IEC101规约说明.doc

IEC870-5-101规约说明目 录一.参考模型：2二.帧格式：21固定帧长帧格式22单个字符E533可变帧长帧格式3三.应答过程81初始化过程82对时过程93总召唤过程104分组召唤过程165一般询问过程176遥控过程197召唤电度过程228报文举例24附录： 常用信息体格式26规约标准原文请参照国内1998-05-01实施的等同标准远动设备及系统第5部分传输规约第101篇基本远动任务配套标准。一. 参考模型：本标准中使用的参考模型是源于开放式系统互联的ISO-OSI参考模型，由于远动系统在有限带宽下要求特别短的反应时间，故改进采用增强性能结构（EPA），见 下图所示：应用层链路层物理层在这样的参考模型下，各层次数据单元之间的关系如下图所示：APDUAPCIASDU应用用户数据LPCILSDULPDUAPCILPCI链路层（第2层）APCI: 应用规约控制单元ASDU: 应用服务数据单元APDU: 应用规约数据单元LPCI: 链路规约控制单元LSDU: 链路服务数据单元LPDU: 链路规约数据单元应用层（第7）应用（用户）过程本标准中没有使用APCI二. 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 单个字符E5 在子站回答时表示否定。3 可变帧长帧格式启动字符（68H）LL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）帧校验和（CS）结束字符（16H）FT1.2的传输标准要求线路上低位先传；线路的空闲为二进制的1；两帧之间的线路空闲间隔需不小于33位；每个字符包括1位起始位、1位停止位、1位偶校验位、8位数据位，字符间无需线路空闲间隔；信息字节求和校验（Check Sum）。其中各部分的含义如下1) 长度LC+A+链路用户数据的长度。2) 控制域C的定义如下：0DIR传输方向位11PRM启动报文位0帧计数位FCB帧计数有效位FCV23222120要求访问位ACD数据流控制位DFC功能码主站向子站传输时：DIR=0, PRM=1;子站向主站传输时：DIR=1, PRM=0。主站向同一个子站传输新一轮的发送/确认和请求/响应传输服务时，将FCB位取反；主站为每一个子站保留一个帧计数位的拷贝，若超时没有从子站收到所期望的报文，或接收出现差错，则主站不改变帧计数位的状态，重复传送原报文，重复次数为3次。FCV若等于0，FCB的变化无效。主站向子站传输的功能码如下表所列：功能码序号帧类型业务功能FCV位状态0发送/确认帧复位远方链路01发送/确认帧复位远动终端的用户进程（撤销命令）02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14发送/无回答帧传送数据05备用6，7制造厂和用户协商后定义8请求/响应帧响应帧应说明访问要求09请求/响应帧召唤链路状态010请求/响应帧召唤用户一级数据111请求/响应帧召唤用户二级数据112，13备用14，15制造厂和用户协商后定义子站向主站传输的功能码如下表所列：功能码序号帧类型业务功能0确认帧确认1确认帧链路忙，未接受报文25备用6，7制造厂和用户协商后定义8响应帧以数据响应请求帧9响应帧无所召唤的数据10备用11响应帧以链路状态或访问请求回答请求帧12备用13制造厂和用户协商后定义14链路服务未工作15链路服务未完成3) 链路地址域的内容指的是子站即RTU的站号，通常由调度与变电站协商确定。4) 链路用户数据（即前文所提到的ASDU）的定义见下节。ASDUASDU的域数据单元标识数据单元类型类型标识可变结构限定词传送原因公共地址信息体信息体地址信息体元素信息体时标（如有必要）其中，各部分的解释如下：a. 