1、欢迎各位参加 IEC系列协议研讨会,IEC60870-5-101 IEC60870-5-104,DL/T 634.5101-2002 DL/T 634.5104-2002,自我介绍,王首顶国电南瑞科技股份有限公司NARI Technology Development Lt. Co.高级工程师IEC TC57 WG03 Member E-mail:topwangnari-Tel: 025-3429900-2843,IEC系列协议介绍内容(一),介绍的目的-技术推广和技术应用的责任和义务 概要介绍IEC系列协议家族 IEC101协议的基本规则 IEC101协议的功能码(Function Code)
2、定义 报文类型标识(Type Identification) 可变结构限定词(Variable structure qualifier) 传送原因(Cause) 应用服务单元公共地址(Common Address),IEC系列协议介绍内容(二),信息体地址(Information Object Address) 信息元素(Information Elements) IEC101协议的典型报文 IEC101协议的传输机制及流程 IEC104协议的应用模型及基本定义 IEC104协议的基本报文格式 IEC104协议的传输机制及流程 IEC104协议的特殊报文 答疑,概要介绍IEC系列协议(一),什
3、么是IEC101,它能解决那些问题远动设备及系统传输规约第101篇-基本远动任务 问答方式(Polling)上行信息:遥测,遥信,遥脉,终端设备状态下行信息:遥控,设点,对时信息量大(3 byte地址),传输机制成熟。 IEC101与DL634的关系IEC101是国际标准。DL634是中国电力行业标准,而且是从IEC101翻译过来的又增加具有中国特色的补充规定,但扩充往往又会带来新的矛盾。,概要介绍IEC系列协议(二),推广使用国际标准的意义加入WTO,社会分工国际化;DL451已被窜改得不成样子且不能适应需要;国际上有专门队伍去发展它;保护用户投资;减少维护工作量后续协议兼容,概要介绍IEC
4、系列协议(三),IEC家族相关标准,IEC101协议的基本规则,选用模型增强性能结构应用层 第七层 传输应用数据链路层 第二层 传输帧格式物理层 第一层 通讯方式,IEC101协议的基本规则,通讯方式异步;串口;偶校验,点对点,多点对点,多点共线,IEC101协议的基本规则,IEC101的帧格式(FT1.2)单个字符固定帧长报文 (5 Byte)可变帧长报文 (9-261 Byte),IEC101的帧格式(一),单个字符 E5用途:用于一般确认;什么事情都没发生;仅用于对应用报文的回答;不能用于对链路报文的回答;优点:简单;明了;效率高,IEC101的帧格式(二),固定帧长报文10H控制域链路
5、地址帧校验和16H D7 D6 D5 D4 D3-D0帧计数位 帧计数有效启动标志 请求访问 数据流控制 功能码,FCB,IEC101的帧格式(三),可变帧长68H Length Length68H 控制域 链路地址 应用服务数据单元 帧校验和16H,应用服务数据单元(ASDU)类型标识 可变结构限定词传送原因 服务单元公共地址信息体地址信息体元素信息体时标。,固定报文头,Length Byte,固定报文尾,数据单元标识,信息体1,信息体n,IEC101协议的功能码 (Function Code),启动方向功能及服务 从动方向功能及服务 0/2复位/测试远方链路 0/1确认/否定确认 1 复位
6、用户进程 0/1确认/否定确认 3 发送/确认用户数据 0/1确认/否定确认 4 发送/无回答用户数据 0/1确认/否定确认8防问请求 11响应请求:链路状态 9请求/响应:请求链路状态 11响应请求:链路状态 10请求/响应:请求一级数据 8/9响应请求/无请求数据 11请求/响应:请求二级数据 8/9响应请求/无请求数据,报文类型标识(一) (Type Identification),1不带时标的单点信息 M-SP-NA-1 2 带时标的单点信息 M-SP-TA-1 3不带时标的双点信息 M-DP-NA-1 4 带时标的双点信息 M-DP-TA-1 5不带时标的步位置信息 M-ST-NA-
7、1 6 带时标的步位置信息 M-ST-TA-1 732位比特串 M-BO-NA-1 8带时标的32位比特串 M-BO-TA-1 9归一化测量值 M-ME-NA-1 10带时标的归一化测量值 M-ME-TA-1 11标度化测量值 M-ME-NB-1 12带时标的标度化测量值 M-ME-TB-1,报文类型标识(二) (Type Identification),13不带时标的短浮点测量值 M-ME-NC-1 14 带时标的短浮点测量值 M-ME-TC-1 15不带时标的累计量 M-IT-NA-1 16 带时标的累计量 M-IT-TA-1 17带时标的继电保护设备事件 M-EP-TA-1 18带时标的
8、继电保护设备成组启动事件 M-EP-TB-1 19带时标的继电保护设备成组输出信息 M-EP-TC-1 20带变位检出的成组单点信息 M-PS-NA-1 21不带品质描述的归一化测量值 M-ME-ND-1 30带CP56时标的单点信息 M-SP-TB-1 31带CP56时标的双点信息 M-DP-TB-1 32带CP56时标的步位置信息 M-ST-TB-1,报文类型标识(三) (Type Identification),33带CP56时标的32比特串 M-BO-TB-1 34带CP56时标的归一化测量值 M-ME-TD-1 35带CP56时标的标度化测量值 M-ME-TE-1 36带CP56时标
