1998年1月 电力系统自动化 第22卷第1期 A utom ation of Electric Power System s 49 EC870-5系列及DNP3.0规约简介 蔡运清 (EEE高级会员美国) 摘要SCADA行业如今终于有了国际标准规约一EC870-5系列以及美国标准DNP3.0。 由于标准规约的适用面广，理解、使用及实现标准规约的难度增大。这里介绍这两个规约体系的基 本框架，重点介绍在北美及中国使用的DNP3.0规约以及使用中应注意的问题。 关键词SCADA配电自动化变电站自动化通信规约 0引言 节用于保护设备通信的补充标准。 EC870一5系列规约是由总部设在瑞士日内瓦 特别要注意的是，EC870-5及DNP3.0规约 并没有将所有的内容全部固定，而是固定了一些基 市，由多个成员国组成的国际性组织制定的关于“遥 本组成的格式以保证标准的通用性，同时规定了一 控设备和系统第5部分通信规约”系列。DNP 些基本规则和选择范围，以适应各种设备及系统。 3.0是美国EEE的电力工程协会(PES)在EC的 EC870-5系列及DNP3.0规约的基本组成如表1 基础上制定的美国国家标准。DNP为distributed 所示。 network protocol(分布网络规约)的缩写。 表1EC870-5系列及DNP3.0标准基本组成 1 EC870-5系列规约 Table 1 The basic componen ts of IEC 870-5 series and DNP 3.0 protocol EC870-5规约系列由三大部分组成：①物理 数据链层 层的选用及数据链层的定义和选用，②应用层基本 物理层 传 帧格式方式输层 应用层 功能定义及选用，③各个典型工业过程的数据及功 异步RS232 能定义标准。EC870一5系列规约文件均刊载在“遥 V.24N.28 FSK modem 控设备和系统第5部分通信规约”的有关小节 速率30,60,1.2k,FT1.1 中，具体如下（正C已将870编号改为60870）： 101 EC870-5 2.4k,4.8k9.6k。FT1.2, 主从 19.2 kbit/s 102 EC60870-5-1,1990年2月，第1节传输帧 系列 同步RS232, FT2, 或对等 103 格式， X.24K.27 FT3 EC60870-5-2,1992年4月，第2节联结传 速率：600,1.2k, 2.4k,4.8k,9.6k, 输步骤 19.2 k,64 kbit/s EC60870-5-3,1992年9月，第3节应用数 3个子 据通用格式， 异步RS232 主从以 集共57 类似 DNP3.0V.24N.28 及自发 有 种应用 EC60870-5-4,1993年9月，第4节应用数 FT3 FSK modem 方式 数据类 据的定义和编码， 型 EC60870-5-5,1995年7月，第5节基本应 正C规定的数据传输基本方式为8个数据位，1 用功能， EC60870-5-101,1995年11月，第101节用 个起始位和1个偶校验位。ECFT的4种帧格式依 有无帧校验和帧校验的长度及频度而不同。FT1.1 于基本遥控应用补充标准， 的帧以一个起始字节开始至应用数据之后的终止字 EC60870-5-102,1996年6月，第102节用 于电力系统总加数据传输的补充标准： 符，一帧中应用数据长度为0~127个字节，无帧校 验。FT1.2一帧中应用数据长度为0~255个字节， EC60870-5-103,1995年2月（初稿），第103 在终止字符之前有一个字节的帧校验。FT2的帧以 一个起始字节开始，每15个应用数据之后加一个单 1997.08-12收稿本刊特约文章。 字节的校验码，一帧中应用数据长度为0~255。 摘自将出版的《计算机数据采集及监控基础》一书。 C 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co..Ltd.All rights reserved
