IEC101规约介绍14536.pdf
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1、 IEC870-5-101 规约介绍 1.概述 本篇介绍主站和 RTU 之间通讯的 IEC870-5-101 规约,该规约有两种传输方式:平衡式和非平衡式传输,在点对点和多个点对点的全双工通道结构中采用平衡式传输方式,在其它通道结构中只采用非平衡式传输方式。平衡式传输方式中 101 规约是一种“问答+循环”式规约,即主站端和子站端都可以作为启动站;而当其用于非平衡式传输方式时 101 规约是问答式规约,只有主站端可以作为启动站。2.帧格式简单说明 固定帧长格式 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)可变帧长格式 启动字符(68H)长度(L)长度重复(L
2、)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)长度 L 长度 L 包括控制域、地址域、用户数据区的字节数,为二进制数。控制域(C)的定义 RES D7 PRM D6 FCB/ACD D5 FCV/DFC D4 功能码 D3-D0 RES:备用 PRM:启动报文位=0:从动站,报文为确认报文或响应报文。=1:启动站,报文为发送或请求报文。FCB:帧计数位:启动站向从动站传输 启动站向从动站传输新一轮的发送/确认、请求/响应服务 时,将前一轮 FCB 取相反值。FCV:帧计数有效位:启动站向从动站传输 =0:表示 FCB 变化无效。=1:
3、表示 FCB 变化有效。ACD:要求访问位:主站做从动站时 ACD 位无实际意义,ACD=0。子站做从动站时 ACD=0:表示子站无 1 级用户数据;ACD=1:表示子站有 1 级用户数据,希望向主站传输。DFC:数据流控制位:从动站向启动站传输 =0:表示子站可以继续接收数据。=1:表示子站数据区满,无法接收新数据。功能码(D3D0):功能码范围为 015(00H0FH)。启动方向的功能码和服务 从动方向所允许的功能码和服务 复位远方链路 确认:认可或者 确认:否定认可 复位用户进程 确认:认可或者 确认:否定认可 发送/确认用户数据 确认:认可或者 确认:否定认可请求 发送/无回答用户数据
4、 无回答 访问请求 响应:链路状态 请求/响应 请求链路状态 响应:链路状态 请求/响应 请求 1 级用户数据 响应:用户数据或者 响应:无所请求的用户数据 请求/响应 请求 2 级用户数据 响应:用户数据或者 响应:无所请求的用户数据 链路地址域 链路地址域为子站站址。帧检验和 帧检验和是控制、地址、用户数据区所有字节的算术和(不考虑溢出位即 256 模和)。应用服务数据单元结构 类型标识 数据单元类型 可变结构限定词 传送原因 传送原因 数据单元标识符 应用服务数据单元公共地址 应用服务数据单元公共地址 信息对象地址 信息对象地址 信息对象标识符 信息对象地址 信息元素集 信息体 1 时标
5、 3 个八位位组 ms 至 min 应用 或 服务 时标 7 个八位位组 ms 至年 信息对象时标 数据 单元 信息对象 n 每个系统任选 每个应用服务数据单元中可变 在监视方向上的过程信息 类型标识TYPE IDENTIFICATION:UI81.8 :=未定义 :=单点信息 M_SP_NA_1 :=带时标的单点信息 M_SP_TA_1 :=双点信息 M_DP_NA_1 :=带时标的双点信息 M_DP_TA_1 :=步位置信息 M_ST_NA_1 :=带时标的步位置信息 M_ST_TA_1 :=32 比特串 M_BO_NA_1 :=带时标的 32 比特串 M_BO_TA_1 :=测量值,规一
6、化值 M_ME_NA_1 :=测量值,带时标的规一化值 M_ME_TA_1 :=测量值,标度化值 M_ME_NB_1 :=测量值,带时标的标度化值 M_ME_TB_1 :=测量值,短浮点数 M_ME_NC_1 :=测量值,带时标的短浮点数 M_ME_TC_1 :=累计量 M_IT_NA_1 :=带时标的累计量 M_IT_TA_1 :=带时标的继电保护设备事件 M_EP_TA_1 :=带时标的继电保护设备成组启动事件 M_EP_TB_1 :=带时标的继电保护设备成组输出电路信息 M_EP_TC_1 :=带变位检出的成组单点信息 M_PS_NA_1 :=测量值,不带品质描述词的规一化值 M_ME_
