电力系统远动第5章 数据通信与远动通信规约要点
通信规约知识点
基础知识点远动规约：是在远动系统中，为了正确地传送信息，必须有一套关于信息传送顺序、信息格式和信息内容等约定。
这一套约定称为规约。
通信方式：当通信在点与点之间进行时，按照信息传输的方向，以及是否能双向进行，通信方式可分为单工通道、半双工通道以及全双工通道。
单工通道：是指信息的传输始终是一个方向，不能进行与此相反方向的传输。
单工通信线路一般采用二线制。
半双工通信：可以在两个方向上传输，单某一时刻只限于一个方向，不能同时进行双向传输。
半双工通信线路一般采用二线制。
全双工通信：可以同时作双向传输，双工通信线路一般采用四线制。
SCADA系统远动信息的通信方式一般采用全双工通信方式。
异步通信：是串行通信方式之一，异步通信将每个字符看作一个独立信息，为了区分各个字符的边界，要加上起始位和停止位，从而构成一个帧。
同步通信：是串行通信方式之一，以同步作为字符传送开始，字符与字符之间不允许有空隙，当线路空闲或没有字符可发时，发送同步字符。
平衡传输方式：全双工通道的点对点的配置方式下，允许通信链路的调度主站与分站均可启动链路服务，呼叫对方发起传输服务，减少报告延时并达到快速数据收集。
104规约采用该种传输方式。
不平衡传输方式：由主站采用顺序地查询分站，控制数据传输。
主站是请求站，触发所有报文的传输，分站是从动站，只有当他们被查询时才可能传输、响应主站数据请求。
IEC870-5-101规约采用该种传输方式。
数据的传输速率：是指发送端和接收端之间单位时间内传输数据的平均比特数，其单位为每秒位（bps）、每秒千位（Kbps）、每秒兆位（Mbps）。
远动规约可分为循环式远动规约、问答式远动规约、网络规约循环式远动规约（CDT）：一种传输方式，周期的扫描信息源，并按预定顺序传输报文。
问答式远动规约（POLLING）：主站向分站发送查询命令，分站根据命令内容向主站发送响应信息，做到主站要什么，分站发什么。
101规约知识点应用环境：用于变电站与调度主站之间的串行数据通讯；使用全双工或半双工通道（有线、载波、光纤、调度数据网等）通信速率300－9600ｂｐｓ，当通信速度小于1200ｂｐｓ时，协议部分应用受限制；一般采用非平衡方式通信；协议能够传送的信息（YC、YX、YK、YT、主变分接头位置、远动终端设备状态、时钟同步、参数下载以及文件信息等）信息对象组：一个信息对象的组是公共地址或信息地址一个集，链路规约数据单元(LPDU)：包含链路规约控制信息和链路服务数据单元应用规约数据单元（APDU）：包含应用规约控制信息和应用服务数据单元一级数据：需要优先传送的数据，一般将状态变化、控制信息、模拟量等列为一级数据，有些应用者将模拟量列为二级数据。
ch05数据通信
第五章电力系统数据通信§1 概述一、电力系统远动通信的基本功能1、什么是远动(TeleControl)远动，就是利用远程通信技术，对远方的运行设备进行监视和控制，以实现远程测量、远程信号、远程控制和远程调节。
2、远动通信的任务远动通信的主要任务是：(1)将表征电力系统运行状态的各发电厂和变电站有关的实时信息采集到调度控制中心。
(2)把得到控制中心的命令发往发电厂和变电站。
其基本任务包括4遥量，即遥信、遥测、遥控、遥调。
上一章已经详细讲述了在现地如何实现数字量的输入（遥信）、输出（遥控）、模拟量的输入（遥测）、输出（遥调），本章详细讨论如何在调度控制中心和现地之间建立数据联系，即通信过程。
二、电力系统远动通信的基本结构通信系统分模拟通信和数字通信。
由于数字通信抗干扰能力强，易于进行信号处理等优点，是目前采取的主要通信方式。
数字通信的一个主要缺点是占用的信道频带较宽。
1、数字通信的模型(1)信息源是产生和发出消息的人或机器，发出的消息可以是连续的或离散的。
(2)受信者是接受消息的人或机器。
(3)编码器包括信源编码器和信道编码器。
信源编码器是将信息源送出的模拟或数字信号转换为合乎要求的数码序列；信道编码器是给数码序列按一定规则加入监督码元，使接收端能发现或纠正错误码元，以提高传送的可靠性，称为差错控制。
