IEC60870-5-104规约介绍
IEC608705104通讯规约培训教程
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IEC608705104通讯5-104规约的应用服务数据单元(ASDU)
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3.2 IEC60870-5-104规约的信息体地址
➢信息对象地址 ➢信息对象地址分配事例 ➢信息对象的分组
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1. IEC60870-5-104规约的体系结构
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2. IEC60870-5-104规约的规约结构
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各主要层简介
l 应用层:面向用户的应用程序层数据(用户要求程序所 做的事情)
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信息对象地址
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信息对象地址分配事例
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信息对象的分组
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3.3 IEC60870-5-104规约的数据表示方式
SOE信息的ASDU
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遥测信号的表示方法
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遥测信号的ASDU
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遥脉量的ASDU
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l 运输层:应用程序进程交代下来的任务 l 网络层:为分组交换网上的不同主机提供通信 l 数据连路层:将数据组装成帧(frame) l 物理层:透明的传输比特流
IEC-60870-5-104报文解析
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- IEC-60870-5-104：应用模型是：物理层，链路层，网络层，传输层，应用层物理层保证数据的正确送达，保证如何避免冲突。
（物理层利用如 RS232上利用全双工）链路层负责具体对那个slAvE的通讯，对于成功与否，是否重传由链路层控制（RS485 2线利用禁止链路层确认）应用层负责具体的一些应用，如问全数据还是单点数据还是类数据等（网络利用CSMA/CD等保证避免冲突的发生）--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 基本定义：端口号2404，站端为SErvEr 控端为CliEnt，平衡式传输，2BytE站地址，2BytE传送原因，3BytE信息地址。
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 注：APDU 应用规约数据单元（整个数据）= APCI 应用规约控制信息（固定6个字节）+ ASDU 应用服务数据单元（长度可变）--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- APDU长度（系统-特定参数，指定每个系统APDU的最大长度）APDU的最大长度域为253（缺省）。
IEC-60870-5-104通讯规约的特点及应用
IEC-60870-5-104通讯规约的特点及应用摘要：规约简单的说就是指在电力系统中,发送信息端与接受信息端对所发送数据的报文格式封装与解封装的一套约定。
为了实现规约的标准化,国际电工委员(International Electrotechnical Commission)制定了一系列的远动规约的基本标准,并在此基础上制定了基于TCP/IP协议的IEC 60870-5-104国际标准,用以对地理广域过程的监视和控制。
本文主要说明介绍IEC-60870-5-104规约的基本内容，并以IEC-60870-5-104在变电站和配电网的应用为例，说明了IEC-60870-5-104的作用以及优势。
关键字：104规约；优势；数据传输；FTU；1.IEC-60870-5-104规约的介绍1.1 一般体系结构104规约定义了开放的TCP/IP接口的使用，包含一个由传输IEC 60870-5-101ASDU的远动设备构成的局域网的例子。
包含不同广域网类型(如X.25，帧中继，ISDN，等等)的路由器可通过公共的TCP/IP-局域网接口互联。
图1所示为一个冗余的主站配置与一个非冗余的主站配置。
1.2 规约结构IEC 60870-5-104远动规约使用的参考模型源出于开放式系统互联的ISO-OSI参考模型，但它只采用其中的5层，IEC 60870-5-104规约是将IEC60870-5-101与TCP／IP提供的网络传输功能相结合。
根据相同的定义，不同的ASDU(应用服务数据单元)，包括IEC 60870-5全部配套标准所定义的ASDU，可以与TCP/IP相结合。
IEC 60870-5-104实际上是处于应用层协议。
