2024年2月19日发(作者:)

IEC103规约格式

1.基本报文格式

1.1固定帧长报文

10 H

CODE

ADDR

C S

16 H

注:代码和=控制域+地址域(不考虑溢出位,即256模和)

1.2可变帧长报文

启动字符

控制域

地址域

代码和

结束字符

68 H

Length

Length

68 H

CODE

ADDR

ASDU

C S

16 H

————

————

————

————

————

————

————

————

————

启动字符1(1byte)

长度(1byte)

长度(重复)(1byte)

启动字符2(重复)(1byte)

控制域(1byte)

地址域(1byte)

链路用户数据[(length-2)byte]

代码和(1byte)

结束字符(1byte)

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+2

1.3控制域定义

控制域分“主 从”和“从 主”两种情况。

(1) “主 从”报文的控制域

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

备用 PRM FCB FCV 功能码

0 1

每位的具体定义请参考详细103规约。

(2) “从 主”报文的控制域

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

备用 PRM ACD DFC 功能码

0 0

每位的具体定义请参考详细103规约。

1.4地址域

地址域为主站与之通信的从站地址,0-254:设备地址,255:广播地址。

2.

链路规约数据单元(LDPU)

控制方向:从控制系统到继电保护设备(或间隔单元)的传输方向。

监视方向:从继电保护设备(或间隔单元)到控制系统的传输方向。

2.1控制方向

 复位帧计数位

 复位通信单元

 召唤1级数据

 召唤2级用户数据 请求链路状态

2.2监视方向

 确认帧:

10H

47H

链路地址域

帧校验和(CS)

16H

10H

40H

链路地址域

帧校验和(CS)

16H

10H

0 1 FCB 1 1 0 1 0

链路地址域

帧校验和(CS)

16H

10H

0 1 FCB 1 1 0 1 1

链路地址域

帧校验和(CS)

16H

10H

0 1 FCB 0 1 0 0 1

链路地址域

帧校验和(CS)

16H

10H

0 0 ACD DFC 0 0 0 0

链路地址域

帧校验和(CS)

16H

 忙帧:

10H

0 0 ACD DFC 0 0 0 1

链路地址域

帧校验和(CS)

16H

 无所要求的数据帧回答:

10H

0 0 ACD DFC 1 0 0 1

链路地址域

帧校验和(CS)

16H

 链路状态响应帧:

10H

0 0 ACD DFC * * * *

链路地址域

帧校验和(CS)

16H

图中*表示:=<11>=链路工作正常,:=<14>=链路服务未工作,:=<11>=链路服务未实现。

2.3可变帧长的链路规约数据单元LDPU

LDPU由两部分组成:链路控制规约信息(LPCI)和应用服务数据单元(ASDU)。ASDU即是指可变帧长帧格式中的链路用户数据,而LPCI则是指可变帧长帧格式中除链路用户数据外的其他部分。

ASDU的一般格式

数据

单元

标识

ASDU_ADDR

FUN

INF

信息元

……

TYPE

VSQ

COT

ASDU类型标识(1 byte)

可变结构限定词

传送原因

应用服务数据单元公共地址

功能类型

信息序号

类型标识、可变结构限定词等的具体定义请参考详细规约。

3常用ASDUs的定义和报文举例

3.1初始化及总召唤

ASDU5标识报文

类型标识TYP

VSQ

传送原因COT

ASDU—ADDR

功能类型FUN

信息序号INF

兼容级别COL

05H

81H

03H/04/05H

ADDR

FUN

02H/03H/04H

3

ASCII字符1

ASCII字符2

ASCII字符3

ASCII字符4

ASCII字符5

ASCII字符6

ASCII字符7

ASCII字符8

自由赋值

自由赋值

自由赋值

自由赋值

03H=复位帧记数位FCB;

04H=复位通信单元;05H=启动/重新启动

由具体装置的FUN而定

02 H=复位帧记数位FCB;03H=复位通信单元CU;04H=启动/重新启动

3=采用通用服务

ASCII字符用作设备制造厂的名字。

可由制造厂自由赋值

ASDU6对时

类型标识TYP

VSQ

传送原因COT

ASDU—ADDR

功能类型FUN

信息序号INF

06H

81H

08H

FFH(或装置地址)

