电力系统IEC-101报文主要常用详解

文章目录

  • 1️⃣ IEC-101
    • 1.1 前言
    • 1.2 101规约简述
    • 1.3 固定帧格式
    • 1.4 可变帧格式
    • 1.5 ASDU
      • 1.5.1 常见类型标识
      • 1.5.2 常见结构限定词
      • 1.5.3 常见传送原因
      • 1.5.4 信息体地址
    • 1.6 常用功能报文
      • 1.6.1 初始化链路报文
      • 1.6.2 总召报文
      • 1.6.3 复位进程
      • 1.8.4 对时
        • 1.8.4.1时钟读取
        • 1.8.4.2时钟写入
      • 1.6.5 召唤电能量
      • 1.6.6 遥调
    • 1.7 文档下载
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  • 优质资源分享

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作者：xcLeigh
文章地址：https://blog.csdn.net/weixin_43151418/article/details/142936193

电力系统IEC-101报文主要常用详解，经常在开发使用电力系统101报文的小伙伴知道，有个详细的报文讲解，会让自己在开发中事半功倍，所以今天就抽了点时间，详细的描绘了常用的101报文功能的批注，及每个字节的含义，让你能够迅速知道并掌握101报文规则。

1️⃣ IEC-101

电力101和104协议是电力系统中的两种重要通信协议,它们被广泛应用于电力系统的自动化和智能化中。下面将分别介绍这两种协议以及它们在电力系统中的应用。

  • IEC-101 报文详解（本文）
  • IEC-104 报文详解

1.1 前言

    电力系统远动(power system telemechanics)：为电力系统调度服务的远距离监测、控制技术，即管理和监控分布甚广的众多厂、所、站和设备、元器件的运行工况的一种技术手段。

    一般来说，电力系统远动终端RTU(Remote Terminal Unit)具有”四遥”等功能。”四遥”主要指的是 遥测、遥控、遥调、遥信四种。其实从”遥”字面意思上我们也可以看到这注定是一个远程远距离的操控了。

  • 遥测：远程测量。采集并传送运行参数，包括各种电气量（线路上的电压、电流、功率等量值） 和负荷潮流等。

  • 遥控：远程控制。接受并执行遥控命令，主要是分合闸，对远程的一些开关控制设备进行远程控制。

  • 遥信：远程信号。采集并传送各种保护告警和开关量信息。

  • 遥调：远程调节。接受并执行遥调命令，对远程的控制量设备进行远程调试，如调节发电机输出功率。

  • 一摇：遥信

  • 二遥：遥信和遥测

  • 三遥：遥信、遥测和遥控

1.2 101规约简述

本规约遵循DL/T634.5101-2002 /IEC60870-5-101:2002 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（简称新版101标准）

注意事项：本规约按平衡方式传输：传送原因2字节、信息体地址2字节、公共体地址2字节、链路地址2字节；

1.3 固定帧格式

名称长度
启动字符（10H）1 个字节
控制域 C1 个字节
地址域2 个字节
帧校验和 CS1 个字节 （C + A）
结束字符（16H）1 个字节
  • 地址域A：2个字节，选址范围为0001H～FFFFH(65535个)，其中FFFFH为广播地址
    平衡链路传输模式固定帧长控制域定义

1.4 可变帧格式

名称长度
启动字符（68H）1 个字节
报文长度 L1 字节 （C + A + ASDU）
报文长度 L1 字节 （C + A + ASDU）
启动字符（68H）1 字节
控制域 C1 字节
地址域 A2 字节
应用服务数据单元 ASDU长度可变
帧校验和 CS1 字节 （C + A + ASDU）
结束字符（16H）1 字节

接收方校验完整报文：

  • 校验一：对于每个字符：校验启动位、停止位、偶校验位。
  • 检验二：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以及规约标识位；
    ——识别2个长度L；
    ——每帧接收的字符数为L+6；
    ——帧校验和；
    ——结束字符；
    若这些校验有一个失败，则舍弃此帧；若无差错，则此帧数据有效。

