中国南方电网有限责任公司计量自动化终端上行通信规约 最新2013版.pdf
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1、 南方电网市场20135 号附件 2013-02-07 实施2013-02-07 实施2013-02-07 发布 2013-02-07 发布 中国南方电网有限责任公司中国南方电网有限责任公司 发 布 发 布 计量自动化终端上行通信规约 计量自动化终端上行通信规约 Q/Q/CSGCSG Q/CSG 11109004-2013Q/CSG 11109004-2013中国南方电网有限责任公司企业标准 中国南方电网有限责任公司企业标准 I 目 录 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语、定义和缩略语 . 1 3.1 术语和定义 . 1 3.2 符号和缩略语 . 2 4 物理层 . 3 4
2、.1 TCP 和 UDP 的传输接口 . 3 4.2 串行通信传输接口 . 3 4.3 红外通信传输接口 . 3 4.4 PSTN 通信传输接口 . 3 4.5 音频专线通信传输接口 . 3 5 链路层 . 3 5.1 帧格式 . 3 5.2 链路传输 . 6 6 应用层 . 7 6.1 应用层格式 . 7 6.2 报文应用及数据结构. 15 6.3 级联 . 33 附录 A(规范性附录) 终端参数格式 . 40 附录 B(规范性附录) 测量点参数格式 . 57 附录 C(规范性附录) 测量点数据格式 . 60 附录 D(规范性附录) 告警数据 . 99 附录 E(规范性附录) 事件记录 .
3、107 附录 F(规范性附录) 出错否定代码 ERR . 110 附录 G(规范性附录) 文件传输 . 111 附录 H(规范性附录) 中继转发 . 113 附录 I (规范性附录) 压缩规范 . 114 附录 J(规范性附录) 远程软件升级流程时序图 . 115 II 前 言 按照中国南方电网有限责任公司实现电能计量“标准化、电子化、自动化、智能化”的战略目标要求,参考国家和行业标准,结合公司目前和未来的应用需求,对 2008 年颁布的营销自动化系列标准进行了修订,形成计量自动化终端系列标准。 本系列标准包括中国南方电网有限责任公司负荷管理终端技术规范 、 中国南方电网有限责任公司负荷管理终
4、端检验技术规范 、 中国南方电网有限责任公司配变监测计量终端技术规范 、 中国南方电网有限责任公司配变监测计量终端检验技术规范 、 中国南方电网有限责任公司低压电力用户集中抄表系统集中器技术规范 、 中国南方电网有限责任公司低压电力用户集中抄表系统集中器检验技术规范 、 中国南网电网有限责任公司低压电力用户集中抄表系统采集器技术规范 、 中国南方电网有限责任公司低压电力用户集中抄表系统采集器检验技术规范 、 中国南方电网有限责任公司厂站电能量采集终端技术规范 、 中国南方电网有限责任公司厂站电能量采集终端检验技术规范 、 中国南方电网有限公司计量自动化终端外形结构规范 、 中国南方电网有限责任
5、公司计量自动化终端上行通信规约等 12 个标准。 本标准规定了计量自动化系统主站与终端之间进行数据传输的帧格式、 数据编码及传输规则,是中国南方电网有限责任公司负荷管理终端招标采购、检验验收及质量监督等工作的技术依据。自本标准生效之日起,2008 年颁布的营销自动化系统负荷管理终端、配变监测计量终端及低压抄表集中器通信协议和营销自动化系统厂站电能量采集终端通信协议即行废止。 本标准由中国南方电网有限责任公司市场营销部归口。 本标准由中国南方电网有限责任公司市场营销部提出并负责解释。 本标准起草单位:广东电网公司电力科学研究院。 本标准主要起草人:党三磊、郑龙、杨劲锋、肖勇、石少青、伍少成、阙华
6、坤。 本标准由中国南方电网有限责任公司标准委员会批准。 Q/CSG 11109004-2013 1 中国南方电网有限责任公司计量自动化终端上行通信规约 1 范围 范围 本部分规定了计量自动化系统主站和终端之间进行数据传输的帧格式、数据编码及传输规则。 本部分适用于点对点、多点共线及一点对多点的通信方式,适用于主站对终端执行主从问答方式以及终端主动上传方式的通信。 2 规范性引用文件规范性引用文件 下列文件中的条款通过本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分,然而,鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新
