IEC60870-104規(guī)約解析概述-副本

1、IEC-60870-5-104規(guī)約解析概述摘要：本文介紹了國際電工委員會制定的基于TCP/IP協(xié)議的電網(wǎng)調(diào)度主站與場站端子站通訊協(xié)議一一IEC-60870-5-104的體系結(jié)構(gòu)、參考模型、傳輸幀格式及傳輸報文分析。關(guān)鍵詞:TCP/IPIEC-60870-5-1041引言鑒于電站與調(diào)度主站通訊大量采用IEC-60870-5-104規(guī)約，為普及規(guī)約基礎(chǔ)知識，為從事相關(guān)工作的同事在處理異常時提供幫助，將IEC-60870-5-104規(guī)約的數(shù)據(jù)單元基本結(jié)構(gòu)、傳輸過程、報文分析在文中進(jìn)行闡述。1IEC60870-5-104規(guī)約數(shù)據(jù)單元基本結(jié)構(gòu)IEC60870-5-104的數(shù)據(jù)單元APD曲應(yīng)用規(guī)約控制信息

2、APCI和應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元ASDU1成。1.1 應(yīng)用規(guī)約數(shù)據(jù)單元APDU定義了啟動字符、應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元的長度規(guī)范、可傳輸一個完整的應(yīng)用規(guī)約數(shù)據(jù)單元。 啟動字符：68H（一個字節(jié)） 長度規(guī)范：報文最大長度255字節(jié)，應(yīng)用規(guī)約數(shù)據(jù)單元的最大長度為253字節(jié)，控制域的長度是4字節(jié)，應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元的最大長度為249字節(jié)。 控制域：控制域定義抗報文丟失和重復(fù)傳送的控制信息、報文傳輸?shù)膯雍屯Ｖ?、傳輸連接的監(jiān)視。控制域的這些類型被用于完成計數(shù)的信息傳輸（I格式）、計數(shù)的監(jiān)視功能（S格式）和不計數(shù)控制功能（U格式）。啟動68H應(yīng)用規(guī)約數(shù)據(jù)單元的長度（APDU）控制域八位位組1控制域八位位組2控制域八位位

3、組3控制域八位位組4釋義：應(yīng)用規(guī)約控制信息APCI啟動一個字節(jié)長A個字節(jié)四個控制域八位位組IEC60870-5-104的應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元釋義：應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元ASDU最大幀長為2491.2 應(yīng)用規(guī)約控制信息APCI控制域定義抗報文丟失和重復(fù)傳送的控制信息、報文傳輸?shù)膯雍屯Ｖ?、傳輸連接的監(jiān)視?？刂朴虻倪@些類型被用于完成計數(shù)的信息傳輸?shù)模↖格式）、計數(shù)的監(jiān)視功能（S格式）和不計數(shù)的控制功能（U格式）。發(fā)送序號N（S）LSB0MSB發(fā)送序號N（S）接收序號N（R）LSB0MSB接收序號N（R）信息傳輸格式類型（I格式）的控制域0010接收序號N（R）LSB0MSB接收序號N（R）計數(shù)的監(jiān)視功能類型

4、（S格式）的控制域TESTFRSTOPDTSTARTDT11CONACTCONACTCONACT0000不計數(shù)的控制功能（U格式）類型的控制域1.3 應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元ASDU應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元ASDlfe數(shù)據(jù)單元標(biāo)識符和一個或多個信息對象所組成。數(shù)據(jù)單元標(biāo)識符在所有應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元中常有相同的結(jié)構(gòu)，一個應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元中的信息對象常有相同的結(jié)構(gòu)和類型，它們由類型標(biāo)識域所定義。數(shù)據(jù)單元標(biāo)識符的結(jié)構(gòu)如下:報文類型標(biāo)識一個字節(jié)可變結(jié)構(gòu)限定詞一個以傳送原因兩個字節(jié)公共地址兩個字節(jié)信息體地址三個以信息體兀素N報文類型標(biāo)識報文類型標(biāo)識描述標(biāo)識符1單點信息（遙信）M_SP_NA_13雙點信息（遙信）M_DP_

