三菱保护103协议及信息表.docx
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三菱保护103协议及信息表.docx
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三菱保护103协议及信息表
保护装置串口103规约
本规范参考了IEC60870-5-103(继电保护设备信息接口配套标准)传输规约(以下简称103规约),采用103规约的应用服务数据单元,本规范对103规约的通用服务作了具体的规定,采用本规范的主站系统要求实现本规范的全部内容,采用本规范的子站设备可以只实现部份功能。
1.物理接口和链路层性能
1.1通信接口
RS232串口,全双工方式。
1.2传输速率
300~38400bit/s。
1.3通讯格式
异步,1位起始位,8位数据位,1位校验位,1位停止位。
字符和字节传输由低至高。
字符间无需线路空闲间隔,两帧之间线路空闲间隔至少33位(3个字节)。
1.4通讯方式
问答式,不支持主动上送。
1.5超时和重发
主站将设置一定的重复帧传输超时时间间隔TLD。
当子站回答时延(从主站发送完一帧报文的最后一个字节计时到接受到子站一帧报文的第一个字节)超过TLD,主站认为子站回答超时,重传报文。
重传3次仍超时,主站将认为子站通讯中断,将向子站发送复位通信单元报文(C_RCU_NA_3)。
103规约原文规定TLD为50ms。
现场应用250ms。
1.6报文格式
本规约参考了103规约中的固定帧长报文和可变帧长报文两种报文格式,前者主要用于传送“召唤、命令、确认、应答”等信息,后者主要用于传送“命令”和“数据”等信息。
1)固定帧长报文
10H
启动字符
CODE
控制域
ADDR
地址域
CS
代码和
16H
结束字符
注:
代码和=控制域+地址域(不考虑溢出位,即256模和)
2)可变帧长报文
68H
————
启动字符1(1byte)
Length
————
长度(1byte)
Length
————
长度(重复)(1byte)
68H
————
启动字符2(重复)(1byte)
CODE
————
控制域(1byte)
ADDR
————
地址域(1byte)
ASDU
————
链路用户数据[(length-2)byte]
(ASDU结构详见第二章)
CS
————
代码和(1byte)
16H
————
结束字符(1byte)
注:
(1)代码和=控制域+地址域+ASDU代码和(不考虑溢出位,即256模和)
(2)ASDU为“链路用户数据”包,具体格式将在下文介绍
(3)Length=ASDU字节数+2
1.7控制域定义
1)控制系统→保护设备(或间隔单元)
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
备用
启动报文位PRM
帧计数位FCB
帧计数有效位FCV
23
22
21
20
1
功能码
注:
(1)PRM(启动报文位)表明信息传输方向,PRM=1由主站至子站;PRM=0由子站至主站。
(2)FCB(帧记数位)。
FCB=0/1——主站每向从站发送新一轮的“发送/确认”或“请求/响应”传输服务时,将FCB取反。
主站为每个从站保存一个FCB的拷贝,若超时未收到应答,则主站重发,重发报文的FCB保持不变,重发次数最多不超过3次。
若重发3次后仍未收到预期应答,则结束本轮传输服务。
除了复位通信单元、复位帧计数和复位保护单元之外,主站对子站传输新一轮的“发送/确认”或“请求/响应”传输服务时,帧计数位FCB要取反,否则子站会重发上次的报文。
(3)FCV(帧记数有效位),FCV=0表明FCB的变化无效,FCV=1表明FCB的变化有效。
2)功能码定义(主---从方向)
功能码
帧类型
功能描述
FCV状态
0
发送/确认帧
复位通信单元
0
3
发送/确认帧
传送数据
1
4
发送/无回答帧
传送数据
0
7
复位帧计数位
传送数据
0
9
请求/响应帧
召唤链路状态
0
10
请求/响应帧
召唤1级数据
1
11
请求/响应帧
召唤2级数据
1
功能码等于3、4的报文为可变帧长报文,其余报文均为固定帧长报文。
3)保护设备(或间隔单元)→控制系统