基于TCP/IP 的应用层协议很多，每一种应用层协议都对应着一个网络端口号，根据其在传输层上使用的是TCP协议(传输控制协议)还是UDP协议(用户数据报文协议)，端口号又分为TCP端口和UDP端口，为了保证可靠地传输远动数据，IEC60870-5-104规定传输层使用的是TCP协议，因此其对应的端口号是TCP端口。
IEC104报文解释
IEC104报⽂解释IEC 60870-5-104 ⽹络传输规约是国际标准规约，主要应⽤于电⼒系统变电站计算机监控系统或RTU 与主站SCADA 系统之间的数据通信。
控制站与被控制站之间的⽹络通信底层采⽤TCP/IP 协议[1]，应⽤层协议采⽤IEC60870-5-104 传输规约[2-3]。
1 应⽤层协议IEC 60870-5-104 传输规约格式与报⽂分析[2-5]1.1 控制功能传输格式控制功能传输帧主要⽤于测试链路、控制启/停数据传输，如表1所⽰。
报⽂内容为：表1 控制功能传输格式启始字APDU 长度控制域1 控制域2 控制域3 控制域400 00 0068 04 STARTDT、STOPDT、TESTFR（1）TRAN：68 04 43 00 00 00，测试链路。
（2）RECV：68 04 83 00 00 00，确认。
（3）TRAN：68 04 13 00 00 00，停⽌数据传送。
（4）RECV：68 04 23 00 00 00，确认。
（5）TRAN：68 04 07 00 00 00，启动数据传输。
（6）RECV：68 04 0B 00 00 00，确认。
TCP/IP 建⽴连接后，控制站发送测试TESTFR指令对已建⽴的连接进⾏测试，并得到被控制站返回的TESTFR 确认；控制站必需发送STARTDT 指令来激活该连接中的⽤户数据传输，被控制站响应这个STARTDT 指令。
被控制站的待发数据只有在STARTDT 被确认后才能发送数据。
1.2 监视功能传输格式监视功能传输格式如表 2 所⽰。
监视功能传输帧主要⽤于数据帧确认，即当主站正确收到1 帧或多帧APDU 后要进⾏确认并返回接收帧的序列号。
表2 监视功能传输格式启始字APDU 长度控制域1 控制域2 控制域3 控制域468 01 01 00 接收序号接收序号1.3 信息传输格式1.3.1 总召唤总召唤报⽂格式及内容分析如下：（1）TRAN：68 0E 00 00 00 00 64 01 06 00 01 00 00 00 00 14，总召唤命令。
IEC60870-5-104规约介绍
IEC60870-5-104规约介绍引言IEC60870-5-104是国际电工委员会(IEC)制定的一项用于远程监控和控制系统之间的通信规约。
该规约定义了一种标准化的通信协议，用于在电力工程等领域中实现远程监控和控制功能。
本文将详细介绍IEC60870-5-104规约的结构和特性。
规约结构IEC60870-5-104规约是基于客户端-服务器模型的，其中包含以下几个主要组成部分：建立连接建立连接是IEC60870-5-104规约中的第一个步骤。
客户端初始化连接请求，然后服务器确认连接并建立双向通信。
建立连接时，可以选择使用不同的传输层协议，如TCP/IP或UDP/IP。
帧结构在IEC60870-5-104规约中，帧是通信的基本单位。
每个帧由标识符、长度和数据组成。
标识符用于标识帧的类型和目的，长度表示数据的长度，数据包含了要传输的信息。
传输功能IEC60870-5-104规约提供了多种传输功能，包括单点信息(Single-Point Information)、双点信息(Double-Point Information)、步长位置信息(Step Position Information)等。
这些功能可以用于远程监控和控制系统中不同类型的数据传输。
传输控制为了确保可靠的数据传输，IEC60870-5-104规约提供了传输控制功能。
这包括对数据帧进行排序、重传以及接收确认等功能。
传输控制功能可以提高通信的可靠性和稳定性。
应用层功能IEC60870-5-104规约还定义了一些应用层功能，用于处理远程监控和控制系统的特定需求。
这些功能包括时钟同步、参数配置、事件记录等。
特性和优势IEC60870-5-104规约具有如下几个特性和优势：高效性IEC60870-5-104规约使用二进制编码格式，可以提供更高的数据传输效率。
相比于其他规约，如IEC60870-5-101规约，它能够更高效地传输数据，减少通信延迟。
远动传输规约之IEC60870-5-104篇
远动传输规约之IEC60870-5-104篇(2009-02-02 10:33:57)转载▼标签：104规约104规约下载1)IEC-60870-5-104的规约结构IEC-60870-5-104远动规约使用的参考模型源出于开放式系统互联的ISO-OSI参考模型，但它只采用其中的5层，其结构如图所示：IEC60870-5-104实际上是将IEC60870-5-101与TCP／IP（Transmission Control Protocol ／Internet Protocol）提供的网络传输功能相组合，使得IEC60870-5-101在TCP／IP内各种网络类型都可使用，在上图的5层参考模型中，IEC60870-5-104实际上处于应用层协议的位置；基于TCP/IP的应用层协议很多，每一种应用层协议都对应着一个网络端口号，根据其在传输层上使用的是TCP协议（传输控制协议）还是UDP协议（用户数据报文协议），端口号又分为TCP端口号和UDP端口号，其中TCP协议是一种面向连接的协议，为用户提供可靠的、全双工的字节流服务，具有确认、流控制、多路复用和同步等功能，适用于数据传输，而UDP协议则是无连接的，每个分组都携带完整的目的地址，各分组在系统中独立地从数据源走到终点，它不保证数据的可靠传输，也不提供重新排列次序或重新请求功能，为了保证可靠地传输远动数据，IEC60870-5-104规定传输层使用的是TCP协议，因此其对应的端口号是TCP端口。
