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文档简介

1、2022-3-81国内主流厂家规约分析介绍2022-3-821)南瑞继保公司 南瑞继保公司的设备在站控层采用以太网103规约,间隔层设备根据产品系列不同,具有以太网接口、异步串口、WORLDFIP现场总线接口等。其中采用以太网接口的间隔层设备采用以太网103规约,采用异步串口的间隔层设备采用串口103规约,以下将分别介绍两种规约。2022-3-83 设备的通讯模型分为应用服务层、传输协议层、网络收发层。 应应 用用 服服 务务 层层传传 输输 协协 议议 层层网网 络络 收收 发发 层层A S D UA P D U = A P C I + A S D U应应 用用 服服 务务 层层2022-3

2、-84 网络报文结构网络报文结构: :typedef struct _tagPacketHeadWORD wFirstFlag; /0 xEB90HDWORD wLength; /数据长度WORD wSecondFlag; /0 xEB90HWORD wSourceFactoryId; /源厂站地址WORD wSourceAddr; /源设备地址 WORD wDestinationFactoryId; /目标厂站地址WORD wDestinationAddr; /目标设备地址WORD wDataNumber; /数据编号WORD wDeviceType; /设备类型WORD wDeviceSt

3、ate; /设备网络状态 WORD wFirstRouterAddr; /传输路径首级路由装置地址WORD wLastRouterAddr; /传输路径末级路由装置地址WORD wReserve1; /保留字节0 xFFFFPacketHead;2022-3-85报文内容说明 数据长度:为源厂站号、源设备地址、目标厂站号、目标设备地址、数据编号、传输路径首级路由装置地址、传输路径末级路由装置地址、设备类型、设备网络状态、一个保留字节和ASDU报文的长度之和。源厂站地址和目标厂站地址:在报文按本规范发往站外时,必须将本厂站的地址及目标厂站地址置上,如果有专门对外站的路由设备时,源厂站地址可以由路

4、由设备填写。间隔设备中主动上送的报文,其目标厂站及源厂站地址填零,该类报文跨厂站传送时,由本厂站中对外通讯的路由设备在数据转发时将本厂站地址及目的站地址填入。源设备地址和目标设备地址:设备报文需要对多个目标发送时,应将目标设备地址设为广播地址。采用串口通讯的设备仍采用传统的单字节地址(地址零保留),接入以太网时由路由设备将自己的高字节路由地址拼上设备地址,成为新的设备地址;转发到串口设备时,将设备地址的高位字节置零。与串口设备相似的设备也可以同样处理。2022-3-86数据编号:0-0XFFFF 传输路径首级路由装置地址:报文经过路由时由最早一个路由设备填写的路由设备地址。 传输路径末级路由装

5、置地址:报文经过路由时由最后一个路由设备填写的路由设备地址。 设备类型定义及使用说明如下:1:站控节点类型1,该类型表明设备接收全站的所有数据。2:站控节点类型2,该类型的设备接收除录波数据之外的所有数据。3:保护管理类型,该类型的设备只接收与保护及故障录波器相关的数据。 40:路由设备 41:保护设备 42:测控设备 43:保护测控设备 44:故障录波设备 45:计量设备(电度表) 46:防误校验设备 49:其他2022-3-87设备的状态信息的定义:BIT0 : 主备方式,0X00表示单机运行,0X01表示主备运行方式。BIT1 : 主备状态,0X00代标主机(单机),0X01代表备机。B

6、IT2-3 : 设备处于主备方式运行时,本设备与另一台互为主备设备之间的通讯状态,BIT2 表示A网状态,BIT3 表示B网状态,0表示通讯正常,1表示通讯异常。 BIT 4-5 :A网通讯状态,0X01代表正常,0X02表示异常,0X00表示本网未使用。BIT6-7 : B网通讯状态,0X01代表正常,0X02表示异常,0X00表示本网未使用。BIT8: 路由标志,该位默认值为零,经过路由设备时,由路由设备置位,0X01表示报文经过路由设备转发,0X00表示未经过路由。2022-3-88 应用服务层形成应用数据包ASDU,传输协议层添加传输协议层的报文控制APCI,同时控制数据重发机制,在该

