[精选]IEC101规约简介lfv.pptx
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1、IECIEC101101协议概论协议概论必读文件中华人民共和国电力行业标准DL/T 6345101-2002/IEC60870-5-101:2002代替DL/T634-1997技术背景适应和引导电力系统调度自动化的发展,规范调 度自动化及远动设备的技术性能IEC60870-5体系概况基本标准与配套标准基本标准IECTC57为适应电力系统及其它公用事业的需要,制定了一系列传输规约,这些规约共分篇:60870-5-1传输帧格式60870-5-2链路传输规约60870-5-3应用数据的一般结构60870-5-4应用信息元素定义和编码60870-5-5基本应用功能配套标准传统的远动通信规约一般不分层,
2、IECWG03定义的远动通信协议分为两层,一是链路层,由IEC60870-5-1和IEC60870-5-2描述:一是应用层,基础部分由IEC60870-5-3、IEC60870-5-4、IEC60870-5-5描述:应用层直接映射到链路层根据应用领域定义了一系列“配套标准”:IEC60870-5-101用于常规远动,IEC60870-5-102用于电能量计量信息的接入,IEC60870-5-103用于继电保护信号接入,IEC60870-5-104将IEC60870-5-101用在TCP/IP网络协议之上基本标准和配套标准的关系基本标准是制定和理解配套标准的依据,配套标准都要引用基本标准,配套标
3、准针对具体应用作了具体规定,使基本标准的原则更加明确等同采用基本标准和配套标准有利于更好地贯彻标准,实现远动设备的互操作性IEC60870-5系列适用范围系列适用范围IEC60870-5系列涵盖了各种网络配置(点对点、多个点对点、多点共线、多点环型、多点星型),各种传输模式(平衡式、非平衡式),网络的主从和平衡传输模式,电力系统所需要的应用功能和应用信息,是一个完整的集,可以适应电力系统自动化系统中各种调制方式,各种网络配置和各种传输模式的需要IECIEC101101协议重点协议重点IEC101协议的一般规则规约结构、物理层、链路层、应用层、用户进程IEC101协议的功能码(链路层)类型标识(
4、定义了信息对象的结构、类型和标识)可变结构限定词(信息元素数目,是否顺序)传送原因(表示周期,突发传送,总召唤等)公共地址(关联应用服务数据单元所有对象)信息对象地址(名字)信息元素(内容)IEC60870-5-101规约介绍101规约简介规约简介通信过程描述通信过程描述97标准与标准与2002标准的差异标准的差异互操作性选择互操作性选择不同厂家设备互连不同厂家设备互连工程实施中遇到的问题工程实施中遇到的问题规约简介电力行业标准:101规约DL/T 634-1997 neq IEC60870-5-101:1995DL/T 634.5101-2002/IEC60870-5-101:2002代替D
5、L/T 634-1997 远动设备及系统第5部分:传输规约第101篇基本远动任务和配套标准TelecontrolequipmentandsystemsPart5:TransmissionprotocolsSection101companionstandardforbasictelecontroltasks规约简介电力行业标准:101规约IEC1995年出版IEC60870-5-101以来,得到广泛应用。我国制定了相应的配套标准,:DL/T634-1997基本远动任务配套标准(neq.IEC60870-5-101:1995)IEC总结经验,又出版A1、A2扩充时标两个附件,于2001将IEC60
6、870-5-101:1995和两个附件合并,出版了IEC60870-5-101:2002V.2我国又跟进制定了相应的配套标准,等同采用IEC60870-5-101远动设备与系统第5部分传输规约第101篇基本远动任务配套标准:2002等同采用和非等同采用等同采用和非等同采用等同采用基本标准和配套标准有利于更好地贯彻标准,实现远动设备的互操作性。DL/T 634-1997 neq IEC60870-5-101:1995DL/T 634.5101-2002/IEC60870-5-101:2002代替DL/T 634-1997 规约简介常用远动规约(常用远动规约(RS232RS232):):CDTCD