类型标识常用的有：子站-主站过程信息主站-子站过程信息标识含义标识含义1不带时标的单点信息46保留2带时标的单点信息47保留3不带时标的双点信息48保留4带时标的双点信息5步位置信息（变压器分接头信息）100召唤命令6带时标的步位置信息(变压器分接头信息)101电能脉冲召唤命令7子站远动终端状态（未用）102读数据命令（未用）8保留103时钟同步命令9测量值104测试命令（未用）10带时标的测量值（未用）105复位进程命令（未用）15电能脉冲计数量106109保留16带时标的电能脉冲计数量(未用)17带时标的继电保护或重合闸设备单个事件18带时标的继电保护成组启动事件（未用）19带时标的继电保护成组输出电路事件（未用）20具有状态变位检出的成组单点信息21不带品质描述的测量值70初始化结束其它保留b. 可变结构限定词其结构如下：Bit7Bit6bit0SQ（1位）信息体的个数1：此帧中信息体是按信息体地址顺序排列的。0：此帧中信息体不是按信息体地址顺序排列的信息体的个数小于128c. 传送原因其字节的结构如下：Bit7Bit6Bit5bit0TP/N传送原因0：未试验1：试验0：肯定认可1：否定认可1：周期、循环2：背景扫描3：突发4：初始化5：请求或被请求6：激活7：激活确认8：停止激活9：停止激活确认10：激活结束11：远程命令引起的返送信息（未用）12：当地命令引起的返送信息（未用）13：文件传送（未用）1419：保留20：响应总召唤2136：响应第一组第十六组召唤37： 响应计数量总召唤3841：响应第一组第四组计数量召唤4247：为配套标准保留4863：为特殊用途保留d. 信息体地址信息体地址这一部分，不同调度系统厂家、不同区域、不同组织的定义会有所不同。国内几个已经投入使用的接受IEC60870-5-101远动规约的调度系统，主要包括南瑞的SD6000系统、北京南瑞在天津城东应用的调度系统、广东中山应用的德国SIEMENS调度系统、华中网调应用的ABB调度系统等，这些调度系统对于信息体地址的定义不尽相同。南瑞及其分公司的调度系统对于信息体的定义与全国电力远动通信标准化技术委员会颁布的标准定义相同，常用信息的具体定义如下：信息体地址为2个字节，范围为0FFFFH；类型每个信息占用信息体地址数地址范围单点遥信11H400H双点遥信2继电保护单个事件2401H500H继电保护带启动事件的事件顺序记录8501H600H继电保护成组输出信息4601H700H遥测1701H900H遥控/升降1B01HB80H设定值1B81HC00H电能脉冲计数量1C01HC80H步位置信息，如变压器分接头1C81HCA0H为了传送数据的方便，主站召唤数据的时候，可以将子站的数据分组上送，组的安排及各组起始地址如下如下：组号起始地址类型组号起始地址类型11H遥信9701H遥测281H10781H3101H11801H4181H12881H5201H13C81HCA0H步位置(分接头)6281H14CC1HCE0HBCD(水位)7301H15CE9H子站远动终端8381H16备用召唤电度时，电度量分4组，每组32个。广东某远动系统引进的是德国Siemens的调度系统，其IEC870-5-101规约的信息体地址安排类似于它的另一个规约SINAUT 8规约，每个地址包括3个字节。具体如下：信息类型信息地址说明信息容量双遥信(Double Point)41314点/地址,例:4/04/3共128*4=512点瞬变事件信号(Event)1321958点/地址,例:132/0132/7共64*8=512点单遥信(Single Point)1962598点/地址,例:196/0196/7共64*8=512点累加量(Counters)2605114地址/点,例:260、264共252/4=63点模拟量（Measurements）51210142地址/点，例：512、514共502/2=251点华中网调引进的ABB的调度系统对于信息体地址的定义与国家标准比较相似，每个地址也是2个字节，具体如下：类型每个信息占用信息体地址数地址范围单点遥信11H0FFFH双点遥信暂时没有用到(未明)遥测14000H4FFFH遥控/升降19000H9FFFH电能脉冲计数量暂时没有用到(未明)在这个系统中，因为不采用分组召唤的方式，所以没有“组”的概念。