7、层要保证发送给应用服务层的数据是有序的。传输协议层负责网络连接的维护。每包APDU报文只包含一包ASDU报文,多包APDU报文可以组合在一起送给网络收发层,也可以从网络收发层接收多包APDU组合的报文。如果网络收发层采用TCP/IP协议,传输协议层组织的TCP报文长度不超过64KB BYTES,UDP报文长度不超过1KB BYTES。 网络收发层控制网络报文的完整性,根据网络层报文的长网络收发层控制网络报文的完整性,根据网络层报文的长度限制将应用协议层报文进行拆分和组装。网络通讯采用度限制将应用协议层报文进行拆分和组装。网络通讯采用以太网方式。以太网方式。2022-3-89网络通信说明 当系统

8、使用双网通讯时,APDU报文在双网上同时发送,目标设备在双网上接收后确定一个APDU报文进行处理。 重要的数据一般采用TCP协议传送,使用UDP协议传送的数据主要是循环发送的广播数据,例如遥测数据,对时数据以及广播发送的保护测量值等。命令及其应答数据使用TCP发送。间隔层联锁使用的报文采用UDP协议通讯。设备的配置以及管理使用UDP协议通讯。 在变电站或集控站自动化系统中,对于间隔层设备和过程层设备的通讯,过程层设备作为通讯服务器,间隔层设备作为客户端。对于间隔层设备和站控层设备的通讯,间隔层设备作为通讯服务器,站控层设备作为客户端。 2022-3-810TCP连接的建立可以按人工配置的要求建

9、立,也可以由客户端设备根据相连设备的类型自动确定相互关系,从而决定是否建立连接。固定配置的连接,在设备初始化时,向服务器发起连接,失败后间隔3秒再次连接,重复3次,失败后,将连接间隔时间1分钟;当设备接收到对方的UDP报文接收时,立即发起连接。自动确定方式时,根据UDP 报文地接收触发连接。2022-3-811当传输层收到ASDU报文及相关信息后,组织APCI的数据,包括设置数据编号,将APCI与ASDU组合成APDU报文。用UDP发送时,传输层可以将多个APDU报文组成一个UDP报文发送。 传输层根据网络配置将报文传送给A网的网络收发层或者同时传送给A网与B网的网络收发层。数据编号的设置与是

10、否在A网、B网上传输无关。接收方收到报文后,根据数据编号确定有效报文并将其解包,将ASDU及相关信息上送。在连接建立时,设置初始值,发送编号为0、接收判断的编号为-1。对于每一个报文均需判断其数据编号的合法性。若超时数据编号得不到刷新,则断开链接重新链接,数据编号重新设置初始值。双网情况下,成对的连接在第一个连接建立时设置数据编号,任何一个网络连接的单独断开对该数据编号没有影响,但其重新连接后仍使用原有的数据编号,只有在A、B网的连接都断开后,才重新开始。2022-3-812规约内容分析 规约采用了以太网技术,在间隔层使用UDP和TCP方式,重要数据采用TCP方式,次要数据采用UDP方式。应用

11、层完全继承103标准,使不同介质的103规约转换简单。 2022-3-813规约的特点 采用以太网技术,数据传输速度快; 采用UDP和TCP方式分别处理,重要数据采用TCP方式,保证数据不丢失,次要数据(如遥测)采用UDP方式,简单快捷; 网络报文有同步头,报文同步方便; 按分层结构定义,层次分明; 遵守103标准,继承了103已有的优点 ; 实现了真正意义上的双网,即两个网络物理上,逻辑上都是冗余的 2022-3-814间隔层串口规约 接口标准:RS232、RS485、光纤。 通信格式:异步,1位起始位,8位数据位,1位偶校验位,1位停止位。字符和字节传输由低至高。线路空闲状态为1,字符间无

