Protokol IEC 870-5-101 pro MORSE vychází ze zúžené definice formátu FT 1.2 podle IEC 870-5-2. Tento formát používají firmy SAT a Landis&Gyr, proto je protokol IEC 870-5-101 dále nazýván MORSE-L&G. Implementovaný protokol podporuje unbalanced mód (Master/Slave) a částečně balanced mod dle definice standartu IEC 870-5-101.
Tato definice rozlišuje tři rámce: rámec s proměnnou délkou, rámec s pevnou délkou a rámec s jedním znakem. Tyto rámce protokol MORSE-L&G komprimuje a dekomprimuje podle následujícího předpisu.
Fyzická vrstva protokolu MORSE-L&G používá rozhraní RS232/V.24 (SC kanál).
![[Důležité]](/images/radost/images/icons/important.png){kind=icon} | Důležité |
|---|---|
Od verze Setru 9.0.17.0 je názvosloví sjednoceno podle schématu: FEP Master - CU RADIOSLAVE ... CU RADIOMASTER - Slave RTU CU (radiomodem) připojený přes SCC k FEP Master je nazýván
RADIOSLAVE (RS) Starší Setr používá opačné označení, tedy: ( PLC Master - CU RADIOMASTER ... CU RADIOSLAVE - Slave PLC ) |
Názvosloví:
Řídicí jednotka Landis&Gyr, která je označována také jako FEP (Front End Processor) je připojena SCC kanálem k rádiovému modemu RADIOSLAVE. Rádiový modem RADIOMASTER je přes SCC spojen s podřízenou jednotkou L&G označenou zde Slave RTU.
Rámec s proměnnou délkou (var)
| 0x68/8 | L/8 | L/8 | 0x68/8 | C/8 | A/8 | data/8*(L-2) | chk/8 | 0x16/8|
| L | délka C+A+data, rozsah (0..255), typicky 11 byte |
| C | řídicí pole |
| A | adresní pole (adresa RM, se kterým je komunikováno) |
| data | uživatelská data |
| chk | kontrolní součet, MOD16(C+A+data) |
Rámec přijatý z vnější linky je protokolem MORSE-L&G zkomprimován do tvaru, který je odeslán komunikačním kanálem MORSE:
| C/8 | data/8*(L-2) | typ paketu user data 0x09, 0x89
Při kompresi je zkontrolováno pole délka C+A+data (L), pole (chk) a synchronizační pole (68, 68 a 16). Nesouhlasí-li jedno z nich, je paket zahozen. Dále je v případě protokolu RADIOSLAVE extrahována adresa cílové stanice. V případě protokolu RADIOMASTER je adresa protistanice určena jako odesílatel předchozího přijatého paketu.
Při dekompresi jsou všechna pole obnovena. Adresní pole A je obnoveno z hlavičky MORSE paketu, t.j. v případě dekomprese v protokolu RADIOMASTER adresát a v případě protokolu RADIOSLAVE odesílatel.
Rámec s pevnou délkou (fix)
| 0x10/8 | C/8 | A/8 | chk/8 | 0x16/8 |
Tento rámec je protokolem MORSE-L&G zkomprimován do tvaru:
| C/8 | typ paketu user data 0x09, 0x89
Při kompresi je zkontrolováno pole (chk) a synchronizační pole (10 a 16). Nesouhlasí-li jedno z nich, je paket zahozen. Dále je, v případě primárního protokolu RADIOSLAVE, extrahována adresa cílové stanice. V případě sekundárního protokolu RADIOMASTER je adresa protistanice určena jako odesílatel předchozího přijatého paketu.
Při dekompresi jsou všechna pole obnovena. Adresní pole A je obnoveno z hlavičky MORSE paketu, t.j. v případě dekomprese v protokolu RADIOMASTER adresát a v případě protokolu RADIOSLAVE odesílatel.
Rámec s jedním znakem (E5)
| 0xE5/8 |
Rámec E5 je přenesen jako paket s nulovou délkou, typ user data. Ostatní rámce tohoto typu (A2) jsou zahozeny.
V případě protokolu RADIOSLAVE je tento rámec zahozen. V případě protokolu RADIOMASTER je adresa protistanice určena jako odesílatel předchozího přijatého paketu.
Komunikace FEP – RTU v původní verzi IEC s parametrem D:0.
