GB/T 27745-2011 低压电器通信规范

　　ICS 29. 120. 99 K 30

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 27745—2011

　　低压电器通信规范

　　Communication specification forlow-voltageelectricalapparatus

　　2011-12-30发布 2012-05-01实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 27745—2011

　　目 次

　　前言 Ⅰ

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 、代号 1

　　4 通信规范 3

　　4. 1 总则 3

　　4. 2 现场总线的类型 3

　　4. 3 通信数据 3

　　4. 4 可通信低压电器的数据交换接口形式 3

　　5 关于使用通信适配器来连接上层现场总线系统的规定 4

　　5. 1 总则 4

　　5. 2 从 Modbus转换 DeviceNet的通信适配器相关要求 4

　　5. 3 从 Modbus转换 Profibus-DP模式的通信适配器相关要求 5

　　6 检测的要求 5

　　6. 1 总则 5

　　6. 2 系统连接的认定和试验环境 5

　　6. 3 同类可通信低压电器的可互操作性测试 6

　　6. 4 可通信低压电器的可互操作性测试 6

　　7 试验 6

　　7. 1 总则 6

　　7. 2 系统连接和通信内容的认定 6

　　7. 3 同类可通信低压电器的可互操作性测试 6

　　7. 4 可通信低压电器元件的可互操作性测试 6

　　8 相关的工业规范和版本号的规定 6

　　9 工业运行软件环境 7

　　附录 A (规范性附录) 低压电器通用数据通信参数表 8

　　A. 1 概述 8

　　A. 2 低压电器通用数据通信参数表 8

　　A. 3 通信细则 9

　　参考文献 30

　　GB/T 27745—2011

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1. 1—2009给出的规则起草 。

　　本标准由中国电器工业协会提出 。

　　本标准由全国电器设备网络通信接口标准化技术委员会(SAC/TC411)归 口 。

　　本标准负责起草单位:上海电器科学研究院 、上海电科电器科技有限公司 。

　　本标准参加起草单位:上海良信电器股份有限公司 、上海诺雅克电气有限公司 、杭州之江开关股份有限公司 。

　　本标准主要起草人:施惠冬 、季慧玉 。

　　本标准参加起草人:李柏 、胡应龙 、陆青峰 。

　　Ⅰ

　　GB/T 27745—2011

　　低压电器通信规范

　　1 范围

　　本标准规定了低压电器通信规范 。本标准规定了可通信低压电器的数据通信参数表 、相关的说明及检测的要求 。

　　本标准适用于具有通信功能的低压电器 。采用本标准的低压电器可直接或通过通信适配器实现基于 Modbus、DeviceNet、Profibus-DP、EtherNet/IP等通信协议进行数据传输的通信 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的 。凡是注 日期的引用文件 ,仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注日期的引用文件 ,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 。

　　GB/T 12325—2008 电能质量 供电电压偏差

　　GB/T 12326—2008 电能质量 电压波动和闪变

　　GB 14048(所有部分) 低压开关设备和控制设备(IEC 60947)

　　GB/T 14549—1993 电能质量 公用电网谐波

　　GB/T 15543—2008 电能质量 三相电压不平衡

　　GB/T 15945—2008 电能质量 电力系统频率偏差

　　GB/T 18481—2001 电能质量 暂时过电压和瞬态过电压

　　GB/T 18858. 1—2002 低压开关设 备 和 控 制 设 备 控 制 器 设 备 接 口 (CDI) 第 1 部 分:总 则(IEC 62026-1:2000,IDT)

　　GB/T 18858. 3—2002 低 压 开 关 设 备 和 控 制 设 备 控 制 器 设 备 接 口 (CDI) 第 3 部 分 :

　　DeviceNet(IEC 62026-3:2000,IDT)

