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文檔簡介

1、2022-3-31國內主流廠家規約分析介紹2022-3-321)南瑞繼保公司 南瑞繼保公司的設備在站控層采用以太網103規約,間隔層設備根據產品系列不同,具有以太網接口、異步串口、WORLDFIP現場總線接口等。其中采用以太網接口的間隔層設備采用以太網103規約,采用異步串口的間隔層設備采用串口103規約,以下將分別介紹兩種規約。2022-3-33 設備的通訊模型分為應用服務層、傳輸協議層、網絡收發層。 應應 用用 服服 務務 層層傳傳 輸輸 協協 議議 層層網網 絡絡 收收 發發 層層A S D UA P D U = A P C I + A S D U應應 用用 服服 務務 層層2022-3

2、-34 網絡報文結構網絡報文結構: :typedef struct _tagPacketHeadWORD wFirstFlag; /0 xEB90HDWORD wLength; /數據長度WORD wSecondFlag; /0 xEB90HWORD wSourceFactoryId; /源廠站地址WORD wSourceAddr; /源設備地址 WORD wDestinationFactoryId; /目標廠站地址WORD wDestinationAddr; /目標設備地址WORD wDataNumber; /數據編號WORD wDeviceType; /設備類型WORD wDeviceSt

3、ate; /設備網絡狀態 WORD wFirstRouterAddr; /傳輸路徑首級路由裝置地址WORD wLastRouterAddr; /傳輸路徑末級路由裝置地址WORD wReserve1; /保留字節0 xFFFFPacketHead;2022-3-35報文內容說明 數據長度:為源廠站號、源設備地址、目標廠站號、目標設備地址、數據編號、傳輸路徑首級路由裝置地址、傳輸路徑末級路由裝置地址、設備類型、設備網絡狀態、一個保留字節和ASDU報文的長度之和。源廠站地址和目標廠站地址:在報文按本規范發往站外時,必須將本廠站的地址及目標廠站地址置上,如果有專門對外站的路由設備時,源廠站地址可以由路

4、由設備填寫。間隔設備中主動上送的報文,其目標廠站及源廠站地址填零,該類報文跨廠站傳送時,由本廠站中對外通訊的路由設備在數據轉發時將本廠站地址及目的站地址填入。源設備地址和目標設備地址:設備報文需要對多個目標發送時,應將目標設備地址設為廣播地址。采用串口通訊的設備仍采用傳統的單字節地址(地址零保留),接入以太網時由路由設備將自己的高字節路由地址拼上設備地址,成為新的設備地址;轉發到串口設備時,將設備地址的高位字節置零。與串口設備相似的設備也可以同樣處理。2022-3-36數據編號:0-0XFFFF 傳輸路徑首級路由裝置地址:報文經過路由時由最早一個路由設備填寫的路由設備地址。 傳輸路徑末級路由裝

5、置地址:報文經過路由時由最后一個路由設備填寫的路由設備地址。 設備類型定義及使用說明如下:1:站控節點類型1,該類型表明設備接收全站的所有數據。2:站控節點類型2,該類型的設備接收除錄波數據之外的所有數據。3:保護管理類型,該類型的設備只接收與保護及故障錄波器相關的數據。 40:路由設備 41:保護設備 42:測控設備 43:保護測控設備 44:故障錄波設備 45:計量設備(電度表) 46:防誤校驗設備 49:其他2022-3-37設備的狀態信息的定義:BIT0 : 主備方式,0X00表示單機運行,0X01表示主備運行方式。BIT1 : 主備狀態,0X00代標主機(單機),0X01代表備機。B

6、IT2-3 : 設備處于主備方式運行時,本設備與另一臺互為主備設備之間的通訊狀態,BIT2 表示A網狀態,BIT3 表示B網狀態,0表示通訊正常,1表示通訊異常。 BIT 4-5 :A網通訊狀態,0X01代表正常,0X02表示異常,0X00表示本網未使用。BIT6-7 : B網通訊狀態,0X01代表正常,0X02表示異常,0X00表示本網未使用。BIT8: 路由標志,該位默認值為零,經過路由設備時,由路由設備置位,0X01表示報文經過路由設備轉發,0X00表示未經過路由。2022-3-38 應用服務層形成應用數據包ASDU,傳輸協議層添加傳輸協議層的報文控制APCI,同時控制數據重發機制,在該

