摘要：隨着各級電網調度自動化系統的建立和執行，各級系統之間資訊交互的需求已經越來越迫切。計算機通信主要指計算機之間和計算機與終端之間的數據通信，數據通信也就是計算機通信。建立電力數據網，透過計算機網絡在各級調度中心的主站系統之間共享資訊，是必然的趨勢。分站和主站之間的通信方式主要有兩種，一種是循環式：適用於點對點的遠動通道結構，其主要特點是以廠站端爲主動方，循環不斷地向調度端發送遙測、遙信等數據。另一種是問答式：和循環式不同的是這些數據採集之後並不立即發送，而是先行存儲，等主站需要時纔將它們按規定的格式組裝發送。
論文關鍵詞：數據通信,電力數據網,遠動通信,幀結構
1.1 數據通信一般概念
數據通信技術是近年來通信技術發展最快的的一個分支。一般地說，只要是以編碼的方式表示資訊，用某種信號形式在信道上傳送這些編碼的通信都叫做數據通信。數據通信所傳送的資訊可以是數據、文字、圖象、聲音等各種內容，可以透過電話網、分組交換網、專用數據網等各種通信信道進行通信。
計算機通信主要指計算機之間和計算機與終端之間的數據通信。廣義而言，數據通信也就是計算機通信，爲通信而構成的網絡也就是計算機網絡，只是計算機網絡側重於解決計算機資源的共享和負荷的分擔，而數據通信網則側重於傳輸和交換。
1.2 電力數據網
隨着各級電網調度自動化系統的建立和執行，各級系統之間資訊交互的需求已經越來越迫切。傳統的解決方法是用所謂“轉發”方式，即採用與RTU 通信相似的規約，透過點到點信道在兩個主站系統之間傳遞資訊。這種方法不夠靈活，更不便於多個主站之間相互共享資訊。因此，建立電力數據網，透過計算機網絡在各級調度中心的主站系統之間共享資訊，是必然的趨勢。
1996年，原國家電力部已經在國家電力調度中心和全國各大網調和獨立省調之間建立了電力數據一級網。96年以後，各大網調到省調之間的電力數據二級網也基本建立起來。目前，各省到地區/市之間的`三級網也正在建設中。
電力數據網可以支援實時和非實時的各種網絡應用。爲了在各級電網調度自動化系統之間共享實時資訊，原國家能源部於1992年發佈了“電力系統實時數據通信應用層協議”，作爲國家電力行業標準，即DL 476-92。遵照這個標準，國家電力調度中心和各大網調/獨立省調已經實現了調度自動化系統之間的實時數據通信。
截止到1997年，IEC TC57委員會已經制定了有關標準，即遠動應用服務元素（TASE.2）協議，也稱控制中心間通信協議ICCP，可使電網控制中心與其它電網控制中心、區域控制中心、獨立發電廠等透過廣域網（WAN）進行數據交換。今後電力數據網上的實時資訊交換將逐步向這些國際標準過渡。
1.3 分站的各種通信方式
目前，電力數據網絡分站和主站之間的通信方式主要有兩種：一種是循環式，適用於點對點的遠動通道結構，其主要特點是以廠站端爲主動方，循環不斷地向調度端發送遙測、遙信等數據。另一種是問答式，它的主要特點是主站掌握通信的主動權，主站可以按需要指定分站傳送某一個或某種類型的遠動數據，傳送中有差錯時主站可要求重傳。問答式遠動的分站爲了準備遙測、遙信等數據，和循環式一樣需要相應的硬件和軟件，以一定的掃描速度來採集遙信和遙測等數據，並判別是否有遙信變位，遙測越閾值等情況發生。和循環式不同的是這些數據採集之後並不立即發送，而是先行存儲，等主站需要時纔將它們按規定的格式組裝發送。可見問答式遠動中分站的工作，對遙信、遙測而言可分爲兩步，一是數據準備，以一定的掃描頻率採集實時數據，適當處理後存儲待用，二是按主站的要求組裝發送。問答式遠動主站的工作主要是輪流詢問各個分站，並接收分站送來的資訊加工處理。和循環式相比主要是增加了主動輪詢各分站的任務。至於遙控、遙調，在循環式中主動權也在主站，因此問答式和循環式沒有什麼差別。
