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后台监控系统与微机五防系统通信总结及常见问题分析

2017-04-12吴鹏超李建林邓显俊

科技资讯 2017年5期
关键词:规约微机报文

吴鹏超+李建林+邓显俊

摘 要:针对现场经常遇到的后台监控系统和微机五防系统的通讯问题,以TCP报文和104报文分析为手段,归纳总结通讯原理及需要设置的参数及意义。确保现场出现问题可以尽快定位处理,尽快恢复现场正常运行状态。通过归纳总结及对原理的分析,提出了一些具体问题的分析方法和解决思路,最后对现场问题的经验进行了分类归纳和总结。

关键词:IEC 60870-5-104 以太网 TCP/IP 微机五防 监控 通信

中图分类号:TN915.04 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2017)02(b)-0014-02

1 现场情况

随着国内电力系统的发展和对现场安全操作的严格要求,微机五防系统在变电站系统中广泛应用。由于五防厂家众多并且五防厂家有着自己的规约,与变电站监控系统站控层规约并不兼容,所以需要在五防厂家和后台监控厂家之间做规约转换。

这个规约转换有时候由五防厂家做,有时候由后台监控厂家做,两者都可以做规约转换。并且由于不同时代产品规约转换程序存在一定的差异,而且涉及到两个厂家,所以在问题确认及问题处理中存在一定的难度。尽快处理问题可以使得变电站尽快正常运行,保证电力系统的安全。

2 原理介绍

不管是新的一代61850规约智能变电站还是104规约常规变电站,微机五防系统和后台监控系统在站控层都是通过104规约进行通信的。

以比较常见的许继后台监控系统和共创或优特两个常见厂家的微机五防系统为例,整体上可以归纳为两种形式。

(1)由后台监控厂家做规约转换。由网关或者接口管理机程序做规约转换。

(2)由微机五防厂家做规约转换。后台监控主机直接通过网线和微机五防主机通信。规约转换程序在微机五防系统中集成。

由于两者原理本质上相同,所以以许继104规约后台监控系统和优特微机五防系统直接通过网线为例介绍。

3 具体应用

那么通过网线连接到微机五防系统上的104规约是怎么通讯的呢?

首先我们看一段完整的、基于TCP/IP的IEC104报文:

ac f1 df 3f e4 74 ac f1 df 3f e4 73 08 00 00 45 0000 38 78 53 40 00 80 06 a5 3e 0a 64 64 64 0a 64

64 02 09 64 11 ea 8a da cb a3 64 c9 d3 e9 50 18fb 75 59 71 00 00 68 0e 00 00 00 00 64 01 06 00

01 02 00 00 00 14

報文中传递的信息有:

目标站的MAC地址:ac f1 df 3f e4 74

源站的MAC地址:ac f1 df 3f e4 73

以太网类型:08 00(IP)

源站IP地址:0A 64 64 64 (源站IP为10.100.100.100)

目的站IP地址:0A 64 64 02 (目的站IP为10.100.100.02)

源站端口:09 64 (16进制964转换成10进制是2404)

目标站端口:11 ea(16进制11 ea转换成10进制是4586一般端口,随机)

具体的104规约报文:68 0e 00 00 00 00 64 01 06 0001 02 00 00 00 14

以上为总召报文,我们以具体上送的报文为例:

68 0e 14 00 50 00 2E 01 06 00 01 64 0F 00 00 00 01

报文中传递的信息有:

报文类型为ASDU类型,这里是2E,代表双点遥控。

单元公共地址为装置的扇区和装置的地址,以上报文为01 64。

信息体地址为装置设备中信息元素地址,以上报文为 0F 00 00。

信息状态:信息体地址的状态值(以上报文为01代表遥控分闸,对于双点来说1分、2合、0、3为没状态或者错误状态)。

关于TCP通信的一些基本概念如下。

对于TCP的应用程序来说存在两种工作模式,即服务器模式和客户机模式。

服务器端:在建立TCP连接时,服务器从不发起连接请求,他一直处于侦听状态,当侦听到来自客户机的连接请求时,则接受此请求,由此建立一个TCP连接,服务器和客户机就可以通过这个虚拟的通讯连路进行数据收发。