FFH

00H

D7 时标ms D0

D15 D8

IV

7个8位位组时间

D7~D5周某天

备用

备用

SU

备用

备用

时标min(D0-D5) 分钟,IV=0为有效;=1无效

时标h小时,su为夏时制标志

08H=时间同步

广播方式(或点对点方式)

全局功能GLB (255)

时间同步

2个字节的二进制毫秒时间(低字节在前)

(D0-D4)

D0~D4天数

D3~D0月

D6~D0年

如果是广播方式不需回应,点对点方式为原报文回复

ASDU7启动总查询

类型标识TYP

VSQ

传送原因COT

07H

81H

09H

总查询(总召唤)的启动

ASDU—ADDR

功能类型FUN

信息序号INF

扫描序号SCN

ADDR

FF H

00 H

SCN

FUN=255全局功能类型,对所有系统服务一样

INF=0全局功能类型,对所有系统服务一样

子站的总查询应答报文中附加信息

ASDU8总查询结束(终止)

类型标识TYP

VSQ

传送原因COT

ASDU—ADDR

功能类型FUN

信息序号INF

扫描序号SCN

08H

81H

0aH

ADDR

FF H

00 H

SCN

总查询(总召唤)的终止

FUN=255全局功能类型,对所有系统服务一样

INF=0全局功能类型,对所有系统服务一样

=启动该次总查询的ASDU7中的SCN

ASDU21启动通用分类服务总查询

类型标识TYP

VSQ

传送原因COT

ASDU—ADDR

功能类型FUN

15H

81H

09H

ADDR

FE H

总查询(总召唤)的启动

FUN=254通用分类服务功能类型,对所有系统服务一样

信息序号INF F5 H INF=245通用分类服务总召唤命令,对所有系统服务一样

返回信息序号RII

通用分类标识数目NOG

0

该报文中所包含的信息元素的数目,此处为0

X 子站的总查询应答报文中附加信息

ASDU10通用分类服务总查询结束

类型标识TYP

VSQ

传送原因COT

ASDU—ADDR

功能类型FUN

0AH

81H

0AH

ADDR

FE H

总查询(总召唤)终止

FUN=254通用分类服务功能类型,对所有系统服务一样

信息序号INF F5 H INF=245通用分类服务总召唤命令,对所有系统服务一样

返回信息序号RII

数目=NO:=UI6[1~6]

通用分类数据集数目NGD

0 0 0

无数据

计数器位=COUNT:具有相同返回信息标识符的应用数据单元的一位计数器位。

X 子站的总查询应答报文中附加信息

后续状态位=CONT::后面未跟具有相同返回信息标识符的应用服务数据单元;

报文示例:

主:10 40 32 72 16

子:10 20 32 52 16

主:10 7a 32 ac 16

复位通信单元

确认帧,置ACD位

召唤一级用户数据

(1)(2)(3)(4)(5)子:68 39 39 68 28 32 05 81 04 32 80 03 03 cb c4 b7 bd bc cc b1 a3 d7 d4 b6 af bb

af d3 d0 cf de c4 b8 b2 ee b1 a3 bb a4 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20

20 20 20 d4 16 标识报文

(1)类型标识 (2)传送原因,复位通信单元 (3)信息序号 (4)兼容级别 (5)ASCII字符

主:68 09 09 68 53 32 07 81 09 32 ff 00 00 47 16

子:10 20 32 52 16

(5)扫描序号

主:10 5a 32 8c 16

ASDU1报文

(1)类型标识 (2)传送原因 (3)信息序号 (4)开关量状态(DPI)