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
备用
启动报文位PRM
要求访问位ACD
数据流控制位DFC
23
22
21
20
0
功能码
注:
(1)ACD(要求访问位)。
ACD=1,通知主站,从站有I级数据请求传送。
(2)DFC(数据流控制位)。
DFC=0表示从站可以接受数据,DFC=1表示从站缓冲区已满,无法接受新数据。
4)功能码(从---主方向)
功能码
帧类型
功 能
0
确认帧
确认
1
确认帧
链路忙,未收到报文
8
响应帧
以数据包响应请求帧
9
响应帧
从站没有所召唤的数据
11
响应帧
从站以链路状态响应主站请求
功能码等于8的报文为可变帧长报文,其余报文均为固定帧长报文。
1.8地址域定义
地址域为报文发往的目的站地址。
此地址于ADSU中的“应用服务数据单元公共地址”相同。
2.应用服务数据单元(ASDU)说明
ASDU的一般格式为:
数据
单元
标识
符
TYPE
ASDU类型标识(1byte)
VSQ
可变结构限定词
COT
传送原因
ASDU_ADDR
应用服务数据单元公共地址
信
息
体
FUN
功能类型
INF
信息序号
信息元
……
本规约引用了《IEC60870-5-103(继电保护设备信息接口配套标准)传输规约》中定义的部分应用服务数据单元(ASDU),并对其中的若干ASDU作了扩展。
具体内容如下:
2.1类型标示1(ASDU1):
带时标的报文(监视方向)
在本协议中,ASDU1通常用来在监视方向上传输带时标的开关量遥信变位信息(即SOE)。
每1帧ASDU1只上送1个变位信息,多个变位信息将被分为多帧上送。
ASDU格式如下:
类型标识TYP
01H
ASDU1
VSQ
81H
间隔装置每一帧只送一个状态
传送原因COT
01H
突发报文
ASDU地址
ADDR
装置物理地址
功能类型FUN
FUN
表怔开关量的FUN和INF,详见各保护装置103信息表
信息序号INF
INF
1字节双点信息DPI
0
0
0
0
0
0
DPI为2位数组。
值=0/3为无意义;值=1为分状态;值=2为合状态。
DPI
4个字节的二进制时间
D7时标msD0
2个字节的二进制毫秒时间(低字节在前)
D15D8
IV
备用
时标min
1个字节分钟,IV=0为有效;=1无效
SU
时标h
1个字节小时,su为夏时制标志
附加信息SIN
SIN
1个字节。
仅总查询有效,否则无意义。
2.2类型标示6(ASDU6):
时间同步
在本协议中,ASDU6通常由主站用来广播校时。
ASDU格式如下:
类型标识TYP
06H
ASDU6
VSQ
81H
综合信息
传送原因COT
08H
08H=时间同步
ASDU地址
FFH
广播方式
功能类型FUN
FFH
全局功能GLB(255)
信息序号INF
00H
时间同步
7个8位位组时间
时标ms
(D0~D7)
2个字节的二进制毫秒时间(低字节在前)
0~59999ms
时标ms
(D8~D15)
IV
备用
时标min
(D5~D0)
1个字节分钟,IV=0为有效;=1无效
0~59min
SU
备用
备用
时标h
(D4~D0)
1个字节小时,su为夏时制标志
0~23h
周
(D7~D5)
日
D4~D0
日(“周”未采用,值为0)
0~31d
备用
月
(D3~D0)
月
0~12m
备用
年
(D6~D0)
年
00~99y
2.3类型标示7(ASDU7):
总召唤启动(控制方向)
在本协议中,ASDU7通常用来在控制方向上由主站定时或在初始化时对子站发起总召唤。
收到ASDU7的子站设备应及时响应总召唤命令,组织相关遥测、遥信状态等信息,以一级数据方式上送主站。
ASDU格式如下:
类型标识TYP
07H
VSQ
81H
只有一个综合信息
传送原因COT
09H
总查询(总召唤)的启动
ASDU地址
ADDR
测控装置物理地址
功能类型FUN
FFH
FUN=255全局功能类型,对所有系统服务一样
信息序号INF
00H
INF=0全局功能类型,对所有系统服务一样
扫描序号SCN
SCN
1个字节。
子站的总查询应答报文中附加信息SIN=启动该次总查询的ASDU7中的SCN
