IEC104规约与DL-T-645规约转换的设计与实现

('IEC104规约与DL/T645规约转换的设计与实现摘要：介绍了DL/T645规约与IEC60870-5-104规约转换的模型及其软件实现，实现了智能配变终端既能实时监测电能表的数据，又能实时与主站通信。经过反复调试运行，验证了该规约转换的可靠性。关键词：智能配变终端；IEC60870-5-104规约；DL/T645规约；规约转换0引言按照国家电网公司建设坚强智能电网总体部署，为适应农网智能化发展需要，提高农网智能配电台区标准化、规范化建设水平，国网针对农网智能配电台区配电变压器侧安装的智能配变终端设计、制造、试验等工作制定了《农网智能配变终端功能规范》。该规范规定智能配变终端需要对智能电能表、配电变压器等运行信息和用户用电信息进行收集，同时需要将各种数据送到系统主站，系统主站对上传的数据进行汇总，从而对整体电网运行状态做出综合评估，包括电能质量管理、农村居民用电信息管理等，实现对供电所配电台区的所有数据的处理、统计以及相关报表和图表等应用功能的生成、重组和扩展[1]。然而，配变终端与电能表的通信规约为DL/T645规约，而与系统主站的通信规约为IEC60870-5-104规约，为满足上述功能，必须研究这两类规约的相互转换设计。本文在对该两种规约进行深入研究的基础上，针对各自数据结构的特点，提出规约转换的模型，经过反复调试运行，验证了该规约转换的可靠性和实用性。1DL/T645规约简介DL/T645规约[2]实现的是主-从结构的半双工通信方式。通信发起者始终为主站，只有当主站向电能表发送命令帧时，电能表才会上传数据，正常工作时，电能表则不会主动向主站上传数据。DL/T645规约所使用的帧格式，完整的数据帧包括帧起始符、地址域、控制码、数据长度域、数据域、校验码及结束符。DL/T645《多功能电能表通信规约》自1997年发布并实施以来已经有10多年的历史，在2007年，国家又对其进行了修订，因此目前市面上同时使用着两个版本的DL/T645规约。2007版规约与1997版规约所不同之处主要是其数据标识的位数由原来的2B增加到了4B，数据分类更加科学，内容也更加丰富，同时对控制码的低5位也进行了升级，因此只需通过查看数据帧中的控制码就可以解析出该数据帧是1997版还是2007版DL/T645规约。2IEC60870-5-104规约简介IEC60870-5-104规约[3]的协议结构，它属于应用层协议，采用TCP协议，对应的网络端口号为2404，由IANA（互联网数字分配授权）定义和确认。，IEC60870-5-104规约的应用数据单元（APDU）包含了启动字符、APDU长度、控制域8位位组和应用服务数据单元（ASDU）。控制域的长度为4B的“8位位组”，其定义了保护报文不至于丢失或重复的控制信息、报文传输启动/停止及传输连接监视，这三种类型的格式分别用于编号的信息传输（I格式）、编号的监视功能（S格式）和未编号的控制功能（U格式）。3规约转换的设计与实现规约转换的目的在于实现主站通过智能配变终端实时监视用户用电信息，包括电能量、最大需求量及发生时间、电压、电流、谐波、历史数据等。3.1规约转换的模型构建，DL/T645规约与IEC60870-5-104规约的相互转换主要集中于数据帧或报文的解析、命令码转换、数据格式转换以及报文或数据帧的组装。一般情况下，系统主站召唤的数据类型较多，配变终端需要向电能表多次下发DL/T645规约数据帧，在每次电能表返回数据后，配变终端首先将数据存入数据库中，待所需数据全部齐备后再组装IEC60870-5-104规约报文上传给系统主站。3.2规约转换的软件实现，智能配变终端运行时会定时读取其下挂电能表的数据，然后将数据转换成十六进制存入数据库。当主站下发“召唤数据”时，配变终端首先从数据库中查找所需数据，然后将数据打包成IEC60870-5-104规约回应报文回传给主站；若数据库中的数据不符合主站要求则须临时启动读取电能表进程从而获取相关数据。当主站“广播对时”时，规约转换的软件实现流程图，当智能配变终端接收到主站“对时”命令后，需要解析出对应的对时时间，从而组装广播校时的DL/T645数据帧，当重新读取电能表时间并判断校时成功后，智能配变终端再向主站回应“对时成功”的报文；否则，须再次对电能表进行校时，当5次校时失败后，则向主站回应“电能表故障”的报文。4调试运行情况本文所使用的主站后台软件是由国电南瑞配农电分公司自主研发的PDZ831-智能台区终端维护系统，通过该后台软件可以实时监视主站与智能配变终端的通信报文，同时对报文进行内容解析，更加利于现场维护与调试。图7为主站下发“电度总召”命令的测试结果。智能配变终端接收到主站下行报文后，立即进行确认，同时依照图5所示的流程进行数据归集，然后将电度数据发给主站，最后发送“召唤结束”报文。图8为主站下发“核对时钟”命令的测试结果。智能配变终端接收到主站下行报文后，解析出核对的时间信息，然后通过DL/T645规约对电能表进行广播校时，接着读取电能表时间并判断校时是否成功，最后再向主站回应对时成功的报文。5结论通过对DL/T645规约和IEC60870-5-104规约的深入研究，从而构建了两种规约转换的模型及其软件实现流程图。经过调试运行，通过以太网通信和485串口通信、DL/T645规约和IEC60870-5-104规约的解析与重组、协议映射关系的建立等一系列过程，最终实现了上述两个规约之间的相互转换。',)