(5)四字节时间组 (6)扫描序号

主:10 7a 32 ac 16 召唤一级用户数据

(1)(2)(3)(4)(1)(2)(3)(4)(5)总召唤

确认帧

(1)控制域,发送确认帧 (2)类型标识 (3)传送原因 (4)功能码,全局功能类召唤一级用户数据

(1)(2)(3)(4)(5)(6)子:68 0e 0e 68 28 32 01 81 09 32 80 80 01 05 6a 0c 01 00 94 16 上送子:68 09 09 68 08 32 08 81 0a 32 ff 00 00 fe 16

(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)总召唤结束

(8)(1)类型标识 (2)传送原因 (3)功能码 (4)扫描序号

主:68 0d 0d 68 53 32 15 81 2a 32 fe f5 00 01 09 00 01 75 16

服务总召唤

子: 10 20 32 52 16

类服务总查询

(5)返回信息标识符 (6)通用分类个数(NOG) (7)通用分类标识序号(GIN)

(8)描述类别,实际值

主:10 7a 32 ac 16 召唤一级用户数据

(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10) 通用分类确认帧

(1)类型标识 (2)传送原因 (3)功能码,通用分类服务 (4)信息序号,通用分子:68 d2 d2 68 28 32 0a 81 2a 32 fe f1 00 94 09 01 01 07 04 01 00 00 91 3b

09 02 01 07 04 01 00 00 00 80 09 03 01 07 04 01 00 00 60 39 09 04 01 07 04 01 00 00 00 80 09 05

01 07 04 01 00 00 7c 3a 09 06 01 07 04 01 00 00 00 80 09 07 01 07 04 01 00 00 7e 3b 09 08 01 07

04 01 00 00 00 80 09 09 01 07 04 01 00 00 7a 3b 09 0a 01 07 04 01 00 00 00 80 09 0b 01 07 04 01

00 00 c9 3b 09 0c 01 07 04 01 00 00 00 80 09 0d 01 07 04 01 00 00 89 3b 09 0e 01 07 04 01 00 00

00 80 09 0f 01 07 04 01 00 00 c1 3b 09 10 01 07 04 01 00 00 00 80 09 11 01 07 04 01 00 00 84 3b

09 12 01 07 04 01 00 00 00 80 09 13 01 07 04 01 00 00 c4 3b 09 14 01 07 04 01 00 00 00 80 59 16 通用分类服务响应

(1)类型标识 (2)传送原因 (3)功能码,通用分类服务 (4)信息序号

(5)返回信息标识符 (6)通用分类个数(NOG) (7)通用分类标识序号(GIN)

(8)描述类别,实际值 (9)通用分类数据描述(GDD) (10)数据内容

主:10 7a 32 ac 16 召唤一级用户数据

子:68 0a 0a 68 08 32 0a 81 0a 32 fe f5 00 00 f4 16

信息序号

(5) 返回信息标识符 (6)通用分类个数(NOG)

主:10 5b 0f 6a 16 总控要2级数据

主:10 5b 0f 6a 16 在50ms内,总控未收到应答报文。不改变FCB状态,重发。

主:10 5b 0f 6a 16 不改变FCB状态,再次重发。

主:10 47 0f 56 16 超时重发3遍后,发送复位桢记数位(FCB、FCV都为0,功能码为7代表FCB)

主:10 40 0f 4f 16 复位通讯单元(CU)(FCB、FCV都为0,功能码为0代表CU)

主:10 40 0f 4f 16 复位通讯单元(CU)

3.2遥信

总查询过程:主站向装置发总查询命令,装置以确认帧回答后,再将总查询信息转成1级用户数据后,在当前上送报文里的要求访问位(ACD)置1。主站收到ACD=1后,向装置查询1级数据,装置以ASDU(传输原因为总查询)上送遥信量(包括遥信量及软压板状态)。已运行正常以后,主站按一定时间间隔(约15分钟)启动总查询。在两次总查询间隔过程中,主站轮询各装置2级数据,装置一旦检测到发生遥信变位,则把上送2级数据报文ACD置1,通知主站查询1级数据。装置通过ASDU 上送变位遥信,同时也是该变位遥信的SOE; 如果变位的是事故报文,则装置通过ASDU 上送报文。