2.4类型标示8(ASDU8):
总召唤终止(监视方向)
在本协议中,ASDU8通常用来在监视方向上由子站通知主站总召唤数据上送完毕。
ASDU格式如下:
类型标识TYP
08H
ASDU8
VSQ
81H
只有一个综合信息
传送原因COT
0aH
总查询(总召唤)的终止
ASDU地址
ADDR
测控装置物理地址
功能类型FUN
FFH
FUN=255全局功能类型,对所有系统服务一样
信息序号INF
00H
INF=0全局功能类型,对所有系统服务一样
扫描序号SCN
SCN
1个字节。
值为启动该次总查询的ASDU7中的SCN
2.5类型标示10(ASDU10):
响应读一个组的描述或值(监视方向)
在本协议中,ASDU10用来响应由主站召唤子站的保护定值的类型(INF=240)或值(INF=241)。
ASDU格式如下:
类型标识TYP
0AH
ASDU10
VSQ
81H
1个综合信息
传送原因COT
2AH
COT=42,对通用分类读命令的有效数据响应
ASDU地址
ADDR
保护装置地址
功能类型FUN
FEH
通用分类功能类型GEN=254
信息序号INF
F1H
读全部组的标题,即定值类型
或读全部组的值,即定值的值
返回信息标识符RII
返回信息标识符RII
1个字节的2进制数组,为读命令的RII。
通用分类数据集数目NGD
状态位
记数器
低6位数目
1个字节。
低6位2进制数组为数目。
D6位记数器位=0/1,具有相同RII的ASDU的一位计数器位。
D7位状态位=0:
后面未跟具有相同返回标示符RII的ASDU;
=1:
后面跟着相同RII的ASDU
D5
D4
D3
D2
D1
D0
通用分类标示序号GIN
GIN_1
2个字节。
第1个字节为组的序号。
第2个字节为该组内的条目标示序号,定值条目号从1开始。
GIN_2
描述类别KOD
描述类别KOD=01/0AH
1个字节2进制数组。
具体含义见KOD解释,01表示定值的值,0AH表示定值的类型。
通用分类数据描述
GDD
数据类型
3字节。
第1个字节为数据类型(具体解释见规约),定值类型和值都使用UI类型=3。
第2个字节为数据宽度,定值类型宽度=1,定值的值宽度=2。
第三个字节为数据个数,此处使用=1。
数据宽度
数据个数
通用分类标识数据GID
通用分类标识数据GID
GID的数目=8位字节*数据宽度*数目。
使用位串的除外。
二进制表示定值类型和值。
……(后续数据集:
GIN+KOD+GDD+GID)…..
No.n数据集
通用分类标示序号GIN
由通用分类数据集数目NGD所决定的通用分类数据n,每一个数据集都由这4部分组成。
描述类别KOD
通用分类数据描述GDD
通用分类标识数据GID
2.6类型标示21(ASDU21):
读一个组的描述或值(控制方向)
本协议使用ASDU21读取一个组的描述或值,定值组的描述和值的条目号为对应关系,条目号从1开始。
类型标识TYP
15H
ASDU21
VSQ
81H
1个综合信息
传送原因COT
2AH
COT=42,通用分类读命令
ASDU地址
ADDR
保护装置地址
功能类型FUN
FEH
通用分类功能类型GEN=254
信息序号INF
F1H
读全部组的标题,即定值类型
或读全部组的值,即定值的值
返回信息标识符RII
返回信息标识符RII
1个字节的2进制数组。
通用分类标识数目NOG
NOG=1
读定值应用时NOG=1
通用分类标示序号GIN
GIN_1
2个字节。
第1个字节为组的序号。
第2个字节为0。
GIN_2
描述类别KOD
描述类别KOD=01/0AH
1个字节2进制数组。
具体含义见KOD解释,01表示定值的值,0AH表示定值的类型。
2.7类型标示42(ASDU42):
遥信状态信息(监视方向)
在本协议中,ASDU42通常用来由子站在响应总召唤时,向主站上送全遥信状态。
本帧信息元素采用顺序寻址的方式(SQ=0),一帧可连续传输多个遥信状态信息。
FUN和INF表明了ASDU中第一个信息元素的地址,后续信息元素的地址是从这个地址起顺序加1而得到。
遥信地址(遥信点号)=(FUN-1)*90+(INF-149)。
ASDU格式如下:
类型标识TYP
2AH
ASDU42
VSQ
SQ=0
(D7)
信息元素数目N
