IEC104在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、IEC104在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用摘  要：根據(jù)國際電工委員會制定的IEC-60870-5-101和IEC-60870-5-104遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約，我國已經(jīng)制定了相應(yīng)的配套標(biāo)準(zhǔn) DL/T634-1997和 DL/T634.5104-2002。IEC-60870-5-101遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約已經(jīng)在我國電力系統(tǒng)中得到了較為廣泛的應(yīng)用，而IEC- 60870-5-104作為采用標(biāo)準(zhǔn)傳輸協(xié)議子集的IEC60870-5-101的網(wǎng)絡(luò)訪問，由于涉及到網(wǎng)絡(luò)編程以及頒布時(shí)間較短，在電力系統(tǒng)中應(yīng)用很 少。作者詳細(xì)介紹了IEC-60870-5-104的網(wǎng)絡(luò)參考模型幀格式結(jié)構(gòu)和TCP連接建立過程，并根據(jù)工程實(shí)踐，分析了IEC-

2、 60870-5-104的實(shí)現(xiàn)方法以及應(yīng)注意的要點(diǎn)，最后提出了拓展IEC-60870-5-104使用范疇的一些設(shè)想。關(guān)鍵詞：IEC60870-5-104；IEC60870-5-101；遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約；網(wǎng)絡(luò)訪問1 概述    遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約是站端RTU和調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行信息交互的接口，隨著軟硬件技術(shù)的發(fā)展，遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約也在不斷地變化和發(fā)展。國際和國內(nèi)使用的遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約多種多樣，即使對于同一種規(guī)約，其傳輸格式也會因不同國家不同生產(chǎn)廠家而不同；為了統(tǒng)一這種混亂局面，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約的標(biāo)準(zhǔn)化，國際電工委員會TC-57技術(shù)委員會制定了一系列遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約的基本標(biāo)準(zhǔn)1-5，并在此基礎(chǔ)上制定了IEC60870-

3、5-101遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約，我國在非等效采用此規(guī)約的基礎(chǔ)上制定了相應(yīng)的配套DL/T634-19976。IEC60870-5-101為了提高通信的實(shí)時(shí)性，采用了只有物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層3層的增強(qiáng)性規(guī)約結(jié)構(gòu)（EPA）6，應(yīng)用層直接映射到數(shù)據(jù)鏈路層，加強(qiáng)了信息的實(shí)時(shí)性。在點(diǎn)對點(diǎn)和多個(gè)點(diǎn)對點(diǎn)的全雙工配置下，此配套標(biāo)準(zhǔn)可以采用平衡式傳輸以發(fā)揮其內(nèi)在潛力，此情況下由主站啟動(dòng)的鏈路傳輸服務(wù)有7：    （1）由主站向子站循環(huán)詢問越限的測量值的二級用戶數(shù)據(jù)；    （2）由主站定期召喚和詢問全數(shù)據(jù)（包括狀態(tài)量、測量值、變壓器分接頭位置、水位、頻率）；&

4、#160;   （3）由主站定期召喚電度量；    （4）由主站向子站定期進(jìn)行時(shí)鐘同步；    （5）由主站向子站發(fā)送控制斷路器命令、調(diào)節(jié)步命令、設(shè)點(diǎn)命令、裝載命令等；    （6）當(dāng)事故發(fā)生后，由主站向子站召喚事故順序記錄，包括狀態(tài)量和繼電保護(hù)信號的事故順序記錄；    （7）支持文件傳輸，主站可以召喚故障錄波裝置記錄擾動(dòng)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)文件。    由從站觸發(fā)啟動(dòng)的鏈路傳輸服務(wù)主要是：    （1）

5、子站發(fā)生狀態(tài)變位時(shí)主動(dòng)傳送的一級用戶數(shù)據(jù)；    （2）定時(shí)向主站傳送子站的全數(shù)據(jù)，傳送周期由子站的參數(shù)確定。如果子站長時(shí)間沒有接受到主站的信息，子站將縮短向主站傳送全數(shù)據(jù)的周期，并變?yōu)橄蛑髡狙h(huán)傳送全數(shù)據(jù)。    采用子站主動(dòng)向主站傳送狀態(tài)變位和全數(shù)據(jù)有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)；    （1）子站發(fā)生狀態(tài)變位后向主站傳送的時(shí)間大大縮短；    （2）如果由主站向子站傳輸?shù)南滦型ǖ蕾|(zhì)量不好或中斷情況下，上行信息的全數(shù)據(jù)和狀態(tài)變位尚能保證向主站傳送。    IEC