IEC60870-5-104规定本标准使用的端口号为2404，并且此端口号已经得到IANA（互联网地址分配机构，Internet Assigned Numbers Authority）的确认。
对于基于TCP的应用程序来说，存在两种工作模式，即服务器模式和客户机模式。
服务器模式和客户机模式的区别是，在建立TCP连接时，服务器从不主动发起连接请求，它一直处于侦听状态，当侦听到来自客户机的连接请求后，则接受此请求，由此建立一个TCP连接，服务器和客户机就可以通过这个虚拟的通信链路进行数据的收发。
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3.2 IEC60870-5-104规约的信息体地址
➢信息对象地址 ➢信息对象地址分配事例 ➢信息对象的分组
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信息对象地址
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信息对象地址分配事例
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信息对象的分组
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3.3 IEC60870-5-104规约的数据表示方式
➢遥信信号的表示方法 ➢遥信信号的ASDU ➢SOE信息的ASDU ➢遥测信号的表示方法 ➢遥测信号的ASDU ➢遥脉量的ASDU
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6.9 主站召唤遥脉报文帧
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7. 可配置104规约的参数配置说明
30
IEC104规约的遥测系数
有 的 版 本 的 104 规 约 在 参 数 配 置 表 里 还 要 求 输 入 YC 系数，此时遥测系数与规约内部的遥测处理关系如 下： （1）遥测系数标志=0
YC量仍然按11位/12位/15位三种形式进行处理和转发。
20
6.1 IEC60870-5-104规约的通讯建立过程
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6.2 IEC60870-5-104规约的通讯异常处理过程
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6.3 主站通讯控制程序流程
23
6.4 从站通讯控制程序流程
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6.5 总召唤报文帧
25
6.6 主站召唤某一组总召数据报文帧
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6.7 主站给子站对时报文帧
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6.8 遥控过程报文帧
6.1 IEC60870-5-104规约的通讯建立过程 6.2 IEC60870-5-104规约的通讯异常处理过程 6.3 主站通讯控制程序流程 6.4 从站通讯控制程序流程 6.5 总召唤报文帧 6.6 主站召唤某一组总召数据报文帧 6.7 主站给子站对时报文帧 6.8 遥控过程报文帧 6.9 主站召唤遥脉报文帧
IEC60870-5-104规约
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A:总召唤的报文格式：
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B:召唤电量的报文格式：
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C:召唤遥控报文格式：
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例题—4月份技术问答
遥信
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例题—4月份技术问答
遥测
20
续：
21
短浮点数
A短浮点数的报文格式 ：
注：1.类型标识为 0D； 2.传送原因 一个字节； 3.公共地址 一个字节； 4.信息地址 二个字节； 5.S表示符号位，S=1为负， S=0为正； 6.E表示指数的低位，当E=0时； 指数值减126等于小数点的位置 （不太可能为0）； 当E=1时， 指数值减127等于小数点的 位置，同时E作为遥测的高位参 与运算，小数点从高位开始 7.品质说明为0时；IV有效、NT当 前值、SB未被取代、BL未被闭锁、 000OV溢出。
8
常用的类型标识：
9
ห้องสมุดไป่ตู้
可变结构限定词：
1. 低7位表示本ASDU内包 含的信息对象数量，也就 是说，一个ASDU最大能 够包含的信息对象数量是127；最高位SQ表示 信息对象的排列方式 ； 2.SQ=0时，同一个ASDU中的同类信息是离散 排列的； 3.SQ=1时，同一个ASDU中的同类信息是顺序 排列的，只需要指名第一个信息对象地址， 后续地址被隐去，默认前一个地址加1。
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数据采集方式
支持初始化总数据召唤 基于平衡方式，变换数据主动上传 数据突发传送（通过传送原因可以判断） 数据循环上送（通过传送原因可以判断）
35
36
1
IEC60870-5-104
1. 2.
