电动机构远方控制器Huaming.docx
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电动机构远方控制器Huaming
电动机构远方控制器
SHM-K
规约说明
IEC103
V1.00
上海华明电力设备制造有限公司
2014
SHM-K支持IEC103通讯规约,本文档描述IEC103规约的通讯规则,用于设备链接远方模块(华明设备)或者直接接入监控系统或者各种主站。
注意,本文档提到以0x开头的数字或者以H结尾,表示编码方式为十六进制
1前言
本标准是基于电力行业标准DL/T667-1999下的通信接口规范
2物理接口
2.1串行通信方式
RS-485接口,波特率4.8Kbit/s,无校验,默认。
用户可以修改为偶校验。
3链路层
3.1FT1.2帧格式
3.1.1固定帧长格式
启动字符(10H)
控制域(C)
链路地址域(A)
帧校验和(CS)
结束字符(16H)
3.1.2可变帧长格式
启动字符(68H)
长度L
长度L
启动字符(68H)
控制域(C)
地址域(A)
链路用户数据(可变长度)
帧校验和(CS)
结束字符(16H)
3.2传输规定
线路空闲状态为二进制1。
每一个字符有一个启动位,八位信息位,,一位停止位。
每个字符间无需线路空闲间隔。
两帧之间的线路空闲间隔最少为33位。
长度L包括控制域,地址域,链路用户数据区的8位位组的个数,为二进制数。
帧校验和是控制域,地址域,链路用户数据区的8位位组的算术和(不考虑溢出位即256模和)。
接受校验:
每个字符的启动位、停止位、偶校验位;校验两个启动字符,两个L值应一致,接受字符数为L+6、帧校验和、结束字符。
若检出一个差错,舍弃此帧数据,并校验空闲间隔;在校验中,如无差错则数据有效。
链路传输规则
本标准采用窗口尺寸为1的非平衡方式传输的链路传输规则,本标准内采用的链路服务级别为3级:
3.2.1地址域
0-254:
设备地址
4链路规约数据单元(LDPU)
4.1固定帧长的链路规约数据单元
4.1.1控制方向
◆复位帧计数位:
C_RFB_NA_3
启动字符(10H)
控制域(C)47H
链路地址域(A)
帧校验和(CS)
结束字符(16H)
◆复位通信单元:
C_RCU_NA_3
启动字符(10H)
控制域(C)40H
链路地址域(A)
帧校验和(CS)
结束字符(16H)
◆召唤1级数据:
C_PL1_NA_3
启动字符(10H)
控制域(C)
01FCB11010
链路地址域(A)
帧校验和(CS)
结束字符(16H)
◆召唤2级数据:
C_PL2_NA_3
启动字符(10H)
控制域(C)
01FCB11011
链路地址域(A)
帧校验和(CS)
结束字符(16H)
◆请求链路状态:
C_RLK_NA_3
启动字符(10H)
控制域(C)
01FCB01001
链路地址域(A)
帧校验和(CS)
结束字符(16H)
4.1.2监视方向
◆确认帧:
M_CON_NA_3
启动字符(10H)
控制域(C)
00ACDDFC0000
链路地址域(A)
帧校验和(CS)
结束字符(16H)
◆忙帧:
M_BY_NA_3
启动字符(10H)
控制域(C)
00ACDDFC0001
链路地址域(A)
帧校验和(CS)
结束字符(16H)
◆无所要求的数据帧回答:
M_NV_NA_3
启动字符(10H)
控制域(C)
00ACDDFC1001
链路地址域(A)
帧校验和(CS)
结束字符(16H)
◆链路状态响应帧:
M_LKR_NA_3
启动字符(10H)
控制域(C)
10H00ACDDFC****
链路地址域(A)
帧校验和(CS)
结束字符(16H)
图中*表示:
=<11>=链路工作正常,:
=<14>=链路服务未工作,:
=<11>=链路服务未实现。
4.2可变帧长的链路规约数据单元
可变帧长的链路规约数据单元(LDPU)由两部分组成:
链路控制规约信息(LPCI)和应用服务数据单元(ASDU)。
ASDU即是指可变帧长帧格式中的链路用户数据,而LPCI则是指可变帧长帧格式中除链路用户数据外的其他部分。
ASDU的结构如下所示:
链路用户数据ASDU
类型标识(TYP)
可变结构限定词(VSQ)
传送原因(COT)
应用服务数据单元公共地址
功能类型(FUN)
信息序号(INF)
扫描序号(SCN)
4.2.1类型标识
类型标识(TYPEIDENTIFICATION):
=UI8[1~8]〈1~255〉
〈1~31〉:
=配套标准所定义(兼容范围)
〈32~255〉:
=为特殊应用(专用范围)
类型标识的语义:
在监视方向的信息
类型标识
说明
ASDU5
标识M_IRC_NA_3,M_IRF_NA_3,M_IRS_NA_3
ASDU6
时间同步M_SYN_TA_3
ASDU8
总查询(总召唤)终止M_TGI_NA_3
ASDU9
被测值ⅡM_MEII_NA_3,上送全遥测
ASDU10
通用分类数据M_GD_N(T)A_3
ASDU42
上送全遥信
类型标识语义:
在控制方向的信息
ASDU6
时间同步C_SYN_TA_3
ASDU7
总查询(总召唤)C_IGI_NA_3
ASDU10
通用分类数据C_GD_NA_3
ASDU21
通用分类命令C_GC_NA_3
在〈0~31〉范围内未在表3、表4列出的全部值,为将来兼容使用保留。
4.2.2可变结构限定词
可变结构限定词:
=CP8{数目、SQ}
其中数目:
=UI7[1~7]〈0~127〉
〈0~9〉:
=信息元素的数目
〈10~127〉:
=未用
SQ:
=BS1[8]〈0~1〉
〈0〉:
=寻址一个信息体内顺序的信息元素
〈1〉:
=寻址单个信息元素或综合信息元素
SQ位指明寻址后续信息体或信息元素的方法。
SQ:
=0表示同类的信息元素序列由信息体地址来寻址(见IEC60870-5-3中的5.1.5),信息体地址是顺序信息元
素的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。
这种模式用于被测值和被记录的扰动
表。
SQ:
=1表示由信息体地址寻址的单个信息元素或综合信息元素。
4.2.3传送原因
传送原因:
=UI8[1~8]〈0~255〉
其中〈0〉:
=未用
〈1~63〉:
=兼容范围
〈64~255〉:
=专用范围
在监视方向的信息传送原因的语义
〈1〉:
=自发(突发)
〈2〉:
=循环
〈3〉:
=复位帧计数位(FCB)
〈4〉:
=复位通信单元(CU)
〈5〉:
=启动/重新启动
〈6〉:
=电源合上
〈7〉:
=测试模式
〈8〉:
=时间同步
〈9〉:
=总查询(总召唤)
〈10〉:
=总查询(总召唤)终止
〈11〉:
=当地操作
〈12〉:
=远方操作
〈20〉:
=命令的肯定认可
〈21〉:
=命令的否定认可
〈31〉:
=扰动数据的传送
〈40〉:
=通用分类写命令的肯定认可
〈41〉:
=通用分类写命令的否定认可
〈42〉:
=对通用分类读命令有效数据响应
〈43〉:
=对通用分类读命令无效数据响应
〈44〉:
=通用分类写确认
在控制方向的信息传送原因的语义
〈8〉:
=时间同步
〈9〉:
=总查询(总召唤)的启动
〈40〉:
=通用分类写命令
〈20〉:
=一般命令
〈42〉:
=通用分类读命令
应用服务数据单元公共地址
应用服务数据单元公共地址:
=UI8[1~8]〈0~255〉
其中〈0~254〉:
=站地址
5常用ASDUs的定义和表示法
5.1初始化及总召唤
5.1.1传输过程说明
103规约是一点对多点的主从Polling(问答)方式。
正常状态下,控制系统以2级数据依次轮询各个间隔装置,如果间隔单元产生1级数据,通过置上送的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,再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50ms)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,传送原因为复位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”。
然后依次读取保护事件描述信息、读取告警描述信息、读取录波状态量描述信息、读取录波通道描述描述信息。
