试谈IEC870-5-101规约.docx

IEC870-5-101规约

1.概述
本篇介绍主站和RTU之间通讯的IEC870-5-101规约，该规约有两种传输方式：平衡式和非平衡式传输，在点对点和多个点对点的全双工通道结构中采用平衡式传输方式，在其它通道结构中只采用非平衡式传输方式。平衡式传输方式中101规约是一种“问答+循环”式规约，即主站端和子站端都可以作为启动站；而当其用于非平衡式传输方式时101规约是问答式规约，只有主站端可以作为起动站。
2.帧格式简单说明
2.1固定帧长格式
启动字符（10H）
控制域（C）
链路地址域（A）
帧校验和（CS）
结束字符（16H）
2.2可变帧长格式
启动字符（68H）
长度（L）
长度重复（L）
启动字符（68H）
控制域（C）
链路地址域（A）
链路用户数据（可变长度）
帧校验和（CS）
结束字符（16H）
2.3长度L
长度L包括控制域、地址域、用户数据区的字节数，为二进制数。
2.4控制域（C）的定义
DIR
D7
PRM
D6
FCB/ACD
D5
FCV/DFC
D4
功能码
D3----D0
DIR：传输方向位 =0：表示报文是主站向子站传输。
=1：表示报文是子站向主站传输。
PRM：启动报文位 =0：从动站,报文为确认报文或响应报文。
=1：启动站，报文为发送或请求报文。
FCB：帧计数位： 启动站向从动站传输
启动站向从动站传输新一轮的发送/确认、请求/响应服务
时，将前一轮FCB取相反值。
FCV：帧计数有效位 ：启动站向从动站传输
=0：表示FCB变化无效。
=1：表示FCB变化有效。
ACD：要求访问位 ：主站做从动站时ACD位无实际意义，ACD=0。
子站做从动站时ACD=0：表示子站无1级用户数据；
ACD=1：表示子站有1级用户数据，希望向主站传输。
DCF：数据流控制位：从动站向启动站传输
=0：表示子站可以继续接收数据。
=1：表示子站数据区满，无法接收新数据。
功能码（D3—D0）：功能码范围为0—15（00H—0FH）；功能码代表的意义较为烦
琐，参考《关于基本远动任务配套标准的说明》（远动设备及
系统传输规约）。
2.5链路地址域
链路地址域为子站站址。
2.6帧检验和
帧检验和是控制、地址、用户数据区所有字节的算术和（不考虑溢出位即256模和）。
3.非平衡式传输—即主站作为启动站的各种报文
3.1 主站的询问顺序
对于点对点和多个点对点的通道结构，主站或子站复位后首先进行初始化，总召唤和时钟同步后系统转入正常，然后在循环召唤2级用户数据的序列中定期插入按照分组召唤方式和按顺序收集各组数据进行召唤。在子站回送的报文中如果ACD=1，则立即收集1级用户数据，1级用户数据收集完后，转向上述循环询问过程，此种循环召唤过程可以被中断，如被召唤电度、遥控等。
3.2复位远方链路报文

主站复位远方链路帧（C_RL_NA_1 ACT）
10H
0
1
FCB
0
功能码0
链路地址域（子站站址）
帧校验和（CS）
16H

子站确认帧（M_RL_NA_1 CON）
10H
1
0
ACD
0
功能码0
链路地址域（子站站址）
帧校验和（CS）
16H
3.3请求远方链路状态报文

主站请求远方链路状态帧（C_RQ_NA_1 LNKREQ）
10H
0
1
FCB
0
功能码9（09H）
链路地址域（子站站址）
帧校验和（CS）
16H
子站响应帧（M_RQ_NA_1 LNKRES）
10H
1
0
ACD
0
功能码
链路地址域（子站站址）
帧校验和（CS）
16H
功能码定义如下： 1=链路忙（01H）
14=链路服务未工作（0EH）
11=链路完好（0BH）
15=链路服务未完成（0FH）

3.4复位远动终端（RTU）报文

主站发送复位远动终端报文（C_RP_NA_1 ACT ）
68H
L=9
L=9
68H
0
1
FCB
0
功能码1
链路地址域（子站站址）
类型标识 105（69H）
结构限定词 1（01H）
传送原因 6（06H）=激活
公共地址（一般为子站站址）
信息体地址（低位） 0
信息体地址（高位） 0
复位命令（01H：进程的总复位）
帧校验和（CS）
16H

