IEC101&104介绍.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,欢迎各位参加,IEC,系列协议研讨会,1,远动数据传输规约,IEC60870-5,序列,2,IEC60870-5-101(V 2.0)IEC60870-5-104(V 1.0),中华人民共和国电力行业标准,DL/T 634.5101-2002,DL/T 634.5104-2002,3,概要介绍,IEC,系列协议,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特色的补充规定，但扩充往往又会带来新的矛盾,。,4,IEC60870-5-101,基本远动任务,DL/T 634.5101-2002,5,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,6,IEC101,协议的基本规则,通讯方式,基本格式：,异步；串口；偶校验；波特率；数据位8位；启停位各1位；累加和校验；,通道方式,点对点,多点对点,多点共线,7,IEC101,协议的基本规则,IEC101,的帧格式（,FT1.2）,三种报文格式,单个字符,固定帧长报文,（5,Byte）,可变帧长报文,（9-261,Byte）,8,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,9,IEC101,的帧格式（二）,固定帧长报文,10,H,控制域,链路地址,帧校验和,16,H,D7D6 D5 D4 D3-D0,启动方向,帧计数位,FCB,帧计数有效,FCV,功能码,标识,PRM,请求访问,ACD,数据流控制,DFC,CODE,FCB,10,IEC101,协议的功能码(,Function Code),启动方向功能及服务,(,下行,),从动方向功能及服务,(,上行,),0复位远方链路 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,11,IEC101,协议的典型报文（一）,链路报文（固定帧长）,10 69 01 6,A 16,请求链路状态,FCB,无意义,10 0,B 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=0,10 09 01 0,A 16,无召唤数据,10 5,B 01 5C 16,召唤二类数据,10 5,A 01 5B 16,召唤一类数据,10 29 01 2A 16,有一类数据,E5,一般确认,12,IEC101,的帧格式（三）,可变帧长,68,H,Length,Length,68H,控制域,链路地址,应用服务数据单元,帧校验和,16,H,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,ASDU,13,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-1,6,带时标的步位置信息,M-ST-TA-1,7,32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-1,14,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-1,15,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,以上都是上行的报文类型,16,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-NB-1,50,短浮点设定值命令,C-SE-NC-1,51,32比特串命令,C-BO-NA-1,下行的命令报文必须用相同报文逐条确认,17,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-1,下行的命令报文必须逐条回答,18,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-1,111,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-1,19,IEC101,协议的典型报文（三,）,总召唤确认,68 09 09 68,80 01,64,01 07 01,00 00,14,XX 16,回答,YX,总召,68 64 64 68,08 01,01,DC 14 01,01 00,00 00,.,XX 16,回答,YC,总召,68 0,C 0C 68,08 01,15,82 14 01,01 07,xx xx,.,XX 16,报告,YC,变化,681010,68,08 01,09,020301,0407,xxxxQ,0807,xxxxQ,XX16,品质描述,Q,报告,YX,变化,680,B0B68,0801,01,020301,0600,01,0800,00,XX16,YX,值,头,控制域,公地址,Type,Num,Cause,F.Add,信息地址,信息元素,校验和,尾,IV NT SB BL 0 0 0 OV,溢出,闭锁,取代,老值,无效,IV NT SB BL 0 0 0 SPI,0 开,1 