　　GB/T 19582. 1—2008

　　基于 Modbus协议的工业自动化网络规范 第 1部分:Modbus应用协议

　　GB/T 19582. 2—2008

　　基于 Modbus协议的工业自动化网络规范 第 2 部分 : Modbus协议在串

　　行链路上的实现指南

　　GB/T 19582. 3—2008

　　基于 Modbus协 议 的 工 业 自 动 化 网 络 规 范 第 3 部 分 : Modbus协 议 在

　　TCP/IP上的实现指南

　　GB/T 21207—2007 低压开关设备和控制设备 入网工业设备描述的基本原则

　　3 术语和定义、代号

　　3. 1 术语和定义

　　GB 14048、GB/T 18858. 1 和 GB/T 18858. 3 界定的以及下列术语和定义适用于本文件 。 3. 2

　　现场总线 fieldbus

　　是用于现场仪表与控制系统和控制室之间的一种全分散 、全数字化 、智能 、双向 、互联 、多变量 、多点 、多站的通信网络 。

　　1

　　GB/T 27745—2011

　　3. 2. 1

　　Modbus

　　Modbus协议是一种应用层协 议 , 定 义 了 数 据 传 输 的 报 文 结 构 , 描 述 了 主 站 访 问 从 站 的 步 骤 和 方法 、从站如何响应主站的请求 、以及如何检测和响应错误 ,属于主/从结构的总线 。

　　3. 2. 2

　　DeviceNet

　　一种位于设备层的现场总线 ,基于 CAN 的物理层和数据链路层的采用主从型及生产者/消费者模式的现场总线 。 以面向用 户 协 会 成 员 开 放 的 方 式 提 供 服 务 , 并 对 产 品 的 可 互 操 作 性 等 技 术 性 能 进 行认证 。

　　3. 2. 3

　　Profibus-DP

　　一种现场总线的工业自动化网络规范 。Profibus-DP是使用 RS485物理接口为物理层的基于主从型及多主从令牌系统的现场总线 。 以面向用户协会成员开放的方式提供服务 ,并对产品的可互操作性等技术性能进行认证 。

　　注 : 本标准仅涉及 Profibus-DP, 以下简称 Profibus-DP。

　　3. 2. 4

　　通信规范 communication specification

　　对通信中的方式 、传送信息的格式 、参数类型 、数据编码等要素的约定 。

　　3. 2. 5

　　可互操作性测试 Inter-operable test

　　尽管符合同一规范的设备各自通过了各种通信方面的测试 ,但是处于同一现场总线控制系统中通信时 ,各种设备还有可能因互相之间的影响而导致可重复的通信失败或导致某设备失效 。 为保证通信成功 ,可互操作性测试在同一系统中对各种设备同时进行通信测试 ,若无影响 ,则相关设备称为具有可互操作性 ,可以在同一系统中工作 。

　　3. 2. 6

　　通信适配器 communication adaptor

　　一种通信设备 ,能对符合某一通信规范的设备进行协议转换后使其与其他现场总线系统通信 。 它具有两种通信接 口 ,分别符合相应的通信协议 ,使得设备可与不同的现场总线系统进行连接 。

　　3. 2. 7

　　事件 event

　　现场总线通信系统中发生的需要处理的情况 。

　　3. 2. 8

　　主从 master/slave

　　主从型是一种面向子站设备的现场总线通信模式 , 由一个主站来进行通信控制 ,一般以对各个子站的周期性轮询方式进行通信 。发生事件的子站只有在被轮询到时才能向主站报告事件 , 面向事件的响应可能因轮询周期有较大时间延迟 。

　　3. 2. 9

　　生产者/消费者 producer/consumer

　　一种面向事件的现场总线通信模式 , 当事件突发时 ,系统可以对产生事件的子站给予快速的响应 。

　　3. 2. 10

　　低压断路器用电子式控制器 electroniccontroller forlow-voltagecircuitbreaker

　　对电路中的电参数进行采集 、处理 ,并根据预先的设定值控制断路器的断开或报警 ,从而对被保护电路和设备进行保护的装置 。该装置可以根据自身的设计情况配置有利于提高线路和设备安全运行的其他保护功能和辅助功能 ,例如:电参数测量 、区域选择性联锁 、负载监控 、通信等功能 。

　　2

　　GB/T 27745—2011

　　3. 2. 11

　　EtherNet/IP

　　一种适用于工业环境的现场总线网络规范 ,其物理层与数据链路层采用 IEEE802. 3 规范 , 网络层与传输层采用 TCP/IP协议族 。

　　3. 2. 12

　　EtherNet

　　即以太网 ,一种当前广泛使用 ,采用共享总线型传输媒体方式的局域网 。该局域网采用 10 Mbit/s传输及 CSMA/CD访问方法 ,符合 IEEE802. 3 系列标准 。