12、需线路空闲间隔,两桢之间线路空闲间隔至少33位(3个字节)。 通信速率:可变。 通信方式:主从一对多,Polling方式。 2022-3-815 8705103通信规约有固定帧长报文和可变帧长报文两种报文格式,前者主要用于传送“召唤、命令、确认、应答”等信息,后者主要用于传送“命令”和“数据”等信息。 固定桢长报文: 启动字符 10 H 控制域 CODE 地址域 ADDR 代码和 C S 结束字符 16 H2022-3-816 可变帧长报文 启动字符1(1byte) 68 H 长度(1byte) Length 长度(重复)(1byte) Length 启动字符2(重复)(1byte) 68 H

13、 控制域(1byte) CODE 地址域(1byte) ADDR 链路用户数据(length-2)byte ASDU 代码和(1byte) C S 结束字符(1byte) 16 H2022-3-817 控制域 控制域分“主从”和“从主”两种情况。(1) “主 从”报文的控制域 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 备用 PRM FCB FCV 功能码 0 1(A) PRM(启动报文位)表明信息传输方向,PRM=1由主站至子站;PRM=0 由子站至主站。(B) FCB(桢记数位)。FCB = 0 / 1主站每向从站发送新一轮的 “发送/确认”或“请求/响应”传输服务时,将FCB取反。主

14、站为每个从 站保存一个FCB的拷贝,若超时未收到应答,则主站重发,重发报 文的FCB保持不变,重发次数最多不超过3次。若重发3次后仍未收 到预期应答,则结束本轮传输服务。(C) FCV (桢记数有效位),FCV= 0表明 FCB的变化无效,FCV=1表 明 FCB的变化有效。发送/无回答服务、广播报文不考虑报文丢 失和重复传输,无需改变FCB状态,这些桢FCV常为0。(D) 功能码定义(主-从方向)2022-3-818(2) “从主”报文的控制域 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 备用 PRM ACD DFC 功能码 0 0 (A) ACD(要求访问位)。ACD = 1,通知主站

15、,从站有I级数据 请求传送。(B) DFC(数据流控制位)。 DFC = 0表示从站可以接受数据, DFC 1表示从站缓冲区已满,无法接受新数据。(C) 功能码(从-主方向)2022-3-819 链路用户数据(ASDU)(1) ASDU的一般格式 数据单元标识符ASDU类型标识(1 byte) TYPE可变结构限定词 VSQ传送原因 COT应用服务数据单元公共地址 ASDU_ADDR 信息体 FUN功能类型 INF信息序号信息元2022-3-820规约分析 103规约是一点对多点的主从Polling(问答)方式。正常状态下,控制系统依次轮询各个间隔装置的2级用户数据,如果间隔单元产生1级数据,

16、通过上送的2级数据报文控制域中的ACD标志位,请求控制系统查询1级数据。通常控制系统查询完某个间隔单元的一级数据后,则继续开始对下一个单元的查询。这是正常通讯的一个基本过程。控制系统在开始新一轮发送/确认服务时,改变下发报文控制域中桢记数位FCB的状态。如超时(等待时间50ms)未收到间隔单元发回的确认桢或响应桢,则不改变FCB状态重发原报文,最大重传次数为3次。如果重发3次后仍收不到应答报文,则首先发复位桢记数位(FCB)复位命令,如果仍收不到应答报文,则复位通讯单元(CU)。复位桢记数位(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。 202

17、2-3-821规约特点 n 采用严格的IEC103标准, 具有数据纠错和重发机制 ;n 对一级数据的上送采用ACD位,能够保证重要数据立即上送 ;n 具有丰富的数据类型定义,完全兼容在IEC103标准范围之内 ;n 对于告警事件,动作元件等信息采用装置地址 + fun + inf来 确定一个点,不会产生二义性 ;对于定值,保护测量等部分, 采用“装置地址 + 组号 + 条目号”来确定一个点,同样也不会 产生二义性 ;n 采用链路层和应用层完全分开的模式,互不影响 ;2022-3-8222)南瑞科技公司 规约简介 以太网链路方式 该规约的网络报文采用TCP/IP、UDP广播(UDP)或UDP点对