9、的短浮点测量值 M-ME-TF-1 37带CP56时标的累计量 M-IT-TB-1 38带CP56时标的继电保护设备事件 M-EP-TD-1 39带CP56时标的继电保护设备成组启动事件 M-EP-TE-1 40带CP56时标的继电保护设备成组输出信息 M-EP-TF-1 70站端初始化结束 M-EI-NA-1,以上都是RTU向主站上送的报文类型,报文类型标识(四) (Type Identification),控制命令45单点命令 C-SC-NA-1 46双点命令 C-DC-NA-1 47步调节命令 C-RC-NA-1 48归一化设定值命令 C-SE-NA-1 49标度化设定值命令 C-SE-
10、NB-1 50短浮点设定值命令 C-SE-NC-1 5132比特串命令 C-BO-NA-1 RTU须逐条对命令确认,报文类型标识(五) (Type Identification),系统命令 100站(总)召唤命令 C-IC-NA-1 101计数量召唤命令 C-CI-NA-1 102读命令 C-RD-NA-1 103时钟同步命令 C-CS-NA-1 104测试命令 C-TS-NA-1 105复位进程命令 C-RP-NA-1 106延时获得命令 C-CD-NA-1RTU须逐条回答,报文类型标识(六) (Type Identification),参数命令 110归一化测量值参数 P-ME-NA-1
11、111标度化测量值参数 P-ME-NB-1 112短浮点测量值参数 P-ME-NC-1 113参数激活 P-AC-NA-1文件传输 120文件准备就绪 F-FR-NA-1 121节准备就绪 F-SR-NA-1 122召唤/选择目录、文件 F-SC-NA-1 123最后的节、段 F-LS-NA-1 124认可文件、节 F-AF-NA-1 125段 F-SG-NA-1 126目录 F-DR-NA-1,可变结构限定词 (Variable structure qualifier),一个字节内容 D7 D6 D0,SQ=0:离散的信息报告 SQ=1:顺序的信息报告 信息对象数目的个数是0-127; 一包
12、报文中所含的信息(YC、YX 等)的数目,传送原因 (Cause),传送原因可以是一个或二个字节D7 D6 D5 D0 T-TESTT P/N 原因 P/N-启动应用源发地址 根据需要可以选择带或不带源发地址 T 0 未试验 1 试验 P/N 0 肯定确认 1 否定确认,传送原因 (Cause),1周期、循环 2背景扫描 3突发 4初始化 5请求/被请求 6激活 7激活确认 8停止激活 9停止激活确认 10激活终止 11远方命令引起的返送信息 12当地命令引起的返送信息 13文件传输,20响应站召唤 21响应第一组召唤 22响应第二组召唤。 36响应第十六组召唤 37响应累计量站召唤 38响应
13、第一组累计量召唤 41响应第四组累计量召唤 44未知的类型标识 45未知的传送原因 46未知的应用服务数据单元公共地址 47未知的信息对象地址,应用服务单元公共地址 (Common Address),1 Byte内容 针对拥有公共链路的主站与通信单元之间 只需维护一条链路而节约通信时间从而提高效率,主站,子站,子,子,信息体地址 (Information Object Address),1个、2个 或3个Byte,按需选用 分别能表示255个、65535个、16777215个信息量 每个信息都有一个确定的地址,不重叠 先低后高存放,IEC101协议的典型报文(一),链路报文(固定帧长)10 6
14、9 01 6A 16 请求链路状态 FCB无意义10 0B 01 0C 16 回答链路完好 FCB无意义10 40 01 41 16 复位远方链路 FCB=010 09 01 0A 16 无召唤数据10 5B 01 5C 16 召唤二类数据10 5A 01 5B 16 召唤一类数据10 29 01 8A 16 有一类数据E5 一般确认,IEC101协议的典型报文(二),总召唤报文 68090968 730164010601000014 F416 遥控命令 68090968 53012D010601010BYK XX16设点命令 680B0B68 730131010601810BxxxxYT X
15、X16 对时命令 680F0F68 5301670106010000TIME XX16TIME 通道测试命令 680A0A68 7201680106010000AA55 XX16 组召唤命令 68090968 730164010601000015 F516(1-16组),S/E QU RES BS1,0 跳 1 合,0,0 执行 1 选择,0 无意 1 短脉冲 2长脉冲 3 持续输出,Year Mon Week Hour Min MS MS,IEC101协议的典型报文(三),总召唤确认 68090968 800164010701000014 XX16回答YX总召 68646468 080101
