DCS3000功能描述

功能描述1
本章对DCS3000系统作了介绍。包括信息处理和网络结构概述。
同时描述了IEC60870-5-101通信协议和DCS3000通讯顺序。
DCS3000介绍 1-4
网络结构 1-8
通讯选择概述 1-9
IEC 60870-5-101传输规则 1-11
DCS3000传输顺序 1-24
时间同步 1-37
冗余主站 1-42
IEC报警概念 1-48
耦合方式 1-63
功能描述
目录
DCS3000配电线通讯系统-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------4
导言..................................................................................................................................................................................4
CENELEC标准................................................................................................................................................................6
网络结构..........................................................................................................................................................................8
IEC 60870-5-101传输规则..................................................................................................................................................9
EPA层模型.......................................................................................................................................................................9
位传输层........................................................................................................................................................................11
信息格式........................................................................................................................................................................11
连接层............................................................................................................................................................................12
IEC 60870-5-101在格式FT1.2中的信息......................................................................................................................13
在IEC 60870-5-101信息中的控制域和地址域.............................................................................................................14
控制域（C域）.............................................................................................................................................................14
域内容的解释................................................................................................................................................................15
非平衡模式下的功能码................................................................................................................................................16
地址域（A域）..............................................................................................................................................................17
启动一个站....................................................................................................................................................................17
DNP3规约.........................................................................................................................................................................21
概要................................................................................................................................................................................21
帧设计............................................................................................................................................................................21
链路层.......................................................................................................................................................................21
链路层字头................................................................................................................................................................23
传输层字头................................................................................................................................................................24
应用数据........................................................................................................................................................................25
应用控制...................................................................................................................................................................26
功能代码FC...............................................................................................................................................................26
内部指示...................................................................................................................................................................27
对象字头...................................................................................................................................................................27
限定词.......................................................................................................................................................................28
范围...........................................................................................................................................................................28
DCS3000通讯....................................................................................................................................................................29
通讯选择概述................................................................................................................................................................29
DCS3000通讯顺序............................................................................................................................................................31
准透明模式....................................................................................................................................................................31
正常操作...................................................................................................................................................................32
链路干扰...................................................................................................................................................................33
DCS3000报文结构........................................................................................................................................................34
包空间............................................................................................................................................................................35
中压配电线上IEC数据的传输......................................................................................................................................35
DCS3000编码交换举例................................................................................................................................................37
传递路径的干扰............................................................................................................................................................38
命令输出举例................................................................................................................................................................39
指示溢出........................................................................................................................................................................39
启动操作...................................................................................................................................................................40
DCS 3000的时钟同步.......................................................................................................................................................41
TCC – BU主站的同步...................................................................................................................................................41
BU主站–次级主站.......................................................................................................................................................42
BU（次级）主站–BU子站..........................................................................................................................................42
BU子站–BU子站...........................................................................................................................................................43
BU子站-RTU..................................................................................................................................................................43
环型配置的同步............................................................................................................................................................44
服务工具中的时钟修正系数........................................................................................................................................44
BU系统时钟状态...........................................................................................................................................................44
DNP3协议的时钟同步.................................................................................................................................................45
冗余主站............................................................................................................................................................................46
概述................................................................................................................................................................................46
冗余单主站....................................................................................................................................................................46
常规查询（GI）............................................................................................................................................................47
启动程序........................................................................................................................................................................47
下载................................................................................................................................................................................47
1-2 设备手册 DCS3000
版本： A2.4.0 / 08.2002 © Siemens AG
功能描述
在监测方向上的自发数据............................................................................................................................................47
命令方向........................................................................................................................................................................47
经由CAN总线的时钟同步............................................................................................................................................48
主站转换........................................................................................................................................................................48
带有次级主站的冗余核心主站....................................................................................................................................49
常规查询（GI）............................................................................................................................................................49
次级主站的时钟同步....................................................................................................................................................49
冗余核心主站和次级主站............................................................................................................................................50
与次级主站一起启动....................................................................................................................................................50
次级主站的启动............................................................................................................................................................50
时钟同步........................................................................................................................................................................50
冗余次级主站的连接....................................................................................................................................................51
DCS3000报警概念............................................................................................................................................................52
概述................................................................................................................................................................................52
报警种类........................................................................................................................................................................52
DCL扰动事件................................................................................................................................................................52
来自于主站的报警事件................................................................................................................................................53
报警状态映像（ASI）..................................................................................................................................................53
RTU错误........................................................................................................................................................................53
启动................................................................................................................................................................................53
来自TCC的常规询问（GI）.........................................................................................................................................53
用于DCS报警的IEC信息体的定义...............................................................................................................................54
链路和ASDU地址..........................................................................................................................................................54
环路连接线方向的定义................................................................................................................................................55
用于IEC报警的ASDU内容...............................................................................................................................................56
类型标识........................................................................................................................................................................56
变量结构限定词............................................................................................................................................................56
数量................................................................................................................................................................................56
SQ...................................................................................................................................................................................56
传送原因........................................................................................................................................................................57
ASDU的公共地址..........................................................................................................................................................57
信息体地址（IOA）.....................................................................................................................................................57
主站报警的IOA.............................................................................................................................................................57
主站状态事件的IOA例子..............................................................................................................................................58
BU连接报警（DCL干扰）的IOA.................................................................................................................................59
DCL干扰事件的IOA例子..............................................................................................................................................60
断开的例子........................................................................................................................................................................61
环路内线路切断............................................................................................................................................................61
在环路内有两处线路被切断........................................................................................................................................62
建立联系后切断主站之间线路....................................................................................................................................64
线状和树状配置............................................................................................................................................................65
DNP3协议的IOA...............................................................................................................................................................67
主站报警的DNP索引....................................................................................................................................................67
BU连接报警（DCL干扰）的DNP索引........................................................................................................................68
索引目录........................................................................................................................................................................69
附录--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------70
IEC格式的支持信息..........................................................................................................................................................70
网络配置........................................................................................................................................................................70
请求数据的传送方式....................................................................................................................................................70
ASDU的公共地址.....................................................................................................................................................70
信息体地址................................................................................................................................................................70
传送原因...................................................................................................................................................................70
监测方向的支持处理信息............................................................................................................................................71
在命令方向支持的处理数据（透明传输）..................................................................................................................71
在命令方向的系统信息（透明传输）.........................................................................................................................72
控制方向的参数（透明传输）....................................................................................................................................72
DNP3格式中的支持信息..................................................................................................................................................73
附图目录........................................................................................................................................................................77
附表目录.......................................................................................................................................................77
设备手册
© Siemens AG 版本： A2.4.0 / 08.2002
DCS3000 1-3
功能描述
DCS3000配电线通讯系统
导言
直到目前为止，中压网络还很少能够实现自动化，其广泛而密集的网络拓扑结构使自动化成为一项耗费*的工程。一般在变压器和配电变电站都没有数据或通讯电缆。
发电厂 输电网络 220 / 380kV
1-4 DCS3000
图1-1：典型的电力配电网络
图1-1：典型配电网络
虽然从1920年开始，就开始在高压电缆上使用载波技术传送数据，但直到zui近，在分布zui广的中压电网上还没有过成功的应用。其中一个重要因素就是不具备高速复合的调制类型。只有使用今天的高速信号处理器，才能使它成为可能。
使用DCS3000通讯系统，数据可以直接在中压电缆上传送，例如，地下电缆和架空电缆的导体上或地下电缆的电缆防护层上。中压电缆上的数据信号可以通过电容或电感进行耦合。作为选择，数据也可以在（双线）传输电缆上传送。
高压配电网/用户： 重工业，铁路110 / 220kV
中压配电网/用户： 商业和工业，机关10 / 22kV
中压网络
低压配电网/用户： 住宅区，小型商业，农业230 / 400V
设备手册
版本： A2.4.0 / 08.2002 © Siemens AG
功能描述
特点
DCS3000的模块化结构使其可以获得非常广泛的应用。
根据不同的配置，DCS3000可以满足中压电网（和低压网络）的各种需求，并且可以根据用户要求单独定制。
其中zui关键的功能可参考如下图表。 Energy servicesPSTN: Telecommunication line / FOBUCDCCDIBURTUCDCCDIZ鋒lerLocal stationMVLegendRTU: Remote Terminal UnitBU: Basic Unit （DCS 3000）CDC: Coupling Device CapacitiveCDI: Coupling Device InductivePSTN: Public Switched Telefon NetworkMV: Medium VoltageBURTUCDCCDIZ鋒lerRemote meter readingMedium voltage metersLow voltage metersLoad profile evaluationCustomer supportLoad managementConsumer controlDistribution networkautomationAutomatic switching operationsEarth fault detectionTransformer monitoringTele control centerAccountingCustomer serviceLocal stationTransformersubstation 110/20 kV
图1-2：DCS3000–系统概述V.24 / V.28DCDC/A C
Power supplyService / Test,Parameterizing, Down-LoadV.24 / V.28RS232V.24 / V.2820mAIEC 6110720mA InterfaceBUDCDC/ACCDCCDICDCCDICDCCDICDCCDICoupling unitsinductive, capacitiveor 2-wire connectionsCANCAN - BUSMulti MasterModem i.P.MeterTele controlMaster unitwith ASIC
CDC联结耦合电容
CDI联结耦合电感
图1-3：DCS3000基本单元–接口
集成接口提供多种连接选择，如RTU，调制解调器和仪表。电容或电感连接单元可用于连接中压电缆。
设备手册
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DCS3000 1-5
功能描述
CENELEC标准
标准及规则
使用低压网络作为传输媒体时，需要对可用频率、电平等进行调制。
在欧洲，从1991年起，CENELEC的50065-1标准（欧洲电工标准化委员会）就已经投入使用。取决于不同的国家和地区，在世界范围内对该标准有着不同的需求。不同国家和地区所提供的频段从3kHz到148.5kHz不等，并对技术参数作出相应的规定，如信号的振幅或特定的传输协议。
频率范围
名字
必需的协议
其它
3 - 9 kHz
没有
可能仅用于EVU
9 - 95 kHz
波段A
没有
可能仅用于EVU
95 - 125 kHz
波段B
没有
无限制
125 - 140 kHz
波段C
有
无限制
140 - 148，5 kHz
波段D
没有
无限制
表1-1：CENELEC频段
DCS3000能够使用从A到D的各个不同频段作为传输通道。
DCS3000能够按照EN 50065标准，通过中压电网进行数据传输。
在已有的中压电网中传输数据，必须考虑以下网络特性：
网络特性
􀁺 网络为线状结构，含分枝线路和通过交叉线路连结的线路。
􀁺 可能出现的暂时的、或有时是长时间的线路中断（由于打开断路器（CB）或隔离开关）。
􀁺 各种类型的电缆相互联接在一起（高架电缆，有接地屏蔽的地下电缆，塑料绝缘电缆等）。
􀁺 各种类型的干扰（信号衰减，信号失真，耦合冲突，等等）。
中压电网
由于变电站的电缆屏蔽层接地，或断路器断开导致配电线路中断等情况，所以，对于传输数据而言，无论如何，都不能认为中压电网可以提供*性的开放连接。
1-6 设备手册 DCS3000
版本： A2.4.0 / 08.2002 © Siemens AG
功能描述
基本单元（BU）的使用由于这个原因，DCS3000 BU（基本单元）用在每个局部网络子站，该基本单元准备好相应数据信号，以不同的频率发送到下一个站，也可以不同的传输速率/带宽进行发送（中继器功能）。这就保证在中压电网的每个允许操作的状态下，DCS线路的连通性。
图1-4：DCS3000系统的基本单元（BU）
设备手册
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DCS3000 1-7
功能描述
网络结构
BU中继器和BU（RTU）可以以任何顺序连接，例如：在一条线上，连接到一个主BU。
单线结构 Control CenterRTUBUBURTUBUBUBURTUBURTUBUBURTUBURTUBUBURTUBUBU
图1-5：线状结构
树结构
依靠来自于一个DCS站的几条外部中压电缆线路的分支，也能够以树结构形式提供互相连通的网络。
图1-6：树结构
如果RTU能够以两条路径连通DCS线路，就形成了环结构。
环结构 Control CenterRTUBUBURTUBUBUBURTUBURTUBUBURTUBURTUBUBURTUBURTUBUBURTUBUBURTUBURTUBUBUBU
图1-7：环结构
1-8 设备手册 DCS3000
版本： A2.4.0 / 08.2002 © Siemens AG
功能描述
IEC 60870-5-101传输规则
EPA层模型
EPA模型
IEC 60870-5-101的通信是脉冲编码调制方式。如IEC 60870-5-3中定义的一样，它以ISO-OSI参考模型为基础构成开放系统。为了尽可能的减少反应时间，七层中只使用了三层，它与“增强型应用结构（EPA）”的三层模型一致：
􀁺 第1层：物理层
􀁺 第2层：连接层
􀁺 第3层：应用层Physical Layer 1Application ProcessesTransmission RouteApplication Layer 7Connection Layer 2
图1-8：EPA层模型
物理层，也称为位传输层，完成下列各项任务：
物理层
􀁺 将串行信号转换为并行信号，或者相反
􀁺 监控信号质量
􀁺 完成位和信息同步
􀁺 增加和去掉信息限制（开始/结束特性码）
􀁺 检测信息格式错误
􀁺 产生和校验检测码以保护信息，避免丢失和错误
设备手册
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DCS3000 1-9
功能描述
连接层
连接层控制传送过程。它的基本任务是：
􀁺 在对称的（平衡）和非对称的（不平衡的）的传输过程中，完成基本的服务（如发送/确认；发送/无回答）
􀁺 更新信息中的含有过程控制信息的控制域
􀁺 检测信息格式错误
􀁺 识别信息中的地址和它特定的位置
应用层
定义和实际处理发生在应用层的通信信息。此外，应用层形成应用程序接口。它的基本任务包括：
􀁺 对IEC 60870-5-101信息进行编码和解码
􀁺 典型的信息处理，包括
􀁺 信息
􀁺 测量
􀁺 变压器分接头位置
􀁺 计量
􀁺 位结构
􀁺 在处理和传输过程中存储程序信息
􀁺 提供操作模式控制，包括
􀁺 请求发送
􀁺 循环发送
􀁺 命令处理和命令管理，包括
􀁺 发脉冲命令
􀁺 设置值
􀁺 组织命令
1-10 设备手册 DCS3000
版本： A2.4.0 / 08.2002 © Siemens AG
功能描述
位传输层
概述
在ISO-OSI参考模型中，位传输层是物理层，它能够把并行数据转换成串行数据流，反之亦然。当传输通道发生冲突而引起信息失真时，它能保护用户数据的安全。
发送方向
发送数据时，从连接层来的并行数据记录带有安全特征标记，并且以串行数据流的形式向外发送。
在接收方向，所收到的串行字符串被转换成并行数据记录，并检查格式的正确性。如果已收到的数据格式是正确的，在用户数据上作一个接收时间标记，然后被送到连接层。否则，相应的错误信息与它所在的频道编号一起被转换为错误信息来源。
接收方向
主站（变电站或遥控优先级）和从站的位传输层是相同的。
信息格式
格式种类
FT1.2
根据IEC 60870-5-1标准的格式级FT1.2，在IEC 60870-5-101信息中，用户数据嵌入在数据帧里面。这样得到的哈明距离d＝4。2021222324252627124163264128811010000110x1011001110000Byte 1Byte n-1Byte nByte 2Byte n-2Start character （ = 68hex）Start-bitStop-bitParity-bitInformationBit sequence on the linecheck sumUserinformationCheck sum characterfor the complete messagecharacters representedin message displays transmitted charactersEnd character （ = 16hex）1. Bit2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.
