IEC101規(guī)約介紹完整

1101規(guī)約概述

1．1101規(guī)約的內(nèi)容

IEC870－5－101是針對(duì)IEC870－5基本標(biāo)準(zhǔn)中的FT1．2異步式字節(jié)傳輸幀格式，對(duì)物理層、鏈路層、應(yīng)用層、用戶進(jìn)程作了大量具體的規(guī)定和定義。

1．2FT1．2幀格式

FT1．2幀格式有可變幀長(zhǎng)及固定幀長(zhǎng)兩種，這兩種格式如圖1所示：

FT1．2可變幀長(zhǎng)格式用于主站向子站傳輸數(shù)據(jù)或由子站向主站傳輸數(shù)據(jù)；FT1．2固定幀長(zhǎng)格式用于子站回答主站的確認(rèn)報(bào)文或主站向子站的詢問報(bào)文。

本標(biāo)準(zhǔn)使用的參考模型源出于開放式互聯(lián)的ISO—OSI參考模型，但由于遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)在有限的傳輸帶寬下要求短的反映時(shí)間，故本標(biāo)準(zhǔn)采用性能結(jié)構(gòu)（EPA）———模型2。這種模型僅用三層，即物理層、鏈路層、應(yīng)用層，其模型如圖2所示。1．3物理層、鏈路層、應(yīng)用層1．3．1物理層

物理層是OSI模型的第1層，其任務(wù)是使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)兩實(shí)體間的物理連接，按位串行傳送比特流，將數(shù)據(jù)信息從一個(gè)實(shí)體經(jīng)物理信道送經(jīng)另一個(gè)實(shí)體，向數(shù)據(jù)鏈路層提供一個(gè)透明的比特流傳送服務(wù)。因此，物理層接口和協(xié)議應(yīng)考慮如下問題：

a）機(jī)械方面，應(yīng)考慮插接器的尺寸、引線數(shù)目和排列；

b）電氣方面，要考慮信號(hào)的波形和參數(shù)，如多少伏電壓代表“1”和“0”，一個(gè)bit占多少毫秒；

c）功能方面，要考慮每一條線路的作用和操作要求，比如是數(shù)據(jù)電路、控制電路還是時(shí)鐘電路；

d）過程方面，主要考慮利用接口傳送比特流的整個(gè)過程和執(zhí)行的先后順序，比如怎樣建立和拆除物理線路的連接，是全雙工還是半雙工操作。

具體到101規(guī)約，對(duì)物理層的規(guī)定選自ISO和ITU－T標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)支持下述網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，包括點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、多個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、多點(diǎn)星形、多點(diǎn)共線、多點(diǎn)環(huán)形等。電氣特性方面，對(duì)于非平衡式轉(zhuǎn)接電路采用V．24／V．28，而平衡式轉(zhuǎn)接電路則采用X．24／X．27。

1．3．2數(shù)據(jù)鏈路層

數(shù)據(jù)鏈路層是OSI的第2層，其主要任務(wù)是將一條原始傳輸線路轉(zhuǎn)換為對(duì)網(wǎng)絡(luò)來說是無錯(cuò)的傳輸線路。因此，它必須將輸入數(shù)據(jù)分成數(shù)據(jù)塊（幀），并依次傳遞各幀和處理由接收端發(fā)回的應(yīng)答幀，解決了數(shù)據(jù)鏈路連接的建立、維持和釋放；在鏈路上實(shí)現(xiàn)幀的同步或異步傳輸；差錯(cuò)控制與恢復(fù)；流量控制等一系列問題。本標(biāo)準(zhǔn)采用的鏈路傳輸規(guī)則，是由啟動(dòng)站向從動(dòng)站觸發(fā)一次傳輸服務(wù)，或者成功完成，或者報(bào)告產(chǎn)生差錯(cuò)，之后才能開始下一輪的傳輸服務(wù)，即所謂的窗口尺寸為1，鏈路服務(wù)級(jí)別為三級(jí)，如表1所示：數(shù)據(jù)通信由服務(wù)原語及通信站之間的界面?zhèn)魉?，圖3為無差錯(cuò)的傳輸過程，表示基本鏈路服務(wù)的服務(wù)原語和傳輸過程之間的關(guān)系。服務(wù)原語是在服務(wù)用戶和鏈路層之間的界面?zhèn)魉?，而傳輸過程是指通信站之間的鏈路傳輸過程。1．3．3應(yīng)用層