子站确认帧（C_RP_NA_1 ACTCON）
68H
L=9
L=9
68H
1
0
ACD
DFC
功能码0
链路地址域（子站站址）
类型标识 105（69H）
结构限定词 1（01H）
传送原因 7（07H）=确认激活
公共地址（一般为子站站址）
信息体地址（低位） 0
信息体地址（高位） 0
复位命令01H（进程的总复位）
帧校验和（CS）
16H

3.5链路测试

主站发送链路测试命令帧(C_TS_NA_1 ACT)
68H
L=10
L=10
68H
0
1
FCB
1
功能码2
链路地址域（子站站址）
类型标识 104（68H）
结构限定词 1（01H）
传送原因6=激活（86H）
公共地址
信息体地址（低位） 0
信息体地址（高位） 0
AAH
55H
帧校验和（CS）
16H

子站链路测试确认帧(C_TS_NA_1 ACTCON)
68H
L=10
L=10
68H
1
0
ACD
0
功能码0
链路地址域（子站站址）
类型标识 104（68H）
结构限定词 1（01H）
传送原因 7：激活确认（87H）
公共地址
信息体地址（低位） 0
信息体地址（高位） 0
AAH
55H
帧校验和（CS）
16H
3.6主站总召唤

3.6.1主站总召唤命令

主站总召唤命令帧（C_IC_NA_1 ACT）
68H
L=9
L=9
68H
0
1
FCB
1
功能码3（03H）
链路地址域（子站站址）
类型标识 100（64H）
结构限定词 1（01H）
传送原因 （6：激活，8：停止激活）
公共地址（一般为子站站址）
信息体地址（低位） 0
信息体地址（高位） 0
总召唤限定词（QOI）20（14H）
帧校验和（CS）
16H

3.6.2子站总召唤应答
主站向子站进行的总召唤功能是在初始化以后进行，或者定期进行总召唤。总召唤时请求子站传送所有过程变量的实际值。主站发送总召唤命令（C_IC_NA_1 ACT）后，子站向主站发送总召唤命令的镜象（C_IC_NA_1 ACTCON）确认。如果是肯定确认，则其传送原因为激活确认（7），如果是否定确认，则其传送原因为停止激活确认（9）。随后向主站发遥测帧、遥信帧和变压器分接头帧、子站远动终端状态帧和水位帧，子站的数据全部传送完后向子站发送总召唤结束帧。

子站确认帧（C_IC_NA_1 ACTCON）
68H
L=9
L=9
68H
1
0
ACD
0
功能码0（00H）
链路地址域（子站站址）
类型标识 100（64H）
结构限定词 1（01H）
传送原因
（7:激活确认,9:停止激活确认）
公共地址（子站站址）
信息体地址（低位） 0
信息体地址（高位） 0
总召唤限定词（QRP）20（14H）
帧校验和（CS）
16H
子站发送不带品质遥测帧（M_ME1_NA_1 CYCLIC）
68H
L=8+Num*2
L=8+Num*2
68H
1
0
ACD
0
功能码8（08H）
链路地址域（子站站址）
类型标识21（15H）=不带品质遥测
1
（D0-D6）为遥测数量Num
传送原因 =20（14H）
=响应总召唤
公共地址（子站站址）
（701H+该帧起始遥测号）的低位
（701H+该帧起始遥测号）的高位
遥测值1的低位
遥测值1的高位
遥测值2的低位
遥测值2的高位
。。。。。。
遥测值Num的低位
遥测值Num的高位
帧校验和（CS）
16H
遥测值说明：每个遥测量2个字节，D15为符号位。
遥测信息体地址范围：701H—900H。

子站发送带品质单点遥信帧（M_SP_NA_1 CYCLIC）
68H
L=8+Num
L=8+Num
68H
1
0
ACD
0
功能码8
链路地址域（子站站址）
类型标识1（01H）=不带时标遥信
1
（D0-D6）为遥信数量Num
传送原因 =20（14H）
=响应总召唤
公共地址（子站站址）
（1+该帧起始遥信号）的低位
（1+该帧起始遥信号）的高位
该帧第一个遥信的遥信状态
该帧第二个遥信的遥信状态
。。。。。。
该帧第Num个遥信的遥信状态
帧校验和（CS）
16H

不带时标遥信字格式：每个遥信1个字节。
IV
NT
SB
BL
0
0
0
SPI
说明：SPI遥信状态： D0=0：分
=1：合
IV、NT、SB、BL：DF1331程序中各项品质均为0。
遥信信息体地址范围：1H—400H。

子站发送总召唤结束帧（M_IC_NA_1 ACTTERM）
68H
L=9
L=9
68H
1
0
ACD
0
功能码8（08H）
链路地址域（子站站址）
类型标识 100（64H）
结构限定词 1（01H）
传送原因10 =激活结束
公共地址（子站站址）
信息体地址（低位） 0
信息体地址（高位） 0
总召唤限定词（QRP）20（14H）
帧校验和（CS）
16H