6、60870-5-101提供了在主站和遠(yuǎn)動(dòng)RTU之間發(fā)送基本遠(yuǎn)動(dòng)報(bào)文的通信文件集，它適用的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為點(diǎn)對點(diǎn)多個(gè)點(diǎn)對點(diǎn)多點(diǎn)共線多點(diǎn)環(huán)形和多點(diǎn)星形網(wǎng)絡(luò)配置的遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中，但它要求在主站和每個(gè)遠(yuǎn)動(dòng)子站之間采用固定連接的數(shù)據(jù)電路，這意味著必須使用固定的專用遠(yuǎn)動(dòng)通道。隨著歐美一些國家調(diào)度主站與變電站RTU的通信已逐步采用以太數(shù)據(jù)網(wǎng)，遠(yuǎn)動(dòng)報(bào)文可能通過一些可以進(jìn)行報(bào)文存貯和轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，這些數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)僅僅在主站和遠(yuǎn)動(dòng)子站之 間提供虛擬的數(shù)據(jù)電路，因此這種網(wǎng)絡(luò)類型將使得報(bào)文傳輸出現(xiàn)延時(shí)，其延時(shí)可在相當(dāng)大的時(shí)間范圍內(nèi)變化并和網(wǎng)絡(luò)的通信負(fù)荷有關(guān)。一般而言，可變的報(bào)文延時(shí)時(shí)間意味著不可能采用在IEC6087

7、0-5-101中所定義的主站和遠(yuǎn)動(dòng)子站之間的鏈路層，為此，國際電工委員會（IEC）第57技術(shù)委員會（TC57） 的第3工作組（WG03）于1998年8月制定了IEC60870-5-104標(biāo)準(zhǔn)（CDV），我國也制定了相應(yīng)的配套標(biāo)準(zhǔn) DL/T634.5104-2002。IEC60870-5-104協(xié)議的名稱為“采用標(biāo)準(zhǔn)傳輸協(xié)議子集的IEC60870-5-101的網(wǎng)絡(luò)訪問” （Network access for IEC 60870-5-101 using standard transport profiles）。此協(xié)議是IEC60870-5-101標(biāo)準(zhǔn)用于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)調(diào)度主站與變電站連接到

8、以太數(shù)據(jù)網(wǎng)，變電站RTU與調(diào)度主站通信時(shí)，通信規(guī)約則應(yīng)采用IEC60870-5-104標(biāo)準(zhǔn)。2  IEC60870-5-104遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約詳述2.1  IEC-60870-5-104的規(guī)約結(jié)構(gòu)    IEC-60870-5-104遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約使用的參考模型源出于開放式系統(tǒng)互聯(lián)ISO-OSI參考模型，但它只采用其中的5層，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，圖2為TCPIP規(guī)約組（RFC2200）選用的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)8,9。         由圖1可見，IEC60870-5-104實(shí)際上是將IEC6

9、0870-5-101與TCPIP（Transmission Control ProtocolInternet Protocol）提供的網(wǎng)絡(luò)傳輸功能相組合，使得IEC60870-5-101在TCPIP內(nèi)各種網(wǎng)絡(luò)類型都可使用，包括X.25、FR（幀中繼 Frame Relay）、ATM（異步轉(zhuǎn)移模式Asynchronous Transfer Mode）和ISDN（綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)Integrated Service Data Network）。在圖1的5層參考模型中，IEC60870-5-104實(shí)際上處于應(yīng)用層協(xié)議的位置；基于TCP/IP的應(yīng)用層協(xié)議很多，每一種應(yīng)用層 協(xié)議都對應(yīng)著一個(gè)網(wǎng)絡(luò)端口號，根

