变电站综合自动化-通信的协议(规约)与标准

1、通信的协议（规约）与标准什么是协协议你好你好几点了两点整时间TCP连接请求TCP连接应答GET /index.html文件内容网络协议议的概念念协议定义义是指为为了进行行计算机机网络中中的数据据交换而而建立的的规则、标准或或约定的的集合。协议总是是指某一一层的协协议，准准确地说说，它是是指同等等实体之之间的通通信规则则和约定定的集合合。它规定了了两个或或多个通通信实体体间所交交换消息息的格式与顺序，以及在在发出和和/或接接收到一一个消息息或者发发生其他他事件时时所采取取的行动。网络协议议的概念念网络协议议的三要要素：（1）语语义（Symantics）涉及用于于协调与与差错处处理的控控制信息息（

2、2）语语法（Syntax）涉及数据据及控制制信息的的格式、编码及及信号电电平等（3）定定时（Timing）涉及速度度匹配和和排序等等计算机通通信网络络是一个个极端复复杂的系系统。一个复杂杂系统分分解成为为若干个个容易处处理的子子系统，然后“分而治治之”，可使问问题得以以简化。分层是系系统分解解的常用用方法之之一。ISO规规定7层层协议。不同的的应用取取其中的的几层。网络协议议的概念念协议层及及其服务务模型(ISO/OSI)应用层表示层会话层传输层网络层链路层物理层应用层表示层会话层传输层网络层链路层物理层应用层协协议表示层协协议会话层协协议传输层协协议网络层协协议链路层协协议物理层协协议接口接

3、口物理媒体体实通信虚通信虚通信虚通信虚通信虚通信虚通信数据传送送过程应用层表示层会话层传输层网络层链路层物理层应用层表示层会话层传输层网络层链路层物理层物理媒体体实通信发送进程程接收进程程数据数据H7数据H7H6数据H7H6H5数据H7H6H5H4数据H7H6H5H4H3数据H7H6H5H4H3H2数据H7H6H5H4H3H2H1数据传送送过程发送进程程送给接接收进程程的数据据，实际际上是经经过发送送方各层层从上到到下传到到物理媒媒体，通通过物理理媒体传传输到接接收方后后，再经经过从下下到上各各层的传传递，最最后到达达接收进进程；在发送方方从上到到下逐层层传递的的过程中中，每一一层都要要加上适

4、适当的控控制信息息，即上上图中的的H7H1，统称为为报头；在接收方方向上传传递的过过程正好好相反，要逐层层剥去发发送方相相应层加加上的控控制信息息。 数据传送送过程因为接收收方的某某一层不不会收到到底下各各层的控控制信息息，而高高层的控控制信息息对它来来说又是是透明数数据，所所以它只只阅读或或去除本本层的控控制信息息，并进进行相应应的协议议操作。发送方方和接收收方的对对等实体体看到的的信息是是相同的的，就好好像这些些信息通通过虚通通信直接接给了对对方一样样。 计算机通通信采用用的主要要协议栈栈应用层传输层网络层链路层物理层协议栈消息数据段分组帧P-PDU物理层作用：通通过选定定的介质质将数据据

5、从发送送端传送送到接收收端。物理层必必须规定定三个方方面：机械连接接（用什什么样的的接头？）电气（什什么样的的电平、信号代代表0、1）功能（每每一个连连线的具具体功能能） RS-232的物理层层协议数据链路路层把数据打打包、组组块形成成数据帧帧，并将将完整的的帧从一一个网络络组件移移往另一一个或多多个网络络组件。规定数据据块的流流动和差差错的校校正。数据块既既可以是是异步传传输的，也可以以是同步步的。校对和应应答机制制保证数数据的完完整性。网络层和和传输层层网络层：负责把分分组从一一台主机机传送到到另一台台主机，即路由由。传输层给应用提提供在其其客户端端和服务务器端之之间传输输应用层层消息的的