合,20,IEC101,的帧格式,可变帧长,68,H,Length,Length,68H,控制域,链路地址,应用服务数据单元,帧校验和,16,H,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,ASDU,21,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,22,IEC101,协议的典型报文（三,）,总召唤确认,68090968,8001,64,010701,0000,14,XX16,回答,YX,总召,68646468,0801,01,DC1401,0100,0000,.,XX16,回答,YC,总召,680,C0C68,0801,15,821401,0107,xxxxxxxx,XX16,报告,YC,变化,681010,68,0801,09,020301,0407,xxxxQ,0807,xxxxQ,XX16,品质描述,Q,报告,YX,变化,680,B0B68,0801,01,020301,0600,01,0800,00,XX16,YX,值,头,控制域,公地址,Type,Num,Cause,F.Add,信息地址,信息元素,校验和,尾,IV NT SB BL 0 0 0 OV,溢出,闭锁,取代,老值,无效,IV NT SB BL 0 0 0 SPI,0 开,1 合,23,IEC101,的帧格式,可变帧长,68,H,Length,Length,68H,控制域,链路地址,应用服务数据单元,帧校验和,16,H,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,ASDU,24,传送原因,(,Cause),传送原因可以是一个或二个字节,D7 D6 D5D0,T-TEST,TP/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,25,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址,47未知的信息对象地址,26,IEC101,协议的典型报文（三,）,总召唤确认,68090968,8001,64,010701,0000,14,XX16,回答,YX,总召,68646468,0801,01,DC1401,0100,0000,.,XX16,回答,YC,总召,680,C0C68,0801,15,821401,0107,xxxxxxxx,XX16,报告,YC,变化,681010,68,0801,09,020301,0407,xxxxQ,0807,xxxxQ,XX16,品质描述,Q,报告,YX,变化,680,B0B68,0801,01,020301,0600,01,0800,00,XX16,YX,值,头,控制域,公地址,Type,Num,Cause,F.Add,信息地址,信息元素,校验和,尾,IV NT SB BL 0 0 0 OV,溢出,闭锁,取代,老值,无效,IV NT SB BL 0 0 0 SPI,0 开,1 合,27,IEC101,的帧格式,可变帧长,68,H,Length,Length,68H,控制域,链路地址,应用服务数据单元,帧校验和,16,H,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,ASDU,28,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,地址00是特殊用途,29,行标推荐的信息地址定义,对象名称 十六进制（,HEX),个数,状态量信息 1-1000 4096,继电保护信息 1001-4000 12288,模拟量信息 4001-5000 4096,模拟量参数 5001-6000 4096,控制量信息 6001-6200 512,AGC,调节 6201-6400 512,累计电度量 6401-6600 512,分接头位置 6601-6700 256,这里只是给出一个基本的数据地址定义,若信息范围超过基本个数，地址可以重新编排,每种类型信息地址最好是连续编排的,30,IEC101,协议的典型报文（三,）,总召唤确认,68090968,8001,64,010701,0000,14,XX16,回答,YX,总召,68646468,0801,01,DC1401,0100,0000,.,XX16,回答,YC,总召,680,C0C68,0801,15,821401,0107,xxxxxxxx,XX16,报告,YC,变化,681010,68,0801,09,020301,0407,xxxxQ,0807,xxxxQ,XX16,品质描述,Q,报告,YX,变化,680,B0B68,0801,01,020301,0600,01,0800,00,XX16,YX,值,头,控制域,公地址,Type,Num,Cause,F.Add,信息地址,信息元素,校验和,尾,IV NT SB BL 0 0 0 OV,溢出,闭锁,取代,老值,无效,IV NT SB BL 0 0 0 SPI,0 开,1 合,31,IEC101,的帧格式,可变帧长,68,H,Length,Length,68H,控制域,链路地址,应用服务数据单元,帧校验和,16,H,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,ASDU,32,IEC101,协议的典型报文（三,）,总召唤确认,68090968,8001,64,010701,0000,14,XX16,回答,YX,总召,68646468,0801,01,DC1401,0100,0000,.,XX16,回答,YC,总召,680,C0C68,0801,15,821401,0107,xxxxxxxx,XX16,报告,YC,变化,681010,68,0801,09,020301,0407,xxxxQ,0807,xxxxQ,XX16,品质描述,Q,报告,YX,变化,680,B0B68,0801,01,020301,0600,01,0800,00,XX16,YX,值,头,控制域,公地址,Type,Num,Cause,F.Add,信息地址,信息元素,校验和,尾,IV