IEC 870—5 系列及D NP 310 规约简介 蔡运清 (IEEE 高级会员 美国) 摘 要 SCADA 行业如今终于有了国际标准规约—— IEC 870—5 系列以及美国标准DN P 310。 由于标准规约的适用面广, 理解、使用及实现标准规约的难度增大。这里介绍这两个规约体系的基 本框架, 重点介绍在北美及中国使用的DN P 310 规约以及使用中应注意的问题。 关键词 SCADA 配电自动化 变电站自动化 通信规约 1997- 08- 12 收稿; 本刊特约文章。 摘自将出版的《计算机数据采集及监控基础》一书。 0 引言 IEC 870—5 系列规约是由总部设在瑞士日内瓦 市, 由多个成员国组成的国际性组织制定的关于“遥 控设备和系统 第 5 部分 通信规约”系列。DN P 310 是美国 IEEE 的电力工程协会(PES) 在 IEC 的 基础上制定的美国国家标准。DN P 为 distribu ted netw o rk p ro toco l(分布网络规约) 的缩写。 1 IEC 870—5 系列规约 IEC 870—5 规约系列由三大部分组成: ①物理 层的选用及数据链层的定义和选用; ②应用层基本 功能定义及选用; ③各个典型工业过程的数据及功 能定义标准。IEC 870—5 系列规约文件均刊载在“遥 控设备和系统 第 5 部分 通信规约”的有关小节 中, 具体如下( IEC 已将 870 编号改为 60870): IEC 60870—5—1, 1990 年 2 月, 第 1 节 传输帧 格式; IEC 60870—5—2, 1992 年 4 月, 第 2 节 联结传 输步骤; IEC 60870—5—3, 1992 年 9 月, 第 3 节 应用数 据通用格式; IEC 60870—5—4, 1993 年 9 月, 第 4 节 应用数 据的定义和编码; IEC 60870—5—5, 1995 年 7 月, 第 5 节 基本应 用功能; IEC 60870—5—101, 1995 年 11 月, 第 101 节 用 于基本遥控应用补充标准; IEC 60870—5—102, 1996 年 6 月, 第 102 节 用 于电力系统总加数据传输的补充标准; IEC 60870—5—103, 1995 年 2 月(初稿) , 第 103 节 用于保护设备通信的补充标准。 特别要注意的是, IEC 870—5 及DN P 310 规约 并没有将所有的内容全部固定, 而是固定了一些基 本组成的格式以保证标准的通用性, 同时规定了一 些基本规则和选择范围, 以适应各种设备及系统。 IEC 870—5 系列及DN P 310 规约的基本组成如表 1 所示。 表 1 IEC 870—5 系列及D NP 310 标准基本组成 Table 1 The basic com ponen ts of IEC 870—5 ser ies and D NP 310 protocol 物理层 数据链层 帧格式 方式 传 输层 应用层 IEC 870—5 系列 异步R S232, V 124öV 128 FSK modem 速率: 300, 600, 112 k, 214 k, 418 k, 916 k, 1912 kbitös 同步R S232, X124öX127 速率: 600, 112 k, 214 k, 418 k, 916 k, 1912 k, 64 kbitös FT111, FT112, FT2, FT3 主从 或对等 无 101 102 103 DN P 310 异步R S232, V 124öV 128 FSK modem 类似 FT3 主从以 及自发 方式 有 3 个 子 集共 57 种应用 数据类 型 IEC 规定的数据传输基本方式为 8 个数据位, 1 个起始位和 1 个偶校验位。IEC FT 的 4 种帧格式依 有无帧校验和帧校验的长度及频度而不同。FT 111 的帧以一个起始字节开始至应用数据之后的终止字 符, 一帧中应用数据长度为 0～ 127 个字节, 无帧校 验。FT 112 一帧中应用数据长度为 0～ 255 个字节, 在终止字符之前有一个字节的帧校验。FT 2 的帧以 一个起始字节开始, 每 15 个应用数据之后加一个单 字节的校验码, 一帧中应用数据长度为 0～ 255。 94 1998 年 1 月 电 力 系 统 自 动 化 A utom ation of E lectric Pow er System s 第 22 卷 第 1 期 © 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved
50 电力系玩 自 动 化 FT3的帧以两个起始字节开始，每16个应用数据 志(flag)或称为值的状态，其中第~5位比较通 之后加两个单字节的校验码，一帧中应用数据长度 用，分别表示实时在线、重启动、通信中断、远方强行 为0~255。EC870-5系列规定了起始及终止字符 修改和本地强行修改。 的选择范围，还规定了校验码的计算方法以及传输 固态值为某个物理或逻辑状态的当前值，可以 中的时间配合。帧中应用数据长度也有固定长度格 是16位或32位数据，事件数据为某个物理或逻辑 式及变化长度格式。EC870-5系列的数据传输格 状态的变化，可以含有变化的时间：固态冻结数据顾 式如表2所示。 名思义为固态数据在某个时刻的值，可以含有时间， 表2EC870一5系列数据传输格式 冻结固态数据可作为事件来反映，这种数据称为事 Table 2 Data transm ission format 件冻结数据。涉及到的时间可以是相对时间，也可以 of IEC 870-5 series 是绝对时间。 汉明 传输效率 帧格式 距离 完整性 应用范围 在DNP3.0中，所有的应用数据按块(ob ject) /(%) 简单数据更新，如读取测 来定义，每个块都有规定的格式及对应的编号，它们 FT1.1 2 72 试数据，打印机，绘图仪 组成DNP3.0的应用数据格式库。应用数据的编号 FT1.2 4 12 简单数据更新，如读取测 由数据块组号(object group)和对应的块变异编号 61 试数据，打印机，绘图仪 (object variation)所组成。图1是数据块23块变异 FT2 12 88 性能要求比较严格 编号5的格式(32位计数器冻结带时间)。 性能要求较严格，数据要 FT3 人西 求完整。用于同步共用通 标志(fag) 6543210 1个字节 信。 冻结数据 31 4个字节 冻结时间 47 6个字节 DNP3.0规约 0 2 DNP3.0是美国EEE的电力工程协会(PES) 图1数据块23块变异编号5的格式 Fig 1 Fomat of dat object for the object group 在EC的基础上制定的美国国家标准。EEE个ES number 23 object varition number 5 推荐的标准有两个：EC870-5-101和DNP3.0。 DNP最开始的老版本为加拿大一家RTU生产厂 2.2DNP3.0中的扫描方式 家自己的专用规约。在EC870一5开始工作以后， DNP3.0的扫描方式，按DNP3.0文本，分为 EEE也开始制定自己的规约，并选择DNP为蓝 4种基本扫描方式。 本。实际上DNP仅仅在物理层和数据链层参照了 (1)哑态工作方式：主站从不主动与子站设备 EC870一5，应用层则完全与EC870-5不同。而当 通信，由子站设备向主站报告变化数据 时EC870一5的应用层还没有制定出来。1993年 (2)非请求变位工作方式：与哑态唯一的不同 DNP发表的标准文件有：DNP3.O的数据链，DNP 是，主站会向子站请求所有静态数据 3.0的传输层，DNP3.0的应用层和DNP3.0的应 (3)变位扫描方式：主站会请求所有静态数据， 用数据格式库。 并不时地扫描变化数据： 鉴于DNP3.0的功能庞大，在现有设备上实现 (4)扫描静态方式：主站仅请求所有或部分静 全部DNP3.0的功能很难，也无此必要，因此在 态数据。 1995年，DNP用户协会将DNP3.0的功能分为3 实现DNP3.0这4种标准扫描方式的方法不 个子集，出版了DNP3.0 Subset Definitions(DNP 同，使数据的实时性也有所不同。 3.0子集定义)。 在最常用的变位扫描方式中，DNP3.0可以利 2.1DNP3.0中应用数据的分类 用两种方法获得变位数据。一是读取事件数据来获 DNP3.0将基本应用数据分为四大类：固态值 得变位数据：依DNP3.0,变位数据有数字量、模拟 量和累积计数量，而事件数据就更多，因此利用读取 (static),事件数据(event),固态冻结数据(frozen static),事件冻结数据(frozen event)。同时这四大类 事件数据来获得变位数据灵活性大，可以在线修改， 但实现和测试都比较复杂，通道利用效率也都不同 数据分4个组(class)。第1组固定为所用的固态值 二是利用简单的方法来读取固定的变化数据，例如 数据，第2~4组全部为事件数据分组，并且每个事 件数据的分组可以任意在线修改。 仅读取不带时间的数字量变位（块2变异编号1） 和/或16位不带时间的模拟量变化（块32变异编号 DNP3.0中所有的数据都可含有一个字节标 C 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co..Ltd.All rights reserved
