光伏20 IEC101通讯规约资料.docx
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光伏20IEC101通讯规约资料
光伏2.0
101通讯规约
V1.00
编制：
审核：
批准：
版本：
1概述
本规约为光伏2.0显示单元与后台调度系统之间的通讯规约。
本规约遵循DL/T634-1997（neqIEC60870-5-101：
2002）标准编写。
本规约采用如下定义：
控制站：
又叫主站，可以执行对被控站的控制和监视。
被控站：
又叫子站，受控制站的监视和控制。
控制方向：
控制站被控站的传输方向。
监视方向：
被控站控制站的传输方向。
非平衡传输：
控制站通过不断查询被控站实现数据的交换控制。
控制站是源站，启动所有报文的发送，而被控站（子站）仅在被查询时发送报文。
文中将后台系统称作主站，光伏显示单元称作从站。
主站发给从站的报文为请求报文，从站回发给主站的报文称为应答报文。
2帧格式
显示单元与主控单元间为点到点结构，异步通信采用FT1.2的帧格式，即：
8位信息位+1位起始位+1位校验位+1位停止位。
本规约支持固定帧长、可变帧长报文类型。
采用非平衡模式，以下介绍均为非平衡模式下的帧格式。
2.1字节格式
●1位起始位
●8位数据位
●1位校验位（偶校验）
●1位停止位
发送过程中，低字节在前，高字节在后。
线路传输顺序如下：
图1线路上位流传输顺序
2.2可变帧长报文格式
用于主站向子站传输数据，或由子站向主站传输数据。
D7D6D5D4D3D2D1D0
启始字符（68H）
固定长度
的报文头
帧长L
帧长L（重复）
起始字符（68H）
控制域（C）
L个8位
位组
链路地址域（A）
链路用户数据（可变长度的ASDU）
帧校验和（CS）
结束字符（16H）
图2可变长度帧格式
线路传输规定：
1）线路空闲传输的二进制数码是“1”。
2）每个字节包括：
1位启始位（二进制0），8位数据位，1位偶校验位，1位停止位（二进制1）。
3）一帧报文传输时，各字节间不允许有传输间隙。
4）长度L包括控制域、地址域、用户数据区的8位位组的个数。
5）帧校验和是控制域、链路地址域、用户数据区8位位组的算术和。
6）接收端需校验以下内容：
a）每个字节的启始位、停止位、偶校验位。
b）两个启始字符、两个L值应一致，接收字符数为L+6、帧校验和、结束字符若无差错，则数据有效。
c）校验中，若检出一个差错，则舍弃此帧数据。
如果上述检测失败，该帧将被拒绝接收，检测通过，则帧被传递给用户。
2.3固定长度帧格式
用于子站回答主站的确认报文，或主站向子站的询问报文。
D7D6D5D4D3D2D1D0
起始字符（10H）
控制域（C）
链路地址域（A）
帧校验和（CS）
结束字符（16H）
图3固定长度帧格式
线路传输规定：
1）、2）、3）、4）同可变长度帧的1）、2）、3）、4）规定。
5）固定帧长报文无帧长度L。
6）帧校验和是控制域、地址域的算术和。
7）接收校验：
a）每个字符的启始位、停止位、偶校验位。
b）每帧需校验启始字符、帧校验和、结束字符。
c）在所有校验中，若检出一个差错，则舍弃此帧数据。
若无差错，则数据有效。
3参考模型和表示规则
3.1参考模型
本规约采用3层式的处理方法，提供简洁的通信机制。
7层结构3层结构
7．应用层
6．表示层
5．会话层
4．传输层
3．网络层
2．链路层
1．物理层
7．应用层
2．链路层
1．物理层
（1）物理层
采用ITU-T建议，定义了主站和子站的数据电路终端设备（DCE）和数据终端设备（DTE）之间的接口。
（2）链路层
提供一个控制域，和一个可选的地址域，站之间的链路按非平衡传输模式工作。
控制域规定了帧计数位、报文启动位、帧计数有效位以及相应的功能码。
本规约为非平衡式传输模式，主站向子站触发一次传输服务，成功完成或报告产生差错之后才能开始下一轮的传输服务。
支持下列3种级别的链路传输服务。
●Send/NoReply：
发送/无回答，由主站向子站发送广播报文。
●Send/Confirm：
发送/确认，主站向子站设置参数，和发送遥控和执行命令。
●Request/Respond：
请求/响应，主站向子站召唤数据，子站以数据或事件数据回答。
