东芝rtu配网自动化终端传输协议

1配网自动化终端传输协议目录1．适用范围……………………………………………………….22．引用标准……………………………………………………….23．定义…………………………………………………………….24．传输帧格式……………………………………………………25．传输过程……………………………………………………….45.1超时时间……………………………………………………………………...45.2传输过程……………………………………………………………………55.2.1发送/确认帧传输过程………………………………………………………55.2.2受干扰的发送/确认帧传输过程………………………………………………65.2.3请求/响应帧传输过程………………………………………………………75.2.4发送/无应答帧传输过程………………………………………………………86．基本应用数据格式…………………………………………….86.1帧同步字……………………………………………………………………86.2地址字………………………………………………………………………86.2.1模式………………………………………………………………………….96.2.2地址…………………………………………………………………………96.3信息字………………………………………………………………………9.6.3.1下行信息字…………………………………………………………………96.3.2上行信息字…………………………………………………………………1021.适用范围本协议规定了配电网数据采集和监控系统中配网自动化终端（响应站）与上级站（原发站）之间进行数据传输的帧格式、传输规则，应用数据结构、应用功能和报文格式的通信标准。本协议适用于配网自动化终端网络拓扑结构一点对多点，数据要求传输简捷、可靠性高的远动系统。2.引用标准IEC60870-5远动设备及系统第5部分传输规约第101篇基本远动任务配套标准3.定义本协议的术语引用IEC60870-5《远动设备及系统第5部分传输规约第101篇基本远动任务配套标准》中的标准术语。并采用下列定义：3.1响应站。指各类用于对配电网设备（柱上开关、配电变压器、环网柜、开闭所等）监控用配电自动化终端。3.2原发站。指对各类配电自动化终端直接管理的配电自动化终端上级站。4.传输帧格式本协议采用的格式是异步式模式。其帧格式如图1所示。一个传输帧由一个固定长度的报文头，随后可选用若干信息字组成。报文头包括一个同步字节和一个地址字，地址字包含两个字节，第一字节为地址码，第二字节为校验码；每个信息字包括两个字节，第一字节为信息码，第二字节为校验码。本协议采用反码校验，对应地址字、信息字的第二字节均为校验码，即第一字节的反码。在线路上的传输顺序按字节0、字节1、字节2、……字节2N+2顺序出现，N为信息字节数。3字节0字节1地址字字节2字节3信息字1字节4字节5信息字2字节6字节2n+1信息字n字节2n+2图1传送帧格式传输规定：（1）线路空闲状态为二进制1。（2）每一帧开始的一个八位数组（00H）为启动字符。（3）每个字符有1个启动位（二进制0），8位信息码，1位偶校验位、1位停止位（二进制1），如图2所示。1个字符数据位（8位）S：启动位P：奇偶校验位M：停止位图2字符的定义（4）每个字符间无需线路空闲间隔。（5）接收校验：a．每个字符的启动位、停止位、偶校验位。b．每个字符的校验码。c．在校验中，若检出一个差错，则舍弃此帧数据。帧同步字节（00H）地址码校验码信息码1校验码信息码2校验码信息码n校验码D00b70b620b50b40b30b20b10b0D1PMSD145.传输规则本节规定了数据传输的基本规则。当原发站向响应站进行一次传输服务时，或则成功完成或者报告产生差错，之后才能开始下一轮的传输服务。对于发送/确认和请求/响应传输服务在传输过程受到干扰，用等待—超时—重发或等待—超时发送下一帧。