7、版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本部分。 GB 2312-1980 信息交换用汉字编码字符集 基本集 GB/T 2260-2007 中华人民共和国行政区划代码 GB 18030-2000 信息技术 信息交换用汉字编码字符集 基本集的扩充 GB/T 18657.1-2002 远动设备及系统 第 5 部分 传输规约 第 1 篇 传输帧格式 GB/T 18657.2-2002 远动设备及系统 第 5 部分 传输规约 第 2 篇 链路传输规则 GB/T 18657.3-2002 远动设备及系统 第 5 部分 传输规约 第 3 篇 应用数据的一般结构 GB/T 15148-2008 电力负
8、荷管理系统技术规范 DL/T 533-2007 电力负荷管理终端 DL/T 645-2007 多功能电能表通信协议 3 术语、定义和缩略语术语、定义和缩略语 3.1 术语和定义术语和定义 下列术语和定义适用于本部分。 3.1.1 终端地址 terminal address 系统中终端设备的地址编码,简称终端地址。 3.1.2 系统广播地址 system broadcast address 系统中所有终端都应该响应的地址编码。 3.1.3 主站地址 master station address 主站中具有通信需求的对象(如工作站、应用功能模块等)的编码。 3.1.4 前置机 front end
9、processor 负责通过各种通信介质和终端进行通信的前置设备,并能在主站其他部分脱离联系后(通讯部分还正常),维持系统运行的设备。 3.1.5 测量点 measured point 指可以测量出唯一的一组电气量值的测量装置与终端的顺序电气连接点,当物理上相同的一个电气连接点被多个装置所测量,或者被一个装置所测量但通过多种方式被传递到终端时,按照多个测量点计,每个测量点具有唯一的逻辑定位编码,是该装置在终端的参数配置、数据应用的唯一对象标识。 3.1.6 信息点 information point 表示参数或数据的对象信息,如测量点、控制轮次、直流模拟量分路等。 3.1.7 任务 task
10、规定终端在指定时间或条件下执行所需的操作序列。 3.1.8 中继命令 forward 终端将收到的中继命令中的中继报文内容不做任何解释发给下属设备, 然后将下属设备返回的结果不加任何解释封装到中继命令返回结构中。 Q/CSG 11109004-2013 2 3.1.9 中继任务 forward task 规定终端在指定时间执行的中继命令,命令在任务中指定,结果由终端保存后返回到主站。 3.1.10 通信流量 communication flow 指由终端以本数据传输协议完整报文帧为基础统计的,与主站间的接收与发送报文帧的累计字节数。 3.1.11 规约版本号 protocol version
11、规约版本号表示本规约文本当前的版本号。本规约每次修订都需要更改规约版本号。 3.2 符号和缩略语符号和缩略语 本部分中所使用到的符号和缩略语见表 1。 表 1 符号和缩略语 符号和缩略语 表 示 A 地址域 A1 地市区县码 A2 终端地址 A3 主站地址 ACD 要求访问位 AFN 应用层功能码 BCD 十进制编码 BIN 二进制编码 BS 独立位组合 C 控制域 CON 请求确认标志位 CS 帧校验和 DIR 传输方向位 FCB 帧计数位 FCV 帧计数有效位 FIR 首帧标志:报文的第一帧 FIN 末帧标志:报文的最后一帧 L 长度 MSA 主站地址 P 校验位 Pn 信息点标识码 PR
12、M 启动标志位 PSEQ 启动帧序号 PW 消息认证码字段 RSEQ 响应帧序号 S 正负极性位 SEQ 帧序列域 Tp 时间标签 TpV 时间标签有效位 Q/CSG 11109004-2013 3 4 物理层物理层 4.1 TCP 和和 UDP 的传输接口的传输接口 该类接口的登录链接和心跳检测采用链路测试服务,链路测试周期可设定。 参见 TCP/IP 协议规范。 4.2 串行通信传输接口 串行通信传输接口 字节传输按异步方式进行,它包含 8 个数据位、1 个起始位“0” 、1 个偶校验位 P 和 1 个停止位“1” ,定义见图 1: 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 P
