远动101规约及工程中遇到的问题

远动101规约及工程中遇到的问题

摘要

简要分析02版101规约格式及基本应用实例，就工程中出现的一些问题进行简要分析。以加强大家对101规约的理解。

IEC60870-5-101从出版以来，得到了广泛的应用，特别是2001年02版101规约出版以来。我们莱芜是较早应用101规约的地调之一，2002年主站EMS系统iES500上线以来，101规约不断接入。期间经过了多次主分站规约的改造，版本出现了很多。今年8月，作为山东省十一五期间最后一批更换EMS的地调之一，我们莱芜供电公司开始了EMS更换的工作。本次更换，我们调度自动化主站将采用南京南瑞科技公司的Open3000系统，如今上行调试已经结束，下行调试也接近尾声。调试期间，由于对规约的不熟悉，出现了很多问题。作为用户，我就101规约一些常用应用及工程中遇到的问题简要阐述一下。

101规约报文格式：

101数据传输帧格式主要有三种：可变帧长、固定帧长及单个字符帧格式。

可变帧长格式用于主站向子站传输数据或由子站向主站传输数据；固定帧长格式用于子站回答主站的确认报文或主站向子站的询问报文。

可变帧长格式报文如下图所示：

报文示例：总召唤命令报文

->68 09 09 68 53 64 64 01 06 64 00 00 14 9A 16

固定帧格式用于子站回答主站的确认报文，或主站向子站的询问报文。

具体格式为：

报文示例：(召唤链路状态)

M->R:1049014A16

单个字符

E5H

除非有1级用户数据访问请求(ACD=1)或者后续报文将引起溢出(DFC=1)才采用固定帧长帧。

单个控制字符E5用来取代固定帧长肯定确认帧或固定帧长否定确认帧。

控制域格式

RES：备用

FCB：帧计数位：

帧计数位0,1，为了每个站连续的发送/确认或者请求/响应服务的变化位。

帧计数位用来消除信息传输的丢失和重复。启动站向同一从动站传输新一轮的发送/确认或请求/响应传输服务时，将帧计数位(FCB)取相反值，启动站为每一个从动站保留一个帧计数位(FCB)的拷贝，若超时未由从动站收到所期望的报文，或接收出现差错，则启动站不改变帧计数位FCB的状态，重复原来的发送/确认或者请求/响应服务。

复位命令的情况下帧计数位(FCB)清零，从动站接收此命令将帧计数位置零,并期望下一次的从启动站到从动站的传，其帧计数位(FCB)为1，帧计数有效位FCV为1。

FCV：帧计数有效位：

FCV＝0表示帧计数位FCB的变化无效。

FCV＝1表示帧计数位FCB的变化有效。

DFC：数据流控制位：

DFC＝0表示从动站可以接收后续报文。

DFC＝1表示从动站接收后续报文将引起数据溢出。

从动站向报文启动站指出一个立即的连续的后续报文将引起缓冲区溢出。

ACD：要求访问位：

有两种级别的报文数据，名称为1级数据和2级数据；

ACD＝0从动站无1级用户数据要求传输；

ACD=1从动站要求传输1级用户数据。

1级用户数据传输典型地被用于事件传输或者高优先级报文的传输，2级用户数据典型地被用于循环传输或者低优先级报文传输

PRM：启动报文位：PRM＝0,表示是由从动(响应)站向启动站传输报文；PRM=1,表示是由启动站向从动站传输报文.

控链路地址

2、101规约应用实例

采用101规约的主站与厂站端设备进行通信时，主站的工作流程为：

主站请求链路状态—子站响应“链路状态”---主站复位远方链路---总召唤---时间同步---召唤1级用户数据----时间同步---召唤2级数据---召唤2级用户数据。