7、T规约:部颁规约:部颁DL451-91DL451-91、老部颁、地方老部颁、地方CDTCDT规约规约DNP3.0DNP3.0规约、规约、SC-1801SC-1801规约、规约、N4FN4F规约、规约、S5S5规约规约ELINELIN规约、规约、Siemens 8890Siemens 8890规约、规约、ABB RP570ABB RP570规约规约 部颁部颁101101规约规约19971997,IEC60870-5-101IEC60870-5-101规约规约1995,20021995,2002 规约评价标准规约评价标准高度的数据完整性、数据一致性、传输效率高度的数据完整性、数据一致性、传输效率1
8、01规约简介规约简介规约结构规约结构物理层物理层链路层链路层应用层应用层应用进程应用进程规约结构模型模型1:ISO OSI 参考模型参考模型International Standards OrganizationOpen System Interconnection 模型模型2:增强性能模型:增强性能模型EPA:EPA:Enhanced Enhanced Performance Performance ArchitectureArchitecture模型特点:模型特点:可以得到快速的响可以得到快速的响应时间应时间,但是服,但是服务务受到限制。受到限制。应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层
9、传输层网络层网络层链路层链路层物理层物理层规约结构模型模型1:ISOISO七层模型七层模型规约结构规约结构应用用户数据ASDUAPCIAPCIAPDUIEC60870-5中未使用APCI应用(用户)过程应用层(第7层)链路层(第2层)ASDULPCILPCILPDU参考模型参考模型2 2的各种的各种数据单元之间关系数据单元之间关系规约结构从IEC60870-5-5选用的应用功能用户进程从IEC60870-5-3选用的应用服务数据单元应用层(第7层)从IEC60870-5-4选用的应用信息元素从IEC60870-5-2选用的链路传输规则链路层(第2层)从IEC60870-5-1选用的传输帧格式从
10、ITU-T建议中选用物理层(第1层)增强性能体系结构(EPA)和配套标准所选用的标准定义 物理层物理层物理层 接口标准为异步接口标准为异步ITU-TV.24/ITU-TV.28 接口接口控制站的数据终端设备(DTE)数据电路终接设备(DCE)数据电路终接设备(DCE)控制站的数据终端设备(DTE)数据电路串行远动通信控制站和被控站的接口和连接控制站和被控站的接口和连接物理层物理层物理层线路传输规则线路传输规则:在在线线路路上上传传输输遵遵守守字字节节由由低低向向高高传传送送;字字符符由由低低向向高高传传送送的的规则规则每每个个字字符符有有1个个启启动动位位(二二进进制制0),8位位信信息息码码
11、,1位位偶偶校校位位、1位停止位(二进制位停止位(二进制1)线线路路空空闲闲状状态态为为二二进进制制1。在在无无线线电电通通道道或或断断载载频频方方式式时时,需需利利用用RSRS232的的信信号号RTSRTS和和CTSCTS发发送送若若干干1的的载载频频后后才才能能发发送送报报文,以使调制解调器稳定。文,以使调制解调器稳定。物理层物理层物理层 5个基本服务(个基本服务(DTE-DCE)发送发送接收接收连接连接断开断开状态指示状态指示:忙忙链路层主要功能主要功能应用数据封装,发送到物理层或相反应用数据封装,发送到物理层或相反提供链路状态指示提供链路状态指示 报文重传报文重传FCB位,位,DFC位
12、的处理位的处理控制物理层控制物理层防止数据碰撞防止数据碰撞响应有效报文响应有效报文传输模式传输模式平衡式和非平衡式传输平衡式和非平衡式传输非平衡传输非平衡传输(Unbalanced tranmission)主主站站采采用用顺顺序序地地查查询询(召召唤唤)子子站站来来控控制制数数据据传传输输,在在这这种种情情况况下下主主站站是是请请求求站站,它它触触发发所所有有报报文文的的传传输输,子子站站是是从从动动站站,只只有有当它们被查询当它们被查询(召唤召唤)时才可能传输。时才可能传输。平衡传输平衡传输(Balanced tranmission)采采用用平平衡衡传传输输,每每一一个个站站可可能能启启动动
