IEC104規(guī)約介紹課件

IEC104規(guī)約介紹2024/4/17IEC104規(guī)約介紹概論必讀文件

《中華人民共和國電力行業(yè)標準》 idtIEC60870-5-104：2002技術(shù)背景適應和引導電力系統(tǒng)調(diào)度自動化的發(fā)展，規(guī)范調(diào)度自動化及遠動設備的技術(shù)性能IEC104應用層與IEC101完全相同，是101的網(wǎng)絡化訪問

IEC104規(guī)約介紹重點內(nèi)容IEC104規(guī)約結(jié)構(gòu)通訊特點－報文重傳機制，端口號工程實現(xiàn)要點平衡傳輸方式典型報文序列IEC104規(guī)約介紹規(guī)約結(jié)構(gòu)（1）-模型應用層（101）表示層會話層傳輸層(TCP)網(wǎng)絡層(IP)鏈路層物理層ISO參考模型

101的應用層+TCP/IP提供的傳輸功能socketappIEC104規(guī)約介紹規(guī)約結(jié)構(gòu)（2）-適用網(wǎng)絡局域網(wǎng)（兩層交換機連接的單網(wǎng)段、三層交換機或路由器連接的多網(wǎng)段）廣域網(wǎng)(X.25、FR（幀中繼）、ATM（異步傳輸模式）、ISDN（綜合服務數(shù)據(jù)網(wǎng)絡）) 基于TCP/IP的面向連接的網(wǎng)絡服務。 IP網(wǎng)絡本身的數(shù)據(jù)完整和安全性機制?？刹扇〉钠渌踩胧嚎蛻舳讼拗圃L問；路由表限制訪問；數(shù)據(jù)軟硬件加密。IEC104規(guī)約介紹規(guī)約結(jié)構(gòu)（3）-APCI控制信息遠動配套標準的APDU定義IEC104規(guī)約介紹新概念APCI控制信息

可計數(shù)的信息傳輸功能－I格式 可計數(shù)的確認功能－S格式 啟動，停止，測試功能－U格式

序列號記數(shù)，防止報文丟失，相對于101的FCB

IEC104規(guī)約介紹規(guī)約結(jié)構(gòu)（4）-I格式信息傳輸格式類型（I格式）的控制域控制域第一個八位位組的第一位比特=0定義了I格式，I格式的APDU常常包含一個ASDU.

八位位組1八位位組2八位位組3八位位組4IEC104規(guī)約介紹規(guī)約結(jié)構(gòu)（5）-I格式Ｍ－＞Ｒ:680E000000

0064010600010000000014 I（總召喚） APCI

Ｒ－＞Ｍ:680E000002

0064010700010000000014 I（總召喚確認）本端接收序號等于對端發(fā)送序號＋１Ｒ－＞Ｍ：6885020002

0001F8140001000100000001010101000101010001010001010100010101010100010101010001000100I（響應總召喚，全遙信） APCI

本端發(fā)送１次Ｉ格式報文，本端發(fā)送序號＋１IEC104規(guī)約介紹規(guī)約結(jié)構(gòu)(6) S格式

編號的監(jiān)視功能類型（S格式）的控制域

控制域第一個八位位組的第一位比特=1,第二位比特=0,定義了S格式IEC104規(guī)約介紹規(guī)約結(jié)構(gòu)(7) S格式R->M(SOE):681F100002

001E010300010079000001100124

13d20a02

I（主動上報SOE）發(fā)送序號為10，接收序號為２．M->R:

680401001200

S（確認主動上報SOE） APCI 01

001200

01 S格式

確認序號為12

本端發(fā)送序號不變

正常情況下對端報文中的發(fā)送序號＋１＝本端本次報文中的接收序號IEC104規(guī)約介紹規(guī)約結(jié)構(gòu)(８) Ｕ格式未編號的控制功能類型（Ｕ格式）的控制域控制域第一個八位位組的第一位比特=1并且第二位比特=1定義了U格式