7、層要保證發送給應用服務層的數據是有序的。傳輸協議層負責網絡連接的維護。每包APDU報文只包含一包ASDU報文,多包APDU報文可以組合在一起送給網絡收發層,也可以從網絡收發層接收多包APDU組合的報文。如果網絡收發層采用TCP/IP協議,傳輸協議層組織的TCP報文長度不超過64KB BYTES,UDP報文長度不超過1KB BYTES。 網絡收發層控制網絡報文的完整性,根據網絡層報文的長網絡收發層控制網絡報文的完整性,根據網絡層報文的長度限制將應用協議層報文進行拆分和組裝。網絡通訊采用度限制將應用協議層報文進行拆分和組裝。網絡通訊采用以太網方式。以太網方式。2022-3-39網絡通信說明 當系統

8、使用雙網通訊時,APDU報文在雙網上同時發送,目標設備在雙網上接收后確定一個APDU報文進行處理。 重要的數據一般采用TCP協議傳送,使用UDP協議傳送的數據主要是循環發送的廣播數據,例如遙測數據,對時數據以及廣播發送的保護測量值等。命令及其應答數據使用TCP發送。間隔層聯鎖使用的報文采用UDP協議通訊。設備的配置以及管理使用UDP協議通訊。 在變電站或集控站自動化系統中,對于間隔層設備和過程層設備的通訊,過程層設備作為通訊服務器,間隔層設備作為客戶端。對于間隔層設備和站控層設備的通訊,間隔層設備作為通訊服務器,站控層設備作為客戶端。 2022-3-310TCP連接的建立可以按人工配置的要求建

9、立,也可以由客戶端設備根據相連設備的類型自動確定相互關系,從而決定是否建立連接。固定配置的連接,在設備初始化時,向服務器發起連接,失敗后間隔3秒再次連接,重復3次,失敗后,將連接間隔時間1分鐘;當設備接收到對方的UDP報文接收時,立即發起連接。自動確定方式時,根據UDP 報文地接收觸發連接。2022-3-311當傳輸層收到ASDU報文及相關信息后,組織APCI的數據,包括設置數據編號,將APCI與ASDU組合成APDU報文。用UDP發送時,傳輸層可以將多個APDU報文組成一個UDP報文發送。 傳輸層根據網絡配置將報文傳送給A網的網絡收發層或者同時傳送給A網與B網的網絡收發層。數據編號的設置與是

10、否在A網、B網上傳輸無關。接收方收到報文后,根據數據編號確定有效報文并將其解包,將ASDU及相關信息上送。在連接建立時,設置初始值,發送編號為0、接收判斷的編號為-1。對于每一個報文均需判斷其數據編號的合法性。若超時數據編號得不到刷新,則斷開鏈接重新鏈接,數據編號重新設置初始值。雙網情況下,成對的連接在第一個連接建立時設置數據編號,任何一個網絡連接的單獨斷開對該數據編號沒有影響,但其重新連接后仍使用原有的數據編號,只有在A、B網的連接都斷開后,才重新開始。2022-3-312規約內容分析 規約采用了以太網技術,在間隔層使用UDP和TCP方式,重要數據采用TCP方式,次要數據采用UDP方式。應用

11、層完全繼承103標準,使不同介質的103規約轉換簡單。 2022-3-313規約的特點 采用以太網技術,數據傳輸速度快; 采用UDP和TCP方式分別處理,重要數據采用TCP方式,保證數據不丟失,次要數據(如遙測)采用UDP方式,簡單快捷; 網絡報文有同步頭,報文同步方便; 按分層結構定義,層次分明; 遵守103標準,繼承了103已有的優點 ; 實現了真正意義上的雙網,即兩個網絡物理上,邏輯上都是冗余的 2022-3-314間隔層串口規約 接口標準:RS232、RS485、光纖。 通信格式:異步,1位起始位,8位數據位,1位偶校驗位,1位停止位。字符和字節傳輸由低至高。線路空閑狀態為1,字符間無