7、ND_1 :=为将来兼容定义保留 :=带 CP56Time2a 时标的单点信息 M_SP_TB_1 :=带 CP56Time2a 时标的双点信息 M_DP_TB_1 :=带 CP56Time2a 时标的步位置信息 M_ST_TB_1 :=带 CP56Time2a 时标的 32 比特串 M_BO_TB_1 :=带 CP56Time2a 时标的测量值,规一化值 M_ME_TD_1 :=带 CP56Time2a 时标的测量值,标度化值 M_ME_TE_1 :=带 CP56Time2a 时标的测量值,短浮点数 M_ME_TF_1 :=带 CP56Time2a 时标的累计量 M_IT_TB_1 :=带
8、CP56Time2a 时标的继电保护设备事件 M_EP_TD_1 :=带 CP56Time2a 时标的继电保护设备成组启动事件 M_EP_TE_1 :=带 CP56Time2a 时标的继电保护设备成组输出电路信息 M_EP_TF_1 :=为将来兼容定义保留 在控制方向的过程信息 类型标识=TYPE IDENTIFICATION:=UI81.8 CON:=单点命令 C_SC_NA_1 CON:=双点命令 C_DC_NA_1 CON:=步调节命令 C_RC_NA_1 CON:=设定值命令,规一化值 C_SE_NA_1 CON:=设定值命令,标度化值 C_SE_NB_1 CON:=设定值命令,短浮点
9、数 C_SE_NC_1 CON:=32 比特串 C_BO_NA_1 :=为将来兼容定义保留 在监视方向的系统命令 类型标=TYPE IDENTIFICATION=:=UI81.8 :=初始化结束 M_EI_NA_1:=为将来兼容定义保留 在控制方向的系统命令 类型标识=TYPE IDENTIFICATION:=UI81.8 CON:=总召唤命令 C_IC_NA_1 CON:=计数量召唤命令 C_CI_NA_1 CON:=读命令 C_RD_NA_1 CON:=时钟同步命令 C_CS_NA_1 CON:=测试命今 C_TS_NA_1 注:在控制方向标上(CON)的应用服务数据单元是被确认的应用服务
10、,在监视方向形成镜像,但传送原因 不同.这些镜像的应用服务数据单元用来作为肯定/否定认可(验证)。传输原因在中定义。CON:=复位进程命令 C_RP_NA_1 CON:=延时获得命今 C_CD_NA_1 :=为将来兼容定义保留 3.非平衡式传输即主站作为启动站的各种报文 主站的询问顺序 对于点对点和多个点对点的通道结构,主站或子站复位后首先进行初始化,总召唤和时钟同步后系统转入正常,然后在循环召唤 2 级用户数据的序列中定期插入按照分组召唤方式和按顺序收集各组数据进行召唤。在子站回送的报文中如果 ACD=1,则立即收集 1 级用户数据,1 级用户数据收集完后,转向上述循环询问过程,此种循环召唤
11、过程可以被中断,如被召唤电度、遥控等。复位远方链路报文 主站复位远方链路帧(C_RL_NA_1 ACT)10H 0 1 FCB 0 功能码 0 链路地址域(子站站址)帧校验和(CS)16H 子站确认帧(M_RL_NA_1 CON)10H 0 0 ACD 0 功能码 0 链路地址域(子站站址)帧校验和(CS)16H 请求远方链路状态报文 主站请求远方链路状态帧(C_RQ_NA_1 LNKREQ)10H 0 1 FCB 0 功能码 9(09H)链路地址域(子站站址)帧校验和(CS)16H 子站响应帧(M_RQ_NA_1 LNKRES)10H 0 0 ACD 0 功能码 链路地址域(子站站址)帧校验
12、和(CS)16H 功能码定义如下:1=链路忙(01H)14=链路服务未工作(0EH)11=链路完好(0BH)15=链路服务未完成(0FH)复位远动终端(RTU)报文 主站发送复位远动终端报文(C_RP_NA_1 ACT)68H L=9 L=9 68H 0 1 FCB 0 功能码 1 链路地址域(子站站址)类型标识 105(69H)结构限定词 1(01H)传送原因 6(06H)=激活 公共地址(一般为子站站址)信息体地址(低位)0 信息体地址(高位)0 复位命令(01H:进程的总复位)帧校验和(CS)16H 子站确认帧(C_RP_NA_1 ACTCON)68H L=9 L=9 68H 0 0 A