图1-9：格式级FT1.2
这个格式级的传输规则是：
􀁺 线路空闲的状态相当于1信号。
􀁺 每一个字符有一个起始位（0信号），8个信息位，一个奇偶校验位和一个停止位（1信号）。
􀁺 在两个字符之间不允许有空位。
􀁺 为了保证接收端在检测出错误后实现同步，在两帧之间zui少应有33个空闲状态位。
设备手册
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DCS3000 1-11
功能描述
􀁺 用户数据字节序列由一个8位校验和（CS）结束。校验和是所有用户数据的算术和，校验和不作为用户数据。
􀁺 接收方检查
每个字符： 起始位，停止位和奇偶校验位
每一帧信息： 起始特征字节，信息校验和字节和结束特征字节，以及检测到错误后，信息间的持续空闲状态
如果上述检查中的任何一个返回了否定的结果，信息被丢弃。否则，传递给用户。
连接层
概述
连接层控制到达通讯点（控制中心或子站）的传输过程。除了完成IEC 60870-5-2和IEC 60870-5-5中所定义的程序之外，还需要实现含有全过程的监视功能。
交换方式
交换方式定义了在通讯点之间的数据传送程序。可能的交换方式是：
􀁺 平衡模式 （自发操作，对称的传送程序）
􀁺 非平衡模式 （呼叫操作，非对称的传送程序）
在DCS3000中，非平衡模式用于BU主站到控制中心或BU与RTU之间的通讯。因此，下面的描述限定在这种运行模式。
在DCS3000中，遵循上级遥控方式，控制中心或BU RTU，在数据交换中占据主导地位，依靠这种操作方式。子站（主BU或RTU，取决于运行模式），只有在遥控优先级发出请求时，才发送数据。因此，主站（控制中心/从BU）总是作为起始的初级站，而从站（主BU/RTU）作为响应的次级站。
非平衡模式
1-12 设备手册 DCS3000
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功能描述
IEC 60870-5-101在格式FT1.2中的信息
在IEC 60870-5-101协议中，使用三种不同的信息结构：
下列各项图表显示了这些信息类型的一般结构： Message withvariable lengthMessage withfixed length *）Single characterSingle character = E 5 hex*） also known as short messageStart character = 68 hexBlock lengthInformations-objektCheck sumEnd character = 16 hexType identificationVariable structure ident.Station addressInformations-adresseReason for transmissionBlock lengthStart character = 68 hexControl fieldAddress fieldHeader partUsers areaCheck sumStart character = 10 hexEnd character = 16 hexHeader partControl fieldAddress fieldUsers area
图1-10：FT1.2格式的信息结构
（DCS 3000使用信息有固定的和可变的长度）
开始/结束特征码
开始和结束特征码定义信息的开始和结束，它是信息安全的组成部分。
开始特征码也用于识别信息：
􀁺 开始特征码＝8H： 信息为可变长度
􀁺 开始特征码＝10H： 信息为固定长度
字块长度域在信息的头部，具有可变长度，它提供信息中用户区域所占有的字节长度。其数值不超过255。
字块长度
在字块长度域中增加6字节（4个字节作为头部，1个字节作为校验和，1个作为结束特征码），就可以获得帧长。
第二个字块长度域重复*个的值，它用于连接层的信息检查。
控制域
控制域（C域）包含有关信息方向和信息类型的信息，以及防止信息丢失或者信息被复制的控制信息。
地址域
地址域包含连接地址（链路地址），它定义主站和从站之间进行连接的地址。
设备手册
© Siemens AG 版本： A2.4.0 / 08.2002
DCS3000 1-13
功能描述
在来自主站的信息中，这个地址对应目标地址，而在来自于从站的信息中，它是源地址。
用户数据
该数据域包含实际处理数据，由以下内容组成：
􀁺 类型ID（例如，有/没有时标的单一信息，计算值，单一命令）
􀁺 变量结构ID（信息对象的数量，连续的或不连续的信息块）
􀁺 传送原因（例如，自发，循环，请求）
􀁺 共享地址（站地址）
􀁺 信息体地址
􀁺 信息对象（值，状态或时间标记）
单字节可以取代简短的记录，表示肯定或否定的确认。两个主要单字节定义如下：
单字节
􀁺 单字节1＝E5 H
􀁺 单字节2＝A2 H
在IEC 60870-5-101中，只使用单字节1。单字节2不使用。
在IEC 60870-5-101信息中的控制域和地址域
信息中以下可变长度或固定长度的信息域，对于连接服务和传送控制非常关键：
􀁺 控制域（C域）
􀁺 地址域（A域）
你可以找到这些信息域的摘要，它是连接层的基本功能，具体如下。
控制域（C域）
功能
控制域描述了信息中类型和功能的关系，此外，在C域中的信息提供了保护，以避免信息丢失或信息被复制。
取决于交换模式（平衡或非平衡模式）或站的类型（起始的主站或作出响应的从站），控制域会包含不同的数据。RESPRMFCBACDFCVDFC23222120FunctionMSLS2027
主站到从站
从站到主站
图1-11：控制域
主站总是首先发送信息的站（控制中心或从BU）。
从站总是对信息作出响应的站（BU主站或RTU）。
1-14 设备手册 DCS3000
版本： A2.4.0 / 08.2002 © Siemens AG
功能描述
域内容的解释
功能 信息的类型（例如，用户数据，请求或确认）。主站和从站的信息编码的含义是不同的。
FCV 帧计数有效位： 提供帧计数位的信息（FCB）。
FCB 帧计数位： 常用于防止信息丢失和信息被复制：
主站每次向同一个从站传送新的发送/确认或请求/响应传送服务，都要转换FCB。如果得到的回答是无效的或响应时间超时，就以同样的帧计数位，重复zui后一次发送/确认或请求/响应传送服务。
DFC 数据流控制： 从站显示主站的以下信息，如果更多的信息将立刻导致缓冲器溢出。
ACD 访问要求： 从站显示主站的以下信息，高优先级的自发事件权已经等待传送。主站将该数据按优先级进行排序。
PRM 主站信息： 该位用于设置来自起始的初级站的信息。
RES 备用（不使用）。
设备手册
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DCS3000 1-15
功能描述
非平衡模式下的功能码
FC
信息类型
服务功能
FCV
可能的FC响应
0
预期的发送/确认
对从站连接层进行初始化 （远方链路复位）
0
0
3
预期的发送/确认
用户数据
1
0，1
4
预期的发送/没有回答
用户数据
0
-
9
预期的请求/响应
请求连接层状态
0
11
10
预期的请求/响应
请求*级用户数据
1
1，8，9
11
预期的请求/响应
请求第二级用户数据
1
1，8，9
表1-2：在主信息中的功能代码（不平衡方式）
如果主站没有产生其它的功能码，或从站回答功能代码15，即表示“连接层服务无效”。
FC
信息类型
服务功能
响应主站FC
0
确认
ACK：肯定的确认
0，3
1
确认
NACK：信息未收到，连接层被占用
3，10，11
8
响应
用户数据
10，11
9
响应
NACK：无法得到请求数据
10，11
11
响应
连接层的状态或通路要求
9
15
-
连接层的服务不可用
1，2，5，6，7，8，12，13，14，15
表1-3：从站信息中的功能代码（不平衡方式）
1-16 设备手册 DCS3000
版本： A2.4.0 / 08.2002 © Siemens AG
功能描述
地址域（A域）
地址域包含连接地址（链路地址）。
在来自于主站（起始站）的信息中，这个地址对应于目标地址，而在来自从站（接收站）的信息中，它是源地址。23222120MSBLSB202724252627
图1-12：地址域
地址域的长度可以设置为0，1或2个字节。然而在平衡模式下地址域可以*省略，在非平衡模式下，它通常是必需的。
启动一个站
取决于交换模式和站类型（控制中心，子站），启动一个站的程序是不同的。以下例子描述启动过程：
􀁺 在非平衡模式下，启动遥控优先级（控制中心或从BU）
􀁺 在非平衡模式下，启动子站（主BU或RTU）
设备手册
© Siemens AG 版本： A2.4.0 / 08.2002
DCS3000 1-17
功能描述
启动主站 当启动遥控优先级时，主站必须确定与哪一个子站连接，这样它可以对该连接进行设置。下面说明了所需的程序：
遥控优先级控制中心或从BU
子站 主BU或RTU
启动遥控优先级
请求子站X的连接层状态
FC9
FC11
初始化连接：报告连接层的状态
开始连接层的同步
FC0
FC0或E5H
连接层初始化和确认
（预期下一个帧计数位＝"1"）
子站X是可用的： 外部连接出错
请求子站Y的连接层状态
FC9
没有回答： 连接层不可用，复位或开关切断
子站Y不可用： 内部连接出错
图1-13：启动上级遥控
在*个请求周期中，遥控优先级通过传递“链路层状态请求”（状态请求），尝试与所要求的子站建立连接。
如果子站不响应，就作出失败标记。取决于主站，输入连接错误信息可以被删去。
如果子站是可用的，子站会响应“链路层状态”。那么上级遥控层就会对子站的连接层进行初始化（FCB＝0，下一个FCB位的预期值为“1”）。取决于主站，输出“外部连接错误”可以被删去。
1-18 设备手册 DCS3000
版本： A2.4.0 / 08.2002 © Siemens AG
功能描述
启动子站 操作期间，子站重新启动后，必须重新设置遥控优先级，以下的程序是必需的：
遥控优先级控制中心或从BU
子站 主BU或RTU
对子站的命令
无响应 （连接层不可用）
时间监测开始重复。请求链路层状态
子站突然出现通道可用
DCS3000 1-19
FC9
FC11
报告链路层连接初始化状态
检测到子站启动
开始链路层的同步
FC0
连接层初始化及确认下一个预期FCB＝"1"
子站可再次使用
FC0或E5H
请求用户数据
FC10/11
子站报告初始化结束
启动后子站是可用的
FC8TK70
下列功能： -普通请求 -时间同步
图1-14：启动子站
遥控优先级根据一个不确认命令来检测与子站的连接失败。在预定义的不成功重复次数后，删去错误信息“外部连接错误”。然后遥控优先级再次尝试与该子站建立连接，在请求链路层状态的每个请求周期中，都搜寻一次该子站的地址。
设备手册
© Siemens AG 版本： A2.4.0 / 08.2002
功能描述
如果连接层重新变得可用的，子站响应“链路层的状态”。遥控优先级对子站的连接层进行初始化。
在连接层成功同步和应用层启动之后，子站发送“初试化结束”信息（信息ID TK70）。
常规查询 一个系统控制中心连接的启动或者上层要求传送子站的全部数据库到控制中心，是为了初始化的目的。这个初始化的激活一般依靠来自于控制中心的寻问信息（GI命令，在IEC 60870-5-101中的信息ID TK100 - 请求ID 20）
请求列表 在每次收到GI命令后，就开设一个计划列表，该表放入（设置）了所传输的信息体。通过所选择的信息体进入列表的优先权和顺序（在IEC 60870-5-101中，这是信息体地址的升序排列），请求列表中的信息体被传递到控制中心。
不管通过参数初始化传输的是完整的列表（通常是这种情形），或者只是信息中的特定内容，与控制中心的连接都会获得通知。
在传送了zui后的GI信息后，送出GI的结束信息（终止），显示所有设置的信息体全部传输到控制中心。
1-20 设备手册 DCS3000
版本： A2.4.0 / 08.2002 © Siemens AG
功能描述
DNP3规约
概要
象IEC 60870-5-101协议一样，DNP3（分布式网络协议）使用OSI层模型定义的串行物理接口，链路层基本符合IEC 60870-5-2定义的平衡模式。
DNP3协议具备下列特性：
􀁺 格式级FT3（用于异步传输）
􀁺 可变的报文长度
􀁺 控制中心和报文所含站的地址
􀁺 平衡模式
帧设计
DNP3是一种使用可变长报文的协议。
链路层
在链路层，传输功能zui大可以容纳255个字节的应用数据。APDU（应用协议数据单元）被打包在一个传送段。每一个传送段具有一个传送字头TH。
如果传输的内容多于一帧，在*帧的传输字头中需设置FIR位，并删除FIN位。每增加一个需发送的帧，报文的编号（序列号）加一。FIN位设置在zui后一个传送段的字头TH中。
在一个链接报头中，倘若总是在16个字节后插入一个2字节的校验和，那么，传送段就是到物理层接口的信息帧。链接字头LPCI（链路协议信息）包含：
􀁺 起始特征码
􀁺 帧长度
􀁺 控制信息
􀁺 接收和发送地址
􀁺 CRC校验码
设备手册
© Siemens AG 版本： A2.4.0 / 08.2002
DCS3000 1-21
功能描述
Frame 1THAPLDFrame 2Frame 3APDULPCICRCCRCCRCCRC1 . . 16ByteData1 . . 16ByteData1 . . 16ByteDataFIR = 1FIN = 0Sequence = xFIR = 0FIN = 0Sequence = x+1FIR = 0FIN = 1Sequence = x+2Telegramm-fragmentLink Layermit Transport Layer FunktionPhysical LayerTHTHAPLDAPLD
APDU 应用协议数据单元
CRC 循环冗余校验
LPCI 链路协议控制信息
LPDU 链路协议数据单元
TH 传送报头
APLD 应用层数据
图1-15：包含3个帧的DNP3报文结构例子
上图显示应用层的一个大报文段中的单帧结构，该应用层具备链路层传输功能。这样生成的帧包含连接字头LPCI，并被传递到物理层。
1-22 设备手册 DCS3000
版本： A2.4.0 / 08.2002 © Siemens AG
功能描述
链路层字头
链路层字头LPCI确保准确的确定地址，并向通讯对象提供必需的控制信息。1.Byte2.Byte3.Byte4.Byte5.Byte6.Byte7.Byte8.Byte9.Byte10.Byte11.Byte12.ByteLink Header LPCIStart byte = 05HStart byte = 64HLengthControlDestinationSourceCRCTransport HeaderStart APDU
图1-16：在DNP3中的连接字头
在每个信息前头都有一个链路层字头（LPCI）。在两个起始字节后有一个长度声明，该长度声明考虑了控制域，字头的目的地地址和源地址以及后续数据字节的长度。
在控制域中，提供了通讯对象连接层的控制信息。 DIRPRMFCBFCVDFC23222120FunktionMSBLSB2027001Bit
主站到从站
从站到主站
图1-17：控制域
设备手册
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DCS3000 1-23
功能描述
域内容的解释：
功能 报文类型（如，消息有/无响应或确认）。在两个不同的传送方向上，代码可能有不同的含义。
FCV 帧计数有效位
FCB 帧计数位
DFC 数据流控制位
PRM 主信息：该位用来设置触发主站的信息。
DIR “1”代表次级主站到从站的信息。
“0”代表从站到主站的信息。
目的地地址包含了通讯对象的地址，源地址或发送地址。
双CRC校验字节可以防止的链路头数据被破坏，该链路头数据从源地址的*个起始字节开始，到zui后一个字节结束。
在链路字头之后，紧接着是传输字头TPCI和可达249个字节的应用数据。