注:各个厂家的装置上送全遥信、变位遥信、SOE等的ASDU不同,以南瑞保护为例,报文如下:

总查询

主:68 09 09 68 73 0F 07 81 09 0F FF 00 04 25 16 对装置15启动总查询

ASDU FUN,INF

控制域:FCB,FCV=1 原因:总查询

发送确认桢 VSQ 扫描序号SCN

子:10 10 0F 1F 16 装置15确认总查询。注意控制域中DFC(数据流控制位)置1。

主:10 5b 0f 6a 16 总控对装置继续要2级数据。注意1)报文中FCB=1,总控正确接收到装置的确认报文后,下一桢报文把FCB状态反转, 2)报文中FCB=0。

子:68 16 16 68 28 0f 32 07 02 0f 01 5c f8 ff f8 ff 00 00 f8 ff f8 ff f8

ff f8 ff 88 16 控制域ACD=1

装置组织好总查询信息后,上送2级数据时,把要求访问位ACD置1,通知主站要1级数据

主:10 7a 0f 89 16 总控对装置15 要1级数据。

子:68 13 13 68 28 0f 2C 02 09 0f 01 95 00 00 ff ff 00 00 00 7f 00

00 04 94 16 FUN INF 第2个信息元

ASDU44

2组信息 1~16个遥信状态为0

传送原因 从上次查询状态都改变过 附加信息SIN

总查询

变位遥信及SOE上送:

主:10 5b 0f 6a 16 正常状态, 总控对装置不断查询2级数据。

子:68 16 16 68 28 0f 32 07 02 0f 01 5c f8 ff f8 ff 00 00 f8 ff f8

ff f8 ff f8 ff 88 16 ACD=1,装置请求总控查询1级数据。

(1)(2)(3)(4)(5)(6)通用分类服务总召唤结束

(1)类型标识 (2)传送原因,通用分类服务结束 (3)功能码,通用分类服务 (4)

主:10 7a 0f 89 16 总控要1级数据。

子:68 0a 0a 68 28 0f 28 81 01 0f 01 96 01 00 88 16 装置上送开入2变位遥信 FUN INF 附加信息SIN,此处无意义

ACD=1 开入2

ASDU40 单点信息

传送原因 状态为合

突发报文

主:10 5a 0f 69 16 因为变位遥信上送报文里ACD置1,所以总控继续要1级数据。

子:68 0e 0e 68 08 0f 29 81 01 0f 01 96 01 18 71 08 0e 01 09 16上送开入2的SOE

ACD=0 FUN INF 4字节2进制时间:14点08

ASDU41传送原因 开入2 分28952ms

突发报文 单点信息

状态为合

3.3遥测

遥测量的采集是通过通用分类服务功能实现的。通用分类服务总召唤过程:主站向装置发通用分类服务总召唤命令ASDU,装置以确认帧回答后,再将总查询信息转成1级用户数据后,在当前上送报文里的要求访问位(ACD)置1。主站收到ACD=1后,向装置查询1级数据。装置以 ASDU上送全遥测。运行正常以后,主站按一定时间间隔启动通用分类服务总召唤。在两次总查询间隔过程中,主站轮询各装置2级数据,装置一旦检测到发生遥测越限,则把越限的遥测量转化成2级数据,通知主站查询2级数据。装置通过ASDU 上送越限遥测(COT=1)。

以四方装置为例,传输报文如下:

主:68 0d 0d 68 73 32 15 81 2a 32 fe f1 00 01 09 00 01 91 16

服务组召唤

子:10 20 32 52 16 确认帧

(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7) 通用分类(1)类型标识 (2)传送原因 (3)信息序号,召唤单组所有条目 (4)返回信息标识符 (5)通用分类个数(NOG) (6)通用分类标识序号(GIN) (7)描述类别,实际值

主:10 5a 32 8c 16

(1)召唤一级数据

(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)子:68 d2 d2 68 28 32 0a 81 2a 32 fe f1 00 94 09 01 01 07 04 01 00 00 56 3b

