IEC101,104規(guī)約入門培訓教材

IEC101,104規(guī)約入門培訓IEC101/104規(guī)約1第一頁，共七十四頁。培訓大綱IEC規(guī)約簡介 IEC-101規(guī)約 IEC-104規(guī)約 集中答疑 2第二頁，共七十四頁。IEC規(guī)約簡介培訓大綱3第三頁，共七十四頁。IEC規(guī)約適用范圍通訊方式IEC-101廠站與調(diào)度主站間通訊串行IEC-102電量主站與站內(nèi)抄表終端通訊IEC-103與站內(nèi)繼電保護設(shè)備間通訊串行IEC-104廠站與調(diào)度主站間通訊以太網(wǎng)IEC主要規(guī)約4第四頁，共七十四頁。101與104的比較1.相同點適用范圍：廠站與主站之間規(guī)約結(jié)構(gòu)：應(yīng)用層定義相同2.不同點通訊方式：101串行、104以太網(wǎng)服務(wù)類型：101多采用非平衡傳輸 104多采用平衡傳輸5第五頁，共七十四頁。101規(guī)約的兩個版本97版02版鏈路地址長度1個字節(jié)1個或2個字節(jié)傳輸原因長度1個字節(jié)1個或2個字節(jié)應(yīng)用層公共地址長度1個字節(jié)1個或2個字節(jié)信息體地址長度2個字節(jié)2個或3個字節(jié)信息體時間3字節(jié)3字節(jié)或7字節(jié)6第六頁，共七十四頁。IEC-101規(guī)約培訓大綱7第七頁，共七十四頁。索引體系結(jié)構(gòu) 規(guī)約鏈路層 規(guī)約應(yīng)用層應(yīng)用服務(wù)常見幀解析97版和02版差異8第八頁，共七十四頁。應(yīng)用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層體系結(jié)構(gòu)OSI七層101三層應(yīng)用層鏈路層物理層應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層104規(guī)約索引9第九頁，共七十四頁。幾點說明啟動站和從動站發(fā)起通訊的一方為啟動站響應(yīng)服務(wù)的一方為從動站平衡傳輸傳輸和非平衡傳輸平衡傳輸：雙方都可發(fā)起通訊過程非平衡傳輸：一方發(fā)起通訊，另一方響應(yīng)一次完整的交互過程啟動方發(fā)起通訊，從動方回應(yīng)此次通訊過程，雙方都知道最終的通訊結(jié)果如何。10第十頁，共七十四頁。服務(wù)類型發(fā)送/無應(yīng)答（S1） 從動站無須回答啟動站的報文，啟動站也不知道從動站是否接收到報文，如校時。發(fā)送/確認（S2） 從動站接收后需要向啟動站發(fā)確認報文 通常用于發(fā)送參數(shù)、發(fā)送控制命令等。請求/響應(yīng)（S3）

從動站接收到啟動站的請求報文后，用數(shù)據(jù)響應(yīng)啟動站的請求。如召喚數(shù)據(jù)、請求1數(shù)據(jù)、請求鏈路狀態(tài)等。11第十一頁，共七十四頁。101幀格式一（固定幀長）0x10LinkControlLinkAddressCheckCode0x16固定幀長幀格式：長度固定恒為5個字符0x10－－啟動字符LinkControl－－鏈路控制域LinkAddress－－鏈路地址域CheckCode－－校驗和，LinkControl和LinkAddress累加和的256模值0x16－－結(jié)束字符12第十二頁，共七十四頁。101幀格式二（可變幀長）0x68LenLen0x68LinkControlLinkAddressApplicationDataCheckCode0x16可變幀長幀格式：長度不確定，隨應(yīng)用數(shù)據(jù)長度變化0x68－－啟動字符Len－－長度域，從LinkControl到CheckCode之前的數(shù)據(jù)長度LinkControl－－鏈路控制域LinkAddress－－鏈路地址域CheckCode－－校驗和，鏈路控制、鏈路地址、應(yīng)用層數(shù)據(jù)所有數(shù)據(jù)累加和的256模值A(chǔ)pplicationdata－－應(yīng)用層數(shù)據(jù)域0x16－－結(jié)束字符13第十三頁，共七十四頁。規(guī)約鏈路層鏈路控制域 顧名思義是鏈路控制域用于鏈路控制。鏈路控制在兩個方向分別定義。 鏈路控制在平衡和非平衡模式下分別定義。 鏈路控制域占1個字節(jié)。鏈路地址 鏈路地址是子站的標識。主站下發(fā)的報文中，標識接收站。子站上傳時，標識發(fā)送站。鏈路地址域占1個字節(jié)。