12、需線路空閑間隔,兩楨之間線路空閑間隔至少33位(3個字節)。 通信速率:可變。 通信方式:主從一對多,Polling方式。 2022-3-315 8705103通信規約有固定幀長報文和可變幀長報文兩種報文格式,前者主要用于傳送“召喚、命令、確認、應答”等信息,后者主要用于傳送“命令”和“數據”等信息。 固定楨長報文: 啟動字符 10 H 控制域 CODE 地址域 ADDR 代碼和 C S 結束字符 16 H2022-3-316 可變幀長報文 啟動字符1(1byte) 68 H 長度(1byte) Length 長度(重復)(1byte) Length 啟動字符2(重復)(1byte) 68 H

13、 控制域(1byte) CODE 地址域(1byte) ADDR 鏈路用戶數據(length-2)byte ASDU 代碼和(1byte) C S 結束字符(1byte) 16 H2022-3-317 控制域 控制域分“主從”和“從主”兩種情況。(1) “主 從”報文的控制域 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 備用 PRM FCB FCV 功能碼 0 1(A) PRM(啟動報文位)表明信息傳輸方向,PRM=1由主站至子站;PRM=0 由子站至主站。(B) FCB(楨記數位)。FCB = 0 / 1主站每向從站發送新一輪的 “發送/確認”或“請求/響應”傳輸服務時,將FCB取反。主

14、站為每個從 站保存一個FCB的拷貝,若超時未收到應答,則主站重發,重發報 文的FCB保持不變,重發次數最多不超過3次。若重發3次后仍未收 到預期應答,則結束本輪傳輸服務。(C) FCV (楨記數有效位),FCV= 0表明 FCB的變化無效,FCV=1表 明 FCB的變化有效。發送/無回答服務、廣播報文不考慮報文丟 失和重復傳輸,無需改變FCB狀態,這些楨FCV常為0。(D) 功能碼定義(主-從方向)2022-3-318(2) “從主”報文的控制域 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 備用 PRM ACD DFC 功能碼 0 0 (A) ACD(要求訪問位)。ACD = 1,通知主站

15、,從站有I級數據 請求傳送。(B) DFC(數據流控制位)。 DFC = 0表示從站可以接受數據, DFC 1表示從站緩沖區已滿,無法接受新數據。(C) 功能碼(從-主方向)2022-3-319 鏈路用戶數據(ASDU)(1) ASDU的一般格式 數據單元標識符ASDU類型標識(1 byte) TYPE可變結構限定詞 VSQ傳送原因 COT應用服務數據單元公共地址 ASDU_ADDR 信息體 FUN功能類型 INF信息序號信息元2022-3-320規約分析 103規約是一點對多點的主從Polling(問答)方式。正常狀態下,控制系統依次輪詢各個間隔裝置的2級用戶數據,如果間隔單元產生1級數據,

16、通過上送的2級數據報文控制域中的ACD標志位,請求控制系統查詢1級數據。通??刂葡到y查詢完某個間隔單元的一級數據后,則繼續開始對下一個單元的查詢。這是正常通訊的一個基本過程。控制系統在開始新一輪發送/確認服務時,改變下發報文控制域中楨記數位FCB的狀態。如超時(等待時間50ms)未收到間隔單元發回的確認楨或響應楨,則不改變FCB狀態重發原報文,最大重傳次數為3次。如果重發3次后仍收不到應答報文,則首先發復位楨記數位(FCB)復位命令,如果仍收不到應答報文,則復位通訊單元(CU)。復位楨記數位(FCB)復位把FCB置0、發送緩沖區不清零。復位通訊單元(CU)把FCB置0、發送緩沖區清零。 202

17、2-3-321規約特點 n 采用嚴格的IEC103標準, 具有數據糾錯和重發機制 ;n 對一級數據的上送采用ACD位,能夠保證重要數據立即上送 ;n 具有豐富的數據類型定義,完全兼容在IEC103標準范圍之內 ;n 對于告警事件,動作元件等信息采用裝置地址 + fun + inf來 確定一個點,不會產生二義性 ;對于定值,保護測量等部分, 采用“裝置地址 + 組號 + 條目號”來確定一個點,同樣也不會 產生二義性 ;n 采用鏈路層和應用層完全分開的模式,互不影響 ;2022-3-3222)南瑞科技公司 規約簡介 以太網鏈路方式 該規約的網絡報文采用TCP/IP、UDP廣播(UDP)或UDP點對