10、據(jù)其在傳輸層上使用的是TCP協(xié)議（傳輸控制協(xié)議）還是UDP協(xié)議（用戶數(shù)據(jù)報(bào)文協(xié)議），端口號又分為TCP端口號和 UDP端口號，其中TCP協(xié)議是一種面向連接的協(xié)議，為用戶提供可靠的、全雙工的字節(jié)流服務(wù)，具有確認(rèn)、流控制、多路復(fù)用和同步等功能，適用于數(shù)據(jù)傳輸，而UDP協(xié)議則是無連接的，每個(gè)分組都攜帶完整的目的地址，各分組在系統(tǒng)中獨(dú)立地從數(shù)據(jù)源走到終點(diǎn)，它不保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸，也不提供重新排列次序或重新請求功能，為了保證可靠地傳輸遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)，IEC60870-5-104規(guī)定傳輸層使用的是TCP協(xié)議，因此其對應(yīng)的端口號是TCP端口。常用的TCP端口 有：ftp文件傳輸協(xié)議，使用21號端口；telnet遠(yuǎn)

11、程登錄協(xié)議，使用23號端口；SMTP簡單郵件傳送協(xié)議，使用25號端口；http超文本傳送協(xié)議，使用80號端口；IEC60870-5-104規(guī)定本標(biāo)準(zhǔn)使用的端口號為2404，并且此端口號已經(jīng)得到IANA（互聯(lián)網(wǎng)地址分配機(jī) 構(gòu)，Internet Assigned Numbers Authority）的確認(rèn)。對于基于TCP的應(yīng)用程序來說，存在兩種工作模式，即服務(wù)器模式和客戶機(jī)模式。服務(wù)器模式和客戶機(jī)模式的區(qū)別是，在建立 TCP連接時(shí)，服務(wù)器從不主動(dòng)發(fā)起連接請求，它一直處于偵聽狀態(tài)，當(dāng)偵聽到來自客戶機(jī)的連接請求后，則接受此請求，由此建立一個(gè)TCP連接 ，服務(wù)器和客戶機(jī)就可以通過這個(gè)虛擬的通信鏈路進(jìn)行數(shù)

12、據(jù)的收發(fā)。IEC60870-5-104規(guī)定控制站（即調(diào)度系統(tǒng)）作為客戶機(jī)，而被控站（即站端 RTU）作為服務(wù)器；因此無論是調(diào)度端軟件還是RTU端軟件都必然涉及到基于TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)編程?？上驳氖牵琈icrosoft已經(jīng)提供了一個(gè) WINDOWS下的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信的API（應(yīng)用編程接口），這個(gè)API就是Socket接口（套接字）；不但如此，Microsoft還提供了兩個(gè)MFC類，即CAsyncSocket類和派生于CAsyncSocket 的CSocket類，它們完全封裝了TCP/IP協(xié)議，傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、鏈路層的工作都由它自動(dòng)完成。當(dāng)使用Windows的socket套接字進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)編程時(shí)

13、，發(fā)送方將每一個(gè)APDU都作為一個(gè)TCP包發(fā)送出去，接收方的socket套接字接收到一個(gè)完整的TCP包并將其中的APDU解析出來后，將調(diào)用socket的OnReceive ( )函數(shù)，在應(yīng)用程序中通過重載此函數(shù)，應(yīng)用程序就能接收到一個(gè)完整的APDU，這將顯著簡化編程工作。2.2  IEC-60870-5-104的應(yīng)用規(guī)約數(shù)據(jù)單元的結(jié)構(gòu)    IEC-60870-5-104的應(yīng)用規(guī)約數(shù)據(jù)單元（APDU）的結(jié)構(gòu)如圖3所示8,9，它由應(yīng)用規(guī)約控制信息（APCI）和應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元 （ASDU）組成，和IEC-60870-5-101的幀結(jié)構(gòu)相比，其中應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)

14、單元是相同的，相異之處在于，IEC-60870-5-104使用應(yīng)用規(guī)約控制信息（APCI），而IEC-60870-5-101使用鏈路規(guī)約控制信息（LPCI）。在APDU中，啟動(dòng)字符68H定義了數(shù)據(jù)流內(nèi)的起始點(diǎn)，應(yīng)用規(guī)約數(shù)據(jù)單元的長度定義了APDU主體的長度；需要注意的是，IEC 60870-5-104規(guī)定一個(gè)APDU報(bào)文（包括啟動(dòng)字符和長度標(biāo)識）不能超過255個(gè)字節(jié)，因此APDU最大長度為253（等于255減去啟動(dòng)和長度標(biāo)識共兩個(gè)8位位組），ASDU的最大長度為249，這個(gè)要求限制了一個(gè)APDU報(bào)文最多能發(fā)送121個(gè)不帶品質(zhì)描述的歸一化測量值或243個(gè)不帶時(shí)標(biāo)的單點(diǎn)遙信信息，若RTU采集的信息