1.5 ASDU

    ASDU报文是101报文的核心，存储着五遥数据以及总召和对时的命令。类比Modbus规约，五遥的数据也可以理解为是存在寄存器中，五遥数据的上送就是子站通过响应总召或者主动上送变化信息的方式上传给主站，主站根据ASDU类型标识来区分是数据类型，再根据信息体地址来解析数据。

应用服务数据单元 ASDU 一般结构
名称长度
类型标识符TI1 字节
可变结构限定词VSQ1 字节
传送原因COT2 字节
ASDU公共地址ASDUADDR2 字节
信息对象1地址INFOADDR2 字节
信息元素INFO长度可变
……
信息对象N地址2 字节
信息元素N长度可变

1.5.1 常见类型标识

常见类型如下表：

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

1.5.2 常见结构限定词

    可变结构限定词，用来表明本帧报文中的数据结构。最高位表示SQ，低7位表示报文中包含数据的个数。内部结构如下表：
在这里插入图片描述
SQ是结构限定词的二进制展现的八位的第一位。
在这里插入图片描述

SQ=0，表示后面数据的信息体地址不连续，信息体地址和信息成对出现，一一对应。
SQ=1，表示后面数据的信息体地址连续，只有第一个信息体元素有地址，其他信息体元素地址从第一个信息体地址起，逐步加一。遥控、遥调和总召报文的可变结构限定词都为01H，表示后面只有一个信息体。

1.5.3 常见传送原因

传送原因COT占2个字节，按bit展开如下表：
在这里插入图片描述
T=0未试验，T=1试验。一般 T= 0。
P/N=0肯定，P/N=1否定。P/N=1说明该报文无效，一般P/N=0。
源发地址：用来记录来时哪个主站的响应数据，一般写 0。
常见的传送原因如下表：
在这里插入图片描述

1.5.4 信息体地址

101和104规约信息体地址如下表所示：

在这里插入图片描述

1.6 常用功能报文

注：所有的接收报文，必须要恢复确认帧报文！！！

1.6.1 初始化链路报文

发送：10 49 01 00 4A 16 ：启动链路
接收：10 8B 01 00 8C 16 ：链路状态正常
发送：10 40 01 00 41 16 ：复位链路
接收：10 80 01 00 81 16 ：确认
接收：10 C9 01 00 CA 16：请求链路状态
发送：10 0B 01 00 0C 16：请求链路状态确认
接收：10 C0 01 00 C1 16：请求链路复位
发送：10 00 01 00 01 16 ：请求链路复位确认
接收：68 0C 0C 68 F3 01 00 46 01 04 00 01 00 00 00 00 40 16：初始化结束
发送：10 00 01 00 01 16  ：确认

报文详解
初始化报文为固定报文，见固定帧讲解即可。

1.6.2 总召报文

发送：68 0C 0C 68 73 01 00 64 01 06 00 01 00 00 00 14 F4 16   ：总召
接收：10 80 01 00 81 16    ：确认
接收：68 0C 0C 68 D3 01 00 64 01 07 01 01 00 00 00 14 56 16     ：总召确认
发送：10 00 01 00 01 16  ：确认
接收：68 20 20 68 D3 01 00 01 95 14 01 01 00 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 01 00 00 00 00 01 00 00 00 00 01 00 01 85 16   ：遥信数据
发送：10 00 01 00 01 16  ：确认
接收：68 0C 0C 68 F3 01 00 03 81 14 01 01 00 16 00 01 A5 16   ：遥信数据
发送：10 00 01 00 01 16  ：确认
接收：68 34 34 68 D3 01 00 01 A9 14 01 01 00 17 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 AB 16    ：遥信数据
发送：10 00 01 00 01 16  ：确认
接收：68 92 92 68 F3 01 00 09 AD 14 00 01 00 01 40 2E 30 00 31 01 00  00 00 00 14 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00  00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00  00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 A4 16   ：遥测 规一化值 响应站召唤
接收：68 0C 0C 68 F3 01 00 64 01 0A 01 01 00 00 00 14 79 16   ：总召唤结束
发送：10 00 01 00 01 16  ：确认

