IEC101-&-IEC104規(guī)約知識詳解

1、2021/3/271歡迎各位參加歡迎各位參加IECIEC系列協(xié)議研討會系列協(xié)議研討會2021/3/272IEC60870-5-101IEC60870-5-104DL/T 634.5101-2002DL/T 634.5104-20022021/3/273自我介紹自我介紹 王首頂 國電南瑞科技股份有限公司 NARI Technology Development Lt. Co. 高級工程師 IEC TC57 WG03 Member IEC TC57 WG03 Member E-mail:topwangnari- Tel28432021/3/274IECIEC系列協(xié)議介紹內(nèi)容

2、（一）系列協(xié)議介紹內(nèi)容（一） 介紹的目的-技術(shù)推廣和技術(shù)應(yīng)用的責(zé)任和義務(wù) 概要介紹IEC系列協(xié)議家族 IEC101協(xié)議的基本規(guī)則 IEC101協(xié)議的功能碼(Function Code)定義 報文類型標(biāo)識(Type Identification) 可變結(jié)構(gòu)限定詞(Variable structure qualifier) 傳送原因(Cause) 應(yīng)用服務(wù)單元公共地址(Common Address)2021/3/275IECIEC系列協(xié)議介紹內(nèi)容（二）系列協(xié)議介紹內(nèi)容（二） 信息體地址(Information Object Address) 信息元素(Information Elements) I

3、EC101協(xié)議的典型報文 IEC101協(xié)議的傳輸機(jī)制及流程 IEC104協(xié)議的應(yīng)用模型及基本定義 IEC104協(xié)議的基本報文格式 IEC104協(xié)議的傳輸機(jī)制及流程 IEC104協(xié)議的特殊報文 答疑2021/3/276概要介紹IEC系列協(xié)議（一）什么是IEC101,它能解決那些問題 遠(yuǎn)動設(shè)備及系統(tǒng)傳輸規(guī)約第101篇-基本遠(yuǎn)動任務(wù) 問答方式（Polling） 上行信息:遙測,遙信,遙脈,終端設(shè)備狀態(tài) 下行信息:遙控,設(shè)點,對時信息量大（3 byte地址）,傳輸機(jī)制成熟。IEC101與DL634的關(guān)系 IEC101是國際標(biāo)準(zhǔn)。DL634是中國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),而且是從IEC101翻譯過來的又增加具有中國

4、特色的補(bǔ)充規(guī)定,但擴(kuò)充往往又會帶來新的矛盾。 2021/3/277概要介紹IEC系列協(xié)議（二）推廣使用國際標(biāo)準(zhǔn)的意義 加入WTO,社會分工國際化; DL451已被竄改得不成樣子且不能適應(yīng)需要;國際上有專門隊伍去發(fā)展它;保護(hù)用戶投資;減少維護(hù)工作量后續(xù)協(xié)議兼容2021/3/278概要介紹IEC系列協(xié)議（三）101/104基本任務(wù)102電量103保護(hù)IEC60870-5 IEC家族相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)2021/3/279IEC101協(xié)議的基本規(guī)則選用模型增強(qiáng)性能結(jié)構(gòu)應(yīng)用層 第七層 傳輸應(yīng)用數(shù)據(jù)鏈路層 第二層 傳輸幀格式物理層 第一層 通訊方式2021/3/2710IEC101協(xié)議的基本規(guī)則通訊方式異步;串口;

5、偶校驗點對點多點對點多點共線2021/3/2711IEC101協(xié)議的基本規(guī)則IEC101的幀格式（FT1.2）單個字符固定幀長報文（5 Byte）可變幀長報文（9-261 Byte）2021/3/2712IEC101的幀格式（一）單個字符 E5用途:用于一般確認(rèn);什么事情都沒發(fā)生;僅用于對應(yīng)用報文的回答;不能用于對鏈路報文的回答;優(yōu)點:簡單;明了;效率高2021/3/2713IEC101的幀格式（二）固定幀長報文 10H控制域鏈路地址幀校驗和 16HD7D6 D5 D4 D3-D0 幀計數(shù)位 幀計數(shù)有效啟動標(biāo)志 請求訪問 數(shù)據(jù)流控制 功能碼FCB2021/3/2714IEC101的幀格式（三）