（3）应用层
应用层定义了数据报文的类型。
4控制域、地址域、传输过程
4.1起始字符、帧长
起始字符为1个字节，不同类型的帧起始字符如下：
●可变帧长报文起始字符：
68H
●固定帧长报文起始字符：
10H
可变帧长报文长度为2个字节，2字节的内容相同（复制），帧长范围：
0~255，规定了随后的包括控制域和地址域在内的用户数据字节的个数，一帧可变帧长报文最多261个字节。
4.2控制域
本规约采用非平衡传输模式，主站是启动所有报文传输的源站，子站仅在被查询时启动报文，控制域（C）的定义分控制方向和监视方向两种情况。
4.2.1主站子站控制域
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
DIR=0
PRM=1
FCB
FCV
功能码FC
说明如下：
（1）传输方向位DIR：
DIR=0，表示报文是由主站向子站传输。
（2）启动报文位PRM：
PRM=1，报文由主站发出，主站为启动站。
（3）帧计数位FCB
FCB=1/0，连续的Send/Confirm或Request/Respond交替变位
主站向同一子站传输新一轮的发送/确认或请求/响应传输服务时，将FCB位取相反，主站保留帧计数位的拷贝，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，重发原报文，重复次数为3次。
若主站正确收到子站报文，则该一轮的发送/确认或请求/响应传输服务结束。
子站将接收到的帧计数位FCB和相应的向主站发送的响应帧保存起来，若下一次接收到的帧计数位已改变状态，则将保存的响应帧清除并形成新的响应帧，若帧计数位状态未改变，则重发保存的响应帧。
复位命令的帧计数位FCB总为0，帧计数有效位FCV=0。
子站收到复位命令后将其保存的帧计数值置0，并期望下一帧的帧计数位FCB和帧计数有效位FCV均为1。
（4）帧计数有效位FCV
FCV=0：
交替变位和FCB位是无效的。
FCV=1：
交替变位和FCB位是有效的。
（5）功能码FC
表1：
主站向子站传输的功能码FC定义
FC
帧类型
服务功能
FCV
0
发送/确认帧
复位远方链路
0
1
发送/确认帧
复位远动终端的用户进程（含撤销命令）
0
3
发送/确认帧
传送数据
1
4
发送/无回答
传送数据
0
5
发送/确认帧
指定了访问要求
0
8
请求/响应帧
响应帧应说明访问要求
0
9
请求/响应帧
召唤链路状态
0
10
请求/响应帧
召唤1级用户数据
1
11
请求/响应帧
召唤2级用户数据
1
12、13
备用
—
6、7、14、15
制造厂和用户协商后定义
－
注意：
a）功能码为3、4的报文为可变帧长报文，其余报文均为固定帧长报文。
b）1级数据包括事件和高优先级报文，2级数据包括循环传送和低优先级报文。
4.2.2子站主站控制域
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
DIR=1
PRM=0
ACD
DFC
功能码FC
说明如下：
（1）传输方向位DIR：
DIR=1，表示报文是由子站向主站传输。
（2）启动报文位PRM：
PRM=0，表示子站向主站传输，子站为从动站。
（3）要求访问位ACD
ACD=0：
没有1级用户数据的请求
ACD=1：
有1级用户数据的请求，子站希望向主站传输1级数据。
（4）数据流控制位DFC
DFC=0：
子站可以继续接收数据。
DFC=1：
子站的缓冲区已满，无法接收新数据。
（5）功能码FC
表2：
子站向主站传输的功能码
FC
帧类型
服务功能
0
确认帧
ACK，肯定确认
1
确认帧
NACK，报文未收到，链路忙
8
响应帧
以用户数据响应请求帧
9
响应帧
NACK，请求的数据无效，或无所召唤的数据
11
响应帧
以链路状态或访问要求回答请求帧
2~5、10、12
备用
6、7、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
注意：
a）主站召唤1级数据（遥信变位等），子站如有数据变化以响应帧回答。
如响应帧1帧传不完这类变化数据，则ACD=1。
b）主站召唤2级数据（如遥测数据），子站以全遥测响应帧回答。
