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首页西门子WinCC的远与第三方设备DNP3通信快速入门.pdf
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WinCC Telecontrol 与第三方设备
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与第三方设备 D
DD
DNP3
NP3NP3
NP3
通信
通信通信
通信快速入门
快速入门快速入门
快速入门
WinCC Telecontrol DNP3 Cmmunication With The 3
rd
Device Getting Started
Getting-started Edition (2012 年
年年
年 4 月
月月
月)
I CS LS TS
Page 2-25
摘
摘摘
摘 要
要要
要 WinCC Telecontrol 允许通过 SINAUT、IEC60870-5-101/104、DNP3 等遥控协议与
第三方设备进行数据交换,本文主要介绍了如何组态 WinCC Telecontrol(作为主站)与 TMW
Protocol Test Harness 模拟软件(作为从站)的 DNP3 通信,希望能够给用户提供 WinCC
Telecontrol 的 DNP3 通讯入门指导。
关键词
关键词关键词
关键词 WinCC Telecontrol,DNP3.0,数据链路层,伪传输层,应用层,数据对象,类,索
引,计数器输入,冻结
Key Words WinCC Telecontrol , Distributed Network Protocol Version3.0 , Data Link Link
Layer , Pseudo-transport Layer , Data Objects , Class,Index ,Counter,Frozen
I CS LS TS
Page 3-25
目
目目
目 录
录录
录
1 DNP3 通信规约概述
通信规约概述通信规约概述
通信规约概述 ........................................................................................ 4
1.1 DNP3 数据链路层........................................................................................................4
1.2 DNP3 伪传输层 ...........................................................................................................5
1.3 DNP3 应用层 ...............................................................................................................5
1.4 DNP3 规约的主要特点.................................................................................................6
2 配置
配置配置
配置 WinCC Telecontrol 与
与与
与 TMW Protocol Test Harness 模拟软件进行
模拟软件进行模拟软件进行
模拟软件进行
DNP3 规约通讯
规约通讯规约通讯
规约通讯 .................................................................................................. 6
2.1 硬件和软件需求 ...........................................................................................................7
2.2 TMW Protocol Test Harness 模拟软件简介 ................................................................8
2.3 配置 WinCC Telecontrol 作为 DNP3 主站(Master)项目组态......................................8
2.4 配置 TMW Protocol Test Harness PC 模拟软件作为 DNP3 从站(Slave)项目组态. 15
3 通讯测试
通讯测试通讯测试
通讯测试 ........................................................................................................ 18
3.1 WinCC Telecontrol 与 TMW Protocol Test Harness 通讯握手连接过程 .................. 18
3.2 单点数字位输入(Binary Input)测试 ........................................................................... 19
3.3 双点数字位输入(Double Bit Input)测试..................................................................... 22
3.4 计数器输入(Counter Input)测试................................................................................ 22
3.5 冻结计数器(Frozen Counter )测试............................................................................ 23
3.6 模拟量输入(Analog Input)测试 ................................................................................ 23
3.7 模拟量输出(Analog Output)测试.............................................................................. 24
3.8 通讯测试小结........................................................................................................... 24
I CS LS TS
Page 4-25
1 DNP3 通信规约
通信规约通信规约
通信规约概述
概述概述
概述
DNP 3.0(Distributed Network Protocol Version 3.0,简称DNP3,下同)规约是目前在欧
洲及北美比较流行的一种开放性结构的规约,在国内正逐渐成为主流性通信规约之一。它可
用于电力系统子站系统、RTU、智能电子设备(IEDS)以及主站系统之间的通信。由于目前
大部分国外配电自动化(DA)设备都支持DNP3,为使电力设备具有兼容性和标准性,大部
分与国外电力主站配套的FTU(馈线终端单元)都使用DNP3通讯规约,DNP3规约是一个开放
性公共远动通信规约,现已成为主流远动通信规约之一,广泛应用于电力、城市供水等行
业。
DNP3规约是一种分层的通信规约,与OS1参考模型所采用的7层结构不同的是,DNP3规
约采用了由物理层、链路层、应用层组成的3层增强性能结构(EPA),同时提供了一层称之为
伪传输层的辅助层用于通信信息的分段处理,其与常规OSI参考模型比较如下图1所示:
图1:DNP3的通讯模型
1.1 DNP3 数据链路层
DNP3数据链路层规约文件规定了DNP3.0版的数据链路层、链路规约数据单元(1 PDU)以
及数据链路服务和传输规程,采用FT3可变帧格式,其帧格式下图2所示意:
I CS LS TS
Page 5-25
块 0 块 1
块 N
起始
字
0x05
起始
字
0x64
长度 链路
层控
制字
目的
地址
源地
址
CRC
校验
码
用户
数据
CRC
校验
码
…….
用户
数据
CRC
校验
码
1 1 1 1 2 2 2 16 2
16 2
定长的报头 主体
图2:DNP3 数据链路层帧格式
从图2可以看出,1个FT3帧被定义为1个固定长度(10字节)的报头,随后是若干个可以选
用的数据块(最大长度16字节),每个数据块附有1个16位的CRC校验码,总的链路层帧长度
不超过256字节。
1.2 DNP3 伪传输层
DNP3伪传输层用于在原方站和从方站之间传送超出链路规约数据单元(I PDU)所定义长度
的信息。其格式如下图3所示:
TH(传输层报头) 数据块
图3:DNP3 伪传输层帧格式
从图3可以看出,传输层报头 TH 为传输控制字,1 个字节;数据块为应用用户数据,1~
249 个字节,由于数据链路层的 FT3 帧格式中的长度字的最大限制为 255,因此传输层数据
块的最大长度为:255-5(链路层 control + source +destination)-1(TH)=249。当应用层
用户数据长度大于 249 字节时,传输层将以多帧报文方式传送,并每帧前加 TH 控制字,如
1234=249+249+249+249+238,将分 5 帧传送。
1.3 DNP3 应用层
DNP3应用层定义了应用层报文(APDU)的格式。其中主站被定义为发送请求报文的站,
而从站则为从属设备,被请求回送报文的智能终端(1EDs)是事先规定了的。在DNP3中,只
有被指定的主站能够发送应用层的请求报文,而从站则只能发送应用层的响应报文。应用层
报文格式分别如下图4和图5所示:
Request Header
请求报头
Object Header
对象标题
Data
数据
Object Header
对象标题
Data
数据
图4:DNP3 应用层请求报文帧格式
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