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規(guī)約簡介

IEC104規(guī)約是一個廣泛應(yīng)用于電力、城市軌道交通等行業(yè)的國際標(biāo)準(zhǔn)。

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專業(yè)術(shù)語解釋

遙脈（電度量）： 是指對現(xiàn)場某裝置所發(fā)出的脈沖信號進(jìn)行周期累計的一種遠(yuǎn)程計數(shù)操作。其實，遙脈也可以看成是被具體規(guī)定了采用脈沖計數(shù)作為測量方法的一種遙測手段，它是遙測中的一種。而傳統(tǒng)意義上的四遙中是沒有提及遙脈一詞的。

四遙指的是：遙信、遙測、遙控和遙調(diào)（設(shè)點(diǎn)）；分別對應(yīng)數(shù)字輸入DI、模擬輸入AI、數(shù)字輸出DO和模擬輸出AO

單點(diǎn)與雙點(diǎn)的區(qū)別 ，以遙信為例，單點(diǎn)就是用一位標(biāo)識一個遙信量，比如開關(guān)位置，只采集一個常開的輔助接點(diǎn)，值為1表示合位，0表示分位；而雙點(diǎn)需要采集常開合常閉兩個輔助接點(diǎn)位置，，當(dāng)常開點(diǎn)值為1并且常閉點(diǎn)值為0，即10，則認(rèn)為開關(guān)在合位；當(dāng)常開點(diǎn)值=0并且常閉點(diǎn)值為1，即01，認(rèn)為開關(guān)在分位；當(dāng)兩個位置值都為1，或兩個值都為0，則認(rèn)為開關(guān)位置不能確定。遙控也是一樣的道理，SPI為遙信狀態(tài)值。單點(diǎn)遙信，0分1合；雙點(diǎn)遙信，1開2合，0和3為中間狀態(tài)。

遙測的上送方式主要有定時主動上送（01H），響應(yīng)總召喚上送（14H），越限上送（03H），而遙測值又分為歸一化值、標(biāo)度化值、短浮點(diǎn)數(shù)。

各遙測報文。其報文主體結(jié)構(gòu)未變，改變是傳送原因及類型標(biāo)識。

歸一化值（NVA）

值的范圍為[-1，1]。歸一化，即是將大于1的數(shù)映射到1以內(nèi)的空間，通常就是用實際值除以額定值，即得到歸一化的小數(shù)。具體表示法可以有F13或F16位的。占2個字節(jié)。

標(biāo)度化值（SVA），值的范圍為[-32768，~32767]，即帶符號整數(shù)。占２個字節(jié)。它的真實值就是標(biāo)度值*小數(shù)點(diǎn)的位數(shù)，量程和小數(shù)點(diǎn)位置是固定的參數(shù)。（相當(dāng)于16位有符號整數(shù)）

注意：歸一化值與標(biāo)度化值都是兩個字節(jié)。高字節(jié)的最高位為符號位， 0表示正數(shù)，1表示負(fù)數(shù)。15位數(shù)據(jù)位，正數(shù)是原碼，負(fù)數(shù)是補(bǔ)碼。

短浮點(diǎn)數(shù) （R32-IEEE
STD 754） 即計算機(jī)內(nèi)浮點(diǎn)數(shù)的表示法，占４字節(jié)

雙傳輸 ，信息體元素可以用同一個信息對象地址來構(gòu)成不同的ASDU，即帶時標(biāo)或者不帶時標(biāo)的單點(diǎn)信息。

遙測最多可配16384個，遙測最多可配4096個，遙控最多可配256個，遙脈最多可配512個。

3

104主站和從站之間的通信過程

104通訊過程:

a,建鏈、啟動傳輸

b,是否啟動確認(rèn) (未確認(rèn)等待啟動幀返回a)

c,站召喚

d,回答全數(shù)據(jù)

e,回答結(jié)束否 (等待d結(jié)束,未結(jié)束返回d)

f,有無定時任務(wù)

g,遙控遙調(diào)

h,對時測試

i,超時處理

j,接收變化數(shù)據(jù)

k,S-FORMAT確認(rèn) (確認(rèn)完畢,返回f)