15、量超過此數(shù)目，則必須分成多個(gè)APDU進(jìn)行發(fā)送。        APDU控制域包括4個(gè)8位位組，根據(jù)其定義，可以將APDU分成3種報(bào)文格式，即I格式、S格式和U格式，詳見圖4所示?？刂朴虻牡谝粋€(gè)8位位組的第1 比特=0定義了I格式，它表明APDU中包含應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元ASDU；控制域的第一個(gè)8位位組的第1比特為1，第2比特為0定義了S格式，此種格式的 APDU不包含ASDU，當(dāng)報(bào)文接收方收到發(fā)送方的I格式報(bào)文后，如果沒有I格式報(bào)文需要發(fā)送給對方，可以向?qū)Ψ桨l(fā)送S格式報(bào)文以對所接收到的報(bào)文進(jìn)行確認(rèn)；控制域的第一個(gè)8位位組的第1比

16、特=1，第2比特=1定義了U格式，此種格式的APDU也不含ASDU，其作用主要在于實(shí)現(xiàn)3種控制功能，即啟動(dòng)子站 進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸（STARTDT）、停止子站的數(shù)據(jù)傳輸（STOPDT）和TCP鏈路測試（TESTFR）。 2.3  應(yīng)用規(guī)約數(shù)據(jù)單元（APDU）的發(fā)送和接收序號的維護(hù)    IEC 60870-5-104采用RFC 793RFC791（即TCPIP）協(xié)議。IP協(xié)議負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)從一處傳往另一處，TCP負(fù)責(zé)控制數(shù)據(jù)流量，并保證傳輸?shù)恼_性。由于在最底層的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)提供的服務(wù)是不可靠的分組傳送，所以當(dāng)傳送過程中出現(xiàn)錯(cuò)誤以及在網(wǎng)絡(luò)硬件失效或網(wǎng)絡(luò)

17、負(fù)荷太重時(shí)，數(shù)據(jù)包有可能丟失、延遲、重復(fù)和亂序，因此應(yīng)用層協(xié)議必須使用超時(shí)和重傳機(jī)構(gòu)。為了防止I格式報(bào)文在傳送過程中丟失或重復(fù)傳送 ，IEC 60870-5-104的I格式報(bào)文的控制域定義了發(fā)送序號N(S)和接收序號R(S)，發(fā)送方每發(fā)送一個(gè)I格式報(bào)文，其發(fā)送序號應(yīng)加1，接收方每接收到一個(gè)與其接收序號相等的I格式報(bào)文后，其接收序號也應(yīng)加1。需要注意的是，每次重新建立TCP連接后，調(diào)度主站和子站RTU的接收序號和發(fā)送序號都應(yīng)清零，因此在雙方開始數(shù)據(jù)傳送后，接收方若收到一個(gè)I格式報(bào)文，應(yīng)判斷此I格式報(bào)文的發(fā)送序號是否等于自己的接收序號。若相等則應(yīng)將自己接收序號加1，若此I格式報(bào)文的發(fā)送序號大于自己

18、的接收序號，這說明發(fā)送方發(fā)送的一些報(bào)文出現(xiàn)了丟失；若此I格式報(bào)文的發(fā)送序號小于自己的接收序號，這意味著發(fā)送方出現(xiàn)了重復(fù)傳送。此外，I格式和S格式報(bào)文的接收序號表明了發(fā)送該報(bào)文的一方對已接收到的I格式報(bào)文的確認(rèn)，若發(fā)送方發(fā)送的某一I格式報(bào)文后長時(shí)間無法在對方的接收序號中得到確認(rèn)，這就意味著發(fā)生了報(bào)文丟失。當(dāng)出現(xiàn)上述這些報(bào)文丟失、錯(cuò)序的情況時(shí)，通常意味著TCP連接出現(xiàn)了問題，發(fā)送方或接收方應(yīng)關(guān)閉現(xiàn)在的 TCP連接然后再重新建立新的TCP連接，并在新的TCP連接上重新開始會話過程。    在主站端和子站RTU端進(jìn)行通信時(shí)，接收方可以使用S格式報(bào)文（當(dāng)有應(yīng)用服務(wù)單元需要發(fā)

