ISA300+后台104规约应用V1.0.0.

IEC104通信规约扩展应用总则深圳南瑞科技有限公司[e-mail]..第1页共27页版权所有（C）2002，保留所有权利.ISA300+变电站综合自动化系统IEC104通信规约应用扩展总则文件版本1.0.0文档类型通信规约发布日期2003年1月编写人侯林黎强初审人核准人IEC104通信规约扩展应用总则深圳南瑞科技有限公司[e-mail]..第2页共27页版权所有（C）2002，保留所有权利.修订纪录修改人修改原因修改批准人修改完成日期版本号IEC104通信规约扩展应用总则深圳南瑞科技有限公司[e-mail]..第3页共27页版权所有（C）2002，保留所有权利.一．概述1．1范围和目的本应用扩展总则规定了ISA300＋变电站综合自动化系统数据采集和监控规约的功能、结构和传输规则等，主要参照电力行业标准DL/T634.5104-2002和IEC60870-5-104:2000。用于调度中心与变电站通信总控单元或当地后台（SCADA服务器）与通信总控单元之间的数据交换。IEC60870-5-104:2000规约适用于具有串行比特数据编码传输的远动设备和系统，用以对地理广域过程的监视和控制.制定远动配套标准的目的是使兼容的远动设备之间达到互操作。该规约是采用标准传输协议子集的IEC60870-5-101网络访问传输协议。因此，本标准亦参照IEC60870-5-101:2000,IDT标准实现。本标准对IEC60870-5-104:2000的可选集进行了明确限定，在后台系统与通信单元的通信中，为提高通信效率，对IEC60870-5-104:2000进行了部分扩展，并完全兼容IEC60870-5-101:2000,IDT规约标准。针对ISA系列产品，目前ISA-301C型通信装置支持本标准。1．2规范引用文件下列文件中的条款通过IEC-104规约的引用而构成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，随后的修正、修订或其他任何新版本，将不再适用。当然，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。IEC和ISO维持现行注册有效的国际标准。IEC60870-5-104：2000远动设备与系统第5－104部分：传输规约采用标准传输协议子集的IEC60870-5-101网络访问（即国家电力行业标准DL/T634.5104-2002）IEC60870-5-3：1992远动设备与系统第5部分：传输规约第3篇：应用数据的一般结构IEC60870-5-4：1993远动设备与系统第5部分：传输规约第4篇：应用信息元素的定义和编码IEC60870-5-5：1995远动设备与系统第5部分：传输规约第5篇：基本应用功能IEC60870-5-101：1995远动设备与系统第5部分：传输规约第101篇：基本远动任务的配套标准修订版1(2000)IEC60870-5-102：1996远动设备与系统第5部分：传输规约第102篇：电力系统电能累计量传输规约的配套标准ITU-T建议X.25：1996数据终端设备(DTE)与数据通信设备的接口，用于工作在分组方式，以及通过专用电路与共用数据网相连接的终端IEC104通信规约扩展应用总则深圳南瑞科技有限公司[e-mail]..第4页共27页版权所有（C）2002，保留所有权利.IEEE802.3：1998信息技术电讯与系统间信息交换局域网与城域网特殊要求第3部分：载波侦听与冲突检测(CSMA/CD)访问方法与物理层规范RFC791互联网协议请求注释791(MILSTD1777)(9，1981)RFC793传输控制协议请求注释793(MILSTD1778)(9，1981)RFC894以太网上的互联网协议RFC1661点对点协议(PPP)RFC1662HDLC帧上的PPPRFC1700赋值，请求注释1700(STD2)(10，1994)RFC2200互联网正式协议标准集，请求注释2200(6，1997)1．3标准声明按IEC-104标准要求，任何情况下，通信端口号均为2404。本应用总则在规定后台和通信机的通信中，对实时事件和实时数据分开处理，为确保最大的标准兼容性，实时数据采用标准2404通道传递，实时事件和命令则扩展使用2405通道传递。本扩展应用总则,除特殊扩展处理外，均采用相关标准进行定义；因此，部分内容和引用，请参考相关标准描述和定义。本扩展应用总则,在后续描述中,简称为ISA104。IEC104通信规约扩展应用总则深圳南瑞科技有限公司[e-mail]..第5页共27页版权所有（C）2002，保留所有权利.二．总控与后台信息传输格式2．1应用规约控制信息(APCI)的定义传输接口（用户到TCP）是一个面向流的接口，它没有为IEC60870-5-101中的ASDU定义任何启动或者停止机制。为了检出ASDU的启动和结束，每个APCI包括下列的定界元素：一个启动字符，ASDU的规定长度，以及控制域（见图1）。可以传送一个完整的APDU（或者，出于控制目的，仅仅是传送APCI域）（见图2）。注：以上所使用的缩略语出自IEC60870-5-3的第5章，如下所示：APCI应用规约控制信息ASDU应用服务数据单元APDU应用规约数据单元起动字符68HAPCIAPDUAPDU长度（最大253）长度控制域八位位组1控制域八位位组2控制域八位位组3控制域八位位组4IEC60870-5-101和IEC60870-5-104定义的ASDUASDU图4远动配套标准的APDU定义图5远动配套标准的APCI定义启动字符68H定义了数据流中的起点。