计算机与电力数据网通信方式精选论文
摘要：随着各级电网调度自动化系统的建立和运行，各级系统之间信息交互的需求已经越来越迫切。计算机通信主要指计算机之间和计算机与终端之间的数据通信，数据通信也就是计算机通信。建立电力数据网，通过计算机网络在各级调度中心的主站系统之间共享信息，是必然的趋势。分站和主站之间的通信方式主要有两种，一种是循环式：适用于点对点的远动通道结构，其主要特点是以厂站端为主动方，循环不断地向调度端发送遥测、遥信等数据。另一种是问答式：和循环式不同的是这些数据采集之后并不立即发送，而是先行存储，等主站需要时才将它们按规定的格式组装发送。
论文关键词：数据通信,电力数据网,远动通信,帧结构
1.1 数据通信一般概念
数据通信技术是近年来通信技术发展最快的的一个分支。一般地说，只要是以编码的方式表示信息，用某种信号形式在信道上传送这些编码的通信都叫做数据通信。数据通信所传送的信息可以是数据、文字、图象、声音等各种内容，可以通过电话网、分组交换网、专用数据网等各种通信信道进行通信。
计算机通信主要指计算机之间和计算机与终端之间的数据通信。广义而言，数据通信也就是计算机通信，为通信而构成的网络也就是计算机网络，只是计算机网络侧重于解决计算机资源的共享和负荷的分担，而数据通信网则侧重于传输和交换。
1.2 电力数据网
随着各级电网调度自动化系统的建立和运行，各级系统之间信息交互的需求已经越来越迫切。传统的解决方法是用所谓“转发”方式，即采用与RTU 通信相似的规约，通过点到点信道在两个主站系统之间传递信息。这种方法不够灵活，更不便于多个主站之间相互共享信息。因此，建立电力数据网，通过计算机网络在各级调度中心的主站系统之间共享信息，是必然的趋势。
1996年，原国家电力部已经在国家电力调度中心和全国各大网调和独立省调之间建立了电力数据一级网。96年以后，各大网调到省调之间的电力数据二级网也基本建立起来。目前，各省到地区/市之间的`三级网也正在建设中。
电力数据网可以支持实时和非实时的各种网络应用。为了在各级电网调度自动化系统之间共享实时信息，原国家能源部于1992年发布了“电力系统实时数据通信应用层协议”，作为国家电力行业标准，即DL 476-92。遵照这个标准，国家电力调度中心和各大网调/独立省调已经实现了调度自动化系统之间的实时数据通信。
截止到1997年，IEC TC57委员会已经制定了有关标准，即远动应用服务元素（TASE.2）协议，也称控制中心间通信协议ICCP，可使电网控制中心与其它电网控制中心、区域控制中心、独立发电厂等通过广域网（WAN）进行数据交换。今后电力数据网上的实时信息交换将逐步向这些国际标准过渡。
1.3 分站的各种通信方式
目前，电力数据网络分站和主站之间的通信方式主要有两种：一种是循环式，适用于点对点的远动通道结构，其主要特点是以厂站端为主动方，循环不断地向调度端发送遥测、遥信等数据。另一种是问答式，它的主要特点是主站掌握通信的主动权，主站可以按需要指定分站传送某一个或某种类型的远动数据，传送中有差错时主站可要求重传。问答式远动的分站为了准备遥测、遥信等数据，和循环式一样需要相应的硬件和软件，以一定的扫描速度来采集遥信和遥测等数据，并判别是否有遥信变位，遥测越阈值等情况发生。和循环式不同的是这些数据采集之后并不立即发送，而是先行存储，等主站需要时才将它们按规定的格式组装发送。可见问答式远动中分站的工作，对遥信、遥测而言可分为两步，一是数据准备，以一定的扫描频率采集实时数据，适当处理后存储待用，二是按主站的要求组装发送。问答式远动主站的工作主要是轮流询问各个分站，并接收分站送来的信息加工处理。和循环式相比主要是增加了主动轮询各分站的任务。至于遥控、遥调，在循环式中主动权也在主站，因此问答式和循环式没有什么差别。