18、点 (UDP/IP)三种通信方式。后台监控系统与间隔层间通过UDP、UDP/IP方式传送IEC60870-5-103报文。2022-3-82368H长度长度68H源节点类型 源节点IP或ID 源LN部分地址 工程序列号 目标节点类型 目标节点IP或ID 目标LN部分地址 Reserved 报文类别(Class) 厂站 数据编号 重发标志 控制参数报文数据区2022-3-824源节点IP或ID: 4个字节,如源节点、目标节点类型都为SCADA机或工作站,则 填 I D , 否 则 填 I P ; 如 为 I P 地 址 , 按 照 I P 4 、 I P 3 、 I P 2 、IP1(IP1.I

19、P2.IP3.IP4)从低字节到高字节排列。 源LN部分地址:2字节,不用时缺省为FFFFH, 为逻辑节点部分地址:串口号(低字节)、间隔地址(高字节)。工程序列号: 2个字节(WORD),后台监控系统间专用。目标节点类型: 1个字节,表示后台节点、测控装置节点和所有节点等。0-后台节点1-测控装置节点2-所有后台节点3-所有测控装置节点4-所有节点目标节点IP或ID:4个字节,如源节点、目标节点类型都为SCADA机或工作站,则 填 I D , 否 则 填 I P ; 如 为 I P 地 址 , 按 照 I P 1 、 I P 2 、 I P 3 、IP4(IP1.IP .IP3.IP4)从低

20、字节到高字节排列。2022-3-825目标LN部分地址:2字节,不用时缺省为FFFFH,为逻辑节点部地址:串口号(低字节)、间隔地址(高字节)。 Reserved: 2个字节,填0,保留用。报文类别: 1个字节(Class),目前有三种: 1-后台监控系统与间隔层间IEC60870-5-103报文。 2-预留给后台监控系统间报文 3-后台监控系统与间隔层间非IEC60870-5-103报文。 厂站号:1个字节,系统为集控中心时指明报文中的数据属于哪个厂站。当逻辑节点直接上网时,厂站号填0。 数据编号:2个字节。按照源LN部分地址、报文性质(不需要申请重发和需要申请重发的报文)发送报文分别进行计

21、数(065535之间循环)。 重发标志:2个字节。Bit0=1表示本报文为重发的报文, Bit0=0表示本报文是正常通信报文;Bit1=0表示报文不需要申请重发, Bit1=1表示报文需要申请重发。 2022-3-826 控制参数:2个字节。Bit0=1表示本报文为控制信息报文,Bit0缺 省值为0;Bit1Bit15为控制参数版本号, 缺省值为0。报文数据区: 实际应用层报文。2022-3-827网络通信说明 节点每发送一个UDP广播报文或UDP/IP点对点报文,数据编号根据报文是否重发分别对数据编号值进行计数加一。任一节点收到一个UDP广播报文或UDP/IP点对点报文后,应分别记录所有其它

22、节点的数据编号值,而每个节点根据报文是否重发应分别记录。 运行时,需向双网同时发送报文,其中报文的数据编号值一样。个逻辑节点需定时发送心跳报文(定时时间暂定为1000ms)。后台监控系统与双通信管理单元通讯规则: 值班通信管理单元负责管理装置与后台的数据通讯,并通过心跳报文将装置与双通信管理单元总控(虚逻辑节点)的状态送到后台。备用通信管理单元仅发送心跳报文(同值班通信管理单元),以便后台监视备用通信管理单元双网卡状态。2022-3-828规约内容分析 规约采用了以太网技术,在间隔层使用无连接的UDP方式,通信模块不需要维护连接。应用层完全继承103标准,使不同介质的103规约转换简单。 规约

23、的优点 采用以太网技术,数据传输速度快; 采用UDP方式,无需维护连接,规约相对简单; 网络报文有同步头,报文同步方便; 按分层结构定义,层次分明; 遵守103标准,继承了103已有的优点。规约的不足 网络层采用UDP方式,在以太网数据流量峰值期间,容易丢失数据,导致通信异常。 由于UDP报文为广播模式,在同一网络上不同RTU之间相互干扰。 由于UDP是无连接的,导致通信双方无法及时发现网络通断,不能及时处理。 没有主备设备的定义。 2022-3-829国电南自 站控层、间隔层以太网规约 间隔层串口规约 2022-3-830国电南自 站控层、间隔层以太网规约简介 硬件回路采用标准的以太总线结构