传输层字头
传输层字头（TPCI）与单帧传输配合。它通过升序编码识别所有的帧，还有起始帧（FIR）和结束帧（FIN）。MSBLSB2322212024252627FINFIRSequenceBit
图1-18：传送字头TPCI
域内容解释：
FIR 在起始帧中为1，其它为0
FIN 在zui后的帧中为1，其它为0
Sequence（序号） 帧的编号，*帧以0开始
1-24 设备手册 DCS3000
版本： A2.4.0 / 08.2002 © Siemens AG
功能描述
应用数据
应用数据（APDU）由以下部分组成：
􀁺 应用层字头
􀁺 对象字头
􀁺 以及数据（信息体） APCIDUIIODUIIODUIIOApplicationControlFunctionCodeApplicationControlFunctionCodeInternalIndicationRequest HeaderResponse HeaderObjectVariationQualifierObject HeaderRangeAPDU
APCI 应用协议控制信息
APDU 应用协议数据单元
DUI 数据单元标识符
IO 信息内容
图1-19： DNP3协议中的应用数据
应用层字头 应用层字头APCI描述了段内的数据部分，它包括：
应用控制AC
功能代码FC
内部指示IIN
设备手册
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DCS3000 1-25
功能描述
应用控制MSBLSB2322212024252627FINFIRSequenceBitConfirmUnsolicited
图1-20：应用控制
域内容解释：
FIR 起始段
FIN 结束段
Confirm（确认） 当应用控制期待得到对方站的FC 0确认时，它被设置。
Unsolicited（主动） 对于主动信息该位为“1”，否则为“0”
Sequence（序号） 范围0-15
功能代码FC
SICAM袖珍型RTU的功能码可能如下表所示：
FC
功能
描述
0
确定
确认一个报文段
1
读
从袖珍型RTU中请求特定数据。RTU响应对应的可用数据
2
写
在对方站中保存特定数据。RTU响应操作状态。它普遍用于删除设备中重新启动位IIN（内在指示），以及子站时钟同步
3
选择
选择特定的命令。RTU响应操作状态
4
执行
激活/释放以前选择的命令。RTU响应操作状态
5
直接执行
激活/释放特定命令。RTU响应操作状态
6
不确认，直接执行
激活/释放特定命令。RTU不响应
7
立即恢复
把特定的数据拷贝到恢复缓冲器。RTU响应操作状态
8
不确认，立即恢复
复制特定数据到恢复缓冲器。RTU不响应
20
允许主动提供信息
允许“主动提供信息”操作模式。RTU响应操作状态作出
21
撤消主动提供信息
撤消“主动提供信息”操作模式。RTU响应操作状态
22
级别
对特定数据对象特定级别
表1-4：在APCI中请求字头的功能代码
1-26 设备手册 DCS3000
版本： A2.4.0 / 08.2002 © Siemens AG
功能描述
FC
功能
描述
23
延时测量
传输时间测量
129
响应
对请求信息的响应
130
主动信息
自发信息，非主站请求信息
表 1-5：功能码续表
内部指示
内部指示是向控制中心传递内部状态和诊断结果信息元素，它被用于到，它仅存在于监测方向。
*个8位字节MSBLSB2322212024252627BitRestartDev. TroubleLocalNeed TimeClass 3Class 2Class 1All Stations
第2个8位字节MSBLSB2322212024252627BitReservedReservedBad ConfigAlready ExecBuffer OverflowOut of RangeObject UnknownBad Function
图1-21：内部指令
在DNP V3.00智能电子装置（IED），认证程序，分册2的文档中，可以找到对内部指示的详细解释。
对象字头
对象字头DUI（数据单元信息）由下列部分组成：
􀁺 对象
􀁺 变量结构限定词
􀁺 限定词
􀁺 范围
信息的请求或发送类型由目标域描述，它由一个字节的信息体和一个字节的变量结构限定词组成。
设备手册
© Siemens AG 版本： A2.4.0 / 08.2002
DCS3000 1-27
功能描述
限定词
限定词字节描述了范围域的含义。它包括：
􀁺 索引长度
􀁺 限定码 MSBLSB2322212024252627Qualifier Code BitIndex Size -
图1-22：限定
限定码：
0 范围域中8位开始/停止索引
1 范围域内16位开始/停止索引
3 范围域内的8位索引声明
4 范围域内的16位索引声明
6 无范围域
7 对象的8位编号
8 对象的16位编号
索引大小
0 无索引
1 1字节索引
2 2字节索引
范围
范围域规定了对象的个数或开始/结束的对象地址。范围域的大小和结构由限定字来定义。如果限定字代码是6，则省略范围域。
1-28 设备手册 DCS3000
版本： A2.4.0 / 08.2002 © Siemens AG
功能描述
DCS3000通讯
通讯选择概述
下图说明了DCS3000系统的通讯选项 BU （Master）RTUBU BU RTUBU CCV.24 /V.28V.24 /V.28V.24 /V.28MVMVMV（Slave）（Slave）（Slave）
CC 控制中心
MV 中压电网
从BU（Slave） 基本单元
主BU（Master） 有通讯控制功能的基本单元
RTU 远方终端单元
图1-23：DCS3000通讯选项
所有BU硬件在结构上是相同的。然而，根据其以下三个基本功能，在不同执行地点的BU需要不同的传输路径：
􀁺 主BU：管理DCS3000传输线及其与上级远方控制站的通讯。另外，它还管理下面的远方终端单元（RTU）的请求。
􀁺 从BU（中继器）：接收DCS信息，校正位错误，放大信息并将其传向下一个BU。
􀁺 具有遥控功能的从BU：类似中继器，但也能与远方终端单元（RTU）和/或表计通讯。T-SRT-躌T-躌T-SRCCRTURepeaterRepeaterRemote TerminalInterfacedlcdlcdlcdlcD-SRD-SRD-躌D-躌IEC 870-5SlaveIEC 870-5BUBUBUMasterPolling control
Replica
CC 控制中心
dlc 配电线通讯帧
D-SR 数据控制方向
D-üR 数据监视方向
T-SR 控制方向的RTU信息
T-üR 监视方向的RTU信息
图1-24：一条线路上的通信顺序
设备手册
© Siemens AG 版本： A2.4.0 / 08.2002
DCS3000 1-29
功能描述
主BU/从BU 主BU和BU中继器/或具有远方控制功能的BU之间的DCS3000通讯，基于一个由传输线起始处的主BU控制的令牌传输过程，并具有实时消息监视功能。
令牌总线 在一个令牌总线系统中，令牌从一个站向物理上或逻辑上定义的后继站传送*。如果后继站没有发送请求，它依次转发给所定义的后继站。
含CC的主BU 主BU和控制中心（CC）的通信出现在IEC 60870-5-101的不平衡模式以及相应的DNP3协议中。这里，控制中心作为上级遥控级，主BU作为子站。
从BU与RTU BU与RTU之间的通讯也发生在IEC 60870-5-101的不平衡模式中。在DNP3.0中，这意味着所连接的RTU必须工作在轮询方式下。这里，BU作为上级控制中心，RTU作为子站。
当RTU*次（在开关闭合或复位后）启动时，信息只传送给主BU，而主BU已成果完成启动程序，并已完成对主BU的常规询问（GI）。
1-30 设备手册 DCS3000
版本： A2.4.0 / 08.2002 © Siemens AG
功能描述
DCS3000通讯顺序
准透明模式ImagesIEC . . . - 101AdministrationIECLink LayerTCL MultimasterDNMDistribution Network ManagementTCCRS232ImagesIEC . . . - 101AdministrationIECLink LayerTCL DNMDistribution Network ManagementIECLink LayerRTUMeterMV22-wireCDICDCBU （Main） MasterBU SlaveCAN - BusSubmaster
TCL 遥控链路 MV 中压
RTU 远程终端设备单元 CDC 容性耦合装置
TCC 遥控中心
CDI 感性耦合装置
图1-25：DCS3000系统的通信规则
TCC和主BU以及从BU和RTU之间通讯采用IEC 60870-5-101协议不平衡模式。链路层的功能实现独立于输电线通讯。
属性 FW优先级（遥控）与连在线路上的RTU之间的去耦通讯（通过总线请求方式）。
􀁺 遥控优先级要求要短响应时间
􀁺 MS电缆连接的短期故障不会造成遥控优先级信息的循环传递。
功能 在准透明的方式中，主BU以遥控优先级，与所有连在线路上的RTU进行仿真通讯。与RTU实际的通讯，通过与遥控优先级有关的RTU数据临时存储器（请求），在主BU去耦。
这意味着，主BU以循环方式请求所有连接在线路上的RTU的新数据。请求遥控优先级报文时，该数据由主BU以临时存储方式控制。对遥控优先级命令的接收直接由主BU确认，然后路由转发到相应的RTU。主BU监视从BU对相关RTU的赋值命令的传送，如果需要重复命令，检查是否超过设定的传递时间。
从时间观点来看，这种操作方式保证了链路层BU和所连接的FW单元之间遥控信息的交换，其表现类似传统的RTU线路，由调制解调器以呼叫的方式完成的操作。
设备手册
© Siemens AG 版本： A2.4.0 / 08.2002
DCS3000 1-31
功能描述
BU / RTU启动 BU链路层以循环状态轮询方式检测RTU状态，并初始化RTU的链路层。确认后，“RTU_OK”指示被通知BU应用层。GI响应初始化；并由RTU确认。
在GI期间，RTU收到的所有数据映像都是动态建立的，当收到“GI完成”后， “RTU_OK” 状态送入BU应用层。
该状态通过DCS线路传送到主BU。结果是内部GI被启动，而RTU映像被传送到主BU。另一个GI启动信号再次由从BU发送到RTU。
一但主BU映像建立，该RTU的状态就设置为“RTU启动”状态。
正常操作
网络结构 一个系统所有的BU都启动后，每个BU都会知道整个网络结构–例如， BU之间的关系。
从BU不断轮询RTU。已收到数据存贮在报文缓冲器和BU映像中。下一次轮询时，该数据以正确的顺序传递到主BU。主BU以同样方式数据输入到报文缓冲器和映像中。控制中心从该缓冲器获得服务。
命令方向 主BU向下一个从BU传递令牌。收到这个令牌时，每个从BU继续将其转发到下一个BU。
zui后的接收者（从BU）处理报文所包含的命令（传输到所连接的RTU或编译所请求的内部BU数据）。
zui后，从BU返回一个对应的确认报文，以响应主BU。
监控方向 主BU和每一个转发中继器计算传输开始时的超时时间。该超时时间与允许等待响应时间的zui大的持续时间相匹配。
如果对于某个中继器，等待时间超时（例如，由于线路故障或瞬时干扰，没有被收到确认码），中继器生成一个（替代）确认码，这样，主BU就能确定到哪个BU为止，传输能够可靠地工作。
如果发生了以上错误中的一个，主BU再发送一次命令码（如果命令码类型和命令有效期允许的话）。
如果在同一个BU上，连续报文经常发生错误，主BU将该BU（和所有后续BU）登录为故障BU。
1-32 设备手册 DCS3000
版本： A2.4.0 / 08.2002 © Siemens AG
功能描述
考虑到传输发生在互联的中压配电线上，必须对配电线进行检测，确保在任何时候在整中压网上只有一个报文在传递，以排除由于串话引起的报文损坏。
链路干扰
RTU故障 RTU不断地被BU轮询。每次发送报文时，都启动定时器。一旦报文正确接收，相应的定时器就会复位。
如果因为RTU故障，定时器不复位，这将导致报文重复，zui终“RTU故障”状态被设置。
从BU故障 DCS线路检测到从BU故障。受影响的RTU也作为故障报告到控制中心。恢复后，BU以同样方式被描述为“启动”状态。恢复期间，新的BU映像被创建，然后，由主BU的内部GI传递到主BU。一旦映像全部传递到主BU，就开始响应控制中心所作的相应的轮询。
主BU故障如果主BU故障，从BU运转正常（例如，它收集RTU报文），直到报文缓冲器溢出。RTU不再被所连BU查询。
主BU恢复后，开始轮询从BU的状态。检测到“RTU开始”状态，造成内部的GI开始初始化。BU映像传递到主BU。
线路干扰 在所设定的重试次数后，BU的应用层报告DCS线路故障，并以适当的状态指示器报告受影响BU的地址。
设备手册
© Siemens AG 版本： A2.4.0 / 08.2002
DCS3000 1-33
功能描述
DCS3000报文结构
如果要传送单一DCS 3000报文，可提供64字节固定的长度。
0 16 32 48 63
TDU（报文数据单元）
自由空间（FSP）
自由空间（FSP）：
报文中的自由存储空间被赋以任意值。
实际的报文数据单元（TDU）被分解为以下元素：
链路数据
网络数据
打包空间（包含PDUs）
TDU字头
14 字节
不同元素有下列各种结构：
链路数据
CRC校验和
系统扩展（设置）
􀂄 CRC校验和：（4字节） CRC校验和遍及整个TDU，以便检测出ASIC数据纠错功能无法改正的传输错误。
􀂄 系统扩展：（2字节）
用来检测由于串话从外部的DCS网络收到的报文。该元素包含参数化系统扩展编号和子网编号（在多个主站系统的情况下）。
网络数据
􀂄 控制和地址信息：（4字节） 该域包含TDU传输直接涉及的通讯对象的地址信息，此外，还包括整个TDU的各种控制数据。
􀂄 令牌轨迹：（4字节） 当令牌通过分支传递时，每个从站都更新这里包含的信息，从而主站能够确定轮询期间，哪个从BU收到了令牌，哪个没有（分支中，每个从BU占有1位）。故障监视需要该功能，并且其广播消息覆盖了所有的从BU。
1-34 设备手册 DCS3000
版本： A2.4.0 / 08.2002 © Siemens AG
功能描述
包空间
包空间（一个或更多的PDU）
包空间可用于一个或多个的数据包（PDU–包数据单元）。
PDU 1
PDU 2
PDU n
包数据单元可有不同的长度和不同的源地址和目的地址。它们可因为不同的原因启动，PDU包含字头和数据，其描述如下：
􀂄 PDU字头：（4字节） PDU包含如下不同的信息：用以区分信息和确认码的信息，在发生传输错误后，重试的信息（防止数据被复制），用户数据请求标识符，PDU的目标BU和源BU，用户数据的长度，大量用户数据的区段传输的标识符。
􀂄 PDU数据：（n为偶数时，n个字节；如果需要可插入空字节） PDU中的用户数据（不用于确认）。在确认时，只传送字头。在某种情况下，为了传送全部用户报文，可能需要多个PDU。
用户数据可能包括下列各项：
􀂄 远方控制信息
􀂄 表计信息
􀂄 测试信息（例如，当执行一个点对点的频率扫描时）
􀂄 DCS的下载，例如，参数文件
􀂄 DCS的内部信息（例如，同步）
对于IEC 60870-5-101数据格式中的远方控制信息（参见以下页），PDU可以传送多个ASDUs（IEC用户数据单元），只要TDU有足够的空间。
PDU用作为DNM被确认
这种情况下，在主BU和从BU之间交换确认。
PDU字头
4字节
PDU与RTU状态信息
PDU字头
TCL功能码
RTU地址（低位）
RTU地址（高位）
RTU_失败/ RTU_OK
4 字节
1 字节
1 字节
1 字节
1 字节
PDU与IEC用户数据
PDU字头
TCL功能码
RTU地址（低位）
RTU地址。（高位）
类型 标识符
4 字节
1 字节
1 字节
1 字节
1 字节
变量结构标识
传输目的
ASDU通讯地址
信息对象地址
信息对象
......
