60870-5-103传输规约为准。扩展部分则采用与IEC 60870-5-101基本远动任务配套标准相协调的专用范围的类型标识、功能类型、信息序号和应用服务数据单元，以满足保护测控一体化装置四遥功能的需要。本规约一经审核商定，深圳南瑞科技有限公司以后新开发的系列保护装置、测控装置、保护测控一体化装置和通信管理单元必须严格遵守，以保证该规约的完整性。本文档重点在于明确应用层功能，主要包括应用服务数据单元（ASDU）和应用过程，而较少涉及具体报文和信息元素细节，相应内容可以参考国标规约。深圳南瑞科技有限公司保留在满足IEC 60870-5-103传输规约强制性应用服务数据单元（ASDU）和应用过程的条件下修改该规约的权利，如有修改会尽快通知其他合作兄弟厂家继电保护厂家。深圳南瑞科技有限公司拥有本规约的最终解释权。由于时间文件长度和编写者水平所限，本文档难免存在错误和不足之处，敬请读者及时指出。注：下文中IEC 60870-5-103传输规约指国家标准。ISA300扩展IEC-103通信规约指深圳南瑞科技有限公司定义的IEC 60870-5-103国标子集的扩展。控制方向指从控制系统主控单元到继电保护设备的传输方向。监视方向指从继电保护设备到控制系统主控单元的传输方向。控制系统主控单元指通信链路的主站。第一章 ISA300扩展IEC-103通信规约功能说明IEC 60870-5-103传输规约兼容范围描述了两种信息交换的方法：第一种方法是基于严格规定的应用服务数据单元（ASDU）和为传输“标准化”报文的应用过程，第二种方法使用了通用分类服务，以传输几乎所有可能的信息。本ISA300扩展IEC-103通信规约以上两种方法都采用，此外还采用了与IEC 60870-5-101基本远动任务配套标准相协调的专用范围的类型标识、功能类型、信息序号和应用服务数据单元，以满足保护测控一体化装置四遥功能的需要。利用第一种方法来实现校时、信号复归、传输保护事件、保护告警、保护状态量和故障录波数据；利用第二种方法来实现定值（包括修改定值）、测量值、软压板（控制字）（包括修改软压板（控制字）的传输，利用与IEC 60870-5-101基本远动任务配套标准相协调的专用范围的类型标识、功能类型、信息序号和应用服务数据单元来实现四遥量（遥测、遥信、遥控遥调、遥脉）的传输。下面是其详细列表(括号中涉及到的仅为长帧报文)：1. 保护动作事件 (“标准化”服务，ASDU2)2. 保护告警信息 (“标准化”服务，ASDU1)3. 保护状态信息 (“标准化”服务，ASDU1)4. 故障录波(“标准化”服务，ASDU23/ASDU24/ASDU25/ASDU26/ ASDU27/ASDU28/ASDU29/ASDU30/ASDU31)5. 读取定值(通用分类服务，ASDU10,ASDU21)6. 修改定值(通用分类服务，ASDU10)7. 读取测量值(通用分类服务， ASDU10,ASDU21)8. 读取软压板（控制字）(通用分类服务， ASDU10,ASDU21)9. 修改软压板（控制字）(通用分类服务，ASDU10)10. 校时(“标准化”服务，ASDU6)11. 信号复归(“标准化”服务，ASDU20/ASDU1)12. SOE（专用范围服务，ASDU41（单点信息）/ASDU43(双点信息)）13. 遥信变位（专用范围服务，ASDU40ASDU45（单点信息）/ASDU47(双点信息)）14. 遥控遥调（专用范围服务，ASDU64(遥控)/ASDU65(遥调)）15. 全遥信（专用范围服务，ASDU440(单点信息)/ASDU42(双点信息)）16. 全遥测（专用范围服务，ASDU50）17. 遥脉（专用范围服务，ASDU88，ASDU36）18. 初始化（标准化服务，ASDU5）19. 