FT 3 的帧以两个起始字节开始, 每 16 个应用数据 之后加两个单字节的校验码, 一帧中应用数据长度 为 0～ 255。 IEC 870—5 系列规定了起始及终止字符 的选择范围, 还规定了校验码的计算方法以及传输 中的时间配合。帧中应用数据长度也有固定长度格 式及变化长度格式。 IEC 870—5 系列的数据传输格 式如表 2 所示。 表 2 IEC 870—5 系列数据传输格式 Table 2 Data tran sm ission format of IEC 870—5 ser ies 帧格式 汉明 距离 完整性 传输效率 ö(% ) 应用范围 FT111 2 11 72 简单数据更新, 如读取测 试数据, 打印机, 绘图仪 FT112 4 12 61 简单数据更新, 如读取测 试数据, 打印机, 绘图仪 FT2 4 12 88 性能要求比较严格 FT3 6 12 78 性能要求较严格, 数据要 求完整。用于同步共用通 信。 2 D NP 310 规约 DN P 310 是美国 IEEE 的电力工程协会(PES) 在 IEC 的基础上制定的美国国家标准。 IEEEöPES 推荐的标准有两个: IEC 870—5—101 和 DN P 310。 DN P 最开始的老版本为加拿大一家 R TU 生产厂 家自己的专用规约。在 IEC 870—5 开始工作以后, IEEE 也开始制定自己的规约, 并选择 DN P 为蓝 本。实际上DN P 仅仅在物理层和数据链层参照了 IEC 870—5, 应用层则完全与 IEC 870—5 不同。而当 时 IEC 870—5 的应用层还没有制定出来。1993 年 DN P 发表的标准文件有: DN P 310 的数据链, DN P 310 的传输层,DN P 310 的应用层和DN P 310 的应 用数据格式库。 鉴于DN P 310 的功能庞大, 在现有设备上实现 全部 DN P 310 的功能很难, 也无此必要, 因此在 1995 年, DN P 用户协会将DN P 310 的功能分为 3 个子集, 出版了DN P 310 Sub set D efin ition s (DN P 310 子集定义)。 211 D NP 310 中应用数据的分类 DN P 310 将基本应用数据分为四大类: 固态值 ( static) , 事件数据 (even t) , 固态冻结数据 (frozen static) , 事件冻结数据(frozen even t)。同时这四大类 数据分 4 个组(class)。第 1 组固定为所用的固态值 数据, 第 2～ 4 组全部为事件数据分组, 并且每个事 件数据的分组可以任意在线修改。 DN P 310 中所有的数据都可含有一个字节标 志 (flag) 或称为值的状态, 其中第 1～ 5 位比较通 用, 分别表示实时在线、重启动、通信中断、远方强行 修改和本地强行修改。 固态值为某个物理或逻辑状态的当前值, 可以 是 16 位或 32 位数据; 事件数据为某个物理或逻辑 状态的变化, 可以含有变化的时间; 固态冻结数据顾 名思义为固态数据在某个时刻的值, 可以含有时间; 冻结固态数据可作为事件来反映, 这种数据称为事 件冻结数据。涉及到的时间可以是相对时间, 也可以 是绝对时间。 在DN P 310 中, 所有的应用数据按块 (ob ject) 来定义, 每个块都有规定的格式及对应的编号, 它们 组成DN P 310 的应用数据格式库。应用数据的编号 由数据块组号 (ob ject group ) 和对应的块变异编号 (ob ject variation) 所组成。图 1 是数据块 23 块变异 编号 5 的格式(32 位计数器冻结带时间)。 图1 数据块23块变异编号5的格式 Fig. 1 Format of data object for the object group number 23 object variation number 5 冻结时间 标志(flag) 冻结数据 0 0 47 31 7 6 5 4 3 2 1 0 6个字节 4个字节 1个字节 212 D NP 310 中的扫描方式 DN P 310 的扫描方式, 按DN P 310 文本, 分为 4 种基本扫描方式。 (1) 哑态工作方式: 主站从不主动与子站设备 通信, 由子站设备向主站报告变化数据; (2) 非请求变位工作方式: 与哑态唯一的不同 是, 主站会向子站请求所有静态数据; (3) 变位扫描方式: 主站会请求所有静态数据, 并不时地扫描变化数据; (4) 扫描静态方式: 主站仅请求所有或部分静 态数据。 实现DN P 310 这 4 种标准扫描方式的方法不 同, 使数据的实时性也有所不同。 在最常用的变位扫描方式中,DN P 310 可以利 用两种方法获得变位数据。一是读取事件数据来获 得变位数据: 依DN P 310, 变位数据有数字量、模拟 量和累积计数量, 而事件数据就更多, 因此利用读取 事件数据来获得变位数据灵活性大, 可以在线修改, 但实现和测试都比较复杂, 通道利用效率也都不同; 二是利用简单的方法来读取固定的变化数据, 例如 仅读取不带时间的数字量变位 (块 2 变异编号 1) 和ö或 16 位不带时间的模拟量变化(块 32 变异编号 05 © 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved
·信息动态·蔡运清EC870-5系列及DNP3.0规约简介 51 2),这样通道的利用效率比较容易保证。 2.4.2检查对事件数据的在线分组方式 2.3DNP3.0的几个典型命令 时间数据的总线分组能力是调整系统实时响应 DNP3.0的功能代码，在数据链层中有6个、 及提供通道效率的有效方法。特别是应用对象和关 应用层中有25个、应用数据格式中有57个。与以前 心的重点不同时，其效果比较明显。 规约大不相同之处是DNP3.0应用层支持非应答 2.4.3检查通信通道 方式的自发方式，即通信一方可以在无任何其它通 要求DNP主站侧设备厂家提供DNP初始化 信方的数据请求时，向其它通信方主动传送数据。这 及正常扫描命令，DNP子站侧设备厂家提供约定缺 个命令方式实现起来比较难，主要是解决碰撞问题。 省的数据块变异编号，保证有效地使用通信通道。 DNP3.0的命令代码分为两个层次，一个是数 DNP3.0中，不少命令是重复的，应用数据也是重 据链层的帧传输控制命令代码，另一个是应用层的 复的。主站扫描方式不同，一方面可以减少各种重 功能代码。应用层的功能代码（如读、写命令）与对应 复，提高通道效率，同时也可以在一定程度上实现实 的参数形成完整的应用层的报文。这里，应用层功能 时优先级。 代码对应的参数主要由DNP3.0的应用数据的类 2.4.4检查DNP未明确定义部分的实施说明 型和索引组成。 DNP3.0规约并不完整，有待新的版本的出 常用的应用层功能码有读、写、控制、冻结、事件 现。这个问题中最明显的就是模拟量变化扫描死区 数据的在线分组、自发命令及其它。 的设置，DNP3.0规定的方法不能保证厂家之间的 读命令代码为1，用于读取各种静态数据、事件 相互可操作性。 数据以及RTU配置数据。 写命令代码为2，在DNP3.0中比较含糊，有时 3术语解释 甚至可以作为控制用，通常用于写时间（块50）、内 3.1汉明距离(Hamm ng distance) 部指示数据（块80）和数据文件（块70）。 汉明距离是编码方式的检错和自矫错能力指 控制命令有4个命令代码，分别为选通3、操作 标，它的值为H,表示在传送的一帧数据中，编码方 4、直接操作5、无确认直接操作6。 式能够检测出的错误代码的数目，且理论上能够纠 冻结命令则有6个命令代码，分别适应不同的 正H-1个错误代码。汉明距离的严格定义是，某个 应用：立即冻结7，无确认立即冻结8，冻结置零9， 由各种编码组成的编码集，该编码集中各个编码之 无确认冻结置零10，按时间冻结11和无确认按时 间不相同的最小代码数为该编码集的汉明距离。 间冻结12。值得注意的是，DNP3.0提供的按时间 3.2数据完整性指标 冻结方式及计数器冻结带时间数据可以完全解决长 数据完整性指标是评价规约丢失数据和不能校 期以来RTU脉冲累积容易丢失的问题。主站利用 验错误代码的统计指标。 这个功能就不会因在整点读不到脉冲数据而丢失这 EC定义了3个级别的数据完整性指标1,2 个数据。 和B。I1的完整性最差。在通信速率为1200bit/s, 事件数据的在线分组命令代码为22，这个命令 误码率BER为10‘，一帧数据大小为100bit时，它 是为了配合读事件数据组数据（数据块60）而设的。 们的特点可通过表3比较。其中的残余错误代码率 自发命令功能的启动/停止分别为代码20,21。 为未检测到的错误信息总数与总的传输信息数之 自发命令本身的代码为130。其它命令还有冷热启 比。残余信息丢失率为未检测到的信息丢失总数与 动代码13,14，数据程序初始化代码15,16，程序启 总的传输信息数之比。 动/停止代码17,18，结构保存代码19和子站侧确 表3EC定义的3个级别的数据完整性指标比较 认代码129。 Table 3 Comparison of data ntegrity ndexes 2.4DNP实际使用中的注意事项 of three levels defned with IEC 2.4.1标准DNP规约实施表 数据完整性残余错误出现未能校验出 指标 代码率错误代码的平均时间 典型应用 DNP3.O的标准中附有设备厂家提供的DNP 周期更新系统： 规约实施表(DNP3.0 Device Profile Docum ent)o l 106 1d 远程读表 其目的就是为了方便DNP3.0的用户在选择DNP 1010 26年 事件驱动传输 3.0设备时，保证各厂家设备之间的相互可操作性。 B 1014 26000年 重要信息传输，暹控 或者说，DNP3.0主站功能要求子站侧均能满足， 子站侧的功能特点也要求主站侧能完全发挥出来。 (下转第74页) C 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co..Ltd.All rights reserved