索引14第十四頁，共七十四頁。鏈路層控制域（非平衡模式）D7D6D5D4D3D2D1D0主站到子站RESPRMFCBFCV23222120子站到主站ACDDFC功能碼說明：FCV－－FCB有效位，S2、S3服務(wù)時為1，S1服務(wù)時為0FCB－楨記數(shù)位

,主站每向從站發(fā)送新一輪的“發(fā)送/確認”或“請求/響應(yīng)”傳輸服務(wù)時，將FCB取反。主站為每個從站保存一個FCB的拷貝，若超時未收到應(yīng)答，則主站重發(fā)，重發(fā)報文的FCB保持不變，重發(fā)次數(shù)最多不超過3次。若重發(fā)3次后仍未收到預(yù)期應(yīng)答，則結(jié)束本輪傳輸服務(wù)。

PRM－－啟動標志位。主站到子站為1，子站到主站為0RES－－保留位，恒為0ACD－－有一級數(shù)據(jù)標識DFC－－流量控制標識,DFC=0表示從站可以接受數(shù)據(jù)，DFC＝1表示從站緩沖區(qū)已滿，無法接受新數(shù)據(jù)

15第十五頁，共七十四頁。鏈路層控制域功能碼（非平衡模式）啟動方向功能碼和服務(wù)從動方向功能碼和服務(wù)<0>復位遠方鏈路<0>確認：肯定認可<1>確認：否定認可<1>復位用戶進程<3>發(fā)送/確認用戶數(shù)據(jù)<4>發(fā)送/無應(yīng)答用戶數(shù)據(jù)無應(yīng)答<8>訪問請求<11>響應(yīng)：鏈路狀態(tài)<9>請求鏈路狀態(tài)<10>請求1級用戶數(shù)據(jù)<8>響應(yīng)：用戶數(shù)據(jù)<9>響應(yīng)：無所請求的用戶數(shù)據(jù)<11>請求2級用戶數(shù)據(jù)16第十六頁，共七十四頁。鏈路層控制域（平衡模式）D7D6D5D4D3D2D1D0主站到子站DIRPRMFCBFCV23222120子站到主站ACDDFC功能碼說明：FCV－－FCB有效位，S2、S3服務(wù)時為1，S1服務(wù)時為0FCB－－S2、S3服務(wù)時切換，S1服務(wù)時不變。PRM－－啟動標志。主站到子站為1，子站到主站為0DIR－－方向標志。一方為1，反向為0。通常主到子為1，子到主為0ACD－－不在使用本標志，子站數(shù)據(jù)通過S2發(fā)送到主站DFC－－流量控制標識17第十七頁，共七十四頁。鏈路層控制域功能碼（平衡模式）啟動方向功能碼和服務(wù)從動方向功能碼和服務(wù)<0>復位遠方鏈路<0>確認：肯定認可<1>確認：否定認可<1>復位用戶進程<3>發(fā)送/確認用戶數(shù)據(jù)<4>發(fā)送/無應(yīng)答用戶數(shù)據(jù)無應(yīng)答<9>請求鏈路狀態(tài)<11>響應(yīng)：鏈路狀態(tài)18第十八頁，共七十四頁。規(guī)約應(yīng)用層長度含義類型標識1什么類型幀？可變結(jié)構(gòu)限定詞1如何解析？傳輸原因1什么原因傳輸？應(yīng)用層公共地址域1什么地址？信息體地址2那個數(shù)據(jù)點？信息體X信息索引0x68LenLen0x68LinkControlLinkAddressApplicationDataCheckCode0x16可變幀長應(yīng)用層幀結(jié)構(gòu)19第十九頁，共七十四頁。