IEC103规约培训
IEC103通信规约介绍
编制：张凯峰
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2015/9/30
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一、几个基本概念
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规约类型
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应答式规约(如：Modbus) 循环式规约(如：部颁CDT) 对等式规约(如：DNP3.0)
定义： 循环式规约又称 CDT 规约，它是一种 RTU自发地不断循环上报现场数据的 应答式规约又称为 Polling 规约。它以主站为主，依次向各 RTU发出查询命 规约，上报信息串的长度是可变的 令，各RTU依查询命令进行回答，回答信息串的长度是可变的； 特点： 1 RTU有问必答，当RTU收到主机查寻命令后，必须在规定的时间内应 1） ）数据传输以现场端为主， RTU自发地不断循环上报现场数据给主站。 答，否则视为本次通信失败； 而主站被动地接收。 2） RTU无问不答，当RTU未收到主机查寻命令时，绝对不允许主动上报 2 ）数据格式在发送端与接收端事先约定好，按时间顺序首先发送起始同 信息。 优点： 步字，然后依次发送控制字和信息字，如此周而复始。 1 RTU以共线的方式共用一个通道，这样有助于节 3）应答式规约允许多台 ）重要数据发送周期短，实时性强，一般数据发送周期长，实时性差， 省通道，提高通道占用率，对于区域工作站和为数众多的RTU通信的情形， 遥信变位优先插入传送。 这种方式是很适合的； 优点： 2）应答式规约采用变长信息传送策略，从而大大压缩了数据块的长度， 提高了数据传送的速度。 1 ）由于采用循环式规约的RTU不断循环上报现场数据，即使发生短时通 3 ）应答式规约既可以采用全双工通道，也可以采用半双工通道，既可以 信失败丢失一些数据，当通信恢复正常后，被丢失的信息仍有上报机会， 采用点对点方式，也可以采用一点多址或环形结构。因此通道适应性强。 而不至于造成显著危害，因此这种方式对通道的要求不高，适合于在我国 缺点： 质量比较差的通道环境下使用。 1）由于不允许主动上报，应答式规约对事故的响应速度慢，尤其是当通 2）循环式规约采用信息字校验的方式，将整桢信息化整为零，当某个字 道的传输速率较低的情形，这个问题会更突出。 符出错时，只需丢弃相应的信息字即可。 2）由于采用变化信息传送策略，应答式规约对通道的要求较高，因为一 3. 循环式规约采用遥信变位优先插入传送的方式，大大提高了事故传送的 次通信失败会带来比较大的损失，虽然可以采用通信失败后补发的方法解
相应速度。 决上述问题，但补发次数有限，在通道质量较差时，仍会发生重要信息 （如SOE)丢失的现象。 缺点： 1 RTU不断循环上报现场数据，因此通道必须采 3）由于采用循环式规约的 ）应答式规约往往采用整桢校验的方式，
由于一桢信息量较大，因此出 DNP规约系(distributed network protocol分布式网络规约)，它是IEEE电力工程协会（ PES)在IEC 870-5的基础上制定的美国国家标准。 用全双工通道，并且不允许多台 RTU以共线连接。而只能采用点对点的方 错的概率较大，校验出错后就必须整桢的丢弃，并阻止重发桢，从而更加 DNP3.0的物理层规定采用异RS-232接口和FSK调制解调器。 式连接。 降低了实时性。 DNP3.0的特点和优越性有： 2）由于采用现场数据不断循环上报的策略，主机对一般遥测量的变化的 响应速度慢。 1） DNP3.0规约系是一种分布式网络协议，适用于要求高度安全、中等速率和中等吞吐量的数据通信领域。 2） DNP3.0规约以IEC 870-5的标准为基础，该规约非常灵活。 3） DNP3.0规约采用网络通信方式；
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一、几个基本概念
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规约方向
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控制方向
从控制系统到继电保护设备的传输方向；
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监视方向
从继电保护设备到控制系统的传输方向
控制系统 （后台系统）
控制方向
继保设备
监视方向
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一、几个基本概念
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传输模式
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平衡式传输
通信双方互为始发站，互为从动站，例如：用于调度系 统之间交换实时数据的 DL47692规约；
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非平衡式传输
通信双方总是以某一方为始发站，另一方为从动站，例 如：IEC103规约
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一、几个基本概念
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范围定义
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兼容范围
规约中强制性规定统一使用的区间，被所有的制造厂使 用的范围，例如：CDT规约中的功能码的兼容范围；
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专用范围
各厂家根据自已特殊的需要可进行扩展的空间，如： IEC103规约中的功能类型码也设有专用范围。专用范围 是为了维持兼容性而设立的。
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二、IEC103规约基础
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概述
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适用范围
用于继电保护设备信息接口中，IEC103的制定使得变电站内一 个控制系统和不同继电保护设备之间达到信息交换；
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规约属性