......
1 字节
1-2字节
1-2 字节
1-3 字节
......
......
......
中压配电线上IEC数据的传输
在整个中压配电线上传输IEC数据时，按照IEC 60870-5-101定义的特定请求数据单元（ASDU）在传输时不发生改变，而链路帧（依照IEC 60870-5-2定义，格式级FT1.2）被TCL字头取代，如果可以的话，也可采用相反的方法。
设备手册
© Siemens AG 版本： A2.4.0 / 08.2002
DCS3000 1-35
功能描述
Start code = 68 hexBlock lengthBlock lengthStart code = 68 hexInformationobject ChecksumEnd code = 16 hexType Ident.Variable Structure Qual.Com. Addr. of ASDUInformation Object Address Control fieldLink Address fieldCause of Transm.LinkframeASDUInformationobjectType Ident.Variable Structure Qual.Com. Addr. of ASDUInformation Object Address Cause of Transm.ASDU TCC-BU Masteror BU Slave RTUPower LineRTU addr.RTU addr.TCL FCPDUIEC 60870-5-101 FT1.2PDU header TCL header
TCL FC 遥控链接功能代码（在这种情况下传送用户数据）
ASDU IEC特定请求数据单元
RTU地址该地址用来区分连接到同一从BU的不同装置（RTU，仪器）
图1-26：为了在整个中压网上传输，IEC报文到包数据单元的转换
TCL字头中的TCL功能码（FC）定义所涉及的报文类型。如下定义了两个不同的值：
TCL_FC_RTU_STATE：
TCL功能代码TCL_FC_RTU_State
RTU地址（低位）
RTU地址（高位）
RTU状态RTU_Failed / RTU_OK
如果GI的启动已经由相应的RTU完成，或与RTU的连接中断后，GI已经完成启动，那么，从BU向主BU发送该报文的RTU_OK值。
如果RTU连接故障，或者尽管主BU收到了RTU的报文，但从BU和RTU之间没有连接，或GI还未完成启动，那么，就在报文中发送RTU_FAILED值。
TCL_FC_USER_DATA：
TCL功能代码TCL_FC_USER_DATA
RTU地址（低位）
RTU地址（高位）
IEC 60870-5-101 类型标识符
IEC 60870-5-101 变量结构限定码
在控制和监测方向用这个功能码转换IEC 60870-5-101数据。
1-36 设备手册 DCS3000
版本： A2.4.0 / 08.2002 © Siemens AG
功能描述
DCS3000编码交换举例
下列例子说明在主BU和从BU之间的编码交换。BU MasterBU SlaveBU SlaveBU SlaveBU SlaveBU SlaveRTU 82RTU 83RTU 86RTU 85BU ID 1BU ID 2BU ID 3BU ID 6BU ID 4BU ID 5Ind. 1Ind. 2Ind. 3Ind. 4Com. 83
Ind 1- 4 指示1-4
Com 83 到RTU 83的命令
图1-27：网络配置的例子
上图显示包含主BU到RTU83的未决命令的树型结构，同时还有RTU82，86和85的指示。
（TDU字头（
BU 1到2
命令到 83
空
时间
BU 2到 3
命令到 83
指示 1
空
在存在分枝的情况下，有较低ID的BU首先得到服务。
BU 3到 4
确认到83
指示 1
空
BU 4到 5
确认
指示 1
空
BU 5到 4
确认
指示 1
指示 4
空
BU 4到 3
确认
指示 1
指示 4
空
BU 3到 6
确认
指示 1
指示 4
空
BU 6到 3
确认
指示 1
指示 4
指示 2
空
BU 3到 2
确认
指示 1
指示 4
指示 2
空
BU 2到 1
确认
指示 1
指示 4
指示 2
空
BU 1到 2
确认指示 1
确认指示 4
确认指示 2
空
BU 2到 3
确认指示 4
确认指示 2
空
BU 5到 4
确认指示 2
空
BU 6到 3
指示 3
空
设备手册
© Siemens AG 版本： A2.4.0 / 08.2002
DCS3000 1-37
功能描述
传递路径的干扰
以下显示了除了存在传输指示 4期间的干扰外，相同的报文。
（TDU首领（
BU 1到 2
命令到 83
空
时间
BU 2到 3
命令到 83
指示 1
空
BU 3到 4
确认B 83
指示 1
空
BU 4到 5
确认 B 83
指示 1
空
下列各项指示被破坏。
BU 5到 4
确认 B 83
指示 1
指示 4
空
在BU 4超时后，在令牌轨迹中登录指示无法到达BU 5。
BU 4到 3
确认 B 83
指示 1
空
BU 3到 6
确认 B 83
指示 1
空
由于缺少指示4，有可能输入两个未定指示（2和3）：
BU 6到 3
确认 B 83
指示 1
指示 2
指示 3
空
BU 3到 2
确认 B 83
指示 1
指示 2
指示 3
空
BU 2到 1
确认 B 83
指示 1
指示 2
指示 3
空
主BU检测未到达BU 5，设置计数器，来记录该BU到 1的重试次数
BU 1到 2
确认指示 1
确认指示 2
确认指示 3
空
BU 2到 3
确认指示 2
确认指示 3
空
BU 4到 5
确认指示 2
确认指示 3
空
BU 5检测到先前的登录指示4未获得确认，再次尝试登录。
BU 5到 4
确认指示 2
确认指示 3
指示 4
空
1-38 DCS3000
BU 6到 3
指示 4
空
BU 1到 2
确认指示 4
空
设备手册
版本： A2.4.0 / 08.2002 © Siemens AG
功能描述
命令输出举例BUBUDCS Net （BU repeater）BU Master BU Slave RTUTCC
DCS3000 1-39
图1-28：命令输出流程
指示溢出
􀁺 从BU设置多达20个报文的缓冲区用于处理来自于RTU的脉冲，当缓冲区占满时，RTU不会轮询更多的数据（除了请求链路层状态）
􀁺 主BU对每个RTU也有zui大20个报文的缓冲区，如果缓冲区溢出（例如，控制中心的轮询比数据传输慢），缓冲区被清空，并标明相应RTU失败。直到下一个“重置连接”，该连接地址可以选择不再得到回答。
命令激活
空
空
命令
命令激活
Int. 确认
命令确认
空
中间位置
命令确认
命令确认
Int. 确认
结束位置
中间 + 结束位置
中间位置+
结束位置
Int. 确认
命令输出结束
命令输出结束
命令输出结束
Int. 确认
空
空
设备手册
© Siemens AG 版本： A2.4.0 / 08.2002
功能描述
启动操作
下图显示所有四个遥控级按照以下顺序的启动过程：控制中心，主BU，从BU，RTU。TCC IEC Slave DNM MasterBU MasterDNM SlaveIEC Master BU Slave RTUDCS NetReset link Startup Reset link Reset link OK RTU_OK BU_OKGI start GI startRTU failedGI Ackn. GI data GI end RTU_OKReset link Reset link GI startGI start GI ack., data, endReset link Reset link OK GI start GI Ackn. GI dataGI end Link setupLink setupStartup StartupStartup
*
*在这里GI数据被从BU的映像转换，但是还有一个到RTU的GI启动信号
图1-29：DCS 3000系统的启动过程
如果不同的BU/RTU在同一时刻启动，为了启动主BU，不同RTU的GI形成嵌套。
1-40 设备手册 DCS3000
版本： A2.4.0 / 08.2002 © Siemens AG
功能描述
DCS 3000的时钟同步BUM0aBUM0bTCCNet No: xNet No: 0CAN BusRS232BUM1aBUM1bCAN BusBUM2aBUM2bBUSlaveRTUBUSlaveBUSlaveRTUBUSlaveRTUBUSlaveRTUBUSlaveBUSlaveRTUBUSlaveRTUIEC TK 103IEC TK 103IEC TK 103IEC TK 103DNMDNMDNMDNMDNMDNMDNMDNMNet No: yIEC TK 103IEC TK 103IEC TK 103t synch.t synch.t synch.t synch.t synch.t synch.t synch.t synch.t synch.t synch.t synch.t synch.t synch.t synch.t synch.t synch.
图1-30：在一个DCS3000网络中的时钟同步
TCC – BU主站的同步
10 分钟的时间内，来自遥控中心（TCC）的同步信息被提交给主BU。其格式为包含广播地址（到全部的RTU）的IEC 60870-5-101。信息发送使用“发送/不回答- 程序”。BUM0aBUM0bTCCNet No: 0RS232IEC TK 103t synch.10 min.
图1-31：在TCC（遥控中心）和主BU之间的时钟同步
设备手册
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DCS3000 1-41
功能描述
BU主站–次级主站
经由CAN总线实现时钟同步。同步服务器（BU主站）对全部的客户端（BU次级主站）广播1秒脉冲。收到同步脉冲后，客户端确认自身时基无效，并向BU主站请求完整的日期/时间的设置信息。如果主站的时钟与TCC同步时，本身显示大于±20ms的偏差，它就自发的提供相应设置信息。
IEC TK 103t synch.BUM0aBUM0bNet No: xNet No: 0CAN BusBUM1aBUM1bCAN BusBUM2aBUM2bNet No: yt synch.（1s）t synch.t synch.（1s）
图1-32：在主站之间的时钟同步
任何自身的时基设置都会引起BU主站向次级主BU发送含有全部日期/时间的设置信息。
BU（次级）主站–BU子站
使用电力线DNM（配电网管理）通讯程序时，在BU主站和与它相关联BU子站的通道内，任何时刻只能传输一个信息帧。同步周期时间是30分钟。
PDU字头
4 字节
时间信息分辨率100 μs
6 字节
BU间通讯采用令牌概念实现。这意味着同步信息到达BU的时间是不同的。
在传递同步信息之前，从BU必须分别校正同步时钟记录。根据BU时基的时钟偏差补偿概念，不立即进行BU自身时基的同步，性能会得到提高。
当自身时基已标明无效时收到的同步信息，表明启动后，或链路建立后或同步失败恢复后，需要初始化同步。在这种情况下，为了尽可能快的设置子站或所连接的RTU的时基，必须立即在命令方向传送下一个可用令牌。
1-42 设备手册 DCS3000
版本： A2.4.0 / 08.2002 © Siemens AG
功能描述
BU子站–BU子站
在收到同步信息后，按照以前的校正值，对从BU的时基进行同步。在接收方中断所记录的客户系统时间戳，和传递信息时，校正同步时钟所造成的时延之间，计算时间误差。信息传递到下一个从BU之前，时间戳再次被校正。BUSlaveRTUBUSlaveBUSlaveRTUIEC TK 103IEC TK 103DNMDNMt synch.30 min.t synch.10 min.t synch.10 min.t synch.30 min.
图1-33：在从BU间的时钟同步
BU子站-RTU
RTU的同步周期比主BU到从BU之间的同步周期要短。如TCC和主BU之间的周期一样，需10分钟。BUSlaveRTUIEC TK 103t synch.10 min.