　　3. 3 代号

　　3. 3. 1 ACB:万能式断路器

　　3. 3. 2 VCB:真空断路器

　　3. 3. 3 MCCB:塑料外壳式断路器

　　3. 3. 4 RCCB:家用和类似用途不带过电流保护的剩余电流动作断路器

　　3. 3. 5 ATSE: 自动转换开关电器

　　3. 3. 6 SMCB:选择性保护断路器

　　3. 3. 7 CPS:控制与保护开关电器

　　4 通信规范

　　4. 1 总则

　　本条对可通信低压电器在通信中的方式 、传送信息的参数项 、数据类型 、单位 、访问规则 、地址等要素进行约定 。

　　注 : 通信数据的详细描述在相关附录中进行 。

　　4. 2 现场总线的类型

　　本标准采用的现场总线为主从型 。

　　对于采用生产者/消费者模式的现场总线规范在考虑中 。

　　4. 3 通信数据

　　低压电器通用数据通信参数表 ,包括参数项 、数据类型 、单位 、访问规则 、地址等 ,在附录 A(规范性附录)低压电器通用数据通信参数表中规定 ,涉及 ACB、MCCB、CPS。

　　对于其他可通信低压电器的通信参数加入低压电器通用数据通信参数表在考虑中 。

　　4. 4 可通信低压电器的数据交换接口形式

　　低压断路器用电子式控制器对外通信接口有多种 ,与不同现场总线的连接可采用相应的通信接 口 。

　　4. 4. 1 CAN接口

　　芯片或微处理器直接带片上 CAN 接 口 。它主要用于基于 CAN 规范的现场总线 ,如 DeviceNet现场总线 。

　　4. 4. 2 UART接口

　　基于通用异步收发器的串口通信方式 ,在通信接口中一般加驱动电路 ,如 Modbus。

　　3

　　GB/T 27745—2011

　　4. 4. 3 EtherNet接口

　　基于以太网通信方式 ,在通信接口中一般加驱动电路 ,如 EtherNet/IP。

　　5 关于使用通信适配器来连接上层现场总线系统的规定

　　5. 1 总则

　　使用本标准的可通信低压电器可以通过通信适配器来与其他现场总线系统进行通信 。本条款规定了从 Modbus转换 DeviceNet的通信适配器相关要求 。

　　从 Modbus转换 Profibus-DP 的通信适配器目前已经考虑了 Profibus-DP 的 DV0、DV1 以及 DV2版本 ,并作了相应的规定 。

　　注 : 对于 Modbus而转换其他现场总线以及工业以太网的通信适配器的要求在考虑中 。

　　可通信低压电器采用 Modbus/DeviceNet或 Modbus/Profibus-DP 的通 信 适 配 器 系 统 结 构 如 图 1所示 。

　　关于一个通信适配器带多个可通信低压电器的系统结构在考虑中 。

　　图 1 低压电器通信系统的系统结构

　　5. 2 从 Modbus转换 DeviceNet的通信适配器相关要求

　　5. 2. 1 总则

　　本条款规定了可通信低压电器使用 Modbus/DeviceNet通信适配器连接的系统结构 、与两层现场总线连接的规范和推荐使用的波特率 。

　　5. 2. 2 与两层现场总线连接的规范

　　与 DeviceNet现场总线连接的规范应符合 GB/T 18858. 3规定 。

　　与 Modbus现场总线连接的规范应符合 GB/T 19582规定 。

　　5. 2. 3 波特率

　　DeviceNet的连接波特率:推荐使用 500 kbit/s,当电磁兼容环境较为恶劣时也可使用 250 kbit/s、 125 kbit/s。连接长度 、子站数目按 GB/T 18858. 3规定 。

　　4

　　GB/T 27745—2011

　　Modbus连接波特率:推荐使用 19200 bit/s,其他波特率的使用方式的连接要求在考虑中 。 子站数目和连接长度按 RS485规范及 Modbus相关要求 。