24、,软件采用CLIENT/SERVERCLIENT/SERVER结构,即后台为SERVERSERVER端,装置为CLIENTCLIENT端。 SERVERSERVER端与每个CLIENTCLIENT端建立一条虚拟的TCPTCP链路,提供传输信道。 ERVERERVER端与CLIENTCLIENT端均创建一个UDPUDP的SOCKETSOCKET,作为动态绑定在线IPIP地址的搜索插口。 UDPUDP的端口号统一为0X4080X408,SOCKADDR_INSOCKADDR_IN的结构为: SOCKADDR_IN.sin_addr.s_un.s_un_b.s_b3 = 255SOCKADDR_IN

25、.sin_addr.s_un.s_un_b.s_b3 = 255 SOCKADDR_IN.sin_addr.s_un.s_un_b.s_b4 = 255 SOCKADDR_IN.sin_addr.s_un.s_un_b.s_b4 = 255 2022-3-831 IPIP地址采用B类网地址(与厂网一致)为: bit 31 30 16 bit 15 0bit 31 30 16 bit 15 0 1 0 1 0 网络号网络号 主机号主机号 其中主机号在不重叠的情况下,可以任意(0和0XFF除外) 子网掩码为255.255.0.0 2022-3-832 SERVERSERVER端通过UDPUDP信道

26、发送标识自己节点名称的网络节点名。CLIENTCLIENT端在收到UDPUDP报文后才建立与SEVERSEVER端的TCPTCP连接。UDPUDP报文如下所示: 内容说明字节00XFF 字节10X00或0X01 0X00表示不对时,0X01表示对时 字节2MS(L) 毫秒低字节 字节3MS(H) 毫秒高字节 字节4MINUTE 分钟字节5HOUR 时字节6DAY 日字节7MONTH 月字节8YEAR年字节9 2022-3-833 字节9开始的32个字节为主机名称,其他均未用。 主机名称采用ASCII字符(不包括汉字,以避免高低字节顺序的问题)格式,暂未规定划分域段,即将整个32字节同一起来用,

27、国电南自规定如下: 1后台:SNAC-SCS:SNAC-SCS:NsPro-V2.0 其含义:“SNAC”固定,指国电南自;“-” 固定,连 接 符 号 ; “ S C S ” 固 定 , 指 其 属 于 监 控 系 统(Supervisory Control System);“:” 固定,指厂家和设备类型定义完毕,其后内容无特殊规定,但可以放一些产品名称、版本号等信息。 2远动:SNAC-RTU:SNAC-RTU:PSX600-V1.8 其含义:“SNAC”固定,指国电南自;“-” 固定,连接符号;“RTU” 固定,指其属于远动通信服务器;“:” 固定,指厂家和设备类型定义完毕,其后内容无特

28、殊规定,但可以放一些产品名称、版本号等信息。2022-3-834 正常情况下,控制系统定时向网络发送UDP广播报文,以便随时检测网络上有新的装置投入,控制系统定时和I/O前置单元对时,定时对I/O前置单元总查询,I/O前置单元定时向控制系统循环发送开入量的状态信息,测量量的值,当I/O前置单元发生开入量变位,测量量的值变化超过死区值,压板状态改变,或装置发生动作,告警事件时候,装置应该将这些变化信息立即上送到控制系统。 2022-3-835国电南自以太网规约分析 规约采用了以太网技术,在间隔层既使用无连接的UDP方式,也使用了可靠的有连结的TCP方式。但是其将后台做为server端是不合适的,

29、IEC标准推荐将数据源一侧做为server端,而将获取数据源一侧做为client端。如果反过来,后台做为服务器端,那么后台特别容易遭到攻击,多个客户端不断去联结后台,有可能导致后台系统的瘫痪甚至崩溃。另外,其重要信息均是通过TCP/IP方式传送,但是其应用层报文没有同步头,这就特别容易导致网络报文失步,从而造成报文丢失。 2022-3-836国电南自以太网规约特点 采用以太网技术,数据传输速度快; 采用UDP和TCP方式分别处理,提高了数据的可靠性 ; 装置按照(装置地址,单元地址,INF)定义来区分装置信息。根据(装置地址,单元地址)可以确认是装置的CPU单元,INF对应该CPU单元的具体信