應(yīng)用層是OSI參考模型的最高層，它為用戶提供服務(wù)，是OSI用戶的窗口，并為用戶提供一個(gè)OSI的工作環(huán)境，即為訪問OSI的應(yīng)用進(jìn)程提供手段。應(yīng)用層的功能包括由程序執(zhí)行的功能和操作員執(zhí)行的功能、應(yīng)用層的服務(wù)與其他服務(wù)不同，它的服務(wù)直接提供給應(yīng)用進(jìn)程。當(dāng)然，它提供的全部服務(wù)必定是應(yīng)用進(jìn)程直接能夠接受的服務(wù)。

以上簡(jiǎn)單概述了101規(guī)約的幀格式及其各層的功能。下面，我們?cè)敿?xì)分析101規(guī)約中子站端與主站通信的工作過程，以使大家對(duì)101規(guī)約的基本應(yīng)用功能有一個(gè)大概的了解。

2101規(guī)約應(yīng)用實(shí)例

采用101規(guī)約的主站與廠站端設(shè)備進(jìn)行通信時(shí)，主站的工作流程是MS（主站）—請(qǐng)求鏈路狀態(tài)—復(fù)位遠(yuǎn)方鏈路—總召喚—時(shí)間同步—召喚1級(jí)用戶數(shù)據(jù)—進(jìn)行遙控—時(shí)間同步—召喚2級(jí)用戶數(shù)據(jù)—召喚分組YX—召喚分組YC。

2．1請(qǐng)求鏈路狀態(tài)

主站鏈路層向子站鏈路層發(fā)送“請(qǐng)求鏈路狀態(tài)”，若子站鏈路層工作，則向主站以“鏈路狀態(tài)”響應(yīng)，若子站不回答，主站則多次向子站鏈路層發(fā)送“請(qǐng)求鏈路狀態(tài)”。

2．2復(fù)位遠(yuǎn)方鏈路

主站鏈路層為了和子站鏈路層的幀計(jì)數(shù)位狀態(tài)保持一致，向子站鏈路層發(fā)送“復(fù)位遠(yuǎn)方鏈路”。子站鏈路層收到此鏈路規(guī)約數(shù)據(jù)單元后，則將幀計(jì)數(shù)位（FCBc）置零，并以主站鏈路層發(fā)送的鏈路規(guī)約數(shù)據(jù)單元的鏡象作為確認(rèn)，此時(shí)，兩端的幀計(jì)數(shù)位狀態(tài)一致，主站就進(jìn)行總召喚。

2．3總召喚（類型標(biāo)識(shí)64H）

向子站進(jìn)行總召喚功能是在初始化以后進(jìn)行，或者是定期進(jìn)行總召喚，以刷新主站的數(shù)據(jù)庫，主站的應(yīng)用功能向主站的鏈路層發(fā)送總召喚的請(qǐng)求原語，子站鏈路層接收后向子站應(yīng)用功能發(fā)送總召喚的指示原語，子站鏈路層向鏈路發(fā)送總召喚命令的鏡象確認(rèn)。然后，子站的應(yīng)用功能就連續(xù)地以總召喚的信息內(nèi)容按組地組成被召喚的信息的請(qǐng)求原語，向子站鏈路層傳送，子站鏈路層向鏈路發(fā)送響應(yīng)幀，向主站傳送。傳送的內(nèi)容包括子站的遙信、遙測(cè)、步位置信息、BCD碼（水位）、子站遠(yuǎn)動(dòng)終端狀態(tài)等，并將它們分組。其各組的安排分別是第1組～第8組為遙信信息；第9組～第12組為遙測(cè)；第13組為步位置信息；第14組為BCD碼；第15組為子站遠(yuǎn)動(dòng)終端。