然后是时间同步(对时)和总查询。
时间同步(对时)部分见“5.6时间同步过程”。
5.1.2ASDU解释
5.1.2.1ASDU5标识报文
本报文由子站发送,用来传送子站的生产厂商信息和软件版本信息
68H
启动字符(68H)
15H
长度L
15H
L(重复)
68H
启动字符(68H)
28H
控制域(C)
链路地址域(A)
05H
类型标识(TYP)
链路用户数据
ASDU5
81H
可变结构限定词(VSQ)
04H
传送原因(COT)
应用服务数据单元公共地址
D2H
功能类型(FUN)
03H
信息序号(INF)
03H
兼容级别(COL)
ASCII字符1
ASCII字符2
ASCII字符3
ASCII字符4
ASCII字符5
ASCII字符6
ASCII字符7
ASCII字符8
自由赋值
自由赋值
自由赋值
自由赋值
帧校验和(CS)
16H
结束字符(16H)
5.1.2.2ASDU6对时
类型标识(TYP)
06H
可变结构限定词(VSQ)
81H
传送原因(COT)
COT(8H)
应用服务数据单元公共地址
ADDR
功能类型(FUN)
FUN
信息序号(INF)
INF
7个八位位组时间(共7个字节)
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
时标分钟
min(D0-D5)
SU夏时制标志
备用
时标h(D0-D4)小时
D7~D5
星期
D4~D0
日
备用
D3~D0
月
备用
D6~D0
年
如果是广播方式不需回应,点对点方式为原报文回复
COT为8(时间同步)
FUN为255(全局功能类型)
INF为0(全局功能)
5.1.2.3ASDU7启动总查询
启动字符(68H)
68H
长度L
09H
L重复
09H
启动字符(68H)
68H
控制域
链路地址域
链路用户数据ASDU7
类型标识(TYP)
07H
可变结构限定词(VSQ)
81H
传送原因(COT)
09H
应用服务数据单元公共地址
功能类型(FUN)
FFH
信息序号(INF)
00H
扫描序号(SCN)
帧校验和(CS)
结束字符(16H)
16H
本命令由主站发送,进行总查询。
COT为9(总查询)
FUN为255(全局功能)
INF为0(全局功能)
SCN用来区分总查询的周期,每进行一次总查询,SCN加1。
5.1.2.4ASDU10通用分类数据
本报文用来传送通用分类数据。
类型标识(TYP)
0AH
可变结构限定词(VSQ)
81H
传送原因(COT)
COT
应用服务数据单元公共地址
ADDR
功能类型(FUN)
FUN
信息序号(INF)
INF
返回信息标识符(RII)
RII
通用分类数据集数目
NGD
通用分类标识序号(GIN)
GIN(Lo)
↑
GIN(Hi)
描述类别(KOD)
KOD
No.1
通用分类数据描述(GDD)
DataType
数据集
DataSize
Number
通用分类数据(GID)
GID
↓
…
…
通用分类标识序号(GIN)
GIN(Lo)
↑
GIN(Hi)
描述类别(KOD)
KOD
No.n
通用分类数据描述(GDD)
DataType
数据集
DataSize
Number
通用分类数据(GID)
GID
↓
图8ASDU10通用分类数据
GIN(Lo)为组号,GIN(Hi)为条目号。
FUN为254(通用分类功能类型)
5.1.2.7ASDU21通用分类命令
本报文由主站发送,用来传送读取通用分类数据的命令。
类型标识(TYP)
15H
可变结构限定词(VSQ)
81H
传送原因(COT)
COT
应用服务数据单元公共地址
ADDR
功能类型(FUN)
FUN
信息序号(INF)
INF
返回信息标识符(RII)
RII
通用分类数据集数目
NOG
通用分类标识序号(GIN)
GIN(Lo)
↑
GIN(Hi)
No.1数据集
描述类别(KOD)
KOD
↓
…
…
通用分类标识序号(GIN)
GIN(Lo)
↑
GIN(Hi)
No.n数据集
描述类别(KOD)
KOD
↓
图7ASDU21通用分类命令