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IEC104協(xié)議結(jié)構(gòu)

第一個字節(jié)：啟動字符固定16進(jìn)制數(shù)68H，十進(jìn)制為104（正好代表104規(guī)約吧），二進(jìn)制為：0110 1000。

第二個字節(jié)：APDU長度，注意APDU長度并不包括1字節(jié)的啟動字符和1字節(jié)的APDU長度本身，而由于只有1字節(jié)代表數(shù)據(jù)長度，其最大值為255(2^8 - 1)，所以最大值為255 - 2 = 253，又由于APCI除了這兩個字節(jié)外還包括了4個字節(jié)的控制域（1~4），那么剩下的ASDU（可選的應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元）長度為253 - 4 = 249字節(jié)。

5

104報文幀分類

IEC104協(xié)議的幀格式有三種（I幀、U幀、S幀）

I幀為信息幀，用于傳輸數(shù)據(jù)，長度大于6個字節(jié)，為長幀；

S幀為確認(rèn)幀，用于確認(rèn)接收的I幀，長度為6個字節(jié)，為短幀；

U幀為控制幀，用于控制啟動/停止/測試，長度為6個字節(jié)，為短幀；

5.1

U格式：

不計數(shù)的控制功能類型，用于傳輸控制命令的報文。（U格式的APDU只包含APCI，幀長6字節(jié)。）

格式

類型

5.2

S格式：

計數(shù)的監(jiān)視功能類型，用于傳輸對站端的確認(rèn)的報文。（S格式的APDU只包含APCI，幀長6字節(jié)。）

格式

S格式的APDU的幀內(nèi)容為如下6個字節(jié)：68 04 01 00 98 53 前四個字節(jié)固定，后兩個字節(jié)表示接收序號。

S幀和I幀結(jié)合使用，用于信息確認(rèn)，主站和子站可以按頻率發(fā)送，比如接收8幀I幀回答一幀S幀，也可以要求接收一幀I幀就應(yīng)答一幀S幀。

5.3

I 格式：

信息傳輸格式類型，用于傳輸含有信息體的報文和確認(rèn)對方I格式的信息報文。（I格式的APDU包含APCI和ASDU）

I幀是104的核心，I幀包含ASDU，數(shù)據(jù)傳輸都屬于I幀，如總召喚幀、發(fā)送對時報文、電度總召喚、遙控等下發(fā)指令，接收的數(shù)據(jù)幀如遙信、遙測、遙脈、SOE幀都屬于I幀。

6

遙控流程

遙控分為直控和選控，直控實際上就是去掉選擇命令，直接發(fā)執(zhí)行命令。一般來說保護(hù)壓板、保護(hù)復(fù)歸為直控；測控壓板、刀閘開關(guān)、分接頭的升降停為選控。

?
選控的一般流程如下: 主站下發(fā)選擇命令→裝置回選擇確認(rèn)報文→主站下發(fā)執(zhí)行命令→裝置回執(zhí)行確認(rèn)報文→完成結(jié)束報文。

?
直控的一般流程如下: 主站下發(fā)執(zhí)行命令→裝置回執(zhí)行確認(rèn)報文→完成結(jié)束報文。

?
在整個遙控過程中，直到裝置回執(zhí)行確認(rèn)前都可進(jìn)行

?
而遙控命令的格式如下所示：

S/E為選擇/執(zhí)行位，0代表執(zhí)行，1代表選擇；QU代表遙控命令品質(zhì)，0代表被控站內(nèi)部確定遙控輸出方式，不由控制站選擇，1代表短脈沖方式輸出，持續(xù)時間由被控站的系統(tǒng)參數(shù)決定，2代表長脈沖方式輸出，持續(xù)時間由被控站的系統(tǒng)參數(shù)決定，3代表持續(xù)脈沖方式，其他值沒有定義；

SCS代表單點(diǎn)遙控命令狀態(tài)，0代表分/開，1代表合/關(guān)；DCS代表雙點(diǎn)遙控命令狀態(tài)，1代表分/開，2代表合關(guān)，0、3代表不允許。