18、點 (UDP/IP)三種通信方式。后臺監控系統與間隔層間通過UDP、UDP/IP方式傳送IEC60870-5-103報文。2022-3-32368H長度長度68H源節點類型 源節點IP或ID 源LN部分地址 工程序列號 目標節點類型 目標節點IP或ID 目標LN部分地址 Reserved 報文類別(Class) 廠站 數據編號 重發標志 控制參數報文數據區2022-3-324源節點IP或ID: 4個字節,如源節點、目標節點類型都為SCADA機或工作站,則 填 I D , 否 則 填 I P ; 如 為 I P 地 址 , 按 照 I P 4 、 I P 3 、 I P 2 、IP1(IP1.I

19、P2.IP3.IP4)從低字節到高字節排列。 源LN部分地址:2字節,不用時缺省為FFFFH, 為邏輯節點部分地址:串口號(低字節)、間隔地址(高字節)。工程序列號: 2個字節(WORD),后臺監控系統間專用。目標節點類型: 1個字節,表示后臺節點、測控裝置節點和所有節點等。0-后臺節點1-測控裝置節點2-所有后臺節點3-所有測控裝置節點4-所有節點目標節點IP或ID:4個字節,如源節點、目標節點類型都為SCADA機或工作站,則 填 I D , 否 則 填 I P ; 如 為 I P 地 址 , 按 照 I P 1 、 I P 2 、 I P 3 、IP4(IP1.IP .IP3.IP4)從低

20、字節到高字節排列。2022-3-325目標LN部分地址:2字節,不用時缺省為FFFFH,為邏輯節點部地址:串口號(低字節)、間隔地址(高字節)。 Reserved: 2個字節,填0,保留用。報文類別: 1個字節(Class),目前有三種: 1-后臺監控系統與間隔層間IEC60870-5-103報文。 2-預留給后臺監控系統間報文 3-后臺監控系統與間隔層間非IEC60870-5-103報文。 廠站號:1個字節,系統為集控中心時指明報文中的數據屬于哪個廠站。當邏輯節點直接上網時,廠站號填0。 數據編號:2個字節。按照源LN部分地址、報文性質(不需要申請重發和需要申請重發的報文)發送報文分別進行計

21、數(065535之間循環)。 重發標志:2個字節。Bit0=1表示本報文為重發的報文, Bit0=0表示本報文是正常通信報文;Bit1=0表示報文不需要申請重發, Bit1=1表示報文需要申請重發。 2022-3-326 控制參數:2個字節。Bit0=1表示本報文為控制信息報文,Bit0缺 省值為0;Bit1Bit15為控制參數版本號, 缺省值為0。報文數據區: 實際應用層報文。2022-3-327網絡通信說明 節點每發送一個UDP廣播報文或UDP/IP點對點報文,數據編號根據報文是否重發分別對數據編號值進行計數加一。任一節點收到一個UDP廣播報文或UDP/IP點對點報文后,應分別記錄所有其它

22、節點的數據編號值,而每個節點根據報文是否重發應分別記錄。 運行時,需向雙網同時發送報文,其中報文的數據編號值一樣。個邏輯節點需定時發送心跳報文(定時時間暫定為1000ms)。后臺監控系統與雙通信管理單元通訊規則: 值班通信管理單元負責管理裝置與后臺的數據通訊,并通過心跳報文將裝置與雙通信管理單元總控(虛邏輯節點)的狀態送到后臺。備用通信管理單元僅發送心跳報文(同值班通信管理單元),以便后臺監視備用通信管理單元雙網卡狀態。2022-3-328規約內容分析 規約采用了以太網技術,在間隔層使用無連接的UDP方式,通信模塊不需要維護連接。應用層完全繼承103標準,使不同介質的103規約轉換簡單。 規約

23、的優點 采用以太網技術,數據傳輸速度快; 采用UDP方式,無需維護連接,規約相對簡單; 網絡報文有同步頭,報文同步方便; 按分層結構定義,層次分明; 遵守103標準,繼承了103已有的優點。規約的不足 網絡層采用UDP方式,在以太網數據流量峰值期間,容易丟失數據,導致通信異常。 由于UDP報文為廣播模式,在同一網絡上不同RTU之間相互干擾。 由于UDP是無連接的,導致通信雙方無法及時發現網絡通斷,不能及時處理。 沒有主備設備的定義。 2022-3-329國電南自 站控層、間隔層以太網規約 間隔層串口規約 2022-3-330國電南自 站控層、間隔層以太網規約簡介 硬件回路采用標準的以太總線結構