客户端:客户机一直发送连接请求。

关于104规约的一些基本概念如下。

主站:也叫控制站,请求数据和发送控制命令的一端,一般来说是客户端。

子站:也叫从站,被控站。响应数据请求和控制命令的一端,一般是来说是服务器端。

平衡通信方式:通信双方都可以发起信息传输,一旦链路建立成功,变化信息除了响应召唤应答,还可以主动发送而无需等待查询。但是两个方向上都需要采用有效的数据接收确认机制(IEC104规约的接收序号)来确认信息的正确接收。

我们可以归纳总结基于以太网通信的104规约通信成功。首先要两端服务器,客户端约定设置成功。具体设置参数时需要MAC地址,IP地址,端口号,单元公共地址,信息体地址。这些信息两端设置正确才可以正常通信。

在具体传送报文中要求符合104规约,ASDU类型可以匹配识别,最终通过信息体地址确定所要传递的信息,传递具体的信息状态或者命令。

在实际传递信息时,由于信息比较多,所以双方一般会约定一个信息表,两端通过信息体地址对应具体的信息,当信息不能对应上时一般要检查这里。

4 具体设置配置

那么具体的通讯配置中基本的配置都有哪些呢?

在许继后台中我么可以看到,在这里需要配置IP地址,和端口号。

在五防转发信息表里可以看到,在这里需要配置ASDU类型,对应信息的信息体地址,装置地址和扇区地址组成单元公共地址。

在微机五防系统那一端我们可以看到,微机五防系统中设置的TCPserver也就是服务器端。

在这里类型标示也就是后台监控系统的ASDU类型。

链路地址相当于单元公共地址(这里链路地址是十进制,0X6401=25601,装置地址100,扇区01)。

本地端口2404,需要和监控主机保持一致方可以正常通讯。

其他的IP地址设置在这里不做赘述,在遥信接收起始地址时我们可以看到微机五防系统中也需要有信息表,其中信息体地址递增的方式和后台监控系统一致。

可以看到具体应用符合我们上面归纳的原理。一般情况下只要这些原理设置正确都可以正常通信。

5 常见问题总结

由于后台监控系统和微机五防系统较多,就算是同一厂家也有不同的产品,所以和五防通讯过程比较复杂,并且涉及104规约设置的地方比较多,具体问题比较多,下面归纳总结一些常見问题,方便大家查找问题时参考。

(1)基本配置出现问题,后台监控和微机五防系统配置不匹配。IP地址,端口号,单元公共地址,ASDU类型不对应。信息体地址不对应,上送的状态位置不正确,主站、子站服务器端、客户端没有约定好等都属于这一类。有些问题需要咨询具体厂家来设置。

(2)网络物理上中断。比如网线被老鼠咬断,网线和交换机接触不良,网线在后台监控系统和微机五防系统物理上没有通信成功,或者因为维修主机,网口重新插拔的时候插错等,这些可以通过具体观察发现问题,或者可以通过网络命令ping来判断。

(3)具体104规约上的配置不匹配。比如单点双点的设置,信息体地址的接收起始地址不对应,微机五防系统这方面是否选择总召唤,是否选择主动解锁等,这些需要对104规约有基本了解,并且有分析报文能力。

(4)在具体上送信号时没有上送成功的情况。在这里需要检查信息体地址是否正确,发送的状态位置是否正确,ASDU类型对方厂家程序是否确认等,这些非常重要,查问题时候需要有报文分析能力。

(5)双方程序的问题。有时候一个厂家同时有多个程序来适应具体的现场情况。甚至需要现场调试过程中改程序。这个时候就要判断是否在改程序的过程中出错或者和对方厂家对规约的设置不匹配等。比如可变结构限定词是否正确,104规约的接收序号、发送序号程序处理是否正确,数据传输控制顺序的处理等。在这里就需要对规约有比较深入的了解了。

参考文献

[1] 李瑞,郭昕.优特微机五防系统与许继使用104规约通信说明[Z].

[2] 潘丁,史宏光.CBZ-8000,监控及远动规约汇总[Z].

[3] DL634.5.104-2002,远动协议南方电网实施细则[Z].

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