三菱保护103协议及信息表.doc

1、103 规约第 1 页 2018/10/26保护装置串口 103 规约本规范参考了 IEC60870-5-103（继电保护设备信息接口配套标准）传输规约（以下简称 103 规约） ，采用 103 规约的应用服务数据单元，本规范对 103 规约的通用服务作了具体的规定，采用本规范的主站系统要求实现本规范的全部内容，采用本规范的子站设备可以只实现部份功能。1物理接口和链路层性能1.1 通信接口RS232 串口，全双工方式。1.2 传输速率30038400bit/s。1.3 通讯格式异步，1 位起始位，8 位数据位，1 位校验位，1 位停止位。字符和字节传输由低至高。字符间无需线路空闲间隔，两帧之间

2、线路空闲间隔至少 33 位（3 个字节） 。1.4 通讯方式问答式，不支持主动上送。1.5 超时和重发主站将设置一定的重复帧传输超时时间间隔 TLD。当子站回答时延（从主站发送完一帧报文的最后一个字节计时到接受到子站一帧报文的第一个字节）超过 TLD，主站认为子站回答超时，重传报文。重传 3次仍超时，主站将认为子站通讯中断，将向子站发送复位通信单元报文（C_RCU_NA_3） 。103 规约原文规定 TLD为 50ms。现场应用 250ms。1.6 报文格式本规约参考了 103 规约中的固定帧长报文和可变帧长报文两种报文格式，前者主要用于传送“召唤、命令、确认、应答”等信息，后者主要用于传送“

3、命令”和“数据”等信息。1) 固定帧长报文10 H 启动字符CODE 控制域ADDR 地址域C S 代码和16 H 结束字符注：代码和=控制域+ 地址域（不考虑溢出位，即 256 模和）103 规约第 2 页 2018/10/262) 可变帧长报文68 H 启动字符 1（1byte）Length 长度（1byte）Length 长度（重复） （1byte ）68 H 启动字符 2（重复） （1byte）CODE 控制域（1byte ）ADDR 地址域（1byte ）ASDU 链路用户数据（length-2）byte（ASDU 结构详见第二章）C S 代码和（1byte ）16 H 结束字符（1

4、byte ）注： （1）代码和 =控制域+地址域+ ASDU 代码和（不考虑溢出位，即 256 模和）（2） ASDU 为“ 链路用户数据” 包，具体格式将在下文介绍（3） Length=ASDU 字节数+21.7 控制域定义1) 控制系统保护设备（或间隔单元）D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0启动报文位PRM帧计数位FCB帧计数有效位 FCV 23 22 21 20备用1 功能码注： （1）PRM （启动报文位）表明信息传输方向，PRM=1 由主站至子站；PRM=0 由子站至主站。（2） FCB（帧记数位） 。FCB = 0 / 1主站每向从站发送新一轮的“发送/确认”或“请求/

5、响应”传输服务时，将FCB 取反。主站为每个从站保存一个 FCB 的拷贝，若超时未收到应答，则主站重发，重发报文的 FCB 保持不变，重发次数最多不超过 3 次。若重发 3 次后仍未收到预期应答，则结束本轮传输服务。除了复位通信单元、复位帧计数和复位保护单元之外，主站对子站传输新一轮的“发送/确认”或“请求/响应”传输服务时，帧计数位 FCB 要取反，否则子站会重发上次的报文。（3） FCV （帧记数有效位） ，FCV= 0 表明 FCB 的变化无效，FCV=1 表明 FCB 的变化有效。2) 功能码定义（主-从方向）功能码等于 3、4 的报文为可变帧长报文，其余报文均为固定帧长报文。3) 保

6、护设备（或间隔单元）控制系统D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0启动报文位PRM要求访问位ACD数据流控制位 DFC 23 22 21 20备用0 功能码注： （1）ACD （要求访问位） 。ACD = 1，通知主站，从站有 I 级数据请求传送。（2） DFC（数据流控制位） 。 DFC = 0 表示从站可以接受数据，DFC 1 表示从站缓冲区已满，无法接受新数据。功能码 帧类型 功能描述 FCV 状态0 发送/确认帧 复位通信单元 03 发送/确认帧 传送数据 14 发送 /无回答帧 传送数据 07 复位帧计数位 传送数据 09 请求/响应帧 召唤链路状态 010 请求/响应帧 召

7、唤 1 级数据 111 请求/响应帧 召唤 2 级数据 1103 规约第 3 页 2018/10/264) 功能码（从-主方向）功能码 帧类型 功 能0 确认帧 确认1 确认帧 链路忙，未收到报文8 响应帧 以数据包响应请求帧9 响应帧 从站没有所召唤的数据11 响应帧 从站以链路状态响应主站请求功能码等于 8 的报文为可变帧长报文，其余报文均为固定帧长报文。1.8 地址域定义地址域为报文发往的目的站地址。此地址于 ADSU 中的“应用服务数据单元公共地址”相同。2.应用服务数据单元（ASDU）说明ASDU 的一般格式为：TYPE ASDU 类型标识(1 byte)VSQ 可变结构限定词COT

8、 传送原因数据单元标识符 ASDU_ADDR 应用服务数据单元公共地址FUN 功能类型INF 信息序号信息元信息体本规约引用了IEC60870-5-103（继电保护设备信息接口配套标准）传输规约 中定义的部分应用服务数据单元（ASDU） ，并对其中的若干 ASDU 作了扩展。具体内容如下 ：2.1 类型标示 1（ASDU1）：带时标的报文（监视方向）在本协议中，ASDU1 通常用来在监视方向上传输带时标的开关量遥信变位信息（即 SOE） 。每 1 帧ASDU1 只上送 1 个变位信息，多个变位信息将被分为多帧上送。ASDU 格式如下：类型标识TYP01H ASDU1VSQ 81H 间隔装置每一

9、帧只送一个状态传送原因COT01H 突发报文ASDU 地址 ADDR 装置物理地址功能类型FUNFUN信息序号INFINF表怔开关量的 FUN 和 INF，详见各保护装置 103 信息表1 字节双点信息 DPI0 0 0 0 0 0DPIDPI 为 2 位数组。值=0/3 为无意义；值=1 为分状态；值=2 为合状态。4 个字节的二进制时间D7 时标 ms D0 2 个字节的二进制毫秒时间（低字节在前）103 规约第 4 页 2018/10/26D15 D8 IV 备用 时标 min 1 个字节分钟，IV=0 为有效；=1 无效SU 时标 h 1 个字节小时，su 为夏时制标志附加信息SINS

10、IN 1 个字节。仅总查询有效，否则无意义。2.2 类型标示 6（ASDU6）：时间同步在本协议中，ASDU6 通常由主站用来广播校时。ASDU 格式如下：类型标识TYP06H ASDU6VSQ 81H 综合信息传送原因COT 08H 08H=时间同步ASDU 地址 FFH 广播方式功能类型FUNFFH 全局功能 GLB （255）信息序号INF 00H 时间同步时标 ms（D0 D7）时标 ms（D8 D15）2 个字节的二进制毫秒时间（低字节在前）059999msIV 备用时标 min（D5D0）1 个字节分钟，IV=0 为有效；=1 无效059minSU备用备用时标 h（D4D0）1 个

11、字节小时，su 为夏时制标志023h周（D7D5）日D4D0日（“周”未采用，值为 0）031d备用 月（D3D0）月012m7 个 8 位位组时间备用年（D6D0）年0099y2.3 类型标示 7（ASDU7）：总召唤启动（控制方向）在本协议中，ASDU7 通常用来在控制方向上由主站定时或在初始化时对子站发起总召唤。收到ASDU7 的子站设备应及时响应总召唤命令，组织相关遥测、遥信状态等信息，以一级数据方式上送主站。ASDU 格式如下：类型标识TYP07HVSQ 81H 只有一个综合信息传送原因COT09H 总查询（总召唤）的启动ASDU 地址 ADDR 测控装置物理地址103 规约第 5

12、页 2018/10/26功能类型FUNFF H FUN=255 全局功能类型，对所有系统服务一样信息序号INF00 H INF=0 全局功能类型，对所有系统服务一样扫描序号SCNSCN 1 个字节。子站的总查询应答报文中附加信息 SIN=启动该次总查询的 ASDU7 中的SCN2.4 类型标示 8（ASDU8）：总召唤终止（监视方向）在本协议中，ASDU8 通常用来在监视方向上由子站通知主站总召唤数据上送完毕。ASDU 格式如下：类型标识TYP08H ASDU8VSQ 81H 只有一个综合信息传送原因COT0aH 总查询（总召唤）的终止ASDU 地址 ADDR 测控装置物理地址功能类型FUNF

13、F H FUN=255 全局功能类型，对所有系统服务一样信息序号INF00 H INF=0 全局功能类型，对所有系统服务一样扫描序号SCNSCN 1 个字节。值为启动该次总查询的 ASDU7中的 SCN2.5 类型标示 10（ASDU10）：响应读一个组的描述或值（监视方向）在本协议中，ASDU10 用来响应由主站召唤子站的保护定值的类型（INF=240 ）或值（INF=241） 。ASDU 格式如下：类型标识 TYP 0AH ASDU10VSQ 81H 1 个综合信息传送原因 COT 2AH COT=42，对通用分类读命令的有效数据响应ASDU 地址 ADDR 保护装置地址功能类型 FUN

14、FEH 通用分类功能类型 GEN=254信息序号 INF F1H 读全部组的标题，即定值类型或读全部组的值，即定值的值返回信息标识符RII 返回信息标识符 RII1 个字节的 2 进制数组，为读命令的RII。低 6 位数目通用分类数据集数目 NGD状态位记数器 D5 D4 D3 D2 D1 D01 个字节。低 6 位 2 进制数组为数目。D6 位记数器位=0/1 ，具有相同 RII 的ASDU 的一位计数器位。D7 位状态位=0：后面未跟具有相同返回标示符 RII 的 ASDU；=1：后面跟着相同 RII 的 ASDUGIN_1通用分类标示序号 GIN GIN_22 个字节。第 1 个字节为组

15、的序号。第 2个字节为该组内的条目标示序号，定值条目号从 1 开始。103 规约第 6 页 2018/10/26描述类别 KOD 描述类别 KOD=01/0AH1 个字节 2 进制数组。具体含义见 KOD解释，01 表示定值的值，0AH 表示定值的类型。数据类型数据宽度通用分类数据描述GDD 数据个数3 字节。第 1 个字节为数据类型（具体解释见规约） ，定值类型和值都使用 UI 类型=3。第 2 个字节为数据宽度，定值类型宽度=1，定值的值宽度=2。第三个字节为数据个数，此处使用=1。通用分类标识数据 GID 通用分类标识数据 GIDGID 的数目=8 位字节*数据宽度*数目。使用位串的除外

16、。二进制表示定值类型和值。(后续数据集：GIN+KOD+GDD+GID).通用分类标示序号 GIN描述类别 KOD通用分类数据描述 GDDNo.n 数据集通用分类标识数据 GID由通用分类数据集数目 NGD 所决定的通用分类数据 n，每一个数据集都由这 4 部分组成。2.6 类型标示 21（ASDU21）：读一个组的描述或值（控制方向）本协议使用 ASDU21 读取一个组的描述或值，定值组的描述和值的条目号为对应关系，条目号从 1开始。类型标识 TYP 15H ASDU21VSQ 81H 1 个综合信息传送原因 COT 2AH COT=42，通用分类读命令ASDU 地址 ADDR 保护装置地址

17、功能类型 FUN FEH 通用分类功能类型 GEN=254信息序号 INF F1H 读全部组的标题，即定值类型或读全部组的值，即定值的值返回信息标识符RII 返回信息标识符 RII 1 个字节的 2 进制数组。通用分类标识数目 NOG NOG=1读定值应用时 NOG=1GIN_1通用分类标示序号 GIN GIN_22 个字节。第 1 个字节为组的序号。第 2个字节为 0。描述类别 KOD 描述类别 KOD=01/0AH1 个字节 2 进制数组。具体含义见 KOD解释，01 表示定值的值，0AH 表示定值的类型。2.7 类型标示 42（ASDU42）：遥信状态信息（监视方向）在本协议中，ASDU

18、42 通常用来由子站在响应总召唤时，向主站上送全遥信状态。本帧信息元素采用顺序寻址的方式（SQ=0 ） ，一帧可连续传输多个遥信状态信息。FUN 和 INF 表明了 ASDU 中第一个信息元素的地址，后续信息元素的地址是从这个地址起顺序加 1 而得到。遥信地址（遥信点号）=(FUN-1)*90+(INF-149) 。ASDU 格式如下：类型标识TYP2AH ASDU42103 规约第 7 页 2018/10/26VSQ SQ=0（D7）信息元素数目 N（D0D6）SQ=0：信息体内为顺序信息元素；N=本 ASDU 中的遥信数目；传送原因COT09H 总召唤ASDU 地址 ADDR 测控装置物理

19、地址功能类型FUNFUN信息序号INFINF发生变位的开关量的 FUN 和 INF带品质描述的双点信息字节DIQIVNTSBBL0 0 DPI 双点信息 DPI=1 为开，=2 为合。0/3为无效BL=0 未闭锁； =1 闭锁；SB=0 未取代；=1 取代NT=0 当前值；=1 非当前值；IV=0 有效；=1 无效；（后续信息体，1 字节为 1 信息体，由 DIQ 组成，其信息地址为前一 DIQ 的地址加1）附加信息SINSIN 1 个字节。仅总查询有效，否则无意义。2.8 类型标示 50（ASDU50）：遥测信息（监视方向）在本协议中，ASDU50 通常用来由子站在响应总召唤时，向主站上送全

20、遥测状态。本帧信息元素采用顺序寻址的方式（SQ=0 ） ，一帧可连续传输多个遥测值信息。FUN 和 INF 表明了 ASDU 中第一个信息元素的地址，后续信息元素的地址是从这个地址起顺序加 1 而得到。遥测地址（遥测点号）=(FUN-1)*57+(INF-92) 。ASDU 格式如下： 103 规约第 8 页 2018/10/26普通遥测的FUN 取值范围 15，当 FUN 取值 6 时，本 ASDU 包含的是系统远动设置信息，如下表：系统设置名称 FUN INF 注释遥测起始号 6 92 本子站遥测数据在全站遥测数据库中的起始点号遥信起始号 6 93 本子站遥信数据在全站遥信数据库中的起始点

21、号遥脉起始号 6 94 本子站遥脉数据在全站遥脉数据库中的起始点号2.9 类型标示 51（ASDU51）：突变遥测信息（监视方向）在本协议中，ASDU51 通常用来在子站遥测超过门限值时，以二级数据向主站上送超过门限值的遥测（遥测突变）信息。本帧信息元素采用单个寻址的方式（SQ=1 ） 。虽然一帧可连续传输多个遥测值信息，但是每个信息元素的地址由 FUN 和它自身的 INF 决定。遥测地址（遥测点号）=(FUN-1)*57+(INF-92) 。ASDU 格式如下：类型标识TYP33H 注释VSQ SQ=1（D7）信息元素数目 N（D0D6 ）SQ=1：信息体内为单个信息元素；N=本 ASDU

22、中的遥测数目；传送原因COT01H 突发报文ASDU 地址 ADDR 测控装置物理地址功能类型FUNFUN 功能类型信息序号INFINF（1 ） 第 1 个遥测量的信息序号类型标识TYP32H ASDU50VSQ SQ=0（D7）信息元素数目 N（D0D6）SQ=0：信息体内为顺序信息元素；N=本 ASDU 中的遥测数目；传送原因COT09H 总召唤ASDU 地址 ADDR 测控装置物理地址功能类型FUNFUN信息序号INFINF第 1 个遥测量的信息序号测量值MEA（D3D7）0D2ERD1OVD0被测值 1MEA1测量值 MEA（D8D15）（后续信息体，2 字节为 1 信息体，由 MEA

23、组成，其信息地址为前一 MEA 的地址加 1）0 ER OV被测值 NMEA_N每个遥测占 2 个字节，低 3 位为品质描述，测量值占从第 4 位至 16 位，共 13位。最高位符号位，0 为正；1 为负，补码(原码取反加 1)。OV=0，无溢出；=1，溢出。ER=0，测量值有效；=1，测量值无效。第 3 位 RES 备用常为 0。103 规约第 9 页 2018/10/26测量值MEA（D3D7）0D2ERD1OVD0被测值 1MEA_1测量值 MEA（D8D15）每个遥测占 2 个字节，低 3 位为品质描述，测量值占从第 4 位至 16 位，共 13位。最高位符号位，0 为正；1 为负，补

24、码(原码取反加 1)。OV=0，无溢出；=1，溢出。ER=0，测量值有效；=1，测量值无效。第 3 位 RES 备用常为 0。（后续信息体，3 字节为 1 信息体，由 INF+MEA 组成）信息序号INFINF（N） 第 N 个遥测量的信息序号0 ER OV被测值MEA_N第 N 个被测值普通遥测的 FUN 取值范围 15，当 FUN 取值 6 时，本 ASDU 包含的是系统远动设置信息，如下表：系统设置名称 FUN INF 注释遥测起始号 6 92 本子站遥测数据在全站遥测数据库中的起始点号遥信起始号 6 93 本子站遥信数据在全站遥信数据库中的起始点号遥脉起始号 6 94 本子站遥脉数据在

25、全站遥脉数据库中的起始点号2.10 类型标示 64（ASDU64）：控制断路器命令（控制监视方向）在本协议中，ASDU64 通常用来由主站遥控( 选择 执行撤销) 子站，或子站返校主站的遥控命令，其二者区别仅在于链路层控制域不同。控制系统向间隔单元发遥控选择帧（ASDU64） 。间隔单元正确接收以后，以遥控选择帧的镜像回送控制系统。系统接收正确后，向间隔单元发执行帧（ASDU64） ，间隔单元正确接收以后，以执行帧的镜像回送控制系统。如果遥控撤消则控制系统向单元发遥控撤消帧（ASDU64） ，间隔单元正确接收以后，以撤消帧的镜像回送控制系统，并将接收到的选择帧撤消。遥控选择及执行或遥控撤消都采

26、用 ASDU64，这三者通过 ASDU64 中的断路器控制命令 DCC 字节中 S/E 和ACT 两标志位的组合来区分。ASDU 格式如下：类型标识 TYP 40H ASDU64VSQ 01H 1 个信息元素传送原因 COT 12H 远方操作ASDU 地址 ADDR 测控装置物理地址功能类型 FUN FUN=1信息序号 INF INF测控装置遥控点的 FUN 和 INF断路器控制命令 DCC（1 个字节）S/E(D7)ACT(D6)QU(D2D5)DCS(D0D1)命令状态 DCS：2 位数组，=0/3 为不允许；=1 为分；=2 为合。限定词 QU：5 位数组，=0 被寻址的控制功能属性；=

27、4 不闭锁重合闸跳闸命令；其余略D6、D7 两位组合决定操作类别S/E=1，ACT=0 遥控选择。S/E=0，ACT=0 遥控执行。S/E=1，ACT=1 遥控撤消。返回信息标识符RII 1 字节，标识用。103 规约第 10 页 2018/10/263.报文交换过程3.1 初始化过程103 规约是一点对多点的主从问答方式。正常状态下，控制系统（总控单元）依次轮询各个间隔装置的 2 级用户数据，如果间隔单元产生 1 级数据，通过上送的 2 级数据报文控制域中的 ACD 标志位，请求控制系统查询 1 级数据。通常控制系统查询完某个间隔单元的一级数据后，则继续开始对下一个单元的查询。这是正常通讯的

28、一个基本过程。控制系统在开始新一轮发送/确认服务时，改变下发报文控制域中帧记数位 FCB 的状态。如超时（等待时间 250ms）未收到间隔单元发回的确认帧或响应帧，则不改变 FCB 状态重发原报文，最大重传次数为 3 次。如果重发 3 次后仍收不到应答报文，则首先发复位帧记数位（FCB）复位命令，如果仍收不到应答报文，则复位通讯单元（CU） 。复位帧记数位（FCB ）复位把 FCB 置 0、发送缓冲区不清零。复位通讯单元（CU ）把 FCB 置 0、发送缓冲区清零。间隔装置上电或复位后，待收到 FCB 或 CU 复位命令后，响应确认。若此时存在突发事件需要上送，则 ACD 位置 1，请求访问

29、1 级数据；若无 1 级数据存在，则 ACD 位置 0，请求访问 2 级数据。然后是时间同步（对时）和总查询。系统对时采用广播方式。1) 10 5b 01 5c 16 总控要2级数据2) 10 5b 01 5c 16 在250ms内，总控未收到应答报文。不改变FCB状态，重发。3) 10 5b 01 5c 16 不改变FCB状态，再次重发。 4) 10 47 01 48 16 超时重发3遍后，发送复位帧记数位（FCB、FCV都为0，功能码为7代表FCB）5) 10 40 01 41 16 复位通讯单元（CU） （FCB、FCV都为0，功能码为0代表CU）6) 10 40 01 41 16 复位

30、通讯单元（CU）7) 10 00 01 01 16 #1装置上电，响应复位通信单元命令，ACD置0请求查询2级数据。8) 68 0f 0f 68 44 ff 06 81 08 ff ff 00 77 d7 12 10 1b 08 02 65 16 总控下发广播对时命令控制域，发送/无回答帧 ASDU6 FUN INF广播地址 发送原因时间同步广播时间：02 年 08 月 27 日 16 时 18 分 55159ms9) 68 09 09 68 73 01 07 81 09 01 ff 00 04 16 16 总控启动总查询10) 10 20 01 21 16 #1 装置确认总查询，组织一级数据

31、上送。（总召过程略，详见下文）11) 10 5a 0f 69 16 查询 1 级数据12) 68 09 09 68 08 01 08 81 0a 01 ff 00 04 a0 16 总查询结束13) 10 7b 01 7c 16 总控要 2 级数据，开始正常循环查询。3.2 总召过程1) 68 09 09 68 73 01 07 81 09 01 ff 00 04 09 16 总控启动总查询，子站地址为 1控制域 ASDU7 FUN INF：全局功能地址 发送原因：总查询启动 2) 10 20 01 21 16 #1 子站确认总查询，ACD=1 组织一级数据上送。3) 10 5A 01 5B 16 总控召唤 1 级数据4) 68 0E 0E 68 28 01 32 03 09 01 06 5C 00 00 98 00 18 03 7D 16 子站上送远动信息配置，ACD=1发送原因 信息体 3（遥脉起始号=99，高 13 位取值）信息体数目=3 信息体 2（遥测起始号=19 ，高 13 位取值）ASDU50 遥测 信息体 1（遥信起始号=00，高 13 位取值）FUN INF：远动信息配置5) 10 7a 01 7b 16 查询 1 级数据