19、送給對方時(shí)，可使用I格式報(bào)文）對已接收到的I格式報(bào)文進(jìn)行確認(rèn)，以免發(fā)送方超時(shí)收不到確認(rèn)信息而重新建立TCP連接。這就存在一個(gè)接收方收到多少個(gè)I格式報(bào)文進(jìn)行一次確認(rèn)的問題，以及發(fā)送方應(yīng)在多少個(gè)I格式報(bào)文未得到確認(rèn)時(shí)停止發(fā)送數(shù)據(jù)。IEC 60870-5-104規(guī)定了兩個(gè)參數(shù)k和w，其取值范圍為1到32767，其中k表示發(fā)送方在有k個(gè)I格式報(bào)文未得到對方的確認(rèn)時(shí)，將停止數(shù)據(jù)傳送，w 表示接收方最遲在接收了w個(gè)I格式報(bào)文后應(yīng)發(fā)出認(rèn)可；IEC 60870-5-104規(guī)定k和w的默認(rèn)值分別為12個(gè)APDU和8個(gè)APDU。在實(shí)際中，k和w的具體取值可以根據(jù)TCP連接雙方的數(shù)據(jù)通信量來加以確定，對于子站RTU

20、端來說，每收到一個(gè)調(diào)度端的I格式報(bào)文都應(yīng)立即進(jìn)行響應(yīng)，其w的取值實(shí)際上為1，由于RTU端可以循環(huán)向調(diào)度端發(fā)送遙信、遙測等信息， 因此k的取值與其循環(huán)發(fā)送的定時(shí)周期有關(guān)，通常12到20個(gè)APDU就足夠了；對于主站端，由于不停接收到RTU的數(shù)據(jù)，因此應(yīng)及時(shí)地給以確認(rèn)，通常w取 小于8個(gè)APDU的值。2.4  關(guān)于超時(shí)時(shí)間的理解    為了能對TCP連接進(jìn)行檢查和維護(hù)，IEC 60870-5-104規(guī)定了幾個(gè)超時(shí)時(shí)間，即t0、t1、t2、t3，它們的取值范圍為1255s，準(zhǔn)確度為1s，其缺省定義如表1所示。    

21、60; t0規(guī)定了主站端和子站RTU端建立一次TCP連接的最大允許時(shí)間，主站端和子站RTU端之間的TCP連接在實(shí)際運(yùn)行中可能經(jīng)常進(jìn)行關(guān)閉和重建，這發(fā)生在 4種情況下： 主站端和子站RTU端之間的I格式報(bào)文傳送出現(xiàn)丟失、錯(cuò)序或者發(fā)送U格式報(bào)文得不到應(yīng)答時(shí)，雙方均可主動(dòng)關(guān)閉TCP連接，然后進(jìn)行重建； 主站系統(tǒng)重新啟動(dòng)后將與各個(gè)子站重新建立TCP連接； 子站RTU合上電源或由于自恢復(fù)而重新啟動(dòng)后，將重建連接； 子站RTU收到主站端的RESET_PROCESS（復(fù)位遠(yuǎn)方終端）信號后，將關(guān)閉連接并重新初始化，然后重建連接。每次建立連接時(shí)，RTU都調(diào)用 socket的listen( )函數(shù)進(jìn)行偵聽，主站端

22、調(diào)用socket的connect( )函數(shù)進(jìn)行連接，如果在t0時(shí)間內(nèi)未能成功建立連接，可能網(wǎng)絡(luò)發(fā)生了故障，主站端應(yīng)該向運(yùn)行人員給出警告信息。t1規(guī)定發(fā)送方發(fā)送一個(gè)I格式報(bào)文或U格式報(bào)文后，必須在t1的時(shí)間內(nèi)得到接收方的認(rèn)可，否則發(fā)送方認(rèn)為TCP連接出現(xiàn)問題并應(yīng)重新建立連接。t2規(guī)定接收方在接收到I格式報(bào)文后，若經(jīng)過t2時(shí)間 未再收到新的I格式報(bào)文，則必須向發(fā)送方發(fā)送S格式幀對已經(jīng)接收到的I格式報(bào)文進(jìn)行認(rèn)可，顯然t2必須小于t1。t3規(guī)定調(diào)度端或子站RTU端每接收一幀 I幀、S幀或者U幀將重新觸發(fā)計(jì)時(shí)器t3，若在t3內(nèi)未接收到任何報(bào)文，將向?qū)Ψ桨l(fā)送測試鏈路幀TESTFR。2.5  IE