2．1链路初始化

当主分站通信中断后，主站发“请求链路状态”，开始初始化过程等待与子站建立通信联系。固定帧格式为：

请求链路状态

主站->子站:10 49 01 4A 16

子站->主站:10 0B 01 0C 16

复位远方链路

主站->子站:10 40 01 41 16

子站->主站:10 20 01 21 16

报文解析：

主站->子站:10（启动字符）49（控制域：4主－>子站。FCB位无效，功能码9请求链路状态）01（链路地址）4A（校验码）16（结束字符）

子站->主站:10（启动字符）0B（0：子－>主站。FCB位无效，B：响应链路状态）01（链路地址）0C（校验码）16（结束字符）

主站->子站:10（启动字符）40（控制域：4主－>子站。FCB位无效，功能码0：复位远方链路）01（链路地址）41（校验码）16（结束字符）

子站->主站:10（启动字符）20（2：子－>主站。FCB位无效，ACD=1，0：确认）01（链路地址）21（校验码）16（结束字符）

主站链路层向子站链路层发送“请求链路状态”，若子站链路层工作，则向主站以“链路状态”响应，若子站不回答，主站则多次向子站链路层发送“请求链路状态”。主站链路层为了和子站链路层的帧计数位状态保持一致，向子站链路层发送“复位远方链路”。子站链路层收到此链路规约数据单元后，

则将帧计数位（FCB）置零，并以主站链路层发送的链路规约数据单元的镜象作为确认，此时，两端的帧计数位状态一致，主站就进行总召唤。

2．2总召唤（类型标识64H）

请求1级数据

1级用户数据用户可以自行定义，主要是指变位YX。

主站->子站:10 7A 01 7B 16

子站->主站:68 09 09 68 08 01 64 01 04 01 00 00 02 CRC 16

报文解析：

10（启动字符）7A（7：主－>子站FCB位有效，A：召唤一级数据）01（链路地址域）7B（校验码）16（结束符）

68（启动字符）09（长度）09（长度）68080146010401000002CRC16

主站是否执行询问1级用户数据，还要根据总召唤回送的响应帧中ACD是否为1，如果ACD＝1，主站立即向该站召唤1级用户数据，否则，则执行下一步功能。

2．3时间同步（类型标识67H）

主站对时命令：68 0F 0F 68 73 01 67 01 06 01 00 00 22 58 14 0F 62 09 05 ** 16

子站对时确认：68 0F 0F 68 00 01 67 01 07 01 00 00 13 58 14 0F 62 09 05 ** 16

主站对时命令：68（启动字符）0F（长度）0F（长度）68（启动字符）73（控制域）01（链路地址即RTU地址）67（类型标识）01（可变结构限定词）06（传送原因，激活）01（公共地址，同链路地址）0000（信息体地址，2个字节）2258（毫秒，2字节）14（分）0F（时）62（日）09（月）05（年）**（校验）16（结束符）

子站对时确认：68（启动字符）0F（长度）0F（长度）68（启动字符）00（控制域）01（链路地址即RTU地址）67（类型标识）01（可变结构限定词）07（传送原因，激活确认）01（公共地址，同链路地址）0000（信息体地址，2个字节）1358（毫秒，2字节）14（分）0F（时）62（日）09（月）05（年）**（校验）16（结束符）

由于子站的时钟必须与主站时钟同步，以便为时标的事件或信息体提供正确的时标或日历。因此，无论是初始化以后或是定期再同步，时钟同步均由主站启动，这样，时间同步发送帧和确认帧使子站与主站实现时间同步，同时，使子站当地实现日历钟，使打印和事件顺序（SOE）有日期。

2．4遥控（双点遥控类型标识2eH）

101规约的遥控是采用返送校核方式。其命令格式如下：

主站发送―>遥控预置：68 09 09 68 53 01 2E（类型标识）01 06 01 03 0B（信息体地址，2字节，遥控号＝0b03－0b01＝2号遥控）82（预置控合）xx16

