IEC101-&-IEC104规约知识详解

1、2021/3/271欢迎各位参加欢迎各位参加IECIEC系列协议研讨会系列协议研讨会2021/3/272IEC60870-5-101IEC60870-5-104DL/T 634.5101-2002DL/T 634.5104-20022021/3/273自我介绍自我介绍 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 IEC TC57 WG03 Member E-mail:topwangnari- Tel28432021/3/274IECIEC系列协议介绍内容

2、（一）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)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)2021/3/275IECIEC系列协议介绍内容（二）系列协议介绍内容（二） 信息体地址(Information Object Address) 信息元素(Information Elements) I

3、EC101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2021/3/276概要介绍IEC系列协议（一）什么是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

4、特色的补充规定,但扩充往往又会带来新的矛盾。 2021/3/277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2021/3/278概要介绍IEC系列协议（三）101/104基本任务102电量103保护IEC60870-5 IEC家族相关标准2021/3/279IEC101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2021/3/2710IEC101协议的基本规则通讯方式异步;串口;

5、偶校验点对点多点对点多点共线2021/3/2711IEC101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）2021/3/2712IEC101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2021/3/2713IEC101的帧格式（二）固定帧长报文 10H控制域链路地址帧校验和 16HD7D6 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FCB2021/3/2714IEC101的帧格式（三）

6、可变帧长 68HLengthLength68H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n2021/3/2715IEC101IEC101协议的功能码协议的功能码( (Function Code)Function Code)启动方向功能及服务启动方向功能及服务 从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

7、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2021/3/2716报文类型标识（一）(Type Identification)1不带时标的单点信息M-SP-NA-12 带时标的单点信息M-SP-TA-13不带时标的双点信息M-DP-NA-14 带时标的双点信息M-DP-TA-15不带时标的步位置信息M-ST-NA-16 带时标的步位置信息M-ST-TA-1732位比特串M-BO-NA-18带时标的32位

8、比特串M-BO-TA-19归一化测量值M-ME-NA-110带时标的归一化测量值M-ME-TA-111标度化测量值M-ME-NB-112带时标的标度化测量值M-ME-TB-12021/3/2717报文类型标识（二）(Type Identification)13不带时标的短浮点测量值M-ME-NC-114 带时标的短浮点测量值M-ME-TC-115不带时标的累计量M-IT-NA-116 带时标的累计量M-IT-TA-117带时标的继电保护设备事件M-EP-TA-118带时标的继电保护设备成组启动事件M-EP-TB-119带时标的继电保护设备成组输出信息M-EP-TC-120带变位检出的成组单点信

9、息M-PS-NA-121不带品质描述的归一化测量值M-ME-ND-130带CP56时标的单点信息 M-SP-TB-131带CP56时标的双点信息 M-DP-TB-132带CP56时标的步位置信息M-ST-TB-12021/3/2718报文类型标识（三）(Type Identification)33带CP56时标的32比特串 M-BO-TB-134带CP56时标的归一化测量值 M-ME-TD-135带CP56时标的标度化测量值M-ME-TE-136带CP56时标的短浮点测量值M-ME-TF-137带CP56时标的累计量M-IT-TB-138带CP56时标的继电保护设备事件M-EP-TD-139带

10、CP56时标的继电保护设备成组启动事件M-EP-TE-140带CP56时标的继电保护设备成组输出信息M-EP-TF-170站端初始化结束M-EI-NA-1以上都是以上都是RTURTU向主站上送的报文类型向主站上送的报文类型2021/3/2719报文类型标识（四）(Type Identification)控制命令45单点命令 C-SC-NA-146双点命令 C-DC-NA-147步调节命令C-RC-NA-148归一化设定值命令C-SE-NA-149标度化设定值命令C-SE-NB-150短浮点设定值命令C-SE-NC-15132比特串命令C-BO-NA-1RTURTU须逐条对命令确认须逐条对命令确