总查询（ASDU7/ASDU1(保护状态信息)/ASDU440(单点信息)/ASDU42(双点信息)/ASDU50/ASDU23/ASDU8）第二章 ISA300扩展IEC-103通信规约结构本ISA300扩展IEC-103通信规约中使用的参考模型源出于开放式互联的ISO-OSI参考模型。ISO参考模型示于图1的模型1。应用层应用层表示层会话层传输层网络层链路层链路层物理层物理层模型1：ISO参考模型 模型2：增强性能模型图1 参考模型由于远动系统在有限的传输带宽下要求特别短的反应时间，故ISA300本扩展IEC-103通信规约采用增强性能结构（EPA），即模型2，这种模型仅使用三层结构即物理层、链路层和应用层。模型2的应用数据结构中规约数据单元由规约控制信息和服务数据单元组成。参考模型2的数据单元之间关系如图2所示。由于ISA300本扩展IEC-103通信规约未采用应用规约控制信息APCI，所以在应用层中的应用规约数据单元和应用服务数据单元是一样的，也和链路层中的链路服务数据单元是一致的。链路规约数据单元（即报文）由两部分组成即链路规约控制信息和应用服务数据单元（即应用规约数据单元或链路服务数据单元）所组成。一个链路规约数据单元只包含一个应用服务数据单元。LPCI：链路规约 控制信息LSDU：链路服务 数据单元LPDU：链路规约 数据单元LPDU 应用用户数据（报文）应用用户过程本标准中未使用APCI应用层第7层链路层第2层物理层 LPCI LSDU LPCI图2 各种数据单元层结构关系 APDU APCI ASDU APCIAPCI：应用规约 控制信息ASDU：应用服务 数据单元APDU：应用规约 数据单元第三章 ISA300扩展IEC-103通信规约物理层说明ISA300本扩展IEC-103通信规约既可以支持光纤系统，也可以是基于铜线的传输系统。采用光纤传输系统，在继电保护设备上须提供光纤连接器兼容接口，在监视方向上和控制方向上需采用两条光纤电缆。作为光纤传输的一种变通，在控制系统主控单元和继电保护设备之间可以采用基于铜线的传输系统。此种传输系统应符合EIA RS-485标准。由于RS-485标准的特性，在一个物理线路上最多能连接32个单元，实际应用中由于部分继电保护设备使用了转换头和现场电磁干扰的影响，最多所能接的单元数要少于32。为了兼容的目的，控制系统主控单元在接入兄弟单位其他继电保护厂家保护设备时，应询问对方保护装置是否提供必须的接口和保护设备的负载单位。第四章 ISA300扩展IEC-103通信规约链路层说明4.1 传输方式ISA300本扩展IEC-103通信规约采用非平衡传输。控制系统主控单元组成主站，继电保护设备为从站（子站）；即主控单元控制系统常常是始发站（启动站），继电保护设备常常是从动站。按照一主多从的严格Polling方式进行通信。4.2 传输规定和重复帧传输的超时时间间隔传输速率可以为9600Kbit/s或19.2Kbit/s(可调)。每个字符一个启动位，八位数据位，一位停止位，一位偶校验位。每个字符间无需线路空闲间隔，两帧之间的线路空闲间隔最少需33位。报文各字节在线路上传输顺序为低字节低位先发送。当确认帧或响应帧受到干扰或超时没收到，则不改变帧计数位的状态重发原报文，重复帧传输的超时时间间隔为50ms，最大重传次数为3次，控制系统主控单元中这两个值应当可以调节。4.3 帧格式ISA300本扩展IEC-103通信规约采用两种帧格式：固定帧长帧格式和可变帧长帧格式，本规约规定深圳南瑞科技有限公司的继电保护设备不支持单字符E5H，但控制系统主控单元应该具备支持单字符E5确认帧的能力，以支持其它公司使用单字符E5H的继电保护设备。4.3.1 固定帧长帧格式10H(启动字符)控制域(C)地址域(A)帧校验和(CS)16H(结束字符)图3 固定帧长帧格式固定帧长帧格式用于控制系统主控单元向继电保护设备传输询问帧或命令帧（复位通信单元或复位帧计数位），或继电保护设备向控制系统主控单元传输确认帧或响应帧（无所要求的数据帧）。