13、报报文文传传输输。因因为为这这些些站站可可以以同时既作为启动站又可以作为从动站,它们被称为综合站。同时既作为启动站又可以作为从动站,它们被称为综合站。华东网局规定华东网局规定101采用非平衡方式、采用非平衡方式、104采用平衡方式传输采用平衡方式传输链路层基本链路传输服务的三种类型基本链路传输服务的三种类型 链链路路服服务级别务级别功能功能用处用处S1发发送送/无无回回答答广播命令广播命令S2发送发送/确认确认由由控控制制站站向向数数据据终终端发送命令等端发送命令等S3请求请求/响应响应 由由控控制制站站向向数数据据终终端召唤数据或事件端召唤数据或事件链路层标标准准传传输输帧帧的的格格式式和和
14、结结构构(Format and structures of standard transmission formates)格式格式FT1.1:低级别的数据完整性要求低级别的数据完整性要求 格式格式FT1.2:高等级的数据完整性要求高等级的数据完整性要求(101)格式格式FT2 :高等级的数据完整性要求高等级的数据完整性要求 格式格式FT3 :特别高的数据完整性要求特别高的数据完整性要求链路层一一FT1.2FT1.2可变帧长格式可变帧长格式可可变变帧帧长长帧帧格格式式用用于于由由主主站站向向子子站站传传输输数数据据,或或由子站向主站传输数据。由子站向主站传输数据。报文示例:总召唤命令报文(从链路
15、层的角度)-68 09 09 68 53 64 64 01 06 64 00 00 14 9A 16 启动字符(启动字符(68H)LL重复重复启动字符(启动字符(68H)控制域(控制域(C)链路地址域(链路地址域(A)链路用户数据(可变长度)链路用户数据(可变长度)帧校验和(帧校验和(CS)结束字符(结束字符(16H)固定长度的报文头L个8位位组链路层二二FT1.2FT1.2固定帧长格式固定帧长格式用用于于子子站站回回答答主主站站的的确确认认报报文文,或或主主站站向向子子站站的的询问报文。询问报文。报文示例:(召唤链路状态)M-R :10 49 01 4A 16 启动字符(10H)控制域(C)
16、链路地址域(A)帧校验(CS)结束字符(16H)链路层三三FT1.2FT1.2单个字符单个字符E5H除除非非有有1级级用用户户数数据据访访问问请请求求(ACD=1)或或者者后后续续报报文将引起溢出文将引起溢出(DFC=1)才采用固定帧长帧。才采用固定帧长帧。单单个个控控制制字字符符E5用用来来取取代代固固定定帧帧长长肯肯定定确确认认帧帧(从从动动功功能能码码)或或固固定定帧帧长长否否定定确确认认帧帧(从从动动功功能能码码)。D7D6D5D4D3D2D1D011100101链路层FT1.2FT1.2单个字符单个字符E5H-10 5-10 5B 64 BF 16 B 64 BF 16-10 09
17、64 6D 16 68 09 09 68 53 64 64 01 06 64 00 00 14 9A 16-10 00 64 64 16 (E5)D7D6D5D4D3D2D1D011100101控制域 主站至子站子站至主站备用RES 1PRM启动报文 0帧 计 数 位FCB 帧计数有效位FCV23 22 21 20功能码要求访问位ACD数据流控制位DFC控制域 控制域控制域 RES:备用备用FCB:帧计数位:帧计数位:帧计数位帧计数位0或或1,是每个站连续的发送,是每个站连续的发送/确认或者请求确认或者请求/响应服务的变化位。响应服务的变化位。帧帧计计数数位位用用来来消消除除信信息息传传输输的
18、的丢丢失失和和重重复复。启启动动站站向向同同一一从从动动站站传传输输新新一一轮轮的的发发送送/确确认认(SEND/CONFIRM)或或请请求求/响响应应(REQUEST/REPOND)传传输输服服务务时时,将将帧帧计计数数位位(FCB)取取相相反反值值,启启动动站站为为每每一一个个从从动动站站保保留留一一个个帧帧计计数数位位(FCB)的的拷拷贝贝,若若超超时时未未由由从从动动站站收收到到所所期期望望的的报报文文,或或接接收收出出现现差差错错,则则启启动动站站不不改改变变帧帧计计数数位位FCB的的状状态,重复原来的发送态,重复原来的发送/确认或者请求确认或者请求/响应服务。响应服务。复复位位命命
19、令令的的情情况况下下帧帧计计数数位位(FCB)清清零零,从从动动站站接接收收此此命命令令将将帧帧计计数数位位置置零零,并并期期望望下下一一次次的的从从启启动动站站到到从从动动站站的的传传,其其帧帧计计数数位位(FCB)为为1,帧帧计计数数有有效效位位FCV为为1。主站至子站子站至主站备用RES 1PRM启动报文 0帧 计 数 位FCB 帧计数有效位FCV23 22 21 20功能码要求访问位ACD数据流控制位DFC控制域 控制域控制域 FCVFCV:帧计数有效位:帧计数有效位:FCVFCV0 0 表示帧计数位表示帧计数位FCBFCB的变化无效。的变化无效。FCVFCV1 1 表示帧计数位表示帧
