104 规约的网络结构及报文介绍中西部 施志晖随着光纤通讯的兴起，为104规约的应用提供了越来越好的平台。现在104规约逐渐趋向 主流。1：104规约的网络模式及网络参数的介绍1.1 104规约的网络模式1.2 网络参数的介绍在104通讯时，主站会分配一些IP地址和子网掩码,网关等参数, 2：104的报文结构及一些参数的理解2.1 104的报文结构104的报文共分为3种格式，即U格式，I格式，和S格式。基本结构为：68 length 控制8位组1控制8位组2控制8位组3控制8位组4 ASDU其中：控制域的第一个8位位组的第1比特=0定义了 I格式，它表明APDU中包含应用服务数 据单元ASDU，主要用于主站的总查询，对时，召唤电量，遥控等，子站的变化遥测，soe, 变位遥信等的传送。如：68 0e00 00 00 00 64 01 06 01 c5 00 00 00 00 14控制域的第一个8位位组的第1比特为1,第2比特为0定义了 S格式，此种格式的APDU 不包含ASDU，当报文接收方收到发送方的I格式报文后，如果没有I格式报文需要发送给 对方，可以向对方发送S格式报文以对所接收到的报文进行确认。比如：子站发送报文:68 46 0a 2f （发送序号）06 00 （接受序号 0b 0a 03 00 03 00 08 40 00 b5 0a 00 09 40 00 83 fe 00 0a 40 00 71 0a 00 14 40 00 42 f6 00 15 40 00 74 01 00 16 40 00 71 09 00 4a 40 00 13 00 00 4d 40 00 e9 ff 00 4f 40 00 0a 00 00 58 40 00 f6 ff 00子站接收主站的确认报文:68 04 01 00 0c 2f控制域的第一个8位位组的第1比特=1，第2比特=1定义了 U格式，此种格式的APDU 也不含ASDU，其作用主要在于实现3种控制功能，即启动子站进行数据传输（STARTDT）、 停止子站的数据传输（STOPDT）和TCP链路测试（TESTFR）。比如：接收报文:68 04 07 00 00 00 （启动数据传输0000 0111）发送报文:68 04 0b 00 00 00 （确认数据传输0000 1011）2.2 104 的实施过程IEC 60870-5-104包括非常丰富的应用服务数据单元（ASDU），它不但选取了绝大部分 IEC 60870-5-101规约的ASDU，而且还扩展了类型标识为58到64,以及类型标识为107 的新的ASDU。但在实际使用中，能够用到的仅仅是其中一小部分。其实施过程为：（1）TCP连接的建立过程。站端RTU作为服务器，在建立TCP连接前，应一直处于侦 听状态并等待调度端的连接请求，当TCP连接已经建立，则应持续地监测TCP连接的状态， 以便 TCP 连接被关闭后能重新进入侦听状态并初始化一些与 TCP 连接状态有关的程序变 量；调度端作为客户机，在建立TCP连接前，应不断地向站端RTU发出连接请求，一旦连 接请求被接收，则应监测TCP连接的状态，以便TCP连接被关闭后重新发出连接请求。需 要注意的是，每次连接被建立后，调度端和站端RTU应将发送和接收序号清零，并且子站 只有在收到了调度系统的 STARTDT 后，才能响应数据召唤以及循环上送数据，但在收到 STARTDT之前，子站对于遥控、设点等命令仍然应进行响应。（2）循环遥测数据传送。对于遥测量，可以使用类型标识为9 （归一化值）、 11 （标度化 值）和13 （短浮点数）及21 （不带描述）的ASDU定时循环向调度端发送。（3）总召唤过程。调度主站向子站发送总召唤命令帧（类型标识为100，传输原因为6）， 子站向主站发送总召唤命令确认帧（类型标识为100，传输原因为7），然后子站向主站发送 单点遥信帧（类型标识为1）和双点遥信帧（类型标识为3），最后向主站发送总召唤命令结 束帧（类型标识为100，传输原因为10）。（4）校时过程。调度主站向子站发送时间同步帧（类型标识为104，传输原因 6），子站 收到后立即更新系统时钟并向主站发送时间同步确认帧（类型标识为104，传输原因7）。（5）子站事件主动上传。以太网对于调度端和子站端都是一个全双工高速网络，因此IEC6080-5-104必然使用平衡式传输。当子站发生了突发事件，子站将根据具体情况主动向 主站发送下述报文：遥信变位帧（单点遥信类型标识为1, 双点遥信类型标识为 3，传输原 因为3）、遥信SOE帧（单点遥信类型标识为30,双点遥信类型标识为31,传输原因为3）、 调压变分接头状态变化帧（类型标识为32，传输原因为3）、继电保护装置事件（类型标识 为38）、继电保护装置成组启动事件（类型标识为39）、继电保护装置成组输出电路信息（类 型标识为40）。（6）遥控/遥调过程。