IEC104规约介绍课件

IEC104规约介绍2024/4/17IEC104规约介绍概论必读文件

《中华人民共和国电力行业标准》 idtIEC60870-5-104：2002技术背景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IEC104应用层与IEC101完全相同，是101的网络化访问

IEC104规约介绍重点内容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IEC104规约介绍规约结构（1）-模型应用层（101）表示层会话层传输层(TCP)网络层(IP)链路层物理层ISO参考模型

101的应用层+TCP/IP提供的传输功能socketappIEC104规约介绍规约结构（2）-适用网络局域网（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）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）) 基于TCP/IP的面向连接的网络服务。 IP网络本身的数据完整和安全性机制。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。IEC104规约介绍规约结构（3）-APCI控制信息远动配套标准的APDU定义IEC104规约介绍新概念APCI控制信息

可计数的信息传输功能－I格式 可计数的确认功能－S格式 启动，停止，测试功能－U格式

序列号记数，防止报文丢失，相对于101的FCB

IEC104规约介绍规约结构（4）-I格式信息传输格式类型（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4IEC104规约介绍规约结构（5）-I格式Ｍ－＞Ｒ:680E000000

0064010600010000000014 I（总召唤） APCI

Ｒ－＞Ｍ:680E000002

0064010700010000000014 I（总召唤确认）本端接收序号等于对端发送序号＋１Ｒ－＞Ｍ：6885020002

0001F8140001000100000001010101000101010001010001010100010101010100010101010001000100I（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＋１IEC104规约介绍规约结构(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IEC104规约介绍规约结构(7) S格式R->M(SOE):681F100002

001E010300010079000001100124

13d20a02

I（主动上报SOE）发送序号为10，接收序号为２．M->R:

680401001200

S（确认主动上报SOE） APCI 01

001200

01 S格式

确认序号为12

本端发送序号不变

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IEC104规约介绍规约结构(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

IEC104规约介绍规约结构(９) Ｕ格式Ｍ－＞Ｒ:680407000000 USTARTDT激活（生效）Ｒ－＞Ｍ:68040B000000 USTARTDT确认本端发送Ｕ格式，本端发送序号保持不变IEC104规约介绍通讯特点（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IEC104规约介绍通讯特点（２）防止报文丢失和报文重复传送S(b)b=接收序号IEC104规约介绍通讯特点（３）防止报文丢失和报文重复传送IEC104规约介绍通讯特点（４）防止报文丢失和报文重复传送IEC104规约介绍通讯特点（５）防止报文丢失和报文重复传送IEC104规约介绍通讯特点（６）防止报文丢失和报文重复传送IEC104规约介绍通讯特点（7）防止报文丢失和报文重复传送开始数据传送过程IEC104规约介绍通讯特点（８）和连接有关的4个超时时间t0,t1,t2,t3

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。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。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。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。IEC104规约介绍通讯特点（９）端口号每一个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。IEC104规约介绍通讯特点（10）未被确认的I格APDU

最大数目k和最迟确认数目w

k表示在某一特定的时间内未被DTE确认（即不被承认）的连续编号的I格式APDU的最大数目。每一I格式帧都按顺序编好号，从0到模数n-1，这里的“模数”是指序列号对参数n的模数。以n为模的操作中k值永远不会超过n-1。(见ITU-TX.25推荐的2.3.2.2.1和2.4.8.6)。当未确认I格式APDU达到k个时，发送方停止传送。接收方收到w个I格式APDU后确认。k值的最大范围：1到32767（2的十五次方-1）APDU，精确到一个APDU.w值的最大范围：1到32767APDU，精确到一个APDU。(推荐：w不应超过三分之二的k)。。规约推荐：k值为12，w值为8IEC104规约介绍规约特点（11）和IEC60870-5-101

的比较采用IEC60870-5-101的平衡传输模式，通过TCP/IP协议传输远动信息；应用层和101完全相同，是101的网络化访问。保留1个启动字符，1个帧长L；删除第2个启动字符，第2个帧长L，链路控制域（Ｃ），链路地址域（Ａ），校验和结束字符；增加传输层所需要的4个控制字节，可以实现启动（建立关联），停止（结束关联），测试等控制功能（U格式），可计数的监视功能（S格式）和可计数的信息传输功能（I格式）。由于网络传输延时不确定和网络可能发生暂时性故障，采用从毫秒到年的7个字节时标。在应用功能方面，除了IEC101的召唤1级用户数据，召唤2级用户数据功能（链路层功能）不能使用外，其他应用功能全部保留。

