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1、南瑞以太网-变电站以太网传输层标准总1 0页-本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可-内页可以根据需求调整适宜字体及大小一南京南瑞继保电气变电站以太网传输标准 版本修订历史日期版本描述人员2003. 5. 161.0忡次标准叶锋、许文庆、杨世孵目的4范围4参考资料4定义、术语4概述4 2模型定义43约束条件5 4以太网端口的定义65厂站地址的定6 6设备地址#的定义67传输层限制报文的定义及使用方法67 1 APCI 格式67.2设备类型7 7 . 3设备状态信息的定义77.4路由转发77 .5双网的使用87 .6TCP及UDP报文的选择87 7 TCP连接的建立87 . 8APDU报文的传
2、输及处 8 日义9 8设备配置治理的传输层约定9 9路由设备的补充说明910其它说明10目录变电站以太网传输标准1简介目的本标准定义了变电站内统一的基于以太网的传输标准,使得站内的设备能够在一致的传输标准上通讯以及相互联系.范围本标准适用于变电站以及集控站自动化系统内需要通过以太网相互通讯的设 备,也可以在其他一些相似的系统中使用.#参考资料定义、术语设备：本标准中的设备指的是逻辑上独立的应用,而不是物理设备,监控软件 等同称为设备,包括虚设备.一个物理设备可以包含多个设备.传输协议层：负 责应用报文的正确传送以及网络连接的维护.路由设备：连通不同设备之间通讯的设备,包括规约转换设备、网关、远
3、动设 备等.APCI :应用规约限制信息ASDU :应用效劳数据单元APDU :应用规约数 据单元双网：指同一个物理设备上的两个网络,这两个网络以对等方式或主备方式收 发数据.过程层：过程层的定义参见IEC61850.概述本标准定义了站内自动化系统内部基于以太网通讯传输的规定,包括了模型定 义、约束条件、以太网端口的定义、传输层限制报文的定义及使用方法、传输层通 讯的治理、路由设备的补充说明、其它说明.2模型定义站内通讯模型分为三个层次：设备的通讯模型分为应用效劳层、传输协议层、网络收发层.#应用效劳层形成应用数据包ASDU , ASDU数据包的定义详见南瑞继保电气有 限公司的?变电站应用报文
4、标准?.传输协议层添加传输协议层的报文限制APCI,同时限制数据重发机制,在该 层要保证发送给应用效劳层的数据是有序的.传输协议层负责网络连接的维护.每 包APDU报文只包含一包ASDU报文,多包APDU报文可以组合在一起送给网络 收发层,也可以从网络收发层接收多包APDU组合的报文如果网络收发层采用 TCP/IP协议,传输协议层组织的TCP报文长度不超过64KB BYTES,UDP报文长度 不超过1KB BYTES o网络收发层限制网络报文的完整性,根据网络层报文的长度限制将应用协议层 报文进行拆分和组装.如果通讯基于以太网方式,网络收发层那么采用TCP/UDP协 议；如采用串口等方式,网络
5、收发层那么采用相应的协议.在本标准中,网络通讯采 用以太网方式.3约束条件站内通讯采用双网方式时,相互通讯的设备使用双发双收的方法,即发送方的 报文在双网上同时发送,接收方双网接收后选取一个报文给应用效劳层.站内以太网的子网掩码为,子网地址为和特殊情况下另行规定,其中子网 简称为A网,子网简称为B网.设备的主机地址采用16位方式,设备双网的主机地址相同.以太网通讯以字节方式传输,字节顺序采用LITTLE_ENDIAN顺序.#Abl円网络收发层应用效劳层站控层44以太网端口的定义本标准中采用以下端口：1TCP的侦听端口为6000o2监视方向的UDP接收端口为6001 o3限制方向的UDP接收端口
6、为6002o4站内设备的UDP治理端口为6003o5间隔层联锁数据传送端口为6005.6主备机通讯的TCP侦听端口为6006o5厂站地址的定义考虑到跨厂站的数据通讯,在自动化系统内对每个厂站都设置一个唯一不为零 的厂站地址,厂站地址为16位长度.站内设备相互通讯时,可以将厂站地址简化 设置为0.厂站的播送地址为OXffff.6设备地址的定义#考虑到大型变电站中一个字节的地址范围可能不够使用,所以设备地址采用16位地址,带有以太网或现场总线接口的设备直接选用16位地址.由于采用标准 103规约通讯的设备使用的是8位地址,所以路由设备将其报文转发时应扩展成 16位地址.全站设备的16位地址必须唯一