13、1 起始位 8 个数据位 偶校验位 停止位 图 1 串行通信接口定义 4.3 红外通信传输接口 红外通信传输接口 采用红外通信方式实现当地数据传输时,字节格式与串行通信传输格式相同,在发送数据时,在有效数据帧前加 14 个 FEH 作为前导码。 4.4 PSTN 通信传输接口通信传输接口 话音 MODEM 需支持 CCITT V.22bis、V.32bis、V.34、V.90、V.92 标准协议,支持 V.42、MNP 等纠错协议和 V.42bis、MNP5 等数据压缩协议,通信速率支持 1200bps56 kbps。 4.5 音频专线通信传输接口音频专线通信传输接口 音频专线 MODEM 支
14、持 V.23 标准,中心频率为 1700Hz,发送“1” ,频率为 1300Hz,发送“0” ,频率为 2100Hz,通信速率为 300bps1200bps。 5 链路层链路层 本规范采用 GB/T 18657.32002 规定的三层参考模型“增强性能体系结构” 。 5.1 帧格式 帧格式 5.1.1 帧格式定义 本部分采用 GB/T 18657.1 的 6.2.4 条 FT1.2 异步式传输帧格式,定义见图 2: 起始字符(68H) 长度 L 固定长度 长度 L 的报文头 起始字符(68H) 控制域 C 控制域 用户 数据区 地址域 A 地址域 链路用户数据 链路用户数据 (应用层) 校验和
15、 CS 帧校验和 结束字符(16H) 图 2 帧格式 帧的基本单元为 8 位字节。链路层传输顺序为低位在前,高位在后;低字节在前,高字节在后。 5.1.2 长度 L 长度 L 表示用户数据长度,由 2 字节组成,见图 3: Q/CSG 11109004-2013 4 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 D15 D14 D13 D12 D11 D10 D9 D8 图 3 长度定义 用户数据长度 L 采用 BIN 编码,是控制域、地址域、链路用户数据(应用层)的字节总数。 采用专用无线数传信道,长度 L 不大于 255; 采用 GPRS/CDMA 传输,长度 L 不大于 1024; 采
16、用网络传输,长度 L 不大于 16383。 5.1.3 控制域 C 控制域 C 表示报文传输方向和所提供的传输服务类型的信息,定义见图 4: D7 D6 D5 D4 D3D0 下行方向 传输方向位 DIR 启动标志位 PRM 帧计数位 FCB 帧计数有效位 FCV 功能码 上行方向 要求访问位 ACD 保留 图 4 控制字定义 5.1.3.1 传输方向位 DIR DIR=0:表示此帧报文是由主站发出的下行报文; DIR=1:表示此帧报文是由终端发出的上行报文。 5.1.3.2 启动标志位 PRM PRM =1:表示此帧报文来自启动站;PRM =0:表示此帧报文来自从动站。 5.1.3.3 帧计
17、数位 FCB 当帧计数有效位 FCV=1 时,FCB 表示每个站连续的发送/确认或者请求/响应服务的变化位。FCB位用来防止信息传输的丢失和重复。 启动站向同一从动站传输新的发送/确认或请求/响应传输服务时,将 FCB 取相反值。启动站保存每一个从动站 FCB 值,若超时未收到从动站的报文,或接收出现差错,则启动站不改变 FCB 的状态,重复原来的发送/确认或者请求/响应服务。 复位命令中的 FCB=0,从动站接收复位命令后将 FCB 置“0” 。 5.1.3.4 请求访问位 ACD ACD 位用于上行响应报文中。ACD=1 表示终端有告警数据等待访问,主站在本次通信服务结束后可以发起召读告警
18、数据;ACD=0 表示终端无告警数据等待访问。 ACD 置“1”和置“0”规则: 自上次收到报文后发生新的告警并且主动上送不成功,ACD 位置“1” ; 收到主站请求告警报文并执行后,ACD 位置“0” 。 5.1.3.5 帧计数有效位 FCV FCV=1:表示 FCB 位有效;FCV=0:表示 FCB 位无效。 5.1.3.6 功能码 当启动标志位 PRM =1 时,功能码定义见表 2: 表 2 功能码定义(PRM=1)(PRM=1) 功能码 帧类型 服务功能 0 备用 1 发送确认 复位命令 23 备用 4 发送无回答 用户数据 Q/CSG 11109004-2013 5 58 备用 9
19、请求响应帧 链路测试 10 请求响应帧 请求 1 级数据 11 请求响应帧 请求 2 级数据 1215 备用 当启动标志位 PRM =0 时,功能码定义见表 3: 表 3 功能码定义(PRM=0)(PRM=0) 功能码 帧类型 服务功能 0 确认 认可 17 备用 8 响应帧 用户数据 9 响应帧 否定:无所召唤的数据 10 备用 11 响应帧 链路状态 1215 备用 本部分规定: 启动站功能码 10(请求 1 级数据)用于应用层请求确认(CON=1)的链路传输,应用层请求确认标志见本部分 6.1.2.4。 启动站功能码 11(请求 2 级数据)用于应用层请求数据的链路传输。 5.1.4 地