IEC60870-5-104规约的体系结构 IEC60870-5-104规约的规约结构
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ASDU
IEC60870-5-101、IEC60870-5-104规约介绍
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APCI
●启动字符 68H ● APDU的长度域 定义了数据流中的起点。 定义了APDU体的长度，它包括APCI的四个控制域八位位组和ASDU。 第一个被计数的八位位组是控制域的第一个八位位组，最后一个被计数 的八位位组是ASDU的最后一个八位位组。ASDU的最大长度限制在249 以内，因为APDU域的最大长度是253（APDU最大值=255减去启动和长 度八位位组），控制域的长度是4个八位位组。 定义了保护报文不至丢失和重复传送的控制信息，报文传输启动/停止， 以及传输连接的监视等。控制域的计数器机制是根据ITU-T X.25 标准中 推荐的2.3.2.2.1 至2.3.2.2.5来定义的。
IEC60870-5-101、IEC60870-5-104规约介绍
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IEC60870-5-104规约介绍提纲
104规约简介
104通信过程描述
与IEC101的区别和联系 应用中的参数配置 工程实施中遇到的问题
IEC60870-5-101、IEC60870-5-104规约介绍
数 据 单 元 标 识
类型标识
可变结构限定词 传送原因 公共地址 信息体地址 信息体元素 信息体时标
1个字节
1个字节 2个字节 2个字节 3个字节 元素定义 3个或7个字节 ….
信
…..
息
注：IEC60870-5-104规约要 求，传送原因用2个字节，公 共地址用2个字节，信息体地 址用3个字节
体
信息体地址n
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规约格式
传输接口（TCP到用户） 是一个定向流接口，它没有为IEC 60870-5-101中 的ASDU定义任何启动或者停止机制。为了检出ASDU的启动和结束，每个APCI包 括下列的定界元素：一个启动字符，ASDU的规定长度，以及控制域。可以传送一 个完整的APDU（或者，出于控制目的，仅仅是APCI域也是可以被传送的）
发送: 680407000000 发送: 680407000000 接收: 68040B000000 发送(总召): 680E00000000 64 01 06012500 000000 14 接收(总召): 680E00000000 64 01 07002500 000000 14 接收(遥信): 684D02000000 01 C0 14002500 010000 00<0:分> 00<1:分> 01<2:合> 01<3:合> 00<4:分> 00<5:分> 00<6:分> 00<7:分> 00<8:分> 00<9:分> 01<10:合> 00<11:分> 00<12:分> 00<13:分> 00<14: 分> 01<15:合> 01<16:合> 00<17:分> 00<18:分> 00<19:分> 01<20:合> 00<21:分> 00<22:分> 00<23: 分> 00<24:分> 00<25:分> 00<26:分> 00<27:分> 00<28:分> 00<29:分> 00<30:分> 00<31:分> 00<32: 分> 00<33:分> 00<34:分> 00<35:分> 00<36:分> 00<37:分> 00<38:分> 00<39:分> 00<40:分> 00<41: 分> 00<42:分> 00<43:分> 00<44:分> 00<45:分> 00<46:分> 00<47:分> 00<48:分> 00<49:分> 00<50: 分> 00<51:分> 00<52:分> 00<53:分> 00<54:分> 00<55:分> 00<56:分> 00<57:分> 00<58:分> 00<59: 分> 00<60:分> 00<61:分> 00<62:分> 00<63:分> 接收(遥测): 685D04000000 15 A8 14002500 010700 8400<-14592:132> 0000<-14591:0> 0000<14590:0> 0000<-14589:0> 0000<-14588:0> 0000<-14587:0> 