　　5. 3 从 Modbus转换 Profibus-DP模式的通信适配器相关要求

　　5. 3. 1 总则

　　本条款规定了可通信低压电器使用 Modbus/Profibus-DP通信适配器连接的系统结构 、与两层现场总线连接的规范和推荐使用的波特率 。

　　5. 3. 2 与两层现场总线连接的规范

　　与 Profibus-DP 现 场 总 线 连 接 的 规 范 应 符 合 IEC 61158-3 中 Profibus-DP 部 分 。 应 该 注 意Profibus-DP 的版本号 。

　　现场总线组态软件适用 Profibus-DP 的 DV2及以下版本 。

　　与 Modbus现场总线连接的规范应符合 Modbus通信规范 。

　　5. 3. 3 波特率

　　Profibus-DP连接波特率:推荐使用 12/1. 5 Mbit/s,其他波特率的使用方式的连接要求在考虑中 。子站数目和连接长度按 RS485规范及 Profibus-DP相关要求 。

　　Modbus连接波特率:推荐使用 19200 bit/s,其他波特率的使用方式的连接要求在考虑中 。 子站数目 、连接长度按 RS485规范及 Modbus相关要求 。

　　6 检测的要求

　　6. 1 总则

　　检测的要求按不同层的现场总线进行 ,除了分别按 Modbus、DeviceNet、Profibus-DP等相应标准要求认证外 ,还应符合它们所引用的 CAN 和 RS485的有关规定 。

　　如果这些标准规定可以免测 ,则按照相关标准的规定 。

　　当采用 RS485的 Modbus、Profibus-DP 的波特率为 19200 bit/s、子站数目为 1、连接长度在 10 m之内时 ,则按 RS485的规定 ,有关的性能可以免测 。

　　采用通信适配器的可通信低压电器需要同时符合两层现场总线的规定 。

　　6. 2 系统连接的认定和试验环境

　　6. 2. 1 系统的连接

　　可通信低压电器试验应在连接相应的现场总线系统中进行 。按对应数据通信参数表进行通信 ,对所通信的参数进行认定 。

　　使用通信适配器的可通信低压电器应按图 1 连接系统 。

　　6. 2. 2 试验环境

　　一般试验可以在通信实验室内进行 。有条件时可与可通信低压电器的型式试验同时进行 。

　　应采用工业控制用计算机 。测试用的计算机通信软件应能同时对上层现场总线和本标准进行试验 ,应该采用已经具有符合本标准驱动程序的组态软件 。

　　注 : 现场总线组态软件已经具备此要求 。 目前不同生产 商 采 用 本 标 准 的 产 品 试 验 ,均 经 过 现 场 总 线 组 态 软 件 测 试验证 ,现场总线组态软件测试平台是个具有可比性测试平台 。

　　5

　　GB/T 27745—2011

　　6. 2. 3 在进行可互操作性测试时的原则

　　系统中除被测设备外的其他接入设备应至少包括同类可通信低压电器设备两台 、其他类别可通信低压电器设备两种各一台 、其他可通信设备一台 。

　　系统中除被测设备外的其他接入设备优先选用可通信低压电器 。

　　有条件时 ,系统应按允许设备的最大可接入数目构成 ,应接入尽可能多的设备种类以及尽可能多的不同生产商生产的与被测设备同类的设备 。

　　6. 3 同类可通信低压电器的可互操作性测试

　　在 6. 2所述系统中 ,连接其他的符合本标准的同类可通信低压电器进行可互操作性测试 。在整个运行试验期间 ,互相不应有导致可重复的通信失败情况 。

　　6. 4 可通信低压电器的可互操作性测试

　　在 6. 2所述系统中 ,连接其他符合本标准的不同类型可通信低压电器设备进行可互操作性测试 。在整个运行试验期间 ,互相不应有导致可重复的通信失败情况 。

　　7 试验

　　7. 1 总则

　　本条款所述试验应在连接相应的上层现场总线的系统中进行 。

　　试验用计算机为工业控制用计算机和采用现场总线组态软件或有同类驱动程序的软件 。

　　7. 2 系统连接和通信内容的认定

　　按 6. 2 连接系统 ,进行全部可选项通信内容的通信 ; 能进行全部内容通信的 ,认定合格 。一些试验条件尚不具备的参数 ,如大电流 、瞬动电流值 、标志位 ,可用模拟数据进行通信 。