图1-34：在BU子站和RTU之间的时钟同步
BU子站定期生成IEC信息03，从自己的时基中恢复同步时钟。
收到同步信息时，如果自己的时基还未被标记为有效，就立即为所连接的RTU产生同步信息。
当BU的时基被标记为不同步和无效时，不进行RTU时钟同步。带RTU时间戳的信息也标记为无效。
设备手册
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DCS3000 1-43
功能描述
环型配置的同步
只要环内没有报告通讯故障，就只在一个方向提供同步信息。
假设收到开环报告，BU主站就必须在环的两个末端广播同步信息，以便到达全部的从BU。两处开环意味着部分BU、及其所连接的RTU不可用和不能同步。
服务工具中的时钟修正系数
在检测TCC和RTU之间的系统总体时钟误差时，在服务工具中（>＝V2.30），用普通参数和<时钟修正系数（ms）>（范围–32768..32767）来调节修正值。该值将会包含在主BU的时钟修正中。
BU系统时钟状态
‘同步’状态意味着，当地时间基于根据控制中心（外部的）调整过的时间，并不断更新。
‘有效’状态意味着，当地时间基于根据控制中心调整过的、带有有效时基的时间。
当收到来自于TCC的同步信息时，核心主BU的时基被设置为‘同步’，不经过有效性确认。
后续BU根据自身时间条件，独立尝试同步，以满足事件–历史的时间戳。每一个DNM主站都设法定期对它的从BU进行同步。BU子站（中继器）转送同步，一般不注意时间标记。
BU当前的时间状态可由内部同步传递，例如，后续BU继承前一个BU的时间条件。
在通讯链路的某处同步失败，则将时间放置在局部‘不同步’上，长期失败则放置‘故障’（不依赖当前的，当地的条件）。这也适用于BU次级主站在CAN总线上的同步。该条件传递到后续BU上（只要它还是可能的）。
时间同步输入管理能够检测到BU的同步失败。由于主BU和从BU有不同的同步周期，所以也有相应不同的系统反应：
􀁺 在第二次时钟同步失败后，主BU的时基被设置为‘不同步’。在第六失败后，时基被设置为‘无效’。
􀁺 在*次同步超时后（一个同步周期＋20%），从BU的时基被设置为‘不同步’，在第二次同步失败后，时基被设置为‘无效’。
具有足够精度的BU网络同步失败后，由于漂移补偿，RTU也会被设置，直到多次同步失败后，当地设置为‘无效’。
1-44 设备手册 DCS3000
版本： A2.4.0 / 08.2002 © Siemens AG
功能描述
10 min.30 min.TCC - BU MasterBU Master - BU SlaveBU Slave - RTUs
同步信息TK103
图1-35：在标准操作方式下的时钟同步顺序10 min.30 min.TCC - BU MasterBU Master - BU SlaveBU Slave - RTUs
DCS3000 1-45
图1-36：TCC的同步失败的时钟同步顺序
用服务PC（FTP-Steu）手动调整时间，将时间在本地设置为‘失效’和‘不同步’，并且将此形式传给后续BU。对从BU来说，手动调整时间是没有用的，这是因为它总是被DNM主站的同步重写。
手动调整核心主站的时间，会把所有连接在网络上的BU都同步到该时钟。由于时基处于‘失效’状态，所连接RTU的同步被闭锁。CAN总线的同步只能工作在核心主站的有效时钟上。
收到遥控中心的同步信号后，核心主站PC手动调整过的时钟被重写。
DNP3协议的时钟同步
比较IEC协议，使用DNP3格式时，从控制中心来的时钟信息不以广播地址的方式向主BU发送。该信息对RTU单独编址。但为避免时间冲突，主BU只允许5分钟时间间隔内一个同步信息。
在次级主站，相应的从BU和RTU时钟同步的顺序，与前面IEC协议描述的类似。
从BU主站到BU从站无同步信息
没有出现来自TCC的同步信息
从BU从站到RTU无同步信息
设备手册
© Siemens AG 版本： A2.4.0 / 08.2002
功能描述
冗余主站
概述
DCS 3000工作在主-从配置的环境中。一个连接到遥控中心（TCC）的主BU可以控制4条线路或2个环中的多达61个从BU（注：取决于所需时间，典型为32个BU）。
从BU和分支的数量可以根据所使用次级主站的数量进行扩展。TCC仍然被连接到（核心）BU站，而该BU主站连接到多个次级主站。这些次级主站每个控制自身多达61从站的子网络。核心主站同时连接到自身网络上。
这样，DCS 3000系统的BU布置在分层拓扑机构中。
核心主站􀃎次级主站􀃎从BU
如果这些BU有一个故障，则无法到达后续任何一个BU。对于BU子站，可以通过将线路结成环型来解决这个问题。在这种配置下，单个的BU子站故障只影响连接到连接到该BU上的外部装置。
BU主站的故障将不可避免地导致整个子网，甚至整个DCS 3000系统的故障。要防止这种情况发生，应该考虑使用冗余的主BU。
这会有以下可能：
􀁺 具有冗余（单）主站的DCS网
􀁺 具有冗余主站和附加次级主站的DCS网
􀁺 具有冗余主站和冗余次级主站的DCS网
冗余单主站DCS Netz 0CANM0aM0bTCCRS232DNM
图1-37：冗余单主站
控制中心（TCC）经分开的RS232接口线连接到两个主BU上。通信协议是IEC 60870-5-101（不平衡方式）。在正常操作期间，两个BU同时对TCC通讯，例如：在TCC看来，没有“主动”和“被动”核心主站。两个BU的链路层功能*独立的。
然而，电力线通讯的配合要求主站配置成一个“主动”，另一个“被动”（参见启动程序）。
处理电力线通讯（DNM）的协议由“主动”的核心主站来完成。当两个主站工作时，他们总是在两个交互的周期内传送。“被动”主站通过CAN总线从“主动”主站获得准备好的DNM信息。
1-46 设备手册 DCS3000
版本： A2.4.0 / 08.2002 © Siemens AG
功能描述
在两个冗余核心主站之间的通讯通过CAN总线来完成。如果一个CAN总线接口失败，只影响相应的BU。如果CAN总线本身受到干扰（例如，短路），主站之间的所有通讯被中断。
CAN总线故障时，“被动”主站终止到TCC的连接并改成监控方式。不管其他主站是否“活动”，都会检测到通过该通道到DCS3000网络的连接。
常规查询（GI）
冗余核心主站的两个BU完成全部RTU的信息映像处理。当TCC经一个链路开始GI时，只有相应的BU响应该GI。第二次GI经同一链路开始发报文到同一RTU，将重新开始该GI（如同无冗余的情）。经其它链路第二次开始GI将不影响*次GI–两个BU独立传输各自GI数据，即使对同一个RTU。
启动程序
如果两个主BU同时启动，它们就监视CAN总线。假设一个主站变为主动，就会收到同步信息。M0b启动一个比M0a更长的超时计时。M0a在M0b之前变为主动，并开始传输同步信息。这就防止了超时时间后，两个主站都为成为主动。
M0b从其它的主站检测同步信息而且保持在被动状态。
如果CAN接口故障或CAN总线中断，冗余单主站就会改变成监测电力线接口。如果一个主站检测到去子站/或来自子站的信息，它就保持被动状态。由于主站M0a启动时间较短，两个主站同时开始时，它将成为主动的主站。
下载
子网络从BU的*.par或*.bin文件的下载，总是从主动的主站开始。为了识别主动的主站，主动/被动模式式由指示灯H3（橙色）指示，另外，还将报警状态显示到TCC：被动主站运行指示灯（H3，橙色）闪烁，工作在主动模式的主站的指示灯恒定不变。
在监测方向上的自发数据
从RTU收到的自发数据，将被复制到两个核心主BU上。两条链路不同的轮询周期将在两个主BU上产生不同的队列深度。在主BU上，每个RTU有20条指示的缓冲区。如果在一个较长的时间段内，一条链路没有被轮询，这可能导致一个监测队列的溢出，但在另一个主BU相应的队列不会溢出。这种情况下，只是遭受溢出的BU指示相应的RTU故障，则另一个BU继续正常地操作该RTU。当故障链路恢复时（TCC发送‘复位链路’从而指示故障），在溢出瞬间保存在缓冲器中的自发信息就已经被删除。
因此在这种情况下，经由两个链路的数据传输有所不同。只有当故障链路执行了一个GI之后，并且任何一个BU都不再有相关RTU的自发缓冲器数据，才能完成两个链路的连结。
命令方向
有些TCC区分过程控制（PC）和备用（SB）链路。命令只经由PC链路发送。
只有“活动”主BU传输命令信息。如果“被动”的主BU从TCC收到命令信息，它将通过CAN总线转送到“活动”主站。
设备手册
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DCS3000 1-47
功能描述
核心主站将命令信息存入缓冲器，直到DNM有机会发送它。如果在此期间出现故障，命令会丢失。
当接受到命令信息时，RTU将产生命令确认，导致一个或多个可能的程序指示和一个命令终止信息。传回核心主站后，这些信息的每一个都复制到两个主BU。从而TCC通过支持链路来接收命令确认，不再激活任何命令。
经由CAN总线的时钟同步
在冗余主站配置下，任何时候只能存在*的一个同步主站。TCC只对一个主站经由过程控制通道传输它的时钟同步信息。没有其它通过CAN总线同步的主站。假设TCC同步了“被动” 主站，它将成为“主动”的和同步的主站。
如果存在次级主站的话，它也负责次级主站的同步（每秒一次）。如果该BU故障，则另一个自动地变成“主动”的。
主站转换
在以下情况下进行转换：
1．一个主站故障（或一个主站由于失去与电力线的连接而复位）。
2．一个主站失去与电力线的连接。（参考点1，这将引起复位）
3．“被动”核心主站与遥控中心的时钟同步（只在“主动”核心主站没有收到时钟同步时）
1-48 设备手册 DCS3000
版本： A2.4.0 / 08.2002 © Siemens AG
功能描述
带有次级主站的冗余核心主站DCS Netz 0CANM0aM0bTCCRS232DNMDCS Netz 1CANM1aDNMDCS Netz 2CANM2aDNM
图1-38：带有次级主站的冗余核心主站
核心主站的特性如同前面描述的冗余单主站一样。然而主站的特性在启动程序期间是不同的。
只要次级主站连接到CAN总线上，CAN总线故障时，它就不会改变为电力线接口监测的模式。
在开始运行后，次级主站保持在被动的状态，直到他们被“主动”核心主站切换到主动模式。
常规查询（GI）
两个核心主站都管理全部RTU的程序映像。如果TCC经一个连接开始GI，只有相应的BU反应。经其它连接的第二次GI将不影响*次。两个BU从他们的映像中独立地传输GI数据。
次级主站不管理RTU图象！
次级主站的时钟同步
通过同步主站的CAN总线。
设备手册
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DCS3000 1-49
功能描述
冗余核心主站和次级主站DCS Netz 0CANM0aM0bTCCRS232DNMDCS Netz 1CANM1aM1bDNMDCS Netz 2CANM2aM2bDNM
图1-39：具有自己的网络和冗余次级主站的冗余主站
物理上，冗余主站总线共享相应DCS3000网络的电力线接口。对电力线通讯DNM（配电网管理）协议的控制只由“主动”主BU完成。
在正常运行，为了监视电力线接口，“被动”（次级）主站在“主动”主站的两个周期之后，传送和接受两个令牌周期。主动的（次级）主站具有同等的条件。
与次级主站一起启动
如果两个主BU同时启动，它们就监视CAN总线。假设一个主站变为主动，就会收到同步信息。M0b启动一个比M0a更长的超时计时。M0a在M0b之前变为主动，并开始传输同步信息。如果报告通过CAN总线，它也主动转换次级主站。
M0b检测其它主站的同步信息，并保持在被动的状态。
次级主站的启动
两个次级主站从“被动”状态启动，并获得与核心主站的联系。接着，主动的核心主站“主动地”转换一个次级主站。
时钟同步
两个次级主站的每一个都通过CAN总线由同步主站完成同步。
1-50 设备手册 DCS3000
版本： A2.4.0 / 08.2002 © Siemens AG
功能描述
冗余次级主站的连接
以下信息也适用于具有自己网络（网络0）的冗余核心主站
冗余次级主站的两个BU必须通过其相应的接口共享访问通讯线路。两个BU使用相同的到电力线（X100到X103）的接口。取决于介质和耦合方式，有不同实现方法：
容性耦合装置CDC
1． 两个次级主站采用相同的CDC。BU接口并行连接。
2． CDC也是冗余配置。在这种情形下，两个CDC并联接到电力线上。
感性耦合装置
也可以通过电感耦合到电力线的方式来实现，单一的耦合装置（CDI）以并行方式连接到两个电力线接口，或采用冗余耦合方式。
2-线接口
冗余主站到引导电缆的连接是通过并行方式把引导电缆连接到两个电力线接口的任何一个上。DNM必须确保同一时间只有一个（主动的次级主BU）来激活终止电阻器，以保证线路正确终止。
冗余主站的两个BU平行连接到同一通讯媒介上。只要两个BU都在运行，就必须协调它们对通讯信道的访问。
为了这个目的，一个BU作为“活动的”DNM主站，而另一个作为被动的。主动/被动模式由指示灯 H3（橙色）指示。运行指示灯 H3发光时，被动主站在闪烁状态（橙色），而主动主站的发光是恒定不变的。
只有“活动的” 主BU负责对相关DCS3000网络的通讯程序。
“主动/被动”的分配次级主站的状态由主动的核心主站通过CAN总线完成。除非“主动的”次级主站失去与核心主站的连接。它会自动地转变为被动模式。
*.par或*.bin文件的下载必须总是由“主动”（从）主站来完成。"被动的" 主站直接用服务工具下载获得这些文件。
主动的核心主站不会执行整个网络的下载任务！
设备手册
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DCS3000 1-51
功能描述
DCS3000报警概念
概述
根据性能要求，使用环和/或冗余主站的方法，必须将连接故障或BU故障信号发送到遥控中心（TCC）。BU之间的连接断开或主站的冗余控制引起的报警事件，将自发的传递到TCC。警报将被存贮在核心主站的内部报警状态映像（ASI）中。ASI通过每个（新的）报警事件（出现或消失警报）来更新。
ASI可以被TCC通过常规询问（GI）请求，因此有必要在核心主站内也生成一个类似RTU的有自己链路地址的外部装置，通过参数设置程序读取核心主站的报警状态映像（ASI）。
读取ASI的算法与读取RTU映像的算法相同。
报警种类
DCS系统支持以下报警事件类型：
􀁺 “DCL扰动事件”：
指示从主站方向到特定BU子站方向的配电通讯链路（DCL）是否收到干扰。
􀁺 “主站状态事件”：
指示特定BU主站（在冗余或多主站系统中）的特殊（错误）状态，例如：BU主站是否故障，或冗余BU主站处于活动或备用状态。
DCL扰动事件
每个BU通过参数设置程序和内部的网络链接（配网通讯链路，DCL），获知可直接访问的相邻BU。
由于连接BU失败或BU本身故障，BU不再能够访问，例如：BU电源切断。在TCC看来，以下两种情况是没有分别的：BU无法访问和它的外部装置无法访问。
如果有一个相邻的BU不再能够访问（例如，因为线路切断），BU就会发送到报警事件主BU。报警事件的内容是不可访问的BU的ID。如果存在超过一处连接断开，BU将为每个断开发送一个报警事件
如果一个断开连接的BU再次变得可以访问，这个BU将发送另外的事件到主站，内容是（再次）可访问的BU的ID。
每个BU为它可直接访问的相邻BU生成一个内部映像，以树状配置来处理多个故障。
生成报警事件之后的在哪个时间由参数设置程序给出。
只有*个不可访问的BU被报告到线状和/或树状TCC，包括它在环路中的实际方向。TCC必须通过使用网络参数（网络链路表）来确认不可访问的可能的后续BU。
1-52 设备手册 DCS3000
版本： A2.4.0 / 08.2002 © Siemens AG
功能描述
来自于主站的报警事件
在一个BU网络系统中，主站经由CAN总线连接。核心主站是网络编号为0的主站。经CAN总线，网络中所有的主站每次都能一起通信。如果其中一个断开连接或主BU自身故障，只有其它主站，特别是核心主站产生报警事件。
这个报警事件必须解释为特定主BU装置的故障，而不是连接错误。
如果错误发生在非冗余主站或特定子网的两个冗余主站上，该子网的所有从BU也是不可访问的。
报警状态映像（ASI）
核心主站为网络中每个通讯连接和主站装置生成内部的报警状态映像（ASI）。如果收到一个报警事件，它将自发的传给TCC，并将新的报警状态存贮在ASI中。
通过常规询问（GI）和/或轮询机制，ASI能从TCC中请求。读取ASI的算法与读取RTU映像的算法相同。
ASI的内容是在网络中的每一个通讯连接和每个主站的状态信息，它被描述如下。
RTU错误
RTU本身的错误或从BU到RTU连接的错误，将通过在ASI中向该RTU的BU报告RTU无错误，来得到确认。这个BU可通过主站访问。不可访问的RTU由TCC不响应来获得确认。
启动
系统复位时，全部ASI的入口设置为错误状态。系统启动时，主站到BU子站的网络将逐步重建，因此ASI也将逐步建立。
核心主站启动时，它不对TCC的ASI请求作出响应（类似没有准备完毕的RTU）。如果核心主站具有特定DCS配置的所有相关报警信息的有效记录，核心主站只对ASI连接地址的“链路复位”作出响应。
DCS3000 1-53
核心主站启动时，TCC必须通过常规询问请求ASI，常规询问后，核心主站将发送自发报警到TCC。
来自TCC的常规询问（GI）
通过常规询问（GI），ASI能被TCC请求。读取ASI的算法与用于RTU映像的算法相同。ASI的内容是在特定的网络配置中的每个通讯连接和每个主站的状态信息。
系统或TCC启动后，ASI的常规询问（GI）用于核心主站与TCC的同步。
设备手册
© Siemens AG 版本： A2.4.0 / 08.2002
功能描述
用于DCS报警的IEC信息体的定义
下列各项信息体的定义（地址和状态），对于向遥控中心（TCC）传递DCS报警事件是必需的，它采用协议IEC 60870-5-101（参考IEC60870-5-101相关章节的内容）。在这种情况下，只使用可变长度信息。
链路和ASDU地址
在核心主站中，报警将被存贮在内部的报警状态映像（ASI）中。ASI将被每一次（新的）报警事件（出现或取消报警）更新。ASI能从TCC通过常规询问（GI）请求，报警事件自发的传递到TCC作为状态改变的结果。
类似正常的RTU，ASI必须被TCC轮询。因此ASI必须有自己的*的链路和ASDU（请求特别数据单元）地址。
这些链路和ASI（报警状态映像）的ASDU地址能使用‘DCS 3000服务工具’单独设置，作为与TCC连接的链路和ASDU地址（为BU核心主站记录“外部装置”）。
可对DCS系统的所有外部装置（包括ASI的所有RTU）设置链路和ASDU地址空间（1或2个字节）。
注意：
ASI链路和ASDU地址（在服务工具中的TCC连接）必须被设置成相同的值，否则ASDU地址也作为ASI链路地址，并且所设置的链路地址将被忽略。
1-54 设备手册 DCS3000
版本： A2.4.0 / 08.2002 © Siemens AG
功能描述
环路连接线方向的定义BUM0aBUM0bTCCRTURTURTURTURTURTURTURTUBUSlaveBUSlaveBUSlaveBUSlaveBUSlaveBUSlaveBUSlaveBUSlaveNet No: xNet No: yNet No: 0CANCANCANCANCANCANRS232RS232RS232BU ID3BU ID25BU ID6BU ID18BU ID27BU ID18BU ID3BU ID8FirstFirstLastLastdirection "l"direction "h"direction "h"direction "l"BUMxaBUMxbBUMybBUMyaTransformerStationhighvoltagemediumvoltage
图1-40：有冗余主站的环路配置
在逻辑环路中，DCL方向的定义由DCS3000服务工具来完成，它设定BU中直接连接到BU主站的BU-ID。
在逻辑环路中，给定网络中的主站通常并不是只在直接访问*个和zui后一个BU。
􀁺方向“l”（低方向）代表路经的BU具有较低ID的方向。
􀁺方向“h ”（高方向）代表相反的方向，路径的BU具有较高ID。
如果起始BU ID < zui后BU ID：见图1-40的上部环路
方向“l”引导主站从*个BU（ID 3）到zui后一个BU（ID 18）
方向“h”引导主站从zui后一个BU（ID 18）到*个BU（ID 3）
如果起始BU ID > zui后BU ID：见图1-40的下部环路
方向“l” 引导主站从zui后一个BU（ID 8）到*个BU（ID 27）
方向“h” 引导主站从*个BU（ID 27）到zui后一个BU（ID 8）
DCS3000 1-55
直线和/或树型配置只存在于“l”方向！
设备手册
© Siemens AG 版本： A2.4.0 / 08.2002
功能描述
用于IEC报警的ASDU内容
位：
27
26
25
24
23
22
21
20
0
0
0
0
0
0
0
1
类型标识
SQ
0
0
0
0
0
0
1
变量结构限定词
T
P/N
0
0
0
0
1
1
传送原因
0
1
1
0
0
0
0
0
ASDU的公共地址
如，60000十进制＝EA60h
1
1
1
0
1
0
1
0
at
l/h 或AAI
BU ID或AAI
BU ID或AAI
BU ID或AAI
BU ID或AAI
BU ID或AAI
BU ID或AAI
信息体地址
at＝“0” – DCL报警事件：
l/h：“0”＝低/ “1”＝高，
BU ID（*个无法访问BU）
或
at＝“1”–主站报警事件：
其它的报警信息
AAI
0
NetNo
NetNo
NetNo
RedNo或res.
RedNo或res.
0
0
网络号
RedNo（主站）或res.＝0 （DCL）
0
0
0
0
0
0
0
SPI
SPI＝1：环路或状态错误出现
SPI＝0：环路或状态错误消失
Number
Cause
类型标识
该域用于定义结构，信息体类型和格式，说明如下：
这里使用的程序信息：
监测方向： “1”＝单点信息
如果要尽可能通用，只有使用IEC 870-5-101的信息类型“无时间戳（类型ID＝“1”）的单点信息（SPI））”作为DCS的报警事件。
SPI报警内容（‘0’或‘1’）的状态定义取决于报警种类，并在以下各章进行描述。
变量结构限定词
“变量结构限定词”域定义地址的类型和信息元素的数量。ASI常规询问（GI）的情况下，核心主站能够闭锁部分或全部相关的报警信息对象。
数量
后续信息元素的数量
SQ
地址类型的定义
“0”：单一元素的独立地址或组合体中每个元素的独立地址
“1”：定义信息元素顺序的*地址。该特定地址了*个元素的地址和后续元素的地址为“地址＋1”。
1-56 设备手册 DCS3000
版本： A2.4.0 / 08.2002 © Siemens AG
功能描述
传送原因
该域内容确定信息的进一步处理并控制转向用户程序。
T 测试位。
这里字节内容为：“0”（不使用）。
P/N 肯定/否定：确认。这个位表示确认或不确认由用户功能引起的任务。
在这里字节内容使用：“0”
Cause 引发传送的标识符。
在这里字节内容使用：“3”（＝自发的）或“20”（＝常规询问）
ASDU的公共地址
ASDU的共同地址能选择1或2个字节，如同DCS 3000系统参数一样。
信息体地址（IOA）
信息体地址（IOA）域占用1至3个字节的长度（DCS系统参数）。使用IEC报警需要2个字节（可选择3个字节）长的信息体地址。如果在‘DCS 3000服务工具’中，IOA长度确定为1个字节，DCS报警的IEC传送将无法完成。
主站报警的IOA
位
27
26
25
24
23
22
21
20
at＝1
附加警报信息AAI
位
215
214
213
212
211
210
29
28
0
网络编号
RedNo
0
0
（可选）
位：
223
222
221
220
219
218
217
216
0
（可选）
用在这里的字的含义：
at＝警报类型：1＝主站报警
其它的报警信息：
0 状态错误（主站/冗余主站）出现/消失
1 冗余保留（参见冗余的描述）
2 主BU失去与电力线的连接（只在冗余主站情况下）
3…127 保留（为将来使用）
Red No＝redundancy：
0 没有冗余的BU主站
1 冗余BU主站a
2 冗余BU主站b
3 保留
Net No 0＝核心主站网 1...7＝子网
设备手册
© Siemens AG 版本： A2.4.0 / 08.2002
DCS3000 1-57
功能描述
主站状态事件的IOA例子
215
214
213
212
211
210
29
28
27
26
25
24
23
22
21
20
Net No.
Red No
at
AAI
AAI
AAI
AAI
AAI
AAI
AAI
0
22
21
20
21
20
0
0
20
26
25
24
23
22
21
20
IOA（二进制）
描述
非冗余主站：
215 。20
0000 0000 1000 0000
不用于单一的核心主站（at＝1）
0001 0000 1000 0000
Net，单主站，状态错误
0010 0000 1000 0000
NetNo 2，单主站，状态错误
0111 0000 1000 0000
NetNo 7，单主站，状态错误
所有其它组合
0xxx 0000 1xxx xxxx
不用于单主站
冗余主站：
冗余主站a：
0000 0100 1000 0000
NetNo 0，（核心）主站a，状态错误
0000 0100 1000 0001
NetNo 0，（核心）主站a，冗余主站处于活动状态
0000 0100 1000 0010
NetNo 0，（核心）主站a，失去与电力线的连接
0001 0100 1000 0000
Net，主站a，状态错误
0111 0100 1000 0000
NetNo 7，主站a，状态错误
0000 0100 1000 0001
NetNo 0保留，（核心）主站a，冗余状态
0001 0100 1000 0001
Net保留，主站a，冗余状态
0111 0100 1000 0001
NetNo 7保留，主站a，冗余状态
所有其它组合
0xxx 0100 1xxx xxxx
不用于冗余状态主站a
冗余主站b：
0000 1000 1000 0000
NetNo 0，（核心）主站b，状态错误
0000 1000 1000 0001
NetNo 0，（核心）主站b，冗余主站处于活动状态
0000 1000 1000 0010
NetNo 0，（核心）主站b，与电力线失去连接
0001 1000 1000 0000
Net，主站b，状态错误
0111 1000 1000 0000
NetNo 7，主站b，状态错误
0000 1000 1000 0001
NetNo 0保留，（核心）主站b，冗余状态
0001 1000 1000 0001
Net保留，主站b，冗余状态
0111 1000 1000 0001
NetNo 7保留，主站b，冗余状态
所有其它组合
0xxx 1000 1xxx xxxx
不用于冗余状态主站b
1-58 设备手册 DCS3000
版本： A2.4.0 / 08.2002 © Siemens AG
功能描述
BU连接报警（DCL干扰）的IOA
位：
27
26
25
24
23
22
21
20
at＝0
l/h
BU ID
位：
215
214
213
212
211
210
29
28
0
Net No.
Res
0
0
（可选）
位：
223
222
221
220
219
218
217
216
0
（可选）
用在这里的字的含义：
at 报警类型：0＝DCL报警事件
BU ID 1…62（每个网可多达62个 BU [包括主BU]）
l/h 用于环路的通讯方向，否则定为 0。
“l” 在环路里的低位方向，否则定为 0
“h” 在环路里的高位方向
Res ＝ 0
Net No 0 ＝核心主站网； 1...7子网
设备手册
© Siemens AG 版本： A2.4.0 / 08.2002
DCS3000 1-59
功能描述
DCL干扰事件的IOA例子
215
214
213
212
211
210
29
28
27
26
25
24
23
22
21
20
Net No.
Res
at
l/h
BU
ID
BU
ID
0
22
21
20
21
20
0
0
20
20
25
24
23
22
21
20
IOA（二进制）
描述
主站“低'l'” 方向的DCL：
215 20
0000 0000 0000 0001
NetNo 0，DCL “低'l'”干扰到BU ID 1
0000 0000 0000 0010
NetNo 0，DCL “低'l'”干扰到BU ID 2
0000 0000 0011 1110
NetNo 0，DCL “低'l'”干扰到BU ID 62
0001 0000 0000 0001
Net，DCL “低'l'”干扰到BU ID 1
0001 0000 0000 0010
Net，DCL “低'l'”干扰到BU ID 2
0001 0000 0011 1110
Net，DCL “低'l'”干扰到BU ID 62
0111 0000 0000 0001
NetNo 7，DCL “低'l'”干扰到BU ID 1
0111 0000 0000 0010
NetNo 7，DCL “低'l'”干扰到BU ID 2
0111 0000 0011 1110
NetNo 7，DCL “低'l'”干扰到BU ID 62
所有其他的组合
0xxx 0000 00xx xxxx
未用
主站方向“高' h '” 的DCL （只用于环路，不能用于直线/树状 DCS网络配置）：
0000 0000 0100 0001
NetNo 0，DCL “高'h'”干扰到BU ID 1
0000 0000 0100 0010
NetNo 0，DCL ““高'h'”干扰到BU ID 2
0000 0000 0111 1110
NetNo 0，DCL “高'h'”干扰到BU ID 62
0001 0000 0100 0001
Net，DCL “高'h'”干扰到BU ID 1
0001 0000 0100 0010
Net，DCL “高'h'”干扰到BU ID 2
0001 0000 0111 1110
Net，DCL “高'h'”干扰到BU ID 62
0111 0000 0100 0001
NetNo 7，DCL “高'h'”干扰到BU ID 1
0111 0000 0100 0010
NetNo 7，DCL “高'h'”干扰到BU ID 2
0111 0000 0111 1110
NetNo 7，DCL “高'h'”干扰到BU ID 62
所有其它组合
0xxx 0000 01xx xxxx
未用
1-60 设备手册 DCS3000
版本： A2.4.0 / 08.2002 © Siemens AG
功能描述
断开的例子
环路内线路切断BUM0aBUM0bTCCRTURTURTURTURTURTURTURTUBUSlaveBUSlaveBUSlaveBUSlaveBUSlaveBUSlaveBUSlaveBUSlaveNet No: xNet No: yNet No: 0CANCANCANCANCANCANRS232RS232RS232BU ID3BU ID25BU ID6BU ID18BU ID27BU ID18BU ID3BU ID8FirstFirstLastLastdirection "l"direction "h"direction "h"direction "l"BUMxaBUMxbBUMybBUMyaTransformerStationhighvoltagemediumvoltage
line cut（线路切断）
图1-41：环内线路开路
Net No x的环路内只有*的一个DCL扰动。功能不会受到限制。Net No x环内的所有BU都可用。
但是核心主站（假设至少一个核心主站是冗余系统）向TCC正确报告两个报警事件。
在方向“l ”受到干扰的DCL上，主站到TCC的*个错误报文：
位：：
27
26
25
24
23
22
21
20
0
0
0
0
0
0
0
1
类型标识
0
0
0
0
0
0
0
1
变量结构限定词
0
0
0
0
0
0
1
1
传送原因
0
1
1
0
0
0
0
0
ASDU的公共地址
如：60000十进位＝EA60h（16进位）
1
1
1
0
1
0
1
0
0
0
0
1
1
0
0
1
信息体地址（*个不可获得的BU）
DCL报警，BU ID＝25; l/h＝0：“l”
0
1
0
0
0
0
0
0
如：Net No＝4
0
0
0
0
0
0
0
0/1
SPI＝1：环路错误出现
SPI＝0：环路错误消失
设备手册
© Siemens AG 版本： A2.4.0 / 08.2002
DCS3000 1-61
功能描述
在方向“h”受到干扰的DCL上，主站到TCC的*个错误报文：
位：
27
26
25
24
23
22
21
20
0
0
0
0
0
0
0
1
类型标识
0
0
0
0
0
0
0
1
变量结构限定词
0
0
0
0
0
0
1
1
传送原因
0
1
1
0
0
0
0
0
ASDU的公共地址
如：60000十进制＝EA60h（16进位）
1
1
1
0
1
0
1
0
0
1
0
0
0
0
1
1
信息体地址（*个不可获得的BU）
DCL报警，BU ID＝3，l/h＝1：“h”
0
1
0
0
0
0
0
0
如：Net No＝4
0
0
0
0
0
0
0
0/1
SPI＝1：环路错误出现
SPI＝0：环错路误消失
在环路内有两处线路被切断BUM0aBUM0bTCCRTURTURTURTURTURTURTURTUBUSlaveBUSlaveBUSlaveBUSlaveBUSlaveBUSlaveBUSlaveBUSlaveNet No: xNet No: yNet No: 0CANCANCANCANCANCANRS232RS232RS232BU ID3BU ID25BU ID6BU ID18BU ID27BU ID18BU ID3BU ID8FirstFirstLastLastdirection "l"direction "h"direction "h"direction "l"BUMxaBUMxbBUMybBUMyaTransformerStationhighvoltagemediumvoltage
1-62 DCS3000
图1-42：环路内两处线路切断
环内有两处DCL干扰，环路功能受到限制。环内部分BU无法到达。
这种情况下：通过连接线“l”首先无法到达的BU 是BU ID＝25。通过连接线“h”首先无法到达的BU是BU ID＝6。
BU主站通过参数化的DCL（网络链路表）知道 BU ID＝25和 BU ID＝6是无法到达的。
BU主站为*个无法到达的BU在两个方向，向TCC创建两个报警信息。TCC确认BU ID＝25和BU ID＝6不可用。
注意
在BU ID＝25和BU ID＝6之间的连接没有报警事件发生。
两处线路切断
设备手册
版本： A2.4.0 / 08.2002 © Siemens AG
功能描述
ASDU内容：
在方向“l”受到干扰的DCL上，主站到TCC的*个错误报文：
位：
27
26
25
24
23
22
21
20
0
0
0
0
0
0
0
1
类型标识
0
0
0
0
0
0
0
1
变量结构限定词
0
0
0
0
0
0
1
1
传送原因
0
1
1
0
0
0
0
0
ASDU公共地址
如：60000十进制＝EA60h 16进制
1
1
1
0
1
0
1
0
0
0
0
1
1
0
0
1
信息体地址（*个不可到达的BU）
DCL警报，BU ID＝25，l/h＝0：“1”
0
1
0
0
0
0
0
0
如Net No＝4
0
0
0
0
0
0
0
0/1
SPI＝1：环路错误出现
SPI＝0：环错路误消失
在方向“h”受到干扰的DCL上，主站到TCC的第二个错误报文：
位：
27
26
25
24
23
22
21
20
0
0
0
0
0
0
0
1
类型标识
0
0
0
0
0
0
0
1
变量结构限定词
0
0
0
0
0
0
1
1
传送原因
0
1
1
0
0
0
0
0
ASDU的公共地址
如：60000十进制＝EA60h 16进制
1
1
1
0
1
0
1
0
0
1
0
0
0
1
1
0
信息体地址（首先不可到达的BU）
DCL警报，BU ID＝6，l/h＝1：“h”
0
1
0
0
0
0
0
0
如Net No。＝4
0
0
0
0
0
0
0
0/1
SPI＝1：环路错误出现
SPI＝0：环路错误消失
如果在两个方向同一个BU ID有DCL错误，可以认为只有该BU有错误（如BU电源切断）。
设备手册
© Siemens AG 版本： A2.4.0 / 08.2002
DCS3000 1-63
功能描述
建立联系后切断主站之间线路BUM0aBUM0bTCCRTURTURTURTURTURTURTURTUBUSlaveBUSlaveBUSlaveBUSlaveBUSlaveBUSlaveBUSlaveBUSlaveNet No: xNet No: yNet No: 0CANCANCANCANCANCANRS232RS232RS232BU ID3BU ID25BU ID6BU ID18BU ID27BU ID18BU ID3BU ID8FirstFirstLastLastdirection "l"direction "h"direction "h"direction "l"BUMxaBUMxbBUMybBUMyaTransformerStationhighvoltagemediumvoltage
线路切断
图1-43：主站之间线路切断
Net No y的环路中，只有*的一个DCL干扰，特别是Net No y中，方向“l”上主站a到网络的DCL干扰。功能不受影响。 Net No x的环路中所有BU都是可用的。但是Net No y的子站a有一个状态错误。它不会*正确的运行。
这种情况下，没有从BU提供报警事件。在从BU看来，环是正常闭合的。
主站b在两个方向都将正常地工作。Net No y中的子站a向TCC提供一个报警事件，在方向“l”，其功能无法保证。主站a有一个状态错误。
Net No y中主站a到TCC的错误报文，状态错误：
位：
27
26
25
24
23
22
21
20
0
0
0
0
0
0
0
1
类型标识
0
0
0
0
0
0
0
1
变量结构限定词
0
0
0
0
0
0
1
1
传送原因
0
1
1
0
0
0
0
0
ASDU的公共地址
如60000十进制＝EA60h 16进制
1
1
1
0
1
0
1
0
1
0
0
0
0
0
0
0
信息体地址（zui先不可获得的BU）
主站报警事件，地址信息＝0；
0
1
0
0
0
1
0
0
如主站a Red， Net No＝4
0
0
0
0
0
0
0
0/1
SPI＝1：状态错误出现
SPI＝0：状态错误消失
1-64 设备手册 DCS3000
版本： A2.4.0 / 08.2002 © Siemens AG
功能描述
线状和树状配置BUM0aBUM0bTCCRTURTURTURTUBUSlaveBUSlaveBUSlaveBUSlaveNet No: xNet No: 0CANCANCANCANRS232RS232BU ID3BU ID25BU ID6BU ID62BUMxaBUMxbTransformerStationhighvoltagemediumvoltageRTURTURTUBUSlaveBUSlaveBUSlaveBU ID48BU ID32BU ID16
线路切断
图1-44：线状和树状配置下线路切断
在这种情况下，经过BU 6无法到达BU 32和BU 48。BU 6向主站发送两个内部报警事件。核心主站依照网络链路表确认BU 32和BU 48无法到达。
注意：
到BU 48 的DCL故障表明BU 62也是无法到达的。
核心主站发送两个报警事件到TCC。
ASDU内容：
到TCC的*个错误报文
位：
27
26
25
24
23
22
21
20
0
0
0
0
0
0
0
1
类型标识
0
0
0
0
0
0
0
1
变量结构限定词
0
0
0
0
0
0
1
1
传送原因
0
1
1
0
0
0
0
0
ASDU的公共地址
如60000 十进制＝EA60h 16进制
1
1
1
0
1
0
1
0
0
0
1
0
0
0
0
0
信息体地址（zui先不可获得的BU）
DCL警报，BU ID＝32，l/h＝0
0
1
0
0
0
0
0
0
如Net No＝4
0
0
0
0
0
0
0
0/1
SPI＝1：环路错误出现
SPI＝0：环路错误消失
设备手册
© Siemens AG 版本： A2.4.0 / 08.2002
DCS3000 1-65
功能描述
到TCC的第二个错误报文
位：
27
26
25
24
23
22
21
20
0
0
0
0
0
0
0
1
类型标识
0
0
0
0
0
0
0
1
变量结构限定词
0
0
0
0
0
0
1
1
传送原因
0
1
1
0
0
0
0
0
ASDU公共地址
如60000十进＝EA60h 16进制
1
1
1
0
1
0
1
0
0
0
1
1
0
0
0
0
信息体地址（zui先不可获得的BU）
DCL警报，BU ID＝48; l/h＝0
0
1
0
0
0
0
0
0
如Net No.＝4
0
0
0
0
0
0
0
0/1
SPI＝1：环路错误出现
SPI＝0：环路错误消失
注意：
TCC在对这两个报警事件进行评价后，必须确认BU 32，BU 48和BU 62都是无法到达的。
1-66 设备手册 DCS3000
版本： A2.4.0 / 08.2002 © Siemens AG
功能描述
DNP3协议的IOA
主站报警的DNP索引
附加报警信息＝
0 主BU状态错误
1 冗余状态
2 到BU子站的DCL干扰
3 保留
Red No＝
0 BU主站a或单BU，非冗余BU主站
1 BU主站b
Net No＝
0 核心主站网
1 – 7 子网
在一个DCS网中能够发生高达132个报警指示（8个主站报警和124个从BU报警）
DNP索引可以如下计算：132×Net No＋4×Red No＋附加报警信息。
Red No＝0
Red
附加报警信息
附加报警信息
＝0
＝1
＝2
＝0
＝1
＝2
Net No
十进制
十六进制
十进制
十六进制
十进制
十六进制
十进制
十六进制
十进制
十六进制
十进制
十六进制
0
0
0
1
1
2
2
4
4
5
5
6
6
1
132
84
133
85
134
86
136
88
137
89
138
8A
2
264
108
265
109
266
10A
268
10C
269
10D
270
10E
3
396
18C
397
18D
398
18E
400
190
401
191
402
192
4
528
210
529
211
530
212
532
214
533
215
534
216
5
660
294
661
295
662
296
664
298
665
299
666
29A
6
792
318
793
319
794
31A
796
31C
797
31D
798
31E
7
924
39C
925
39D
926
39E
928
3A0
929
3A1
930
3A2
表1-6：主站报警的DNP索引
设备手册
© Siemens AG 版本： A2.4.0 / 08.2002
DCS3000 1-67
功能描述
BU连接报警（DCL干扰）的DNP索引
DCL报警事件＝
l/h 环路的通讯方向，否则定为“0”
l/h＝0 起始于具有zui低ID的BU的方向
l/h＝1 起始于具有zui高ID的BU的方向
BU ID＝1…62（每个网络可达62个BU - 包含主站）
Net No＝
0 核心主站网
1–7 子网
在一个DCS网中能够发生高达132个报警指示（8个主站报警和124个从BU报警）
偏移量＝8（BU主站警报）
DNP索引可以如下计算：132×Net No＋偏移量＋2×（BU ID–1）＋l/h
BU ID＝1
BU ID＝2
BU ID＝62
l/h＝0
l/h＝1
l/h＝0
L/h＝1
l/h＝0
l/h＝1
Net No
十进制
十六进制
十进制
十六进制
十进制
十六进制
十进制
十六进制
十进制
十六进制
十进制
十六进制
0
8
8
9
9
10
A
11
B
130
82
131
83
1
140
8C
141
8D
142
8E
143
8F
262
106
263
107
2
272
110
273
111
274
112
275
113
394
18A
394
18B
3
404
194
405
195
406
196
407
197
526
20E
527
20F
4
536
218
537
219
538
21A
539
21B
658
292
659
293
5
668
29C
669
29D
670
29E
671
29F
790
316
791
317
6
800
320
801
321
802
322
803
323
922
39A
923
39B
7
932
3A4
933
3A5
934
3A6
935
3A7
1054
41E
1055
41F
表1-7：用于DCL报警的 DNP索引
1-68 设备手册 DCS3000
版本： A2.4.0 / 08.2002 © Siemens AG
功能描述
索引目录
ACD 15
APDU 21, 25
ASDU 54, 56
ASI 53, 54
ASI 52
A域 17
CENELEC 6
C域 14
DCL 52
DCS3000 4, 5, 12
DCS3000报文结构 34
DCS3000通讯29
DCS3000通讯顺序31
DFC 15
DNP3 21
DNP索引67, 68
DUI 27
EPA 9
FC 26
FCB 15
FCV 15
FSP 34
FT1.2 11, 13
GI 52, 53
GI命令20
IEC 60870-5-101 9
IEC信息体54
IOA 59
IOA 57
LPCI 21, 22, 23
PRM 15
RES 15
TCC 52
TH 21
TPCI 24
中压网络 4
从BU 29
冗余单主站 46
冗余单主站：下载 47
冗余单主站：启动程序 47
冗余单主站：命令方向 47
冗余单主站：常规查询 47
冗余核心主站和次级主站 50
开始特征码 13
方向55
主BU 29
功能码 16
包空间 35
处理数据 14
平衡模式 12
正常操作 32
目标地址 14
传送原因 57
地址域 13, 14, 17
字块长度域13
网络结构 8
网络特性 6
位传输层 11
启动子站 19
启动主站 18
应用层 10
报文格式 11
报警状态映像 53
报警概念 IEC 52
时间同步：手动45
时钟同步 41
连接层 10, 12
物理层 9
限定 28
非平衡模式 12, 16
变量结构限定词 56
带有次级主站的冗余核心主站 49
类型标识56
结束特征码 13
校验和 12
站启动 17
请求列表 20
基本单元 7
控制域 13, 14
链路干扰 33
链路地址 13
链路层字头 23
源地址 14
频段 6
设备手册
© Siemens AG 版本： A2.4.0 / 08.2002
DCS3000 1-69
功能描述
附录
IEC格式的支持信息
网络配置
点对点 在BU子站和RTU之间的不平衡方式
线型多点 在TCC和BU主站之间的不平衡方式
星形多点 在TCC和BU主站之间的不平衡方式
为了使数据传送可以使用V.24/V.28接口。命令和监测方向的传送速率是相同。下列各项传送速率能够被参数化：
300 bit /s
4800 bit /s
600 bit /s
9600 bit /s
1200 bit /s
14400 bit /s
2400 bit /s
19200 bit /s
链路层（地址域）：
支持不平衡传送方式，长度和连接地址的数量能够设置。
􀁹 1个八位字节
􀁹 2个八位字节
请求数据的传送方式
ASDU的公共地址
ASDU公共地址的长度可以参数化：
􀁹 1个八位字节
􀁹 2个八位字节
信息体地址
如果使用3个八位字节，信息内容地址可以是固定结构也可以是非固定结构。长度可以参数化：
􀁹 1个八位字节，没有IEC警报
􀁹 2个八位字节
􀁹 3个八位字节
传送原因
不管传送的原因是否存在于ASDU中，都将由参数化确定。
1-70 设备手册 DCS3000
版本： A2.4.0 / 08.2002 © Siemens AG
功能描述
监测方向的支持处理信息
映像和自发传送：
类型标识
编码
TI 1
单点信息
TI 2
带时间标签的单点信息
TI 3
双点信息
TI 4
带时间标签的双点信息
TI 5
变压器接头位置信息
TI 6
带时间标签变压器分接头位置信息
TI 7
32位的位字符串
TI 8
带时间标签32位的位字符串
TI 9
测量值，规格化
TI 10
带时间标签的测量值，规格化
TI 11
测量值，规格化
TI 12
带时间标签的测量值
TI 13
测量值，短浮点数
TI 14
带时间标签的测量值，短浮点数
只在自发传送时：
TI 15
表计值
TI 16
带时间标签的表计值
TI 17
带时间标签的保护事件
TI 18
带时间标签的成组保护开始事件
TI 19
带时间标签的成组保护输出信息
TI 20
成组的状态变化检测单点信息
TI 21
测量值，规格化，没有性质描述符
在命令方向支持的处理数据（透明传输）
类型标识
报文
TI 45
单点命令
TI 46
两点命令
TI 47
调节步长命令
TI 48
设点命令，规格化数值
TI 49
设点命令，规格化
TI 50
设点命令，短浮点数值
TI 51
32位的位字符串
设备手册
© Siemens AG 版本： A2.4.0 / 08.2002
DCS3000 1-71
功能描述
在命令方向的系统信息（透明传输）
类型辨认
报文
TI 100
查询命令
TI 101
计数查询命令
TI 103
时间同步命令
TI 104
测试命令（送到相应的RTU然后回答）
TI 105
复位处理命令（送到相应的RTU然后回答）
控制方向的参数（透明传输）
类型标识
报文
TI 110
测量值的参数，标准化数值
TI 111
测量值的参数，规格化数值
TI 112
测量值的参数，短浮点数值
TI 113
参数激活
1-72 设备手册 DCS3000
版本： A2.4.0 / 08.2002 © Siemens AG
功能描述
DNP3格式中的支持信息
对象内容
请求
（被控必须解析）
回答
（主站必须解析）
Obj
原值
Var
变值
描述
功能代码
（十进制）