e. 信息体元素经常用到的信息体元素格式见附录。三. 应答过程在国家标准中，制订了一套典型的问答式规范，一般来说，以下几个过程将依次出现：1 初始化过程1） 主子：请求链路状态 C_RQ_NA_110H0 1 FCB 0 1 0 0 1链路地址域帧校验和16H2） 子主：回答链路状态 M_RQ_NA_110H1 0 ACD DFC 链路地址域帧校验和16H 0001：链路忙； 1110：链路服务未工作； 1011：链路完好； 1111：链路服务未完成。3） 主子：复位远方链路请求 C_RL_NA_110H0 1 FCB 0 1 0 0 1链路地址域帧校验和16H4） 子主：复位远方链路确认 M_RL_NA_1*（在平衡式如电科院检测程序中要求）10H1 0 ACD DFC 0 0 0 0链路地址域帧校验和16H2 对时过程1） 主子：时间同步的发送帧 C_CS_NA_168HL=15L=1568H0 1 FCB 1 0 0 1 1链路地址域类型标识103可变结构限定词01传送原因6（激活）应用服务数据单元公共地址信息体地址低字节00信息体地址高字节0027 Milliseconds 20215 Milliseconds （059999ms） 28IV RES1 25 Minutes（059） 20SU RES224 Hours （023） 2022 Day of week（17） 2024 Day of month（131） 20RES323 Months（112） 20RES426 Years （099） 20帧校验和CS16H2） 子主：时间同步的确认帧 M_CS_NA_168HL=15L=1568H1 0 ACD DFC 0 0 0 0链路地址域类型标识103可变结构限定词01传送原因7（激活确认）应用服务数据单元公共地址信息体地址低字节00H信息体地址高字节00H27 Milliseconds 20215 Milliseconds(059999) 28IV RES1 25 Minutes( 059) 20SU RES224 Hours (023h) 2022 Day of week(17) 2024 Day of month(131) 20RES323 Months(112) 20RES426 Years(099) 20帧校验和CS16H3 总召唤过程1） 主子：总召唤命令帧 C_IC_NA_168HL=9L=968H0 1 FCB 1 0 0 1 1链路地址域类型标识100可变结构限定词01传送原因6（激活）应用服务数据单元公共地址信息体地址低字节00H信息体地址高字节00HQOI=20（总召唤）帧校验和CS16H子站回答顺序：1. 总召唤确认帧M_IC_NA_1；2. 全遥信；3. 全遥测；4. 全步位置信息(可选)；5. 总召唤结束帧M_IC_NA_1 ACTTERM以上回答针对允许一问多答的实现方式。对不接受多帧回答的实现，主站不应该总召唤，一般按照分组召唤，每组只能限于一帧。子主：总召唤确认帧M_IC_NA_168HL=9L=968H1 0 ACD DFC 0 0 0 0链路地址域类型标识100可变结构限定词01传送原因7（激活确认）应用服务数据单元公共地址信息体地址低字节00H信息体地址高字节00HQOI=20（总召唤）帧校验和CS16H子主：遥测帧M_ME_NA_168HL=L=68H1 0 ACD DFC 1 1 0 0链路地址域类型标识9可变结构限定词1 信息体数目传送原因应用服务数据单元公共地址起始信息体地址低字节起始信息体地址高字节信息体1（带品质描述的遥测值）遥测值1遥测值1IV NT SB BL 0 0 0 OV（暂固定为0）信息体2（带品质描述的遥测值）遥测值1遥测值1IV NT SB BL 0 0 0 OV（暂固定为0）帧校验和CS16H子主：单点遥信帧M_SP_NA_168HL=L=68H1 