24、,軟件采用CLIENT/SERVERCLIENT/SERVER結構,即后臺為SERVERSERVER端,裝置為CLIENTCLIENT端。 SERVERSERVER端與每個CLIENTCLIENT端建立一條虛擬的TCPTCP鏈路,提供傳輸信道。 ERVERERVER端與CLIENTCLIENT端均創建一個UDPUDP的SOCKETSOCKET,作為動態綁定在線IPIP地址的搜索插口。 UDPUDP的端口號統一為0X4080X408,SOCKADDR_INSOCKADDR_IN的結構為: SOCKADDR_IN.sin_addr.s_un.s_un_b.s_b3 = 255SOCKADDR_IN

25、.sin_addr.s_un.s_un_b.s_b3 = 255 SOCKADDR_IN.sin_addr.s_un.s_un_b.s_b4 = 255 SOCKADDR_IN.sin_addr.s_un.s_un_b.s_b4 = 255 2022-3-331 IPIP地址采用B類網地址(與廠網一致)為: bit 31 30 16 bit 15 0bit 31 30 16 bit 15 0 1 0 1 0 網絡號網絡號 主機號主機號 其中主機號在不重疊的情況下,可以任意(0和0XFF除外) 子網掩碼為255.255.0.0 2022-3-332 SERVERSERVER端通過UDPUDP信道

26、發送標識自己節點名稱的網絡節點名。CLIENTCLIENT端在收到UDPUDP報文后才建立與SEVERSEVER端的TCPTCP連接。UDPUDP報文如下所示: 內容說明字節00XFF 字節10X00或0X01 0X00表示不對時,0X01表示對時 字節2MS(L) 毫秒低字節 字節3MS(H) 毫秒高字節 字節4MINUTE 分鐘字節5HOUR 時字節6DAY 日字節7MONTH 月字節8YEAR年字節9 2022-3-333 字節9開始的32個字節為主機名稱,其他均未用。 主機名稱采用ASCII字符(不包括漢字,以避免高低字節順序的問題)格式,暫未規定劃分域段,即將整個32字節同一起來用,

27、國電南自規定如下: 1后臺:SNAC-SCS:SNAC-SCS:NsPro-V2.0 其含義:“SNAC”固定,指國電南自;“-” 固定,連 接 符 號 ; “ S C S ” 固 定 , 指 其 屬 于 監 控 系 統(Supervisory Control System);“:” 固定,指廠家和設備類型定義完畢,其后內容無特殊規定,但可以放一些產品名稱、版本號等信息。 2遠動:SNAC-RTU:SNAC-RTU:PSX600-V1.8 其含義:“SNAC”固定,指國電南自;“-” 固定,連接符號;“RTU” 固定,指其屬于遠動通信服務器;“:” 固定,指廠家和設備類型定義完畢,其后內容無特

28、殊規定,但可以放一些產品名稱、版本號等信息。2022-3-334 正常情況下,控制系統定時向網絡發送UDP廣播報文,以便隨時檢測網絡上有新的裝置投入,控制系統定時和I/O前置單元對時,定時對I/O前置單元總查詢,I/O前置單元定時向控制系統循環發送開入量的狀態信息,測量量的值,當I/O前置單元發生開入量變位,測量量的值變化超過死區值,壓板狀態改變,或裝置發生動作,告警事件時候,裝置應該將這些變化信息立即上送到控制系統。 2022-3-335國電南自以太網規約分析 規約采用了以太網技術,在間隔層既使用無連接的UDP方式,也使用了可靠的有連結的TCP方式。但是其將后臺做為server端是不合適的,

29、IEC標準推薦將數據源一側做為server端,而將獲取數據源一側做為client端。如果反過來,后臺做為服務器端,那么后臺特別容易遭到攻擊,多個客戶端不斷去聯結后臺,有可能導致后臺系統的癱瘓甚至崩潰。另外,其重要信息均是通過TCP/IP方式傳送,但是其應用層報文沒有同步頭,這就特別容易導致網絡報文失步,從而造成報文丟失。 2022-3-336國電南自以太網規約特點 采用以太網技術,數據傳輸速度快; 采用UDP和TCP方式分別處理,提高了數據的可靠性 ; 裝置按照(裝置地址,單元地址,INF)定義來區分裝置信息。根據(裝置地址,單元地址)可以確認是裝置的CPU單元,INF對應該CPU單元的具體信