遙測(cè)量共分4組，其各組信息體的地址如下：第9組為701H～720H；第10組為781H～7a0H；第11組為801H～820H；第12組為881H～8a0H。每組的遙測(cè)量個(gè)數(shù)均不超過32個(gè)。

遙信量前4組的信息體起始地址如下：第1組為1H；第2組為81H；第3組為101H；第4組為181H。以上每組的遙信個(gè)數(shù)均不超過128個(gè)。

2．4時(shí)間同步（類型標(biāo)識(shí)67H）

由于子站的時(shí)鐘必須與主站時(shí)鐘同步，以便為時(shí)標(biāo)的事件或信息體提供正確的時(shí)標(biāo)或日歷。因此，無論是初始化以后或是定期再同步，時(shí)鐘同步均由主站啟動(dòng)，由主站的應(yīng)用功能向鏈路層傳送時(shí)鐘同步命令的服務(wù)原語，鏈路層向鏈路發(fā)送時(shí)鐘同步鏈路規(guī)約數(shù)據(jù)單元。子站鏈路層收到后，立即向子站應(yīng)用功能發(fā)送時(shí)鐘同步命令的指示原語。子站應(yīng)用功能將接收的鏈路規(guī)約數(shù)據(jù)單元內(nèi)的時(shí)間值寫入子站的時(shí)鐘；然后，子站向鏈路層發(fā)送時(shí)間報(bào)文的請(qǐng)示原語，子站鏈路層通過鏈路向主站發(fā)送時(shí)鐘同步的確認(rèn)幀。

這樣，時(shí)間同步發(fā)送幀和確認(rèn)幀使子站與主站實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步，同時(shí)，使子站當(dāng)?shù)貙?shí)現(xiàn)日歷鐘，使打印和事件順序（SOE）有日期。

2．5召喚1級(jí)用戶數(shù)據(jù)

主站收到時(shí)間同步的確認(rèn)幀之后，就準(zhǔn)備開始詢問1級(jí)用戶數(shù)據(jù)。所謂1級(jí)用戶數(shù)據(jù)是指變位YX，由讀數(shù)命令所尋址的信息體的數(shù)據(jù)、子站初始化結(jié)束、子站狀態(tài)變化，而相應(yīng)地，2級(jí)用戶數(shù)據(jù)則是指超過門限值的YC、子站改變下裝參數(shù)，水位超過門限值、變壓器分接頭變化、事件順序記錄數(shù)據(jù)和帶時(shí)標(biāo)的其他量。

主站是否執(zhí)行詢問1級(jí)用戶數(shù)據(jù)，還要根據(jù)總召喚回送的響應(yīng)幀中ACD是否為1，如果ACD＝1，主站立即向該站召喚1級(jí)用戶數(shù)據(jù)，其中ACD為子站→主站中控制域的D5位，即要求訪問位，否則，則執(zhí)行下一步功能。

2．6遙控（類型標(biāo)識(shí)2eH）

101規(guī)約的遙控是采用返送校核方式，即其遙控命令是采用選擇和執(zhí)行命令的過程。其命令格式如下：其中S／E＝1時(shí)，進(jìn)行遙控選擇；S／E＝0時(shí)，則進(jìn)行遙控執(zhí)行，而QU則代表用于被尋址的控制功能的屬性。這些屬性在被控站事先定義而不由控制中心來選擇。DCS為雙點(diǎn)遙控狀態(tài)。我們采用的控制方式為兩個(gè)繼電器控制一個(gè)開關(guān)。這兩個(gè)繼電器分別代表合閘及跳閘繼電器，只有當(dāng)合閘繼電器動(dòng)作時(shí)，才能控制開關(guān)合閘；當(dāng)跳閘電器動(dòng)作時(shí)，開關(guān)則跳閘。具體定義如表2。

