(版本号:1.1)
1、概述
本文描述了PLC监控模块应用于直流屏时向上级监控设备提供的通讯协议(规约),通过本协议可以获取直流屏的各种运行参数,控制直流屏的运行方式,从而方便地实现四遥功能。
2、适用范围
本文适用于采用通讯方式接入我公司直流屏设备的各自动化厂家。
3、引用标准
本文遵守中华人民共和国电力行业标准(DL 451—91)循环式远动规约标准。
4、术语定义
状态量:用于描述系统运行时的采集量,取值为有限的几个值,并不表示系统的故障情况。在本协议中一般指交流当前工作路号、系统控制方式、电池充电状态、充电模块控制方式、充电模块开/关机状态等五个量,在本协议的遥信量中包括了此类量。
告警量:用于描述系统处于异常时的采集量,取值为0或1,当取值为1时表示系统有故障存在。在本协议上送遥信量中的大部分都是此类量。
5、物理接口
5.1、串行通讯口
提供RS232、RS485、RS422三种串行通讯方式(注:在RS485方式下,只支持遥测和遥信命令,不支持遥调和遥控命令)。 5.2、数据传输速率
提供600、1200、2400、4800、9600(缺省值)、19200、38400
七种通讯波特率。 5.3、字符格式
采用无校验位、8位数据位、1位停止位的异步串行通讯格式。
1
6、帧
6.1、帧结构
帧结构如图1所示,每帧都以同步字开头,随后发送1个控制字和多个信息字,信息字的个数是可变的,其数值在控制字中有描述。
同步字 控制字 信息字1 …… 信息字n 图1、帧结构
6.2、同步字
本协议的同步字按发送的先后顺序为:EB、90、EB、90、EB、90。 控制字共有B7~B126个字节,其组成如图2所示。 E:扩展位
当E=0时使用表2已定义的帧类别码;当E=1时帧类别码可另行定义,以便扩展功能。在本协议中,此位总是为0。
L:帧长定义位
当L=0时表示本帧信息字数n为0,即本帧没有信息字; 当L=1时表示本帧有信息字。 在本协议中,此位总是为1。
b7 b0
控制字节 帧类别码 信息字数 源站址 目的站址 校验码
图2 控制字组成
b7 b0
E L S D 0 0 0 1 图3 控制字节
S:源站址定义位, D:目的站址定义位
6.3.2 S与D在上行及下行信息中的定义说明:
在上行信息中,S=1表示控制字中源站址有内容,源站址字节即代表信息始发站的站号,即直流屏的本机地址;D=1表示目的的站址字节有内容,
B7字节
B8 B9 B10 B11 B12
6.3、控制字
6.3.1 控制字节说明(如图3所示):
2
目的站址字节代表主站站号。在本协议的上行信息中,S位总是为1,D位总是为1。
在下行信息中,S=1表示源站址字节有内容,源站址字节代表主站站号;D=1表示目的站址字节有内容,即直流屏的本机地址。在本协议的下行信息中,D位必须为1,否则直流屏将不会执行下行命令。
以上所述的上行信息和下信息中若同时S=0,D=0,则表示源站址和目的的站址无意义。 6.3.3 源站址和目的站址说明
在上行信息中,源站址是直流屏地址,即PSM-A监控模块面板显示中的本机地址,其取值范围为1~2,目的站址固定为01。在下行信息中,源站址是指后台主机的地址,目的站址必须是直流屏的地址,若目的地址不正确,则下行命令将不会执行。 6.4、校验码
本协议采用CRC校验,校验多项式为G(X)=X8+X2+X+1,对每个控制字或信息字的前5个字节进行CRC校验,生成一个8位的余数,该余数取反后即可作为校验码尾随前5字节发送。计算方法如下:将每个控制字或信息字中的前5个字节按从低到高的顺序排列,每个字节的位从高到低排列,构成一个位流,在这个位流的后面加上8个0,从而得到一个48位的位流。例如,对某个信息字有B0-B5共6个字节,每个字节8位分别为bi7-bi0(i为字节序号,取值范围0~4),则按上面的方法得到的位序列为b07b06...b00,b17b16..b10,...,b47b47...b40,00000000,用校验多项式107H (X^8+X^2+X+1)作为除数去除这个码流,相除时不做减法而做异或,最后得到一个8位的余数,将这个8位的余数取反后或到48位的码流的尾部,即可得到一个带8位CRC校验码的48位序列。 6.5、帧类别
本协议定义的帧类别码及其含义见表2
表1 帧类别代号定义表 帧类别代号 61H C2H B3H F4H 57H 定义 上行 E=0 重要遥测(A帧) 次要遥测(B帧) 一般遥测(C帧) 遥信状态(D1帧) 设定命令 下行 E=0 遥控选择 遥控执行 遥控撤消 3