6、服务。互联网网有TCP和UDP两两个传输输协议。应用层负责支持持网络应应用，包包括许多多协议。例如支支持Web的HTTP、支持持电子邮邮件的SMTP、支持持文件传传送的FTP链路层物理层网络层链路层物理层应用层传输层网络层链路层物理层数据应用层传输层网络层链路层物理层数据网桥路由器循环式规规约简介介此规约是是一种以以厂站端端RTU为主动动端自发发的不断断循环向向调度中中心上报报现场数数据的远远动数据据传输规规约。1.主主要性能能（1）以以帧为单单位组织织数据，多种帧帧类别循循环发送送，帧长长度可变变；（2）区区分循环环量、随随机量和和插入量量，（断断路器等等的）变变位信息息、对时时信息和和反校

7、信信息优先先插入传传送；循环式规规约简介介（3）确确定了上上行信息息的传送送顺序和和传送周周期，见见下页表表格；（4）规规定了主主站到子子站的控控制命令令传送方方式和优优先顺序序；帧类别传送信息类型建议传送周期ABCD1D2E重要遥测信息次要遥测信息一般遥测信息遥信状态信息电能脉冲计数值随机量，SOE3s6s20s定时定时随机循环式规规约简介介2.帧帧系列与与帧结构构常用的帧帧系列（A2帧帧）如下下图所示示。ABACABAEABACABAEABACABAD1 ABACABAD2S1 S1 S1 S2循环式规规约简介介帧结构 同步字6个字节控制字6个字节信息字16个字节信息字26个字节信息字n6

8、个字节n个信息息字循环式规规约简介介3.同同步字在发送每每一帧数数据时，都会有有一个同同步字，CDT规约规规定，同同步字是是三组EB90H，具具体发送送时，由由于先发发低字节节，后发发高字节节，在一一个字节节内部，先发低低位后发发高位，故实际际组装的的6个同同步字节节应该是是3组D709H。EB90H：1110 101110010000D709H：1101 011100001001循环式规规约简介介3.控控制字在6个字字节的同同步字之之后，是是6个字字节的控控制字，6个字字节分别别为：控控制字节节、帧类类别字节节、信息息字字节节数、源源站址字字节、目目的站址址字节和和校验码码字节。控制字节B7

9、字节帧类别字节B8字节信息字字节数源站址字节目的站址字节校验码B12字节循环式规规约简介介控制字节节：ELSD0001EE0，采用本本规约已已经定义义的帧类类别E1，帧类别别自行定定义，以以扩展功功能LL0，表示信信息字节节数n0L1，表示有有信息字字S上行信息息中，S1表表示源站站址有内内容，即即子站下行信息息中，S1表表示源站站址有内内容，即即主站D上行信息息中，D1表表示目的的站址有有内容，即主站站下行信息息中，D1表表示目的的站址有有内容，即子站站循环式规规约简介介帧类别：帧 类 别 定 义代 号上行E0下行E061H重要遥测（A帧）遥控选择C2H次要遥测（B帧）遥控执行B3H一般遥测

10、（C帧）遥控撤消F4H遥信状态（D1帧）升降选择85H电能脉冲计数值（D2帧）升降执行26H事件顺序记录（E帧）升降撤消57H设定命令A8HD9H7AH设置时钟0BH设置时钟校正值4CH召唤子站时钟3DH复归命令9EH广播命令EFH循环式规规约简介介信息字 功能码校验码信息数据据循环式规规约简介介遥测信息息字 功能码（007FHb7 b6 b1b15 b14 x x b11 b10 b9 b8 b7 b6 b1b15 b14 x x b11 b10 b9 b8校验码遥测i遥测i1循环式规规约简介介遥信信息息字 功能码（007FHb7 b6 b1 b15 b14 b8校验码遥信i遥信i1循环式规

11、规约简介介SOE信信息字 功能码（80H）Bn字节毫秒低位 毫秒高位秒分校验码Bn5字节功能码（81H）Bn6字节时 日对象号低位对象号 高位校验码Bn11字节b15合/分XXX循环式规规约简介介遥控命令令执行过过程遥控选择择命令调度中心心厂站端遥控返校校遥控执行行命令执行或撤消命命令循环式规规约简介介遥控合闸闸选择信息息字连发3遍遍 功能码（E0H）CCH 开关序号CCH（重复） 开关序号（重复）校验码循环式规规约简介介遥控分闸闸选择信息息字连发3遍遍 功能码（E0H）33H 开关序号33H（重复） 开关序号（重复）校验码循环式规规约简介介遥控合闸闸返校信息息字上行，连连发3遍遍 功能码（E