20、计数位FCBFCB的变化有效。的变化有效。发发送送/无无回回答答服服务务、广广播播报报文文和和其其他他不不需需要要考考虑虑信信息息输输出出的的丢丢失失和和重重复复的的传传输输服服务务,无需改变帧计数位无需改变帧计数位FCBFCB的状态,因此这些帧的帧计数有效位的状态,因此这些帧的帧计数有效位FCVFCV常为零。常为零。主站至子站子站至主站备用RES 1PRM启动报文 0帧 计 数 位FCB 帧计数有效位FCV23 22 21 20功能码要求访问位ACD数据流控制位DFC控制域 控制域控制域 DFCDFC:数据流控制位:数据流控制位:DFCDFC0 0 表示从动站可以接收后续报文。表示从动站可以
21、接收后续报文。DFCDFC1 1 表示从动站接收后续报文将引起数据溢出。表示从动站接收后续报文将引起数据溢出。从动从动(响应响应)站向报文启动站指出一个立即连续发送后续报文将引起缓冲区溢出。站向报文启动站指出一个立即连续发送后续报文将引起缓冲区溢出。主站至子站子站至主站备用RES 1PRM启动报文 0帧 计 数 位FCB 帧计数有效位FCV23 22 21 20功能码要求访问位ACD数据流控制位DFC控制域 控制域控制域 ACDACD:要求访问位:要求访问位:有两种级别的报文数据,名称为有两种级别的报文数据,名称为1 1级数据和级数据和2 2级数据;级数据;ACDACD0 0 从动站无从动站无
22、1 1级用户数据要求传输;级用户数据要求传输;ACD=1 ACD=1 从动站要求传输从动站要求传输1 1级用户数据。级用户数据。从动站向启动站指出希望传输从动站向启动站指出希望传输1 1级用户数据。级用户数据。注注1级级用用户户数数据据传传输输典典型型地地被被用用于于事事件件传传输输或或者者高高优优先先级级报报文文的的传传输输,2级级用用户户数数据典型地被用于循环传输或者低优先级报文传输。据典型地被用于循环传输或者低优先级报文传输。主站至子站子站至主站备用RES 1PRM启动报文 0帧 计 数 位FCB 帧计数有效位FCV23 22 21 20功能码要求访问位ACD数据流控制位DFC控制域 控
23、制域控制域 PRMPRM:启动报文位:启动报文位:PRMPRM0,0,表示是由从动表示是由从动(响应响应)站向启动站传输报文;站向启动站传输报文;PRM=1,PRM=1,表示是由启动站向从动站传输报文表示是由启动站向从动站传输报文.表表1 1 非平衡传输,由启动站向从动站传输的报文中控制域的功能码非平衡传输,由启动站向从动站传输的报文中控制域的功能码(PRM=1)PRM=1)主站至子站子站至主站备用RES 1PRM启动报文 0帧 计 数 位FCB 帧计数有效位FCV23 22 21 20功能码要求访问位ACD数据流控制位DFC地址域 控制域控制域 控控链路地址链路地址链路地址链路地址链路地址选
24、用一个八位位组。链路地址选用一个八位位组。链路地址域的含义是当由主站触发一次传输服务,主站向子站传送的帧中表链路地址域的含义是当由主站触发一次传输服务,主站向子站传送的帧中表示报文所要传送到的目的站址,即子站站址;示报文所要传送到的目的站址,即子站站址;当由子站向主站传送帧时,表示该报文发送的源站址,即表示该子站站址。当由子站向主站传送帧时,表示该报文发送的源站址,即表示该子站站址。地址域是指链路层而言。地址域的取值为地址域是指链路层而言。地址域的取值为0至至255,其中,其中FFH=255为广播站为广播站地址。地址。和公共地址关系和公共地址关系一般情况下链路层地址域的站地址和应用服务数据单元
25、公共地址一般情况下链路层地址域的站地址和应用服务数据单元公共地址可以是同一个可以是同一个值在某些值在某些情况下,在一个链路层地址域的站地址下,情况下,在一个链路层地址域的站地址下,可以有好几个可以有好几个应用服应用服务数据单元公共地址,如:一个变电所搜集附近几个卫星站的信息,然后务数据单元公共地址,如:一个变电所搜集附近几个卫星站的信息,然后向主站传送此时在应用服务数据单元公共地址向主站传送此时在应用服务数据单元公共地址可以有好几个可以有好几个链路层主站向子站传输的功能码(非平衡方式)主站向子站传输的功能码(非平衡方式)功能码序号帧类型业务功能帧计数有效位状态FCV0发送/确认帧复位远方链路0
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