5、NA_19測量值，規(guī)一化值（遙測）M_ME_NA_113測量值，標(biāo)度化值（遙測）M_ME_NB_130帶時標(biāo)的單點信息（soe信息）M_SP_TB_131帶時標(biāo)的雙點信息（soe信息）M_DP_TB_1100總召喚命令C_IC_NA_1 可變結(jié)構(gòu)限定詞在應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元中，其數(shù)據(jù)單元標(biāo)識符的第二個字節(jié)定義為可變結(jié)構(gòu)限定詞,如下所述：bit87654321SQSQ=0,表示由信息對象地址尋址的單個信息元素或綜合信息元素。應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元可以由一個或多個同類的信息對象所組成。SQ=1,表示同類的信息元素序列（即同一種格式的測量值），由信息對象地址來尋址，信息對象地址是順序信息元素的第一個信息元素地

6、址，后續(xù)信息元素的地址是從這個地址起順序加1。在順序信息元素的情況下每個應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元僅安排一種信息對象。bit17表示信息對象的數(shù)目。 傳送原因兩個字節(jié) 應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元公共地址（站址） 信息體地址三個字節(jié)信息對象地址分配信息對象地址：=UI16116<0.65535><0>:無關(guān)的信息對象地址<1-65535>:信息對象地址遙信：信息對象地址范圍為0001H4000H遙測：信息對象地址范圍為4001H5000H2IEC60870-5-104規(guī)約傳輸過程描述IEC60870-5-104,制訂了一套典型的問答式規(guī)范。當(dāng)主站軟件重新啟動或鏈路故障時，主站向子

7、站發(fā)出建立鏈路的請求報文，當(dāng)鏈路建立后，主站召喚一次全數(shù)據(jù)，隨時定時召喚全客戶端（client）建立鏈接請求數(shù)據(jù)召喚數(shù)據(jù)確認(rèn)服務(wù)端（server）鏈接確認(rèn)召喚確認(rèn)發(fā)送全數(shù)據(jù)（變化數(shù)據(jù)）召喚結(jié)束數(shù)據(jù)，子站主動傳送變化數(shù)據(jù)，主站收到數(shù)據(jù)幀后發(fā)送數(shù)據(jù)確認(rèn)幀。3IEC60870-5-104規(guī)約報文分析3.1 啟動連接（U格式）客戶端發(fā)送：680407000000報文解析：主站啟動連接啟動字符：68H后續(xù)長度：04H,指從第3個字節(jié)開始（包括第3個字節(jié)）的后續(xù)報文長度為4個字節(jié)。控制域：07000000,07H=00000111,右數(shù)第三位為1,表示STARTD性效。3.2 啟動連接確認(rèn)（U格式）服務(wù)端

8、：68040b000000報文解析：啟動連接確認(rèn)啟動字符：68H后續(xù)長度：04H,指從第3個字節(jié)開始的后續(xù)報文長度為4個字節(jié)?？刂朴颍?b000000,0bH=00001011,右數(shù)第四位為1,表示STARTDTt認(rèn)。3.3 總召喚（I格式）客戶端：680e0000000064010600330000000014報文解析：總召喚數(shù)據(jù)命令啟動字符：68H后續(xù)長度：0eH,指從第3個字節(jié)開始的后續(xù)報文長度為14個字節(jié)?？刂朴颍?0000000報文類型：64H=100,總召喚命令。傳送原因：0600=6,激活。站址：3300=51,站址為51。3.4 總召喚確認(rèn)（I格式）服務(wù)端：680e000002

9、0064010700330000000014報文解析：總召喚數(shù)據(jù)確認(rèn)命令啟動字符：68H后續(xù)長度：0eH=14,指從第3個字節(jié)開始的后續(xù)報文長度為14個字節(jié)?？刂朴颍?0000200報文類型：64H=100,總召喚命令傳送原因：0700=7,激活確認(rèn)站址：3300=51,站址為513.5 數(shù)據(jù)確認(rèn)（S格式）服務(wù)端：680401000200報文解析：數(shù)據(jù)確認(rèn)啟動字符：68H后續(xù)長度：04H=4,指從第3個字節(jié)開始的后續(xù)報文長度為4個字節(jié)控制域：010002003.6 總召喚結(jié)束（I格式）客戶端：680e0600020064010a00330000000014報文解析：總召喚數(shù)據(jù)結(jié)束命令啟動字符：