13、CD DFC 功能码 0 链路地址域(子站站址)类型标识 105(69H)结构限定词 1(01H)传送原因 7(07H)=确认激活 公共地址(一般为子站站址)信息体地址(低位)0 信息体地址(高位)0 复位命令 01H(进程的总复位)帧校验和(CS)16H 链路测试 主站发送链路测试命令帧(C_TS_NA_1 ACT)68H L=10 L=10 68H 0 1 FCB 1 功能码 2 链路地址域(子站站址)类型标识 104(68H)结构限定词 1(01H)传送原因 6=激活(86H)公共地址 信息体地址(低位)0 信息体地址(高位)0 AAH 55H 帧校验和(CS)16H 子站链路测试确认帧
14、(C_TS_NA_1 ACTCON)68H L=10 L=10 68H 0 0 ACD 0 功能码 0 链路地址域(子站站址)类型标识 104(68H)结构限定词 1(01H)传送原因 7:激活确认(87H)公共地址 信息体地址(低位)0 信息体地址(高位)0 AAH 55H 帧校验和(CS)16H 主站总召唤 主站总召唤命令 主站总召唤命令帧(C_IC_NA_1 ACT)68H L=9 L=9 68H 0 1 FCB 1 功能码 3(03H)链路地址域(子站站址)类型标识 100(64H)结构限定词 1(01H)传送原因(6:激活,8:停止激活)公共地址(一般为子站站址)信息体地址(低位)0
15、 信息体地址(高位)0 总召唤限定词(QOI)20(14H)帧校验和(CS)16H 子站总召唤应答 主站向子站进行的总召唤功能是在初始化以后进行,或者定期进行总召唤。总召唤时请求子站传送所有过程变量的实际值。主站发送总召唤命令(C_IC_NA_1 ACT)后,子站向主站发送总召唤命令的镜象(C_IC_NA_1 ACTCON)确认。如果是肯定确认,则其传送原因为激活确认(7),如果是否定确认,则其传送原因为停止激活确认(9)。随后向主站发遥测帧、遥信帧和变压器分接头帧、子站远动终端状态帧和水位帧,子站的数据全部传送完后向子站发送总召唤结束帧。子站确认帧(C_IC_NA_1 ACTCON)68H
16、L=9 L=9 68H 0 0 ACD 0 功能码 0(00H)链路地址域(子站站址)类型标识 100(64H)结构限定词 1(01H)传送原因(7:激活确认,9:停止激活确认)公共地址(子站站址)信息体地址(低位)0 信息体地址(高位)0 总召唤限定词(QRP)20(14H)帧校验和(CS)16H 子站发送不带品质遥测帧(M_ME1_NA_1 CYCLIC)68H L=8+Num*2 L=8+Num*2 68H 0 0 ACD 0 功能码 8(08H)链路地址域(子站站址)类型标识 21(15H)=不带品质遥测 1(D0-D6)为遥测数量 Num 传送原因=20(14H)=响应总召唤 公共地
17、址(子站站址)(701H+该帧起始遥测号)的低位 (701H+该帧起始遥测号)的高位 遥测值 1 的低位 遥测值 1 的高位 遥测值 2 的低位 遥测值 2 的高位 。遥测值 Num 的低位 遥测值 Num 的高位 帧校验和(CS)16H 遥测值说明:每个遥测量 2 个字节,D15 为符号位。假设遥测信息体地址范围:701H900H。子站发送带品质单点遥信帧(M_SP_NA_1 CYCLIC)68H L=8+Num L=8+Num 68H 0 0 ACD 0 功能码 8 链路地址域(子站站址)类型标识 1(01H)=不带时标遥信 1(D0-D6)为遥信数量 Num 传送原因=20(14H)=响
18、应总召唤 公共地址(子站站址)(1+该帧起始遥信号)的低位 (1+该帧起始遥信号)的高位 该帧第一个遥信的遥信状态 该帧第二个遥信的遥信状态 。该帧第 Num 个遥信的遥信状态 帧校验和(CS)16H 不带时标遥信字格式:每个遥信 1 个字节。IV NT SB BL 0 0 0 SPI 说明:SPI 遥信状态:D0=0:分 =1:合 IV、NT、SB、BL:DF1331 程序中各项品质均为 0。假设遥信信息体地址范围:1H400H。子站发送总召唤结束帧(M_IC_NA_1 ACTTERM)68H L=9 L=9 68H 0 0 ACD 0 功能码 8(08H)链路地址域(子站站址)类型标识 1
19、00(64H)结构限定词 1(01H)传送原因 10=激活结束 公共地址(子站站址)信息体地址(低位)0 信息体地址(高位)0 总召唤限定词(QRP)20(14H)帧校验和(CS)16H 召唤某一组数据 在总召唤过程中如果某一组数据没有被主站接收到,在总召唤结束后,主站向子站召唤没有收到的那一组。主站召唤某一组数据的发送帧(C_IC_NA_1 CYCLICACT)68H L=9 L=9 68H 0 1 FCB 1 功能码 11(0BH)链路地址域(子站站址)类型标识 100(64H)结构限定词 1(01H)传送原因 5=请求 公共地址(子站站址)信息体地址(低位)0 信息体地址(高位)0 召唤