常用的類型標識標識含義1總召喚遙信、變位遙信0x012SOE事項0x029越限遙測0x0915電度量0x0f21總召喚遙測量0x1545/46遙控0x2D/0x2E48遙調(diào)0x30100總召喚0x64101召喚電度量0x65103校時0x6720第二十頁，共七十四頁?？勺兘Y(jié)構(gòu)限定詞D7D6D5D4D3D2D1D0SQNum說明：SQ<0>：由信息對象地址尋址的單個信息元素或元素集合。SQ<1>：單個信息元素或信息元素同類集合的序列。SQ<0>：每個信息體分別帶有信息體地址SQ<1>：所有信息體共用信息體地址，后續(xù)信息體地址依 次加1。Num：信息體的數(shù)目21第二十一頁，共七十四頁。常用傳輸原因傳輸原因用法3突變信息5請求、被請求6激活7激活確認8停止激活9停止激活確認10激活終止20響應(yīng)站總召喚21－36響應(yīng)第1組召喚－響應(yīng)第16組召喚37響應(yīng)計數(shù)量38－41響應(yīng)第1組計數(shù)量－響應(yīng)第4組計數(shù)量22第二十二頁，共七十四頁。信息標識應(yīng)用層公共地址 通常與鏈路地址相同。 但也可進行擴展功能。信息體地址 標識某具體的信息。 有明確的含義。應(yīng)用層公共地址和信息體地址唯一的標識了某個信息點。23第二十三頁，共七十四頁。鏈路初始化索引主站子站復位遠方鏈路肯定確認/否定確認請求鏈路狀態(tài)響應(yīng)鏈路狀態(tài)24第二十四頁，共七十四頁?？傉賳局髡咀诱究傉賳緢笪拇_認報文召喚1級數(shù)據(jù)總召喚確認召喚1級數(shù)據(jù)遙信幀召喚1級數(shù)據(jù)召喚1級數(shù)據(jù)遙測幀總召喚結(jié)束幀25第二十五頁，共七十四頁。召喚電度量主站子站召喚電度量確認報文召喚1級數(shù)據(jù)召喚電度量確認召喚1級數(shù)據(jù)電度量召喚1級數(shù)據(jù)召喚解釋26第二十六頁，共七十四頁。請求1級數(shù)據(jù)主站子站……有1級數(shù)據(jù)上傳召喚1級數(shù)據(jù)1級數(shù)據(jù)上傳27第二十七頁，共七十四頁。請求2級數(shù)據(jù)主站子站召喚2級數(shù)據(jù)有2級數(shù)據(jù)上傳召喚2級數(shù)據(jù)無所請求的數(shù)據(jù)28第二十八頁，共七十四頁。遙控過程遙控選擇報文確認報文召喚1級數(shù)據(jù)遙控選擇確認遙控執(zhí)行/取消確認報文召喚1級數(shù)據(jù)遙控執(zhí)行/取消確認29第二十九頁，共七十四頁。復位遠方鏈路幀1040014116主站：復位鏈路1000010116廠站：肯定確認1001010216廠站：否定確認索引30第三十頁，共七十四頁。請求遠方鏈路幀和訪問請求1048014916主站：訪問請求1049014116100B010C16子站：響應(yīng)主站：請求鏈路31第三十一頁，共七十四頁。請求用戶數(shù)據(jù)105A/7A015B/7B16主站：請求1級數(shù)據(jù)105B/7B015C/7C16主站：請求2級數(shù)據(jù)32第三十二頁，共七十四頁。延時采集和設(shè)定33第三十三頁，共七十四頁。時鐘同步34第三十四頁，共七十四頁。遙測歸一化值數(shù)據(jù)的一種離散表示方法，可保證數(shù)據(jù)精度?？捎霉剑豪樱簜魉投坞妷褐担妷褐盗砍虨?00，當前實時值為99.98，使用16點采樣方式，則當前遙測量用什么表示？

