利用IEC104遠動規(guī)約解決實際問題

張望妮 牛瑞

摘要

本文針對渭南地方電網(wǎng)遠動通道調(diào)試運行中的常見問題，著重以分析104報文為手段，通過實際案例對104遠動規(guī)約的應(yīng)用進行了分析。對遠動通道調(diào)試中參數(shù)設(shè)置不當、控制域序號不一致等問題進行深入剖析，指出了分析報文對于發(fā)現(xiàn)通信規(guī)約問題的重要性。

【關(guān)鍵詞】104規(guī)約 通道 調(diào)試 分析

隨著變電站綜合自動化系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，眾多變電站已實現(xiàn)無人值班，這對主站端調(diào)控自動化系統(tǒng)、廠站端自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信和數(shù)據(jù)交互提出了更高的要求，相比于傳統(tǒng)串口通訊的CDT規(guī)約，網(wǎng)口通訊的104規(guī)約具有可靠性高、傳輸速度快、傳輸信息容量大等更明顯的優(yōu)勢。截止2017年年底，陜西渭南地方電網(wǎng)的所有變電站己全部改為104規(guī)約。但由于規(guī)約的自由度比較高，各個廠家使用的104規(guī)約也不全是標準的104規(guī)約，給日常的通道調(diào)試、運行工作帶來了不少困難。

本文針對渭南地方電網(wǎng)在近幾年的遠動通道調(diào)試工作中遇到的影響設(shè)備正常運行的問題，著重以分析104報文為手段，結(jié)合渭南地方電網(wǎng)iES600Pro電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)中104遠動通訊異常的實際案例，深入剖析其內(nèi)在原因，提出相應(yīng)的解決對策，希望可以為電網(wǎng)的穩(wěn)定運行提供一些參考。

1 104規(guī)約介紹

IEC60870-5-104通訊規(guī)約，簡稱為IEC104規(guī)約，它是EEC 60870-5-101的網(wǎng)絡(luò)訪問，將IECIOI規(guī)約應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元通過以太網(wǎng)TCP/IP鏈路傳輸，實現(xiàn)與調(diào)度主站的通信。

與其他通信協(xié)議一樣，IIEC104規(guī)約也有其對應(yīng)的報文格式，如圖1所示。

由圖1可以看出，IEC104規(guī)約的報文由應(yīng)用規(guī)約數(shù)據(jù)單元（APDU）構(gòu)成，包含應(yīng)用規(guī)約控制信息（APCI）和應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元（ASDU）兩部分。

2 參數(shù)設(shè)置不當造成的故障

2.1 RTU地址設(shè)置不正確

在ASDU中，數(shù)據(jù)單元標識的第四個、第五個字節(jié)定義為應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元ASDU公共地址，也就是所謂的RTU站址。公共地址的位組數(shù)目由系統(tǒng)參數(shù)（網(wǎng)絡(luò)一特定）所決定，每一個RTU終端對應(yīng)唯一的一個值，它可以尋址整個站或者站的特定部分。

應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元公共地址如果主站和子站設(shè)置不一致的話，將會造成無法總召、無法遙控等問題。

以下為主站、子站RTU地址設(shè)置不一致的報文。

S09：42：29 68 OE C2 53 B4 E5 65 01 06 0002 0000 00 00 45

R09：42：29 68 04 01 00 C4 53 68 OE E6 E5C4 53 65 01 6E 00 02 00 00 00 00 45

S09：42：29 68 04 0100 B6 E5

S09：42：29 68 04 0100 B6 E5

R09：42：29 68 AA E8 E5 C4 53 15 20 030001 0001 40 00 07 OE 02 40 00 04 OE 03 4000……

以上為主站RTU地址設(shè)置為2，子站RTU地址設(shè)置為1的通訊報文，從上面報文可以看出，雙方RTU地址不一致時，主站進行電量總召，子站是不會有回應(yīng)的。

2.2 信息體起始地址設(shè)置不正確

信息體地址的結(jié)構(gòu)如圖2所示。由圖2可以看出，信息體地址占用3個字節(jié)的地址，IEC104規(guī)約規(guī)定信息體地址可以使用1個字節(jié)、2個字節(jié)或3個字節(jié)，但在日常應(yīng)用中，主要使用3個字節(jié)的地址，并且最高字節(jié)一般置0，最多容量為65535個信息。

DL/T634.5.1042002規(guī)約對信息體地址的規(guī)定如圖2所示。

2.2.1 信息體起始地址設(shè)置錯誤

S12：02：21 68 OE 00 00 00 00 64 01 06 0001 00 00 00 00 14

R12：02：21 68 OE 00 00 02 00 64 01 07 0001 00 00 00 00 14 68 49 02 00 02 00 01 BC 14 0001 00 0100 00 00……

R12：02：21 68 3B 04 00 02 00 01 AE 14 0001 00 3D 00 00 00……

R12：02：21 68 85 06 00 02 00 09 A8 14 0001 00A1 0F 0000 00 00……

以上為渭南**光伏電站調(diào)試時，主站進行總召后，子站的總召回復(fù)幀，從上面報文可以看出，子站配置的遙測起始地址是錯誤的。DL/T634.5.1042002版規(guī)定，遙測信息體地址為4001H-5000H，而該綜自廠家將遙測起始地址4001H配置成10進制的4001，是此次故障問題所在。

