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1、,IEC 60870-5-104:2000 DL/T 634.51042002,积成电子股份有限公司 电网自动化事业部 臧少玉,概述 规约结构 通信过程 传输规则 遥测遥信典型报文示例 常见问题及认识误区,索 引,关于标准 IEC 60870-5-104:2000 DL/T 634.51042002 后者等同采用前者。104是101规约的网络访问，采用平衡模式，是目前最常用的网络规约之一 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，实现远动设备的互操作性 采用的协议 基于TCP/IP的面向连接的网络服务，端口号定义为2404,概 述,关于服务端与客户端 典
2、型的104应用中，调度主站为客户端（控制站），厂站为服务端（被控站） 关于ASDU结构及规约中用到的其它术语 限于篇幅，术语请参考本人的101规约课件 本文档中的约定 Rx: 接收； Tx: 发送 接收与发送均是以调度主站的角色看到的报文 有的为非连续报文，无的是连续报文,概 述,概 述,在实际工程使用中，遥信信息对象的地址范围大都设为1H4000H，以满足变电站较多保护信号的需要，这样遥信容量扩充为16384个。,信息对象地址及规约容量,控制站（主站，客户端） 被控站（厂站，服务端） 控制方向（由控制站到被控站的传输方向） 监视方向（由被控站到控制站的传输方向） 信息对象 类型标识（TI=T
3、ype Identification) 可变结构限定词（VSQ=Variable Structure Qualifier） 传送原因（COT=Cause Of Transmission) 应用服务数据单元（ASDU) 品质描述词（QDS) 时标（短时标CP24Time2a和长时标CP56Time2a）,概 述,术语定义,概述 规约结构 通信过程 传输规则 遥测遥信典型报文示例 常见问题及认识误区,索 引,ASDU,APCI,APDU,APDU长度,规约结构,规约结构,数据单元标识,信息对象,应用服务数据单元（ASDU）,数据单元类型,2个字节,应用服务数据单元（ASDU)的结构,2个字节,3个
4、字节,保留一个字节的启动字符68H和一个帧长L，删除第二个启动字符和第二个帧长L 增加传输层所需要的4个控制字节，因此最短的帧含6个字节 没有校验和结束字符,规约结构,与101规约相比帧结构的变化,I格式 用于编号的信息传输，APDU包括APCI和ASDU S格式 用于编号的监视功能，APDU只包括APCI U格式 用于未编号的控制功能，APDU只包括APCI,规约结构,3种帧类型,控制域第一个八位位组的第一位比特=0定义了I格式 8 7 6 5 4 3 2 1 I格式的控制域定义了发送序列号和接收序列号，用于防止报文丢失和重复传送,规约结构,I格式,发送方发送信息时增加发送序号；接收方确认对
5、方的发送序号时增加接收序号 在双向传输I帧的情况下，同时可确认对方的发送数据帧 发送方每发送一个I格式报文，其发送序号应加1，接收方每接收到一个与其接收序号相等的I格式报文后，其接收序号也应加1 每次重新建立TCP连接后，主站和子站的发送和接收序号都清零,规约结构,I格式,Rx: 68 FA 00 00 00 00 0D 1E 03 00 /变化遥测 Rx: 68 FA 02 00 00 00 0D 1E 03 00 /变化遥测 Rx: 68 FA 04 00 00 00 0D 1E 03 00 /变化遥测 Tx: 68 0E 00 00 06 00 64 01 06 00 /总召唤激活 Rx
6、: 68 0E 06 00 02 00 64 01 07 00 /总召唤确认 Rx: 68 8C 08 00 02 00 01 FF 14 00 /响应总召唤遥信 Rx: 68 8C 0A 00 02 00 01 FF 14 00 /响应总召唤遥信 注意了解上述各帧中发送和接收序号的变化,规约结构,I格式,控制域第一个八位位组的第一位比特=1并且第二位比特=0 定义了S 格式 8 7 6 5 4 3 2 1 在本身没有I帧发送的情况下，用于确认接收到的I帧,规约结构,S格式,Rx: 68 8C 0A 00 02 00 01 FF 14 00 Tx: 68 04 01 00 0C 00 Rx:
7、68 FD 1A 00 02 00 0D B0 14 00 Rx: 68 FD 1C 00 02 00 0D B0 14 00 Rx: 68 FD 1E 00 02 00 0D B0 14 00 Tx: 68 04 01 00 20 00 Rx: 68 FD 20 00 02 00 0D B0 14 00 ,规约结构,S格式,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 8 7 6 5 4 3 2 1 START:启动命令；STOP:停止命令；TEST:测试命令。在同一时刻，STARTDT、STOPDT或TESTFR中只有一个功能是激活的,规约结构,U格式,启动命令 启
8、动生效：68 04 07 00 00 00 启动确认：68 04 0B 00 00 00 终止命令 终止生效：68 04 13 00 00 00 终止确认：68 04 23 00 00 00 测试命令 测试生效：68 04 43 00 00 00 测试确认：68 04 83 00 00 00,规约结构,U格式,规约结构,ASDU中的几个变量在101与104中的不同,概述 规约结构 通信过程 传输规则 遥测遥信典型报文示例 常见问题及认识误区,索 引,（TCP连接建立） 启动生效/确认 总召唤 时钟同步 变化数据上送 测试过程 遥控过程,通信过程,通信过程,TCP连接是104规约通信的前提，而不