2) , 这样通道的利用效率比较容易保证。 213 D NP 310 的几个典型命令 DN P 310 的功能代码, 在数据链层中有 6 个、 应用层中有 25 个、应用数据格式中有 57 个。与以前 规约大不相同之处是DN P 310 应用层支持非应答 方式的自发方式, 即通信一方可以在无任何其它通 信方的数据请求时, 向其它通信方主动传送数据。这 个命令方式实现起来比较难, 主要是解决碰撞问题。 DN P 310 的命令代码分为两个层次, 一个是数 据链层的帧传输控制命令代码, 另一个是应用层的 功能代码。应用层的功能代码(如读、写命令) 与对应 的参数形成完整的应用层的报文。这里, 应用层功能 代码对应的参数主要由DN P 310 的应用数据的类 型和索引组成。 常用的应用层功能码有读、写、控制、冻结、事件 数据的在线分组、自发命令及其它。 读命令代码为 1, 用于读取各种静态数据、事件 数据以及 R TU 配置数据。 写命令代码为 2, 在DN P 310 中比较含糊, 有时 甚至可以作为控制用, 通常用于写时间(块 50)、内 部指示数据(块 80) 和数据文件(块 70)。 控制命令有 4 个命令代码, 分别为选通 3、操作 4、直接操作 5、无确认直接操作 6。 冻结命令则有 6 个命令代码, 分别适应不同的 应用: 立即冻结 7, 无确认立即冻结 8, 冻结置零 9, 无确认冻结置零 10, 按时间冻结 11 和无确认按时 间冻结 12。值得注意的是,DN P 310 提供的按时间 冻结方式及计数器冻结带时间数据可以完全解决长 期以来 R TU 脉冲累积容易丢失的问题。主站利用 这个功能就不会因在整点读不到脉冲数据而丢失这 个数据。 事件数据的在线分组命令代码为 22, 这个命令 是为了配合读事件数据组数据(数据块 60) 而设的。 自发命令功能的启动ö停止分别为代码 20, 21。 自发命令本身的代码为 130。其它命令还有冷热启 动代码 13, 14, 数据程序初始化代码 15, 16, 程序启 动ö停止代码 17, 18, 结构保存代码 19 和子站侧确 认代码 129。 214 D NP 实际使用中的注意事项 21411 标准DN P 规约实施表 DN P 310 的标准中附有设备厂家提供的DN P 规约实施表 (DN P 310 D evice P rofile Docum en t)。 其目的就是为了方便DN P 310 的用户在选择DN P 310 设备时, 保证各厂家设备之间的相互可操作性。 或者说, DN P 310 主站功能要求子站侧均能满足, 子站侧的功能特点也要求主站侧能完全发挥出来。 21412 检查对事件数据的在线分组方式 时间数据的总线分组能力是调整系统实时响应 及提供通道效率的有效方法。特别是应用对象和关 心的重点不同时, 其效果比较明显。 21413 检查通信通道 要求DN P 主站侧设备厂家提供DN P 初始化 及正常扫描命令,DN P 子站侧设备厂家提供约定缺 省的数据块变异编号, 保证有效地使用通信通道。 DN P 310 中, 不少命令是重复的, 应用数据也是重 复的。主站扫描方式不同, 一方面可以减少各种重 复, 提高通道效率, 同时也可以在一定程度上实现实 时优先级。 21414 检查DN P 未明确定义部分的实施说明 DN P 310 规约并不完整, 有待新的版本的出 现。这个问题中最明显的就是模拟量变化扫描死区 的设置,DN P 310 规定的方法不能保证厂家之间的 相互可操作性。 3 术语解释 311 汉明距离(Hamm ing d istance) 汉明距离是编码方式的检错和自矫错能力指 标, 它的值为 H , 表示在传送的一帧数据中, 编码方 式能够检测出的错误代码的数目, 且理论上能够纠 正H - 1 个错误代码。汉明距离的严格定义是, 某个 由各种编码组成的编码集, 该编码集中各个编码之 间不相同的最小代码数为该编码集的汉明距离。 