30、息。它的单元地址代表了CPU单元号,装置地址与单元地址不同,这种定义于IEC103标准有较大出入,不太符合IEC103的精神,而且容易造成现场信息混乱,不容易区分点号 ; 2022-3-837 规约中将后台做为server端是不合适的,IEC标准推荐将数据源一侧做为server端,而将获取数据源一侧做为client端。如果反过来,后台做为服务器端,那么后台特别容易遭到攻击,多个客户端不断去联结后台,有可能导致后台系统的瘫痪甚至崩溃 ; 由于其规约中命令报文基于TCP/IP,但是其应用层报文没有同步头,这就特别容易导致网络报文失步,从而造成报文丢失 ; 2022-3-838国电南自间隔层串口规约

31、简介 通讯接口:同南瑞继保串口103 报文格式:同南瑞继保串口103 信息交换方式:同南瑞继保串口103 2022-3-839国电南自串口规约分析 国电南自串口103规约分单地址通信方式和多地址通信方式两种。单地址通信方式:国电南自2004年以后出厂装置大多采用这一方式。特征:单元地址为CPU地址编号,不管有多少个CPU,对上只有一个装置地址。CPU地址编号以CPU1单元地址开始,依次加1递增。多地址通信方式:国电南自2004年以前装置全部采用这一方式。特征:单元地址与装置地址相同。有多少个CPU,对上就有多少个装置地址(相当于一个CPU对应一个装置)。装置地址以CPU1单元地址开始,依次加1

32、递增。 2022-3-840国电南自串口规约特点 采用严格的IEC103标准, 具有数据纠错和重发机制 ; 对一级数据的上送采用ACD位,能够保证重要数据立即上送 ; 装置按照(装置地址,单元地址,INF)定义来区分装置信息。根据(装置地址,单元地址)可以确认是装置的CPU单元,INF对应该CPU单元的具体信息。它的单元地址代表了CPU单元号,装置地址与单元地址不同,这种定义于IEC103标准有较大出入,不太符合IEC103的精神,而且容易造成现场信息混乱,不容易区分点号 ; 2022-3-841 装置103规约分为单地址通讯方式和多地址通讯方式,造成现场运行规约的混乱,不利于同外厂家互联 ;

33、 国电南自有的装置波形数据与标准103定义有差异,可能需要调整,如ASDU29,ASDU31报文,容易引起混乱 ; 2022-3-842北京四方公司 站控层、间隔层以太网规约 间隔层串口规约 2022-3-843北京四方公司 站控层、间隔层以太网规约简介 CSC2000系统的监控网络一开始基于LONWORKS,后来发展到以太网,但其基本框架并没有很大变化。装置(间隔层设备)和主站(站控层设备)联接在网络总线上,装置一般情况下主动向主站上送信息,也可以响应主站的召唤。根据用途的不同,信息分成不同的报文类型(在LONWORKS网络中还对应了不同的网络变量),有的报文类型下面还扩展出不同的子类型数据

34、类型。在规约中,明确规定了报文中每个字节的编码格式及对应的用途,但其实际对应的物理量含义如Ua、Ia、过流一段出口等等需要根据发出该报文的具体装置来确定,在工程使用中既需要对CSC2000规约有清楚的了解,也需要获得用到的装置的完整信息对照表。 2022-3-844 CSC2000系统使用C类地址,变电站每个网占用一个网络号,每个网络中最多允许254个主机节点。 从原理上说,以太网上所有节点都是平等的,主站和装置可以自由选用1254之间的IP地址,但CSC2000系统为了规范统一,便于维护,推荐如下规则: 网络地址: 192.168.1.*(主网)/192.168.2.*(备网)/192.16