30、息。它的單元地址代表了CPU單元號,裝置地址與單元地址不同,這種定義于IEC103標準有較大出入,不太符合IEC103的精神,而且容易造成現場信息混亂,不容易區分點號 ; 2022-3-337 規約中將后臺做為server端是不合適的,IEC標準推薦將數據源一側做為server端,而將獲取數據源一側做為client端。如果反過來,后臺做為服務器端,那么后臺特別容易遭到攻擊,多個客戶端不斷去聯結后臺,有可能導致后臺系統的癱瘓甚至崩潰 ; 由于其規約中命令報文基于TCP/IP,但是其應用層報文沒有同步頭,這就特別容易導致網絡報文失步,從而造成報文丟失 ; 2022-3-338國電南自間隔層串口規約

31、簡介 通訊接口:同南瑞繼保串口103 報文格式:同南瑞繼保串口103 信息交換方式:同南瑞繼保串口103 2022-3-339國電南自串口規約分析 國電南自串口103規約分單地址通信方式和多地址通信方式兩種。單地址通信方式:國電南自2004年以后出廠裝置大多采用這一方式。特征:單元地址為CPU地址編號,不管有多少個CPU,對上只有一個裝置地址。CPU地址編號以CPU1單元地址開始,依次加1遞增。多地址通信方式:國電南自2004年以前裝置全部采用這一方式。特征:單元地址與裝置地址相同。有多少個CPU,對上就有多少個裝置地址(相當于一個CPU對應一個裝置)。裝置地址以CPU1單元地址開始,依次加1

32、遞增。 2022-3-340國電南自串口規約特點 采用嚴格的IEC103標準, 具有數據糾錯和重發機制 ; 對一級數據的上送采用ACD位,能夠保證重要數據立即上送 ; 裝置按照(裝置地址,單元地址,INF)定義來區分裝置信息。根據(裝置地址,單元地址)可以確認是裝置的CPU單元,INF對應該CPU單元的具體信息。它的單元地址代表了CPU單元號,裝置地址與單元地址不同,這種定義于IEC103標準有較大出入,不太符合IEC103的精神,而且容易造成現場信息混亂,不容易區分點號 ; 2022-3-341 裝置103規約分為單地址通訊方式和多地址通訊方式,造成現場運行規約的混亂,不利于同外廠家互聯 ;

33、 國電南自有的裝置波形數據與標準103定義有差異,可能需要調整,如ASDU29,ASDU31報文,容易引起混亂 ; 2022-3-342北京四方公司 站控層、間隔層以太網規約 間隔層串口規約 2022-3-343北京四方公司 站控層、間隔層以太網規約簡介 CSC2000系統的監控網絡一開始基于LONWORKS,后來發展到以太網,但其基本框架并沒有很大變化。裝置(間隔層設備)和主站(站控層設備)聯接在網絡總線上,裝置一般情況下主動向主站上送信息,也可以響應主站的召喚。根據用途的不同,信息分成不同的報文類型(在LONWORKS網絡中還對應了不同的網絡變量),有的報文類型下面還擴展出不同的子類型數據

34、類型。在規約中,明確規定了報文中每個字節的編碼格式及對應的用途,但其實際對應的物理量含義如Ua、Ia、過流一段出口等等需要根據發出該報文的具體裝置來確定,在工程使用中既需要對CSC2000規約有清楚的了解,也需要獲得用到的裝置的完整信息對照表。 2022-3-344 CSC2000系統使用C類地址,變電站每個網占用一個網絡號,每個網絡中最多允許254個主機節點。 從原理上說,以太網上所有節點都是平等的,主站和裝置可以自由選用1254之間的IP地址,但CSC2000系統為了規范統一,便于維護,推薦如下規則: 網絡地址: 192.168.1.*(主網)/192.168.2.*(備網)/192.16

35、8.3.*(錄波網) 全站主機IP地址范圍:1254,0保留,255用于廣播。 監控主站:15; 工程師站:6/7 遠動主站:812; 五防主站:13/14 功能主站:1520 其余:前置裝置或協議轉換器。 2022-3-345組播地址規定: A、裝置裝置主站主站: 236.8.8.8,用于目前所有的間隔層裝置上送報文,如四遙信息報文、事件記錄報文、定值上傳報文等; B、主站主站裝置裝置:一對多如對時、總復歸等不采用組播,而是使用廣播方式,即“網絡號.255”; C、 主站主站主站主站:主站間信息交換,暫無定義; D 、裝置裝置裝置裝置:特殊要求,暫無定義; 2022-3-346 CSC200