求的y＝0x6AA4，則“A46A”就是發(fā)送的歸一化值35第三十五頁，共七十四頁。2級數(shù)據(jù)－越限遙測幀（一）68LL68L.CL.AA.DCS1609歸一化遙測量02SQ：0信息對象序列；2個信息對象03傳輸原因：突變01應(yīng)用層公共地址0101信息對象地址：0x0701遙測值：0x640a品質(zhì)描述：00070a640005信息對象地址：0x0705遙測值：0x730b品質(zhì)描述：00070b730036第三十六頁，共七十四頁。2級數(shù)據(jù)－越限遙測幀（二）68LL68L.CL.AA.DCS1615不帶品質(zhì)描述的歸一化遙測量02SQ：0信息對象序列；2個信息對象03傳輸原因：突變01應(yīng)用層公共地址0101信息對象地址：0x0701遙測值：0x640a070a6405信息對象地址：0x0705遙測值：0x730b070b73歸一化值37第三十七頁，共七十四頁。1級數(shù)據(jù)－總召喚遙測（一）68LL68L.CL.AA.DCS1609歸一化遙測量83SQ：1元素序列；3個信息對象14傳輸原因：總召喚01應(yīng)用層公共地址0104信息體地址：0x0704070a信息體地址：0x0704遙測值：0x640a品質(zhì)描述：0064000b信息對象地址：0x0705遙測值：0x730b品質(zhì)描述：00730073信息對象地址：0x0706遙測值：0x0273品質(zhì)描述：00020038第三十八頁，共七十四頁。1級數(shù)據(jù)－總召喚遙測（二）68LL68L.CL.AA.DCS1615不帶品質(zhì)描述的歸一化遙測量83SQ：1元素序列；3個信息對象14傳輸原因：總召喚01應(yīng)用層公共地址0104信息體地址：0x0704070a信息體地址：0x0704遙測值：0x640a640b信息對象地址：0x0705遙測值：0x730b7373信息對象地址：0x0706遙測值：0x02730239第三十九頁，共七十四頁。1級數(shù)據(jù)－總召喚遙信68LL68L.CL.AA.DCS1601不帶時標的單點信息86SQ：1元素序列；6個信息對象14傳輸原因：總召喚01應(yīng)用層公共地址0104信息體地址：0x00040001地址：0x0004，值：合01地址：0x0005，值：合00地址：0x0006，值：分01地址：0x0007，值：合00地址：0x0008，值：分01地址：0x0009，值：合40第四十頁，共七十四頁。1級數(shù)據(jù)－變位遙信68LL68L.CL.AA.DCS1601不帶時標的單點信息02SQ：1元素序列；2個信息對象14傳輸原因：總召喚01應(yīng)用層公共地址0104信息體地址：0x0004值：合000101信息體地址：0x0001值：分000041第四十一頁，共七十四頁。1級數(shù)據(jù)－SOE事項68LL68L.CL.AA.DCS1602不帶時標的單點信息02SQ：1元素序列；2個信息對象03傳輸原因：突變01應(yīng)用層公共地址0104信息體地址：0x0004值：合時間：32分1秒281毫秒000101052007信息體地址：0x0007值：合時間：32分2秒565毫秒0001050A2042第四十二頁，共七十四頁。1級數(shù)據(jù)－電度量68LL68L.CL.AA.DCS160f累計量02SQ：1元素序列；2個信息對象25傳輸原因：響應(yīng)計數(shù)量總召喚01應(yīng)用層公共地址0107信息體地址：0x0C070C01值：0x200501010105200000值：0x0A05010001050A0043第四十三頁，共七十四頁。總召喚命令68LL68L.CL.AA.DCS1664召喚命令01SQ：1元素序列；1個信息對象COT控制方向：

<6>：激活、<8>：停止激活監(jiān)視方向：

<7>：激活確認

<9>：停止激活確認

<10>：激活終止01應(yīng)用層公共地址0100信息體地址：000QOI召喚限定詞：

<20>：站召喚

<21>－<36>：召喚第(n-21)組44第四十四頁，共七十四頁。召喚計量68LL68L.CL.AA.DCS1665計量量召喚命令01SQ：1元素序列；1個信息對象COT控制方向：