11、认2021/3/2720报文类型标识（五）(Type Identification)系统命令100站（总）召唤命令C-IC-NA-1101计数量召唤命令C-CI-NA-1102读命令C-RD-NA-1103时钟同步命令C-CS-NA-1104测试命令C-TS-NA-1105复位进程命令C-RP-NA-1106延时获得命令C-CD-NA-1RTU须逐条回答2021/3/2721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-1111标度化测量值参数P-ME-NB-1112短浮点测量值参数P-ME-NC-1113参数激活P-AC-NA-1文

12、件传输120文件准备就绪 F-FR-NA-1121节准备就绪 F-SR-NA-1122召唤/选择目录、文件 F-SC-NA-1123最后的节、段 F-LS-NA-1124认可文件、节 F-AF-NA-1125段 F-SG-NA-1126目录 F-DR-NA-12021/3/2722可变结构限定词(Variable structure qualifier)一个字节内容 D7 D6 D0 SQ 信息对象数目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;一包报文中所含的信息（YC、YX等）的数目2021/3/2723传送原因(Cause)传送原因可以是一个或二个字节

13、 D7 D6 D5D0 T-TESTT P/N原因 P/N-启动应用启动应用源发地址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2021/3/2724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

14、址47未知的信息对象地址2021/3/2725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2021/3/2726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2021/3/2727IEC101协议的典型报文（一） 链路报文（固定帧长）10 69 01 610 69 01 6A 16A 16请求链路状态请求链路状

15、态 FCBFCB无意义无意义10 010 0B 01 0C 16B 01 0C 16回答链路完好回答链路完好 FCBFCB无意义无意义10 40 01 41 1610 40 01 41 16复位远方链路复位远方链路 FCB=0FCB=010 09 01 010 09 01 0A 16A 16无召唤数据无召唤数据10 510 5B 01 5C 16B 01 5C 16召唤二类数据召唤二类数据10 510 5A 01 5B 16A 01 5B 16召唤一类数据召唤一类数据10 29 01 8A 1610 29 01 8A 16有一类数据有一类数据E5E5一般确认一般确认2021/3/2728IEC

16、101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 XX16对时命令 680F0F68 5301670106010000TIME XX16 TIME通道测试命令 680A0A68 7201680106010000AA55 XX16组召唤命令 68090968 730164010601000015 F516（1-16组）S/E QU RES BS10 跳1 合00 执行1 选择0 无意 1 短脉冲2长

17、脉冲3 持续输出Year Mon Week Hour Min MS MS2021/3/2729IEC101协议的典型报文（三）总召唤确认 68090968 800164010701000014 XX16回答YX总召 68646468 080101DC140101000000. 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 080101020301060001080000XX16YX值头控制域公地址Typ

18、eNumCauseF.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 SPI0 开1 合2021/3/2730IEC101协议的典型报文（四）SOE报告680C0C68 08010202010301050001Time XX16TimeTime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 0801670107010000TIM

19、E 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2021/3/2731IEC101协议的传输机制及流程流程询问链路链路完好复位链路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2021/3/2732IEC101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2021/3/2733IEC101的几个关键字链路链路先握手再通信,不握手不通信,通信中断须再握手确认确认报文的来回须对方的认

20、可,认可方式可以是一条报文也可以是一个BIT原因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地址每个信息量都有一个唯一的不重复的地址类型类型每种信息的传输都有不同的功能类型2021/3/2734IEC101协议的应用判断标准 一个好的协议还必须由开发、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2021/3/2735IEC104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

21、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2021/3/2736IEC104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ASDUAPCI 应用规约控制信息 LENGTHAPDU 应用规约数据单元与101的ASDU相同2021/3/2737IEC104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2021/3/2738IEC104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 00 10接收序号L 0接收序号HSFORMAT控制域该格式报文传送的没有具体的信息内容,是用来对站端所发信息报文的确认2021/3/2739IEC104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