IEC104規(guī)約介紹規(guī)約結(jié)構(gòu)(９) Ｕ格式Ｍ－＞Ｒ:680407000000 USTARTDT激活（生效）Ｒ－＞Ｍ:68040B000000 USTARTDT確認本端發(fā)送Ｕ格式，本端發(fā)送序號保持不變IEC104規(guī)約介紹通訊特點（１）防止報文丟失和報文重復傳送

I（a,b)a=發(fā)送序號b=接收序號IEC104規(guī)約介紹通訊特點（２）防止報文丟失和報文重復傳送S(b)b=接收序號IEC104規(guī)約介紹通訊特點（３）防止報文丟失和報文重復傳送IEC104規(guī)約介紹通訊特點（４）防止報文丟失和報文重復傳送IEC104規(guī)約介紹通訊特點（５）防止報文丟失和報文重復傳送IEC104規(guī)約介紹通訊特點（６）防止報文丟失和報文重復傳送IEC104規(guī)約介紹通訊特點（7）防止報文丟失和報文重復傳送開始數(shù)據(jù)傳送過程IEC104規(guī)約介紹通訊特點（８）和連接有關的4個超時時間t0,t1,t2,t3

t0：TCP連接建立的超時時間，即RTU（服務器）端進入等待連接的狀態(tài)后，若超過此時間，主站（客戶）端還沒有Connect()過來就主動退出等待連接的狀態(tài)；規(guī)約推薦的缺省值為30秒。t1：RTU（服務器）端啟動U格式測試過程后等待U格式測試應答的超時時間，若超過此時間還沒有收到主站（客戶）端的U格式測試應答，就主動關閉TCP連接；規(guī)約推薦的缺省值為15秒。t2：RTU（服務器）端以突發(fā)的傳送原因向主站（客戶）端上送了變化信息或以激活結(jié)束的傳送原因向主站（客戶）端上送了總召喚/電度召喚結(jié)束后，等待主站（客戶）端回S格式的超時時間，若超過此時間還沒有收到，就主動關閉TCP連接；規(guī)約推薦的缺省值為10秒。t3：當RTU（服務器）端和主站（客戶）端之間沒有實際的數(shù)據(jù)交換時，任何一端啟動U格式測試過程的最大間隔時間；規(guī)約推薦的缺省值為20秒。IEC104規(guī)約介紹通訊特點（９）端口號每一個TCP地址由一個IP地址和一個端口號組成。每個連接到TCP-LAN上的設備都有自己特定的IP地址，而為整個系統(tǒng)定義的端口號卻是一樣的。（見RFC1700）。本標準要求，端口號2404由IANA（互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字分配授權(quán)）定義和確認。IEC104規(guī)約介紹通訊特點（10）未被確認的I格APDU

最大數(shù)目k和最遲確認數(shù)目w

k表示在某一特定的時間內(nèi)未被DTE確認（即不被承認）的連續(xù)編號的I格式APDU的最大數(shù)目。每一I格式幀都按順序編好號，從0到模數(shù)n-1，這里的“模數(shù)”是指序列號對參數(shù)n的模數(shù)。以n為模的操作中k值永遠不會超過n-1。(見ITU-TX.25推薦的2.3.2.2.1和2.4.8.6)。當未確認I格式APDU達到k個時，發(fā)送方停止傳送。接收方收到w個I格式APDU后確認。k值的最大范圍：1到32767（2的十五次方-1）APDU，精確到一個APDU.w值的最大范圍：1到32767APDU，精確到一個APDU。(推薦：w不應超過三分之二的k)。。規(guī)約推薦：k值為12，w值為8IEC104規(guī)約介紹規(guī)約特點（11）和IEC60870-5-101

的比較采用IEC60870-5-101的平衡傳輸模式，通過TCP/IP協(xié)議傳輸遠動信息；應用層和101完全相同，是101的網(wǎng)絡化訪問。保留1個啟動字符，1個幀長L；刪除第2個啟動字符，第2個幀長L，鏈路控制域（Ｃ），鏈路地址域（Ａ），校驗和結(jié)束字符；增加傳輸層所需要的4個控制字節(jié)，可以實現(xiàn)啟動（建立關聯(lián)），停止（結(jié)束關聯(lián)），測試等控制功能（U格式），可計數(shù)的監(jiān)視功能（S格式）和可計數(shù)的信息傳輸功能（I格式）。由于網(wǎng)絡傳輸延時不確定和網(wǎng)絡可能發(fā)生暫時性故障，采用從毫秒到年的7個字節(jié)時標。在應用功能方面，除了IEC101的召喚1級用戶數(shù)據(jù)，召喚2級用戶數(shù)據(jù)功能（鏈路層功能）不能使用外，其他應用功能全部保留。