09 02 01 07 04 01 00 00 00 80 09 03 01 07 04 01 00 00 7e 3b 09 04 01 07 04 01 00 00 00 80 09 05

01 07 04 01 00 00 01 3b 09 06 01 07 04 01 00 00 00 80 09 07 01 07 04 01 00 00 e3 3b 09 08 01 07

04 01 00 00 00 80 09 09 01 07 04 01 00 00 3f 3b 09 0a 01 07 04 01 00 00 00 80 09 0b 01 07 04 01

00 00 4f 3b 09 0c 01 07 04 01 00 00 00 80 09 0d 01 07 04 01 00 00 b0 3a 09 0e 01 07 04 01 00 00

00 80 09 0f 01 07 04 01 00 00 8c 3b 09 10 01 07 04 01 00 00 00 80 09 11 01 07 04 01 00 00 15 3b

09 12 01 07 04 01 00 00 00 80 09 13 01 07 04 01 00 00 a6 3a 09 14 01 07 04 01 00 00 00 80 d7 16 通用分类服务响应

(1)类型标识 (2)传送原因 (3)功能码,通用分类服务 (4)信息序号,整组召唤

(5)返回信息标识符 (6)通用分类个数(NOG) (7)通用分类标识序号(GIN)

(8)描述类别,实际值 (9)通用分类数据描述(GDD) (10)数据内容

3.4遥控

制系统向间隔单元发遥控选择桢。间隔单元正确接收以后,以遥控选择桢的镜像回送控制系统。系统接收正确后,向间隔单元发执行桢,间隔单元正确接收以后,以执行桢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桢,间隔单元正确接收以后,以撤消桢的镜像回送控制系统,并将接收到的选择桢撤消。

以南瑞装置为例,报文如下:

遥控选择

主:68 0a 0a 68 73 01 40 01 0c 01 01 30 81 00 74 16 总控下发遥控选择命令

ASDU RII

传送原因 DCS=1遥控分,QU=0

远方操作 S/E=1,ACT=0遥控选择

遥控点的

FUN及INF

子:10 10 01 11 16 装置确认

主:10 5b 01 5c 16 总控继续要2级数据

子:68 24 24 68 28 01 32 0e 02 01 01 5c 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 e8 ff 00 00 00 00

00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 a0 6a ba 16 装置回答2级数据,ACD置1请求总控查询1级数据

主:10 7a 01 7b 16 总控查询1级数据

子:68 0a 0a 68 08 01 40 01 0c 01 01 30 81 00 09 16 装置以遥控选择桢的镜像回送总控,只是控制域 ASDU

传送原因 RII

远方操作 DCS=1遥控分,QU=0

/E=1,ACT=0遥控选择

遥控执行

主:68 0a 0a 68 53 01 40 01 0c 01 01 30 01 00 d4 16 总控下发遥控执行命令

ASDU RII

传送原因 DCS=1遥控分,QU=0

远方操作 S/E=0,ACT=0遥控执行

子:10 10 01 11 16 装置确认

主:10 7a 01 7b 16 总控查询1级数据

子:68 0a 0a 68 08 01 40 01 0c 01 01 30 01 00 89 16 装置以遥控执行桢的镜像回送总控,只 遥控撤消

主:68 0a 0a 68 53 01 40 01 0c 01 01 30 c1 00 94 16 总控下发遥控撤消命令

ASDU DCS=1遥控分

S/E=1,ACT=1遥控撤消

子:10 10 01 11 16 装置确认

主:10 7a 01 7b 16 总控查询1级数据

子:68 0a 0a 68 08 01 40 01 0c 01 01 30 c1 00 49 16 装置以遥控撤消桢的镜像回送总控。

ASDU DCS=1遥控分

S/E=1,ACT=1遥控撤消

3.5遥脉

电度传输采取主站定时采集方式。控制系统首先向间隔单元发送读取一个条目所有值得命令召唤电度量,间隔单元确认后,将冻结的电度量变成1级用户数据同时把本单元的请求召唤一级数据标志(ACD)是控制域

置1,总控向间隔单元查询1级数据,间隔单元以把脉冲电度上送(包括积分电度)。

电度量不形成突发报文,也不响应通用分类服务总召唤。

报文举例:

主:68 0D 0D 68 73 32 15 81 2A 32 FE F1 00 01 0E 00 01 96 16

子:10 20 32 52 16 确认帧

(1)类型标识 (2)传送原因,通用分类服务读命令 (3)功能类型:通用分类服务

(4)信息序号:读一个组全部条目的值/属性 (5)通用分类标识数目

(6)通用分类标识序号 (7)描述类别:实际值

主:10 5A 32 8C 16

(7)(8)(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)召唤一级数据

(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(6)(6)(7)(8)(6)(7)(8)子:68 2F 2F 68 08 32 0A 81 2A 32 FE F1 00 04 0E 00 01 03 01 01 04 0E 01 01

03 04 01 00 00 00 00 0E 02 01 07 04 01 0C 8F 6C 3D 0E 03 01 07 04 01 A7 31 35 3C 0C

16

(1)类型标识 (2)传送原因,通用分类服务读命令有效数据响应 (3)功能类型:通用分类服务 (4)信息序号:读一个组全部条目的值/属性 (5)通用分类标识数目(6)通用分类标识序号 (7)描述类别 (8)通用分类表示数据

3.6对时

对时有两种方式:广播方式和一对一方式。两种方式的不同之处在于:广播方式报文中的地域为0XFF,而点对点方式中的地址域为特定的装置地址;另一方面就是广播方式下,装置在接到对时报文后只是根据报文校时而不做报文的回复,但点对点方式中装置除了根据报文校时外,还会对主站以镜像报文回复。

主站在对装置初始化完成后进行一次对时,在随后按照一定的时间间隔对装置进行时间同步。

报文举例:

广播方式

主:68 0F 0F 68 44 FF 06 81 08 FF FF 00 B1 9B 1B 0F 1E 05 05 6E 16

(1)类型标识 (2)传送原因,时间同步 (3)信息标识符,系统信息

(4) 七个八位位组时间05/30/05 15:27:39.857

(1)(2)(3)(4)点对点方式

主:68 0F 0F 68 73 32 06 81 08 32 FF 00 D3 4B 1C 0F 1E 05 05 D6 16

子:10 20 32 52 16 确认帧

(1)类型标识 (2)传送原因,时间同步 (3)装置地址:50 (4)信息标识符,系统信息 (5)七个八位位组时间05/30/05 15:28:19.411

主:10 5A 32 8C 16

3.7复归

控制系统向间隔单元发一般命令帧。间隔单元接收正确以后,如果该报文是以点对点的方式发送的,装置以应用数据单元1帧响应,该帧与命令帧有着相同的返回标识符(RII),该帧中的状态信息(DPI)是无关的。如果命令帧是以广播方式传输,则装置只执行不发响应报文

报文举例:

广播方式

主:68 0A 0A 68 53 ff 14 81 14 ff ff 13 02 00 0E 16

(5)返回信息序号

点对点方式

(1)(2)(3)(4)(5)(3)(1)(2)(3)(4)(5)召唤一级数据

子:68 0F 0F 68 08 32 06 81 08 32 FF 00 D3 4B 1C 0F 1E 05 05 6B 16

复归命令

(1)类型标识 (2)传送原因,固定为20 (3)功能类型 (4)信息序号,固定为19

主:68 0a 0a 68 53 32 14 81 14 32 ff 13 02 00 74 16

子:10 20 32 52 16

(5)返回信息序号

主:10 7a 32 ac 16

命令

(1)类型标识 (2)信息序号 (3)四字节时间组 (4)返回信息序号

召唤一级数据

(1)(2)(3)(4)(1)(2)(3)(4)(5) 复归命令

确认帧

(1)类型标识 (2)传送原因,固定为20 (3)功能类型 (4)信息序号,固定为19

子:68 0e 0e 68 08 32 01 81 14 32 ff 13 02 b9 08 1e 08 00 fd 16 装置相应复归(完)