當用計算機通信技術實現遠動功能時，分站和主站的硬件部分，無論是按循環式或按問答式工作，都必須提供數據採集、處理、存儲、發送、接收以及輸出執行等的物質條件，因而硬件部分對於循環式或問答式並沒有實質性的差別。問答式和循環式的主要差別在於軟件，即在於主站和分站之間的對話方式。
廠站端遠動裝置遙測、遙信部分的主要功能是組織好遙測、遙信等遠動資訊發往調度端。遠動數據的傳送應按約定的格式進行，收發兩端應事先對傳送速率、同步方式、數據結構等相互約定，共同遵守。這些約定稱爲通信規約。發送端按通信規約的規定及時組織好要發送的遠動字，然後按字節逐一遞交給串行通信接口，再經調製器發往信道。調度端經解調器解調按規定格式逐一接收。
1.3.1 電力數據網循環式遠動通信
循環傳送方式的幀結構和字結構
循環式遠動系統中，廠站端按約定的規則循環不斷地向調度端發送遠動數據。基本的幀格式見下圖，每幀由若干遠動字組成，以同步字SYN開頭。一幀結束後再按規約規定傳送下一幀，如此不斷循環。以微機構成的遠動裝置通常以8位的字節作爲基本單位，例如一個遠動字佔用6個字節，共48位，同步字可採用三組EB90H，也是48位。
上圖循環式遠動的幀結構
遠動字基本結構見下圖，其中第1個字節爲地址字，用以識別各個遠動字。地址字也稱點號或功能碼。最後一個字節爲校驗碼，用作抗干擾保護。中間的4個字節爲遠動數據。如爲遙測遠動字則可傳送2個遙測量，每個遙測量佔2個字節共16位，其中12位爲遙測量的數值，另4位用作標誌位，表明遙測量的數值是否有效等。如爲遙信遠動字，則可傳送2組遙信數據，每組2個字節16位，總共4個字節32位，可以傳送32個開關量的狀態。
上圖循環式遠動的字結構
1.3.2 電力數據網問答式遠動通信
目前問答式遠動裝置的分站端大多采用模組式結構，一般按功能劃分，以模組爲單位。遙測量、遙信量等分別存放在指定的模組中。每個模組都有自己的地址。一個模組包含若干個字，例如8個字，每個字有16位，需要訪問有關數據時可直接指定模組地址、字地址。傳送的報文以8位字節爲單位，附加起始位和停止位，但不帶奇偶校驗位。其報文格式、各種資訊類型以及主站與分站之間的應答過程，此處就不再加以詳述。
1.3.3 遠動中的一般幀格式
遠動中的資訊，不論循環式或問答式，通常都以幀爲單位進行傳輸。爲了保證可靠、快速和高效率地傳送資訊，對於遠動中幀格式的安排，一般要考慮如下一些基本問題。
（1）明確區分一幀的首尾，例如設定幀分界符，幀開始標誌、幀長資訊。幀的結束標誌等。
（2）標明源站或目的站的地址。
（3）明確各種命令／響應幀的功用，規定相應的功能代碼。
（4）採用抗干擾保護，確定發生差錯後的重發以及防止幀丟失或重複的措施。
（5）保證用戶數據的透明性，對用戶數據應不加限制。
（6）根據接收站的緩衝器容量，爲避免接收的數據過量而造成溢出，設定數據流控制。
（7）規定資訊的數據格式。
（8）減少無效資訊，提高傳輸效率。
各個遠動設備的製造廠，對於上列問題的技術觀點不盡相同，因而所採取的措施亦各有差異。需要傳送的用戶數據有各種具體情況，長短不一。幀的長度可按實際情況而定的，稱爲可變幀長。某些幀的長度可事先確定不再改變的，稱爲固定幀長。一般的幀結構格式如下圖所示，圖中幀分界符F表明一幀的開始；幀長字段L表明本幀的長度；控制字段C表明本幀資訊的特徵；地址字段A表明源站或目的站的地址；資訊字段I安排用戶資訊；幀校驗碼字段FCC按抗干擾要求可以配置不同的校驗碼。
上圖一般幀結構格式
上圖中的這些字段並非每一幀都必須備齊，對於固定幀長的幀就毋需幀長字段。有的響應幀，如肯定確認和否定確認幀，有時會沒有資訊字段和校驗碼字段。
參考文獻
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