部颁CDT循环规约的串口通信实现

http://www.paper.edu.cn - 1 -部颁CDT循环规约的串口通信实现 乐启泽 厦门大学自动化系，福建厦门（361005） E-mail：QizeLe@hotmail.com 摘 要：本文介绍了在串口通信的条件下，基于部颁CDT循环规约的远程控制，实现了数据的遥测，遥信和遥控。首先介绍了部颁CDT循环规约。然后在VC6.0的环境下实现了远程控制程序仿真。仿真结果表明在远程控制中采用部颁CDT循环规约可以保证数据传输的可靠性和准确性。本仿真程序方便了电力控制系统中的数据传输和控制。 关键词：部颁CDT循环规约，串口通信，远程控制，MSCOMM控件

1. 引言 近年来，随着计算机网络的发展，在电力系统中运用远程控制技术已经非常普遍。在计算机为主要设备的远程控制中，由于串口通信能实时，高速地传送各种数据，因此采用串口通信是最为经济和可靠的手段。部颁CDT循环规约是电力系统中广泛运用的协议之一，部颁CDT循环规约规定了电网数据采集和监控系统中数据的传输方式，适用于点对点的运动通道结构以及循环字节同步方式传送的运动设备和系统[1]。因此，利用电力通信通道，扩展

用于电力系统远程通信的CDT规约，使远程控制问题变成计算机串行通信问题[2]。设计一个通用的基于串口通信，采用部颁CDT循环规约规范数据的仿真软件，有助于工程技术人员进行电力系统软件的设计，也有助于分析该协议的可靠性和准确性，便于对该协议进行一定改进。本文采用VC6.0为编程环境，运用ActiveX控件中的MSCOMM控件，采用串口通信的方式实现了部颁CDT循环规约的数据遥测，遥信，遥控和SOE事件记录。

2. CDT循环规约介绍 本标准规定了电网数据采集与监控系统中循环式远动规约的功能、帧结构、信息字结构和传输规则等[1]。 本标准适用于点对点的远动通道结构及以循环字节同步方式传送远动信息的远动设备与系统。本标准适用于调度所间以循环式远动规约转发实时运动信息的系统[1]

2.1 帧结构 每帧都以同步字开头，并有控制字，除少数帧外均有信息字。帧的同步字，控制字，信息字的排列规则如下：

图1 帧结构[1] 其中每帧同步字为：“0xEB 0x90 0xEB 0x90 0xEB 0x90” 每帧的控制字如下所示： http://www.paper.edu.cn - 2 - 图2 控制字格式[1] 其中控制字节为：

图3 控制字节格式[1] E为拓展位。E=0表示使用协议规定的帧类别。E=1表示帧类别可另行定义，以便拓展功能。 L为帧长度定义位。L=0表示本帧信息字数为0，即本帧没有信息字。L=1表示有信息字。 S＝1表示控制字中源站址有内容；D＝1表示目的站址字节有内容。 D＝0表示目的站址字节内容为FFH，即代表广播命令，若同时S＝0，D＝0，则表示源站址和目的站址无意义。 帧类别如下：

表1 帧类别[1] 定义 帧类别代号 上行 E＝0 下行 E＝0

61H 重要遥测（A帧） 遥控选择

C2H 次要遥测（B帧） 遥控执行

B3H 一般遥测（C帧） 遥控撤消

F4H 遥信状态（D1帧） 升降选择

85H 电能脉冲计数值（D2帧）升降执行

26H 事件顺序记录（E帧） 升降撤消

信息字数为信息字的数量，0表示无信息字。源站和目的站的地址为所进行通信的两台计算机的设定地址。 信息字的结构如下： http://www.paper.edu.cn - 3 - 图4 信息字格式[1] 2.2 发送规则 CDT循环规约按照不同帧的不同重要性进行循环发送，按照顺序是A帧重要遥测，B帧次要遥测，C帧一般遥测和D1帧遥信帧。而遥控帧， SOE事件记录帧在产生以后，随即插入当前发送帧中发送。

2.3 校验规则

本规约采用8位的CRC循环校验码进行校验。生成多项式为G(x)=X 8 + X 2 + X + 1，陪集码为FFH[1]。

3. 程序实现

3.1 利用MSCOMM进行串口通信 在本程序中使用了MSCOMM进行串口通信，利用串口进行数据的传输。主要运用了以下函数[3]。 SetPortOpen( FALSE|TRUE) 设置串口的开启和关闭 GetPortOpen( ) 检查串口状态 SetCommPort(n ) 选择端口号为n的串口 SetSettings(“BBBB,P,D,S”) 设置串口参数 BBBB为波特率，P为奇偶校验，D为数据位数，S为停止位数。 SetInputMode(n) n=0表示以文本方式检取数据，n=1表示以二进制方式检取数据 SetRThreshold(n) 设置每次接收n个字符产生一次OnComm事件。 GetInput() 读缓冲区 SetOutput(COleVariant()) 发送数据，数据类型为COleVariant数组。