3.7召唤某一组数据
在总召唤过程中如果某一组数据没有被主站接收到，在总召唤结束后，主站向子站召唤没有收到的那一组。

主站召唤某一组数据的发送帧(C_IC_NA_1 CYCLICACT )
68H
L=9
L=9
68H
0
1
FCB
1
功能码11（0BH）
链路地址域（子站站址）
类型标识 100（64H）
结构限定词 1（01H）
传送原因5 = 请求
公共地址（子站站址）
信息体地址（低位） 0
信息体地址（高位） 0
召唤遥信、遥测、BCD码命令限定词（QOI）21（15H）--36（24H）
帧校验和（CS）
16H

子站收到召唤某一组数据的命令帧后，按照命令码限定词（21—28：为遥信帧1—8组；29—36：为遥测帧9—16组）确定发送遥测帧（M_ME1_NA_1 CYCLIC LPDU 21）或者遥信帧（M_SP_NA_1 CYCLIC LPDU 1）（区别在：发送原因为21—36。）。如果1帧发不完，分成数帧发送。

3.8对钟

主站时钟同步发送帧（C_CS_NA_1 ACT）
68H
L=15（0FH）
L=15（0FH）
68H
0
1
FCB
1
功能码3
链路地址域（子站站址）
类型标识 103（67H）
结构限定词 1（01H）
传送原因6 = 激活
公共地址
信息体地址（低位） 0
信息体地址（高位） 0
Miliseconds(D7—D0)
Miliseconds(D15—D8)
IV（D7）
RES1
Minutes(D5-D0)
SU（D7）
RES2
Hours(D4-D0)
DAY of WEEK
DAY of MONTH(D4-D0)
RES3
Month(D3—D0)
RES4
Years(D6—D0)
帧校验和（CS）
16H

说明：
IV=0：时间有效；IV=1：时间无效
SU=0：标准时间；SU=1：夏时制

子站时钟同步确认帧（C_CS_NA_1 ACTCON）
68H
L=15（0FH）
L=15（0FH）
68H
1
0
ACD
0
功能码0
链路地址域（子站站址）
类型标识 103（67H）
结构限定词 1（01H）
传送原因 7 = 激活
公共地址
信息体地址（低位） 0
信息体地址（高位） 0
Miliseconds(D7—D0)
Miliseconds(D15—D8)
IV(D7)
RES1
Minutes(D5-D0)
SU(D7)
RES2
Hours(D4-D0)
DAY of WEEK
DAY of MONTH(D4-D0)
RES3
Month(D3—D0)
RES4
Years(D6—D0)
帧校验和（CS）
16H

3.9召唤1级用户数据

3.9.1主站召唤

主站召唤1级用户数据发送帧（C_P1_NA_1）
10H
0
1
FCB
1
功能码10(0AH)
链路地址域（子站站址）
帧校验和（CS）
16H

3.9.2子站应答

1级用户数据分别为变位遥信、子站初始化结束报文和由读数命令所寻址的信息体数据，若存在1级数据分别向主站发送，不存在1级数据时发送的无所请求数据帧。

3.9.2.1 子站发送带单点遥信状态变位帧（M_SP_NA_1 SPONT）
68H
L=6+Num*3
L=6+Num*3
68H
1
0
ACD
0
功能码8（08H）
链路地址域（子站站址）
类型标识1（01H）=不带时标遥信
0
（D0-D6）为遥信数量Num
传送原因 =11（0BH）
应用服务数据单元公共地址（1）
（1+该帧变位遥信1地址）的低位
（1+该帧变位遥信1地址）的高位
变位遥信1的遥信状态
…………
（1+变位遥信Num地址）的低位
（1+变位遥信Num地址）的高位
变位遥信Num的遥信状态
帧校验和（CS）
16H
传送原因 =11：远程命令引起的发送信息

3.9.2.2 子站初始化结束报文的响应帧（M_EI_NA_1）
68H
L=9
L=9
68H
1
0
ACD
DFC
功能码8
链路地址域（子站站址）
类型标识70(46H)
可变结构限定词（01H）
传送原因 =4：初始化
公共地址
信息体地址的低位（00H）
信息体地址的高位（00H）
初始化原因COI（02H）
帧校验和（CS）
16H