<6>：激活、<8>：停止激活監(jiān)視方向：

<7>：激活確認

<9>：停止激活確認

<10>：激活終止01應(yīng)用層公共地址0100信息體地址：000QCCRQT[1…6]<0…63><1>－<4>：召喚第n組、<5>總召喚FRZ[7,8]<0…3><1>：讀、<2>：凍結(jié)不復位

<3>：凍結(jié)帶復位、<4>：復位45第四十五頁，共七十四頁?？刂泼?8LL68L.CL.AA.DCS162D/2E2D:單點遙控、2E:雙點遙控01SQ：1元素序列；1個信息對象COT控制方向：

<6>：激活、<8>：停止激活監(jiān)視方向：

<7>：激活確認

<9>：停止激活確認

<10>：激活終止01應(yīng)用層公共地址0100信息體地址：000SCO/DCSSCODCS說明：SE－－<0>選擇<1>執(zhí)行

SCO－－<0>開、<1>合

DCO－－<1>開、<2>合、<0><3>不允許SERESSCOSEDCO46第四十六頁，共七十四頁。時鐘同步68LL68L.CL.AA.DCS1667時鐘同步01SQ：1元素序列；1個信息對象COT控制方向：<6>：激活監(jiān)視方向：<7>：激活確認<10>：激活終止01應(yīng)用層公共地址0100信息體地址：000017字節(jié)時間：年占低7位、月占低4位、日占低5位、時占低5位、分占低6位、毫秒占2字節(jié)時間位：06年01月07日09時08分2561毫秒0A080907010647第四十七頁，共七十四頁。02版101規(guī)約結(jié)構(gòu)97版02版鏈路地址長度1個字節(jié)1個或2個字節(jié)傳輸原因長度1個字節(jié)1個或2個字節(jié)應(yīng)用層公共地址長度1個字節(jié)1個或2個字節(jié)信息體地址長度2個字節(jié)2個或3個字節(jié)信息體時間3字節(jié)3字節(jié)或7字節(jié)索引48第四十八頁，共七十四頁。02版101規(guī)約信息體地址97版02版遙信0x0001-0x04000x0001-0x1000遙測0x0701-0x09000x4001-0x5000遙控0x0b01-0x0b800x6001-0x6200遙調(diào)0x0b81-0x0c000x6201-0x6400電度0x0c01-0x0c800x6401-0x660049第四十九頁，共七十四頁。02版101規(guī)約類型標識97版02版遙信1、2、3、4、20、1、2、3、4、30、31遙測9、10、11、12、13、21、9、10、11、12、13、21、34、35、36遙控45、4645、46遙調(diào)48、49、5048、49、50電度15、1615、16、3750第五十頁，共七十四頁。IEC-104規(guī)約培訓大綱51第五十一頁，共七十四頁。體系結(jié)構(gòu)根據(jù)101從IEC60870-5-5中選取的應(yīng)用功能初始化