报文详解

总召
名称长度报文
0X681 字节68
报文长度 L1 字节0C
报文长度 L1 字节0C
0X681 字节68
控制域 C1 字节73
地址域 A2 字节01 00
类型标识符 TI1字节64
可变帧长限定词 VSQ1字节01
传送原因 COT2 字节06 00
ASDU 公共地址2 字节01 00
信息对象地址（0X00）2 字节00 00
召唤限定词 QOI1 字节14
校验码 CS1 字节F4
0X161 字节16
总召唤确认
名称长度报文
0X681 字节68
报文长度 L1 字节0C
报文长度 L1 字节0C
0X681 字节68
控制域 C1 字节D3
地址域 A2 字节01 00
类型标识符 TI1 字节64
可变帧长限定词 VSQ1 字节01
传送原因 COT2 字节07 00
ASDU 公共地址2 字节01 00
信息对象地址2 字节00 00
召唤限定词 QOI1 字节14
校验码 CS1 字节55
0X161 字节16
响应站召唤遥信
名称长度报文
0X681 字节68
报文长度 L1 字节8A
报文长度 L1 字节8A
0X681 字节68
控制域 C1 字节F3
地址域 A2 字节01 00
类型标识符 TI1 字节01
可变帧长限定词 VSQ(SQ=1)1 字节FF
传送原因 COT2 字节14 00
ASDU 公共地址2 字节01 00
信息对象地址2 字节01 00
遥信值 11 字节00
………
遥信值N1 字节00
校验码 CS1 字节11
0X161 字节16
响应站召唤遥测
名称长度报文
0X681 字节68
报文长度 L1 字节92
报文长度 L1 字节92
0X681 字节68
控制域 C1 字节F3
地址域 A2 字节01 00
类型标识符 TI1 字节09
可变帧长限定词 VSQ(SQ=1)1 字节AD
传送原因 COT2 字节14 00
ASDU 公共地址2 字节01 00
遥测对象地址2 字节01 41
遥测值 1规一化值2 字节
浮点值4字节		2E 30
品质描述词11字节00
………
遥测值N规一化值2 字节
浮点值4字节		00 00
品质描述词N1字节00
校验码 CS1 字节A4
0X161 字节16

品质描述词：描述遥测值是否溢出的标志

  • 0X00：遥测值未溢出
  • 0X01：遥测值溢出
总召唤结束
名称长度报文
0X681 字节68
报文长度 L1 字节0C
报文长度 L1 字节0C
0X681 字节68
控制域 C1 字节D3
地址域 A2 字节01 00
类型标识符 TI1 字节64
可变帧长限定词 VSQ1 字节01
传送原因 COT2 字节0A 00
ASDU 公共地址2 字节01 00
信息对象地址（0X00）2 字节00 00
召唤限定词 QOI1 字节14
校验码 CS1 字节58
0X161 字节16

1.6.3 复位进程

发送：68 0C 0C 68 53 01 00 69 00 06 00 01 00 00 00 01 C5 16    ：复位进程
接收：10 80 01 00 81 16     ：确认
接收：68 0C 0C 68 D3 01 00 69 01 07 01 01 00 00 00 01 48 16  : 复位进程确认
发送确认：10 00 01 00 01 16     ：确认

报文讲解

68H ---------------------------------1 字节
报文长度 L ---------------------------------1 字节
报文长度 L ---------------------------------1 字节
68H ---------------------------------1 字节
控制域 C--------------------------------- 1 字节
地址域 A--------------------------------- 2 字节
类型标识符 TI--------------------------------- 1 字节
可变帧长限定词 VSQ--------------------------------- 1 字节
传送原因 COT ---------------------------------2 字节
ASDU 公共地址--------------------------------- 2 字节
信息对象地址（=0）--------------------------------- 2 字节
复位进程命令限定词 QRP--------------------------------- 1 字节
校验码 CS ---------------------------------1 字节
16H ---------------------------------1 字节

1.8.4 对时

1.8.4.1时钟读取
发送时钟读取：68 12 12 68 53 01 00 67 01 05 00 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 C2 16 
接收返回确认：10 80 01 00 81 16
接收时钟读取确认：68 12 12 68 F3 01 00 67 01 05 01 01 00 00 00 2C 8C 01 0A 70 0A 18 B8 16 
发送确认：10 00 01 00 01 16