10、68H后續(xù)長度：0eH=14,指從第3個字節(jié)開始的后續(xù)報文長度為14個字節(jié)。控制域：06000200報文類型：64H=100,總召喚命令。傳送原因：0a00=10,激活終止。站址：3300=51,站址為51。3.7 遙信信息（I格式）序列號連續(xù)的單點信息服務(wù)端：681c00000000018f14003300010200010001000100010001000100010001報文解析：單點遙信啟動字符：68H后續(xù)長度：1cH=28,指從第3個字節(jié)開始的后續(xù)報文長度為28個字節(jié)控制域：00000000報文類型：01H=1,單點信息，遙信可變結(jié)構(gòu)限定詞：8fH=10001111,最高位為1表示

11、s連續(xù)，8f-80=0f,0fH=15,表示有15個遙信數(shù)據(jù)。傳送原因：1400=20,相應(yīng)站召喚站址：3300=51,站址為51信息體起始地址：010200:0201H信息元素數(shù)據(jù)：010001000100010001000100010001,15個遙信數(shù)據(jù)的值。解析后得到15個遙信數(shù)據(jù)：Index=0201Hvalue=01H&0x01=1Index=0202Hvalue=00H&0x01=0Index=020dHvalue=01H&0x01=1Index=020eHvalue00H&0x01=0Index=020fHvalue01H&0x01=1序

12、列號不連續(xù)的單點信息服務(wù)端：681e000000000105030033000102000105020001080200000a0200000f020001報文解析：單點遙信啟動字符：68H后續(xù)長度：1eH=30,指從第3個字節(jié)開始的后續(xù)報文長度為30個字節(jié)控制域：00000000報文類型：01H=1,單點信息，遙信可變結(jié)構(gòu)限定詞：05H=00000101,最高位為0表示不連續(xù)，05H=5,表示有5個遙信數(shù)據(jù)。傳送原因：0300=3,突發(fā)（自發(fā)）站址：3300=51,站址為51第1個信息元素地址：010200,0201H第1個信息元素數(shù)據(jù)：01第2個信息元素地址：050200,0205H第2個

13、信息元素數(shù)據(jù)：01第3個信息元素地址：080200,0208H第3個信息元素數(shù)據(jù)：00第4個信息元素地址：0a0200,020aH第4個信息元素數(shù)據(jù)：00第5個信息元素地址：0f0200,020fH第5個信息元素數(shù)據(jù)：01解析后得到5個遙信數(shù)據(jù):Index=0201Hvalue=01H&0x01=1Index=0205Hvalue=01H&0x01=0Index=0208Hvalue=00H&0x01=1Index=020aHvalue00H&0x01=0Index=020fHvalue01H&0x01=1序列號連續(xù)的雙點信息服務(wù)端：681c000000

14、00038f14003300010000010001000100010001000100010001報文解析：單點遙信啟動字符：68H后續(xù)長度：1cH=28,指從第3個字節(jié)開始的后續(xù)報文長度為28個字節(jié)。控制域：00000000報文類型：03H=3,雙點信息，遙信。可變結(jié)構(gòu)限定詞：8fH=10001111,最高位為1表示s連續(xù)，8f-80=0f,0fH=15,表示15個遙信數(shù)據(jù)。傳送原因：1400=20,相應(yīng)站召喚。站址：3300=51,站址為51。信息體起始地址：010000,0001H信息元素數(shù)據(jù)：010001000100010001000100010001,15個遙信數(shù)據(jù)的值。解析后得到

15、15個遙信數(shù)據(jù)：Index=0001HIndex=0002HIndex000eHIndex000fHvalue=01H&0x03=1value=00H&0x03=0value00H&0x03=0value=01H&0x03=1序列號不連續(xù)的雙點信息Serversend:681e000000000305030033000100000105000001080000000a0000000f000001報文解析：單點遙信啟動字符：68H后續(xù)長度：1eH=30,指從第3個字節(jié)開始的后續(xù)報文長度為30個字節(jié)?？刂朴颍?0000000報文類型：03H=3,雙點信息，遙信。可變