用戶進程從IEC60870-5-101和IEC60870-5-104中選取的ASDU

應(yīng)用層（第7層）APCI（應(yīng)用規(guī)約控制信息）傳輸接口（用戶到TCP的接口）

TCP/IP協(xié)議子集（RFC2200）傳輸層（第4層）網(wǎng)絡(luò)層（第3層）鏈路層（第2層）物理層（第1層）注：第5，第6層未用52第五十二頁，共七十四頁。滑動窗口協(xié)議（1）問答式協(xié)議：A發(fā)送報文后等待B的確認，B不確認則A等待。B方接收到1個報文后馬上就發(fā)1個確認報文。超時重傳特點：安全可靠效率低下A方B方報文1確認報文1報文2確認報文2報文3確認報文353第五十三頁，共七十四頁。滑動窗口協(xié)議（2）簡單窗口協(xié)議：A發(fā)送N個報文后等待B的確認此N個報文，B不確認則A等待。B方接收到N個報文后馬上就發(fā)確認接收到N個報文。超時重傳N個報文特點：效率相對提高浪費A的發(fā)送A方B方報文1報文2確認3報文報文3報文4報文5報文6確認6報文54第五十四頁，共七十四頁?；瑒哟翱趨f(xié)議（3）滑動窗口協(xié)議：A發(fā)送報文的同時，B發(fā)送確認幀進行確認。A記錄自己已經(jīng)被確認的報文，向前滑動最大可發(fā)送窗口。B記錄有多少報文尚未確認，達到最大窗口或超時則發(fā)確認幀。A未確認窗口通常為B未確認窗口的1.5倍。特點：效率高A方B方報文1報文2確認3報文報文3報文6報文7報文8確認5報文報文4報文555第五十五頁，共七十四頁。幀格式起始字68HAPCIAPDUAPDU長度（最大253）LEN控制域1控制域2控制域3控制域4IEC60870-5-101和

IEC60870-5-104定義的ASDUASDU56第五十六頁，共七十四頁。I格式幀起始字68HAPDU長度（最大253）控制域1控制域2控制域3控制域4IEC60870-5-101和

IEC60870-5-104定義的ASDU76543210發(fā)送序列號

N(S)0發(fā)送序列號

N(S)接收序列號

N(R)0接收序列號

N(R)發(fā)送方發(fā)送信息時增加發(fā)送序號接收方確認對方的發(fā)送序號時增加接收序號帶信息發(fā)送并確認對方幀57第五十七頁，共七十四頁。S格式幀起始字68H長度04H控制域1控制域2控制域3控制域476543210010接收序列號

N(R)0接收序列號

N(R)S格式幀為短幀，長度僅6個字節(jié)用于確認接收到對方的幀，但本身沒有信息發(fā)送的情況。58第五十八頁，共七十四頁。U格式幀起始字68H長度04H控制域1控制域2控制域3控制域476543210TESTSTOPSTART11CVCVCV0000U格式幀為6字節(jié)短幀用于啟動控制信息：V表示生效、C表示確認START：啟動命令、STOP：停止命令、TEST：測試命令59第五十九頁，共七十四頁。各種幀的使用I幀 傳輸應(yīng)用數(shù)據(jù)，捎帶確認對方的發(fā)送。S幀 無應(yīng)用數(shù)據(jù)可傳輸時，確認對方的發(fā)送。U幀

控制用報文。 啟動U幀，用于啟動應(yīng)用層傳輸； 停止U幀，用于停止應(yīng)用層傳輸； 測試U幀，雙方均無發(fā)送時，維持鏈路活動狀態(tài)。60第六十頁，共七十四頁。啟動過程主站子站連接遠方鏈路接收遠方連接啟動傳輸過程（U幀）啟動確認（U幀）主動上傳（I幀）確認幀（S幀）主動上傳（I幀）主動上傳（I幀）61第六十一頁，共七十四頁。停止數(shù)據(jù)傳輸（U幀）未發(fā)送的I幀未發(fā)送的I幀進入停止數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)，T3超時講發(fā)送鏈路測試（U幀）未發(fā)送的I幀S格式確認幀停止數(shù)據(jù)傳輸確認（U幀）進入停止數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)，T3超時講發(fā)送鏈路測試（U幀）停止過程62第六十二頁，共七十四頁。I幀（正常）63第六十三頁，共七十四頁。S幀（正常）64第六十四頁，共七十四頁。I幀（受到干擾）65第六十五頁，共七十四頁。I幀（超時未被確認）66第六十六頁，共七十四頁。U測試幀67第六十七頁，共七十四頁。U測試幀（超時未收到確認）68第六十八頁，共七十四頁。101與104應(yīng)用服務(wù)比較104101應(yīng)用層幀結(jié)構(gòu)同101結(jié)構(gòu)---容量傳輸原因：2公共地址：2信息體地址：3傳輸原因：1/2公共地址：1/2信息體地址：2/3類型標識擴展7字節(jié)時間的幀類型---遙測全遙測、浮點數(shù)越限遙測、歸一化遙信SOE用7字節(jié)時間SOE用3字節(jié)時間