IEC104規(guī)約介紹工程實現(xiàn)要點（１）主站和RTU之間使用IEC60870-5-104規(guī)約進行通信時采用網(wǎng)絡傳輸層的可靠傳輸協(xié)議TCP；主站（控制側(cè)）為TCP客戶端，RTU（被控制端）為TCP服務器端，即主站主動進行TCP連接，而RTU被動響應TCP連接；雙方都使用固定的TCP端口號2404，該端口號已被IANA（InternetAssignedNumberAuthority）所確認。服務器端和客戶端都需要知道對方的IP地址，作為連接判斷的依據(jù)。IEC60870-5-104規(guī)約中傳送原因占有2個字節(jié)，前低后高，低字節(jié)和IEC60870-5-101中的完全相同，高字節(jié)固定為0。IEC60870-5-104規(guī)約中公共地址占用2個字節(jié)，前低后高，而在IEC60870-5-101中公共地址只占用1個字節(jié)。IEC60870-5-104規(guī)約中信息體地址占用3個字節(jié)，前低后高，而在國標101中信息體地址只占用2個地址。IEC104規(guī)約介紹工程實現(xiàn)要點（２）國標104和國標101一樣，對各類量的信息體地址范圍做了劃定，具體而言遙信為4096點（信息體地址為1H-1000H），遙測為4096點（信息體地址為4001H-5000H），電度為512點（信息體地址為6401H-6600），遙控為512點（信息體地址為6001H-6200H），當要傳送的信息量很大時，需要使用多個虛擬RTU。而IEC60870-5-104規(guī)約中由于采用了3個字節(jié)的信息體地址且沒有劃定各類量的信息體地址范圍，所以1個RTU的容量就很大，在具體工程中再臨時確定各類量的起始信息體地址和數(shù)量。主站（客戶）端和RTU（服務器）端采用標準的TCP/IP客戶-服務器模式建立TCP連接，即主站（客戶）端按照Socket()->Connect()的順序進行，RTU（服務器）端按Socket()->Bind()->Listen()->Accept()的順序進行。IEC104規(guī)約介紹工程實現(xiàn)要點（３）對時過程的源碼主站（客戶）端下發(fā)：6814（APDU長度）控制字節(jié)1控制字節(jié)2控制字節(jié)3控制字節(jié)467（ASDU）1（信息體個數(shù)）0600（傳送原因）公共地址低公共地址高000000（信息體地址）毫秒低毫秒高分鐘小時日期月份年份 RTU（服務器）端應答：和主站（客戶）端下發(fā)基本相同，僅把傳送原因改為07Ｍ－＞Ｒ:681402000800670106000100000000

010510090a0302Ｒ－＞Ｍ:681408000400670107000100000000

010510090a03020x501= 1秒281毫秒 0x10=16分 0x09=9時0x0a= 10日 0x03=3月 0x02= 2002年 IEC104規(guī)約介紹工程實現(xiàn)要點（４）總召喚過程的源碼 主站（客戶）端下發(fā)：680e（APDU長度）控制字節(jié)1控制字節(jié)2控制字節(jié)3控制字節(jié)464（ASDU）1（信息體個數(shù)）0600（傳送原因）公共地址低公共地址高000000（信息體地址）14Ｍ－＞Ｒ:680E000000006401060001

0000000014 I（總召喚） RTU（服務器）端應答(很明顯窗口尺寸>1)：Ｒ－＞Ｍ:680E0000020064010700010000000014 I（總召喚確認）IEC104規(guī)約介紹工程實現(xiàn)要點（５）上送全遙信（可能多幀）：68APDU長度控制字節(jié)1控制字節(jié)2控制字節(jié)3控制字節(jié)401（ASDU）信息體個數(shù)（bit7=1，表示連續(xù)信息體地址）1400（傳送原因）公共地址低公共地址高3字節(jié)的第1點遙信信息體地址第1點遙信的品質(zhì)描述和值…（單點信息）