报文讲解

---------1.时钟读取
0X68 ---------------------------------	1 字节
报文长度 L ---------------------------------	1 字节
报文长度 L ---------------------------------	1 字节
0X68 ---------------------------------	1 字节
控制域 C	 ---------------------------------1 字节
地址域 A	 ---------------------------------2 字节
类型标识符 TI  ---------------------------------	1 字节
可变帧长限定词 VSQ ---------------------------------	1 字节
传送原因 COT	 ---------------------------------2 字节
ASDU 公共地址	 ---------------------------------2 字节
信息对象地址 ---------------------------------	2 字节
信息元素（时标00） ---------------------------------	7字节
校验码 CS 	 ---------------------------------1 字节
0X16 ---------------------------------	1 字节

---------2.时钟读取确认
0X68 ---------------------------------	1 字节
报文长度 L	 ---------------------------------	1 字节
报文长度 L	 ---------------------------------	1 字节
0X68	 ---------------------------------	1 字节
控制域 C	 ---------------------------------	1 字节
地址域 A ---------------------------------		2 字节
类型标识符 TI  ---------------------------------		1 字节
可变帧长限定词 VSQ ---------------------------------		1 字节
传送原因 COT ---------------------------------		2 字节
ASDU 公共地址	 ---------------------------------	2 字节
信息对象地址 ---------------------------------		2 字节
信息元素(终端的时标） ---------------------------------		7字节
校验码 CS 	 ---------------------------------	1 字节
0X16 ---------------------------------		1 字节
1.8.4.2时钟写入
发送时钟写入：68 12 12 68 53 01 00 67 01 06 00 01 00 00 00 1A 32 07 0A 10 0A 18 52 16 
接收返回确认：10 80 01 00 81 16 
接收时钟写入确认：68 12 12 68 D3 01 00 67 01 07 01 01 00 00 00 2C 32 07 0A 70 0A 18 46 16 
发送确认：10 00 01 00 01 16

报文讲解

---------1.时钟同步
0X68 ---------------------------------	1 字节
报文长度 L	 ---------------------------------1 字节
报文长度 L ---------------------------------	1 字节
0X68	 ---------------------------------1 字节
控制域 C ---------------------------------	1 字节
地址域 A	 ---------------------------------2 字节
类型标识符 TI  ---------------------------------	1 字节
可变帧长限定词 VSQ	 ---------------------------------1 字节
传送原因 COT ---------------------------------	2 字节
ASDU 公共地址	 ---------------------------------2 字节
信息对象地址 ---------------------------------	2 字节
信息元素（时标） ---------------------------------	7字节
校验码 CS  ---------------------------------	1 字节
0X16	 ---------------------------------1 字节

---------2.时钟同步确认
0X68 ---------------------------------	1 字节
报文长度 L	 ---------------------------------	1 字节
报文长度 L	 ---------------------------------	1 字节
0X68	 ---------------------------------	1 字节
控制域 C ---------------------------------		1 字节
地址域 A ---------------------------------		2 字节
类型标识符 TI  ---------------------------------		1 字节
可变帧长限定词 VSQ ---------------------------------		1 字节
传送原因 COT ---------------------------------		2 字节
ASDU 公共地址	 ---------------------------------	2 字节
信息对象地址	 ---------------------------------	2 字节
信息元素（同步后的时标） --------------------------------- 7字节
校验码 CS  ---------------------------------		1 字节
0X16	 ---------------------------------	1 字节

1.6.5 召唤电能量

发送召唤电能量：68 0C 0C 68 53 01 00 65 01 06 00 01 00 00 00 40 01 16 
接收确认：10 80 01 00 81 16 
接收电能量数据：68 0C 0C 68 F3 01 00 65 01 07 01 01 00 00 00 40 A3 16 
发送确认：10 00 01 00 01 16 
接收电能量终止：68 0C 0C 68 D3 01 00 65 01 0A 01 01 00 00 00 40 86 16 
发送确认：10 00 01 00 01 16