NT SB BL 0 0 0 OV,溢出,闭锁,取代,老值,无效,IV NT SB BL 0 0 0 SPI,0 开,1 合,33,IEC101,的帧格式(回顾）,可变帧长,68,H,Length,Length,68H,控制域,链路地址,应用服务数据单元,帧校验和,16,H,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,ASDU,34,IEC101,协议的典型报文（二）,总召唤报文,68090968,7301,64,010601,0000,14,F416,遥控命令,68090968,5301,2,D,010601,010B,YK,XX16,设点命令,680,B0B68,7301,31,010601,810B,xxxx,YT,XX16,通道测试命令,680,A0A68,7201,68,010601,0000,AA55,XX16,组召唤命令,68090968,7301,64,010601,0000,15,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,35,IEC101,协议的典型报文（三,）,总召唤确认,68090968,8001,64,010701,0000,14,XX16,回答,YX,总召,68646468,0801,01,DC1401,0100,0000,.,XX16,回答,YC,总召,680,C0C68,0801,15,821401,0107,xxxxxxxx,XX16,报告,YC,变化,681010,68,0801,09,020301,0407,xxxxQ,0807,xxxxQ,XX16,品质描述,Q,报告,YX,变化,680,B0B68,0801,01,020301,0600,01,0800,00,XX16,YX,值,头,控制域,公地址,Type,Num,Cause,F.Add,信息地址,信息元素,校验和,尾,IV NT SB BL 0 0 0 OV,溢出,闭锁,取代,老值,无效,IV NT SB BL 0 0 0 SPI,0 开,1 合,36,IEC101,协议的典型报文（四,）,SOE,报告,680,C0C68,0801,02,010301,0500,01,Time,XX16,Time,遥控返校,68090968,0801,2D,010701,010B,YK,XX16,遥控结束,68090968,0801,2D,010A01,010B,YK,XX16,设点确认,680B0B68,0801,31,010701,810B,xxxx,YT,XX16,对时确认,多个,设点命令136不能用有冲突,毫秒 毫秒 分,37,IEC101,协议的一般传输机制及流程,非平衡流程,询问链路,链路完好,复位链路,FCB=0,总召唤,回答结束,召唤变化,控制命令,对时命令,总召命令,超时处理,询问链路,FCB=1,38,IEC101,协议的典型传输流程,选择遥控的过程,控制站下行 被控站上行,遥控选择命令链路确认（,ACD=1),检查闭锁、状态、。,一级数据召唤遥控返校,遥控执行命令链路确认（,ACD=1),检查执行回路、状态、。,一级数据召唤遥控执行确认,一级数据召唤遥控执行结束,39,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（建立链路）,确认,报文的来回须对方的认可，认可方式可以是一条专用的报文，也可以是下一个询问报文的,FCB,来暗示,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,40,IEC60870-5-104,IEC60870-5-101,的网络访问,41,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2,Byte,站地址,物理层2,Byte,传送原因,3,Byte,信息地址,42,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,APDU,应用规约数据单元,与101的,ASDU,相同,43,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,11,确认 命令 确认 命令 确认 命令,0,0,0,0,U FORMAT,控制功能报文,44,IEC104,协议的基本报文,U,格式报文（,Hex),控制域(,Bin),语义,6804 07000000 00000,1,11,启动命令,6804 0,B0000000000,1,0,11,启动确认,6804 13000000000,1,00,11,停止命令,6804 2300000000,1,000,11,停止确认,6804 430000000,1,0000,11,测试命令,6804 83000000,1,00000,11,测试确认,45,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,0,0,1,0,接收序号,L,0,接收序号,H,SFORMAT,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,46,S,格式报文举例,68 04 0100 0800,头 长度 01 接收报文序号,代表对发送端的前？