12、1H）CCH 开关序号CCH（重复） 开关序号（重复）校验码循环式规规约简介介遥控分闸闸返校信息息字上行，连连发3遍遍 功能码（E1H）33H 开关序号33H（重复） 开关序号（重复）校验码循环式规规约简介介遥控合闸闸执行信息息字连发3遍遍 功能码（E2H）CCH 开关序号CCH（重复） 开关序号（重复）校验码循环式规规约简介介遥控分闸闸执行信息息字连发3遍遍 功能码（E2H）33H 开关序号33H（重复） 开关序号（重复）校验码循环式规规约简介介特点：（1）对对通道的的要求不不高，适适合于在在我国质质量比较较差的通通道环境境下使用用。（2）数数据格式式在发送送端和接接受端事事先约定定好，按按

13、时间顺顺序首先先发送起起始SYN同步步字，然然后依次次发送以以8位的的字节为为基本单单位的控控制字和和信息字字。循环式规规约简介介（3）采采用信息息字校验验的方式式，当某某个字符符出错时时，只需需丢弃相相应的信信息字即即可，提提高了传传输数据据的利用用率。（每一个个信息字字都有一一个校验验字节，整帧不不再设校校验字）（4）采采用遥信信变位优优先插入入传送的的方式，重要数数据发送送周期短短，大大大提高了了事故信信息传送送的相应应速度，实时性性强。（5）容容量较应应答式规规约大，可传送送512路遥信信量和256路路遥信量量。（6）允允许多个个从站和和多个主主站间进进行数据据传输，通道必必须采用用全

14、双工工通道。应答式规规约应答式规规约适用用于网络络拓扑是是点对点点、多点点对多点点、多点点共线、多点环环形或多多点星形形的远动动通信系系统，以以及调度度中心与与一个或或多个远远动终端端进行通通信。通通信可以以是双工工或半双双工，信信息传输输为异步步方式。在问答答式方式式下，主主站查询询RTU是否有有新的数数据要报报告，如如果有，主站请请求RTU发送送更新的的数据，RTU以新的的数据应应答。应答式规规约是一一个以调调度中心心为主动动的远动动数据传传输规约约。应答式规规约优点：（1）允允许多台台RTU以共线线的方式式共用一一个通道道。有助助于节省省通道，提高通通道占用用率。（2）采采用变化化信息传

15、传送策略略，提高高了数据据传送速速度。（3）既既可以采采用全双双工通道道，也可可以采用用半双工工的通道道，既可可以采用用点对点点方式，又可以以采用一一点多址址或环形形结构，通道适适应性强强。应答式规规约不足：（1）为为非主动动上报规规约，主主站对数数据的采采集速度度慢。（2）采采用变化化信息传传送策略略，应答答式规约约对信道道的要求求较高。（3）采采用整帧帧校验方方式，由由于一帧帧信息量量较大，因此出出错的概概率较大大，校验验出错后后就必须须整帧丢丢弃，并并阻止重重发帧，从而更更加降低低了实时时性。（4）当当出现由由于出错错弃帧的的情况时时，必须须经过重重新询问问，RTU才重重发前面面丢弃的的

16、数据帧帧。（5）规规约一般般适用于于多个从从站和一一个主站站间进行行数据传传输。应答式规规约数据传输输控制为了确保保通信双双方能有有效的、可靠的的进行数数据传输输，在发发送端和和接收端端对数据据的格式式、数据据链路的的控制、双方应应答等有有一系列列的约定定。在实实际的通通信开始始之前，通信两两侧无任任何通信信意义上上的连接接关系，因此通通信双方方首先应应建立起起通信链链路。通通信链路路的建立立、数据据信息的的传送、接收的的确认、链路的的拆除等等过程均均在一问问一答中中完成。下图为为通信对对话的简简单例子子。第四节数数据传输输规约应答式规规约帧格式（1）可可变帧长长的帧格格式，见见下页图图。L包