0 ACD DFC 1 0 0 0链路地址域类型标识1可变结构限定词1 信息体数目传送原因应用服务数据单元公共地址起始信息体地址低字节起始信息体地址高字节SIQ（见附录）帧校验和CS16H子主：双点遥信帧M_DP_NA_168HL=L=68H1 0 ACD DFC 1 0 0 0链路地址域类型标识3可变结构限定词1 信息体数目传送原因应用服务数据单元公共地址起始信息体地址低字节起始信息体地址高字节DIQ（见附录）帧校验和CS16H子主：总召唤结束帧M_IC_NA_168HL=9L=968H1 0 ACD DFC 0 0 0 0链路地址域类型标识100可变结构限定词01传送原因10应用服务数据单元公共地址信息体地址低字节00H信息体地址高字节00HQOI=20（总召唤）帧校验和CS16H其中的遥测帧M_ME_NA_1可以用不带品质描述的遥测帧M_ME_ND_1代替，而两种遥信帧也可以状态和状态变位的遥信帧M_PS_NA_1代替，其格式如下：子主：不带品质描述的遥测帧M_ME_ND_168HL=L=68H1 0 ACD DFC 1 0 0 0链路地址域类型标识21可变结构限定词1 信息体数目传送原因应用服务数据单元公共地址起始信息体地址低字节起始信息体地址高字节遥测值1遥测值1遥测值2遥测值2帧校验和CS16H传送原因与遥测帧M_ME_NA_1的相同子主：状态和状态变位的遥信帧M_PS_NA_168HL=L=68H1 0 ACD DFC 1 0 0 0链路地址域类型标识20可变结构限定词0 信息体数目传送原因应用服务数据单元公共地址起始信息体地址低字节起始信息体地址高字节状态位状态变化检出（SCD）QDS信息体地址低字节信息体地址高字节状态位状态变化检出（SCD）QDS帧校验和CS16H传送原因1：周期/循环2：背景扫描5：被请求20：响应总召唤29：响应分组召唤32：响应分组召唤以上所述的总召唤过程是国家标准中推荐的应答过程，这是一种非平衡式的传输方式，一问多答；但华中网调的ABB系统采用的纯粹的平衡式的传输方式，即一问一答，具体如下：主子：总召唤命令帧 C_IC_NA_1（同上）子主：无所请求数据确认帧 M_NV_NA_1或回答单个字符E5H10H1 0 ACD DFC 1 0 0 1链路地址域帧校验和16H主子：召唤二级用户数据帧 C_P2_NA_110H0 1 FCB 1 1 0 1 1链路地址域帧校验和16H子主：总召唤确认帧M_IC_NA_1主子：召唤二级用户数据帧 C_P2_NA_1子主：遥测帧M_ME_NA_1（或M_ME_ND_1）主子：召唤二级用户数据帧 C_P2_NA_1子主：遥信帧M_SP_NA_1（或M_SP_NA_1、M_PS_NA_1）（直到送完全部遥测遥信数据）4 分组召唤过程南瑞公司的主站系统经常采用依次召唤某组数据的方法得到全数据，过程如下：主子：召唤某一组数据帧 C_IC_NA_168HL=9L=968H0 1 FCB 1 0 0 1 1链路地址域类型标识100可变结构限定词01传送原因5应用服务数据单元公共地址信息体地址低字节00H信息体地址高字节00HQOI=2136（召唤第116组）帧校验和CS16H而子站给予的回答则与总召唤时的回答格式相同，只有传送原因字节表示出不同的组号。5 一般询问过程1. 当没有变化数据时：主子：召唤二级用户数据帧 C_P2_NA_1 子主：无所请求数据确认帧 M_NV_NA_1或回答单个字符E5H2. 当有遥信变化（一级用户数据）时，直接以一级数据应答：主子：召唤二级用户数据帧 C_P2_NA_1子主：单点/双点遥信变化响应帧 M_SP_NA_1/ M_DP_NA_168HL=L=68H1 0 ACD DFC 1 0 0 0链路地址域类型标识1/3可变结构限定词0 信息体数目传送原因3应用服务数据单元公共地址信息体地址低字节信息体地址高字节SIQ/DIQ信息体地址低字节信息体地址高字节SIQ/DIQ帧校验和CS16H3. 