35、8.3.*(录波网) 全站主机IP地址范围:1254,0保留,255用于广播。 监控主站:15; 工程师站:6/7 远动主站:812; 五防主站:13/14 功能主站:1520 其余:前置装置或协议转换器。 2022-3-845组播地址规定: A、装置装置主站主站: 236.8.8.8,用于目前所有的间隔层装置上送报文,如四遥信息报文、事件记录报文、定值上传报文等; B、主站主站装置装置:一对多如对时、总复归等不采用组播,而是使用广播方式,即“网络号.255”; C、 主站主站主站主站:主站间信息交换,暂无定义; D 、装置装置装置装置:特殊要求,暂无定义; 2022-3-846 CSC200

36、0规约应用层采用四方公司自定义的结构,不同装置其信息结构的定义千差万别,在工程使用中既需要对CSC2000规约有清楚的了解,也需要获得用到的装置的完整信息对照表。 装置主站报文定义 : 说明:长度 31*(LON报文帧数); LON报文每帧固定 31字节,不够补0。 字节序号 1234 3435 65 内容 00长度低 长度高 LON报文帧1 LON报文帧2 2022-3-847北京四方公司以太网规约分析 规约采用了以太网技术,在间隔层使用无连接的UDP方式,通信模块不需要维护连接。由于其应用层报文采用的不是通行的标准,兼容性不好,其他厂家接入困难。 2022-3-848北京四方公司以太网规约

37、特点特点 采用以太网技术,数据传输速度快; 采用UDP方式,无需维护连接,规约相对简单; 网络层采用UDP方式,在以太网数据流量峰值期间,容易丢失数据,导致通信异常; UDP报文为广播模式,在同一网络上不同RTU之间相互干扰; 2022-3-849 由于UDP是无连接的,导致通信双方无法及时发现网络通断,不能及时处理; 规约没有双网概念,在网络通信不畅的情况下,不能发挥双网通信的优势 ; 规约的应用层定义杂乱,兼容性较差 ; 2022-3-850北京四方公司间隔层串口规约简介 通讯接口:同南瑞继保串口103 报文格式:同南瑞继保串口103 信息交换方式:同南瑞继保串口1032022-3-851

38、北京四方公司串口规约分析 北京四方串口103中具体的通讯过程与南瑞继保103基本上没有什么差异,只是在一些具体信息表的定义上有所差异。四方的有些数据类型定义同IEC103不太符合,比如对控制字的数据类型,IEC103标准定义为2,四方却扩展出36,这与IEC103框架不符。 2022-3-852北京四方公司串口规约特点 基本采用IEC103标准, 具有数据纠错和重发机制 ; 对一级数据的上送采用ACD位,能够保证重要数据立即上送 ; 数据类型定义不能完全兼容在IEC103标准范围之内,有自己扩充部分,不利于同外厂家进行通讯联调 ; 有些信息点号定义不太规范,没有参考IEC103标准 ; 202

39、2-3-853推荐规约 串口103规约 各主要厂家不存在重大差异,由于南瑞继保串口103规约实现比较规范,建议以此作为蓝本进行统一 网络103规约 定义一种互联规范,可以选择一家作为蓝本(比如采用南瑞继保公司的以太网103规范)。当不同系统互联时,必须遵守该规范,比如说四方公司的LonWorks网关设备与其他系统接入时,其通信规范必须符合确定的规范,或者当间隔层设备采用以太网方式直接上监控网或保护信息网与其他系统互操作时,必须遵守该规范。 2022-3-854 故障录波装置 概述 接口介绍分析 主流厂家规约分析 推荐规约 2022-3-855故障录波装置概述 当前国内发展情况 随着技术的发展,

40、大多数220KV及以上的电压等级的一次设备均配有故障录波装置,为电网的故障分析提供了大量的数据。随着录波技术的进一步发展,录波装置的采样率也有大幅度的提高,导致录波文件越来越大,为数据直接上送带来了困难。目前国内应用较多的录波器厂家有:南京银山、武汉武仪、武汉中元、山东山大、深圳双河、哈得威(HATHAWAY IDM)等。 2022-3-856故障录波装置功能介绍 高精度的数据测量,一般微机型继电保护装置的录波数据采样点数较少,只能满足继电保护装置计算、分析、动作的要求,不能满足对谐波分析的要求。录波装置一般能提供较高的采样频率,大多数录波装置的采样频率都在1K以上,有些能达到10K的采样频率