如响应帧1帧传不完全部遥测，继续用召唤2级数据报文召唤。
c）主站召唤遥测、遥信全数据等，子站以相应报文作为响应帧回答。
4.3链路地址
本协议链路地址域用一个字节表示。
地址域属于链路层。
当由主站触发一次传输服务，链路地址表示报文所要传送的目的地址，即子站地址；当由子站向主站传送帧时，表示该报文发送的源地址，也是子站地址。
D7D6D5D4D3D2D1D0
图7链路地址定义
地址域的值为0~255，其中255为广播站地址，即向所有站传送报文。
5应用服务数据单元（ASDU）
可变帧长报文是由帧头、应用服务数据单元（ASDU）、帧尾组成。
每一帧仅有一个应用服务数据单元，其长度由帧头中2字节的帧长决定。
应用服务数据单元ASDU，即报文的数据区。
它由数据单元标识、一个或多个信息元素、应用服务数据单元的公共时标（如果有的话）所组成。
图8可变帧长报文结构及应用服务数据单元结构
数据单元标识由类型标识、可变结构限定词、传送原因、应用服务单元的公共地址所组成，每一项均为8位位组。
应用服务数据单元中所有信息对象都有相同的结构、类型和格式，由类型标识定义。
信息元素的个数由可变结构限定词定义。
5.1类型标识
类型标识TI（TYPEINDEX）定义了信息对象的结构、类型和格式。
在一个特定的应用服务数据单元中的所有信息体均有同一种结构、类型和格式。
可以表示以下信息：
●信息体的元素是单个的、多个的、还是顺序记录的。
●信息元素的格式类型，见<信息元素>章节内容。
●信息体的个数，有还是没有。
●表示有或者无公共时标及信息体时标。
●寻址方式。
类型标识∶=TYPEINDEX
∶=U18［1～8］＜1～255＞
＜1～127＞∶=为配套标准定义
＜128～135＞∶=为租用路由报文的应用服务数据单元之用（专用范围）
＜136～255＞∶=为特殊用途保留（专用范围）
此处只列出本规约中用到的类型标识。
主站和子站对类型标识未定义的ASDU将予以否定确认并作舍弃处理。
●子站主站的过程信息：
TI∶=U18［1～8］＜1～44＞
TI数值
定义
表示方法
1
不带时标的单点信息
M_SP_NA_1，（SQ=1，SQ=0）
7
子站远动终端状态（32比特串）
M_BO_NA_1，（SQ=0）
11
不带时标的测量值标度化值
M_ME_NB_1，（SQ=1）
15
电能计数量
M_IT_NA_1，（SQ=0）
20
具有状态变位检出的成组单点信息
M_PS_NA_1，（SQ=0）
图9类型标识：
子站向主站在监视方向的过程信息
●主站子站在控制方向的过程信息：
TI：
=UI8[1~8]<45~69>
TI数值
定义
表示方法
46
（CON）双点遥控命令
C_DC_NA_1，（SQ=0）
48
（CON）设定值命令，标度化值
C_SE_NA_1，（SQ=0，SQ=1）
51
（CON）32位的位串
C_BO_NA_1，（SQ=0，SQ=1）
图10类型标识：
主站向子站在控制方向的过程信息
●子站主站在监视方向的系统命令：
TI：
=UI8[1~8]<70~99>
TI数值
定义
表示方法
70
初始化结束
M_EI_NA_1，（SQ=0）
71~99
为配套标准保留（兼容范围）
图11类型标识：
子站向主站在监视方向的系统命令
●主站子站在控制方向的系统命令：
TI：
=UI8[1~8]<100~109>
TI数值
定义
表示方法
100
（CON）总召唤命令
C_IC_NA_1，（SQ=0）
101
（CON）电能召唤命令
C_CI_NA_1，（SQ=0）
102
（CON）读数据命令
C_RD_NA_1，（SQ=0）
103
（CON）时钟同步命令
C_CS_NA_1，（SQ=0）
图12类型标识：
主站向子站在控制方向的系统命令
说明：
在控制方向上具有CON标记的应用服务数据单元，在监视方向上可以传送同样的报文内容，只是传送原因会不相同，在监视方向上这些应用服务数据单元用作肯定或否定确认。
5.2可变帧结构限定词
可变帧结构限定词的格式如下。
它表示信息体是顺序的，还是非顺序的。
并表示信息体的个数，如信息体数目等于0，则表示没有信息体。
D8D7D6D5D4D3D2D1
SQ
N
图14
可变结构限定词