帧校验和是控制字、地址的算术和（不考虑溢出位即256模和）子站和主站接收报文时，校验启动字符、帧校验和、结束字符，若检出任何一个差错，该数据帧无效，舍弃此数据帧。4.3.2 可变帧长帧格式68H(启动字符1)L(报文长度)L(重复)68H(启动字符2)控制域(C)地址域(A)链路用户数据(可变长度)帧校验和(CS)16H(结束字符)图4 可变帧长帧格式可变帧长帧格式用于控制系统主控单元向继电保护设备传输数据，或由继电保护设备向控制系统主控单元传输数据之用。长度L包括控制域、地址域、链路用户数据长度的总和，L最大值为255,子站和主站在组织报文时，要控制链路用户数据的长度，注意使控制域、地址域、链路用户数据长度之和不要超出255。如果超出，则要考虑分包传送。帧校验和是控制域、地址域、链路用户数据的算术和，（不考虑溢出位即256模和）。子站和主站接收报文时，应校验两个启动字符、两个L值应一致、接收字符数为L+6、帧校验和、结束字符，若检出任何一个差错，该数据帧无效，舍弃此帧数据。4.3.3 控制系统主控单元向继电保护设备传输的报文中控制域的定义0（备用）PRM(启动报文位)FCB(帧计数位)FCV(帧计数有效位)功能码 D7 D6 D5 D4 D3D0图5 控制方向控制域的定义a. 备用位：始终为0。b. 启动报文位PRM：PRM=1，表示是由控制系统主控单元向继电保护设备传输，控制系统主控单元为启动站。c. FCB(帧计数位)：控制系统主控单元向同一个继电保护设备传输新一轮的发送/确认(SEND/CONFIRM)或请求/响应(REQUEST/RESPOND)传输服务时，将帧计数位FCB取反值。控制系统主控单元应为每一个继电保护设备保留一个帧计数位(FCB)的拷贝，若超时未从继电保护设备收到报文，或接收出现差错，则控制系统主控单元不改变帧计数位(FCB)的状态，重传原报文，重传次数大于等于3次，如果控制系统主控单元正确接收到继电保护设备报文，则该一轮的发送/确认(SEND/CONFIRM)或请求/响应(REQUEST/RESPOND)传输服务结束。复位命令（复位通信单元或复位帧计数位）的帧计数位(FCB)为0,帧计数有效位(FCV)为0。d. FCV(帧计数有效位)：FCV=0:表示帧计数位(FCB)的变化无效。FCV=1:表示帧计数位(FCB)的变化有效。发送/无回答服务、广播报文是不需要考虑报文丢失和重复重传，无需改变帧计数位(FCB)的状态，故这些帧的帧计数有效位(FCV)常为0。e. 功能码表1 控制系统主控单元向继电保护设备传输的帧中功能码的定义功能码序号帧类型功能FCV0发送/确认帧复位通信单元(CU)012备用3发送/确认帧传送数据14发送/无回答帧传送数据056备用7发送/确认帧复位帧计数位（FCB）08备用9备用10请求/响应帧召唤1级用户数据111请求/响应帧召唤2级用户数据11213备用1415备用4.3.4 继电保护设备向控制系统主控单元传输的报文中控制域的定义0（备用）PRM(启动报文位)ACD(要求访问位)DFC(数据流控制位)功能码D7 D6 D5 D4 D3D0图6 监视方向控制域的定义a. 备用位：始终为0。b. 启动报文位PRM：PRM=0，表示是由继电保护设备向控制系统主控单元传输。c. ACD(要求访问位)：ACD=1表示继电保护设备希望向控制系统主控单元传输1级用户用户数据。d. DFC(数据流控制位)：DFC=0 表示继电保护设备可以接受数据。DFC=1 表示继电保护设备的缓冲区已满，无法接受新数据。本规约规定深圳南瑞科技有限公司的继电保护设备上送报文中DFC始终为0，即可以接受新数据，控制系统主控单元应能够处理DFC=1的报文。e. 