(4)调制器将信道编码输出的数码变换为适合于信道传送的调制信号后再送往信道。
解调器将收到的调制信号转换为数字序列。
解调是调制的逆变换。
(5)信道是传送信号的媒质。
(6)译码器包括信道译码和信源译码。
信道译码对收到的数字序列进行检错和纠错；信源译码将信道译码后的数字序列变换为相应的信号送往受信者。
(7)同步系统用于保证收发两端步调一致，协同工作。
同步是通信的重要组成部分，若收发两侧失去同步，数字通信系统会产生大量错码。
三、数据通信的基本原理1、通信工作方式(1)单工通信：消息只按一个方向传送。
(2)半双工通信：消息可以双向传输，但不能同时双向传输。
远动设备及系统 第5-101部分 传输规约 基本远动任务配套标准 的数字化
远动设备及系统第5-101部分传输规约基本远动任务配
套标准的数字化
摘要：
一、远动设备及系统概述
二、传输规约基本远动任务配套标准
三、数字化技术在远动设备及系统中的应用
正文：
远动设备及系统是电力系统中重要的组成部分，主要负责实现设备之间的远程控制和数据传输。
传输规约基本远动任务配套标准则是为了确保远动设备及系统在电力系统中的稳定运行和高效传输而制定的技术规范。
随着数字化技术的发展，远动设备及系统正逐步实现数字化，从而提高系统的性能和可靠性。
传输规约基本远动任务配套标准规定了远动设备及系统在数据传输过程中应遵循的技术要求和通信协议。
这些标准对于确保远动设备及系统之间的信息交互具有关键作用，是实现电力系统自动化和智能化的重要基础。
数字化技术在远动设备及系统中的应用主要体现在以下几个方面：
1.数字化通信：通过采用数字信号传输技术，提高数据传输的速率和稳定性，降低信号衰减和干扰，从而实现更远距离的数据传输。
2.数字化控制：采用数字控制算法，提高远动设备的控制精度和响应速度，实现更精确和实时的设备控制。
3.数字化诊断：通过收集和分析设备运行数据，采用数据挖掘和人工智能
技术，实现设备的智能诊断和预测性维护，降低设备故障率和维修成本。
4.数字化管理：通过建立设备管理信息系统，实现设备运行状态、维护记录、故障分析等信息的集中管理和实时查询，提高设备管理的效率和水平。
总之，随着数字化技术的发展，远动设备及系统正逐步实现数字化，从而提高系统的性能和可靠性。
电力通讯规约
电力通讯规约
《电力通讯规约》
第一章总则
第一条为了维护电力系统电力通讯系统的安全、可靠运行，特制定本规约。
第二条本规约适用于电力系统采用的电力通讯系统，包括宽带和狭带通讯系统，以及使用无线电和其他非电缆的通讯系统。
第二章通用要求
第三条各种电力通讯系统的设计、运行必须符合电力系统电力通讯要求，并遵守有关技术标准。
第四条各种电力通讯系统设计时，应确保它们可以抵抗外部干扰，保障数据的完整传输。
第五条电力通讯系统运行中必须实行针对安全的专门控制，并有效地防止误操作、误信息与其他恶意行为。
第六条处于故障状态的电力通讯系统必须采取恢复措施，保障电力系统正常运行。
第七条需要实行的检修工作，应当重视安全，防止运行中出现安全事故及其他不良后果。
第三章其他要求
第八条电力通讯系统运行时需要实时监测，以有效节省电力消耗。
第九条电力通讯系统运行时必须可靠，并采用灵活的管理方式，
以保障安全和可靠运行。
第十条电力系统采用的电力通讯系统应当符合国家有关电力通讯安全标准和规约的要求。
第四章实施
第十一条本规约由国家电力行政部门负责解释和实施。
第十二条本规约自公布之日起施行。
电力系统远动数据通信与远动通信规约演示文稿
第一节 数据通信概述
七、传输规约的分类 (一)按通信传输模式分类
❖ 循环式传输规约(CDT) ❖ 问答式传输规约(Polling)
由起始位，数据位，奇偶校验位，停止位组成。 异步通信是将每一字符看作一个独立的信息，为了区分字 符边界，加上起始位和停止位，构成一个帧。各个字符串行 地依次序传送。 传送一个8位数据时，最少要10位数据的长度。
第一节 数据通信概述
六、数据通信的基本方式
