IEC104规约介绍 - Presentation Transcript
1. IEC60875-5-104 规约介绍 和报文分析 国电南瑞 谈苏伟 2. 概论
o 必读文件
o 《中华人民共和国电力行业标准》 o idtIEC60870-5-104 ： 2002 o 技术背景
o 适应和引导电力系统调度自动化的发展，规范调度自动化及远动设备的技术性能 o IEC104 应用层与 IEC101 完全相同，是 101 的网络化访问
3. 重点内容 IEC104 规约结构 通讯特点－报文重传机制，端口号 工程实现要点 平衡传输方式典型报文序
列
4. 规约结构（ 1 ） - 模型 101 的应用层 + TCP/IP 提供的传输功能 物理层 ISO 参考模型 链路层 网络
层 (IP) 传输层 (TCP) 会话层 表示层 应用层 （ 101 ） socket app 5. 规约结构（ 2 ） - 适用网络
o 局域网 （两层交换机连接的单网段、三层交换机或路由器连接的多网段）
o 广域网 (X.25 、 FR （帧中继） 、 ATM （ 异步传输模式） 、 ISDN （ 综合服务数据网络） ) o 基于 TCP/IP 的面向连接的网络服务。 o IP 网络本身的数据完整和安全性机制。
o 可采取的其他安全措施：客户端限制访问；路由表限制访问；数据软硬件加密 。
6. 规约结构（ 3 ） - APCI 控制信息 远动配套标准的 APDU 定义 APDU 长度 APCI APDU ASDU IEC101
和 104 定义的 ASDU 控制域八位位组 4 控制域八位位组 3 控制域八位位组 2 控制域八位位组 1 APDU 长度（最大， 253 ） 启动字符 68 H 7. 新概念
o APCI 控制信息
o 可计数的信息传输功能－ I 格式 o 可计数的确认功能 － S 格式 o 启动，停止，测试功能－ U 格式
o 序列号记数，防止报文丢失，相对于 101 的 FCB
8. 规约结构（ 4 ） - I 格式
o 信息传输格式类型（ I 格式）的控制域
控制域第一个八位位组的第一位比特 = 0 定义了 I 格式， I 格式的 APDU 常常包含一个 ASDU. 八位位组 1 八位位组 2 八位位组 3 八位位组 4
9. 数 据 单 元 标 识 信 息 体 I 格式应用服务数据单元（ ASDU ） 类型标识 一个字节 可变结构限定词
一个字节 传送原因 二个字节 公共地址 二个字节 信息体地址 三个字节 信息体元素 元素定义 信息体时标 7 个字节 … .. … . 信息体地址 n 三个字节 信息体元素 n 元素定义 信息体时标 n 7 个字节 10. 表 1 --- 在监视方向的过程信息 类型标识 :=UI8[1..8]<0..44> <0> := 未定义 <1> := 单点信息
M_SP_NA_1 <3> := 双点信息 M_DP_NA_1 <5> := 步位置信息 M_ST_NA_1 <7> := 32 比特串 M_BO_NA_1 <9> := 测量值，规一化值 M_ME_NA_1 <11> := 测量值，标度化值 M_ME_NB_1 <13> := 测量值，短浮点数 M_ME_NC_1 <15> := 累计量 M_IT_NA_1 <20> := 带状态检出的成组单点信息 M_PS_NA_1 <21> := 不带品质描述的规一化测量值 M_ME_ND_1 <22..29>:= 保留 * <30> := 带时标 CP56Time2a 的单点信息 M_SP_TB_1 * <31> := 带时标 CP56Time2a 的双点信息 M_DP_TB_1 *
<32> := 带时标 CP56Time2a 的步位置信息 M_ST_TB_1 * <33> := 带时标 CP56Time2a 的 32 比特串 M_BO_TB_1 * <34> := 带时标 CP56Time2a 的测量值，规一化值 M_ME_TD_1 * <35> := 带时标 CP56Time2a 的测量值，标度化值 M_ME_TE_1 * <36> := 带时标 CP56Time2a 的测量值，短浮点数 M_ME_TF_1 * <37> := 带时标 CP56Time2a 的累计量 M_IT_TB_1 * <38> := 带时标 CP56Time2a 的继电保护装置事件 M_EP_TD_1 * <39> := 带时标 CP56Time2a 的继电保护装置成组启动事件 M_EP_TE_1 * <40> := 带时标 CP56Time2a 的继电保护装置成组出口信息 M_EP_TF_1 <41..44>:= 保留 * 这些类型在 IEC60870-5-101 补充件 A1 中定义