　　本条款可以与 7. 3 或 7. 4 同时进行 ,若通过则可认为本条款所规定的试验合格 。

　　7. 3 同类可通信低压电器的可互操作性测试

　　在按 6. 2要求的系统中 ,至少连接两家以上其他生产商的符合本标准的同类可通信低压电器 ,进行可互操作性测试 。试验符合第 6章相关规定 ,认定合格 。

　　本条款可以与 7. 4 同时进行 ,但系统中至少含 2 家以上其他生产商的符合本标准的同类可通信低压电器 ,若通过则可认为本条款所规定的试验合格 。

　　7. 4 可通信低压电器元件的可互操作性测试

　　在第 6章所述的连接所有其他厂商的使用本标准的可通信低压电器元件的系统中 ,进行可互操作性测试 。试验符合第 6章相关规定 ,认定合格 。

　　8 相关的工业规范和版本号的规定

　　对于通信和计算机控制领域中通用国际工业规范的版本的升级往往领先于等同技术标准的修订 ,应该注意并鼓励采用较先进的版本 ,并充分考虑与本标准的差异 , 同时保证采用本标准及通用国际工业规范升级版本的系统安全运行 。

　　为本标准的修订做好前期工作 ,经试用 、修改后定稿的工业规范升级版本应该尽快发布 。

　　6

　　GB/T 27745—2011

　　本标准相关的工业规范的升级版本由本标准起草单位负责发布 。

　　工业规范版本号:一位整数为版本号 、小数为该版本的修订版的两位流水号 。

　　9 工业运行软件环境

　　对于采用不经过组态软件而直接编制计算机控制应用软件来进行工业化运行的用户 ,需要验证本标准规定的全部功能 。

　　上位机通信软件 ,该软件符合或兼容低压电器的规范 。

　　7

　　GB/T 27745—2011

　　附 录 A

　　(规范性附录)

　　低压电器通用数据通信参数表

　　A. 1 概述

　　本附录规定了低压电器通用数据通信参数表 ,涉及 ACB、MCCB、CPS等 。

　　A. 2 低压电器通用数据通信参数表

　　低压电器通用数据通信参数表见表 A. 1。

　　本章对可通信低压电器在通信中传送信息的参数项 、数据类型 、单位 、访问规则 、地址等要素进行约定 ,低压电器通用数据通信参数表中参数项是否保留由制造商申明 ,差异部分由生产商直接在产品使用手册或说明书中说明 。

　　低压电器通用数据通信参数表参数项分为低压电器检测参数项 、通信设置参数项 、系统时间设置参数项 、设备描述参数项 、故障记录参数项 、谐波检测参数项 、波形记录参数项 、保护功能参数项 、制造商自定义保护功能参数项 、控制功能参数项 、制造商自定义控制功能参数项 , 总地址范围 0x0000~ 0x2FFF,共 24K 字节 。

　　其中:0x0000~0x00FF:低压电器检测参数项 ;

　　0x0100~0x013F:通信设置参数项 ;

　　0x0140~0x0142:系统时间设置参数项 ;

　　0x0180~0x01FF:设备描述参数项 ;

　　0x0200~0x027F:故障记录参数项 ;

　　0x0280~0x03BF:谐波检测参数项 ;

　　0x0400~0x0FFF:波形记录参数项 ;

　　0x2000~0x23FF:保护功能参数项 ;

　　0x2400~0x27FF:制造商自定义保护功能参数项 ;

　　0x2800~0x2BFF:控制功能参数项 ;

　　0x2C00~0x2FFF:制造商自定义控制功能参数项 ;

　　0x3000~0xFFFF:保留参数项 。

　　A. 2. 1 低压电器检测参数项

　　低压电器检测参数项涉及电流 、电压 、功率 、功率因数 、频率 、电流百分比 、电压百分比 、电流不平衡度 、电压不平衡度 、控制器/环境温度 、热容比 、脱扣报警原因 、故障脱扣电流/电压 、故障脱扣时间 、寿命指示 、操作次数 、故障脱扣次数 、保护功能预警原因等 。