IEC104规约介绍工程实现要点（１）主站和RTU之间使用IEC60870-5-104规约进行通信时采用网络传输层的可靠传输协议TCP；主站（控制侧）为TCP客户端，RTU（被控制端）为TCP服务器端，即主站主动进行TCP连接，而RTU被动响应TCP连接；双方都使用固定的TCP端口号2404，该端口号已被IANA（InternetAssignedNumberAuthority）所确认。服务器端和客户端都需要知道对方的IP地址，作为连接判断的依据。IEC60870-5-104规约中传送原因占有2个字节，前低后高，低字节和IEC60870-5-101中的完全相同，高字节固定为0。IEC60870-5-104规约中公共地址占用2个字节，前低后高，而在IEC60870-5-101中公共地址只占用1个字节。IEC60870-5-104规约中信息体地址占用3个字节，前低后高，而在国标101中信息体地址只占用2个地址。IEC104规约介绍工程实现要点（２）国标104和国标101一样，对各类量的信息体地址范围做了划定，具体而言遥信为4096点（信息体地址为1H-1000H），遥测为4096点（信息体地址为4001H-5000H），电度为512点（信息体地址为6401H-6600），遥控为512点（信息体地址为6001H-6200H），当要传送的信息量很大时，需要使用多个虚拟RTU。而IEC60870-5-104规约中由于采用了3个字节的信息体地址且没有划定各类量的信息体地址范围，所以1个RTU的容量就很大，在具体工程中再临时确定各类量的起始信息体地址和数量。主站（客户）端和RTU（服务器）端采用标准的TCP/IP客户-服务器模式建立TCP连接，即主站（客户）端按照Socket()->Connect()的顺序进行，RTU（服务器）端按Socket()->Bind()->Listen()->Accept()的顺序进行。IEC104规约介绍工程实现要点（３）对时过程的源码主站（客户）端下发：6814（APDU长度）控制字节1控制字节2控制字节3控制字节467（ASDU）1（信息体个数）0600（传送原因）公共地址低公共地址高000000（信息体地址）毫秒低毫秒高分钟小时日期月份年份 RTU（服务器）端应答：和主站（客户）端下发基本相同，仅把传送原因改为07Ｍ－＞Ｒ:681402000800670106000100000000

010510090a0302Ｒ－＞Ｍ:681408000400670107000100000000

010510090a03020x501= 1秒281毫秒 0x10=16分 0x09=9时0x0a= 10日 0x03=3月 0x02= 2002年 IEC104规约介绍工程实现要点（４）总召唤过程的源码 主站（客户）端下发：680e（APDU长度）控制字节1控制字节2控制字节3控制字节464（ASDU）1（信息体个数）0600（传送原因）公共地址低公共地址高000000（信息体地址）14Ｍ－＞Ｒ:680E000000006401060001

0000000014 I（总召唤） RTU（服务器）端应答(很明显窗口尺寸>1)：Ｒ－＞Ｍ:680E0000020064010700010000000014 I（总召唤确认）IEC104规约介绍工程实现要点（５）上送全遥信（可能多帧）：68APDU长度控制字节1控制字节2控制字节3控制字节401（ASDU）信息体个数（bit7=1，表示连续信息体地址）1400（传送原因）公共地址低公共地址高3字节的第1点遥信信息体地址第1点遥信的品质描述和值…（单点信息）

Ｒ－＞Ｍ:68850200020001F81400010001000000010101010001010001010100010101010100010101010001000100010101010001010100010101010101010101000000000000000101000101010101000101010101000101010101010101 0101010100010101010100000001010101010001010101010101010000000001010101010100010100010101 Ｉ格式（响应总召唤，全遥信）

SIQ:=CP8{SPI,RES,BL,SB,NT,IV}0x8F:120 SPI:开 IV：有效IEC104规约介绍工程实现要点（６）上送全遥测（可能多帧）：68APDU长度控制字节1控制字节2控制字节3控制字节415（ASDU，不带品质码的规一化值）信息体个数（bit7=1，表示连续信息体地址）1400（传送原因）公共地址低公共地址高3字节的第1点遥测信息体地址第1点遥测的2字节不带品质描述的规一化值…… Ｒ－＞Ｍ:68850600020015BC1400010001070062046204 6204640464040000000099FFA405A70000000000AB37130A 00000000680168013D006801FFFF0000DA1CDE0100000000 69006900000067006700FFFFA11BA903000000000A000A00 B6050000FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF5904FFFF 5C04570457045704000000000000000000000000I（响应总召唤，全遥测） 0xBC:60

NVA：=F16]1..16]<-1..+1-2-15> 没有定义测量值的分辩率，如果测量值的分辩率比LSB的最小单位粗，则这些LSB位设置为零。IEC104规约介绍工程实现要点（７）总召唤结束：680e（APDU长度）控制字节1控制字节2控制字节3控制字节464（ASDU）1（信息体个数）0a00（传送原因）公共地址低公共地址高

000000（信息体地址）14 Ｒ－＞Ｍ:680E0E00020064010A0001

0000000014 I（响应总召唤结束）IEC104规约介绍工程实现要点（８）单点遥控选择过程主站（客户）端下发：680e（APDU长度）控制字节1控制字节2控制字节3控制字节42d（ASDU）1（信息体个数）0600（传送原因）公共地址低公共地址高被控点的3字节信息体地址1字节的遥控性质 其中遥控性质字节的各位含义：bit7=1，选择；=0,执行 bit1bit0=01,合闸；=00,分闸（单遥） =02,合闸；=01,分闸（双遥） bit65432=1，短脉冲；=2，长脉冲；=3，持续；

Ｍ－＞Ｒ:680e04000a002d010600010001600084 0x84:选择、分闸、短脉冲RTU（服务器）端进行单点遥控选择应答：和主站（客户）端下发基本相同，若是确认，把传送原因改为07；若是否认，把传送原因改为47（传送原因低字节的bit6=1表示否定确认）Ｒ－＞Ｍ:680e0a0006002d010700010001600084 0x84:选择、分闸、短脉冲IEC104规约介绍工程实现要点（９）主站（客户）端下发单点遥控执行：和选择报文基本相同，仅遥控性质字节的bit7=0

Ｍ－＞Ｒ:680e06000c002d010600010001600004 0x04:执行、分闸、短脉冲RTU（服务器）端进行单点遥控执行应答：和主站（客户）端下发基本相同，若是确认，把传送原因改为07；若是否认，把传送原因改为47Ｒ－＞Ｍ:680e0c0008002d010700010001600004 0x04:执行、分闸、短脉