11. 表 2 在控制方向的过程信息 类型标识 := UI8[1..8]<45..69> CON <45> := 单命令 C_SC_NA_1 CON
<46> := 双命令 C_DC_NA_1 CON <47> := 升降命令 C_RC_NA_1 CON <48> := 设点命令，规一化值 C_SE_NA_1 CON <49> := 设点命令，标度化值 C_SE_NB_1 CON <50> := 设点命令，短浮点数 C_SE_NC_1 CON <51> := 32 比特串 C_BO_NA_1 <52..57> := 保留 在控制方向的过程信息，带时标的 ASDU CON <58> := 带时标 CP56Time2a 的单命令 C_SC_NA_1 CON <59> := 带时标 CP56Time2a 的双命令 C_DC_NA_1 CON <60> := 带时标 CP56Time2a 的升降命令 C_RC_NA_1 CON <61> := 带时标 CP56Time2a 的设点命令，规一化值 C_SE_TA_1 CON <62> := 带时标 CP56Time2a 的设点命令，标度化值 C_SE_TB_1 CON <63> := 带时标 CP56Time2a 的设点命令，短浮点数 C_SE_TC_1 CON <64> := 带时标 CP56Time2a 的 32 比特串 C_BO_NA_1 <65..69> := 保留
12. 表 3 在监视方向的系统信息 表 4 在控制方向的系统信息 类型标识 := UI8[1..8]<70..99> <70> :=
初始化结束 M_EI_NA_1 <71..99> := 保留 类型标识 := UI8[1..8]<100..109> CON <100> := 总召唤命令 C_IC_NA_1 CON <101> := 电能脉冲召唤命令 C_CI_NA_1 <102> := 读命令 C_RD_NA_1 CON <103> := 时钟同步命令 C_CS_NA_1 CON <105> := 复位进程命令 C_RP_NA_1 CON <107> := 带时标 CP56Time2a 的测试命令 C_TS_NA_1 <108..109> := 保留
13. 表 5 在控制方向的参数 表 6 文件传输 注 在控制方向上具有 CON 标记的 ASDU ，在监视方向上
可以传送同样的报文内容，只是传送原因会不相同，在监视方向上这些 ASDU 用作肯定或否定确认 . 类型标识 := UI8[1..8]<110..119> CON <110> := 测量值参数，规一化值 P_ME_NA_1 CON <111> := 测量值参数，标度化值 P_ME_NB_1 CON <112> := 测量值参数，短浮点数 P_ME_NC_1 CON <113> := 参数激活 P_AC_NA_1 <114..119> := 保留 类型标识 := UI8[1..8]<120..127> <120> := 文件已准备好 F_FR_NA_1 <121> := 节已准备好 F_SR_NA_1 <122> := 召唤目录，选择文件，召唤文件，召唤节 F_SC_NA_1 <123> := 最后的节，最后的段 F_LS_NA_1 <124> := 确认文件，确认节 F_AF_NA_1 <125> := 段 F_SG_NA_1 <126> := 目录 F_DR_NA_1 <127> := 保留 14. 传送原因
o 7 6 5 0
o P/N ：否定确认（ 1 ） / 肯定确认（ 0 ） o T ：试验（ 1 ） / 未试验（ 0 ） o <0`63>
o 0: 未定义 1: 周期，循环 o 2 ：背景扫描 3 ：突发，自发 o 4 ：初始化 5: 请求 o 6 ：激活 7 ：激活确认