2.2.2 主站和子站的起始點號設(shè)置不統(tǒng)一問題

在實際調(diào)試中，偶爾會出現(xiàn)遙控錯位的情況，這是由于主站和廠站端習(xí)慣的起始點不同造成。主站端一般將第一個遙控點定義為“0”號點，而廠站端一般定義第一個點為“1”號點。如果在調(diào)試時候沒有跟綜自廠家溝通好，很容易造成因遙控起始地址不對應(yīng)而出現(xiàn)的誤遙控現(xiàn)象。在遙控操作時候，廠站端務(wù)必將除遙控對象外的其他裝置的測控遠方/就地轉(zhuǎn)換把手置于就地位置，以免造成串遙控現(xiàn)象。

2.3 電量問題

2.3.1 電量上傳為。

渭南地區(qū)些許變電站曾經(jīng)碰到過電量上傳為。的問題，這是因為渭南地方電網(wǎng)的主站是積成電子股份有限公司iES60OPro調(diào)控自動化系統(tǒng)，而它的104規(guī)約不是標準的104規(guī)約，是修改后的104規(guī)約。遇到這種問題時，我們可以將通道規(guī)約104規(guī)約修改為（106）104網(wǎng)絡(luò)規(guī)約修改，如果修改規(guī)約后，電量依舊上傳為。，可以在RTU參數(shù)描述中將電量起始地址設(shè)為65301。

2.3.2 上送電量是否凍結(jié)

iES60OPro調(diào)控自動化系統(tǒng)一般默認主站發(fā)送電度量凍結(jié)命令，曾碰到3個35kV變電站，使用的國電南京自動化股份有限公司PSX61OG通信服務(wù)器，在主站進行電量召喚后，子站上送的電量全為80（表無效），分析104報文發(fā)現(xiàn)，子站上送的電量為非凍結(jié)電量，主站無法解析，咨詢主站廠家后將RTU參數(shù)描述中電量參數(shù)設(shè)置為非凍結(jié)命令電量，電量上送正確。下面分別為渭南地區(qū)**變電站表凍結(jié)和非凍結(jié)電量的報文。

表非凍結(jié)電量的報文如下：

S06：14：38 68 OF 88 02 32 14 65 01 06 0001 00 00 00 00 05

R06：14：38 68 OF 34 14 8A 02 65 01 07 0001 00 00 00 00 05 68 EB 36 14 8A 02 25 OF 2500 01 00 0164 00 01

R06：14：38 8E 21 01 00 16 OC 26 14 AF 0710 02 64 00 2C 00 00 00 00 16 OC 26 14 AF 0710……

表凍結(jié)電量的報文如下：

SOO：00：21 68 OF 22 00 D8 08 65 01 06 0001 00 00 00 00 45

ROO：00：21 68 OF D8 08 24 00 65 01 07 0001 00 00 00 00 45 68 CA DA 08 24 00 OF 18 2500 01 00 01 64 00 EB

R00：00：21 9E 04 00 00 02 64 00 00 00 0000 01 03 64 00 AD 02 0100 02

3 控制域序號不一致問題

104規(guī)約的防止報文丟失和報文重復(fù)傳送機制，在I格式報文的第三個字節(jié)到第六個字節(jié)設(shè)置了發(fā)送序列號N（S）和接受序列號N（R）。其中第三、第四個字節(jié)為發(fā)送序列號N（S），第五、第六個字節(jié)為接收序列號N（R）。兩個序列號在每個APDU和每個方向上都應(yīng)按順序加一。

站在主站的角度來看，主站發(fā)送報文增加發(fā)送序列號，子站發(fā)送的報文增加子站報文的發(fā)送序列號。當接收站按連續(xù)正確收到的APDU的數(shù)字返回接收序列號時，表示接收站認可這個APDU或者多個APDU，發(fā)送站把一個或幾個APDU保存到一個緩沖區(qū)里直到它將自己的發(fā)送序列號作為一個接收序列號收回，而這個接收序列號是對所有數(shù)字小于或等于該號的APDU的有效確認，這樣就可以刪除緩沖區(qū)里已正確傳送過的APDU。萬一更長的數(shù)據(jù)傳輸只在一個方向進行，就得在另一個方向發(fā)送s格式，在緩沖區(qū)溢出或超時前認可APDU。這種方法應(yīng)該在兩個方向上應(yīng)用。在創(chuàng)建一個TCP連接后，發(fā)送和接收序列號都被設(shè)置成0。

簡單來說，就是接收方對收到的I格式報文進行判斷，若發(fā)送序號大于自己的接收序號，則表明報文丟失;若發(fā)送序號小于自己的接收序號，則表明報文重復(fù)。

正常情況下，對端報文中的發(fā)送序號+1=本端本次報文中的接收序號。

以下為渭南**變電站調(diào)試時候由于發(fā)送/接收序號不連續(xù)而引發(fā)的誤碼報文。

R01：04：10 68 C138 0002 00 OD A4 1400 01 00 88 40 00 00 00 00 00 80 00 00 00 0080……

R01：04：10 68 D23C 0002 00 OD 19 03 0001 00 79 40 00 00 00 C7 43 00 9F 40 00 CD CC68 43 00…..

從以上報文可以看出，子站上一幀的發(fā)送序列號為38 00，下一幀正確的發(fā)送序號應(yīng)該為3A 00，可是子站上送的發(fā)送序號卻為3C00，表明主站接收有丟幀現(xiàn)象。

4 結(jié)論

綜上所述，利用104報文分析解決遠動通道調(diào)試、日常工作中的問題是非常有效的，104規(guī)約在調(diào)控自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用提高了電網(wǎng)調(diào)控自動化系統(tǒng)的運行水平，應(yīng)得到相關(guān)人員的重視和推廣。

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