36、0規約應用層采用四方公司自定義的結構,不同裝置其信息結構的定義千差萬別,在工程使用中既需要對CSC2000規約有清楚的了解,也需要獲得用到的裝置的完整信息對照表。 裝置主站報文定義 : 說明:長度 31*(LON報文幀數); LON報文每幀固定 31字節,不夠補0。 字節序號 1234 3435 65 內容 00長度低 長度高 LON報文幀1 LON報文幀2 2022-3-347北京四方公司以太網規約分析 規約采用了以太網技術,在間隔層使用無連接的UDP方式,通信模塊不需要維護連接。由于其應用層報文采用的不是通行的標準,兼容性不好,其他廠家接入困難。 2022-3-348北京四方公司以太網規約

37、特點特點 采用以太網技術,數據傳輸速度快; 采用UDP方式,無需維護連接,規約相對簡單; 網絡層采用UDP方式,在以太網數據流量峰值期間,容易丟失數據,導致通信異常; UDP報文為廣播模式,在同一網絡上不同RTU之間相互干擾; 2022-3-349 由于UDP是無連接的,導致通信雙方無法及時發現網絡通斷,不能及時處理; 規約沒有雙網概念,在網絡通信不暢的情況下,不能發揮雙網通信的優勢 ; 規約的應用層定義雜亂,兼容性較差 ; 2022-3-350北京四方公司間隔層串口規約簡介 通訊接口:同南瑞繼保串口103 報文格式:同南瑞繼保串口103 信息交換方式:同南瑞繼保串口1032022-3-351

38、北京四方公司串口規約分析 北京四方串口103中具體的通訊過程與南瑞繼保103基本上沒有什么差異,只是在一些具體信息表的定義上有所差異。四方的有些數據類型定義同IEC103不太符合,比如對控制字的數據類型,IEC103標準定義為2,四方卻擴展出36,這與IEC103框架不符。 2022-3-352北京四方公司串口規約特點 基本采用IEC103標準, 具有數據糾錯和重發機制 ; 對一級數據的上送采用ACD位,能夠保證重要數據立即上送 ; 數據類型定義不能完全兼容在IEC103標準范圍之內,有自己擴充部分,不利于同外廠家進行通訊聯調 ; 有些信息點號定義不太規范,沒有參考IEC103標準 ; 202

39、2-3-353推薦規約 串口103規約 各主要廠家不存在重大差異,由于南瑞繼保串口103規約實現比較規范,建議以此作為藍本進行統一 網絡103規約 定義一種互聯規范,可以選擇一家作為藍本(比如采用南瑞繼保公司的以太網103規范)。當不同系統互聯時,必須遵守該規范,比如說四方公司的LonWorks網關設備與其他系統接入時,其通信規范必須符合確定的規范,或者當間隔層設備采用以太網方式直接上監控網或保護信息網與其他系統互操作時,必須遵守該規范。 2022-3-354 故障錄波裝置 概述 接口介紹分析 主流廠家規約分析 推薦規約 2022-3-355故障錄波裝置概述 當前國內發展情況 隨著技術的發展,

40、大多數220KV及以上的電壓等級的一次設備均配有故障錄波裝置,為電網的故障分析提供了大量的數據。隨著錄波技術的進一步發展,錄波裝置的采樣率也有大幅度的提高,導致錄波文件越來越大,為數據直接上送帶來了困難。目前國內應用較多的錄波器廠家有:南京銀山、武漢武儀、武漢中元、山東山大、深圳雙河、哈得威(HATHAWAY IDM)等。 2022-3-356故障錄波裝置功能介紹 高精度的數據測量,一般微機型繼電保護裝置的錄波數據采樣點數較少,只能滿足繼電保護裝置計算、分析、動作的要求,不能滿足對諧波分析的要求。錄波裝置一般能提供較高的采樣頻率,大多數錄波裝置的采樣頻率都在1K以上,有些能達到10K的采樣頻率