7、.0XFFFF为播送地址.假设使用主备方 式,设备地址中的最低位作为主备设备配对使用.在设备地址范围内,OXFFOO-OXFFFD归网络设备使用,0XFE00H-0XFEFF 归站级设备使用其中0XFEFE . 0XFEFF用于系列配置软件的地址,0X0100 0XFC00之间低字节为零的地址归路由设备使用,零地址保存,0XFFFF为播送地 址,其余的地址范围属于间隔层或过程层设备.各设备的IP地址也依此划分.7传输层限制报文的定义及使用方法7 1 APCI 格式typedef struct _tagPacketHeadWORDwFirstFlag;.互为主备关系的设备相互通讯时,设备地址中最
8、低位为1 的设备作为效劳器端,设备地址中最低位为0的设备作为客户端,例如,OXFFOO 与OXFF01为某个主备路由设备的地址,由地址为OXFFOO的设备通过站控层网络 向地址为OXFF01的设备申请TCP连接,通过这一连接,相互交换数据,确定主 备.7 8 APDU报文的传输及处理当传输层收到ASDU报文及相关信息后,组织APCI的数据,包括设置数据编 号,将APCI与ASDU组合成APDU报文.用UDP发送时,传输层可以将多个 APDU报文组成一个UDP报文发送.传输层根据网络配置将报文传送给A网的网 #络收发层或者同时传送给A网与B网的网络收发层.数据编号的设置与是否在A 网、B网上传输
9、无关.接收方收到报文后,根据数据编号确定有效报文并将其解包,将ASDU及相 关信息上送.APCI中的数据编号由报文的发送方设置,报文的接收方依据数据编 号选择双网接收报文中的有效报文.数据报文在本标准中仅用于双网接收报文的取 舍,不作为报文先后次序和报文丧失的判断依据.采用UDP通讯方式时：对于接收方来说,第一次收到某个设备的UDP端口发 送的数据,默认为其数据编号正确,对于以后再次收到的报文那么需经过数据编号的 校验；假设该设备的UDP数据编号超时得不到刷新那么默认为下一次收到报文的数据 编号正确.采用TCP通讯方式时,设备之间的任何一个或一对对于双网TCP连接都 设置一个独立的数据编号.在
10、连接建立时,设置初始值,发送编号为0、接收判断 的编号为-1.对于每一个报文均需判断其数据编号的合法性.假设超时数据编号得 不到刷新,那么断开链接重新链接,数据编号重新设置初始值.双网情况下,成对的 连接在第一个连接建立时设置数据编号,任何一个网络连接的单独断开对该数据编 号没有影响,但其重新连接后仍使用原有的数据编号,只有在A、B网的连接都断 开后,才重新开始.在本节下面的描述中,A网接收、B网接收特指成对的TCP连接上A、B网数 据的接收,或者A、B网上成对的UDP报文的接收,并且报文是由同一个发送方 发出,该发送方指与接收方直接相连的设备.在单网通讯的情况下,报文的数据编号没有实际意义,
11、所有的接收报文都认定 有效.为了与双网通讯兼容,要求发送方的数据编号使用方式同双网通讯式的方 式.发送方组织APCI时,将当前的数据编号填入APCI,同时将数据编号增1保 留,数据编号溢出时自动归零.#接收方的任何一个网接收到报文后,依据以下原那么判定有效报文并处理,保存 新的数据编号,同时舍弃无效的报文.数据编号从0-65535循环计数,其接收报文数据编号的合法性判别是：X为新收到报文的数据编号；Y为原来保存的数据编号：1. X Y假设(X-Y 10000那么X编号无效该报文不处理；假设(X-Y) = 10000那么X编号有效该报文处理,同时刷新Y编号.2. XV二Y假设(Y-X) 二 45
12、535那么X编号有效该报文处理,同时刷新Y编号.超时定义1 UDP和TCP均发送各自的心跳报文.心跳报文只有报文头、无报文体, 带正常数据编号.每间隔10秒发送一次.2 .假设UDP报文接收超时30秒未收到,那么判UDP不通.3 .假设UDP报文的数据编号超时30秒未得到刷新,那么默认下一个UDP报文 的数据编号正确.4 .假设TCP报文接收超时30秒未收到,那么判TCP不通,断开TCP链接.5 .假设TCP报文的数据编号超时30秒未刷新,那么断开双网的TCP链接,复位#据编号.6 .设备与设备之间同时使用U DP、TCP通讯时,设备的通断判别以TCP是 否断开为主.8设备配置治理的传输层约定站内设备的配置治理端口号为6003,采用UDP通讯方式.路由设备应根据设 置确定是否允许治理的UDP报文通过.9路由设备的补充说明路由设备应建立路由表,路由表可以通过人工配置生成,也可以通过相连设备 的类型等信息自动建立.10其它说明如果一个物理设备中含有多个设备.物理设备的传输协议层以及网络收发层只 有一个,每个设备对应一个应用效劳层.#