5．1超时时间在正确接收到响应站的确认帧或响应帧的情况下，原发站可立即传送下一帧。在没有正确接收到响应站的确认帧或响应帧时，主站在传输下一帧之前，需要有个超时时间T0、Tm。1．请求帧或发送帧受到干扰。响应站在检出了一个受到干扰的帧后，需要在线路空闲间隔TIB之后，才可开始准备接收新一帧，原发站超时时间（简称环路延时的超时时间T0）需大于环路延时时间TLD和线路空闲间隔TIB中数值较大者。原发站响应站受干扰TDABT0＞TLDTRTIBTDBATDAB：原发站询问响应站的信号延时；TDBA：响应站回答原发站的信号延时；TR：响应站反应时间图3原发站的发送帧或响应帧受干扰情况1原发站响应站受干扰TDABT0＞TIBTLDTRTIBTDBATDAB：原发站询问响应站的信号延时；TDBA：响应站回答原发站的信号延时；TR：响应站反应时间图4原发站的发送帧或响应帧受干扰情况2发送帧发送帧发送帧发送帧5图3为TLD≥TIB情况，此时环路延时的超时时间T0需大于环路延时时间TLD；图4为TLD≤TIB情况，此时环路延时的超时时间T0需大于线路空闲间隔TIB。2．响应帧或确认帧受到干扰。采用匹配超时时间，此超时时间Tm和实际帧长相匹配（如图5），原发站不断监视受干扰的数据流直到检测到线路空闲间隔TIA。匹配超时时间Tm为：TmTLD+TFBA+TIA式中，TFBA为响应站到原发站传送的实际帧长。TLD=TDAB+TDBA+TR原发站响应站TDABTRTmTFBATDBA受干扰TIATDAB：原发站询问响应站的信号延时；TDBA：响应站回答原发站的信号延时；TR：响应站反应时间图5响应站的响应帧或确认帧受到干扰情况3．响应站因其它故障无应答。响应站因其通信线故障、响应站硬件故障等无应答，超时时间与图3、图4同。5．2传输过程5.2.1发送/确认帧传输过程传输规则如下述：1)原发站只有在前一轮服务结束后，才能开始新一轮的发送。2)当响应站正确收到原发站报文时，立即向原发站发送确认帧。3)防止报文丢失和重复传送规则：原发站向响应站发送一个发送/确认帧，并从响应站收到无差错的确认帧时，则这一轮的发送/确认服务结束。发送帧发送帧确认帧6原发站因确认帧受干扰或超时而未收到确认帧时，，原发站重发原报文，最大重发次数为3次。正常的发送/确认传输过程如图6所示。原发站响应站TDABTRTDBATIA下一轮发送/确认服务图6正常的发送/确认传输过程5.2.2受干扰的发送/确认传输过程原发站响应站受干扰TDL无响应同一数据下一轮服务TDL受干扰同一数据TDL：超时时间（重发延迟）图7受干扰的发送/确认传输过程原发站向响应站发送一个发送/确认帧，但没有收到来自响应站的确认帧，需等待超发送帧发送帧确认帧发送帧发送帧确认帧发送帧确认帧发送帧7时时间后重发，如图7所示。超时时间（重发延迟）的确定分两种情况：1）发送帧受到干扰。超时时间（重发延迟）按图3、图4情况确定。2）确认帧受到干扰。超时时间（重发延迟）按图5情况确定。5．2．3请求/响应传输过程传输规则如下述：1）原发站只有在前一轮服务结束后，才能触发新一轮的请求帧。2）响应站正确收到原发站的请求帧，立即向原发站的发送响应帧。3）防止报文丢失和重复传送规则：原发站向响应站发送一个请求/响应报文，并从响应站接收到无差错的响应帧，则这一轮的请求/响应服务结束。原发站因响应帧受干扰或超时而未收到时，原发站重发原报文，最大重发次数为3次。4）原发站下发选择请求，且收到响应站的正确响应后，响应站处于被选择状态，等待原发站执行请求，30秒后仍无执行请求，则响应站选择状态解除。5）执行请求在响应站未选择状态下是无效的。6）在选择请求过程中，如响应站接收了除执行请求以外的其它请求，选择请求无效；在选择请求过程中，响应站再次接收到选择请求，选择请求过程继续。正常的请求/响应传输过程如图8所示。原发站响应站选择请求执行请求选择响应执行响应下一轮服务图8选择请求/响应、执行请求/响应传输过程请求帧请求帧响应帧请求帧响应帧85．