子站接收―>遥控反校：68 09 09 68 00 01 2E 01 07（传送原因，激活确认）01 03 0B 82 ** 16

主站发送―>遥控执行68 09 09 68 53 01 2E 01 06 01 03 0B 02（执行控合）xx 16

子站接收―>执行确认：68 09 09 68 00 01 2E 01 07（传送原因）01 03 0B 02 xx 16

主站发送―>遥控撤销：68 09 09 68 53 01 2E 01 08（传送原因）01 03 0B 02（执行控合）xx 16

子站接收―>撤销确认：6809096800012E0109（传送原因，，停止激活确认）01030B02xx16

2．5召唤2级用户数据

主站询问子站的2级用户数据是其经常的询问过程。二级数据主要定义为变化遥测，如果子站有2级数据，则向主站传送如下格式帧：

主站发送―>召唤二级数据：10 7B 01 7C 16

子站接收―>无变化数据：10 09 01 8A 16

主站发送―>召唤二级数据：10 5B 01 6C 16

子站接收―>变化遥测：68 0A 0A 68 08 01 15 01 05 01 05 07 07 00 xx 16

工程中遇到的问题

1、日常运行期间，遥测刷新较慢，特别是在重启服务器后，101遥测不能及时反映到画面。

由于我们主站老EMS系统积成电子股份有限公司的iES5002002年开始正式运行，其不能使用2002版101规约，故将主站101改为97版逻辑，02版地址。主分站在101联调时，定义变位遥信为一级数据，遥测为二级数据。新系统南瑞科技股份有限公司的open3000进行上行调试时，发现老系统101通道遥测数据刷新很慢，经查下发报文发现，老系统不停地召唤一级数据，一级数据召唤完毕后，ACD位置0.进行二级数据召唤，可是系统又进行了一次一级数据召唤，召唤几遍后才进行二级数据召唤。造成遥测数据上送慢。

2、新老系统并列运行期间，有些厂站接入新系统后，新系统无信号上送，显示远动退出。

由于老系统运行时间较长（2002年开始运行），通道板存在老化问题。同时通信PCM接口板运行时间也很长，有同样的问题。随着板子运行时间的增加，其电阻也会随之增大。而PCM接口板提供的电压为恒压源。通道板一般为功率放大电路。存在死区，当电压达到其死区电压后，板通道开始工作。正常工作后通道板等值电阻会降低。设老系统通道板电阻为R1，新系统通道板电阻为R2，恒压源电动势为U，电源内阻为r。并接后板子的等值电阻变为

板驱动不够，致使新通道板无法正常工作。将老系统甩掉后，通道板等值电阻变大，电源内阻的电压降减小，通道板电压升高达到死区电压，从而使通道板正常工作。

3、有些厂站新老系统并接后，新系统源码混乱，误码特别严重，造成报文不能正常翻译。

101系列规约的显著特点之一就是使用了品质描述，但这也会常常造成了沟通和互联的障碍。品质描述主要包括无效（IV）、NT（当前值）、OV（溢出）、SB（替代）、BL（闭锁）等，通常用于遥测、遥信等信息对象的额外的品质信息。如101规约中，装置调试期间产生的信息可以采用SB=1（替代）描述；装置长时间刷新不成功的信息可用NT=1（非当前值）描述；装置在信息源反常状态时可将对应的信息对象值设置为IV=1（无效）等等。

老系统iES500由于时间比较早，采用的是97版逻辑，之后很多变电站又经过多次改造，期间主分站规约一些细节进行了很多更改，其中包括上送的遥测品质描述，在对变电站上送的数据品质描述不加判断。而厂站接入新系统（OPEN3000）后，出现了数据分类和处理的缺陷；有的被控站在调试状态或故障时，没有在相关遥测、遥信和事件等信息中用品质描述，造成现场状态不能如实反映到控制站。

结束语

通过对101规约的基本应用的介绍，让大家对101规约有一个大体的了解。但由于IEC870－5－101（基本远动任务的标准）是一个内容涵盖比较广，对物理层、链路层、应用功能及用户进程作了大量的具体的规定和定义，而且对帧格式、链路传输规则及基本应用功能作了详细的描述。我们莱芜地调在更换过程中遇到很多问题，庆幸的是已经得到了很好的解决。以前维护中只关注一些实际应用，对主分站联调的规约对应更改存在很大漏洞只有认真地研读标准，才能更好地理解及用好该规约。提升自己认知及解决问题的水平。

参考文献：

［1］DL／T634.5101—2002，远动设备及系统———第5-101部分：传输规约———第101篇：基本远动任务配套标准［S］．

［2］分析IEC870-5-101规约及其应用，广东省电力中心调度所，沈鸿