条报文确认,47,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和确认对方,I,格式的信息报文,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,48,IEC104,协议的信息报文举例,104站召唤,680,E00000000,64,01 0600 0100 000000 14,Head,Type,Num Cause F.Add I.Add,101站召唤,68090968,73,01,64,01 06 01,0000,14,F416,101,总召唤确认,68090968,80,01,64,01 07 01,0000,14,XX16,回答站召唤,680,E00000200,64,01 0700 0100 000000 14,站召唤结束,680E5CEB9E00,64,01 0A00 3D00 000000 14,电度量召唤,680,E9C0058EB,65,01 0600 3D00 000000 45,变化遥测,680F6EEB9E00,15,01 0300 3D00 260700C129,68147EEB9E00,15,02 0300 3D00,7E0700C12B,890700E10D,变化遥信,680,E7EEB9E00,01,01 0300 3D00 03000001,49,TCP,链接的建立和关闭,控制站应用功能 通信服务 被控站应用功能,主动关闭,被动关闭,关闭关闭,主动打开被动打开,建立,建立,主动关闭,被动关闭,关闭,50,IEC104,协议的传输机制及流程,建链、启动传输（下行）,是否启动确认（上行）,站召唤（下行）,回答全数据（上行）,回答结束否（上行）,有无定时任务（下行）,遥控遥调,对时 测试,超时处理,变化数据（上行）,S FORMAT,确认（下行）,51,IEC104,协议的抗报文丢失机制,A,站,B,站,ASDU,发送或接收后内部计数器状态,ACK V(S)V(R)V(S)V(R)ACK,0 0 0 0 0 0,1,1 2,2 3,3,1,2 1 3,2,2 4 4,I,格式,APDU,相互确认未受干扰的过程,I(0,0),I(1,0),I(2,0),I(0,3),I(1,3),I(3,2),52,IEC104,协议的抗报文丢失机制,A,站,B,站,ASDU,发送或接收后内部计数器状态,ACK V(S)V(R)V(S)V(R)ACK,0 0 0 0 0 0,1,1 2,2 3,3,t2,3,用,S,格式确认,I,格式的正常过程,I(0,0),I(1,0),I(2,0),S(3),53,IEC104,协议的抗报文丢失机制,A,站,B,站,ASDU,发送或接收后内部计数器状态,ACK V(S)V(R)V(S)V(R)ACK,0 0 0 0 0 0,1,21,3,I,格式传输的干扰过程,I(0,0),I(2,0),CLOSE,54,几个技术参数,超时时间(建议）,T0,建立连接超时。,T030,秒,T1,发送或测试,APDU,的超时。,T115,秒。,T2 S,格式确认时间。,T210,秒（,T2T1),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。,55,序号判别参数,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8,56,IEC104,部分小结,物理层,网络特定参数，,TCP,的客户端,/,服务器模式，端口号2404,链路层,平衡传输，启动、停止、测试为一问一答,应用层,ASDU,部分与,101,规约完全一致，报文序号用于保证数据完整,57,IEC104,应用中的常见问题,没办法建立链接,链接容易中断,双机切换后链接不上,网络不通（没有分配或注册恰当的,IP,地址；没有设定正确的路由）,服务器端没有启动；服务器端拒绝链接；客户端没有发起链接申请；,接收端未能及时给出确认报文,发送序号不连续,只注册了对方的一台机器的,IP,地址,超时时间太长,切换后服务器端未启动或客户端未发起新的链接申请,58,IEC104,与,101,的区别与联系,区别,（,1,）通信介质不同，,IEC 60870-5-101,使用串行通信，,IEC104,使用网络通信,（,2,）链路层不同，,IEC 60870-5-101,采用物理层、数据链路层、应用层，,IEC 60870-5-104,采用物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层。,（,3,）差错控制机制不同，,IEC 60870-5-101,通过,FCB,的翻转表示确认，,IEC 60870-5-104,通过,S,格式或,I,格式报文中的接收计数来确认,（,4,）通信机制不同，,IEC 60870-5-101,一般采用非平衡方式通信，,IEC 60870-5-104,必须采用平衡方式通信,（,5,）应用报文结构不同，,IEC 60870-5-104,和,IEC 60870-5-101,有不同的报文头；,IEC 60870-5-101,报文有检验字节，,IEC 60870-5-104,报文不含检验字节；,IEC 60870-5-101,有单字节、固定帧长和可变帧长三种报文结构，,IEC 60870-5-104,只有一种报文结构和三种报文格式,（,6,）报文长度使用原则不同，,IEC 60870-5-101,报文长度受通信速率限制，,IEC 60870-5-104,应该最大使用规定的报文长度。,联系,（,1,）应用层的,ASDU,相同,（,2,）传输信息种类相同,59,