主站发送遥控/遥调选择命令（类型标识为 46/47，传输原因为 6， S/E=1）,子站返回遥控/遥调返校（类型标识为46/47，传输原因为7, S/E=1）,主站下发遥 控/遥调执行命令（类型标识为46/47，传输原因为6, S/E=0），子站返回遥控/遥调执行确认（类型标识为46/47,传输原因为7, S/E=0），当遥控/遥调操作执行完毕后，子站返回遥控 /遥调操作结束命令（类型标识为46/47，传输原因为10， S/E=0）。（7）召唤电度过程。主站发送电度量冻结命令（类型标识为101,传输原因为6）,子站 返回电度量冻结确认（类型标识为101,传输原因为7）,然后子站发送电度量数据（类型标 识为 15,传输原因为37）,最后子站发送电度量召唤结束命令（类型标识为101,传输原因 为 10）。2.3 104的一些参数理解2.3.1关于超时时间的理解为了能对TCP连接进行检查和维护，IEC 60870-5-104规定了几个超时时间，即t0、t t2、t3，它们的取值范围为1255s，准确度为1s。t0规定了主站端和子站RTU端建立一次TCP连接的最大允许时间，主站端和子站RTU 端之间的TCP连接在实际运行中可能经常进行关闭和重建，这发生在4种情况下：主 站端和子站RTU端之间的I格式报文传送出现丢失、错序或者发送U格式报文得不到应答 时，双方均可主动关闭TCP连接，然后进行重建；主站系统重新启动后将与各个子站 重新建立TCP连接；子站RTU合上电源或由于自恢复而重新启动后，将重建连接； 子站RTU收到主站端的RESET_PROCESS （复位远方终端）信号后，将关闭连接并重新初 始化，然后重建连接。如果在t0时间内未能成功建立连接，可能网络发生了故障，主站端应 该向运行人员给出警告信息。t1规定发送方发送一个I格式报文或U格式报文后，必须在t1 的时间内得到接收方的认可，否则发送方认为TCP连接出现问题并应重新建立连接。t2规 定接收方在接收到I格式报文后，若经过t2时间未再收到新的I格式报文，则必须向发送方 发送S格式帧对已经接收到的I格式报文进行认可，显然t2必须小于牛t3规定调度端或子 站RTU端每接收一帧I帧、S帧或者U帧将重新触发计时器t3，若在t3内未接收到任何报 文，将向对方发送测试链路帧TESTFRo3：104的报文解释可设置104规约的ASDU结构和101相似，其信息体地址和101的02版一致（遥信1 4000H，遥测4001 5000H,遥控6001 6100H），传送原因2个字节，公共地址2个字节， 信息体字体3个字节。3.1 U格式的初始化过程REMOTE IP=a2a0211（远程连接方ip为10.42.2.17）接收报文:68 04 07 00 00 0007U格式的启动数据传输Connection 05 connected发送报文:68 04 0b 00 00 00ObU格式的启动数据传输确认相当于101的链路测试和复位通信单元。3.2 I格式的总召唤过程接收报文:68 0e 00 00 00 00 64 01 06 01 c5 00 00 00 00 14 （总召唤）发送报文:68 0e 00 0002 00 64 01 07 00 c5 00 00 00 00 14（子站对总召唤的确认） 发送报文:68 a0 02 00 02 00 0b （遥测报文）bl （上送数量，10110001,红色部分转换成10 进制的即是具体数量49个） 1 4 0 0 c5 0 0 （子站地址1 97 ） 0 1 4 0 0 0 （信息体地址1 6 3 85 ）000000（第一个遥测）92 11 00（第二个遥测）000000（第三个遥测）921100000000000000020000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000080000080000100000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000发送报文:68 40 04 00 02 00 01 （遥信报文）b3 （数量 51 个）14 00 c5 00 01 00 00 （信息 体地址1）00 00 00 00 00 00 00 00 00 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 （全遥信，单点遥信00为分 01 为合，双点遥信01为分 02为合）3.3 I格式的变化量的传送及S桢的确认3.3.1变化遥测的上送发送报文:68 7c （长度）2c 04 （发送序号）04 00 （接受序号）0b （ASDU 的 type） 13 03 00（传送原因）c100（站地址）4f 40 00（第79个遥测变化） 000000（值为0）5740000500005a4000（第90个遥测变化）070800值为2055，一次值）014000e30000024000e30000084000f300000a40006c02000e400025ff001040002e02001440