當(dāng)進(jìn)行遙控時(shí)，由產(chǎn)站應(yīng)用功能向主站鏈路層發(fā)送選擇命令的請(qǐng)求原語。主站鏈路層向鏈路發(fā)送雙位選擇命令。子站鏈路層收到命令后，向子站應(yīng)用功能發(fā)送選擇命令的指示原語；子站應(yīng)用功能將命令中選擇的對(duì)象和性質(zhì)送到相應(yīng)的硬件，經(jīng)過校核，形成由主站發(fā)來命令的鏡象，向子站鏈睡發(fā)送選擇響應(yīng)原語，子站鏈路層向鏈路發(fā)送雙位選擇命令的確認(rèn)幀。主站鏈路層發(fā)送雙位選擇命令的確認(rèn)幀。主站鏈跳層收到確認(rèn)幀后，向子站的應(yīng)用功能發(fā)送選擇信息的確認(rèn)原語。主站應(yīng)用功能經(jīng)過檢查確認(rèn)幀的命令對(duì)象和性質(zhì)正確無誤后向鏈路層發(fā)送招待命令的請(qǐng)示原語，向鏈路發(fā)送執(zhí)行命令幀。子站鏈路層接收以后，向子站的應(yīng)用功能發(fā)送執(zhí)行命令幀。子站鏈路層接收以后向子站的應(yīng)用功能發(fā)送執(zhí)行命令的指示原語，應(yīng)用功能就執(zhí)行控制命令并向鏈路層發(fā)送執(zhí)行命令的響應(yīng)原語，子站鏈路層就向鏈路發(fā)送執(zhí)行命令的確認(rèn)幀。主站在完成遙控任務(wù)后（假如有遙控任務(wù)的話），則又進(jìn)行時(shí)間同步。這里就不再說明。須注意的是：假如主站在執(zhí)行遙控的過程中，子站有遙信變位，則主站應(yīng)中止遙控任務(wù)而用1級(jí)用戶數(shù)據(jù)命令去召喚子站，讓主站端有關(guān)人員了解電網(wǎng)的最新情況，再?zèng)Q定是否重新執(zhí)行遙控命令?？偠灾?，遙信優(yōu)先遙控是一條原則。

2．7召喚2級(jí)用戶數(shù)據(jù)

主站詢問多子站的2級(jí)用戶數(shù)據(jù)是其經(jīng)常的詢問過程。如果子站有2級(jí)數(shù)據(jù)，則向主站傳送如下5種測(cè)量和狀態(tài)變化幀：

a）遙測(cè)數(shù)據(jù)變化幀；

b）不帶品質(zhì)描述的遙測(cè)數(shù)據(jù)變化響應(yīng)幀；

c）帶時(shí)標(biāo)的遙測(cè)數(shù)據(jù)變化響應(yīng)幀；

d）變壓器分接頭變化響應(yīng)幀；

e）BCD碼響應(yīng)幀。事件順序記錄也用2級(jí)用戶數(shù)據(jù)幀進(jìn)行召喚。在2級(jí)用戶數(shù)據(jù)中，越過門限的遙測(cè)值的優(yōu)先級(jí)最高，優(yōu)先傳送。主站在完成詢問2級(jí)用戶數(shù)據(jù)后，就開始召喚遙測(cè)、遙信的第1組數(shù)據(jù)。須注意的是對(duì)于主站而言，若長(zhǎng)時(shí)間沒有和某一子站通信，則要進(jìn)行詢問對(duì)方鏈路狀態(tài)、復(fù)位遠(yuǎn)方鏈路狀態(tài)，進(jìn)行總召喚和時(shí)間同步的工作。

3結(jié)束語

a）通過對(duì)一個(gè)實(shí)際運(yùn)行的廠站端設(shè)備與主站的通信過程進(jìn)行了分析，也許大家對(duì)101規(guī)約已有了大體的了解。但由于IEC870－5－101（基本遠(yuǎn)動(dòng)任務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)）是一個(gè)內(nèi)容涵蓋比較廣，對(duì)物理層、