当子站发生遥测变化（二级用户数据）时，报告变化遥测主子：召唤二级用户数据帧 C_P2_NA_1子主：遥测数据变化响应帧M_ME_NA_168HL=L=68H1 0 ACD DFC 1 0 0 0链路地址域类型标识9可变结构限定词0 信息体数目传送原因应用服务数据单元公共地址信息体地址低字节信息体地址高字节遥测值1遥测值1IV NT SB BL 0 0 0 OV （暂固定为0）遥测值2遥测值2IV NT SB BL 0 0 0 OV （暂固定为0）帧校验和CS16H4. 当子站发生事件顺序记录SOE（二级用户数据）时，报告SOE：主子：召唤二级用户数据帧 C_P2_NA_1子主：单点/双点信息的事件顺序记录M_SP_TA_1/ M_DP_TA_168HL=L=68H1 0 ACD DFC 1 0 0 0链路地址域类型标识2/4可变结构限定词0 信息体数目传送原因3应用服务数据单元公共地址信息体1信息体地址低字节信息体地址高字节SIQ/DIQ27 Milliseconds 20215 Milliseconds 28IV RES1 25 Minutes 20信息体2信息体地址低字节信息体地址高字节SIQ/DIQ27 Milliseconds 20215 Milliseconds 28IV RES1 25 Minutes 20帧校验和CS16H6 遥控过程1 主子：遥控选择命令的发送帧 C_DC_NA_168HL=9L=968H0 1 FCB 1 0 0 1 1链路地址域类型标识46可变结构限定词01传送原因6应用服务数据单元公共地址信息体地址低字节信息体地址高字节1 QU=0 DCS帧校验和CS16H2子主：遥控选择命令的确认帧M_DC_NA_168HL=9L=968H1 0 ACD DFC 0 0 0 0链路地址域类型标识46可变结构限定词01传送原因7应用服务数据单元公共地址信息体地址低字节信息体地址高字节1 QU=0 DCS帧校验和CS16H3主子：遥控执行命令的发送帧 C_DC_NA_168HL=9L=968H0 1 FCB 1 0 0 1 1链路地址域类型标识46可变结构限定词01传送原因6应用服务数据单元公共地址信息体地址低字节信息体地址高字节0 QU=0 DCS帧校验和CS16H4子主：遥控执行命令的确认帧M_DC_NA_168HL=9L=968H1 0 ACD DFC 0 0 0 0链路地址域类型标识46可变结构限定词01传送原因7应用服务数据单元公共地址信息体地址低字节信息体地址高字节0 QU=0 DCS帧校验和CS16H在ABB的主站系统中，遥控过程有些不同之处，具体如下：主子：遥控选择命令的发送帧 C_DC_NA_1子主：无所请求数据确认帧 M_NV_NA_1或回答单个字符E5H主子：召唤二级用户数据帧 C_P2_NA_1子主：遥控选择命令的确认帧M_DC_NA_1（注意此时控制域功能码为8）主子：遥控执行命令的发送帧 C_DC_NA_1子主：无所请求数据确认帧 M_NV_NA_1或回答单个字符E5H主子：召唤二级用户数据帧 C_P2_NA_1子主：遥控执行命令的确认帧M_DC_NA_1（注意此时控制域功能码为8）主子：召唤二级用户数据帧 C_P2_NA_1子主：遥控执行命令的确认帧M_DC_NA_168HL=9L=968H1 0 ACD DFC 1 0 0 0链路地址域类型标识46可变结构限定词01传送原因10应用服务数据单元公共地址信息体地址低字节信息体地址高字节0 QU=0 DCS帧校验和CS16H7 召唤电度过程主子：冻结和召唤电度量的发送帧 C_CI_NA_168HL=9L=968H0 1 FCB 1 0 0 1 1链路地址域类型标识101可变结构限定词01传送原因=6应用服务数据单元公共地址信息体地址低字节00H信息体地址高字节00HQCC帧校验和CS16H子主：冻结和召唤电度量的确认帧M_CI_NA_168HL=9L=968H1 0 ACD DFC 0 0 0 