IEC103和IEC104协议的分析.doc

IEC103和IEC104协议的分析.doc 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 IEC101、IEC103和IEC104协议的分析 IEC101、IEC103和IEC104协议的分析 沂南县供电公司 滕晓辉 ：阐述了国际电工委员会（IEC）制定的用于变电站自动化系统的国际标 准IEC 60870－5－101（行标DL／T 634.5101－2002）、IEC 60870－5－104（行标DL／T 634.5104－2002）和IEC60870－5－103（行标DL／T 667－1999）。分析了这些标准对变电站自动化系统所提出的要求和实现。 关键词：变电站自动化系统；传输规约； RS485总线；以太网 1IEC60870-5-103 1．1 为互换性和互操作性对物理层的 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 要求 IEC60870－5－103标准为继电保护设备（智能电子设备（IED）或间隔单元）信息接口配套标准。此标准规定，在变电站自动化系统中物理层应采用光纤传输 系统和／或RS485总线系统。 （1）光纤传输系统 为了提高抗电磁干扰能力和传输距离，应采用光纤传输系统，继电保护设备 （或间隔单元或IEDs）的接口必须是光纤连接器。 （2）EIARS485接口 作为上述光纤传输的一种变通，在控制系统和继电保护设备或间隔单元之间 可以采用基于双绞线的传输系统。此种传输系统应符合EIARS485标准。 1999年10月国际电工委员会将RS485总线和／或光纤传输系统定为变电站 自动化系统（SAS）中和智能电子设备（IED）及变电站三层（变电站层、间隔 层／单元层、过程层）间通信总线网的国际标准。 1．2 EIARS485总线网技术性能 EIA RS485总线是世界上广泛使用的用于双向和平衡传输的电气接口通信 标准。此标准是工业多站系统需要的，为长距离传输数据而开发的总线网络。它 抗干扰能力强，数据传输速率快，价格低廉，维护成本低，能实现多站、远距离 通信。目前已广泛用于工业控制系统。 （1）抗干扰能力强。RS485总线是采用差分平衡电气接口，RS485收发器采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰和电磁干扰的能力。RS485总线采用双绞线作为传输线，对电磁感应噪声亦有较强的抑制能力。若采用屏蔽双 绞线，则还具有较强的抑制由静电感应引起的噪声的能力。 - 1 - 论文 IEC101、IEC103和IEC104协议的分析 （2）传输线采用双绞线。在差分平衡系统中，一般用双绞线作为信号传输 线。由于双绞线在长度、方向上完全对称，因而它们所受的外界干扰程度也完全 相同。干扰信号以共模方式出现。在接收器的输入端由于共模干扰受到抑制，所 以能实现信号的可靠传送。 （3）传输距离远。RS485收发器具有高的灵敏度，能检测低到200 mV的 电压，故传输信号能在千米以外得到恢复。所以使用RS485总线，通信距离可达1200 m。 （4）能连接32个单元设备。根据RS485标准，每个单元收发器的输入阻 抗大于等于12 kΩ（称为单位负荷），总线上最多能连接32个收发器。如果希望单元数多于32个，则应选用输入阻抗更高的单元收发器。 （5）数据传输率。RS485的通信距离主要受到传输线的欧姆阻抗、集肤效 应等损耗引起的信号畸变的制约。由于损耗与频率有关，因而通信距离与数据传 输率有关。最高数据传输率为10 Mb／s。在此速率下，传输距离为10 m。若数据传输率在105 b／s以下，传输距离则可达1200 m。可见，通信距离随着数据传输率的降低而增加。 1．3 编制IEC60870-5-103协议要求 （1）IEC60870－5－103标准未必一定适用于将继电保护和测量控制功能电 路组合在同一个装置内并共用一通信口的设备。 （2）2种信息交换方法。 ?兼容范围。严格规定应用服务数据单元和为传输“标准化”报文的应用过程。 ?通用分类服务。采用各间隔层单元自我描述和自我定义的方法对要求传输 的信息进行定义。它具有传送任何类型数据的能力。数据可通过通用分类服务按 同一种方式进行访问。所有数据可在所有设备上按相同方法构成，这样就解决了 各厂家所要传输信息无法统一的矛盾。