16、DC140101000000 XX16 回答YC总召 680C0C68 0801158214010107xxxxxxxx XX16 报告YC变化 68101068 0801090203010407xxxxQ0807xxxxQXX16 品质描述Q报告YX变化 680B0B68 080101020301060001080000XX16 YX值,头,控制域,公地址,Type,Num,Cause,F.Add,信息地址,限定词,校验和,尾,IV NT SB BL 0 0 0 OV,溢出,闭所,取代,老值,无效,IV NT SB BL 0 0 0 SPI,0 开 1 合,IEC101协议的典型报文(四),
17、SOE报告 680C0C68 080102010301050001Time XX16 Time 遥控返校 68090968 08012D0107010BYK XX16 遥控结束 68090968 08012D010A010BYK XX16 设点确认 680B0B68 080131010701810BxxxxYT XX16 对时确认 680F0F68 0801670107010000TIME XX16 通道测试确认 680A0A68 0001680187010000AA55 XX16多个设点命令 136不能用,毫秒 毫秒 分,IEC101协议的传输机制及流程,流程,询问链路,链路完好,复位链路,
18、站召换,回答结束,召唤变化,控制命令,测试命令,定时命令,超时处理,IEC101协议的抗报文丢失机制,FCB 的是否翻转暗示接收是否正常 一个新的协议是否能被接受 传输类型多 使用方便、灵活 国家、行业命令 信息量大 大家普遍接受 传输的安全性 出错处理,IEC101的几个关键字,链路 先握手再通信,不握手不通信,通信中断须再握手 确认 报文的来回须对方的认可,认可方式可以是一条报文也可以是一个BIT 原因 传送的信息都必须带上原因,不允许没有理由的传输 地址 每个信息量都有一个唯一的不重复的地址 类型 每种信息的传输都有不同的功能类型,IEC101协议的应用判断标准,一个好的协议还必须由开发
19、、应用、维护整个环节的共同努力 功能比较全 配置要灵活 遵循先链路再信息的原则 能适应不同的应用情况 FCB要能正确翻转 传送原因要明确 实时性要高,IEC104协议的应用模型 及基本定义,基于TCP/IP的SCADA数据传输协议 101的网络传输 应用模型 。基本定义应用层 端口号 2404站端为 Server传输层 控端为 Client网络层 平衡式传输链路层 2Byte站地址物理层 2Byte传送原因3Byte信息地址,IEC104协议的 基本报文格式(一),启动68 应用规约数据单元长度控制域一控制域二控制域三控制域四应用服务数据单元,ASDU,APCI应用规约控制信息,LENGTH,
20、APDU应用规约数据单元,与101的ASDU相同,IEC104协议的 基本报文格式(二),信息传输格式类型(Information transmit format) 简称 I-FORMAT。用于传输含有信息体的报文发送序号L 0发送序号H接收序号L 0接收序号H,IFORMAT,该格式报文传送的是具体的信息内容,也可以说是带数据的传输格式,控制域,IEC104协议的 基本报文格式(三),计数的监视功能类型(Numbered supervisory functions) 简称 S-FORMAT。用于传输对站端确认的报文0 0 10接收序号L 0接收序号H,SFORMAT,控制域,该格式报文传送的
21、没有具体的信息内容,是用来对站端所发信息报文的确认,IEC104协议的 基本报文格式(三),不计数的控制功能类型(Unnumbered control function) 简称 U-FORMAT。用于传输链路控制命令的报文TESTFR STOPDT STARTDT 1 1确认 命令 确认 命令 确认 命令 00 00,U FORMAT,控制功能报文,IEC104协议的 基本报文格式(三),基本报文6804 07000000 启动命令6804 0B000000 启动确认6804 13000000 停止命令6804 23000000 停止确认6804 43000000 测试命令6804 83000
22、000 测试确认,IEC104协议的 传输机制及流程,启动传输 是否启动确认 站召唤 回答全数据 回答结束否 有无定时任务 遥控 遥调 对时 测试 超时处理 接收变化数据 S FORMAT确认,几个技术参数,超时时间 T0 建立连接超时。T030秒 T1 主站在发出U格式命令T1时间后,仍未收到站端的确认。T115 秒。 T2 S格式确认时间。T210 秒 T3 链路上没有任何格式的信息而须发出U格式命令。T3 20 秒。,IEC104协议的信息报文,站召唤 680E00000000 64 01 0600 0100 000000 14Head Type Num Cause F.Add I.Add 回答站召唤 680E00000200 64 01 0700 0100 000000 14,IEC104部分小结,物理层 网络特定参数 链路层 平衡传输 应用层 2Byte ASDU地址,3Byte 信息地址,2Byte 传送原因,ASDU最大长度253 端口号 2404 发送状态变量和接收序号的最大差值k默认12(1-32767) 接收到w个I格式的报文后给出确认,w的默认值为8,国电南瑞科技股份有限公司,二零零三年十月,