Ｒ－＞Ｍ:68850200020001F81400010001000000010101010001010001010100010101010100010101010001000100010101010001010100010101010101010101000000000000000101000101010101000101010101000101010101010101 0101010100010101010100000001010101010001010101010101010000000001010101010100010100010101 Ｉ格式（響應總召喚，全遙信）

SIQ:=CP8{SPI,RES,BL,SB,NT,IV}0x8F:120 SPI:開 IV：有效IEC104規(guī)約介紹工程實現(xiàn)要點（６）上送全遙測（可能多幀）：68APDU長度控制字節(jié)1控制字節(jié)2控制字節(jié)3控制字節(jié)415（ASDU，不帶品質(zhì)碼的規(guī)一化值）信息體個數(shù)（bit7=1，表示連續(xù)信息體地址）1400（傳送原因）公共地址低公共地址高3字節(jié)的第1點遙測信息體地址第1點遙測的2字節(jié)不帶品質(zhì)描述的規(guī)一化值…… Ｒ－＞Ｍ:68850600020015BC1400010001070062046204 6204640464040000000099FFA405A70000000000AB37130A 00000000680168013D006801FFFF0000DA1CDE0100000000 69006900000067006700FFFFA11BA903000000000A000A00 B6050000FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF5904FFFF 5C04570457045704000000000000000000000000I（響應總召喚，全遙測） 0xBC:60

NVA：=F16]1..16]<-1..+1-2-15> 沒有定義測量值的分辯率，如果測量值的分辯率比LSB的最小單位粗，則這些LSB位設置為零。IEC104規(guī)約介紹工程實現(xiàn)要點（７）總召喚結(jié)束：680e（APDU長度）控制字節(jié)1控制字節(jié)2控制字節(jié)3控制字節(jié)464（ASDU）1（信息體個數(shù)）0a00（傳送原因）公共地址低公共地址高

000000（信息體地址）14 Ｒ－＞Ｍ:680E0E00020064010A0001

0000000014 I（響應總召喚結(jié)束）IEC104規(guī)約介紹工程實現(xiàn)要點（８）單點遙控選擇過程主站（客戶）端下發(fā)：680e（APDU長度）控制字節(jié)1控制字節(jié)2控制字節(jié)3控制字節(jié)42d（ASDU）1（信息體個數(shù)）0600（傳送原因）公共地址低公共地址高被控點的3字節(jié)信息體地址1字節(jié)的遙控性質(zhì) 其中遙控性質(zhì)字節(jié)的各位含義：bit7=1，選擇；=0,執(zhí)行 bit1bit0=01,合閘；=00,分閘（單遙） =02,合閘；=01,分閘（雙遙） bit65432=1，短脈沖；=2，長脈沖；=3，持續(xù)；

Ｍ－＞Ｒ:680e04000a002d010600010001600084 0x84:選擇、分閘、短脈沖RTU（服務器）端進行單點遙控選擇應答：和主站（客戶）端下發(fā)基本相同，若是確認，把傳送原因改為07；若是否認，把傳送原因改為47（傳送原因低字節(jié)的bit6=1表示否定確認）Ｒ－＞Ｍ:680e0a0006002d010700010001600084 0x84:選擇、分閘、短脈沖IEC104規(guī)約介紹工程實現(xiàn)要點（９）主站（客戶）端下發(fā)單點遙控執(zhí)行：和選擇報文基本相同，僅遙控性質(zhì)字節(jié)的bit7=0

Ｍ－＞Ｒ:680e06000c002d010600010001600004 0x04:執(zhí)行、分閘、短脈沖RTU（服務器）端進行單點遙控執(zhí)行應答：和主站（客戶）端下發(fā)基本相同，若是確認，把傳送原因改為07；若是否認，把傳送原因改為47Ｒ－＞Ｍ:680e0c0008002d010700010001600004 0x04:執(zhí)行、分閘、短脈