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自動化系統中的幾種常見規約分析
摘要：文章闡述調度自動化系統幾種常見遠動傳輸規約，并對這些規約的特點和具體格式進行分析，提高對規約的認識了解，為通信過程中規約的準確應用提供基礎，為電網調度需要的數據和信息的正確性、實時性、可靠性提供保障。
關鍵詞“CDT 101 104 報文
遠動規約，也叫協議，是指在電力系統中，為準確及時的在變電站和調度中心進行數據通信，而制定的一套關于信息傳輸順序、格式和內容的約定。隨著電網規模的日益擴大和規模化，各地調度對變電站內數據的數量和質量有了越來越高的要求，從而使遠動規約在數據傳輸過程中的地位也越來越重要。同時選擇適當的規約則變成了一項很重要的內容。
目前系統中常用的規約主要分為三類：CDT規約;IEC60870-5-101規約;IEC60870-5-104規約。本文將分別對其進行介紹。
一、CDT規約
(1)CDT規約是一種典型的循環式傳送規約，全稱Cyclic Data Transmission，也稱為循環式數據傳輸規約。特點是無論主站是否要求，子站都按一定順序不停地循環往主站發送數據。它不僅適用于點對點的遠動通道結構及以循環字節同步方式傳送遠動信息的遠動設備與系統，還適用于調度所間以循環式遠動規約轉發實時遠動信息的系統。
(2)報文組成
由同步字+控制字+信息字組成
同步字：由6個字節組成EB90EB90EB90或者為D709D709D709
控制字：由6個字節組成
控制字節+幀類別+信息字數+原站址+目的站址+校驗碼
信息字：由6個字節組成 功能碼+信息字+校驗碼
功能碼和校驗碼各占一個字節，信息字占四個字節
CDT規約傳輸的遙信量、遙測量、遙控量個數分別為512、256、256，對于一個普通的35kV變電站，容量足夠，因此CDT規約在35kV及以下的變電站和用戶站應用非常廣泛.同時由于大部分廠家的通信設備及系統都已支持CDT方式的遠動轉發，且在電網調度自動化系統中CDT規約與各廠站進行通信，切實可靠，由此，對CDT規約進行必要的熟悉和了解，清楚其中的通信過程，以及固定或約定的工作模式.是很有必要的。
二、IEC60870-5-101規約
(1)101規約是面向電力自動化系統應用的規約它是一種傳輸機制成熟的問答式異步串行規約，內容包括上行信息和下行信息，其具體內容分別為：上行信息：遙測，遙信，遙脈，終端設備狀態;下行信息：遙控，設點，對時。
(2)IEC101的報文格式
101共包括三種報文格式：單個字符;固定幀長報文;可變幀長報文。
●單個字符 E5
簡單;明了;效率高。用于一般確認;僅用于對應用報文的回答文的回答;
●固定幀長報文
10H+控制域+鏈路地址+幀校驗和+16H
控制域：由八個字節組成
表1：控制域報文內容
D7 D6 D5 D4 D3-D0
啟動標志 幀計數位 幀計數有效 功能碼
●可變幀長報文
表2：可變幀報文報文內容
68H 固定報文頭
Length
Length
68H
控制域 Length Byte
鏈路地址
應用服務數據單元
幀校驗和 固定報文尾
16H
(3)101規約和CDT規約的對比分析
CDT規約是循環上送規約，無論主站要不要，或者數據有沒有變化，數據都按照固定的幀格式向上傳送。101規約是問答數據傳送方式，由主站開始發出詢問報文，而后廠站回答主站需要的數據，如果數據沒有變化，則不傳送，數據更新的速率得到了很大的提高。然而在遙信變位傳送時，CDT規約中遙信變位的傳送是采用連插3個遙信變位字的機制，其級別最高;101規約中，廠站要告知主站，主站再通過下發詢問一級數據的報文，接受遙信變位的報文，實時性要略差一下。
從信息量容量來看，101規約能傳送的信息量要遠遠大于CDT規約。101規約通過改變起始地址，還可以靈活的分配遙測、遙信的數據量。CDT規約中，遙測量的數據長度是11位，還有一位符號位，滿碼值為2047。101規約中，遙測量的數據長度是15位，還有一位符號位，滿碼值為32767，數據的精度更高。
三、IEC 61850-5-104規約簡介
(1)104傳輸規約是在IECl01規約基礎上，采用專用Internet網絡進行調度通訊的協議標準，1是101規約應用的網絡化。它與101規約不同點主要體現在通道上，104規約采用的是網絡通道，帶寬以2M為佳，需要專用的光纖和數據網，同時需要配套的輔助設備，如交換機、路由器、光纖收發器、協議轉換器等。104規約必須與101規約同時配套使用。
(2)IEC104協議的基本報文格式
表3：104報文基本格式
68H
應用規約數據單元長度
控制域一
控制域二
控制域三
控制域四
應用服務數據單元
幀校驗和
16H
●I-格式
信息傳輸格式類型(Information transmit format)，簡稱 I-FORMAT。用于傳輸含有信息體的報文和確認對方I格式的信息報文
68H+Length+發送序號低字節+發送序號高字節+接收序號低字節+接收序號高字節 該格式報文傳送的是具體的信息內容，也可以說是帶數據的傳輸格式
●S-格式
計數的監視功能類型(Numbered supervisory functions)，簡稱 S-FORMAT。用于傳輸對站端確認的報文
68H+Length+01+00+接收序號低字節+接收序號高字節
該格式報文傳送的沒有具體的信息內容，是用來對站端所發信息報文的確認
●U-格式
不計數的控制功能類型(Unnumbered control function)，簡稱 U-FORMAT。用于傳輸鏈路控制命令的報文
68H+Length+控制域一+000000
其中控制域一的格式為：
表4：控制域一報文
TESTFR STOPDT STARTDT 1 1
確認 命令 確認 命令 確認 命令
(3)104規約與101規約的識別
IEC101的信息報文的頭是68LL68，尾是16;IEC104的信息報文的頭是68L，沒有固定的尾。101規約以自己發送為目的，發送方不停將變化報文上送，不論主站是否確認都是連續上送。104規約則以對方接收為目的，主站必須有了確認后廠站才上送一條變化報文，看上去是一問一答。
四、結語
目前，國內調度通信網接口和協議的標準化還有很多問題，由于各個廠家對規約認識和理解上的差異，造成站內不同廠家設備之間或是與遠方調度主站、集控站系統在通信過程引發各類問題也很多，在目前的一段時期之內，CDT規約、101規約和104規約仍為大多數變電站采用。因此，了解這幾種規約的報文形式和內涵在目前的時期內仍是極為重要的。
參考文獻：
[1]DL/T634.5101-2002 /IEC60870-5-101：2002(基本遠動任務配套標準)應用規范.
[2]IEC60870-5-101 華東電網應用規范(修改稿).
[3]IEC60870-5-104：2000遠動設備及系統 第5-104部分傳輸規約采用標準傳輸文件集的IEC60870-5-101網絡訪問.
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