6、可變幀長 68HLengthLength68H控制域鏈路地址應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元幀校驗和16H應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元（ASDU）類型標(biāo)識可變結(jié)構(gòu)限定詞傳送原因服務(wù)單元公共地址信息體地址信息體元素信息體時標(biāo)。固定報文頭Length Byte固定報文尾數(shù)據(jù)單元標(biāo)識信息體1信息體n2021/3/2715IEC101IEC101協(xié)議的功能碼協(xié)議的功能碼( (Function Code)Function Code)啟動方向功能及服務(wù)啟動方向功能及服務(wù) 從動方向功能及服務(wù)從動方向功能及服務(wù) 0/2復(fù)位/測試遠(yuǎn)方鏈路 0/1確認(rèn)/否定確認(rèn)1復(fù)位用戶進(jìn)程 0/1確認(rèn)/否定確認(rèn)3發(fā)送/確認(rèn)用戶數(shù)據(jù) 0/1確認(rèn)/否定確認(rèn)4

7、發(fā)送/無回答用戶數(shù)據(jù) 0/1確認(rèn)/否定確認(rèn)8防問請求 11響應(yīng)請求:鏈路狀態(tài)9請求/響應(yīng):請求鏈路狀態(tài) 11響應(yīng)請求:鏈路狀態(tài)10請求/響應(yīng):請求一級數(shù)據(jù) 8/9響應(yīng)請求/無請求數(shù)據(jù)11請求/響應(yīng):請求二級數(shù)據(jù) 8/9響應(yīng)請求/無請求數(shù)據(jù)2021/3/2716報文類型標(biāo)識（一）(Type Identification)1不帶時標(biāo)的單點信息M-SP-NA-12 帶時標(biāo)的單點信息M-SP-TA-13不帶時標(biāo)的雙點信息M-DP-NA-14 帶時標(biāo)的雙點信息M-DP-TA-15不帶時標(biāo)的步位置信息M-ST-NA-16 帶時標(biāo)的步位置信息M-ST-TA-1732位比特串M-BO-NA-18帶時標(biāo)的32位

8、比特串M-BO-TA-19歸一化測量值M-ME-NA-110帶時標(biāo)的歸一化測量值M-ME-TA-111標(biāo)度化測量值M-ME-NB-112帶時標(biāo)的標(biāo)度化測量值M-ME-TB-12021/3/2717報文類型標(biāo)識（二）(Type Identification)13不帶時標(biāo)的短浮點測量值M-ME-NC-114 帶時標(biāo)的短浮點測量值M-ME-TC-115不帶時標(biāo)的累計量M-IT-NA-116 帶時標(biāo)的累計量M-IT-TA-117帶時標(biāo)的繼電保護(hù)設(shè)備事件M-EP-TA-118帶時標(biāo)的繼電保護(hù)設(shè)備成組啟動事件M-EP-TB-119帶時標(biāo)的繼電保護(hù)設(shè)備成組輸出信息M-EP-TC-120帶變位檢出的成組單點信

9、息M-PS-NA-121不帶品質(zhì)描述的歸一化測量值M-ME-ND-130帶CP56時標(biāo)的單點信息 M-SP-TB-131帶CP56時標(biāo)的雙點信息 M-DP-TB-132帶CP56時標(biāo)的步位置信息M-ST-TB-12021/3/2718報文類型標(biāo)識（三）(Type Identification)33帶CP56時標(biāo)的32比特串 M-BO-TB-134帶CP56時標(biāo)的歸一化測量值 M-ME-TD-135帶CP56時標(biāo)的標(biāo)度化測量值M-ME-TE-136帶CP56時標(biāo)的短浮點測量值M-ME-TF-137帶CP56時標(biāo)的累計量M-IT-TB-138帶CP56時標(biāo)的繼電保護(hù)設(shè)備事件M-EP-TD-139帶

10、CP56時標(biāo)的繼電保護(hù)設(shè)備成組啟動事件M-EP-TE-140帶CP56時標(biāo)的繼電保護(hù)設(shè)備成組輸出信息M-EP-TF-170站端初始化結(jié)束M-EI-NA-1以上都是以上都是RTURTU向主站上送的報文類型向主站上送的報文類型2021/3/2719報文類型標(biāo)識（四）(Type Identification)控制命令45單點命令 C-SC-NA-146雙點命令 C-DC-NA-147步調(diào)節(jié)命令C-RC-NA-148歸一化設(shè)定值命令C-SE-NA-149標(biāo)度化設(shè)定值命令C-SE-NB-150短浮點設(shè)定值命令C-SE-NC-15132比特串命令C-BO-NA-1RTURTU須逐條對命令確認(rèn)須逐條對命令確