(D0~D6)
SQ=0:
信息体内为顺序信息元素;
N=本ASDU中的遥信数目;
传送原因COT
09H
总召唤
ASDU地址
ADDR
测控装置物理地址
功能类型FUN
FUN
发生变位的开关量的FUN和INF
信息序号INF
INF
带品质描述的双点信息字节
DIQ
IV
NT
SB
BL
0
0
DPI
双点信息DPI=1为开,=2为合。
0/3为无效
BL=0未闭锁;=1闭锁;
SB=0未取代;=1取代
NT=0当前值;=1非当前值;
IV=0有效;=1无效;
…(后续信息体,1字节为1信息体,由DIQ组成,其信息地址为前一DIQ的地址加1)…
附加信息SIN
SIN
1个字节。
仅总查询有效,否则无意义。
2.8类型标示50(ASDU50):
遥测信息(监视方向)
在本协议中,ASDU50通常用来由子站在响应总召唤时,向主站上送全遥测状态。
本帧信息元素采用顺序寻址的方式(SQ=0),一帧可连续传输多个遥测值信息。
FUN和INF表明了ASDU中第一个信息元素的地址,后续信息元素的地址是从这个地址起顺序加1而得到。
遥测地址(遥测点号)=(FUN-1)*57+(INF-92)。
ASDU格式如下:
类型标识TYP
32H
ASDU50
VSQ
SQ=0
(D7)
信息元素数目N
(D0~D6)
SQ=0:
信息体内为顺序信息元素;
N=本ASDU中的遥测数目;
传送原因COT
09H
总召唤
ASDU地址
ADDR
测控装置物理地址
功能类型FUN
FUN
第1个遥测量的信息序号
信息序号INF
INF
被测值1
MEA1
测量值MEA
(D3~D7)
0
D2
ER
D1
OV
D0
每个遥测占2个字节,低3位为品质描述,测量值占从第4位至16位,共13位。
最高位符号位,0为正;1为负,补码(原码取反加1)。
OV=0,无溢出;=1,溢出。
ER=0,测量值有效;=1,测量值无效。
第3位RES备用常为0。
测量值MEA
(D8~D15)
…(后续信息体,2字节为1信息体,由MEA组成,其信息地址为前一MEA的地址加1)…
被测值N
MEA_N
0
ER
OV
普通遥测的FUN取值范围1~5,当FUN取值6时,本ASDU包含的是系统远动设置信息,如下表:
系统设置名称
FUN
INF
注释
遥测起始号
6
92
本子站遥测数据在全站遥测数据库中的起始点号
遥信起始号
6
93
本子站遥信数据在全站遥信数据库中的起始点号
遥脉起始号
6
94
本子站遥脉数据在全站遥脉数据库中的起始点号
2.9类型标示51(ASDU51):
突变遥测信息(监视方向)
在本协议中,ASDU51通常用来在子站遥测超过门限值时,以二级数据向主站上送超过门限值的遥测(遥测突变)信息。
本帧信息元素采用单个寻址的方式(SQ=1)。
虽然一帧可连续传输多个遥测值信息,但是每个信息元素的地址由FUN和它自身的INF决定。
遥测地址(遥测点号)=(FUN-1)*57+(INF-92)。
ASDU格式如下:
类型标识TYP
33H
注释
VSQ
SQ=1
(D7)
信息元素数目N
(D0~D6)
SQ=1:
信息体内为单个信息元素;
N=本ASDU中的遥测数目;
传送原因COT
01H
突发报文
ASDU地址
ADDR
测控装置物理地址
功能类型FUN
FUN
功能类型
信息序号INF
INF
(1)
第1个遥测量的信息序号
被测值1
MEA_1
测量值MEA
(D3~D7)
0
D2
ER
D1
OV
D0
每个遥测占2个字节,低3位为品质描述,测量值占从第4位至16位,共13位。
最高位符号位,0为正;1为负,补码(原码取反加1)。
OV=0,无溢出;=1,溢出。
ER=0,测量值有效;=1,测量值无效。
第3位RES备用常为0。
测量值MEA
(D8~D15)
……(后续信息体,3字节为1信息体,由INF+MEA组成)……
信息序号INF
INF(N)
第N个遥测量的信息序号
被测值
MEA_N
0
ER
OV
第N个被测值
普通遥测的FUN取值范围1~5,当FUN取值6时,本ASDU包含的是系统远动设置信息,如下表:
系统设置名称
FUN
INF
注释
遥测起始号
6
92
本子站遥测数据在全站遥测数据库中的起始点号
遥信起始号
6
93