1) Základní komunikace
FEP odesílá dotazy přes RS a RM do RTU. Příklad dotazu (fix) na data, dotaz střídavě obsahuje 5B a 7B, RM zde má adresu 05, typ paketu je 0x89:
10 5B 05 60 16 5B 10 5B 05 60 16
10 7B 05 80 16 7B 10 7B 05 80 16
FEP ----> RS ----> RM 05 ----> RTUPaket je pro přenos rádiovým kanálem zkrácen na byte 5B nebo 7B. Odpověď RTU je odeslána z RM do RS na adresu tazatele a obsahuje rámec E5 pokud nenastala změna dat nebo rámec s daty (var) pokud se data změnila:
FEP <---- RS <---- RM 05 <---- RTU
E5 - E5
68040468 08 05 ABCD 5616
08 ABCD
68040468 08 05 ABCD 5616Příklad dotazu a odpovědi s daty na straně RS:
>> 08:15:01.789 rxsim 5 | S02 105B 0560 16 08:15:01.789| |00000005 000000AA|S02I OUT 1||89 4usr 0 5B 08:15:02.359| |000000AA 00000005|S02I IN 3|*89 4usr 0 08AB CD 08:15:02.359 tx 10 | S02 6804 0468 0805 ABCD 8516
Řídicí pole C s hodnotou 5B nebo 7B je dotaz na nová data. Další povely jsou například C = 49 dotaz na stav linky, C = 40 je příkaz na reset linky, C = 08 je následováno daty v rámci „var“, C = 00 je potvrzení.
2) Transparentní přenos
Parametr (T):ON změní vysílání do RF kanálu na transparentní, typ paketu je 0x8A:
10 7B 05 80 16 10 7B 05 80 16 10 7B 05 80 16
FEP ----> RS ----> RM 05 ----> RTU
FEP <---- RS <---- RM 05 <---- RTU
E5 E5 E5Příklad transparentního přenosu, RS:
>> 08:18:47.093 rxsim 5 | S02 105B 0560 16 08:18:47.093| |00000005 000000AA|S02I OUT 5||8A 2usr 0 105B 0560 16 08:18:47.607| |000000AA 00000005|S02I IN 10|*8A 2usr 0 6804 0468 0805 ABCD 8516 08:18:47.607 tx 10 | S02 6804 0468 0805 ABCD 8516
Příklad přenosu, kdy je nastaveno v RS (T):ON a v RM (T):OFF. Radioslave odeslal transparentní paket, typ 0x8A. Radiomaster přijal dotaz 105B 0560 16, který je typu 0x8A a proto neprovedl dekompresi. Posílá odpověď zkomprimovanou podle svého parametru (T):OFF. Odpověď je typu 0x89 a proto z ní RS obnovil původní rámec. Monitorováno v RS, fw 10.0.72.0:
>> 13:23:01.777 rxsim 5 | S02 105B 0560 16 13:23:01.778| |00000005 000000AA|S02I OUT 5||8A 1usr 0 105B 0560 16 13:23:03.193| |000000AA 00000005|S02I IN 3|*89 1usr 0 08AB CD 13:23:03.193 tx 10 | S02 6804 0468 0805 ABCD 8516
3) Parametr (i)
Parametr (i):4000 ms v RS dovolí průchod rámce RS->RM a po dalších 4000 ms zahazuje opakované rámce přicházející z FEPu. Tím je RF kanál chráněn před zahlcením. Po zvolený čas, zde 4 sec, očekává RS odpověď od RM, pozdější odpovědi zahodí. Zahazování odpovědí je aktivní pouze při nenulovém parametru (i). V RM mají (i),(r) význam timeoutu a počtu opakování do SCC.
