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DNP 3.0規(guī)約在廣州地區(qū)調(diào)度系統(tǒng)的應(yīng)用
摘 要 DNP 3.0規(guī)約使SCADA行業(yè)有了國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約的適用面廣，但理解、使用及實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約的難度有所增大。DNP 3.0規(guī)約包括數(shù)據(jù)鏈路層規(guī)約，傳輸功能，應(yīng)用層規(guī)約和數(shù)據(jù)對象庫。1997年廣州地區(qū)調(diào)度自動化系統(tǒng)與D20 RTU的 DNP 3.0規(guī)約接口的開發(fā)和調(diào)試獲得成功，通信質(zhì)量令人滿意。由于DNP 3.0的功能強(qiáng)大，在現(xiàn)有設(shè)備上尚不能實(shí)現(xiàn)全部功能。由GE-HARRIS 公司加拿大Calgary控制分部在1993年開發(fā)的DNP 3.0(Distributed Network Protocol Version 3.0)規(guī)約是目前在歐洲及北美比較流行的一種開放性結(jié)構(gòu)的規(guī)約，在國內(nèi)正逐漸成為主流性通信規(guī)約之一。它可用于電力系統(tǒng)中子站系統(tǒng)、RTU、智能電子設(shè)備(IEDs)以及主站系統(tǒng)之間的通信，最重要的是DNP將成為一種公共領(lǐng)域的規(guī)約，可由用戶和非用戶以及其他供貨商使用。
1 DNP 3.0 規(guī)約介紹
DNP 3.0 規(guī)約是在國際電子電工協(xié)會(IEC)的TC57協(xié)議基礎(chǔ)上制定的通信規(guī)約，它支持ISO 的 OSI／EPA 模型，這種模型規(guī)定了物理層，數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層。然而，為了支持高級的RTU 功能和大于最大幀長的報文，DNP 3.0 的數(shù)據(jù)鏈路采用一個偽傳輸層去完成最短報文的組裝與分解。
DNP 3.0 規(guī)約的文本共分4部分：數(shù)據(jù)鏈路層規(guī)約，傳輸功能，應(yīng)用層規(guī)約及數(shù)據(jù)對象庫。
1.1 數(shù)據(jù)鏈路層規(guī)約
數(shù)據(jù)鏈路層規(guī)約文件規(guī)定了DNP 3.0 版的數(shù)據(jù)鏈路層，鏈路規(guī)約數(shù)據(jù)單元(LPDU)以及數(shù)據(jù)鏈路服務(wù)和傳輸規(guī)程。
數(shù)據(jù)鏈路層采用一種可變幀長格式：FT3。
一個FT3的幀被定義為一個固定長度的報頭，隨之以可選用的數(shù)據(jù)塊。每個數(shù)據(jù)塊附有一個16位的CRC 校驗(yàn)碼。固定的報頭含有2個字節(jié)的起始字，1個字節(jié)的長度，1個字節(jié)的控制字，1個16位的目的址，1個16位的源地址和1個16位的CRC校驗(yàn)碼。
1.2 傳輸功能
這部分定義對于DNP 數(shù)據(jù)鏈路層充當(dāng)偽傳輸層的傳輸層功能。偽傳輸層功能專門設(shè)計用于在原方站和副方站之間傳送超出鏈路規(guī)約數(shù)據(jù)單元(LPDU)定義長度的信息。
傳輸層報頭 數(shù)據(jù)塊
其中：傳輸層報頭——傳輸控制字，1個字節(jié)；
數(shù)據(jù)塊——用戶數(shù)據(jù)，1～249個字節(jié)。
1.3 應(yīng)用規(guī)約
這部分定義了應(yīng)用層報文(APDU)的格式。這里，主站被定義為發(fā)送請求報文的站，而外站則為從屬設(shè)備。被請求回送報文的RTU 或智能終端(IEDs)是事先規(guī)定了的。在DNP 內(nèi)，只有被指定的主站能夠發(fā)送應(yīng)用層的請求報文，而外站則只能發(fā)送應(yīng)用層的響應(yīng)報文。
1.3.1 應(yīng)用報文格式
其中：請求(響應(yīng))報頭——標(biāo)識報文的目的，包含應(yīng)用規(guī)約控制信息(APCI)；
對象標(biāo)題——標(biāo)識后隨的數(shù)據(jù)對象；
數(shù)據(jù)——在對象標(biāo)題內(nèi)的指定類型的數(shù)據(jù)對象。
1.3.2 應(yīng)用報文報頭字段的定義
請求報頭分應(yīng)用控制、功能碼兩個字段。每個字段為8位的字節(jié)；響應(yīng)報頭分應(yīng)用控制、功能碼、內(nèi)部信號字3個字段。每個字段也為8位的字節(jié)。
1.3.3 對象標(biāo)題
報文的對象標(biāo)題制定包含在報文中的數(shù)據(jù)對象或是被用來響應(yīng)此報文的數(shù)據(jù)對象。
應(yīng)用報文中，對象、限定詞、變程的靈活使用，可以表示多種數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)表示格式，滿足用戶的不同需要。這也是DNP 3.0規(guī)約的一大優(yōu)點(diǎn)。
2 在廣州地區(qū)調(diào)度SCADA 系統(tǒng)的應(yīng)用
1995年，廣州電力工業(yè)局從美國VALMET 公司引進(jìn)OASYS 調(diào)度自動化系統(tǒng)，并與美國技術(shù)人員聯(lián)合開發(fā)系統(tǒng)通信接口對DNP 3.0 規(guī)約的支持模塊。1997年開
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