可变结构限定词VSQ∶=CP8｛N，SQ｝
对象数目N∶=UI7［1～7］＜0～127＞
＜0＞∶=应用服务数据单元无信息体
＜1～127＞∶=信息体或元素数目
单个/顺序Q∶=BS1［8］＜0～1＞
＜0＞∶=寻址一些信息体的单独的信息元素
＜1＞∶=寻址一个信息体的顺序信息元素
SQ＜0＞和N＜0～127＞∶=信息体数目
SQ＜1＞和N＜0～127＞∶=每一个应用服务数据单元的一个信息体内信息元素的数目
5.3传输原因
传送原因表示的是周期传送、突发传送、总询问，还是分组询问、请求数据、重新启动、站启动、测试、确认、否定确认。
格式如下。
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
T
P/N
传送原因COT
图15传输原因
主站将舍弃那些传输原因值没有被定义的应用服务数据单元。
传送原因CAUSE∶=CP8｛COT，P/N，T｝
COT∶=UI6［1～6］＜0～63＞
＜0＞∶=未定义
＜1～63＞∶=传送原因序号
＜42～47＞∶=为配套标准保留（兼容范围）
＜48～63＞∶=为特殊用途保留（专用范围）
P/N∶=BS1［7］＜0～1＞
＜0＞∶=肯定认可（在无关情况下，P/N置零）
＜1＞∶=否定认可
T=TEST∶=BS1［8］＜0～1＞
＜0＞∶=未试验
＜1＞∶=试验（不在控制过程下的传输测试和设备测试）
表3：
COT定义
Cause
定义
Cause
定义
1
周期/循环
9
停止激活确认
2
背景扫描
10
激活终止
3
突发（自发）
11
保留
4
初始化完成
12
保留
5
请求或者被请求
13
保留
6
激活
14~19
保留
7
激活确认
20
响应总召唤
8
停止激活
5.4ASDU公共地址
采用1个字节的长度，格式如下：
D8D7D6D5D4D3D2D1
图16应用服务数据单元的公共地址
公共地址CommonAddress∶=UI8［1～8］＜0～255＞
＜0＞∶=未用
＜1～254＞∶=寻址站地址
<255>∶=广播地址、全局地址
本规范采用点对点通讯，ASDU公共地址即为站地址，与链路地址相同。
5.5信息对象地址
本规范的对象地址采用2个字节长度。
格式如下：
D8D7D6D5D4D3D2D1
地址低字节
地址高字节
图17信息对象地址
信息对象地址∶=UI16［1～16］＜0～65535＞
＜0＞∶=无关的信息对象地址
＜1～65535＞∶=信息体地址
在一些应用服务数据单元没有用上信息体地址的话，信息体地址就为0。
信息对象地址在控制方向作为目的地址，在监视方向作为源地址。
5.6信息元素
5.6.1带品质描述的单点信息SIQ
D8D7D6D5D4D3D2D1
IV
NT
SB
BL
RES
SPI
图18-1信息元素：
带品质描述的单点信息
SIQ∶=CP8{SPI，RES，BL，SB，NT，IV}
SPI：
<0>：
OFF，分；<1>：
ON，合。
BL：
<0>：
未闭锁；<1>：
被闭锁。
信息对象的值被封锁传输，并保持封锁前采集的值。
SB：
<0>：
未替换；<1>：
被替换。
通过面板对采集装置的设置视为被替换数据。
NT：
<0>：
当前值；<1>：
非当前值。
最近成功刷新的值为当前值，在规定时间内刷新不成功或值无效则称为非当前值。
IV：
<0>：
有效；<1>：
无效。
若值被正确采集就是有效，装置失效或装置在非工作刷新状态时为无效。
5.6.232位位串BO（表示远动终端状态）
D8D7D6D5D4D3D2D1
BS1：
D08~D01
BS1：
D16~D09
BS1：
D24~D17
BS1：
D32~D25
IV
NT
SB
BL
RES
图18-4信息元素：
32位位串
BO∶=CP40｛BSI、RES、BL、SB、NT、IV｝
BSI∶=32BS1［1～32］＜0～1＞
5.6.3品质描述QDS（单个8位位组）
D8D7D6D5D4D3D2D1
IV
NT
SB
BL
RES
OV
图18-5信息元素：
单字节的品质描述词
QDS∶=CP8｛OV、RES、BL、SB、NT、IV｝
OV∶=BS1［1］＜0～1＞
<0>：
未溢出；<1>：
溢出。
OV表示信息对象的数据是否超出了预先定义的取值范围，主要用于模拟量数据。