功能码：表2 继电保护设备向控制系统主控单元传输的帧中功能码的定义功能码序号帧类型功能0确认帧确认1确认帧 链路忙，未收到报文25备用67备用8响应帧以数据响应请求帧9响应帧无所召唤的数据1015备用4.3.5 链路传输规则本规约采用非平衡式传输的链路传输规则，即由控制系统主控单元向继电保护设备触发一次传输服务，或者成功的完成，或者报告产生差错，之后才能开始下一轮的传输服务，对于发送/确认(SEND/CONFIRM)、请求/响应(REQUEST/RESPOND)传输服务在传输过程中受到干扰，用等待超时重发的方式发送下一帧，发送/确认(SEND/CONFIRM)和请求/响应(REQUEST/RESPOND)这两种服务由一系列在请求站和响应站之间的不可分割的对话要素所组成。本规约采用的链路服务级别为3级：发送/无回答(SEND/NO REPLY)、发送/确认(SEND/CONFIRM)和请求/响应(REQUEST/RESPOND)。发送/无回答(SEND/NO REPLY)由控制系统主控单元向继电保护设备发送广播命令；发送/确认(SEND/CONFIRM)由控制系统主控单元向保护设备设置参数等；请求/响应(REQUEST/RESPOND)由控制系统主控单元向继电保护设备召唤数据或事件。4.3.5.1 发送/无回答(SEND/NO REPLY)只有在前一轮服务结束之后，才能开始新的一轮服务。4.3.5.2 发送/确认(SEND/CONFIRM)1 只有在前一轮传输结束之后，才能开始新的一轮传输。2 当继电保护设备正确收到控制系统主控单元传送的发送报文后，继电保护设备向控制系统主控单元发送一个确认帧。3 若继电保护设备由于过载等原因不能接受控制系统主控单元的发送报文，继电保护设备则应传送一个忙帧给控制系统主控单元。4 控制系统主控单元在开始新的一轮发送/确认(SEND/CONFIRM)服务时，帧计数位（FCB）改变状态，并从继电保护设备收到无差错的确认帧，则这一轮的发送/确认(SEND/CONFIRM)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发送报文，最大重传次数为3次。在继电保护设备收到控制系统主控单元的发送帧，并向控制系统主控单元发送确认帧，此时在继电保护设备将此确认帧保存起来，在前后两次接收到的帧中的帧计数位的值不同，此时将保存的确认帧清除，并形成新的回答帧，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（复位通信单元或复位帧计数位），此帧的帧计数位和帧有效位都为零，则继电保护设备将其保存的帧计数位置成零值，并期待下一帧的帧计数位和帧有效位都为1。4.3.5.3 请求/响应(REQUEST/RESPOND)1 只有在前一轮传输结束之后，才能开始新的一轮传输。2 当继电保护设备正确收到控制系统主控单元传送的请求报文后，若继电保护设备有所请求的数据，继电保护设备向控制系统主控单元发送一个相应响应帧。若继电保护设备无所请求的数据，继电保护设备向控制系统主控单元发送一个无所请求数据的响应帧。3 若继电保护设备由于过载等原因不能接受控制系统主控单元的请求报文，继电保护设备则应传送一个无所请求数据的响应帧给控制系统主控单元。4 控制系统主控单元在开始新的一轮请求/响应(REQUEST/RESPOND)服务时，帧计数位（FCB）改变状态，并从继电保护设备收到无差错的响应帧，则这一轮的请求/响应(REQUEST/RESPOND)服务即告结束。若响应帧受到干扰或超时未收到响应帧，则不改变帧计数位的状态重发原请求报文，最大重传次数为3次。在继电保护设备收到控制系统主控单元的请求帧，并向控制系统主控单元发送响应帧，此时在继电保护设备将此响应帧保存起来，在前后两次接收到的帧中的帧计数位的值不同，此时将保存的响应帧清除，并形成新的回答帧，否则不管收到的帧内容是什么，将原保存的响应帧重发。