APDU的长度域定义了APDU体的长度，它包括APCI的四个控制域八位位组和ASDU。第一个被计数的八位位组是控制域的第一个八位位组，最后一个被计数的八位位组是ASDU的最后一个八位位组。ASDU的最大长度限制在249以内，因为APDU域的最大长度是253（APDU最大值=255减去启动和长度八位位组），控制域的长度是4个八起动字符68HAPDU长度控制域八位位组1控制域八位位组2控制域八位位组3控制域八位位组4APCI长度=4IEC104通信规约扩展应用总则深圳南瑞科技有限公司[e-mail]..第6页共27页版权所有（C）2002，保留所有权利.位位组。根据上述定义，APDU标准长度应该在4到253之间，包含边界；为了扩展保护相关信息，扩展使用本长度定义。启动字符68HAPCI_EXTAPDU长度(保留)01H（ISA扩展）控制域八位位组1控制域，4字节控制域八位位组2控制域八位位组3控制域八位位组4实际长度Len_L[0-11]实际长度Len≤4096，Len由控制域八位位组1开始，则报文总长度为Len＋2，ASDU_EXT信息长度≤Len－7；实际长度Len_H扩展规约类型规约类型代码（0X01为ISA104_CAN）扩展信息ASDU扩展信息单元ASDU_EXT控制域定义了保护报文不至丢失和重复传送的控制信息、报文传输启动/停止、以及传输连接的监视等控制信息。控制域的计数器机制是根据ITU-TX.25标准中推荐的2.3.2.2.1至2.3.2.2.5来定义的。图3，4，5为控制域的定义。三种类型的控制域格式用于编号的信息传输（I格式），编号的监视功能（S格式）和未编号的控制功能（U格式）。控制域第一个八位位组的第一比特=0定义了I格式，I格式的APDU常常包含一个ASDU。I格式的控制信息如图3所示比特87654321发送序列号N(S)LSB0八位位组1MSB发送序列号N(S)八位位组2接收序列号N(R)LSB0八位位组3MSB接收序列号N(R)八位位组4图3–信息传输格式类型（I格式）的控制域IEC104通信规约扩展应用总则深圳南瑞科技有限公司[e-mail]..第7页共27页版权所有（C）2002，保留所有权利.控制域第一个八位位组的第一比特=1并且第二比特=0定义了S格式。S格式的APDU只包括APCI。S格式的控制信息如图4所示。比特87654321001八位位组10八位位组2接收序列号N(R)LSB0八位位组3MSB接收序列号N(R)八位位组4图4–编号的监视功能类型（S格式）的控制域控制域第一个八位位组的第一比特=1并且第二比特=1定义了U格式。U格式的APDU只包括APCI.U格式的控制信息如图5所示。在同一时刻，TESTFR，STOPDT或STARTDT中只有一个功能是激活的。比特87654321TESTFRSTOPDTSTARTDT11八位位组1确认生效确认生效确认生效0八位位组200八位位组30八位位组4图5–未编号的控制功能类型(U格式)的控制域说明：1．ISA104对网络数据交换的处理原则1)通道空闲超时，即发送U格式测试报文；2)在各通道定时向通信机发送S格式确认报文；3)已建立连接通道中的数据收发在超时内，均不判为连接中断；4)超出收发时限的通道，均需重试连接；IEC104通信规约扩展应用总则深圳南瑞科技有限公司[e-mail]..第8页共27页版权所有（C）2002，保留所有权利.2．2ISA104应用数据单元（ASDU）定义类型标识1个八位位组数据单元标识符数据单元类型可变结构限定词1个八位位组传送原因2个八位位组传送原因公共地址2个八位位组公共地址信息对象地址3个八位位组信息对象1信息对象标识符信息对象地址信息对象地址信息元素集M个八位信息元素集时标信息采用CP56TIME2A时标时为7个八位位组信息对象时标……信息对象地址3个八位位组信息对象N信息对象标识符信息对象地址信息对象地址信息元素集M个八位信息元素集时标信息采用CP56TIME2A时标时为7个八位位组信息对象时标图6–ISA104_ASDU格式定义按照IEC104标准规约，传送原因选用2个八位位组，其中包含源地址，若未用到，则该地址为0。ASDU公共地址为2个八位位组，即站地址。信息对象地址为3个八位位组，地址分配情况参考附录。IEC104通信规约扩展应用总则深圳南瑞科技有限公司[e-mail]..第9页共27页版权所有（C）2002，保留所有权利.2.2.1类型标识第一个八位位组为类型标识(图7),它定义了后续信息对象的结构、类型和格式。类型标识定义如下：类型标识＝TYPEIDENTIFICATION：＝UI8[1..8]1..255B7B6B5B4B3B2B1B0类型标识2720值分布0未用01~127标准定义1…未定义图7类型标识信息对象带或不带时标由标识类型的不同序号来区分。控制站将舍弃那些接收到的其类型标识未被定义的应用服务数据单元。2.2.1.1类型标识域值的语义定义类型标识值0未用，在配套标准中定义了1至127的值，128至255未定义。136至255可以由104标准的使用者彼此独立的进行定义，仅当使用具有类型标识号在1至127的范围的应用服务数据单元才能达到全部互换地工作。IEC104通信规约扩展应用总则深圳南瑞科技有限公司[e-mail]..第10页共27页版权所有（C）2002，保留所有权利.2.2.1.2IEC60870-5