41、。 准确判断电网扰动,及时启动录波。录波器采用的启动录波判据比保护宽松的多,因此只要有扰动,录波器都能迅速启动录波。 2022-3-857 拥有网络功能和通信能力。目前的录波器都具有串口、modem或以太网的通信功能,能构通过这些介质将录波数据传到远方。 拥有后台分析能力。所有录波器厂家均对自己生产的录波器提供了后台分析软件,能够满足当地查看波形,分析故障的能力。 2022-3-858故障录波装置需要改善的功能 数据采集装置集中布置,各电气量参数的采集需使用大量二次电缆,不仅造成资源的大量浪费,更加重了PT、CT的负担,直接影响了数据记录的准确度。 数据输出方式简单,交换接口层次多,交换速率低

42、,规约不统一,不便于组网、数据远传及综合分析。 与其他故障分析设备交换数据不方便。 2022-3-859 缺乏对实时数据、向量的监测手段。 内存容量。常规故障录波器的内存容量为MB级。当系统发生多次扰动,同时启动元件多次启动时,内存容量的限制易导致丢失录波数据。 启动元件。启动元件是故障录波器的核心元件,如果启动元件在故障时不能启动,则无法捕捉到故障数据,故障录波器失去实用性。如启动元件配置的灵敏度过高,导致录波器启动频繁,在通讯网采用慢速通道时,容易引起故障录波数据丢失。 2022-3-860 启动的同时性。随着机组容量的不断增大,系统和厂用电的配置也越来越复杂,进入故障录波装置的量也越来越

43、多,而每个录波单元的容量是一定的,因此目前普遍采用了多套录波单元的做法。但多套录波单元启动的同时性问题一直未能很好的解决:要么多套录波单元不能同时启动;要么采用级联、扩展的方法实现多套启动,但在启动时间上存在明显差异,给故障的分析带来了极大的不便。 2022-3-861故障录波装置接口介绍分析 银山录波器 武汉武仪录波器 武汉中元录波器 2022-3-862银山录波器接口 银山录波器的型号较多,不同型号通信接口也不同。YS-8A/8B/8C的数据接口以RS-232串口和modem为主,不能提供以太网接口。YS-88/88A/89/201A均能提供以太网接口,RS-232和modem的接口,硬件

44、接口基本上能满足数据远传的要求。 2022-3-863武汉武仪录波器接口 武夷录波器能提供串口和以太网通信接口。 2022-3-864武汉中元录波器接口 提供10M/100M自适应以太网接口,支持TCP/IP协议;可以通过MODEM和以网与中心站联网,也可通过以太网或RS485口与故障信息管理系统联网。 2022-3-865故障录波装置接口小结 其他厂家的录波装置基本上都能提供以太网和串口的通信方式,满足故障录波数据远传的硬件要求。 2022-3-866主流厂家规约分析 对于规约分析,我们主要以银山、武汉中元、哈得威以及深圳双河为例分析。 2022-3-867银山录波器以太网通信规约简介 银山

45、录波器的规约采用UDP和TCP相结合的方式,命令采用UDP传输,波形文件采用TCP方式。2022-3-868银山录波器以太网通信规约内容 远程录波命令 远程校时 工作状态 文件检索 文件拷贝 文件传输过程为:控制方向下发文件传输命令,监视方向在收到COPY命令后,首先发应答命令,然后向控制方向发出TCP连接请求,在建立TCP连接后,以每包2048字节的速度发送录波文件,直到发送结束。在文件传输过程中,没有重发机制,也不知道控制方有没有处理完,或者收到的数据是否完整。 (具体命令不在列出,请参见银山公司提供的规约文本 )2022-3-869银山录波器以太网通信规约内容分析 银山公司的规约的命令定义基本能满足将录波文件远传的要求,能上传录波器的实时状态,并能接受远方的对时命令。没有录波器定值上传的定义。 2022-3-870银山录波器以太网通信规约缺点 银山录波器规约的定义比较杂乱,而且随意性较强。不同型号之间报文变化较大。最大的缺点是,在波形

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