0链路地址域类型标识101可变结构限定词01传送原因7应用服务数据单元公共地址信息体地址低字节00H信息体地址高字节00HQCC帧校验和CS16H子主：传送电度量的响应帧M_IT_NA_168HL=L=68H1 0 ACD DFC 1 0 0 0链路地址域类型标识15可变结构限定词0 信息体数目传送原因应用服务数据单元公共地址信息体地址低字节信息体地址高字节电度量1（4byte）IV（0） CA（0） CY（0） 顺序号信息体地址低字节信息体地址高字节电度量2（4byte）IV（0） CA（0） CY（0） 顺序号帧校验和CS16H如果主站发来的是冻结电度量命令，传送原因3如果主站发来的是召唤电度量，传送原因37：响应电度量总召唤 3841：响应第14组电度量召唤子主：传送电度量的结束帧C_CI_NA_168HL=9L=968H1 0 ACD DFC 0 0 0 0链路地址域类型标识101可变结构限定词01传送原因10应用服务数据单元公共地址信息体地址低字节00H信息体地址高字节00HQCC帧校验和CS16H8 报文举例1) 请求链路状态： 10 49 01 4a 16其中，控制域49H中帧类型9：请求链路状态。2) 复位链路状态： 10 40 01 41 16其中，控制域40H中帧类型0：复位链路。3) 对时68 0f 0f 68 43 01 67 01 06 01 00 00 39 03 0a 0e 5a 03 01 65 16其中，0F 0F: 长度；43H ：帧类型3=发送/确认帧；01：链路地址67H103：类型标识（日历时间）；01：可变结构限定词：表示信息体数目1；06：传送原因（激活）；01：应用服务数据单元公共地址；00 00：信息体地址39 03 0a 0e 5a 03 01 ：时间（01年03月26日周一14点10分0秒825毫秒 ）4) 召唤数据68 09 09 68 73 01 64 01 06 01 00 00 14 f4 16其中64H=100：召唤命令； 14H=20：总召唤；5) 召唤一级数据。10 5a 01 5b 166) 召唤二级数据。10 7b 01 5b 167) 召唤分组数据。68 09 09 68 7b 01 64 01 05 01 00 00 15 fc 16其中64H=100：召唤命令；15H=21：召唤第一组（遥信）；8) 遥控选择令。68 09 09 68 73 01 2e 01 06 01 01 0b 81 37 16其中： 2eH=46：双点遥控命令01 0b： 信息体地址81H：DCO最高位1：选择；低位DCS01：分9) 遥控执行令。68 09 09 68 53 01 2e 01 06 01 01 0b 01 97 16其中： 2eH=46：双点遥控命令01 0b： 信息体地址01H：DCS最高位0：执行；低位01：分附录： 常用信息体格式 带品质描述的单点信息SIQIV（1bit）NT（1bit）SB（1bit）BL（1bit）RES（3bit）SPI （1bit）1:无效0:有效0:当前值1:非当前值0:未被取代1:被取代0:未被闭锁1:被闭锁保留(0)0:OFF(开)；1:ON(合) 带品质描述的双点信息DIQIV（1bit）NT（1bit）SB（1bit）BL（1bit）RES（2bit）DPI （2bit）1:无效0:有效0:当前值1:非当前值0:未被取代1:被取代0:未被闭锁1:被闭锁保留(0)1:OFF(开)；2:ON(合);0,3:中间状态或不确定 带瞬变状态指示的值VTI（如变压器分接头信息）T（1bit）S 25 VALUE 200：设备未处于瞬变状态1：设备处于瞬变状态值-64+63 模拟量2829210211212213214215S21222324252627模数转换器的最高位为21，如模数转换器不是16位，而是12位的，则低位补0。 日历时钟27 Milliseconds 20215 Milliseconds 28IV RES1 25 Minutes 20SU RES224 Hours 2022