0000<-14586:0> 0000<-14585:0> 0000<-14584:0> 0000<-14583:0> 0000<-14582:0> 0000<-14581:0> 0000<-14580:0> 0000<-14579:0> 0000<-14578:0> 0000<-14577:0> 0000<-14576:0> 0000<-14575:0> 0000<-14574:0> 0000<-14573:0> 0000<-14572:0> 0000<-14571:0> 0000<-14570:0> 0000<-14569:0> 0000<-14568:0> 0000<-14567:0> 0000<-14566:0> 0000<-14565:0> 0000<-14564:0> 0000<-14563:0> 0000<-14562:0> 0000<-14561:0> 0000<-14560:0> 0000<-14559:0> 0000<-14558:0> 0000<-14557:0> 0000<-14556:0> 0000<-14555:0> 0000<-14554:0> 0000<-14553:0> 接收(总召): 680E06000000 64 01 0A002500 000000 14 发送: 680401000800
比特 8 7 TESTFR 确认 命令 6 STOPDT 确认 命令 0 0 0 0 5 4 3 2 1 1 1 八位位组 1 八位位组 2 八位位组 3 八位位组 4 STARTDT 确认 命令
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ASDU
应用服务数据单元(ASDU) 数据单元标识＋信息体
第一个八位位组的第一位比特 = 0
第三个八位位组第一位比特 = 0
特别规定
I格式的APDU至少必须包含一个ASDU
比特 8 7 6 5 4 3 2 1 0 八位位组 1 八位位组 2 0 八位位组 3 八位位组 4
发送序列号 N(S) 发送序列号 N(S) 接收序列号 N(R) 接收序列号 N(R)
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规约简介
• 应用环境：
网络通信协议: 1. 专用光纤或数据网。
2. 需要辅助设备。
网络接口、交换机、路由器、光纤收发器、协议转换器。
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规约简介
3个字节
信息体元素n 信息体时标n
元素定义 3个或7个字节
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报文传输安全控制机制
• 防止报文丢失和报文重复传送
发送序列号N(S)和接受序列号N(R) 的使用与ITU-T X.25定义的方法一致 。两个 序列号在每个APDU和每个方向上都应按顺序加一。 发送方增加发送序列号而接受 方增加接收序列号。当接收站按连续正确收到的APDU的数字返回接收序列号时，表 示接收站认可这个APDU或者多个APDU.发送站把一个或几个APDU保存到一个缓冲 区里直到它将自己的发送序列号作为一个接收序列号收回，而这个接收序列号是对 所有数字小于或等于该号的APDU的有效确认，这样就可以删除缓冲区里已正确传送 过的APDU。万一更长的数据传输只在一个方向进行，就得在另一个方向发送S格式 ，在缓冲区溢出或超时前认可APDU。这种方法应该在两个方向上应用。
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APCI
S 格式（Numbered supervisory function）
编号的监视功能格式（Numbered supervisory functions），简称S－格式 S格式控制域标志
第一个八位位组的第一位比特 = 1 并且第二位比特 = 0
在创建一个TCP连接后，发送和接收序列号都被设置成0。
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报文传输安全控制机制
• 测试过程
未使用但已建立的连接会通过发送测试APDU( TESTFR=激活)并得到接收站发回 的TESTFR=确认，在两个方向上进行周期性测试。 发送站和接收站在某个具体时间段内没有数据传输（超时）会启动测试过程。每 一帧的接收 – I帧，S帧或U帧 – 会重新计时t3.。B站要独立地监视连接。 只要它接收 到从A站传来的测试帧，它就不再发送测试帧。