当收到一个复位命令（复位通信单元复位帧计数位），此帧的帧计数位和帧有效位都为零，则继电保护设备将其保存的帧计数位置成零值，并期待下一帧的帧计数位和帧有效位都为1。4.3.6本规约中应用的固定帧长的链路规约数据单元4.3.6.1在控制方向上固定帧长的链路规约数据单元 复位帧计数位、复位通信单元、召唤1级用户数据和召唤2级用户数据的链路规约数据单元格式分别如图7、图8、图9和图10所示。10H10H0100011101000000链路地址域链路地址域帧校验和(CS)帧校验和(CS)16H16H图7 复位帧计数位 图8 复位通信单元10H10H01FCBFCV101001FCBFCV1011链路地址域链路地址域帧校验和(CS)帧校验和(CS)16H16H图9 召唤1级用户数据 图10 召唤2级用户数据4.3.6.2在监视方向上固定帧长的链路规约数据单元 正确收到控制系统主控单元的发送帧，继电保护设备以确认帧回答，如图11所示。 如果链路忙，未接收到报文，以忙帧回答控制系统主控单元的发送帧，如图12所示。10H10H00ACDDFC000000ACDDFC0001链路地址域链路地址域帧校验和(CS)帧校验和(CS)16H16H图11 确认帧 图12 忙帧 如果继电保护设备无控制系统主控单元所请求的数据，以无所请求的数据响应帧回答，如图13所示。10H00ACDDFC1001链路地址域帧校验和(CS)16H图13 无所请求的数据响应帧第五章 ISA300扩展IEC-103通信规约应用层说明5.1 用户数据分类5.1.1 1级用户数据：1 保护动作事件(ASDU2)。2 遥信变位(ASDU40ASDU45（单点信息）/ASDU47（双点信息）)。3 保护告警信息和保护状态信息(ASDU1)。4 SOE信号(ASDU41（单点信息）/ASDU43（双点信息）)。5 初始化过程中，继电保护设备内形成的标识码和启动/重新启动的应用服务数据单元ASDU5。6 在时间同步过程中，继电保护设备内所形成的响应帧内容ASDU6。7 主控单元向继电保护设备遥控遥调过程中，继电保护设备内所形成的遥控遥调确认报文（ASDU64(遥控)/ASDU65(遥调)）。8 一般命令传输过程中，主控单元向继电保护设备传送命令ASDU20，继电保护设备内接受以后所形成的肯定或否定认可报文（ASDU1）。9 通用分类服务过程中，主控单元发送通用分类服务读或写命令后，继电保护设备所形成的ASDU10报文。10 控制系统主控单元发出总查询启动命令（ASDU7）后，继电保护设备内保护状态信息（ASDU1）、遥信状态信息（ASDU440(单点信息)/ASDU42(双点信息)）、遥测信息（ASDU50）、扰动数据表（ASDU23）和总查询结束报文（ASDU8）。11 控制系统向继电保护设备遥控遥调过程中，继电保护设备内所形成的遥控遥调确认报文（ASDU64(遥控)/ASDU65(遥调)）。12 一般命令传输过程中，控制系统向继电保护设备传送命令ASDU20，继电保护设备内接受以后所形成的肯定或否定认可报文（ASDU1）。13 通用分类服务过程中，控制系统发送通用分类服务读或写命令后，继电保护设备所形成的ASDU10报文。14 控制系统主控单元向继电保护设备召唤遥脉命令（ASDU88）过程中，继电保护设备内所形成的ASDU36报文。15 继电保护设备因系统故障所形成的扰动数据表ASDU23和继电保护设备在控制系统主控单元召唤故障录波过程中所形成如下报文内容：扰动数据传输准备就绪ASDU26带标志的状态变位传输准备就绪ASDU28传送带标志的状态变位的状态ASDU29带标志的状态变位传输结束ASDU31被记录的通道传输准备就绪ASDU27被请求通道扰动值ASDU30通道传输结束ASDU31扰动数据传输结束ASDU31刷新的扰动数据表ASDU23各种1级用户数据的优先级别，按照上面的顺序排列在前的优先级别高。