报文讲解
这是电能量召唤命令的报文，电能量数据，带时标的报文讲解，见目录 1.7 文档下载

68H  ---------------------------------1 字节
报文长度 L   ---------------------------------1 字节
报文长度 L  --------------------------------- 1 字节
68H  --------------------------------- 1 字节
控制域 C  --------------------------------- 1 字节
地址域 A   ---------------------------------2 字节
类型标识符 TI  --------------------------------- 1 字节
可变帧长限定词 VSQ   ---------------------------------1 字节
传送原因 COT  --------------------------------- 2 字节
ASDU 公共地址  --------------------------------- 2 字节
信息对象地址（=0）   ---------------------------------2 字节
电能量命令限定词 QCC  --------------------------------- 1 字节
校验码 CS   ---------------------------------1 字节
16H  --------------------------------- 1 字节

1.6.6 遥调

  • 读定定值号
发送读定值区号	68 0B 0B 68 53 01 00 C9 01 06 00 01 00 00 00 25 16 
接收确认10 80 01 00 81 16 
接收定制区号回复	68 11 11 68 D3 01 00 C9 01 07 01 01 00 00 00 02 00 00 00 03 00 AC 16 
发送确认帧10 00 01 00 01 16
  • 切换定值区号
发送	68 0D 0D 68 53 01 00 C8 01 06 00 01 00 00 00 02 00 26 16 
接收确认 10 80 01 00 81 16 
接收定制区号 68 0D 0D 68 F3 01 00 C8 01 07 01 01 00 00 00 02 00 C8 16 ：切换定值区激活确认；定值区号:2
发送 10 00 01 00 01 16
  • 读取数据
发送读全部参数	68 0B 0B 68 53 01 00 CA 00 06 00 01 00 02 00 27 16 
接收确认	10 80 01 00 81 16 
接收数据	68 F1 F1 68 D3 01 00 CA 17 07 01 01 00 02 00 01 01 80 04 03 46 33 30 02 80 04 08 46 72 65 65 52 54 4F 53 03 80 04 09 41 75 74 6F 20 4D 61 6E 75 04 80 04 07 48 56 30 31 2E 31 30 05 80 04 08 53 56 30 31 2E 30 31 32 06 80 2D 02 F7 E3 07 80 04 07 31 30 31 2F 31 30 34 08 80 04 08 46 54 55 31 30 2D 30 31 09 80 04 18 46 33 30 58 58 58 58 30 33 30 30 31 32 30 31 37 30 39 30 39 30 30 30 32 0A 80 08 0C 32 17 56 5F 4B E1 32 17 56 00 8B AA 20 80 26 04 CD CC CC 3D 21 80 26 04 CD CC CC 3D 22 80 26 04 CD CC CC 3D 23 80 26 04 CD CC CC 3D 24 80 26 04 0A D7 A3 3B 25 80 26 04 0A D7 23 3C 26 80 26 04 0A D7 23 3C 27 80 26 04 A6 9B 44 3C 28 80 26 04 00 00 20 41 29 80 26 04 00 00 C8 42 2A 80 01 01 00 2B 80 26 04 CD CC 4C 3F 2C 80 26 04 00 00 A0 40 81 16 
发送	10 00 01 00 01 16
  • 写入数据
发送写某一条数据 68 11 11 68 53 01 00 CB 01 06 00 01 00 02 00 80 0A 80 08 01 00 3C 16 
接收确认10 80 01 00 81 16
接收返回数据 68 11 11 68 F3 01 00 CB 01 07 01 01 00 02 00 80 0A 80 08 01 00 DE 16 
发送	10 00 01 00 01 16

注：所有详尽的报文讲解见　１.７文档下载

1.7 文档下载

在这里插入图片描述

【PDF，HTML两种格式浏览文档】电力系统IEC-101报文主要常用详解 ZIP文档下载
（里面包含了IEC101报文所有相关的讲解，报文每个字节的含义，基本掌握了里面的知识，对101就熟练掌握了。）

--------------- 业精于勤，荒于嬉 ---------------
 

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--------------- 行成于思，毁于随 ---------------

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