限定代码
（16进制）
功能代码
（十进制）
限定代码
（16进制）
1
0
二进制输入-全部变更
1，22
00，01，06
1
1
二进制输入
1
00，01，06
129，130
00，01
1
2
二进制输入，有状态
1
00，01 06
129，130
00，01
2
0
二进制输入改变-全部变更
1
06，07，08
2
1
二进制输入改变，不带时标
1
06，07，08
129，130
17，28
2
2
二进制输入改变，带时标
1
06，07，08
129，130
17，28
2
3
二进制输入改变，带相对时标
1
06，07，08
129，130
17，28
10
0
二进制输出-全部变量
1
00，01，06
10
1
二进制输出
10
2
二进制输出状态
1
00，01，06
129，130
00，01
12
0
控制闭锁-全部变量
12
1
控制继电器输出闭锁
3，4，5，6 *）
17，28
129
请求的响应
12
2
模式控制闭锁
5，6
17，28
129
请求的响应
12
3
模式屏蔽
5，6
00，01
129
请求的响应
20
0
二进制的计数器-全部变更
1，7，8，9，10，22
00，01，06
20
1
32位二进制计数器
1
00，01，06
129，130
00，01
20
2
16位二进制计数器
1
00，01，06
129，130
00，01
20
3
32位Delta计数器
20
4
16位Delta计数器
20
5
32位二进制计数器，无标记
1
00，01，06
129，130
00，01
20
6
16位二进制计数器，无标记
1
00，01，06
129，130
00，01
20
7
32位Delta计数器，无标记
20
8
16位Delta计数器，无标记
21
0
冻结计数器-全部变更
1，22
00，01，06
21
1
32位冻结计数器
1
00，01，06
129，130
00，01
21
2
16位冻结计数器
1
00，01，06
129，130
00，01
21
3
32位冻结Delta计数器
21
4
16位冻结Delta计数器
21
5
32位冻结计数器有冻结时间
21
6
16位冻结计数器有冻结时间
21
7
32位冻结Delta计数器有冻结时间
21
8
16位冻结Delta计数器有冻结时间
21
9
32位冻结计数器没有标记
1
00，01，06
129，130
00，01
21
10
16位冻结计数器没有标记
1
00，01，06
129，130
00，01
21
11
32位冻结Delta计数器没有标记
21
12
16位冻结Delta计算器没有标记
22
0
计数器改变事件-全部变更
1
06，07，08
22
1
32位计数器改变事件，不带时标
1
06，07，08
129，130
17，28
22
2
16位计数器改变事件，不带时标
1
06，07，08
129，130
17，28
22
3
32位Delta计数器改变事件，不带时标
22
4
16位Delta计数器改变事件，不带时标
设备手册
© Siemens AG 版本： A2.4.0 / 08.2002
DCS3000 1-73
功能描述
1-74 DCS3000
对象内容
请求
（被控必须解析）
回答
（主站必须解析）
Obj
原值
Var
变值
描述
功能代码
（十进制）
限定代码
（16 进制）
功能代码
（十进制）
限定代码
（16 进制）
22
5
32位计数器改变事件，带时标
1
06，07，08
129，130
17，28
22
6
16位计数器改变事件，带时标
1
06，07，08
129，130
17，28
22
7
32位Delta计数器改变事件，带时标
22
8
16位Delta计数器改变事件，带时标
23
0
冻结计数器事件-全部变量
1
06，07，08
23
1
32位冻结计数器事件，不带时标
1
06，07，08
129，130
17，28
23
2
16位冻结计数器事件，不带时标
1
06，07，08
129，130
17，28
23
3
32位冻结Delta计数器事件，不带时标
23
4
16位冻结Delta计数器事件，不带时标
23
5
32位冻结计数器事件，不带时标
1
06，07，08
129，130
17，28
23
6
16位冻结计数器事件，带时标
1
06，07，08
129，130
17，28
23
7
32位冻结Delta计数器事件，带时标
23
8
16位冻结Delta计数器事件，带时标
30
0
模拟输入-全部变量
1，22
00，01，06
30
1
32位模拟输入
1
00，01，06
129，130
00，01
30
2
16位模拟输入
1
00，01，06
129，130
00，01
30
3
32位模拟输入没有标记
1
00，01，06
129，130
00，01
30
4
16位模拟输入没有标记
1
00，01，06
129，130
00，01
30
5
短浮点模拟输入
30
6
长浮点模拟输入
31
0
冻结模拟输入-全部变量
31
1
32位冻结模拟输入
31
2
16位冻结模拟输入
31
3
32位冻结模拟输入有时间冻结
31
4
16位冻结模拟输入有时间冻结
31
5
32位冻结模拟输入没有标记
31
6
16位冻结模拟输入没有标记
31
7
短浮点冻结模拟输入
31
8
长浮点冻结模拟输入
32
0
模拟类改变事件-全部变量
1
06，07，08
32
1
32位模拟量改变事件，不带时标
1
06，07，08
129，130
17，28
32
2
16位模拟改变事件，不带时标
1
06，07，08
129，130
17，28
32
3
32位模拟改变事件，带时标
1
06，07，08
129，130
17，28
32
4
16位模拟改变事件，带时标
1
06，07，08
129，130
17，28
32
短浮点改变模拟事件
32
6
长浮点改变模拟事件
32
7
短浮点改变模拟事件，带时标
32
8
长浮点改变模拟事件，带时标
33
0
冻结模拟事件- 全部变量
33
1
32位冻结模拟事件，不带时标
33
2
16位冻结模拟事件，不带时标
33
3
32位冻结模拟事件，带时标
设备手册
版本： A2.4.0 / 08.2002 © Siemens AG
功能描述
DCS3000 1-75
对象内容
请求
（被控必须解析）
回答
（主站必须解析）
Obj
原值
Var
变值
描述
功能代码
（十进制）
限定代码
（16 进制）
功能代码
（十进制）
限定代码
（16 进制）
33
4
16位冻结模拟事件，带时标
33
5
短浮点冻结模拟事件
33
6
长浮点冻结模拟事件
33
7
短浮点冻结模拟事件，带时标
33
8
长浮点冻结模拟事件，带时标
40
0
模拟输出状态-全部变量
1
00，01，06
40
1
32位模拟输出状态
1
00，01，06
129，130
00，01
40
2
16位模拟输出状态
1
00，01，06
129，130
00，01
40
3
短浮点模拟输出状态
40
4
长浮点模拟输出状态
41
1
32位模拟输出块
3，4，5，6 *）
17，28
129
请求的回应
41
2
16位模拟输出块
3，4，5，6 *）
17，28
129
请求的回应
41
3
短浮点模拟输出块
41
4
长浮点模拟输出块
50
0
时间和日期-全部变量
50
1
时间和日期
2
07数量＝1
1
07 数量＝1
129
07 数量＝1
50
2
时间和日期有间隔
51
0
时间和日期CTO -全部变更
51
1
时间和日期CTO
129，130
07数＝1
51
2
非同步的时间和日期CTO
129，130
07 数量＝1
52
0
时间延迟-全部变量
52
1
时间延迟，不
52
2
时间延迟，
129
07数量＝1
60
0
未定义
60
1
级别0数据
1
06
60
2
级别1数据
1
06，07，08
20，21，22
06
60
3
级别2数据
1
06，07，08
20，21，22
06
60
4
级别3数据
1
06，07，08
20，21，22
06
70
1
文件标识符
80
1
内部指示
2
00 索引＝7
81
1
存贮内容
82
1
设备档案
83
1
个人注册对象
83
2
个人注册对象描述符
90
1
请求标识符
100
1
短浮点
设备手册
© Siemens AG 版本： A2.4.0 / 08.2002
功能描述
1-76 DCS3000
对象内容
请求
（被控必须解析）
回答
（主站必须解析）
Obj
原值
Var
变值
描述
功能代码
（十进制）
限定代码
（16 进制）
功能代码
（十进制）
限定代码
（16 进制）
100
2
长浮点
100
3
扩展浮点
101
1
小的包 BCD码
101
2
中等包 BCD码
101
3
大的包 BCD码
没有内容
13
没有内容
23
*）如果对选择功能码的响应能够在小于10秒的时间内被收到，只有选择（3）和操作功能码（4）的请求是可以使用的。
设备手册
版本： A2.4.0 / 08.2002 © Siemens AG
功能描述
附图目录
图1-1：典型配电网络--------------------------------------------------------------------------------------------------------4
图1-2：DCS3000–系统概述---------------------------------------------------------------------------------------------------5
图1-3：DCS3000基本单元–接口---------------------------------------------------------------------------------------------5
图1-4：DCS3000系统的基本单元（BU）------------------------------------------------------------------------------------7
图1-5：线状结构----------------------------------------------------------------------------------------------------------------8
图1-6：树结构-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------8
图1-7：环结构-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------8
图1-8：EPA层模型--------------------------------------------------------------------------------------------------------------9
图1-9：格式级FT1.2----------------------------------------------------------------------------------------------------------11
图1-10：FT1.2格式的信息结构---------------------------------------------------------------------------------------------13
图1-11：控制域---------------------------------------------------------------------------------------------------------------14
图1-12：地址域---------------------------------------------------------------------------------------------------------------17
图1-13：启动上级遥控-------------------------------------------------------------------------------------------------------18
图1-14：启动子站-------------------------------------------------------------------------------------------------------------19
图1-15：包含3个帧的DNP3报文结构例子--------------------------------------------------------------------------------22
图1-16：在DNP3中的连接字头---------------------------------------------------------------------------------------------23
图1-17：控制域---------------------------------------------------------------------------------------------------------------23
图1-18：传送字头TPCI-------------------------------------------------------------------------------------------------------24
图1-19： DNP3协议中的应用数据-----------------------------------------------------------------------------------------25
图1-20：应用控制-------------------------------------------------------------------------------------------------------------26
图1-21：内部指令-------------------------------------------------------------------------------------------------------------27
图1-22：限定------------------------------------------------------------------------------------------------------------------28
图1-23：DCS3000通讯选项--------------------------------------------------------------------------------------------------29
图1-24：一条线路上的通信顺序---------------------------------------------------------------------------------------------29
图1-25：DCS3000系统的通信规则------------------------------------------------------------------------------------------31
图1-26：为了在整个中压网上传输，IEC报文到包数据单元的转换------------------------------------------------------36
图1-27：网络配置的例子-----------------------------------------------------------------------------------------------------37
图1-28：命令输出流程-------------------------------------------------------------------------------------------------------39
图1-29：DCS 3000系统的启动过程-----------------------------------------------------------------------------------------40
图1-30：在一个DCS3000网络中的时钟同步-------------------------------------------------------------------------------41
图1-31：在TCC（遥控中心）和主BU之间的时钟同步--------------------------------------------------------------------41
图1-32：在主站之间的时钟同步--------------------------------------------------------------------------------------------42
图1-33：在从BU间的时钟同步----------------------------------------------------------------------------------------------43
图1-34：在BU子站和RTU之间的时钟同步---------------------------------------------------------------------------------43
图1-35：在标准操作方式下的时钟同步顺序-------------------------------------------------------------------------------45
图1-36：TCC的同步失败的时钟同步顺序----------------------------------------------------------------------------------45
图1-37：冗余单主站----------------------------------------------------------------------------------------------------------46
图1-38：带有次级主站的冗余核心主站-------------------------------------------------------------------------------------49
图1-39：具有自己的网络和冗余次级主站的冗余主站---------------------------------------------------------------------50
图1-40：有冗余主站的环路配置---------------------------------------------------------------------------------------------55
图1-41：环内线路开路-------------------------------------------------------------------------------------------------------61
图1-42：环路内两处线路切断-----------------------------------------------------------------------------------------------62
图1-43：主站之间线路切断--------------------------------------------------------------------------------------------------64
图1-44：线状和树状配置下线路切断---------------------------------------------------------------------------------------65
附表目录
表1-1：CENELEC频段----------------------------------------------------------------------------------------------------------6
表1-2：在主信息中的功能代码（不平衡方式）---------------------------------------------------------------------------16
表1-3：从站信息中的功能代码（不平衡方式）---------------------------------------------------------------------------16
表1-4：在APCI中请求字头的功能代码-------------------------------------------------------------------------------------26
表 1-5：功能码续表-----------------------------------------------------------------------------------------------------------27
表1-6：主站报警的DNP索引-------------------------------------------------------------------------------------------------67
表1-7：用于DCL报警的 DNP索引-------------------------------------------------------------------------------------------68
设备手册
© Siemens AG 版本： A2.4.0 / 08.2002
DCS3000 1-77