常用规约介绍

   1.规约的基础知识

   1.1规约的定义

    规约也称通信协议，是指通信双方的一种约定。包括对数据格式、同步方式、传送速度、传送步骤、检纠错方式以及控制字符定义等问题做出统一规定，通信双方必须共同遵守，相当于语言。

     1.2规约的主要任务：

    数据传输（遥测，遥信、电度，COS，SOE）

     控制命令(遥控、遥调)

     特殊功能（对时、文件传输）

    2.规约传输信息的基础

      规约传送信息需先建立物理通道，这是规约传输信息的基础。在电力自动化系统中，为常用的通道设备有RS-232，RS-422，RS-485，RJ45网线，同轴电缆和光纤。

     从厂站到主站侧中间还需要通过调度数据网设备，如路由器，纵加密，载波等设备。

    3.常用规约介绍

    3.1 CDT（采集及转发）

    3.2 Modbus（一般用于站内对下通讯）

    3.3 IEC101（一般用于厂站与调度端）

    3.4 IEC104（一般用于厂站与调度端）

    3.5 IEC103（一般用于站内对下通讯）

      规约的分类

     以远动机作为基准的话，将规约初步分为采集（对下）规约和转发（对上）规约。

       3.1 CDT规约介绍

     *国内编号DL451-91，新部颁CDT规约，循环数据传输式规约，基于串行通信，采用232接口。

     *应用环境（变电站与控制中心之间串行数据通信、对通道通信质量要求不高、可只用上行)

     *帧格式（同步字、控制字、信息字）

     *循环次序按数据重要程序确定，COS、遥控返校等优先插入传送

      3.1.1 CDT常见问题分析：

      确认远动机的串口参数（数据位，符号位，校验位）与需要通讯的设备是否一致；

      确认通讯线的接线是否正确，两侧的地与地连，收与发交叉连接；

      用万用表打到交流档，量发送与地之间的电压是否在变化，一般3V到15V左右在变化；

      如果远动机这侧量电压正常，确认远动机的端口配置是否正确或端口有没有损坏。

     问题2：某台设备使用CDT通讯，遥测一会儿有数据一会儿没有数据。

     可能的原因：重要遥测，次要遥测，一般遥测的功能码重叠了。

     正常情况下如果CDT通讯的话，重要遥测，次要遥测，一般遥测的功能码是不一样的，我们的远动机处理的时候一般是根据点号来处理的。如果一个厂家提供的协议遥测区分重要遥测，次要遥测一般遥测但是功能码全部是从   0  开始的话，可能会导致上述现象，此种情况属于非标准的CDT规约，需要公司写插件。

   3.2 ModBus规约

•   应用环境（站内设备的通讯、可只用上行)
  
•   MODBUS 通信接口：符合 RS232C/RS485 以及兼容的串行接口，该接口定义了针脚、电缆、信号位、波特率、奇偶校验，一般使用RS485接口。
  
•   MODBUS 通信符合主从的通信模式通信只能由主站主动发起并传送给从站。若主站发出的是广播命令，则从站不给予任何回应；若主站发出的是行动命令，则从站必须给予回应。从站的回应中包括描述命令执行域信息、数据表以及错误检验域信息；若从站不能执行该命令，则从站将建立错误消息并作为回应发送回去。各种智能设备能够直接利用 MODBUS 接口规约进行组网。
  

    3.2.1 Modbus正常的通讯流程

   1.  自主站发至从站的信息报文称为命令或下行通信帧，而自从站发至主站的信息报文则称为响应或上行通信帧。

   2.  由于Modbus是问答式的，一般通讯的流程是，通讯链路建立-主站发送召唤遥信报文-从机回复-主站发送召唤遥测报文-从机回复，如果一个主站下面有多台设备通讯，一般从***台设备将所有的数据全部问好了再对下一台设备进行召唤。

   3.  我们远动机的机制是如果一根总线有多台设备，先向这台设备要遥信报文，连续发三次不回，不再召唤遥测数据，然后询问下一台设备，一直到所有的设备都巡检完毕了再到***初通讯的那台设备。

   4.  由于是问答式的，通讯效率不高，如果发生遥信变位需要等到主站向从站要数据才能将信息上传，所以遥测的数据或者遥信刷新的频率相对较慢。

   3.2.2 Modbus通讯过程中的常见问题

    1. 常见提供的规约文本与现场不一致。通讯之前需要向厂家索要通讯协议，然后通过串口工具发报文确认报文格式与规约文本一致后再进行通讯。

如何区分标准的modbus及非标的modbus？

    2.  厂家提供的协议需要与标准的协议的格式一致，如发送报文的字节，接收报文的各个字节的定义必须一致，比如有的厂家将遥信和遥测的功能码一致，部分遥信放在遥测中这种就属于非标的modbus，虽然我们的远动机的配置比较灵活，但是还是无法处理此问题。