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IEC103是应答式规约(Polling)，具有应答式规约特点、优点和缺 点； 非平衡式传输方式，主站（控制系统—后台）是始发站，继保设备 是从动站，任何一轮的通信都是由主站发起的； 采用EIA-RS485接口或光纤作为物理链路，波特率为9600bps或 19200bps，校验方式为偶校验,一个启动位，一个停止位，8个数据 位；
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二、IEC103规约基础
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IEC103信息交换方式
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基于ASDU的标准化传输方式
这种方式也叫一般传输方式，是基于严格定义的ASDUs进 行信息交换的方式；
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通用分类服务传输方式
这种方式也叫万能传输方式，它利用通用分类结构可以 传输几乎所有类型的数据，这种方式，灵活，但兼容性 较差。
一般方式 通用分类
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信息交换方式
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二、IEC103规约基础
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规约结构
应用层 应用层
采用ASDU结构定义帧结构和内容 定义功能类型码、信息序号等，达 到信息交换。 采用FT1.2帧格式，有三种帧： 1.固定长帧，用来传输命令或应答； 2.变长帧，用来传输数据； 3.单个字符E5H，实际中通常不用。
表示层
会话层 传输层
网络层
链路层 物理层
ISO网络七层结构
链路层 物理层
EPA增强型
电气接口：EIA-RS485 光纤接口：玻璃光纤、塑料光纤 通信速率：9600bps/19200bps
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地址域(A):指链路地址，可以理改为RTU地址，也可以认为是继保设备地址； ASDU公共地址(Addr)：指信息体公用地址，可以理解为应用地址，也可以认为是继保设备地址， 地址域(A)可以认为与ASDU地址始终相同，即：它们是同一地址
二、IEC103规约基础
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变长帧格式
启动字符（68H） L L（重复） 启动字符（68H） 控制域（C） 地址域（A）
信 息 体 数 据 单 元 标 识
ASDU结构
类型标识（TYP） 可变结构限定词(VSQ)
传送原因(COT)
ASDU公共地址(Addr) 功能类型(FUN) 信息序号(INF) 信息体 标识符
信息元素集
L
链路用户数据（ASDU）
时标ms IV Res 时标min
帧校验和 结束字符（16H）
SU
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二、IEC103规约基础
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定长帧格式
启动字符（10H） 控制域（C） 地址域（A） 帧校验和 结束字符（16H）
1.作为应答帧 2.作为命令帧
主站?子站
0
1
帧计数位 FCB
要求访问 位ACD
帧计数有 效位FCV
数据流控 制位DFC
功能码（4位）
子站?主站
1
0
功能码（4位）
控制域（C）
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二、IEC103规约基础
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一般信息交换方式
这种信息交换方式与IEC101相似，以总查询(总召唤)为例：
ASDU7总查询启动 类型标识（TYP）= 7 VSQ = 81H 传送原因(COT) = 9 ASDU公共地址(Addr) 功能类型FUN=GLB(255) 信息序号(INF) = 0 ASDU8总查询结束 类型标识（TYP）= 8 VSQ = 81H 传送原因(COT) = 10 ASDU公共地址(Addr) 功能类型FUN=GLB(255) 信息序号(INF) = 0
信息元素集=扫描序号SCN
时标ms IV SU Res 时标min
信息元素集=扫描序号SCN
时标ms IV SU Res 时标min
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三、IEC103规约基础
控制系统(主站) 发送ASDU7
标准化总查询过程
继保设备(子站)
定长帧确认(ACD=1)
召1级用户数据 响应数据报文1 (ACD=1)
召1级用户数据
响应ASDU1,2,4,6自发 (ACD=1) 召1级用户数据
响应数据报文n (ACD=1)
召1级用户数据 响应总查询ASDU8，通知 总召唤结束(ACD=0) 其它请求/发送 …
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二、IEC103规约基础
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通用分类服务
ASDU结构不变只是其中标识不同
监视方向通信分类ASDU 类型标识（TYP）= 10,11 VSQ = 81H 传送原因(COT) ASDU公共地址(Addr) 功能类型FUN = GEN(254) 信息序号(INF) =<240—250> 信息元素集 时标ms Res 时
标min IV SU 2015/9/30 Res 时标min
控制方向通信分类ASDU
类型标识（TYP）= 10,21 VSQ= 81H 传送原因(COT) ASDU公共地址(Addr) 功能类型FUN= GEN(254) 信息序号(INF) =<240—255> 信息元素集 时标ms IV SU
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二、IEC103规约基础
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通用分类服务概述
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其数据结构定义能进行自我描述，所有数据按同一种方 式进行访问 它将继保设备上的数据编成目录(组)，并由一个叫做 “通用分类标识序号”的GIN进行标识，编程中GIN的结 构定义为： struct GIN { BYTE byGroup;//组标识符，一字节长 BYTE byEntry;//条目标识符，一字节长 } 通用分类标识序号的概念可以用一个文件档案柜的模型 来解释：
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