5.1.2 2级用户数据：2级用户数据主要用来传输全遥测值，ISA300本扩展IEC-103通信规约规定深圳南瑞科技有限公司的继电保护设备遥测值采用被测值VII帧（ASDU50）传输。5.2 应用层传输规则1 ISA300本扩展IEC-103通信规约是严格的Polling规约，按照非平衡方式传输，控制系统主控单元为主站，继电保护设备为子站（或从站）。2 控制系统主控单元启动时，控制系统主控单元向继电保护设备发送复位通信单元命令使控制系统主控单元和所有继电保护设备的通信过程恢复正常，紧接着是对继电保护设备进行广播校时和总查询，然后控制系统主控单元和继电保护设备进入正常情况下的基本链路传输过程。3 控制系统主控单元平时的链路传输过程是向继电保护设备召唤2级数据，继电保护设备以被测值VII帧（ASDU50）响应，继电保护设备如果没有遥测值，就以无所请求数据的响应帧回答。如果各个继电保护设备无1级用户数据，控制系统主控单元定期依次一个继电保护设备一个继电保护设备循环地召唤2级用户数据，各个继电保护设备分别以响应帧回答。4 如果在召唤某一继电保护设备2级用户数据之前，此继电保护设备发生1级用户数据，当控制系统主控单元向该继电保护设备召唤2级用户数据时，继电保护设备的响应帧中的ACD=1，控制系统主控单元接受完2级用户数据（或者接受完无所请求数据的响应）后，接下去立即召唤一次该继电保护设备的1级用户数据，控制系统主控单元在接受完此次1级用户数据响应帧后，且响应帧中的ACD=1,如果该1级用户数据响应帧为非总查询或扰动数据传输所形成的一级数据，则应对此继电保护设备连续召唤1级用户数据，直到该继电保护设备的1级用户数据响应帧ACD=0；如果该1级用户数据响应帧是总查询或扰动数据传输所形成的一级数据，则不管响应帧中的ACD是否为1，接下去继续向下一个循环继电保护设备召唤2级用户数据。再次轮到此继电保护设备时，主站仍旧先召唤2级用户数据，然后根据响应帧中的ACD标志位为1召唤1级用户数据。5 对于控制系统主控单元主动发送的发送/确认（SEND/CONFIRM）命令，继电保护设备如果能够及时准备好1级用户数据，首先发送一个确认短帧来确认此命令，并将ACD位置1，通知主站有1级用户数据，主站然后根据ACD标志位为1来马上召唤1级用户数据，正确接受响应后继续循环召唤2级用户数据。如果此时子站不能及时准备好1级用户数据，则可发送链路忙短帧确认报文并将ACD置01以通知主站子站忙，主站接收到此报文后应继续召唤1级用户数据，直到最后接收到1级用户数据或无所请求报文为止，然后回到循环召唤2级用户数据的正常链路传输过程。6 为保证突发类事件的1级用户数据（保护动作事件、遥信变位、保护告警信息、保护状态信息和SOE信号）的及时上送，如果继电保护设备的1级用户数据响应帧为突发类事件，且响应帧中的ACD=1,则应对此继电保护设备连续召唤1级用户数据，直到该继电保护设备的1级用户数据响应帧为非突发类事件或响应帧中的ACD=0。7 控制系统主控单元发送的发送/确认（SEND/CONFIRM）命令必须考虑多响应帧时命令的完整性，即在命令确认后召唤1级用户数据时如果有后续响应帧应连续召唤。8 控制系统主控单元定期（5分钟）依次循环收集各个继电保护设备的遥脉数据。9 控制系统主控单元定期（25分钟）广播校时继电保护设备的时间。10 控制系统主控单元定期（15分钟）依次循环对各个继电保护设备进行总查询。5.3 应用服务数据单元的一般结构ISA300本扩展IEC-103规约的链路规约数据单元（LPDU）不得包含多于一个的应用服务数据单元（ASDU）。如图14，一个应用服务数据单元是由一个数据单元标识符和唯一的一个信息体组成。对于所有应用服务数据单元，其数据单元标识符有相同的结构，它由四个8位位组所组成，它们是类型标识、可变结构限定词、传送原因和应用服务数据单元公共地址。本规约中应用服务数据单元公共地址和用于链路层的地址一致。