*初始化原因COI的格式：

BS
UI（D6-D0）
说明：
UI：0—当地电源开关合上；1—当地手动复位；2—远方复位
BS：0—未改变当地参数的初始化；1—改变当地参数的初始化
3.9.2.3子站发送由读命令形成的1级用户数据帧（M_DATA_NA_1 SPONT）
当信息体地址为：1H—400H时, 子站发送遥信信息帧
68H
L=10
L=10
68H
1
1
FCB
0
功能码3（03H）
链路地址域（子站站址）
类型标识1（01H）=不带时标遥信
1
传送原因 =5（05H）=被请求
应用服务数据单元公共地址（1）
信息体地址低位
信息体地址高位
遥信字
品质描述限定词（0）
帧校验和（CS）
16H

当信息体地址为：701H—900H时,子站发送遥测信息帧
68H
L=11
L=11
68H
1
1
FCB
0
功能码3（03H）
链路地址域（子站站址）
类型标识9（09H）=测量值
1
传送原因=5（05H）=被请求
应用服务数据单元公共地址（1）
信息体地址低位
信息体地址高位
遥测值低位
遥测值高位
品质描述限定词（0）
帧校验和（CS）
16H

当信息体地址为：C01H—C80H时,子站发送电能脉冲计数量信息帧
68H
L=13(0DH)
L=13(0DH)
68H
1
1
FCB
0
功能码3（03H）
链路地址域（子站站址）
类型标识15（0FH）=电度
1
传送原因=5（05H）=被请求
应用服务数据单元公共地址（1）
信息体地址低位
信息体地址高位
电度值（D7—D0）
电度值（D15—D8）
电度值（D23—D16）
电度值（D31—D24）
品质描述限定词（0）
帧校验和（CS）
16H

3.9.2.4子站的状态变化响应帧
3.9.2.5 子站没有1级数据时发送的无所请求数据帧（M_NV_NA_1 ）
10H
1
0
0
0
功能码9（09H）
链路地址域（子站站址）
帧校验和（CS）
16H

3.10主站召唤2级用户数据
2级数据包括变化的遥测量、变压器分接头变化和SOE。
3.10.1主站召唤2级数据
主站召唤2级用户数据发送帧（C_P2_NA_1）
10H
0
1
FCB
1
功能码11(0BH)
链路地址域（子站站址）
帧校验和（CS）
16H

3.10.2子站应答
3.10.2.1子站有1级数据时，无论是否存在2级数据均发送无所请求数据的确认帧（M_NV_NA_1 ）

无所请求数据的确认帧（M_NV_NA_1 ）
10H
1
0
1
0
功能码9
链路地址域（子站站址）
帧校验和（CS）
16H
3.10.2.2 若子站无1级数据与2级数据时，子站以单个字符E5H回答。
3.10.2.3若子站只有2级数据，则依次向主站发送遥测、遥信的变化响应帧。

（1）子站发送不带品质遥测数据变化响应帧（M_ME_ND_1 SPONT）
68H
L=6+Num*4
L=6+Num*4
68H
1
0
ACD
0
功能码8（08H）
链路地址域（子站站址）
类型标识21（15H）=不带品质遥测
0
（D0-D6）为遥测数量Num
传送原因=5：被请求
应用服务数据单元公共地址（1）
701H+遥测1地址的低位
701H+遥测1地址的高位
遥测值1的低位
遥测值1的高位
。。。。。。
701H+遥测Num地址的低位
701H+遥测Num地址的高位
遥测值Num的低位
遥测值Num的高位
帧校验和（CS）
16H
遥测值说明：每个遥测量2个字节，D15为符号位。
遥测信息体地址范围：701H—900H。

（2）子站发送单点信息事件顺序记录帧分为短时标(无年月日时)和长时标（带年月日时)两种格式：（M_SP_TA_1 LPDU 2）
a:短时标格式

单点信息事件顺序记录帧（短时标格式）
68H
L=6+Num*6
L=6+Num*6
68H
1
0
ACD
DFC
功能码8（08H）
链路地址域（子站站址）
类型标识2（02H）
0
（D0-D6）为SOE数量Num
传送原因=5：被请求
应用服务数据单元公共地址（1）
1H+单点遥信1地址的低位
1H+单点遥信1地址的高位
遥信1的遥信字
Miliseconds(D7—D0)
Miliseconds(D15—D8)
IV
RES1
Minutes(D5—D0)
………..
1H+单点遥信Num地址的低位
1H+单点遥信Num地址的高位
遥信Num的遥信字
Miliseconds(D7—D0)
Miliseconds(D15—D8)
IV
RES1
Minutes(D5—D0)
帧校验和（CS）
16H
遥信字格式：每个遥信1个字节。
IV
NT
SB
BL
0
0
0
SPI
说明：SPI遥信状态： D0=0：分
=1：合
IV、NT、SB、BL：DF1331程序中各项品质均为0。
遥信信息体地址范围：1H—400H。