3.2 实现远程控制的基本功能 在本仿真程序中，主要实现了遥测，遥信，遥控和SOE时间记录的功能。运用CDT循环规约传送一组32位的开关量和一个模拟量，并进行相应记录。

3.2.1 遥测功能实现 在本仿真程序中，主要实现了一个模拟量的实时传输。遥测的功能码为00H-7FH，按以下方式进行信息字的编码： http://www.paper.edu.cn - 4 - 图5 遥测信息字格式[1] 每个信息字传送两路遥测量。B11-B0传送一路模拟量，以二进制码表示。B11=0时为正数，B11=1时为负数，以补码表示负数。B14=1表示溢出，B15=1表示无效。

3.2.2遥信功能实现 在本仿真程序中，主要实现了32位开关量的实时传输。遥信的功能码为F0H-FFH，按以下方式进行信息字的编码：

图6 遥信信息字格式[1] 其中每一位可传输一个开关量，0为关，1为开。 3.2.3 遥控功能实现 CDT循环规约的遥控功能由遥控选择，遥控执行，遥控撤消，遥控返校四个信息字组成。首先由主站向子站发送遥控选择帧，选定要进行遥控的开关量和开关状态。如下图所示：

图7 遥控选择帧格式[1] http://www.paper.edu.cn

- 5 -子站接收遥控选择帧后，向主站发送遥控返校帧，如下图所示：

图8 遥控返校帧格式[1] 其中合/分表示再次确认要进行的开关动作，错表示出错，无法执行。 主站接收到遥控返校帧后，根据遥控返校帧的情况，如果没有出错，则向子站发送遥控执行帧，否则发送遥控撤消帧。如下图所示：（c为遥控执行，d为遥控撤消）

图9 遥控执行帧格式[1] 图10 遥控撤消帧格式[1] 3.2.4 SOE事件记录实现 在完成一次遥控动作后，需要进行事件记录，记录下发生此次遥控的时间，并储存在数据库中，方便工程人员进行检查和维修。 SOE事件记录由两个信息字构成，功能码为80H和81H，两个信息字连续发送，可以精确到毫秒级别时间。具体信息字如下图： http://www.paper.edu.cn - 6 - 图11 SOE事件记录帧信息字格式[1] 4. 程序仿真结果 以下仿真结果为主站结果：

图12 程序界面 实现遥测功能： 传送一个正弦波形。 http://www.paper.edu.cn

- 7 - 图13 遥测功能 实现遥控功能和SOE事件记录：

图14 SOE事件记录功能 图15 遥控功能 http://www.paper.edu.cn

- 8 - 图16 没有校验拒绝执行 5. 结论 我在实验室的两台计算机上运行了仿真程序（子站程序在本文中没有给出）。发现可以准确的传输开关量和模拟量，也能够进行远程控制并完成相应的功能。在仿真运行中，发现运用CDT循环规约进行远程控制基本不出现误动作，这是因为CDT循环规约对遥控的操作进行了较为严谨的规定。同时能完成遥测和遥信的功能。在实验室运行24小时，没有发现有死机或者程序出错的情况，说明这个仿真程序能较好的模拟系统连续运行时的状态，对电力系统软件的二次开发和运用有一定的实际价值。

参考文献 [1] DL451-91中华人民共和国电力行业标准---循环式运动规约 ［S］ 1991.11 [2] 基于串行通信的PLC远程控制［J］.厦门大学学报.2006年.第45卷第一期 [3] 龚建伟 熊光明 《Visual C++/Turbo C串口通信编程实践》［M］ 电子工业出版社 2004.10 http://www.paper.edu.cn

- 9 -The Implementation of The CDT Protocol Based on Serial Communication

Le Qize Automation Dept. Xiamen University，Xiamen，Fujian（361005）

Abstract This paper briefly introduced the implementation of remote control using the CDT protocol based on serial communication. First, this paper introduced the CDT protocol. Then it presented the realization of the emulator based on VC6.0. The result of the program indicated that using CDT protocol to implement the remote control can ensure reliability and accuracy. This emulator can meet the requirement of data transmission and control in modern power systems. Keywords: The CDT Protocol，Serial Communication，Remote Control，Microsoft Communication Control