312 数据完整性指标 数据完整性指标是评价规约丢失数据和不能校 验错误代码的统计指标。 IEC 定义了 3 个级别的数据完整性指标 I1, I2 和 I3。I1 的完整性最差。在通信速率为 1 200 b itös, 误码率BER 为 10- 4 , 一帧数据大小为 100 b it 时, 它 们的特点可通过表 3 比较。其中的残余错误代码率 为未检测到的错误信息总数与总的传输信息数之 比。残余信息丢失率为未检测到的信息丢失总数与 总的传输信息数之比。 表 3 IEC 定义的 3 个级别的数据完整性指标比较 Table 3 Com par ison of data in tegr ity indexes of three levels def ined with IEC 数据完整性 指标 残余错误 代码率 出现未能校验出 错误代码的平均时间 典型应用 I1 10- 6 1 d 周期更新系统; 远程读表 I2 10- 10 26 年 事件驱动传输 I3 10- 14 26 000 年 重要信息传输, 遥控 (下转第 74 页) ·信息动态· 蔡运清 IEC 870—5 系列及DN P 310 规约简介 15 © 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved
74 电力系玩自动 打印机 显示器 显示器 打印机显示器显示器 模拟屏 显示器 显示器 显示器 磁带机 主机 远动终端 调度员工作站2 长线驱希 网皮贝工F 同而 工冬而 网络终结器 络终结器 网络收发器 网络收发器 副局长终端 前置机A 双机切换 前置机B 显示器 HTD2C modem modem modem modem moder modem 心城隍南津社步长望长岗岭北江板桥石南百花珊罗平南陆川大容山良村太华茂林长坡备用 东平 四澄 隆盛 图1玉林电网调度自动化系统D~800结构及配置图 Fig 1 The confguration of RD-800B dispatching automation system in Yuln electric power network 4小结 理水平也大大提高了。 系统完善后，1996年12月28日通过了广西电 玉林电网调度自动化工作经过几年的艰苦创 力局组织的玉林电网调度自动化系统实用化验收。 业，从无到有，从小到大，已初具规模，形成了功能较 齐全及操作灵活的人机界面系统，值班调度员使用 吴家林，男，1958年生，工程师，从事调度自动化及电气 调度工作站可方便地对全网的用电负荷进行监视， 自动控制方面的研究工作。 大大增强了地调对电网的负荷管理。由于采用先进 的自动化监控手段，玉林电网的安全运行及调度管 D ISPATCHNG AUTOMATON SYSTEM N YUL N ELECTRIC POW ER NETWORK W uJ ialin(Guangxi Yulin Power Supp ly Bureau,537000,Yulin,China) Keywords electric power network dispatching automation system (上接第51页) 3.3规约的传输效率 验字、分割符，q为接收正确代码的概率。 规约的传输效率为 在此特别感谢国家电力调度通信中心辛耀中先 其中K为一帧中的应用数据位数：N为一帧中的 生的支持鼓励，并欢迎读者与作者联系，作者的电子 所有数据位，包括起始终结字符、校验位、校 邮件地址为：jm cai@hotmail com。 BASICSOF IEC 870-5 SERIES AND DNP 3.0 PROTOCOL J in Y.Cai(IEEE M em ber,USA) Abstract SCADA industries finally have the standard protoools-international standard IEC 870-5 series and Am erican DN P 3.Q The standards,trying to cover all the applicatons,are difficult to understand,use and mplement This paper introduces the basic components and concepts of the standards,mainly focuses on w idely available DN P 3.0 in North America and China,and gives some suggestons on how to make full use of the DN P 3 0 protocol Keywords SCADA distributon autom ation substation autom aton comm unicaton protocol 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co..Ltd.All rights reserved