16、結(jié)構(gòu)限定詞：05H=00000101,最高位為0表示不連續(xù)，05H=5,表示有5個遙信數(shù)據(jù)。傳送原因：0300=3，突發(fā)（自發(fā)）。站址：3300=51,站址為51第1個信息元素地址：010000,0001H第1個信息元素數(shù)據(jù)：01第2個信息元素地址：050000,0005H第2個信息元素數(shù)據(jù)：01第3個信息元素地址：080000,0008H第3個信息元素數(shù)據(jù)：00第4個信息元素地址：0a0000,000aH第4個信息元素數(shù)據(jù)：00第5個信息元素地址：0f0000,000fH第5個信息元素數(shù)據(jù)：01解析后得到5個遙信數(shù)據(jù)：Index=0001Hvalue=01H&0x03=1Index=

17、0005Hvalue01H&0x03=0Index=0008Hvalue00H&0x03=1Index=000aHvalue00H&0x03=0Index=000fHvalue01H&0x03=13.8 遙測信息（I格式）遙測信息常采用短整型或短浮點型數(shù)據(jù)進(jìn)行傳送。一個短整型數(shù)據(jù)（09H）由兩個字節(jié)的數(shù)據(jù)值位和一個字節(jié)的質(zhì)量位組成；一個短浮點型數(shù)據(jù)（0dHD由四個字節(jié)的數(shù)據(jù)值位和一個字節(jié)的質(zhì)量位組成，下面以短整型數(shù)據(jù)為例說明：序列號連續(xù)服務(wù)端：683d000000000d90140033000707000a00001400011e0000280001320000

18、3c00014600005000015a00006400016e00007800018200008c0001960000a00001報文解析：帶品質(zhì)描述的遙測啟動字符：68H后續(xù)長度：3dH=61,指從第3個字節(jié)開始的后續(xù)報文長度為61個字節(jié)?？刂朴颍?0000000報文類型：0dH=13,測量值，遙測?？勺兘Y(jié)構(gòu)限定詞：90H=10010000,最高位為1表示連續(xù)，9080=10,10H=16,表示有16個遙測數(shù)據(jù)。傳送原因：1400=20,響應(yīng)站召喚。站址：3300=51,站址為51。信息體起始地址：070700,0707H。信息元素數(shù)據(jù)：16個遙測數(shù)據(jù)。解析后得到16個遙測數(shù)據(jù)：Index

19、Index=0707H0708Hvaluevalue=0aH=10=14H=20quality=00quality=01Index0715Hvalue=96H=150quality=00Index0716Hvalue=a0H=160quality=01序列號不連續(xù)服務(wù)端：681c000000000903030033000807001400010f07005a0000130700820000報文解析：帶品質(zhì)描述的遙測。啟動字符：68H后續(xù)長度：1cH=28,指從第3個字節(jié)開始的后續(xù)報文長度為28個字節(jié)?？刂朴颍?0000000報文類型：09H=9,測量值，遙測。可變結(jié)構(gòu)限定詞：03H=00000

20、011,最高位為0表示不連續(xù)，03H=3,表示有3個遙測數(shù)據(jù)。傳送原因：0300=3，突發(fā)（自發(fā)）。站址：3300=51,站址為51。第1個信息元素地址：080700,0708H第1個信息元素數(shù)據(jù)值：1400,0014H=20第1個信息元素質(zhì)量位：01第2個信息元素地址：0f0700,070fH第2個信息元素數(shù)據(jù)值：5a00,005aH=90第2個信息元素質(zhì)量位：00第3個信息元素地址：130700,0713H第3個信息元素數(shù)據(jù)：8200,0082H=130第3個信息元素質(zhì)量位：00解析后得到3個遙測數(shù)據(jù)：Index=0708Hvalue=14H=20quality=01Index=070fH

21、value=5aH=90quality=00Index=0713Hvalue=82H=130quality=003.9 SOE信息（I格式）單點信息服務(wù)端：68154e0012001e01030033000102000116233210130505報文解析：帶時標(biāo)的單點信息，SOE言息啟動字符：68H后續(xù)長度：15H=21,指從第3個字節(jié)開始的后續(xù)報文長度為21個字節(jié)?？刂朴颍?e001200報文類型：1eH=30,帶時標(biāo)的單點信息，soe信息。可變結(jié)構(gòu)限定詞：01H=00000001,最高位為0表示不連續(xù)，01H=1,表示有1個soe數(shù)據(jù)。傳送原因：0300=3，突發(fā)（自發(fā)）。站址：3300=51,站址為51。第1個信息元素地址：010200,0201H第1個信息元