    3. GDI里面的Modbus的配置中的遥测，遥信，遥控的功能码、发送和接收的数据的字节长度、数据的组装方式都需要与规约设置成一致。遥信的配置按位读取还是按照字节读取需要配置正确。

    4.某根总线上的某台或几台设备有问题，影响了整根总线的通讯，可以通过对设备单独通讯来排除。

    5 . 通讯不上，报文不回：通讯参数的设置是否一致，485的接线是否接反，所有设备的485A(+),485(-)需要对应相连接。用串口工具接收远动机发出的报文，看是否正确。用串口工具直接对待通讯的设备单通，直接下发报文给相应的装置，看装置是否有回复

    6. Modbus的配置原则

     三个字：试，试，试！放心大胆的试，但是试好了必须要核对信号。

   3.3 IEC101规约介绍

• 国内编号DL634-1997(老）、DL/T634.5101-2002（新），简称IEC101规约，问答式规约
  
• 应用环境（变电站与控制中心之间串行数据通信、一般采用非平衡方式、适用波特率300~9600bps)
  
• 帧格式（单个字节、固定帧长、可变帧长）
  
• 校验方式（链路层偶校验、应用层和校验）
    
  
  

    3.3.1 IEC101协议的传输流程及对话过程

    1)  初始化过程（链路两端均已上电时）：主站向子站询问链路状态，子站以链路状态回答主站，主站复位远方链路，子站确认回答；子站向主站询问链路状态，主站以链路状态回答子站，子站复位远方链路，主站确认回答；主站 发总召唤命令，子站以全数据回答，主站发送时钟同步命令，子站以同步时钟事件回答。

   2)  基本问答过程：主站在初始化完毕，并召唤过全数据和时钟同步之后，开始轮询二级数据；而子站如果存在二级数据或一级数据，直接以数据回答，如不存在，则以否定报文回答。

   3)  其他问答过程：遥控选择命令以遥控选择确认帧回答，遥控执行命令以遥控执行确认帧回答，召唤电度命令以传送电度数据帧回答。

    3.4 IEC104规约

•  国内编号DL/T634.5104-2002，简称IEC104规约，问答式规约，基于TCP/IP协议
  
•  应用环境（变电站与控制中心之间网络数据通信、一般采用平衡方式)
  
•  帧格式（U格式帧、S格式帧、I格式帧）
  
•  网络端口号（2404）
  
  
  

   3.4.1 IEC104规约的过程描述

    当主站软件重新启动或链路故障时，主站将向子站发出建立链路的请求报文。当链路建立后，主站召唤一次全数据，随后定时召唤全数据，子站主动传送变化数据。主站收到数据帧后发送数据确认帧。

     3.4.2 IEC60870-5-101规约和IEC60870-5-104规约区别和联系

• 通信介质不同，104规约可以理解为网络版的101。
  
• 链路层不同
  
• 差错控制机制不同
  
• 通信机制不同
  
• 报文结构不同
  
• 报文长度使用原则不同
  
• 应用层ASDU完全相同（字节数量有的有出入）
  
• 传送信息种类相同
  

    3.4.3 IEC60870-5-104规约常见问题分析

• 必须具备网络环境，不能用于串行通信
  
• 通信双方必须分配确定的IP地址
  
• 通信双方设置合理的路由
  
• 通信双方具有固定的角色（主站-客户端、厂站-服务器端）
  
• 通信双方的IP地址必须进行注册保证数据安全
  
• 双机切换时通信异常应能及时转移至备机
  
• 双网切换时应能及时转移至备网
  
  
  

    3.5 IEC103规约

     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（总控单元）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，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，***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。

   间隔装置上电或复位后，待收到FCB或CU复位命令后，响应确认并请求访问1级数据。以ASDU5标识报文上送厂家名称等设备信息，传送原因为FCB或CU。ASDU5标识报文会上送两次，第2次传送原因为“启动/重新启动”。然后是时间同步（对时）和总查询。RCS9000系统对时采用广播方式。

   3.5.1 IEC-103通讯注意事项

   与其他厂家通讯需要注意的事项：

  1. 通讯完成后需要进行对点，对装置的遥测，遥信，变位遥信，SOE，遥控功能进行逐一验证。

  2. 需要确认通讯中断后是否可以恢复通讯，如重启我们的远动机或重启其他厂家的装置能够恢复通讯。重启过程中发生变位可以在重启重启后收到正确的遥信位置（总招功能是否正常）。

  3. 与含有测控功能的装置通讯需要验证遥测，外厂家的系数的计算方式可能与我公司不一样，有的公司是按照1.2倍的额定值对应满码值来上送的，或者满码值是2047，或者功率除了1.2倍的关系还需要乘以1.732，所以通讯正常后需要对遥测逐一进行核对。

  4. 如现场其他厂家的装置没有通过GPS直接对时，需要确认我们的远动机是否能够给该装置对时，可以通过更改外厂家装置的时间，等待几分钟（我们远动机的周期对时间隔，一般默认5分钟），确认装置的时间能否对上。

  5. 正常通讯的过程中没有链路复位的报文。

  6. 我们的保护装置正常通讯时，需要将装置的检修压板打开，否则上送的报文是含测试状态的，不少厂家也是这种做法，虽然有报文了，但是信号和数据无法上送，所以也需要将装置的检修压板打开。