6.6、信息字数
信息字数n表示该帧中所含信息字数量,即信息字1至信息字n的总数,n=0表示无信息字。6.7 帧系列及信息字传送规则
6.7.1、对于遥测量,本协议按定时方式循环发送A帧(重要遥测)、B帧(次要遥测)、C帧(一般遥测)的内容,定时时长分别为:3秒、6秒、20秒。 6.7.2、对于遥信量,本协议按插入方式循环发送,即在A、B、C帧的发送时间间隙发送。 遥信信息字中不含子站工作状态信息,遥信变位时也不作处理。
6.7.3、对于遥控命令的返校信息,采用插入的方式进行发送。
7、信息字 7.1、信息字结构
每个信息字由Bn~ Bn+56个字节构成:功能码1个字节,信息和数据码共4个字节,检验码1个字节,其通用格式如图4所示。
功能码 Bn
b7 …… b0 Bn+1 b7 …… b0 Bn+2 b7 …… b0 Bn+3 b7 …… b0 Bn+4
校验码 Bn+5
图4 信息字通用格式
7.2、功能码定义
本协议用到的功能码分配见表3。
表2 功能码分配表
功能码代号 00H ~7FH E0H E1H E2H E3H E8H F0H~FFH
字数 128 1 1 1 1 1 16 用途 遥测 遥控选择(下行) 遥控返校(上行) 遥控执行(下行) 遥控撤消(下行) 设定命令(下行) 遥信 4
7.3 遥测信息字格式
遥测信息字格式见图5A。
功能码(00H~7FH) b7 … b0 b15 b14 × × b11 … b8 b7 … b0 b15 b14 × × b711 … b8 校验码 图5A 遥测信息字格
说明:
(1)每个信息字传送两路遥测量;
(2)b11~b0传送一路模拟量,以二进制码表示,b11=0时为正数,b11=1(3)b14=1表示溢出,b15=1表示无效。
总加遥测信息字格式见图5B。
b7 b0 功能码(86H~H) b7 … b0 b15 b14 × × b11 … b8 b7 … b0 b15 b14 × × b711 … b8 校验码 时为负数,以2的补码表示负数; 7.4 总加遥测信息字格式
图5B 遥测信息字格
说明:
(1)每个信息字传送两路遥测量;
(2)b15~b0传送一路模拟量,以二进制码表示,b15=0时为正数,b15=1
时为负数,以2的补码表示负数; 7.5 遥信信息字格式
遥信信息字格式见图6。 b7 b0 功能码(F0H~FFH) b7 … b0 b15 … b8 b7 … b0 b15 … b8 校验码 Bn Bn+1 Bn+2 Bn+3 Bn+4 Bn+5 图6 遥信信息字格式
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8 命令格式
8.1 遥控命令
遥控过程及遥控帧结构如图7所示。遥控命令控制字和控制字节格式见图8。遥控过程的信息字格式见图9。
遥控命令后台遥控执行命令(或撤消命令)直流屏遥控返校执行(a)
同步字 控制字 信息字 信息字 信息字
此三个信息字内容相同
(b)
图7 遥控过程及帧结构
b7 b0
控制字节(71H) B7字节
帧类别(61选择) B8 (C2H执行) (B3H撤消) B9 信息字数(03H) B10 源站址(××H) B11 目的站址(××H) B12 校检码
b7 b0 0 1 1 1 0 0 0 1 E L S D
(a) (b)
图8 遥控命令和控制字格式 (a)控制字格式;(b)控制字节格式
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b7 b0 b7 b0 功能码(E0H) Bn字节 功能码(E1H) Bn字节
Bn+1 Bn+1 合/分 合/分/错 (CCH/33H) CCH/33H/FFH) Bn+2 Bn+2 开关序号 开关序号 Bn+3 Bn+3 合/分(重复) 合/分/错(重复) Bn+4 开关序号(重复) Bn+4 开关序号(重复) Bn+5 Bn+5 校验码 校验码
(a) (b) b7 b0 b7 b0 功能码(E2H) Bn字节 功能码(E3H) Bn字节
Bn+1 Bn+1 执行(AAH) 撤消(55H) Bn+2 Bn+2 开关序号 开关序号 Bn+3 Bn+3 执行(重复) 撤消(重复) Bn+4 开关序号(重复) Bn+4 开关序号(重复) Bn+5 Bn+5 校验码 校验码
(c)
(d)
图9 遥控过程的信息字格式