o 8 ：停止激活 9 ：停止激活确认 o 10 ：激活终止 20 ：响应总召唤
T P/N 原因
15. 规约结构（ 5 ） - I 格式 Ｍ－＞Ｒ : 680E 000000 00 64 01060001 0000000014 I （ 总召唤 ） APCI
Ｒ－＞Ｍ : 680E 000002 00 64 01070001 0000000014 I （ 总召唤确认）本端接收序号等于对端发送序
号＋１ Ｒ－＞Ｍ： 6885 020002 00 01 F8140001 000100000001 0101 01000101 01000101 000101010001010101010001010101000100 0100 I （ 响应总召唤，全遥信 ） APCI 本端发送１次Ｉ格式报文，本端发送序号＋１
16. 规约结构 ( 6 ) S 格式 编号的监视功能类型（ S 格式）的控制域 控制域第一个八位位组的第一位比特 =
1, 第二位比特 = 0, 定义了 S 格式 17. 规约结构 ( 7 ) S 格式
o R->M (SOE) : 681F 100002 00 1E 01030001 007900000110 0124 13d20a02 o I （主动上报 SOE ）发送序号为 10 ，接收序号为 ２ ． o M->R: 6804 010012 00 o S （确认主动上报 SOE ） o APCI 01 0012 00
o 01 S 格式 确认序号为 12 o 本端发送序号不变
o 正常情况下对端报文中的 发送序号＋１ ＝本端本次报文中的 接收序号
18. 规约结构 ( ８ ) Ｕ格式 未编号的控制功能类型（Ｕ格式）的控制域 控制域第一个八位位组的第一位
比特 = 1 并且第二位比特 =1 定义了 U 格式 19. 规约结构 ( ９ ) Ｕ格式
o Ｍ－＞Ｒ : 6804 07 0000 00 U STARTDT 激活（生效） o Ｒ－＞Ｍ : 6804 0B 0000 00 U STARTDT 确认 o 本端发送Ｕ格式，本端发送序号保持不变
20. 通讯特点（１）防止报文丢失和报文重复传送 I （ a, b) a= 发送序号 b= 接收序号 21. 通讯特点（２）防止报文丢失和报文重复传送 S ( b ) b= 接收序号 22. 通讯特点（３）防止报文丢失和报文重复传送 23. 通讯特点（４）防止报文丢失和报文重复传送 24. 通讯特点（５）防止报文丢失和报文重复传送 25. 通讯特点（６）防止报文丢失和报文重复传送
26. 通讯特点（ 7 ）防止报文丢失和报文重复传送 开始数据传送过程 27. 通讯特点（８）和连接有关的 4 个超时时间 t0,t1,t2,t3
o t0 ： TCP 连接建立的超时时间，即 RTU （服务器）端进入等待连接的状态后，若超过此时间，
主站（客户）端还没有 Connect() 过来就主动退出等待连接的状态；规约推荐的缺省值为 30 秒。
o t1 ： RTU （服务器）端启动 U 格式测试过程后等待 U 格式测试应答的超时时间，若超过此时间
还没有收到主站（客户）端的 U 格式测试应答，就主动关闭 TCP 连接；规约推荐的缺省值为 15 秒。
o t2 ： RTU （服务器）端以突发的传送原因向主站（客户）端上送了变化信息或以激活结束的传送
原因向主站（客户）端上送了总召唤 / 电度召唤结束后，等待主站（客户）端回 S 格式的超时时间，若超过此时间还没有收到，就主动关闭 TCP 连接；规约推荐的缺省值为 10 秒。
o t3 ： 当 RTU （服务器）端和主站（客户）端之间没有实际的数据交换时，任何一端启动 U 格式
测试过程的最大间隔时间；规约推荐的缺省值为 20 秒。
28. 通讯特点（９）端口号
o 每一个 TCP 地址由一个 IP 地址和一个端口号组成。 每个连接到 TCP-LAN 上的设备都有自己
特定的 IP 地址，而为整个系统定义的端口号却是一样的。（见 RFC1700 ）。本标准要求，端口号 2404 由 IANA （互联网数字分配授权）定义和确认。
29. 通讯特点（ 10 ）未被确认的 I 格 APDU 最大数目 k 和最迟确认数目 w