对于一般保护装置来说，为装置的物理地址；对于通讯管理机来说，为产生信号的保护装置的物理地址。取值范围为1254，255为广播地址。可变结构限定词规定了信息体中的信息元素集是由一个单个的信息元素、一个综合信息元素或一个顺序的信息元素组成，具体含义参见国标规约说明。数据单元标识符信息体应用服务数据单元数据单元类型信息体标识符信息体时标（可选）类型标识可变结构限定词传送原因应用服务数据单元公共地址功能类型信息序号信息元素集时标ms(L)时标ms(H)IVRes.时标minSU 时标h图14 一个应用服务数据单元的结构数据单元标识符信息体应用服务数据单元数据单元类型信息体标识符信息体时标（可选）类型标识可变结构限定词传送原因应用服务数据单元公共地址功能类型信息序号信息元素集时标ms(L)时标ms(H)IVRes.时标minSU 时标h图14 一个应用服务数据单元的结构对于所有应用服务数据单元，其数据单元标识符有相同的结构，它由四个8位位组所组成，它们是类型标识、可变结构限定词、传送原因和应用服务数据单元公共地址。本规约中应用服务数据单元公共地址和用于链路层的地址一致。对于一般保护装置来说，为装置的物理地址；对于通讯管理机来说，为产生信号的保护装置的物理地址。取值范围为1254，255为广播地址。可变结构限定词规定了信息体中的信息元素集是由一个单个的信息元素、一个综合信息元素或一个顺序的信息元素组成，具体含义参见国标规约说明。类型标识和传送原因的定义已根据具体应用功能给出了明确的描述，进一步信息可参考IEC 60870-5-103传输规约中的相关内容。信息体由信息体标识符和一组信息元素集组成，如果出现的话，还有时标。信息体标识符包含两个八位位组，分别是功能类型和信息序号。对于继电保护装置，每个动作元件（如段距离动作）、报警信号和压板状态等都有一个唯一的FUN和INF与之对应。具体对应关系见各保护装置信息表。对于测控装置，每个遥测、遥信、遥脉、遥控通道也都有一个唯一的 FUN和INF与之对应，具体定义如下：（对于容量小的分散式测控单元，则FUN=1，如果信息量较大，FUN编号顺序增加，以满足信号容量的要求。） 遥测通道：FUN=16，INF=92148； 遥信通道：FUN=16，INF=149238； 遥脉通道：FUN=16，INF=631； 遥控通道：FUN=16，INF=4875。ISA300本扩展IEC-103规约的功能类型定义如图15所示。具体信息序号的定义则需由各种功能类型的继电保护设备参照IEC 60870-5-103传输规约中的相关内容作出定义，并制成信息表写入该继电保护装置的技术说明书中。深圳南瑞科技有限公司保留扩充功能类型和信息序号的权利，并会及时通知合作的厂家。功能类型码保护装置类别FFH全局功能类型FEH通用分类功能类新01H06H测控单元82H线路距离保护85H线路过流保护92H变压器差动保护98H线路差动保护C2H变压器后备保护B8H电源备自投装置D2H母线差动保护E2H发电机保护图15 功能类型定义注：对于保护测控一体化装置，保护部分信息使用相应保护装置类别的功能类型，测控部分信息使用测控单元的功能类型。时标有四个八位位组和七个八位位组两种结构，二进制表示，如图16所示。其中秒(second)已转化成毫秒(ms)并与毫秒(ms)加在一起；年(year)只存低两位；星期的某天（day of week）如采用的话，设定为17，这里1等于星期一，否则其值设置为0。Res.为备用位；IV为无效标志位，等于1时标无效，等于0时标有效；SU为夏时制标志位，等于1为夏时制，等于0为非夏时制。四个八位位组时标七个八位位组时标ms(L)时标ms(L)ms(H)时标ms(H)IVRes.minuteIVRes.minuteSURes.Res.hourSURes.Res.hourdayofweekdateRes.Res.Res.Res.monthRes.year图16 四个八位位组和七个八位位组时标结构信息元素集由一个单个的信息元素、一个综合信息元素或一个顺序的信息元素所组成，具体组成方式由可变结构限定词规定。