9、是104本身的内容，因此前置看不到发出的报文 TCP连接成功表明： 物理网络已经畅通 socket连接已经建立 不能建立连接的测试手段 ping 192.168.1.100 netstat -an telnet 192.168.1.100 2404 Windows中的超级终端选择socket方式 TCP连接建立后，发送序号和接收序号均清零,通信过程,（TCP连接建立）,控制站发出启动生效命令，被控站启动确认 Tx: 68 04 07 00 00 00 /启动生效 Rx: 68 04 0B 00 00 00 /启动确认 之后控制站可以进行总召唤,通信过程,启动生效/确认,总召唤命令是控制站向被控
10、站发出的要求传输用户数据的命令，用来获取全部数据（遥信、遥测、电度）以刷新全部测点的实时值 总召唤命令可以周期性进行 信息帧用可变结构限定词的最高位SQ=1的压缩格式传输 总召唤结束后，被控站必须上送总召唤结束帧（ASDU100，COT=10）,通信过程,总召唤,控制站,被控站,总召唤命令（I帧）, ,总召唤确认（I帧）,响应总召唤数据（I帧）,响应总召唤数据（I帧）,数据帧确认（S帧）, ,响应总召唤数据（I帧）,响应总召唤数据（I帧）,数据帧确认（S帧）,总召唤结束（I帧）,通信过程,总召唤,/总召唤激活 Tx: 68 0E 00 00 00 00 64 01 06 00 01 00 00
11、 00 00 14 /总召唤确认 Rx: 68 0E 00 00 02 00 64 01 07 00 01 00 00 00 00 14 /接收响应总召唤的遥测/遥信/电度帧 Rx: 68 8C 02 00 02 00 01 FF 14 00 01 00 01 00 00 Tx: 68 04 01 00 12 00 /发送S格式确认帧 /总召唤结束帧 Rx: 68 0E 2E 00 02 00 64 01 0A 00 01 00 00 00 00 14,通信过程,总召唤,下列通信过程有何错误？ Tx: 68 04 07 00 00 00 Rx: 68 04 0B 00 00 00 Tx: 68
12、 0E 02 00 00 00 64 01 06 00 01 00 00 00 00 14,通信过程,总召唤,显然这是TCP连接刚建立后的报文，发送序号和接收序号均应清零。错在发送序号未清零,时钟同步命令在2002标准中是可选项，有的网调实施细则中将时钟同步作为备用手段，原因是网络延迟的不确定性 在最大网络延迟小于接收站要求的时钟精度时，仍然可以使用时钟同步。例如，如果网络提供者保证网络延迟不大于400ms（X.25 WAN 的典型值），并且被控站要求的精度为 1s ，时钟同步过程就可以使用，从而避免了在几百甚至上千个被控站安装时钟同步接收器或类似的装置。,通信过程,时钟同步,/时钟同步命令
13、Tx: 68 14 02 00 0A 00 67 01 06 00 01 00 00 00 00 C3 75 02 13 0C 0C 0D /时钟同步确认 Rx: 68 14 0A 00 04 00 67 01 07 00 01 00 00 00 00 24 33 02 13 0C 0C 0D 否定确认67 01 47 00表示收到时钟同步命令，但被控站不采用,控制站,被控站,时钟同步命令（I帧）,时钟同步确认（I帧）,TI=103，COT=6,TI=103，COT=7,通信过程,时钟同步,104规约采用平衡传输模式，主要体现在变化数据主动上送，而不需要控制站询问。101规约中的请求1级数据和
14、请求2级数据的机制在104中未采用。 被控站主动上送变化数据，控制站如果有I数据帧下发则在I帧中的接收序号体现接收帧，如果没有I帧下发，则通过S帧确认。,通信过程,变化数据上送,控制站,被控站, ,变化数据（I帧）,变化数据（I帧）,变化数据（I帧）,数据帧确认（S帧）, ,变化数据（I帧）,变化数据（I帧）,数据帧确认（S帧）,思考： 满足什么条件下发S帧？,通信过程,变化数据上送,Rx: 68 28 90 19 B2 00 09 05 03 00 01 00 Rx: 68 28 92 19 B2 00 09 05 03 00 01 00 Rx: 68 16 94 19 B2 00 09 0
15、2 03 00 01 00 Tx: 68 04 01 00 96 19（S帧） Rx: 68 1C 96 19 B2 00 09 03 03 00 01 00 Rx: 68 10 98 19 B2 00 09 01 03 00 01 00 Rx: 68 1C 9A 19 B2 00 09 03 03 03 01 00 Tx: 68 04 01 00 A0 19（S帧）,思考：此处省略了几帧I格式报文？,通信过程,变化数据上送,68 xx 9C 19 68 xx 9E 19 ,控制站和被控站在规定时间段内（t3）没有数据传输（超时）要启动测试过程 每接收一帧（I帧、S帧或U帧）重新触发定时器t3
16、 双方都可以发起测试，对方要回应确认帧。如果在t1时间内未收到确认帧，则测试方需主动关闭连接，随后主动打开 如果收到对方发来了测试帧，本身就不必发测试帧,通信过程,测试过程,控制站,被控站,测试激活,S帧,t3超时,测试确认,t3重新计时,未受干扰的测试过程,未确认的测试过程,控制站,被控站,测试激活,S帧,t3超时,t1超时,主动关闭 随后主动打开,通信过程,测试过程,通信过程,测试过程,Tx: 68 04 43 00 00 00 Rx: 68 04 83 00 00 00 或 Rx: 68 04 43 00 00 00 Tx: 68 04 83 00 00 00,单点遥控命令(ASDU=45) C_SC_NA_1 双点遥控命令(AS
