数据格式在数据通信和电力系统中的应用

与语音通信类似，我们把数据通信中的物理层设备和通信线路统称为物理层规约，其中包括机械设备、通信介质、数据传输编码方式和单/双工作制等内容；我们把数据打包和解包的控制操作叫作数据链路层协议；我们把通信网络的管理和路由控制叫作网络层协议。

注意：数据通信和传输的物理层协议中不但规定了通信双方的接口机械外形，还规定了接口的电气接线和字节编码规则。最重要的是：物理层协议还为建立通信链路给出了有效的方法和限制条件。

在数据通信中，信息的格式包括位数据格式、字节数据格式、字数据格式、双字数据格式四种，见表7-1。

表7-1 信息格式

由表7-1中可以看到，信息格式都采用二进制数，其中包括1位二进制数的位数据格式、8位二进制数的字节格式、16位二进制数的字格式和32位二进制数的双字格式。

在电力系统中，各种电参量与数据格式的关系如下：

（1）开关量数据

开关量数据一般采用位数据格式来表达，其中数值不是0就是1；

（2）短数据

短数据一般采用字节数据格式来表达，其中的数值范围是0～255。短数据可用于表达不超过256的各种计算数值，以及状态参量和开关量个数等。

（3）模拟量数据

普通的模拟量数据采用字数据格式来表达，其数据范围是0～65535，或者-32767～32768。一般的模拟量例如电压、电流、频率等常常采用字的形式来表达，例如315V的电压可写为100111011B，而1618A的电流可写为11001010010B，其中“B”是二进制数后缀。

显然二进制数看起来十分费力，为了便于阅读，一般模拟量可以采用十六进制数来表达。十进制数、十六进制数和二进制数的关系见表7-2。

表7-2 十进制、十六进制和二进制数代码表(www.xing528.com)

例如315V的电压可以写为13BH，而1618A的电流可以写为652H，其中“H”是十六进制数后缀。显然，十六进制数比二进制数精简了许多。

二进制数与十六进制数的转换十分便利，举例如下：

对于二进制数11001010010B，将数据从右向左每隔四位就分段，即：110 0101 0010B；接着查表7-2，将每段数据写成十六进制数并添加后缀H即可。于是本例中的二进制数转换为：110 0101 0010B=652H。

我们常常用“字”来表达开关量，一个字长是16位二进制数，若每一位代表一个开关量，则一个字可以表达16个开关量状态。

例如，某PLC的保持寄存器48512中保存的数据见表7-3。

表7-3 某PLC的保持寄存器48512中保存的数据

（续）

表中的值可写成二进制数：1010001010100001B，写成十六进制数：A2A1H，写成十进制数是：41633。由此可以看出，一个字可以同时表达出16个开关量的状态信息。

一个无符号字的十进制数据长度范围是0～65536，有符号时是-32767～32768。

（4）较长的模拟量数据

较长的模拟量可以采用双字来表达，例如电度参量、功率参量等。