其他位同5.6.1节。
5.6.4日历时钟
（1）日历时钟：
D8
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
Milliseconds
Milliseconds
IV
RES1
Minutes
SU
RES2
Hours
Dayofweek
Dayofmonth
RES3
Months
RES4
Years
图18-9信息元素：
日历时钟表示格式
注：
SU=0：
标准时间，SU=1：
夏时制。
Millisecods∶=UI16［1～16］＜0～59999ms＞
Minutes∶=UI6［17～22］＜0～59min＞
Hours∶=UI6［25～29］＜0～23h＞
Dayofmonth∶=UI6［33～37］＜1～31＞
Dayofweek∶=UI6［38～40］＜1～7＞
Months∶=UI6［41～44］＜1～12＞
Years∶=UI6［49～55］＜0～99＞
（2）时标：
D8
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
Milliseconds
Milliseconds
IV
RES
Minutes
图18-10信息元素：
时标表示格式
时标=CP24Time2a∶=CP24｛Milliseconds、Minutes、RES、IV｝
Millisecods∶=UI16［1～16］＜0～59999＞
Minutes∶=UI6［17～22］＜0～59＞
RES∶=BS1［23］
Invalid=IV∶=BS1［24］＜0～1＞
＜0＞∶=有效＜1＞∶=无效
5.6.5遥控命令DCO
D8
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
S/E
QU
DCS
图18-12信息元素：
遥控命令
DCO∶=CP8｛DCS，QU，S/E｝
DCS=双点遥控状态∶=UI2［1～2］＜0～3＞
＜0＞∶=不允许＜1＞∶=OFF，开
＜2＞∶=ON，合＜3＞∶=不允许
QU∶=UI5［3～7］＜0～31＞
S/E∶=BS1［8］＜0～1＞
＜0＞∶=执行＜1＞∶=选择
5.6.6参数限定词（QPM）
QPM∶=CP8［KPA，LPC，POP］
KPA=参数种类∶=UI6［1～6］＜0～63＞
＜0＞∶=未用
＜1＞∶=门限值
＜2＞∶=滤波系数（滤波时间常数）
＜3＞∶=为所传送的测量值的下越限
＜4＞∶=为所传送的测量值的上越限
＜5～31＞∶=为配套标准保留（兼容范围）
＜32～63＞∶=为特殊用途保留（专用范围）
LPC=当地参数改变∶=BS1［7］＜0～1＞
＜0＞∶=未改变
＜1＞∶=改变
POP=参数在运行∶=BS1［8］＜0～1＞
＜0＞∶=运行
＜1＞∶=未运行
门限值为测量值变化将引起一次新的传送的最小变化值。
越限值是指若测量值超过此值就引起一个测量值的传送。
每种参数必须由明确的信息体地址所定义。
5.6.7电能计数量召唤命令的限定词（QCC）
QCC∶=CP8｛RQT、FRZ｝
RQT=请求∶=UI6［1～6］＜0～63＞
＜0＞∶=未用
＜1＞∶=请求计数量第1组
＜2＞∶=请求计数量第2组
＜3＞∶=请求计数量第3组
＜4＞∶=请求计数量第4组
＜5＞∶=总的请求计数量
＜6～31＞∶=为配套标准保留（兼容范围）
＜32～63＞∶=为特殊用途保留（专用范围）
FRZ=冻结∶=UI2［7～8］＜0～3＞
＜0＞∶=请求计数量
＜1＞∶=冻结不带复位
＜2＞∶=冻结带复位
＜3＞∶=计数器复位
5.6.8召唤遥信、遥测的限定词（QOI）
D8D7D6D5D4D3D2D1
Value
图19召唤遥信遥测限定词
QOI∶=UI8［1～8］＜0～255＞
＜0＞∶=未用
＜1～19＞∶=为配套标准保留（兼容范围）
＜20＞∶=整个站的总召唤（14H）
＜21＞∶=召唤第1组（15H）
＜22＞∶=召唤第2组（16H）
＜23＞∶=召唤第3组（17H）
＜24＞∶=召唤第4组（18H）
＜25＞∶=召唤第5组（19H）
＜26＞∶=召唤第6组（1AH）
＜27＞∶=召唤第7组（1BH）
＜28＞∶=召唤第
升级会员 