5.4 总控单元同纯保护装置之间的主要通讯过程5.4.1装置初始化1 初始化过程在以下两种情况下总控单元向继电保护设备发送初始化命令：总括单元被复位；在某一个循环重复时段内继电保护设备未对总控单元作正确响应。复位命令不影响保护功能，仅仅复位保护的通信功能，被传送的命令可以是复位帧计数位(FCB)或复位通信单元(CU)，这由总括单元决定。复位帧记数位（FCB）复位把FCB置0、发送缓冲区不清零。复位通讯单元（CU）把FCB置0、发送缓冲区清零。机电保护设备接收到复位命令后，以相应的确认帧回答，并将ACD置1，主站根据ACD为1向子站请求1级用户数据，子站以ASDU5响应来传送继电保护设备的一些信息，如果在此过程中有突发类事件，这些报文应当在ASDU5报文之前传送。继电保护设备除传送复位报文ASDU5（传送原因为复位帧计数位或复位通信单元）外，还要传送启动/重新启动报文ASDU5（传送原因为启动/重新启动）。传送完毕后即告初始化结束，然后是时间同步（对时）和总查询。初始化过程当中，总控单元屏蔽对该继电保护设备的命令操作，包括定值、测量值、软压板（控制字）操作、遥控和信号复归。2 ASDU解释ASDU5（05H） 标识报文类型标识TYP05H注释可变结构限定词VSQ81H1个综合信息。传送原因COT03H/04/05H03H=复位帧记数位FCB；04H=复位通信单元；05H=启动/重新启动。ASDUADDRADDR装置物理地址，与链路层地址一致。功能类型FUNFUN由具体装置的FUN而定，详见各保护装置103规约信息表。信息序号INF02H/03H/04H02H=复位帧记数位FCB；03H=复位通信单元CU；04H=启动/重新启动。兼容级别COL兼容级别COL2=未采用通用分类服务；3=采用通用服务。ASCII字符153HASCII字符用作制造厂的名字，对于“空域”必须用ASCII字符的空格20H，深圳南瑞科技有限公司的继电保护设备统一赋值为S、Z、N、A、R、I的ASCII码值和两个空格20H。ASCII字符25AHASCII字符34EHASCII字符441HASCII字符552HASCII字符649HASCII字符720HASCII字符820H自由赋值自由赋值可由制造厂自由赋值。深圳南瑞科技有限公司的继电保护设备用装置的型号（ASCII码值）填充。自由赋值自由赋值自由赋值自由赋值自由赋值自由赋值3 报文示例1) 10 5b 0f 6a 16 总控要2级数据2) 10 5b 0f 6a 16 在50ms内，总控未收到应答报文。不改变FCB状态，重发。3) 10 5b 0f 6a 16 不改变FCB状态，再次重发。 4) 10 40 0f 4f 16 复位通讯单元（CU）（FCB、FCV都为0，功能码为0代表CU） 5) 10 40 0f 4f 16 复位通讯单元（CU）6) 10 20 0f 2f 16 装置15上电，响应复位通信单元命令，ACD置1请求查询1级数据。 7) 10 7a 0f 89 16 总控查询1级数据8) 68 15 15 68 28 0f 05 81 04 0f c2 03 03 53 5a 4e 41 52 49 20 20 01 00 01 00 c2 16 上送标识 ASDU 厂家自定义 发送原因 兼容级别 ASCII码：SZNARI 复位通信单元 采用通用服务 装置FUN INF=3为复位通信单元 9) 10 5a 0f 69 16 总控继续查询1级数据，因ACD为1，且为复位10) 68 15 15 68 28 0f 05 81 05 0f c2 04 03 53 5a 4e 41 52 49 20 20 01 00 01 00 c3 16 上送标识 发