20、遥信、遥测、BCD 码命令限定词(QOI)21(15H)-36(24H)帧校验和(CS)16H 子站收到召唤某一组数据的命令帧后,按照命令码限定词(2128:为遥信帧 18 组;2936:为遥测帧 916 组)确定发送遥测帧(M_ME1_NA_1 CYCLIC LPDU 21)或者遥信帧(M_SP_NA_1 CYCLIC LPDU 1)(区别在:发送原因为 2136。)。如果 1 帧发不完,分成数帧发送。对钟 主站时钟同步发送帧(C_CS_NA_1 ACT)68H L=15(0FH)L=15(0FH)68H 0 1 FCB 1 功能码 3 链路地址域(子站站址)类型标识 103(67H)结构限
21、定词 1(01H)传送原因 6=激活 公共地址 信息体地址(低位)0 信息体地址(高位)0 Miliseconds(D7D0)Miliseconds(D15D8)IV(D7)RES1 Minutes(D5-D0)SU(D7)RES2 Hours(D4-D0)DAY of WEEK DAY of MONTH(D4-D0)RES3 Month(D3D0)RES4 Years(D6D0)帧校验和(CS)16H 说明:IV=0:时间有效;IV=1:时间无效 SU=0:标准时间;SU=1:夏时制 子站时钟同步确认帧(C_CS_NA_1 ACTCON)68H L=15(0FH)L=15(0FH)68H 0
22、 0 ACD 0 功能码 0 链路地址域(子站站址)类型标识 103(67H)结构限定词 1(01H)传送原因 7=激活 公共地址 信息体地址(低位)0 信息体地址(高位)0 Miliseconds(D7D0)Miliseconds(D15D8)IV(D7)RES1 Minutes(D5-D0)SU(D7)RES2 Hours(D4-D0)DAY of WEEK DAY of MONTH(D4-D0)RES3 Month(D3D0)RES4 Years(D6D0)帧校验和(CS)16H 召唤 1 级用户数据 主站召唤 主站召唤 1 级用户数据发送帧(C_P1_NA_1)10H 0 1 FCB
23、1 功能码 10(0AH)链路地址域(子站站址)帧校验和(CS)16H 子站应答 1 级用户数据分别为变位遥信、子站初始化结束报文和由读数命令所寻址的信息体数据,若存在 1 级数据分别向主站发送,不存在 1 级数据时发送的无所请求数据帧。子站发送带单点遥信状态变位帧(M_SP_NA_1 SPONT)68H L=6+Num*3 L=6+Num*3 68H 0 0 ACD 0 功能码 8(08H)链路地址域(子站站址)类型标识 1(01H)=不带时标遥信 0(D0-D6)为遥信数量 Num 传送原因=11(0BH)应用服务数据单元公共地址(1)(1+该帧变位遥信 1 地址)的低位(1+该帧变位遥信
24、 1 地址)的高位 变位遥信 1 的遥信状态 (1+变位遥信 Num 地址)的低位(1+变位遥信 Num 地址)的高位 变位遥信 Num 的遥信状态 帧校验和(CS)16H 传送原因=11:远程命令引起的发送信息 子站初始化结束报文的响应帧(M_EI_NA_1)68H L=9 L=9 68H 0 0 ACD DFC 功能码 8 链路地址域(子站站址)类型标识 70(46H)可变结构限定词(01H)传送原因 =4:初始化 公共地址 信息体地址的低位(00H)信息体地址的高位(00H)初始化原因 COI(02H)帧校验和(CS)16H *初始化原因 COI 的格式:BS UI(D6-D0)说明:U
25、I:0当地电源开关合上;1当地手动复位;2远方复位 BS:0未改变当地参数的初始化;1改变当地参数的初始化 子站发送由读命令形成的 1 级用户数据帧(M_DATA_NA_1 SPONT)当信息体地址为:1H400H 时,子站发送遥信信息帧 68H L=10 L=10 68H 0 1 FCB 0 功能码 3(03H)链路地址域(子站站址)类型标识 1(01H)=不带时标遥信 1 传送原因=5(05H)=被请求 应用服务数据单元公共地址(1)信息体地址低位 信息体地址高位 遥信字 品质描述限定词(0)帧校验和(CS)16H 当信息体地址为:701H900H 时,子站发送遥测信息帧 68H L=11
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