起始位:无数据发送时，一直保持传号信号即“1”电平，起始位的 电平从“1” 变到“0”并保持一个码元的时间。 数据位:在起始位发送后要传输的信息，可以为5-8位 奇偶位: 1位，提高数据位的抗干扰性能，也可不加。 停止位:表示字符结束，1、1.5、2位
电力系统远动数据 通信与远动通信规
约演示文稿
第五章 数据通信与远动通信规约
1 数据通信概述 2 循环式传输规约 3 问答式传输规约 4 IEC6080-5-101传输规约 5 计算机网络与局域网
第一节 数据通信概述
一、数据通信系统模型
模拟 信号
信号的某一参量可以取无限多个数值，且 直接与消息相对应。
顺序记录、水位、频率、子站始终返送、子站状态 信息等。 下行信息：遥控命令、升降命令、设定命令、复归命 令、广播命令、设置时钟命令和设置时钟校正命令 等。
P149：一些常见信息字结构。
第二节 循环式传输规约
三、帧的组织方式
在循环式远动规约中，远动信息按其重要性和实时性 要求分为五种不同的帧：重要A帧、一般B帧、次 要C帧、D(正常遥信D1帧和电度D2帧)和事件顺 序记录E帧。
电力系统运动规约
电力系统运动规约
规约是一组规则和约定，也就是我们常说的协议。
电力系统远动规约，对远动系统中各种远动信息的组织办法(信息结构)、各种上行(从站发往主站)、下行(主站发往从站)信息的优先级顺序及主从站间的传送规则均做出了明确的规定，以保证所有信息的正确传输和整个系统的可靠运行。
和数据通信网络的其他通信协议一样，远动规约在远动系统中也具有非常重要的意义。
如果不遵循相同的规约，两个通信站就无法进行通信;远动规约不同的远动设备则无法在一起共同组网;远动规约的标准化程度不高，则无法适应市场开放的需要;同时，远动规约的效率高低也直接制约着网络的通信效率。
我国现在执行的远动规约主要是原电力部于1991年颁布的《循环式远动规约》即CDT(Circle DataTransfer)规约;也有部分地区仍执行较早的部颁《问答式远动规约(试行)》，即Polling规约。
上世纪90年代，国际电工委员会TC-57技术委员会先后发布了IEC60870-5-101、IEC60870-5-102 IEC60870-5-103和IEC60870-5-104等四个远动标准，分别是基本远动任务、电能计量信息、继电保护信息和网络通信的远动通信标准，我国正在逐步采用这些国际标准。
远动通讯规约及报文解析
远动通讯规约及报文解析本期和大家简单讨论一下远动通讯规约的概念，并以比较简单的CDT规约为例，了解一下报文解析的基本方法。
1、远动通讯规约的概念在变电站和调度之间，为了保证双方能够准确有效地进行通信，在信息发送端和信息接收端做一系列的约定，这种规定就称为通信规约。
用人与人之间打电话的交流做一个类比，厂站和主站就像两个人，通信地址就是他们各自的电话号码，传输通道就是电话线，而通信规约就是两个人使用的语言。
两个人当然要使用相同的语言才能够进行交流，这就是通信规约的作用。
规约中所做的一系列规定，也就是语言中约定俗成的语法和单词。
只要了解了某种规约的“语法”和“单词”，就能够读懂其传输的报文。
变电站常用的通讯规约有“循环式”和“问答式”两类。
循环式：以循环的方式，周期性地传送信息给接收端，不顾及接收端的需求，也不要求接收端给予回答。
常用的有CDT规约。
问答式：接收端和发送端采取一问一答的方式实现信息传输。
常用的有IEC101、IEC104规约等。
下面以相对简单的CDT为例，简单介绍相关概念，以及CDT规约报文解析。
虽然CDT规约现在较少使用，这里旨在方便大家理解报文的解读大致方法。
2、CDT规约的帧结构CDT规约就是循环式数字传送规约，它采用点对点的通道结构，以循环方式传送远动信息。
传送的主要信息有：遥信、遥测、遥控命令、SOE、脉冲计数值、设定命令、升降命令、对时、广播命令、复归命令、子站工作状态等。
CDT规约的帧格式如下图，同步字、控制字、信息字均为6个字节。
通道内发送时，采用低字节先送、高字节后送；字节内低位先送、高位后送。
下面介绍各个部分的规则，并举例说明。
（1）同步字：作用是表示一帧报文的开头，由6个字节组成，固定为传送3组EB90H（十六进制）。
（2）控制字控制字共有B7~B12，6个字节，各字节作用如下图标注。