11、認(rèn)2021/3/2720報文類型標(biāo)識（五）(Type Identification)系統(tǒng)命令100站（總）召喚命令C-IC-NA-1101計數(shù)量召喚命令C-CI-NA-1102讀命令C-RD-NA-1103時鐘同步命令C-CS-NA-1104測試命令C-TS-NA-1105復(fù)位進(jìn)程命令C-RP-NA-1106延時獲得命令C-CD-NA-1RTU須逐條回答2021/3/2721報文類型標(biāo)識（六）(Type Identification)參數(shù)命令110歸一化測量值參數(shù)P-ME-NA-1111標(biāo)度化測量值參數(shù)P-ME-NB-1112短浮點測量值參數(shù)P-ME-NC-1113參數(shù)激活P-AC-NA-1文

12、件傳輸120文件準(zhǔn)備就緒 F-FR-NA-1121節(jié)準(zhǔn)備就緒 F-SR-NA-1122召喚/選擇目錄、文件 F-SC-NA-1123最后的節(jié)、段 F-LS-NA-1124認(rèn)可文件、節(jié) F-AF-NA-1125段 F-SG-NA-1126目錄 F-DR-NA-12021/3/2722可變結(jié)構(gòu)限定詞(Variable structure qualifier)一個字節(jié)內(nèi)容 D7 D6 D0 SQ 信息對象數(shù)目SQ=0:離散的信息報告SQ=1:順序的信息報告信息對象數(shù)目的個數(shù)是0-127;一包報文中所含的信息（YC、YX等）的數(shù)目2021/3/2723傳送原因(Cause)傳送原因可以是一個或二個字節(jié)

13、 D7 D6 D5D0 T-TESTT P/N原因 P/N-啟動應(yīng)用啟動應(yīng)用源發(fā)地址源發(fā)地址根據(jù)需要可以選擇帶或不帶源發(fā)地址T 0 未試驗 1 試驗P/N 0 肯定確認(rèn) 1 否定確認(rèn)2021/3/2724傳送原因(Cause)1周期、循環(huán)2背景掃描3突發(fā)4初始化5請求/被請求6激活7激活確認(rèn)8停止激活9停止激活確認(rèn)10激活終止11遠(yuǎn)方命令引起的返送信息12當(dāng)?shù)孛钜鸬姆邓托畔?3文件傳輸20響應(yīng)站召喚21響應(yīng)第一組召喚22響應(yīng)第二組召喚。36響應(yīng)第十六組召喚37響應(yīng)累計量站召喚38響應(yīng)第一組累計量召喚41響應(yīng)第四組累計量召喚44未知的類型標(biāo)識45未知的傳送原因46未知的應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元公共地

14、址47未知的信息對象地址2021/3/2725應(yīng)用服務(wù)單元公共地址(Common Address) 1 Byte內(nèi)容 針對擁有公共鏈路的主站與通信單元之間 只需維護(hù)一條鏈路而節(jié)約通信時間從而提高效率主站子站子子2021/3/2726信息體地址(Information Object Address) 1個、2個 或3個Byte,按需選用 分別能表示255個、65535個、16777215個信息量 每個信息都有一個確定的地址,不重疊 先低后高存放2021/3/2727IEC101協(xié)議的典型報文（一） 鏈路報文（固定幀長）10 69 01 610 69 01 6A 16A 16請求鏈路狀態(tài)請求鏈路狀

15、態(tài) FCBFCB無意義無意義10 010 0B 01 0C 16B 01 0C 16回答鏈路完好回答鏈路完好 FCBFCB無意義無意義10 40 01 41 1610 40 01 41 16復(fù)位遠(yuǎn)方鏈路復(fù)位遠(yuǎn)方鏈路 FCB=0FCB=010 09 01 010 09 01 0A 16A 16無召喚數(shù)據(jù)無召喚數(shù)據(jù)10 510 5B 01 5C 16B 01 5C 16召喚二類數(shù)據(jù)召喚二類數(shù)據(jù)10 510 5A 01 5B 16A 01 5B 16召喚一類數(shù)據(jù)召喚一類數(shù)據(jù)10 29 01 8A 1610 29 01 8A 16有一類數(shù)據(jù)有一類數(shù)據(jù)E5E5一般確認(rèn)一般確認(rèn)2021/3/2728IEC

16、101協(xié)議的典型報文（二）總召喚報文 68090968 730164010601000014 F416遙控命令 68090968 53012D010601010BYK XX16設(shè)點命令 680B0B68 730131010601810BxxxxYT XX16對時命令 680F0F68 5301670106010000TIME XX16 TIME通道測試命令 680A0A68 7201680106010000AA55 XX16組召喚命令 68090968 730164010601000015 F516（1-16組）S/E QU RES BS10 跳1 合00 執(zhí)行1 選擇0 無意 1 短脈沖2長