(a)遥控选择(下行) (b)遥控返校(上行) (c)遥控执行(下行) (d)遥控撤消(下行)
8.2 设定命令
设定命令控制字格式同8.1条遥控命令,但设定命令只有一个下行帧,无返校、执行和撤消命令帧。控制字的帧类别改为57H,其信息字格式如图10所示。
说明:
(1)开关序号为二进制码。
(2)遥控返校字为上行信息,随机插在上行信息中不跨帧地连送三遍; (3)开关操作将由直流屏进行检查,若不能进行操作则把Bn+1字节内(4)遥控返校后若超时30秒未收到下行的遥控执行命令,本次命令便
容改为FFH; 自动撤消;
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b7 b0 功能码(E8H) Bn字节
Bn+1 设定(C3H) Bn+2 对象号 Bn+3 设点数(低) b7 … b0 Bn+4 设点数(高) ××××b11 … b8 Bn+5 校检码 图10 设定命令(下行)
说明:
(1) 对象号为二进制码;
(2)设点数为12进制码,不乘以系数,负数以2的补码表示;
9 自定义部分
9.1遥测量:
帧类别码为0x61,控制字节为0x71,用一帧数据完成发送。其功能码和信息字定义见表3。
表3 遥测信息字定义
功能码 0x00 0x01 0x02 0x03 0x04 0x05 0x06 0x07 0x08 0x09 0x0A 0x0B 0x0C 0x0D 0x0E 0x0F 0x10 0x11 信息字遥测量1 一路交流A相电压 一路交流C相电压 二路交流B相电压 充电整流模块输出电压 控制母线输出电压 电池组电压 电池组温度 母线负对地接地电阻 1-18组电池端电压 2(/10) 1-18组电池端电压 4(/10) 1-18组电池端电压 6(/10) 1-18组电池端电压 8(/10) 1-18组电池端电压 10(/10) 1-18组电池端电压 12(/10) 1-18组电池端电压 14(/10) 1-18组电池端电压 16(/10) 1-18组电池端电压 18(/10) 站用电柜交流Ua 信息字遥测量2 一路交流B相电压 二路交流A相电压 二路交流C相电压 充电整流模块输出电流(/10) 控制母线输出电流(/10) 电池组电流(/10) 母线正对地接地电阻 1-18组电池端电压 1(/10) 1-18组电池端电压 3(/10) 1-18组电池端电压 5(/10) 1-18组电池端电压 7(/10) 1-18组电池端电压 9(/10) 1-18组电池端电压 11(/10) 1-18组电池端电压 13(/10) 1-18组电池端电压 15(/10) 1-18组电池端电压 17(/10) 站用电柜交流Ub 8
0x12 0x13
9.2遥信量:
站用电柜交流Uc 站用电柜交流Ib 站用电柜交流Ia 站用电柜交流Ic 帧类别码为0xF4,控制字节为0x71,用一帧数据完成发送。其功能码和信息字定义见表4。
表4 遥信信息字定义
功能码 遥信量1 0XF0 MB1 M1.0 1#整流模块故障 =1 M1.1 2#整流模块故障 =1 M1.2 3#整流模块故障 =1 M1.3 4#整流模块故障 =1 M1.4 5#整流模块故障 =1 M1.5 6#整流模块故障 =1 M1.6 7#整流模块故障 =1 M1.7 8#整流模块故障 =1 M2.0 单体电池电压异常 =1 M2.1 避雷器故障 =1 M2.2 电池熔丝故障 =1 M2.3 输出开关故障 =1 M2.4 交流一路失电 =1 M2.5 交流二路失电 =1 M2.6 控制电压过高 =1 M2.7 控制电压过低 =1
遥信量2 MB2 遥信量3 遥信量4 MB3 MB4 M3.0 母线直流接地 =1 M3.1 站用电柜故障 =1 M3.2 高压柜故障 =1 M3.3 电池过压 =1 M3.4 电池欠压 =1
M3.5 M3.6 M3.7
M4.0 交流一路供电 =1 M4.1 交流二路供电 =1 M4.2 电池输出开关合 =1 M4.3 M4.4
M4.5 电池均充=1 浮充=0 M4.6 电池放电=1 停止=0 M4.7
9.3设置时钟命令
帧类别码为0x7A,控制字节为0x71,
功能码 0XEE 0XEF
设置值1 X 时 X 日 设置值2 设置值3 秒 月 设置值4 分 年 苏州市龙源电力工程有限公司
2008.8
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