图1 玉林电网调度自动化系统RD 2800B结构及配置图 Fig. 1 The conf iguration of RD 2800B dispatching automation system in Yulin electric power network 东平 四澄 隆盛 网络收发器 网络收发器 显示器 副局长终端 前置机A 双机切换 前置机B HTD2C modem modem modem modem modem modem modem modem modem RTU 城隍 南津 社步 长望 长岗岭 北江 板桥 石南 百花 珊罗 平南 陆川 大容山 良村 太华 茂林 长坡 备用 网络终结器 网络终结器 打印机 显示器 显示器 打印机 显示器 显示器 模拟屏 显示器 显示器 显示器 磁带机 主 机 远动终端 调度员工作站2 长线驱动器 调度员工作站1 局长终端 总工终端 4 小结 玉林电网调度自动化工作经过几年的艰苦创 业, 从无到有, 从小到大, 已初具规模, 形成了功能较 齐全及操作灵活的人机界面系统, 值班调度员使用 调度工作站可方便地对全网的用电负荷进行监视, 大大增强了地调对电网的负荷管理。由于采用先进 的自动化监控手段, 玉林电网的安全运行及调度管 理水平也大大提高了。 系统完善后, 1996 年 12 月 28 日通过了广西电 力局组织的玉林电网调度自动化系统实用化验收。 吴家林, 男, 1958 年生, 工程师, 从事调度自动化及电气 自动控制方面的研究工作。 D ISPATCH ING AUTOM ATION SY STEM IN Y UL IN EL ECTR IC POW ER NETWORK W u J ialin;Guangxi Yulin Pow er Supp ly BureauΚ537000ΚYulinΚCh inaΓ Keywords electric pow er netw o rk dispatch ing autom ation system (上接第 51 页) 313 规约的传输效率 规约的传输效率为: K q N N 其中 K 为一帧中的应用数据位数; N 为一帧中的 所有数据位, 包括起始终结字符、校验位、校 验字、分割符; q 为接收正确代码的概率。 在此特别感谢国家电力调度通信中心辛耀中先 生的支持鼓励, 并欢迎读者与作者联系, 作者的电子 邮件地址为: jim cai@ho tm ail. com。 BASICS OF IEC 870—5 SER IES AND D NP 310 PROTOCOL J im Y. Cai; IEEE M em berΚU SA Γ Abstract SCADA industries finally have the standard p ro toco ls—— international standard IEC 870—5 series and Am erican DN P 310. T he standardsΚ trying to cover all the app licationsΚ are difficult to understandΚ use and imp lem ent. T h is paper introduces the basic components and concep ts of the standardsΚm ainly focuses on w idely available DN P 310 in N o rth Am erica and Ch ina Κand gives som e suggestions on how to m ake full use of the DN P 3. 0 p ro toco l. Keywords SCADA distribution autom ation substation autom ation comm unication p ro toco l 47 © 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved
