常見通信規(guī)約的區(qū)別與應(yīng)用

王懷峰

摘 要 隨著電網(wǎng)通行技術(shù)發(fā)展速度的逐漸加快，建設(shè)電力系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)信息的無縫通行體系結(jié)構(gòu)也逐漸形成，形成通信統(tǒng)一的局面，但該過程是相對(duì)長(zhǎng)久的，現(xiàn)階段仍然會(huì)有多種通信規(guī)約產(chǎn)生，各種通信規(guī)約的解釋和轉(zhuǎn)換依然付出較大努力。這種混雜類型規(guī)約的局面，往往使入門級(jí)的通信遠(yuǎn)動(dòng)工作人員感到麻煩。對(duì)常見不同規(guī)約進(jìn)行梳理和比較，重點(diǎn)講述了CDT和POLLING規(guī)約及RS232、104等。為通信、遠(yuǎn)動(dòng)專業(yè)的調(diào)試維護(hù)工程人員提供一些參考。

關(guān)鍵詞 遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約;串口;通信網(wǎng)絡(luò)

中圖分類號(hào)：TM73 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）22-0223-02

通信規(guī)約是指變電站（子站）同調(diào)度監(jiān)控中心（主站）通信所使用的規(guī)約，所以有時(shí)又稱遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約，是指調(diào)度端和執(zhí)行端通信時(shí)共同使用的人工語言的語法規(guī)則及應(yīng)對(duì)關(guān)系。通信規(guī)約其實(shí)包括了站內(nèi)通信規(guī)約和遠(yuǎn)動(dòng)通信規(guī)約兩部分。站內(nèi)通信規(guī)約就是把變電站看做一個(gè)局域網(wǎng)，各個(gè)裝置通信所使用的規(guī)約，一般來說103規(guī)約使用的會(huì)比較多。而遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約是指變電站（子站）同調(diào)度監(jiān)控中心（主站）通信所使用的規(guī)約。遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約簡(jiǎn)單來說，包涵了地址以及內(nèi)容，內(nèi)容其實(shí)就是四遙（遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)等）。

通信規(guī)約一般都規(guī)定了以下內(nèi)容：同步方式、幀格式、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和傳輸規(guī)則（或稱為通信工作方式），其中傳輸規(guī)則是通信規(guī)約的核心，它確定了一個(gè)規(guī)約區(qū)別于其他規(guī)約的的獨(dú)特的工作方式。

按通信方式可分為：循環(huán)式規(guī)約（CDT）和問答式規(guī)約（POLLING）兩大類。

CDT規(guī)約的代表是部頒循環(huán)式遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約DL451-1991（中華人民共和國能源部1991-11-04批準(zhǔn)，1992-05-01實(shí)施）;POLLING規(guī)約包括MODBUS規(guī)約、SERIESV規(guī)約、SC1801、μ4F規(guī)約等。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)主要使用問答式通信規(guī)約、循環(huán)式通信規(guī)約。

1 循環(huán)式（CDT）規(guī)約

在點(diǎn)和點(diǎn)的通道結(jié)構(gòu)中對(duì)循環(huán)式（CDT）通信規(guī)約進(jìn)行適用，信息傳輸不僅可以是異步方式，而且也可以是同步方式。在CDT規(guī)約中，采用如下三種幀傳送方式：

1）固體循環(huán)傳送：主要對(duì)重要遙測(cè)、次要遙測(cè)、一般遙測(cè)、全遙信以及電能脈沖計(jì)數(shù)值進(jìn)行傳送。

2）幀插入傳送：用以對(duì)順序記錄進(jìn)行傳送。

3）信息字隨機(jī)插入傳送：用于對(duì)變位遙信的傳送，對(duì)時(shí)的子站時(shí)鐘返回信息和遙控升降命令的返校信息。

循環(huán)式（CDT）通信規(guī)約為遠(yuǎn)動(dòng)裝置早期所使用，其特

點(diǎn)是：

1）發(fā)送端與接收端事先約定好特定格式的數(shù)據(jù)，以幀的形式發(fā)送，按順序傳送“起始同步幀、控制幀、信息幀”，連續(xù)不斷的重復(fù)發(fā)送數(shù)據(jù)幀。主站端在收到信息后，首先識(shí)別出同步碼，然后根據(jù)控制字判斷并分離出遙測(cè)、遙信等。

2）數(shù)據(jù)傳送時(shí)，主站端被動(dòng)接收，以廠站端為主。廠站端主動(dòng)地以指定的速率循環(huán)不斷地向主站端發(fā)送廠站端的數(shù)據(jù)。

其缺點(diǎn)是：

1）數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度隨遙測(cè)、遙信點(diǎn)個(gè)數(shù)的增加而增加，數(shù)據(jù)從廠站端到主站端的傳送時(shí)間受到限制。

2）由于是冗余傳送，通道數(shù)據(jù)流較大，傳送的效率不高，誤碼率相對(duì)較高。

3）只能使用“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”方式，一個(gè)RTU要獨(dú)立占用一個(gè)通道，這樣通道就不能復(fù)合使用，投資較大。

4）如果有向廠站端發(fā)送的信息，還需要用下行通道。

2 問答式（polling）規(guī)約

polling規(guī)約適用于主站與一個(gè)或多個(gè)分站進(jìn)行通信，組網(wǎng)靈活、通道可以采用：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、星型、分支線、環(huán)形等雙工或半雙工，異步方式。特點(diǎn)是：以主站端為主，依次向各個(gè)RTU發(fā)出查詢命令，各RTU根據(jù)查詢命令的內(nèi)容，進(jìn)行回答，回答信息的長(zhǎng)度不固定。

Poling規(guī)約有以下優(yōu)點(diǎn)：

1）通道適應(yīng)能力強(qiáng)。能適應(yīng)不同類型的通道結(jié)構(gòu)。

2）采用“變化傳送”方式，提高數(shù)據(jù)傳送的實(shí)時(shí)性。

3）幾臺(tái)RTU可以共享使用同一個(gè)通道，節(jié)約通道投資，尤其在星型和分支型網(wǎng)絡(luò)中很明顯。

4）同一通道可以傳送上行、下行信號(hào)。

按通信接口分為兩大類：串口通信規(guī)約、網(wǎng)絡(luò)通信規(guī)約。

2.1 串口通信規(guī)約

串口按位（bit）發(fā)送和接收字節(jié)。全雙工傳送（即發(fā)送、接收同時(shí)進(jìn)行）。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離通信，最遠(yuǎn)距離達(dá)1200米。

串口主要參數(shù)有：比特率、數(shù)據(jù)位、停止位、奇偶校驗(yàn)。參數(shù)必須一致時(shí)，兩個(gè)端口才能進(jìn)行通信。

1）RS-232（ANSI/EIA-232標(biāo)準(zhǔn)）RS-232只限于計(jì)算機(jī)串口與設(shè)備間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信。RS-232傳輸?shù)淖畲箝L(zhǎng)度是15米。采用DB-9針連接頭，一般不考慮握手時(shí)，2（RDX）接輸入，3（TDX）接輸出，5接地。

2）RS-422（EIARS-422-AStandard）使用差分信號(hào)（振幅相等、相位相反的兩個(gè)信號(hào)的差值），差分傳輸使用兩根線發(fā)送和接收信號(hào)，與RS-232相比，RS-232串口使用非平衡參考地（信號(hào)線和地線）信號(hào)。RS-422有較遠(yuǎn)的傳輸距離和較好的抗噪性。

3）RS-485（EIA-485標(biāo)準(zhǔn)）是RS-422的改進(jìn)，將設(shè)備個(gè)數(shù)從10個(gè)增加到32個(gè)，修正了在最多設(shè)備個(gè)數(shù)情況下的電氣特性，保證了信號(hào)電壓，具備了了多個(gè)設(shè)備的能力，可以使用單個(gè)RS-485建立網(wǎng)絡(luò)。RS-485通信距離達(dá)到1200米。RS-485是RS-422的超集，因此所有的RS-422設(shè)備可以被RS-485控制。

2.2 網(wǎng)絡(luò)通信規(guī)約

基于網(wǎng)絡(luò)通信方式的規(guī)約正在成為遠(yuǎn)動(dòng)通信規(guī)約中的主流。目前，104規(guī)約是電力遠(yuǎn)動(dòng)通信所采用的網(wǎng)絡(luò)規(guī)約代表，101規(guī)約和104規(guī)約的主要區(qū)別在于：101規(guī)約是串口版的，104規(guī)約是以太網(wǎng)版的，104規(guī)約將101規(guī)約應(yīng)用于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議上。

104規(guī)約中的幾個(gè)關(guān)鍵詞解釋：

鏈路：先握手再通信，不握手不通信，通信中斷需再握手（建立鏈路）

確認(rèn)：報(bào)文的來回需對(duì)方的認(rèn)可，認(rèn)可方式可以是一條專用的報(bào)文，也可以是下一個(gè)報(bào)文的FCB來暗示。

原因：傳送的信息都必須帶上原因，不允許沒有理由的

傳輸。

地址：每一個(gè)信息量都有一個(gè)唯一的不重復(fù)的地址

類型：每種信息的傳輸都有不同的功能類型。

3 結(jié)束語

以上是本人對(duì)目前電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中存在的常見規(guī)約進(jìn)行的梳理和總結(jié)，比較了各種規(guī)約的特點(diǎn)，為通信、遠(yuǎn)動(dòng)專業(yè)的調(diào)試維護(hù)工程人員提供一些參考。

參考文獻(xiàn)

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