b:长时标格式*

单点信息事件顺序记录帧（长时标格式）
68H
L=6+Num*10
L=6+Num*10
68H
1
0
ACD
DFC
功能码8（08H）
链路地址域（子站站址）
类型标识2（02H）
0
（D0-D6）为SOE数量Num
传送原因 =5：被请求
应用服务数据单元公共地址（1）
1H+单点遥信1地址的低位
1H+单点遥信1地址的高位
遥信1的遥信字
Miliseconds(D7—D0)
Miliseconds(D15—D8)
IV
RES1
Minutes(D5—D0)
SU
RES2
Hours(D4—D0)
DAY of WEEK
DAY of MONTH(D4—D0)
RES3
Month(D3—D0)
RES4
Years(D6—D0)
………
1H+单点遥信Num地址的低位
1H+单点遥信Num地址的高位
遥信Num的遥信字
Miliseconds(D7—D0)
Miliseconds(D15—D8)
IV
RES1
Minutes(D5—D0)
SU
RES2
Hours(D4—D0)
DAY of WEEK
DAY of MONTH(D4—D0)
RES3
Month(D3—D0)
RES4
Years(D6—D0)
帧校验和（CS）
16H
说明：长时标格式为东方电子的自行规定，只用于本公司产品之间的通信。

3.11读数据过程

主站读子站某个数据时，发送读数据命令（C_RD_NA_1 ACT）；子站收到后，以其镜象命令（M_CON_NA_1）向主站回答，并将有关数据变为1级用户数据主动向主站发送(M_DATA_NA_A SPONT)。

主站读命令发送帧（C_RD_NA_1 ACT）
68H
L=8
L=8
68H
0
1
FCB
1
功能码3
链路地址域（子站站址）
类型标识 102（66H）
结构限定词 1（01H）
传送原因 5 = 请求
公共地址
信息体地址（低位）
信息体地址（高位）
帧校验和（CS）
16H
根据信息体地址的不同，子站将确定发送的1级用户数据是遥测、遥信、电度等。
范围如下：1H—400H：召唤遥信
701H--900H：召唤遥测
C01H—C80H：召唤电度

子站发送的读命令确认帧（M_CON_NA_1 ）
10H
1
0
ACD
0
功能码0（00H）
链路地址域（子站站址）
帧校验和（CS）
16H

3.12遥控操作过程
遥控操作过程：选择（预置）—确认（返校）—执行/撤消—执行/撤消 确认。

主站发送遥控命令帧（预置/执行）（C_DC_NA_1 ACT）
68H
L=9
L=9
68H
0
1
FCB
1
功能码3
链路地址域（子站站址）
类型标识 46（2EH）
结构限定词 1（01H）
传送原因6 = 激活
公共地址
B01H+遥控开关号（低位）
B01H+遥控开关号（高位）
遥控命令限定词（DCO）
帧校验和（CS）
16H
遥控信息体地址范围：B01H—B80H。
遥控命令限定词格式：
S/E
QU（D6-D2）
DCS（D1-D0）
说明：S/E：=0 ：执行
=1 ：选择（预置）
DCS =0 ：不允许
=1 ：分
=2 ：合
=3 ：不允许
QU : 暂未应用，缺省为0。
子站发送遥控命令确认帧（预置/执行）（C_DC_NA_1 ACTCON）
68H
L=9
L=9
68H
1
0
ACD
0
功能码0（00H）
链路地址域（子站站址）
类型标识 46（2EH）
结构限定词 1（01H）
传送原因7= 激活确认
公共地址 （1）
B01H+遥控开关号（低位）
B01H+遥控开关号（高位）
遥控命令限定词（DCO）
帧校验和（CS）
16H

主站发送遥控撤消命令帧（C_DC_NA_1 DEACT）
68H
L=9
L=9
68H
0
1
FCB
1
功能码3
链路地址域（子站站址）
类型标识 46（2EH）
结构限定词 1（01H）
传送原因 8=停止激活
公共地址
B01H+遥控开关号（低位）
B01H+遥控开关号（高位）
遥控命令限定词（DCO）
帧校验和（CS）
16H

子站发送遥控撤消命令确认帧（C_DC_NA_1 DEACTCON）
68H
L=9
L=9
68H
1
0
ACD
0
功能码0
链路地址域（子站站址）
类型标识 46（2EH）
结构限定词 1（01H）
传送原因9= 停止激活确认
公共地址 （1）
B01H+遥控开关号（低位）
B01H+遥控开关号（高位）
遥控命令限定词（DCO）