GIN(Lo)为组号,GIN(Hi)为条目号
COT为42(通用分类读命令)。
FUN为254(通用分类功能类型)
5.2遥信
5.2.1传输过程说明
装置以全遥信报文响应主站的总查询(总召唤)。
主站在初始化过程中启动总查询,以收集带有总查询标志的信息。
总查询过程:
主站向装置发总查询命令(采用ASDU7),装置以确认帧回答后,再将总查询信息转成1级用户数据后,在当前上送报文里的要求访问位(ACD)置1。
主站收到ACD=1后,向装置查询1级数据,上送全遥信。
已运行正常以后,主站按一定时间间隔(约15分钟)启动总查询。
在两次总查询间隔过程中,主站轮询各装置2级数据,装置一旦检测到发生遥信变位,则把上送2级数据报文ACD置1,通知主站查询1级数据。
装置通过ASDU10上送变位遥信。
SHM-K将一共有4个遥信信号,都放在系统组中(0x01)中,从fun=0x01inf=0x81开始,依次是依次次为链接状态、手摇柄状态、级进信号、闭锁信号。
而对应的SOE组号为0x180x01。
5.2.2ASDU解释
5.2.2.1ASDU10上送SOE信息
本报文用来传送通用分类数据。
类型标识(TYP)
0AH
可变结构限定词(VSQ)
81H
传送原因(COT)
COT
应用服务数据单元公共地址
ADDR
功能类型(FUN)
FUN
FEH
信息序号(INF)
INF
F4H
返回信息标识符(RII)
RII
通用分类数据集数目
NGD
01H
通用分类标识序号(GIN)
GIN(Lo)
18H
GIN(Hi)
129+(0~N-1)
描述类别(KOD)
KOD
01H
通用分类数据描述(GDD)
DataType
12H
DataSize
08H
Number
01H
状态02合01分
毫秒低
毫秒高
分
时
日
月
年
SHM-K文件一共有4个遥信,对应的SOE组号为0x18,从0x1801开始为第一个遥信,依次次为链接状态、手摇柄状态、级进信号、闭锁信号。
对应遥信为指fun=0x01inf=0x81
5.2.2.2ASDU42全遥信
类型标识(TYP)
2AH
可变结构限定词(VSQ)
N个
全遥测个数
传送原因(COT)
COT(09H)
应用服务数据单元公共地址
ADDR
功能类型(FUN)
FUN
通用分类功能类型GEN=254
信息序号(INF)
INF
带确认的写条目INF=249
测信1
测信2
测信3
。
。
。
。
。
。
测信N
5.3遥测
5.3.1传输过程说明
遥测量的采集是通过通用分类服务功能实现的。
主站在初始化过程中完成后启动一次通总召唤过程,以收集全遥测。
总召唤过程:
主站向装置发总召唤命令ASDU7(FUN=254,INF=245),装置以确认帧回答后,再将总查询信息转成1级用户数据后,在当前上送报文里的要求访问位(ACD)置1。
主站收到ACD=1后,向装置查询1级数据。
装置以ASDU9上送全遥测。
运行正常以后,主站按一定时间间隔启动总召唤。
在两次总查询间隔过程中,主站轮询各装置2级数据,装置一旦检测到发生遥测越限,则把越限的遥测量转化成2级数据,装置通过ASDU10上送越限遥测(COT=1)。
SHM-K一共有12个遥测信息,也将该信息放在系统组0x01,从fun=0x01inf=0xdf开始。
依次如下表
FunInf
数据内容
数据说明
0x010xdf
CurStepSts
根据当前角度或者配置计算获得的步进信息
0x010xe0
CurGearSts
根据当前角度或者配置计算获得的档位信息
0x010xe1
CurUnionSts
根据当前角度或者配置计算获得的连档信息
0x010xe2
DevMinGear
设备的最小档位
0x010xe3
DevMaxGear
设备的最大档位
0x010xe4
DevStepLen
设备的有效档位数
0x010xe5
CurCalcAng
角度换算数据保留一位小数的定点数
0x010xe6
TempFloat
温度测量数据保留一位小数的定点数
0x010xe7
WorkNum-1
操作计数长整型号4字节双字中的低字
0x010xe8
WorkNum-2