Příklad redukce počtu paketů v RS vyslaných do sítě. Jeden paket je vyslán, dalších 5 je zahozeno:
14:04:41.177| |00000005 000000AA|S02I OUT 1||89 4usr 0 5B 14:04:42.177 rxsim 5 | S02 105B 0560 16 14:04:43.177 rxsim 5 | S02 105B 0560 16 14:04:44.177 rxsim 5 | S02 105B 0560 16 14:04:45.177 rxsim 5 | S02 105B 0560 16 14:04:46.177 rxsim 5 | S02 105B 0560 16 14:04:46.177| |00000005 000000AA|S02I OUT 1||89 5usr 0 5B 14:04:47.177 rxsim 5 | S02 105B 0560 16
4) Parametr (7)b5f
Parametr (7)b5f:ON v RS trvale zabrání vysílání paketů fix 5B/7B z RS->RM. Na tyto pakety generuje RS odpovědi pro FEP. Jiné pakety než 5B/7B jsou řádně odeslány do RM. Od RTU a RM jsou očekávány pakety vysílané spontánně na adresu podle parametru (A):
10 5B 05 60 16 ...dotazy 5B/7B
FEP ----> RS
FEP <---- RS
10 09 05 0E 16 ...automaticky generovaná odpověď
FEP <---- RS <---- RM 05 <---- RTU
68040468 08 05 ABCD 5616
08 ABCD ...spontánní zpráva od RTU
68040468 08 05 ABCD 5616Příklad automaticky generované odpovědi v RS:
>> 12:28:30.556 rxsim 5 | S02 105B 0560 16 12:28:30.557 tx 5 | S02 1009 050E 16
5) Adresa odpovědi
Protokol RADIOMASTER odesílá svoje pakety ke zdroji posledního dotazu, t.j. do protokolu RADIOSLAVE. Po resetu protokolu adresa RS není známá. Paket z RM je pak odeslán na adresu uvedenou v parametru DEFA(U)LT. Je-li tento parametr nulový, je paket zahozen.
L&G 870-5-2 IEC parameters: PLC Master - CU RADIOSLAVE ... CU RADIOMASTER - Slave PLC (m):RADIOSLAVE (wired to master) (s)kao:OFF (t):0 (i):11000ms (r):1 (R):0000 (g):0000 (d)uplicate packet check:ON e(X)ept addr::00000000 (a)ddress mode:0 (T)ransparent:OFF local (7)b5b:OFF (c)ts control:OFF m-bus calme(x):OFF fern (n)umbering:OFF t(S)ync:OFF (A):00000000 DEFA(U)LT:00000000 (D):0 (L):2000 (I):0 (E):0 (N):0 (q)uit >>
| (m) | režim protokolu
POZOR – Setr starší než 9.0.17.0 používá opačné označení ! | ||||||||||||||
| (s) | (s)kao:OFF – obsolete – pro komunikaci se zařízením Skao | ||||||||||||||
| (t) | (t):0 – režim synchronizace času RADIOSLAVE (primary) – čas v modemu je synchronizován z vnějšího zařízení takto:
RADIOMASTER(secondary) – synchronizace vnějšího zařízení(RTU):
| ||||||||||||||
| (i) | (i):11000ms
| ||||||||||||||
| (r) | (r):1
| ||||||||||||||
| (R) | obsolete | ||||||||||||||
| (g) | obsolete | ||||||||||||||
| (d) | (d)uplicate packet check:ON RADIOSLAVE kontroluje, zda přijatá odpověď přísluší k vyslanému dotazu. Odpovědi s nesprávným pořadovým číslem zahodí. | ||||||||||||||
| (X) | e(X)ept addr:00000000 Výjimka z parametru (d). Pro tuto adresu jsou akceptovány duplikované pakety ze vzduchu. | ||||||||||||||
| (a) | (a)ddress mode:0 0 – používá 1 byte adresu 1 – používá 2 byte adresu | ||||||||||||||
| (T) | (T)ransparent:OFF – pakety jsou přenášeny RF kanálem v komprimovaném stavu, protokol v přijímajícím CU je pak obnoví na původní stav. Typ paketu je 0x89. (T)ransparent:ON – Zapíná režim transparentního přenosu rámců. Celý rámec přivedený na SCC port je pak považován za data pro paket MORSE a takto je přenesen s označením typu paketu 0x8A. Přijímající CU pakety typu 0x8A přenáší transparentně, tedy Po přijetí paketu z rádiového kanálu je v protokolu IEC provedena dekomprese pro pakety typu 0x89. Pakety typu 0x8A projdou beze změny. | ||||||||||||||
| (7) | local (7)b5b:OFF V případě CU RADIOSLAVE je při zapnutí tohoto parametru generována odpověď na rámec 105B 0560 16 nebo 107B 0580 16 přímo v CU a není vysílán paket do vzduchu. Používá se jako ochranné opatření v případě, že FEP generuje tyto rámce (test funkčnosti RTU) opakovaně s krátkou periodou. Řídicí pole C v odpovědi je 09, například 10 09 05 0E 16. | ||||||||||||||