　　A. 2. 2 通信设置参数项

　　通信设置参数项涉及通信地址 、通信波特率等 。

　　A. 2. 3 系统时间设置参数项

　　系统时间设置参数项涉及年 、月 、日 、时 、分 、秒系统时间 。

　　8

　　GB/T 27745—2011

　　A. 2. 4 设备描述参数项

　　设备描述参数项涉及壳架/框架电流 、额定电流/电压 、制造时间 、设备描述信息 、制造商 ID、产品信息等 。

　　A. 2. 5 故障记录参数项

　　故障记录参数项涉及前八次脱扣时间 、脱扣报警原因 、保护功能预报警原因 、故障脱扣时间 , 以及前二次脱扣报警电流/电压等 。

　　A. 2. 6 谐波检测、需用参数项

　　谐波检测参数项涉及基波电流/电压 、电流/电压总谐波畸变 、电流/电压的 3, 5, 7, … ,31次谐波含有率 、基波功率 、需用电流 、需用功率等 。

　　A. 2. 7 波形记录参数项

　　波形记录参数项涉及当前电流/电压一个周期的波形 、前二次脱扣时电流/电压一个周期的波形等 ,其中 0x0A00~0x0FFF作为制造商根据需要扩展波形记录参数项的地址范围 。

　　注 : 在表 A. 1 中的当前电流/电压一个周期波形 、前 二 次脱扣时电流/电压一个周期波 形 等 参 数 项 以 64点 记 录 , 电流/电压一个周期波形参数项超过 64点记录制造商自定义 。

　　A. 2. 8 保护功能参数项

　　保护功能参数项涉及基本保护功能设定 、附加保护功能设定 、扩展功能设定 、互感器变比等 。

　　A. 2. 9 制造商自定义保护功能参数项

　　制造商自定义保护功能参数项涉及制造商自定义特有的保护功能参数项 、自诊断功能参数项 、互感器校正参数项等 。

　　A. 2. 10 控制功能参数项

　　控制功能参数项涉及基本控制功能设定 、附加控制功能设定 、扩展功能设定等 。

　　A. 2. 11 制造商自定义控制功能参数项

　　制造商自定义控制功能参数项涉及制造商自定义特有的控制器功能参数项 、可编程输入/输出参数项等 。

　　A. 2. 12 保留参数项

　　保留参数项作为低压电器通用数据通信参数项的扩展 。

　　A. 3 通信细则

　　制造商参见 Modbus、DeviceNet、Profibus-DP、EtherNet/IP等相关通信协议的要求 。

　　9

　　GB/T 27745—2011

　　表 A. 1 低压电器通用数据通信参数表

　　序号

　　参数项

　　数据类型

　　单位 1

　　访问规则

　　地址

　　备注

　　1

　　低压电器工作状态字a

　　WORD

　　—

　　R

　　0x0000

　　低压电器检测参数

　　2

　　L1 相电流

　　UINT

　　A

　　R

　　0x0001

　　0x0000~ 0x00FF

　　3

　　L2 相电流

　　UINT

　　A

　　R

　　0x0002

　　4

　　L3 相电流

　　UINT

　　A

　　R

　　0x0003

　　5

　　N相电流

　　UINT

　　A

　　R

　　0x0004

　　6

　　剩余电流

　　UINT

　　mA

　　R

　　0x0005

　　7

　　L1 相电压

　　UINT

　　V

　　R

　　0x0006

　　8

　　L2 相电压

　　UINT

　　V

　　R

　　0x0007

　　9

　　L3 相电压

　　UINT

　　V

　　R

　　0x0008

　　10

　　L1-2线电压

　　UINT

　　V

　　R

　　0x0009

　　11

　　L2-3线电压

　　UINT

　　V

　　R

　　0x000A

　　12

　　L3-1线电压

　　UINT

　　V

　　R

　　0x000B

　　13

　　功率因数

　　SINT

　　%

　　R

　　0x000C

　　14

　　频率

　　UINT

　　Hz

　　R

　　0x000D

　　15

　　平均电流

　　UINT

　　A

　　R

　　0x000E

　　16

　　平均相电压

　　UINT