其中我们在读报文时需要着重关心的是“帧类别”这一项。
帧类别码的定义如下图，这就相当于在做英语阅读是的字典，在接下来的例子里大家可以对照使用。
远动规约介绍
问答传播模式即polling方式：调度端主动向厂站端发送 召唤命令，厂站端按召唤要求应答详细内容。有问才答， 不问不答，有完善旳差错控制，流量控制机制。
基于以太网旳平衡传播方式（如IEC104规约）。
部颁CDT规约概况
中华人民共和国电力行业原则DL451-91： “循环式 远动规约” ，简称部颁CDT规约。
抗干扰编码就是对自动化信息源码序列，按照某种规律 添加一定旳校验码元，构成由自动化信息码序列和校验码构 成旳一种具有抗干扰能力旳码字。
源信息序列
校验码
添加校验码元旳规律或规则不同就形成不同旳编码措施。 自动化信息旳抗干扰编码主要有：奇偶校验码和循环冗余校 验码（CRC校验）
抗干扰编码基本概念（续）
➢ RS485接口构成旳半双工网络，一般只需二根连线， 所以RS485接口均采用屏蔽双绞线传播。
3、调制解调器
➢ 600Bd旳中心频率1500HZ，带宽要求±200Hz； 1200Bd旳中心频率1700HZ，带宽要求±400Hz。
➢ 部颁CDT旳经典设置：2880±200；2880±150； 3000±150；3000±200Hz， 波特率300/600Bd自适 应。
我国部颁循环式远动规约中要求：控制字和信息字 都采用CRC效验并选用生成多项式G(x)=x3+x2+1生成(7， 3)循环码，若信息序列为M=101时： 求：(1) 信息序列M相应旳码多项式M(x)?
(2) 信息序列M相应旳(7,3)循环码码字C?
解答： M（x）＝x2+1 xn-k·M(x)÷ G（x） ≡ R（x） x7-3·(x2+1)÷（x3+x2+1） ＝[x6+x4]÷[x3+x2+1] ≡ R(x) =1 余式得校验码为： R(x) =0001 得循环码码字C为1010001
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第一节 数据通信概述
二、数据通信系统的主要质量指标及分类
通信系统分类
按消息的传输媒质：有线、无线 按信息和信号的特点：电话、电报、图像、数据 按传输信号的特征分类：模拟通信、数字通信 按调制方式：调幅、调频、调相 从信息的传输方式：单工、半双工、全双工 按信道复用方式：频分复用、时分复用、码分复 用、波分复用
第一节 数据通信概述
一、数据通信系统模型 （5）信道是信号传输的通道，有光纤信道、微波信道、复用电 力线载波信道等。信道中存在着各种类型的干扰——噪声源。 （6）解调（Demodulation）是从调制的载波信号中将原调制 信号复原的过程。对于二元制键控移频和键控移相而言，解调 的作用是把从信道接收到的两种不同频率或两种不同相位的正 弦交流信号还原成数字序列。如果发送的信号在信道中受到干 扰，接收端的r和发送端的c将不相同。在一个系统中，如果发 送端有编码/调制装置，则在接收端必须有译码/解调装置。 （7）信道译码是根据信道编码规则，对接收数字序列进行译码 校验，实现检查或纠正信息序列在传输过程中所产生的差错， 输出与信息序列m对应的m*。
第一节 数据通信概述
一、数据通信系统模型 （8）信源译码是根据信源编码规则，变接收信息序列m*为信息 源输出s的对应值s*，并送给受信者予以显示或打印等。 如果信道无干扰，或干扰引起的错误在信道译码中是可纠正的， 则c*、m*、s*分别为c、m、s的重现。 （9）受信者是将复原的原始信号转换成相应的消息。 数字式远动的数据序列在信道中以串行方式一个码元一个码 元地传送。在一帧里，位是最小的信息单元，位也称为码元， 即码元是信息传输的最小单元。若干码元组成一个远动字， 若干字组成一帧。以一帧或若干帧组成一个传输单元的信息， 称为报文或消息（Message）。
电力系统调度自动化
电气工程学院 林国松
第五章 数据通信与远动通信规约
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数据通信概述 循环式传输规约 问答式传输规约 IEC6080-5-101传输规约 计算机网络与局域网