| (c) | (c)ts control:OFF Speciální parametr pro hw configuraci. Při (c):ON po dobu vysílání dat z RM je hw signál CTS: ON, po skončení dat se vrátí na CTS: OFF. | ||||||||||||||
| (x) | m-bus calme(x):OFF Speciální parametr pro podřízenou jednotku měřičů tepla Calmex. Při (x):ON je před daty vysláno z RM 16 byte 0x00. Při (x):OFF jsou vyslána pouze data. | ||||||||||||||
| (n) | fern (n)umbering Speciální parametr pro číslování spontánních paketů. | ||||||||||||||
| (S) | t(S)ync Speciální parametr pro časovou synchronizaci. | ||||||||||||||
| (U) | DEFA(U)LT:00000000 Adresa pro odeslání paketů generovaných v RTU v době mezi restartem CU (protokolu IEC) a příchodem prvního paketu od RS. Je-li nulová, jsou tyto pakety zahozeny. Po přijetí prvního paketu z centra (od RS) jsou již všechny další pakety odesílány z RM na adresu posledního tazatele. Takto jsou odeslány i pakety generované v RTU bez dotazu z FEP. | ||||||||||||||
| (A) | (A):00000000 Tento a následující parametry se používají pouze v aplikacích SPP při parametru D:1 pro spontánní komunikaci jednotek RADIOMASTER. Používá se v jednotkách RM, které generují spontánní zprávy z RTU. Níže uvedené parametry jsou v normálním stavu nulové, tedy vypnuté. | ||||||||||||||
| (D) | Zapíná spontánní mód SPP | ||||||||||||||
| (L) | CU lokálně obvolává v zadaném čase (ms) RTU – typ rámce 0x7b / 0x5b | ||||||||||||||
| (I) | Čas po kterém je odeslán udržovací paket směrem k RADIOSLAVE | ||||||||||||||
| (E) | Počet opakovaní pro směr k RADIOSLAVE modemu | ||||||||||||||
| (N) | Viz synchronizace vnějšího zařízení(RTU) v modu RADIOMASTER, parametr (t). |
Doporučené nastavení synchronizace času IEC 60870-5-101
Protokol IEC 60870-5-101 generuje neadresné (broadcast) a adresné synchronizační rámce, které lze využít pro synchronizaci MORSE zařízení a podřízených RTU. Čas rádiové sítě je třeba synchronizovat pouze z jediného zdroje (z jednoho RADIOSLAVE modemu). V síti, kde je více FEPů, si tvůrce sítě vybere jenom jeden z nich jako zdroj lokálního reálného času a ten používá pro synchronizaci celé rádiové sítě. Tento radiomodem (v módu RS) doporučujeme nastavit do režimu kdy je čas CU synchronizován typy časových paketů broadcast (sekundy do další celé minuty) a adresnými časovými pakety, tedy parametr t:2. (Ostatní konfigurace nebyly plně testovány.) Takto nastavený radiomodem bude synchronizovat svůj lokální čas dle času FEPu a uchovávat jej ve svém RTC.
Synchronizace času v systému MORSE je provedena speciálním synchronizačním protokolem, který zaručuje optimální přenos informace potřebné k synchronizaci hodin reálného času celé radiové sítě. Nastavením časového synchronizačního protokolu v menu Unit edit podřízených radiomodemů se zajistí synchronizace radiové sítě dle času RS modemu – viz příručka Jak na MORSE 2, kapitola Čas v MORSE.
Synchronizaci podřízených RTU zajistí při přijmutí adresného synchronizačního paketu radiomodem, který čas nahradí svým synchronizovaným časem a vygeneruje broadcastový synchronizační paket. Broadcastový synchronizační paket se nevysílá pokud by byl paket vysílán příliš blízko nové minutě a počká se na další celou minutu. Doporučené nastavení režimu časové synchronizace pro radiomodem v módu radioslave je t:1.
Jestliže je časová synchronizace vypnuta nejsou modifikovány adresné časové pakety podřízenými radiomodemy a centrální CU nepřenáší FEPem generované broadcastové časové značky dále do rádiové sítě.