41、。 準確判斷電網擾動,及時啟動錄波。錄波器采用的啟動錄波判據比保護寬松的多,因此只要有擾動,錄波器都能迅速啟動錄波。 2022-3-357 擁有網絡功能和通信能力。目前的錄波器都具有串口、modem或以太網的通信功能,能構通過這些介質將錄波數據傳到遠方。 擁有后臺分析能力。所有錄波器廠家均對自己生產的錄波器提供了后臺分析軟件,能夠滿足當地查看波形,分析故障的能力。 2022-3-358故障錄波裝置需要改善的功能 數據采集裝置集中布置,各電氣量參數的采集需使用大量二次電纜,不僅造成資源的大量浪費,更加重了PT、CT的負擔,直接影響了數據記錄的準確度。 數據輸出方式簡單,交換接口層次多,交換速率低

42、,規約不統一,不便于組網、數據遠傳及綜合分析。 與其他故障分析設備交換數據不方便。 2022-3-359 缺乏對實時數據、向量的監測手段。 內存容量。常規故障錄波器的內存容量為MB級。當系統發生多次擾動,同時啟動元件多次啟動時,內存容量的限制易導致丟失錄波數據。 啟動元件。啟動元件是故障錄波器的核心元件,如果啟動元件在故障時不能啟動,則無法捕捉到故障數據,故障錄波器失去實用性。如啟動元件配置的靈敏度過高,導致錄波器啟動頻繁,在通訊網采用慢速通道時,容易引起故障錄波數據丟失。 2022-3-360 啟動的同時性。隨著機組容量的不斷增大,系統和廠用電的配置也越來越復雜,進入故障錄波裝置的量也越來越

43、多,而每個錄波單元的容量是一定的,因此目前普遍采用了多套錄波單元的做法。但多套錄波單元啟動的同時性問題一直未能很好的解決:要么多套錄波單元不能同時啟動;要么采用級聯、擴展的方法實現多套啟動,但在啟動時間上存在明顯差異,給故障的分析帶來了極大的不便。 2022-3-361故障錄波裝置接口介紹分析 銀山錄波器 武漢武儀錄波器 武漢中元錄波器 2022-3-362銀山錄波器接口 銀山錄波器的型號較多,不同型號通信接口也不同。YS-8A/8B/8C的數據接口以RS-232串口和modem為主,不能提供以太網接口。YS-88/88A/89/201A均能提供以太網接口,RS-232和modem的接口,硬件

44、接口基本上能滿足數據遠傳的要求。 2022-3-363武漢武儀錄波器接口 武夷錄波器能提供串口和以太網通信接口。 2022-3-364武漢中元錄波器接口 提供10M/100M自適應以太網接口,支持TCP/IP協議;可以通過MODEM和以網與中心站聯網,也可通過以太網或RS485口與故障信息管理系統聯網。 2022-3-365故障錄波裝置接口小結 其他廠家的錄波裝置基本上都能提供以太網和串口的通信方式,滿足故障錄波數據遠傳的硬件要求。 2022-3-366主流廠家規約分析 對于規約分析,我們主要以銀山、武漢中元、哈得威以及深圳雙河為例分析。 2022-3-367銀山錄波器以太網通信規約簡介 銀山

45、錄波器的規約采用UDP和TCP相結合的方式,命令采用UDP傳輸,波形文件采用TCP方式。2022-3-368銀山錄波器以太網通信規約內容 遠程錄波命令 遠程校時 工作狀態 文件檢索 文件拷貝 文件傳輸過程為:控制方向下發文件傳輸命令,監視方向在收到COPY命令后,首先發應答命令,然后向控制方向發出TCP連接請求,在建立TCP連接后,以每包2048字節的速度發送錄波文件,直到發送結束。在文件傳輸過程中,沒有重發機制,也不知道控制方有沒有處理完,或者收到的數據是否完整。 (具體命令不在列出,請參見銀山公司提供的規約文本 )2022-3-369銀山錄波器以太網通信規約內容分析 銀山公司的規約的命令定義基本能滿足將錄波文件遠傳的要求,能上傳錄波器的實時狀態,并能接受遠方的對時命令。沒有錄波器定值上傳的定義。 2022-3-370銀山錄波器以太網通信規約缺點 銀山錄波器規約的定義比較雜亂,而且隨意性較強。不同型號之間報文變化較大。最大的缺點是,在波形

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