23、C-60870-5-104的實(shí)施過程    IEC 60870-5-104包括非常豐富的應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元（ASDU），它不但選取了絕大部分IEC 60870-5-101規(guī)約的ASDU，而且還擴(kuò)展了類型標(biāo)識為58到64，以及類型標(biāo)識為107的新的ASDU。但在實(shí)際使用中，能夠用到的僅僅是其中 一小部分。    其實(shí)施過程為：    （1）TCP連接的建立過程。站端RTU作為服務(wù)器，在建立TCP連接前，應(yīng)一直處于偵聽狀態(tài)并等待調(diào)度端的連接請求，當(dāng)TCP連接已經(jīng)建立，則應(yīng)持續(xù)地 監(jiān)測TCP連接的狀態(tài)，以便TCP

24、連接被關(guān)閉后能重新進(jìn)入偵聽狀態(tài)并初始化一些與TCP連接狀態(tài)有關(guān)的程序變量；調(diào)度端作為客戶機(jī)，在建立TCP連接前， 應(yīng)不斷地向站端RTU發(fā)出連接請求，一旦連接請求被接收，則應(yīng)監(jiān)測TCP連接的狀態(tài)，以便TCP連接被關(guān)閉后重新發(fā)出連接請求。需要注意的是，每次連接被建立后，調(diào)度端和站端RTU應(yīng)將發(fā)送和接收序號清零，并且子站只有在收到了調(diào)度系統(tǒng)的STARTDT后，才能響應(yīng)數(shù)據(jù)召喚以及循環(huán)上送數(shù)據(jù)，但在收到 STARTDT之前，子站對于遙控、設(shè)點(diǎn)等命令仍然應(yīng)進(jìn)行響應(yīng)。    （2）循環(huán)遙測數(shù)據(jù)傳送。對于遙測量，可以使用類型標(biāo)識為9（歸一化值）、11（標(biāo)度化值）和13（短浮點(diǎn)數(shù)

25、）的ASDU定時(shí)循環(huán)向調(diào)度端發(fā)送。    （3）總召喚過程。調(diào)度主站向子站發(fā)送總召喚命令幀（類型標(biāo)識為100，傳輸原因?yàn)?），子站向主站發(fā)送總召喚命令確認(rèn)幀（類型標(biāo)識為100，傳輸原因?yàn)?7），然后子站向主站發(fā)送單點(diǎn)遙信幀（類型標(biāo)識為1）和雙點(diǎn)遙信幀（類型標(biāo)識為3），最后向主站發(fā)送總召喚命令結(jié)束幀（類型標(biāo)識為100，傳輸原因?yàn)?10）。    （4）校時(shí)過程。調(diào)度主站向子站發(fā)送時(shí)間同步幀（類型標(biāo)識為104，傳輸原因6），子站收到后立即更新系統(tǒng)時(shí)鐘并向主站發(fā)送時(shí)間同步確認(rèn)幀（類型標(biāo)識為 104，傳輸原因7）。需要注意的是，在以太網(wǎng)上進(jìn)行

26、時(shí)鐘同步，要求最大的網(wǎng)絡(luò)延時(shí)小于接收站時(shí)鐘所要求的準(zhǔn)確度，即如果網(wǎng)絡(luò)提供者保證在網(wǎng)絡(luò)中的延時(shí)不會超過400ms（典型的X.25 WAN值），在子站所要求的準(zhǔn)確度為1s，這樣時(shí)鐘同步才有效。使用這個(gè)校時(shí)過程可以避免成百上千地在子站安裝GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)，但如果網(wǎng)絡(luò)延時(shí)很大或者子站所要求的準(zhǔn)確度很高（例如1ms），則變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)必須安裝精確度很高的全球定位系統(tǒng)（GPS），而以上的時(shí)鐘同步過程實(shí)際上就沒有意義 了。    （5）子站事件主動(dòng)上傳。以太網(wǎng)對于調(diào)度端和子站端都是一個(gè)全雙工高速網(wǎng)絡(luò)，因此IEC6080-5-104必然使用平衡式傳輸。當(dāng)子站發(fā)生了突發(fā)事件