20、址域 A 5.1.4.1 地址域格式 地址域由地市区县码 A1、终端地址 A2、主站地址组成,格式见表 4: 表 4 地址域格式 地址域 数据格式 字节数 省地市区县码 A1 BCD 3 终端地址 A2 BIN 3 主站地址 A3 BIN 1 5.1.4.2 省地市区县码 A1 省地市区县码按 GB 2260-2007 的规定执行。 当此通信的最终发起端和接收端为终端时,省地市区县码表示终端所属的省份、地市以及区县,A1 的高字节表示省份、中间字节表示地市码,低字节表示区县码。 5.1.4.3 终端地址 A2 终端地址 A2 选址范围为 116777216。 A2=000000H 为无效地址,
21、 A2=FFFFFFH 时表示系统广播地址。 5.1.4.4 主站地址 A3 A3 的 D0D7 组成 0255 个主站地址 MSA。 主站启动的发送帧的 MSA 应为非零值,其终端响应帧的 MSA 应与主站发送帧的 MSA 相同。 终端启动发送帧的 MSA 应为零,其主站响应帧的 MSA 也应为零。 5.1.5 帧校验和 Q/CSG 11109004-2013 6 帧校验和是用户数据区所有字节的八位位组算术和,不考虑溢出位。用户数据区包括控制域、地址域、链路用户数据(应用层)三部分。 5.2 链路传输 链路传输 5.2.1 传输规则 a) 线路空闲状态为二进制 1。 b) 帧的字符之间无线路
22、空闲间隔;两帧之间的线路空闲间隔最少需 33 位。 c) 如按 e)检出了差错,两帧之间的线路空闲间隔最少需 33 位。 d) 帧校验和(CS)是用户数据区的八位位组的算术和,不考虑进位位。 e) 接收方校验: 1) 对于每个字符:校验起动位、停止位、偶校验位。 2) 对于每帧: 检验帧的固定报文头中的开头和结束所规定的字符; 识别 2 个长度 L; 每帧接收的字符数为用户数据长度 L+8; 帧校验和; 结束字符; 校验出一个差错时,校验按 c)的线路空闲间隔; 若这些校验有一个失败,舍弃此帧;若无差错,则此帧数据有效。 5.2.2 帧拆分规则 对于终端的上行帧,如果一个数据帧无法容纳所有数据
23、,那么可以将其拆分成多个数据帧应答。在需要主站确认帧的情况下,后续帧在接收到主站的确认帧之后再上送,而不需要主站的请求后续帧的命令; 在无需主站确认帧的情况下, 后续帧可以紧接着前一帧上送。 除了中继命令和非标准报文外,拆分后的每一帧都是自描述的, 其时间、 信息点标识、 数据标识及数据标识内容等仅对本帧数据有效。 5.2.3 传输服务类别 传输服务类别见表 5: 表 5 传 输 服 务 类 别 类别 功能 用途 S1 发送无回答 启动站发送传输,从动站不回答。 S2 发送确认 启动站发送复位命令,从动站回答确认。 S3 请求响应 启动站请求从动站的响应,从动站作确认、否定或数据响应。 5.2
24、.4 非平衡传输过程 5.2.4.1 适用信道 半双工通道和专用无线通道应采用非平衡传输规则。 5.2.4.2 发送无回答服务 在前一次通信服务的传输过程结束后,并且至少间隔 33 个空闲位,才开始新一次发送传输。 5.2.4.3 发送确认服务 在前一次通信服务结束后,才能开始新一次发送帧传输。 当从动站正确收到启动站报文,并能执行启动站报文的命令,则发送确认帧;否则发送否定帧 5.2.4.4 请求响应服务 在前一次通信服务结束后,才能开始新一次请求帧传输。 从动站正确收到启动站请求 1 级数据帧,如所请求的数据全部有效,则发送响应帧;否则发送否定帧。 从动站正确收到启动站请求 2 级数据帧,
25、如所请求的数据全部有效,则发送响应帧;如所请求的数据部分有效,则根据能响应的数据内容组织数据单元标识发送响应帧;如所请求的数据全部无效,则发送否定帧。 当 FCV 有效时,可采用防止报文丢失和报文重复传送: Q/CSG 11109004-2013 7 未收到响应帧或响应帧受到干扰,则重发原报文且不改变 FCB 值,最大重发次数可设定。 在从动站收到启动站的请求帧,并向启动站发送响应帧,此时在从动站将此响应帧保存起来。在前后两次接收到的请求帧中的 FCB 值不同时,则清除原保存的响应帧,并形成新的响应帧;否则若前后两个请求帧的 FCB 值相同,则重发原保存的响应帧。 5.2.4.5 通信出错处理
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