17、脈沖3 持續(xù)輸出Year Mon Week Hour Min MS MS2021/3/2729IEC101協(xié)議的典型報文（三）總召喚確認(rèn) 68090968 800164010701000014 XX16回答YX總召 68646468 080101DC140101000000. XX16回答YC總召 680C0C68 0801158214010107xxxxxxxx XX16報告YC變化 68101068 0801090203010407xxxxQ0807xxxxQXX16品質(zhì)描述Q報告YX變化 680B0B68 080101020301060001080000XX16YX值頭控制域公地址Typ

18、eNumCauseF.Add信息地址限定詞校驗和尾IV NT SB BL 0 0 0 OV溢出閉所取代老值無效IV NT SB BL 0 0 0 SPI0 開1 合2021/3/2730IEC101協(xié)議的典型報文（四）SOE報告680C0C68 08010202010301050001Time XX16TimeTime遙控返校68090968 08012D0107010BYK XX16遙控結(jié)束68090968 08012D010A010BYK XX16設(shè)點確認(rèn)680B0B68 080131010701810BxxxxYT XX16對時確認(rèn)680F0F68 0801670107010000TIM

19、E XX16通道測試確認(rèn)680A0A68 0001680187010000AA55 XX16多個設(shè)點命令136不能用毫秒 毫秒 分2021/3/2731IEC101協(xié)議的傳輸機(jī)制及流程流程詢問鏈路鏈路完好復(fù)位鏈路站召換回答結(jié)束召喚變化控制命令測試命令定時命令超時處理2021/3/2732IEC101協(xié)議的抗報文丟失機(jī)制 FCB 的是否翻轉(zhuǎn)暗示接收是否正常 一個新的協(xié)議是否能被接受 傳輸類型多 使用方便、靈活 國家、行業(yè)命令 信息量大 大家普遍接受 傳輸?shù)陌踩?出錯處理2021/3/2733IEC101的幾個關(guān)鍵字鏈路鏈路先握手再通信,不握手不通信,通信中斷須再握手確認(rèn)確認(rèn)報文的來回須對方的認(rèn)

20、可,認(rèn)可方式可以是一條報文也可以是一個BIT原因原因傳送的信息都必須帶上原因,不允許沒有理由的傳輸?shù)刂返刂访總€信息量都有一個唯一的不重復(fù)的地址類型類型每種信息的傳輸都有不同的功能類型2021/3/2734IEC101協(xié)議的應(yīng)用判斷標(biāo)準(zhǔn) 一個好的協(xié)議還必須由開發(fā)、應(yīng)用、維護(hù)整個環(huán)節(jié)的共同努力 功能比較全 配置要靈活 遵循先鏈路再信息的原則 能適應(yīng)不同的應(yīng)用情況 FCB要能正確翻轉(zhuǎn) 傳送原因要明確 實時性要高2021/3/2735IEC104協(xié)議的應(yīng)用模型及基本定義 基于TCP/IP的SCADA數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議 101的網(wǎng)絡(luò)傳輸 應(yīng)用模型?；径x 應(yīng)用層端口號 2404站端為 Server 傳輸層控

21、端為 Client 網(wǎng)絡(luò)層平衡式傳輸 鏈路層2Byte站地址 物理層2Byte傳送原因3Byte信息地址2021/3/2736IEC104協(xié)議的基本報文格式（一）啟動68應(yīng)用規(guī)約數(shù)據(jù)單元長度控制域一控制域二控制域三控制域四ASDUAPCI 應(yīng)用規(guī)約控制信息 LENGTHAPDU 應(yīng)用規(guī)約數(shù)據(jù)單元與101的ASDU相同2021/3/2737IEC104協(xié)議的基本報文格式（二） 信息傳輸格式類型（Information transmit format) 簡稱 I-FORMAT。用于傳輸含有信息體的報文 發(fā)送序號L 0 發(fā)送序號H 接收序號L 0接收序號H IFORMAT該格式報文傳送的是具體的信息內(nèi)容,也可以說是帶數(shù)據(jù)的傳輸格式控制域2021/3/2738IEC104協(xié)議的基本報文格式（三） 計數(shù)的監(jiān)視功能類型（Numbered supervisory functions) 簡稱 S-FORMAT。用于傳輸對站端確認(rèn)的報文 00 10接收序號L 0接收序號HSFORMAT控制域該格式報文傳送的沒有具體的信息內(nèi)容,是用來對站端所發(fā)信息報文的確認(rèn)2021/3/2739IEC104協(xié)議的基本報文格式（三） 不計數(shù)的控制功能類型（Unnumbered control function) 簡稱 U-FORMAT。用于