当用计算机通信技术实现远动功能时，分站和主站的硬件部分，无论是按循环式或按问答式工作，都必须提供数据采集、处理、存储、发送、接收以及输出执行等的物质条件，因而硬件部分对于循环式或问答式并没有实质性的差别。问答式和循环式的主要差别在于软件，即在于主站和分站之间的对话方式。
厂站端远动装置遥测、遥信部分的主要功能是组织好遥测、遥信等远动信息发往调度端。远动数据的传送应按约定的格式进行，收发两端应事先对传送速率、同步方式、数据结构等相互约定，共同遵守。这些约定称为通信规约。发送端按通信规约的规定及时组织好要发送的远动字，然后按字节逐一递交给串行通信接口，再经调制器发往信道。调度端经解调器解调按规定格式逐一接收。
1.3.1 电力数据网循环式远动通信
循环传送方式的帧结构和字结构
循环式远动系统中，厂站端按约定的规则循环不断地向调度端发送远动数据。基本的帧格式见下图，每帧由若干远动字组成，以同步字SYN开头。一帧结束后再按规约规定传送下一帧，如此不断循环。以微机构成的远动装置通常以8位的字节作为基本单位，例如一个远动字占用6个字节，共48位，同步字可采用三组EB90H，也是48位。
上图循环式远动的帧结构
远动字基本结构见下图，其中第1个字节为地址字，用以识别各个远动字。地址字也称点号或功能码。最后一个字节为校验码，用作抗干扰保护。中间的4个字节为远动数据。如为遥测远动字则可传送2个遥测量，每个遥测量占2个字节共16位，其中12位为遥测量的数值，另4位用作标志位，表明遥测量的数值是否有效等。如为遥信远动字，则可传送2组遥信数据，每组2个字节16位，总共4个字节32位，可以传送32个开关量的状态。
上图循环式远动的字结构
1.3.2 电力数据网问答式远动通信
目前问答式远动装置的分站端大多采用模块式结构，一般按功能划分，以模块为单位。遥测量、遥信量等分别存放在指定的模块中。每个模块都有自己的地址。一个模块包含若干个字，例如8个字，每个字有16位，需要访问有关数据时可直接指定模块地址、字地址。传送的报文以8位字节为单位，附加起始位和停止位，但不带奇偶校验位。其报文格式、各种信息类型以及主站与分站之间的应答过程，此处就不再加以详述。
1.3.3 远动中的一般帧格式
远动中的信息，不论循环式或问答式，通常都以帧为单位进行传输。为了保证可靠、快速和高效率地传送信息，对于远动中帧格式的安排，一般要考虑如下一些基本问题。
（1）明确区分一帧的首尾，例如设置帧分界符，帧开始标志、帧长信息。帧的结束标志等。
（2）标明源站或目的站的地址。
（3）明确各种命令／响应帧的功用，规定相应的功能代码。
（4）采用抗干扰保护，确定发生差错后的重发以及防止帧丢失或重复的措施。
（5）保证用户数据的透明性，对用户数据应不加限制。
（6）根据接收站的缓冲器容量，为避免接收的数据过量而造成溢出，设置数据流控制。
（7）规定信息的数据格式。
（8）减少无效信息，提高传输效率。
各个远动设备的制造厂，对于上列问题的技术观点不尽相同，因而所采取的措施亦各有差异。需要传送的用户数据有各种具体情况，长短不一。帧的长度可按实际情况而定的，称为可变帧长。某些帧的长度可事先确定不再改变的，称为固定帧长。一般的帧结构格式如下图所示，图中帧分界符F表明一帧的开始；帧长字段L表明本帧的长度；控制字段C表明本帧信息的特征；地址字段A表明源站或目的站的地址；信息字段I安排用户信息；帧校验码字段FCC按抗干扰要求可以配置不同的校验码。
上图一般帧结构格式
上图中的这些字段并非每一帧都必须备齐，对于固定帧长的帧就毋需帧长字段。有的响应帧，如肯定确认和否定确认帧，有时会没有信息字段和校验码字段。
参考文献
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