①无线采集网络结构
自动化信息的无线采集主要通过调度自动化系统主站、GPRS通道和采集终端3部分实现,其中调度自动化系统主站主要包括前置机、服务器、工作站,采集终端主要包括测控装置、管理单元和无线通信单元。其结构图如图4-2。
图4-2 自动化信息无线采集的系统结构图
采集终端负责收集地方电厂的自动化信息,并通过GPRS传输到主站。电厂在正常运行状态下,调度人员可以根据主站收集的信息对电厂的运行状况进行安全性分析、负荷预测和调度员潮流等高级功能的应用。当电厂发生故障,调度人员可以根据掌握的全面信息快速判断故障原因,及时采取相应的措施,在最短时间内恢复电厂的正常运行。
②通信规约
调度自动化系统主站和采集终端的信息交换按通信规约来实现。按传输方式来说,规约可分为循环式和问答式两种。
循环式规约是以变电站端为主,采集终端单方向地将遥信信息和遥测信息循环、不停顿地上传至主站。如果信息的内容出现错误,在下一帧的传送中可以对此信息进行补救。这种方式无疑会大大增加GPRS传输的运行成本,而且大量地上传信息会严重影响传输速率。因此,此方式不适合应用于无线传输。
问答式规约是以主站端为主,主站向采集终端询问召唤信息,采集终端收到报文后在规定时间内对此信息进行回答,主站在接收正确的返回信息后开始新的询问。这种有问必答、无问不答的方式,极大地优化了GPRS通道的利用率,提高了数据传输的速度,降低了传输成本。问答式规约主要包括IEC101规约、IEC104规约、SC-1801规约等,其中的IEC101规约应用最为广泛,它灵活方便、实用性强,十分适合应用于无线传输。
(1)帧格式
IEC101规约采用FT1.2异步式字节传输,共分三种帧格式,即固定帧长、可变帧长和单字节模式。
①固定帧长
固定帧长(短帧)通常用于链路服务。特别的是,其中的确认帧可以用单字节“E5H”代替,格式见表4-1。
表4-1 固定帧长格式
传输规定:
a.线路空闲状态为1。
b.每个字符有1位启动位(0)、8位数据位、1位偶校验位、1位停止位。
c.每个字符间无需线路空闲间隔。
d.两帧之间的线路空闲间隔最少为33位。
e.无帧长度L。
f.帧校验和为控制域、地址域中所有字节的算术和(不考虑溢出)。
g.接收校验。
②可变帧长
可变帧长用来在控制端和被控端之间传输数据,格式见表4-2。
表4-2 可变帧长格式
传输规定:
a.线路空闲状态为1。
b.每个字符有1位启动位(0)、8位数据位、1位偶校验位、1位停止位。
c.每个字符间无需线路空闲间隔。
d.两帧之间的线路空闲间隔最少为33位。
e.帧长度L包括控制域、地址域、用户数据的字节总数,L最大为250。
f.帧校验和为控制域、地址域、用户数据中所有字节的算术和(不考虑溢出)。(www.xing528.com)
g.接收校验。
③单字节
单字节一般用来确认链路和用户数据,格式见表4-3。
表4-3 单字节格式
此帧只适用于子站上送,主要适用于二级数据。
作用:表示无请求数据;保持链路的通畅。
(2)控制域
控制域主要负责标识信息的传输方向、服务类型,并可以用来判断信息是否丢失、控制重发。
主站向子站传输报文中的控制域格式见表4-4。
表4-4 主站向子站传输报文中的控制域格式
子站向主站传输报文中的控制域格式见表4-5。
表4-5 子站向主站传输报文中的控制域格式
主站下发信息的功能码规定(PRM=1),如表4-6。
表4-6 主站下发信息的功能码规定(PRM=1)
(续表)
其中,一级数据可以表示变位遥信、由读数命令所寻址的信息体的数据、子站初始化结束和子站状态的变化;二级数据可以表示超过门限值的遥测量、子站改变下装参数、SOE及带时标的其他量。遥测、遥信和远动终端状态也属于二级数据。这些数据由主站召唤命令或分组召唤命令召唤后向主站传送。
电能脉冲计数量由电能脉冲计数量的总召唤命令或分组召唤命令召唤后向主站传送,子站上送信息的功能码规定如表4-7。
表4-7 子站上送信息的功能码规定
(3)服务数据单元ASDU
ASDU只使用于可变帧长的数据帧中,是由一个数据单元标识和一个或多个信息体组成。ASDU有相同的数据单元标识,同一个ASDU的信息体有相同的数据类型和结构,信息体的数据类型和结构由类型标识定义。
由于传送原因和应用服务数据单元地址可能有1或2个字节,所以数据单元标识的长度由系统参数决定。应用服务数据单元地址一般与子站地址相同,也有可能是子站中某一特定设备的地址。没有专门的域指定ASDU的长度,由于一帧数据中只有一个ASDU,所以ASDU的长度可以由帧长计算出来。
ASDU规定:
①时标(如果有的话)总是包含在一个单独的信息体中。
②规约中不使用星期的数据,该数据被置为0。
③信息体由一个信息体标识、一组信息体元素和一个信息体时标(如果有的话)组成。
④信息体标识仅仅包含信息体地址。大多数情况下,应用服务数据单元地址和信息体地址区别了一个特定系统中的每一个元素。对任何一个系统来说,两个地址都必须是明确的。类型标识不是应用服务数据单元地址或信息体地址的一部分。
⑤信息元素集包含单独的信息元素或一组信息元素,或者是一组顺序的信息元素。
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