第一节 数据通信概述
一、数据通信系统模型
模拟 信号
信号的某一参量可以取无限多个数值，且 直接与消息相对应。
模拟通信系统
单工方式 半双工方式 全双工方式
第一节 数据通信概述
六、数据通信的基本方式 在计算机系统中，设备间的数据基本通信方式有并行通信和串 行通信两种方式。 并行通信：各位数据同时传送。如CPU与并口间的数据交换 是8位一起传送的。 特点：传输线多、距离短、速度快。 串行通信：数据是一位、一位顺序传送的方式。如远动装置 发、收两端距离很长，只采用一条通道传送信息，需要各位信 息逐位按次序传送。 特点：线少、较长、较慢。 在串行通信中，有异步通信方式和同步通信方式。
第一节 数据通信概述
一、数据通信系统模型 （3）信道编码：为了使传送的数码具有检错和纠错能力，按一 定的规则在信源编码的基础上增加一些冗余码元（又称监督码）， 但又不是信息源发出的,使这些冗余码元与被传送信息码元之间建 立某种相关性。信道编码使信息序列m变成较原来更长的二进制 数字序列。用c表示，以提高信息传输的抗干扰能力。信道编码 也称差错控制编码。 （4）调制（Modulation）：为了使信号便于传输、减少干扰和 易于放大，使一种波形（载波）参数按另一种信号波形（调制波） 变化的过程。调制的作用是将数字序列变换成适合于在信道中传 输的信号形式，送入信道。电力系统远动中常采用数字调频或数 字调相的方法，将数字信号变成两种不同频率或两种不同相位的 正弦交流信号。
第一节 数据通信概述
三、通信信道
电力线载波通信：利用一载波频率经现有电力线去传送信 息，利用架空电力线的某相导线作为信息传输的媒介。
第一节 数据通信概述
三、通信信道
光纤通信：以光波为载体、以光导纤维作为传输媒介，将信 号从一处传输到另一处的一种通信手段。
第一节 数据通信概述
三、通信信道
微波中继通信：波长为0.001~1.0 m ， 频率为300MHz~300GHz的无线电波 称为微波，借助微波传递信号的方 式称为微波中继通信。
数字 信号
信号在时间上离散，且表征信号的某一参 量只能取有限个数值。
数字通信系统
第一节 数据通信概述
一、数据通信系统模型 （1）信息源的作用是将电流、电压等被测量的数值，以及开 关的分合闸状态、变压器分接头位置等消息，以信号形式输 出，即信息源是把待传输的消息转换成原始电信号。信息源 的输出或是连续变化的模拟信号，或是离散的数字信号，用s 表示。 （2）信源编码可以对信息源发出的模拟信号完成模/数转换， 得到它所对应的数字信号。然后对这些数字信号以及s中原有 的数字信号进行编码，在信源编码的输出得到一串离散的数 字信息。在远动系统中，它是二进制的数字信息序列，记为 m。信源编码的目的是提高数字通信传输的有效性，通过各 种方式的编码尽可能地去除信号中的冗余信息。
第一节 数据通信概述
二、数据通信系统的主要质量指标及分类 主要质量指标
有效性：在给定的信道内能 够传输信息内容的多少 可靠性：在给定的信道内接 收到信息的准确程度
码元传输速率 差错率
码元传输速率被定义为每秒钟传送码元的数目，单 位为波特(Baud)；信息传输速率被定义为每秒钟 传送信息量，单位为比特/秒(bit/s)。
卫星通信：是一种特殊 的微波中继通信，中继 站设在地球的同步卫星 上，利用通信卫星作为 中继站来转发或发射无 线电信号，在地面站间 进行通信。
第一节 数据通信概述
四、数字信号的调制与解调
数字调幅(ASK) 数字调频(FSK) 数字调相(PSK)
第一节 数据通信概述
五、数据通信系统的工作方式
第一节 数据通信概述
二、数据通信系统的主要质量指标及分类 一个消息的信息量： I logN (1/ P) 其中： I — 信息量 P—事件发生的概率 N—量度信息的单位，若N=2，则信息量的单位为比特。 误码率(Pe)：错误接收信息的码元数与传输信息总码元数之比。 误比特率(Pb)：错误接收信息的比特数与传输信息的总比特数 之比。 误字率(Pw)：错字数与传输的总字数之比。