这使新技术不受限制，提高了开放的可能 性。 因此，必须按兼容范围和通用分类服务进行协议编制，才能保证互换性和互 操作性，避免大量的规约转换工作。而绝不能采用专用范围。 2IEC60870-5-101IEC60870-5-104 2．1 变电站自动化系统与调度主站的通信 我国变电站自动化系统与调度主站的通信，都是通过专用远动通道实现的。 通信规约应采用国际电工委员会（IEC）于1995年发布的IEC60870－5－101（我国行标DL／T634.5101－2002）标准。此标准在我国已普遍使用。 欧美一些国家调度主站与变电站RTU的通信已逐步采用以太数据网。为此， - 2 - 论文 IEC101、IEC103和IEC104协议的分析 国际电工委员会（IEC）第57技术委员会（TC57）的第3工作组（WG03）于1998年8月制定了IEC60870－5－104标准（CDV）。 IEC60870－5－104协议的名称为“用标准传送文件集的IEC60870－5－101网络访问”（network accessfor IEC 60870－5－101 using standard transport pro－files）。此协议是将IEC60870－5－101标准用于TCP／IP网络。 当调度主站与变电站连接到以太数据网，变电站RTU与调度主站通信时， 通信规约则应采用IEC60870－5－104标准。 2．2 IEC60870-5-104协议的实现 IEC60870－5－104协议在第1节“范围与目的”中明确规定： “本标准技术规范提出，将IEC60870－5－101的应用层与TCP／IP（Transmission Control Protocol／Internet Protocol）提供的传输功能相组合。在 TCP／IP内各种网络类型都可使用，包括X．25、FR（Frame Relay）、ATM（Asynchronous TransferMode）和ISDN（Integrated Service Data Network）。用同样定义，其它IEC 60870－5配套标准规定的ASDUs都能同TCP／IP组合，但本标准未进一步描述”。 IEC60870－5－104协议的结构如图1所示。图2为TCP／IP规约组（RFC2200）的选用标准结构。 在IEC60870－5－101中未采用应用规约控制信息（APCI），因此，应用规约数据单元（APDU）就等于应用服务数据单元（ASDU）。但在IEC60870－5－104中应用规约控制信息（APCI）给予了定义 。应用规约数据单元（APDU）就应等于应用规约控制信息（APCI）加上应用服务数据单元（ASDU）。而应用规约控制信息（APCI）中的控制域计数机构则按X．25建议的第2．3．2．2．1节到第2．3．2．2．5节定义。控制域定义了防止报文丢失和重复的控制信息， 以及对报文的开始、停止和传输连接的监视。 2．3 关于TCP／IP协议族 TCP／IP协议称为传输控制／网际协议。它是网络中使用的基本通信协议。 虽然从名字上看TCP／IP包括2个协议，但TCP／IP实际上是一协议族，它包 括上百个具有各种功能的协议，如远程登录、文件传输和电子邮件等，而TCP协议和IP协议是保证数据完整传输的2个基本的重要协议。通常说的TCP／IP是一Internet协议族，而不单单是TCP和IP。 TCP／IP协议基于4层结构：应用层、传输层、网络层和网络接口层。TCP／IP协议族中包括上百个互为关联的协议，不同功能的协议分布在不同的协议 层中。例如：应用层有Telnet（网络远程访问协议）、FTP（远程文件传输协议）、 SMTP（单电子邮件传输协议）、HTTP（超文本传输协议）、POP3（电子邮件接收协议）、SNMP（简单网络管理协议）和DNS（域名服务器）等；传输层有UDP - 3 - 论文 IEC101、IEC103和IEC104协议的分析 （用户数据报文协议）和TCP（RFC793）等；网络层有IP（RFC791）、ICMP（互联网控制报文协议）和ARP（地址解析协议）等；网络接口层有Ethernet、FDDI（光纤分布式数字接口）、ATM（异步传输模式）、ISDN（综合服务数据网）、 FR（帧中继）、SDH（同步数字体系）、WDM（波分复用）和DWDM（密集波分复用）等。 