27、， 子站將根據(jù)具體情況主動(dòng)向主站發(fā)送下述報(bào)文：遙信變位幀（單點(diǎn)遙信類型標(biāo)識為1, 雙點(diǎn)遙信類型標(biāo)識為3，傳輸原因?yàn)?）、遙信SOE幀（單點(diǎn)遙信類型標(biāo)識為30, 雙點(diǎn)遙信類型標(biāo)識為31，傳輸原因?yàn)?）、調(diào)壓變分接頭狀態(tài)變化幀（類型標(biāo)識為32，傳輸原因?yàn)?）、繼電保護(hù)裝置事件（類型標(biāo)識為38）、繼電保護(hù)裝置成組啟動(dòng)事件（類型標(biāo)識為39）、繼電保護(hù)裝置成組輸出電路信息（類型標(biāo)識為40）。    （6）遙控/遙調(diào)過程。主站發(fā)送遙控/遙調(diào)選擇命令（類型標(biāo)識為46/47，傳輸原因?yàn)?，S/E=1），子站返回遙控/遙調(diào)返校（類型標(biāo)識為46 /47，傳輸原因?yàn)?，S/E=1），主

28、站下發(fā)遙控/遙調(diào)執(zhí)行命令（類型標(biāo)識為46/47，傳輸原因?yàn)?，S/E=0）,子站返回遙控/遙調(diào)執(zhí)行確認(rèn)（類 型標(biāo)識為46/47，傳輸原因?yàn)?，S/E=0），當(dāng)遙控/遙調(diào)操作執(zhí)行完畢后，子站返回遙控/遙調(diào)操作結(jié)束命令（類型標(biāo)識為46/47，傳輸原因?yàn)?10，S/E=0）。    （7）召喚電度過程。主站發(fā)送電度量凍結(jié)命令（類型標(biāo)識為101，傳輸原因?yàn)?），子站返回電度量凍結(jié)確認(rèn)（類型標(biāo)識為101，傳輸原因?yàn)?），然后子站 發(fā)送電度量數(shù)據(jù)（類型標(biāo)識為15，傳輸原因?yàn)?7），最后子站發(fā)送電度量召喚結(jié)束命令（類型標(biāo)識為101，傳輸原因?yàn)?0）。3  結(jié)語

29、0;   IEC60870-5-101和IEC60870-5-104的使用及相關(guān)伴隨標(biāo)準(zhǔn)的頒布，標(biāo)志著我國積極向國際標(biāo)準(zhǔn)靠攏，但由于 IEC60870-5-101和IEC60870-5-104畢竟是引進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)，尚存在一些工程實(shí)踐上的問題，例如國內(nèi)電力企業(yè)常常要求能夠遠(yuǎn)方修改保護(hù)定值和對保護(hù)動(dòng)作信號進(jìn)行遠(yuǎn)方復(fù)位以及要求子站端能夠主動(dòng)上送保護(hù)動(dòng)作的詳細(xì)信息（包括動(dòng)作時(shí)間、動(dòng)作類型、動(dòng)作值）10。以前在使用部頒CDT91 規(guī)約時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，通常擴(kuò)展了一些與保護(hù)有關(guān)的幀類型或者制定了與CDT91規(guī)約極其類似但內(nèi)容更豐富的規(guī)約，例如9702規(guī)約。如今如何利用IEC60870-

30、5-101和IEC60870-5-104實(shí)現(xiàn)這些功能，如何拓展其應(yīng)用范疇則是值得探討的問題。本文詳細(xì)介紹了IEC60870-5-104規(guī)約的基本內(nèi)容，并根據(jù)工程實(shí)踐分析了 IEC60870-5-104實(shí)現(xiàn)的過程以及需要注意的問題，希望能為有關(guān)工程和研究人員理解和使用IEC60870-5-104提供一定的幫助。參考文獻(xiàn)1  IEC-60870-5-1 Telecontrol equipment and systems，Part 5：Transmission protocols，Section 1：Transmission frame formats （IEC-60870-5-1遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備

31、及系統(tǒng)，第5部分：傳輸規(guī)約，第1篇：傳輸幀格式）S2  IEC-60870-5-2，Telecontrol equipment and systems，Part 5：Transmission protocols，Section 2：Link transmission procedure （IEC-60870-5-2 遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備及系統(tǒng)，第5部分：傳輸規(guī)約，第2篇：鏈路傳輸規(guī)則）S3  IEC-60870-5-3，Telecontrol equipment and systems，Part 5：Transmission protocols，Section 3：General structure of application data（IEC-608