操作计数长整型号4字节双字中的高字
00010xe9
RunSts-1
实时状态长整型号4字节双字中的低字
0x010xea
RunSts-2
实时状态长整型号4字节双字中的高字
注意:
信息表信息为设备运行状态,其中
CurStepSts
CurGearSts
CurUnionSts
为设备当前的档位信息
1.CurStep从0开始计数,表示设备实际的步进数据,从最小档位开始,最小档位为0,一直排到最大档位,其中包含连档信息。
比如电信1-17档的档位其中有9A、9B、9C,其中9A和9C是连档。
CurStep从1档开始计数0,到17档后,计数为18
2.CurGearSts为实际显示的档位名称,比如9B,读取到的数据为9,其中值得注意的是,如果当前档位为连档,则其最高位置1,也就是获取时,要与0x7F相与。
3.CurUnionsSts为连档位区别,有A、B、C、L、R,+,-几种情况,都是按照ASCII码进行表示。
RunSts-1
RunSts-2
RunSts-3
RunSts-4
注意:
是表示内部操作状态标志。
该数据为一个长整型数据,32位长度。
其中每一位都用表示各自不同的含义。
可参考下表
位数指示
显示代码
名字
含义
0
0x00000001
RunSts_Local
设备处于本地操作,只能按键
1
0x00000002
RunSts_Working
设备正在操作
2
0x00000004
RunSts_MaxGear
设备已经在最大档位
3
0x00000008
RunSts_MinGear
设备已经在最小档位
4
0x00000010
RunSts_Raise
设备处于上升操作中
5
0x00000020
RunSts_Down
设备处于下降操作中
6
0x00000040
RunSts_Cycle
凸轮信号输出有效
7
0x00000080
RunSts_Filter
滤油机输出有效
8
0x00000100
RunSts_Free
电机释放输出有效
9
0x00000200
RunSts_Lock
闭锁信号输入有效
10
0x00000400
RunSts_Cycle_Run
内部信息
26
0x04000000
RunSts_AutoMode
设备正在调试
27
0x08000000
RunSts_Configing
设备正在配置
28
0x10000000
RunSts_ErrorClr
设备故障,需手动清错
29
0x20000000
RunSts_Config_Error
配置错误
30
0x40000000
RunSts_Hall_Error
位置传感器故障
31
0x80000000
RunSts_AngleError
角度传感器故障
置位表示该状态有效,比如最低位0x00000001有效,表示当前机构处于本地操作模式。
5.3.2ASDU解释
5.3.2.1ASDU10变位遥测
类型标识(TYP)
0AH
可变结构限定词(VSQ)
81H
传送原因(COT)
COT
应用服务数据单元公共地址
ADDR
功能类型(FUN)
FUN
通用分类功能类型GEN=254
信息序号(INF)
INF
带确认的写条目INF=249
返回信息标识符(RII)
RII
返回信息标识符RII1个字节的2进制数组,其值用来区分命令。
通用分类数据集数目
NGD
数目NGD
通用分类标识序号(GIN)
GIN(Lo)1H
组号
GIN(Hi)
序号
描述类别(KOD)
KOD(01H)
No.1
通用分类数据描述(GDD)
DataType(02H)
数据集
DataSize(02H)
Number(01H)
通用分类数据(GID)
GID
低位
高位
5.3.2.2ASDU9全遥测
类型标识(TYP)
09H
可变结构限定词(VSQ)
N个
全遥测个数
传送原因(COT)
COT(09H)
应用服务数据单元公共地址
ADDR
功能类型(FUN)
FUN
通用分类功能类型GEN=254
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- 关 键 词:
- 电动 机构 远方 控制器 Huaming