本子站遥信数据在全站遥信数据库中的起始点号
遥脉起始号
6
94
本子站遥脉数据在全站遥脉数据库中的起始点号
2.10类型标示64(ASDU64):
控制断路器命令(控制\监视方向)
在本协议中,ASDU64通常用来由主站遥控(选择\执行\撤销)子站,或子站返校主站的遥控命令,其二者区别仅在于链路层控制域不同。
控制系统向间隔单元发遥控选择帧(ASDU64)。
间隔单元正确接收以后,以遥控选择帧的镜像回送控制系统。
系统接收正确后,向间隔单元发执行帧(ASDU64),间隔单元正确接收以后,以执行帧的镜像回送控制系统。
如果遥控撤消则控制系统向单元发遥控撤消帧(ASDU64),间隔单元正确接收以后,以撤消帧的镜像回送控制系统,并将接收到的选择帧撤消。
遥控选择及执行或遥控撤消都采用ASDU64,这三者通过ASDU64中的断路器控制命令DCC字节中S/E和ACT两标志位的组合来区分。
ASDU格式如下:
类型标识TYP
40H
ASDU64
VSQ
01H
1个信息元素
传送原因COT
12H
远方操作
ASDU地址
ADDR
测控装置物理地址
功能类型FUN
FUN=1
测控装置遥控点的FUN和INF
信息序号INF
INF
断路器控制命令DCC
(1个字节)
S/E
(D7)
ACT
(D6)
QU
(D2~D5)
DCS
(D0~D1)
命令状态DCS:
2位数组,=0/3为不允许;=1为分;=2为合。
限定词QU:
5位数组,=0被寻址的控制功能属性;=4不闭锁重合闸跳闸命令;其余略
D6、D7两位组合决定操作类别
S/E=1,ACT=0遥控选择。
S/E=0,ACT=0遥控执行。
S/E=1,ACT=1遥控撤消。
返回信息标识符
RII
1字节,标识用。
3.报文交换过程
3.1初始化过程
103规约是一点对多点的主从问答方式。
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帧记数位FCB的状态。
如超时(等待时间250ms)未收到间隔单元发回的确认帧或响应帧,则不改变FCB状态重发原报文,最大重传次数为3次。
如果重发3次后仍收不到应答报文,则首先发复位帧记数位(FCB)复位命令,如果仍收不到应答报文,则复位通讯单元(CU)。
复位帧记数位(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。
若此时存在突发事件需要上送,则ACD位置1,请求访问1级数据;若无1级数据存在,则ACD位置0,请求访问2级数据。
然后是时间同步(对时)和总查询。
系统对时采用广播方式。
1)105b015c16总控要2级数据
2)105b015c16在250ms内,总控未收到应答报文。
不改变FCB状态,重发。
3)105b015c16不改变FCB状态,再次重发。
4)1047014816超时重发3遍后,发送复位帧记数位(FCB、FCV都为0,功能码为7代表FCB)
5)1040014116复位通讯单元(CU)(FCB、FCV都为0,功能码为0代表CU)
6)1040014116复位通讯单元(CU)
7)1000010116#1装置上电,响应复位通信单元命令,ACD置0请求查询2级数据。
8)680f0f6844ff068108ffff0077d712101b08026516总控下发广播对时命令
控制域,发送/无回答帧ASDU6FUNINF
广播地址发送原因时间同步
广播时间:
02年08月27日16时18分55159ms
9)68090968730107810901ff00041616总控启动总查询
10)1020012116#1装置确认总查询,组织一级数据上送。
(总召过程略,详见下文)………………………………………
11)105a0f6916查询1级数据
12)68090968080108810a01ff0004a016总查询结束
13)107b017c16总控要2级数据,开始正常循环查询。
………………………………………
3.2总召过程
1)68090968730107810901ff00040916总控启动总查询,子站地址为1
控制域ASDU7FU
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