17、括控控制域、地址域域、用户户数据区区的8位位位组的的个数为为二进制制数，3L122。控制域用用来说明明数据传传输方向向、传输输状态以以及帧类类型等。地址域说说明信息息的发送送源目的的地地址址。当由由调度中中心触发发一次传传输服务务，调度度中心向向厂站传传输时说说明目的的地地址址；当厂厂站端向向调度中中心传输输报文时时说明源源地址，故地址址总是指指向厂站站地址；链路用户户数据即即报文传传送的远远动数据据。应答式规规约固定长度度的报文头头L个8位位位组固定长度度FT1.2可变变帧长帧帧格式应答式规规约可变帧长长格式用用于由调调度中心心向厂站站端传输输数据，或由厂厂站端向向调度中中心传输输数据。（2

18、）固固定帧长长格式。用于厂厂站端向向调度中中心回答答的确认认报文或或调度中中心向厂厂站端的的发送报报文。见见下页图图。应答式规规约启动字符（10H）控制域（C） 链路地址域（A）帧校验和（CS）结束字符（16H） FT1.2固定帧帧格式应答式规规约链路传输输规则（1）链链路服务务链路层用用以实现现接收、执行和和控制高高层所需需的传输输服务功功能，向向高层报报告传输输的成功功与失败败等。（2）链链路传输输规则。窗口尺寸寸为1的的非平平衡式传传输：主主站向子子站触发发一次传传输服务务，或者者成功地地完成、或者报报告产生生差错后后才能开开始下一一轮的传传输服务务。应答式规规约三类信息息：a、发送送/

19、无回回答服务务传输规规则（S1广广播报文文）b、发送送/确认认服务传传输规则则（S2主站站向子站站设置参参数和发发送遥控控、升降降和执行行命令c、请求求/响应应服务传传输规则则（S3由主主站向子子站召唤唤数据，子站以以数据或或事件数数据回答答。应答式规规约对于发送送/确认认（SEND/CONFIRM）和和请求/响应（REQUEST/RESPONSE）传传输服务务，在传传输过程程中受到到干扰时时，用“等待超时重发”或“等待超超时”发送下一一帧。应答式规规约服务原语语和传输输过程要要素：数据据通信由由服务原原语以及及在通信信站之间的链路路传输规规则来描描述；服务务原语在在服务用用户和链链路层之之间

20、的界面上传传送。服务用户户：在OSI七七层模型型中，网网络层为为数据链链路层的的服务用用户。（总是为为链路层层的上一一层）服务用户户链路层REQCONIND链路传输输过程链路层REQCONINDRESP服务原语语RESP服务用户户服务原语语S1REQ（D）IND（D）SEND（D）S2REQ（D）SEND（D）CONFIRMS2REQRESQESTRESPONSE（D）INDRESP（D）应答式规规约控制域（C）在FT1.2可可变帧长长帧格式式和固定定帧长帧帧格式中中，都有有控制域域（C），它为为一个8位的二二进制数数，定义义如下：0DIR1PRM帧计数位FCB帧计数有效位FCV23 22 2

21、1 20方向位1启动报文1要求方向位ACD数据流控制位DFC功能码控制域与与CDT规约中中的控制制字类似似，是对对本帧数数据的总总体描述述，每位具具体的含含义不再再详细讨讨论。应答式规规约地址域（A）地址域也也是一个个8位二二进制数数，取值值范围位位0255，当地址址为255时，表示为为广播，即向所所有站传传送报文文；在主站向向子站传传送的帧帧中，表表示报文文所要传传送到的的目的站站址，即即子站站站址；当子站向向主站传传送帧时时，表示示该报文文发送的的源地址址，即该该子站的的站址。应答式规规约链路用户户数据在FT1.2可可变帧长长帧格式式中，在在链路地地址域之之后是一一帧的主主要数据据区，即即链路用用户数据据，其结结构见右右图。类型标识可变结构限定词传送原因应用数据服务单元公共地址信息体地址信息体元素信息体时标信息体数据单元元标识应答式规规约基本应用用功能（1）站站初始化化在远动终终端正常常运行之之前，有有一个初初始化的的过程，将主站站和子站站设定成成正确工工作状态态