IEC 60870－5－104采用RFC 793／RFC791（即TCP／IP）协议，即RFC791定义的IP协议（internetprotocol）以及RFC793定义的TCP协议（transmis－sion controlprotocol）。IP协议负责将数据从一处传往另一处。TCP负责控制数据流量，并保证传输的正确性。由于在最底层的计算机通信网络提供的服务是不可靠的分 组传送，所以当传送过程中出现错误以及在网络硬件失效或网络负荷太重时，数 据包有可能丢失，数据有可能被破坏。TCP协议的目的是提供可靠的传输服务。 它具有5个特征：面向数据流、虚电路连接、有缓冲的传送、无结构的数据流和 全双工连接。 TCP协议激活连接需进行3次握手过程：第1次握手报文段由码位字段的标 志位SYN置1来识别；第2次握手时报文中码位字段的标志位SYN和ACK均置1， 说明 关于失联党员情况说明岗位说明总经理岗位说明书会计岗位说明书行政主管岗位说明书 对第1个SYN报文段的确认，并继续握手操作；第3次握手操作报文仅是一个确认信息，用来通知目的主机双方已建立连接。经3次握手过程后就可进行数据传输了。 连接可由任一方或双方发起，一旦连接建立就可进行双向对等的数据流动， 而没有主从关系。3次握手协议是连接2端正确同步的充要条件。 值得注意的是，由于TCP协议建立在不可靠的分组传输服务之上，报文有 可能丢失、延迟、重复和乱序，因此协议必须使用超时和重传机构。这也是以太 数据网难以进行时间同步的原因所在。正因为如此，IEC60870－5－104协议在控制方向上的系统信息中未定义时钟同步和测试命令。为此，若变电站与调度中 心用以太数据网络通信时，则变电站自动化系统必须安装精确度高（小于1μs）的全球定位系统（GPS），以满足IEC61850－5对报文同步的要求。 3 IEC60870-5-103在TCP／IP网络的使用 变电站内若采用以太局域网络与IEDs间进行通信时通信协议应采用 IEC61850标准。但国际电工委员会（IEC）至今尚未正式颁布此标准。在这种情 况下建议：按IEC60870－5－104的第1节“范围与目的”中规定的那样：“…用同样定义，其它IEC60870－5配套标准规定的ASDUs都能同TCP／IP组合”。按照IEC60870－5－104的同样定义，IEC60870－5－103规定的ASDUs亦能同TCP／IP组合。这相当于在图1中将应用层的上层内容“选自IEC60870－5－101的应用服务数据单元（ASDU）”改为“选自IEC60870－5－103的应用服务数据单 - 4 - 论文 IEC101、IEC103和IEC104协议的分析 元（ASDU）”。这样IEC60870－5－103就可适用于变电站内采用以太局域网的 情况，与IED进行通信。 5 本文是对电力远动规约IEC101、IEC103和IEC104协议的一些理论分析，部分已在实践中已得到验证。相信电力系统的发展必将有助于电力远动规约的发 展，从而又反过来促进电力系统的发展。 [1] IEC 60870－5－101（行标DL／T 634.5101－2002） [2] IEC 60870－5－104（行标DL／T 634.5104－2002） [3] IEC60870－5－103（行标DL／T 667－1999）。 豆丁网（DocIn）是全球优秀的C2C文档销售与分享社区。 豆丁允许用户上传包括 .pdf, .doc, .ppt, .txt 在内的数十种格式的文档文件，并 以Flash Player的形式在网页中直接展示给读者。简而言之，豆丁就如同文档版的Youtube。现在每天都有数以万计的文档会上传到豆丁，正基于此，豆丁将致力构建全 球最大的中文图 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf 馆。 豆丁努力使世界上任何人都能够自由地发挥他们的创造力。文档 资料 新概念英语资料下载李居明饿命改运学pdf成本会计期末资料社会工作导论资料工程结算所需资料清单 只通过少 数、单一的出版物来传播的时代已经结束。现在，互联网给文档资料提供了世界范围 内的传播渠道，豆丁希望能够给每个独立的文档持有者利用这个新机会的方法。现在， 我们为原创人群提供安全、自由、民主、便利的文档发布与营销平台。借助豆丁，你 可以为你的文档定价，并通过豆丁发表到不同博客、论坛、联盟中，进行广泛传播， 在分享的同时获得收入回报。 - 5 -