2．4发送/无应答传输过程传输规则如下述：原发站只有在前一轮服务结束后，才能开始新一轮的发送。两帧之间的延迟应大于信号从原发站到响应站的延时。发送/无应答传输过程如图9。原发站响应站TDL无响应同一数据无响应下一轮服务图9发送/无应答传输过程6.基本应用数据格式6．1帧同步字每一帧有1个字节的帧同步字开始，帧同步字定义为00H。6．2地址字每个地址字由1个字节的地址码和1个字节的反码校验码构成。其中地址码由2位功能模式码和6位地址码组成，其基本定义如图10。B7b6b5b4b3b2b1b0模式配网自动化终端地址M1M0A5A4A3A2A1A0图10地址字发送帧发送帧发送帧最大重发次数96.2.1模式序号位内容M1M0000发送/确认101请求/响应210用户自定义311用户自定义图11模式定义6.2.2终端地址序号位内容A5A4A3A2A1A0下行上行0000000保留保留1000001终端1地址终端1地址50110010终端50地址终端50地址51110011用户自定义用户自定义59111011用户自定义用户自定义60111100广播地址广播地址61111101用户自定义用户自定义62111110用户自定义用户自定义63111110用户自定义用户自定义图12终端地址的定义6．3信息字每个信息字有1个字节的信息码和1个字节的反码校验码组成。在下行传输帧中使用一个信息字，即下行报文的功能码。在上行传输帧中，信息报文的前3个信息字为终端的状态量，其它信息字根据下行功能码来确定。6.3.1下行信息字每个下行传输帧的信息字采用一个信息字，即下行报文的功能码。功能码的基本定义如图13。10序号功能码内容100H状态数据召唤220H全数据召唤3C0H调整选择4C2H~DCH调整值540H遥控选择646H遥控合74AH遥控分8其它用户自定义图13下行信息字的基本定义6.3.2上行信息字每个传输帧的上行信息字至少有3个状态量信息字，其它信息字由下行命令码来确定。1）每个上行传输帧的前3个信息字定义为状态量信息字。2）在发送/确认服务过程中，响应站的确认帧为报文头加3个状态量信息字。3）在请求/响应服务过程中（执行调整选择、调整、遥控选择、遥控分、遥控合服务），其响应帧为报文头加3个状态量信息字。4）全数据召唤的响应帧为报文头加3个状态量信息字以及其它数据量信息字。5）用户自定义的响应（或确认）帧为报文头加3个状态量信息字以及用户自定义数据量信息字。11DTU信息：SV字（状态量）SV1字D7D6D5D4D3D2D1D0D7=1开关合=0开关分D6=1AB有电压=0AB无电压D5=1BC有电压=0BC无电压D4预留D3预留D2预留D1预留D0=1开关异常SV2字D7D6D5D4D3D2D1D0D7预留D6=1远方=0就地D5=1遥控分（分状态置位）D4=1手动分（分状态置位）D3=1闭锁D2=1装置异常D1=1A/D异常D0=1选择完成（执行完后复位）SV3字预留TM字（遥测量）TM1字（Uab电压值）D7D6D5D4D3D2D1D0=0无测量功能=1~~2500.5﹪~~125﹪=25385﹪以下=254超限=255A/D异常TM2字（Ubc电压值）D7D6D5D4D3D2D1D0=0无测量功能=1~~2500.5﹪~~125﹪=25385﹪以下=254超限12=255A/D异常TM3字（UabIa相位差值）D7D6D5D4D3D2D1D0=0无测量功能=1~~1201度以下~~120度=121超过120度=128超限=255A/D异常TM4字（A相电流值）D7D6D5D4D3D2D1D0=0无测量功能=1~~2500.4﹪~~100﹪=254超限=255A/D异常TM5字（B相电流值）D7D6D5D4D3D2D1D0=0无测量功能=1~~2500.4﹪~~100﹪=254超限=255A/D异常TM6字（C相电流值）D7D6D5D4D3D2D