QU一般為0，那么單點(diǎn)遙控——遙控選擇分：0x80；遙控執(zhí)行或遙控撤銷分：0x00；遙控選擇合：0x81；遙控選擇或遙控撤銷合：0x01；雙點(diǎn)遙控——遙控選擇分：0x81；遙控執(zhí)行或遙控撤銷分：0x01；遙控選擇合：0x82；遙控選擇或遙控撤銷合：0x02

7

交互流程

7.1

第一步：首次握手（U幀）

發(fā)送―>激活傳輸啟動 ：

68（啟動符）04（長度）07（控制域）

00 00 00

接收―>確認(rèn)激活傳輸啟動：

68（啟動符）04（長度）0B（控制域）

00 00 00

7.2

第二步：總召喚，召喚YC,YX（可變長I幀）初始化后定時發(fā)送總召喚

發(fā)送―>總召喚 ：

68（啟動符）0E（長度）

00 00（發(fā)送序號，2個字節(jié)）00
00（接收序號，2個字節(jié)）64（類型標(biāo)識）01（可變結(jié)構(gòu)限定詞）06

00（傳送原因，2個字節(jié)）01 00（公共地址，即RTU站址，2個字節(jié)）0000

00（信息體地址，3個字節(jié)）14（QOI，區(qū)分是總召喚還是分組召喚,如果是2002版基地址的沒有分組召喚）

接收―>S幀:(記錄接收到的長幀,雙方都可以按頻率發(fā)送,文本規(guī)定最多接收8幀I幀回答一S幀,但我們要求接收一幀I幀就應(yīng)答一S幀)

68 04 01 00 02 00:

接收―>總召喚確認(rèn)(發(fā)送幀的鏡像,除傳送原因不同)：

68（啟動符）0E（長度）00

00（發(fā)送序號，2個字節(jié)）

00 00（接收序號，2個字節(jié)）

64 （類型標(biāo)識）01（可變結(jié)構(gòu)限定詞）

07 00（傳送原因，2個字節(jié)）

01 00（公共地址，即RTU站址，2個字節(jié)）00

00 00（信息體地址，3個字節(jié)）

14 （QOI）

發(fā)送―>S幀 記錄接收到的長幀,雙方都可以按頻率發(fā)送,文本規(guī)定最多接收8幀I幀回答一S幀,但我們要求接收一幀I幀就應(yīng)答一S幀)

68 04 01 00 02 00

接收―>YX幀：(以類型標(biāo)識1為例)

68（啟動符）

1A（長度）

02 00 （發(fā)送序號，2個字節(jié)）02
00（接收序號，2個字節(jié)）

01（類型標(biāo)識,單點(diǎn)遙信）

04（可變結(jié)構(gòu)限定詞，有4個遙信上送）

14 00 （傳送原因，2個字節(jié)，響應(yīng)總召喚）01 00

（公共地址，即RTU站址，2個字節(jié)）03

00 00（信息體地址，3個字節(jié)，第3號遙信）

00（遙信分）

05 00 00 （信息體地址，3個字節(jié)，第5號遙信）00（遙信分）

08 00 00（信息體地址，3個字節(jié)，第8號遙信）01

（遙信合）09 00 00

（信息體地址，3個字節(jié)，9號遙信）00（遙信分）

發(fā)送―>S幀:

68 04 01 00 04 00

接收―>YX幀：(以類型標(biāo)識3為例)

68（啟動符）

1E（長度）

04 00（發(fā)送序號，2個字節(jié)）

02 00（接收序號，2個字節(jié)）03（類型標(biāo)識，雙點(diǎn)遙信）

05 （可變結(jié)構(gòu)限定詞，有5個遙信上送）14
00（傳送原因，2個字節(jié)，響應(yīng)總召喚）

01 00 （公共地址，即RTU站址，2個字節(jié)）01

00 00 （信息體地址，3個字節(jié)，第1號遙信）02（遙信合）

06 00 00 （信息體地址，3個字節(jié)，第6號遙信）02（遙信合）

0A 00 00 （信息體地址，3個字節(jié)，第10號遙信）01（遙信分）

0B 00 00（信息體地址，3個字節(jié)，第11號遙信）02 （遙信合）

0C 00 00（信息體地址，3個字節(jié)，第12號遙信）01（遙信分）

發(fā)送―>S幀:

68 04 01 00 06 00

接收―>YC幀：(以類型標(biāo)識9為例)

68（啟動符）

13（長度）

06 00 （發(fā)送序號，2個字節(jié)）02
00

（接收序號，2個字節(jié)）09

（類型標(biāo)識，帶品質(zhì)描述的遙測）82（可變結(jié)構(gòu)限定詞，有2個連續(xù)的遙測）

14 00 （傳送原因，2個字節(jié)，響應(yīng)總召喚）01 00（公共地址，即RTU站址，2個字節(jié)）

01 07 00（信息體地址，3個字節(jié)，從第0x701即0號遙測開始）A1

10（遙測值0x10A1）

00（品質(zhì)描述）

89 15（遙測值0x1589）

00（品質(zhì)描述）

發(fā)送―>S幀:

68 04 01 00 08 00

接收―>結(jié)束總召喚幀：

68（啟動符）

0E（長度）08 00

（發(fā)送序號，2個字節(jié)）02 00（接收序號，2個字節(jié)）

64 （類型標(biāo)識）01（可變結(jié)構(gòu)限定詞）0A
00

（傳送原因，2個字節(jié)）01 00

（公共地址，即RTU站址，2個字節(jié)）00

00 00（信息體地址，3個字節(jié)）

14（QOI）

發(fā)送―>S幀:

68 04 01 00 0A 00

7.3

第二步：發(fā)送對時報文**(通過設(shè)置RTU參數(shù)表中的”對時間隔”單位是分鐘,默認(rèn)是20分鐘左右.)**

發(fā)送―>對時命令:

68（啟動符）14（長度）

02 00（發(fā)送序號，2個字節(jié)）0A
00（接收序號，2個字節(jié)）67（類型標(biāo)識）01（可變結(jié)構(gòu)限定詞）06

00（傳送原因，2個字節(jié)）01 00（公共地址，即RTU站址，2個字節(jié)）0000

00（信息體地址，3個字節(jié)）01 (毫秒低位)

02(毫秒高位) 03(分鐘)

04(時) 81 (日與星期)

09(月) 05(年)

接收―>對時確認(rèn)：

68（啟動符）14（長度）

0C 00（發(fā)送序號，2個字節(jié)）04
00（接收序號，2個字節(jié)）67（類型標(biāo)識）01（可變結(jié)構(gòu)限定詞）07

00（傳送原因，2個字節(jié)）01 00（公共地址，即RTU站址，2個字節(jié)）0000

00（信息體地址，3個字節(jié)）**

(毫秒低位) (毫秒高位)

(分鐘) 04(時)

81 (日與星期) 09(月)

05(年)

發(fā)送―>S幀:

68 04 01 00 0E 00

7.4

第三步：電度總召喚(如果沒有電度此步驟可以省略且該步驟可以在對時之前發(fā)送,DF8900系統(tǒng)通過設(shè)置RTU參數(shù)表中的”全數(shù)據(jù)掃描間隔”單位是分鐘.DF1800/DF8002系統(tǒng)在程序中寫定,一般15分鐘召喚一次,如果不需要召喚電度一定在RTU參數(shù)表中電度個數(shù)設(shè)置為0**)**

發(fā)送―>召喚電度 ：

68（啟動符）0E（長度）

04 00（發(fā)送序號，2個字節(jié)）0E
00（接收序號，2個字節(jié)）65（類型標(biāo)識）01（可變結(jié)構(gòu)限定詞）06

00（傳送原因，2個字節(jié)）01 00（公共地址，2個字節(jié)）0000

00（信息體地址，3個字節(jié)）45（QCC）

接收―>召喚確認(rèn)(發(fā)送幀的鏡像,除傳送原因不同)：

68（啟動符）0E（長度）10

00（發(fā)送序號，2個字節(jié)）

06 00（接收序號，2個字節(jié)）

65 （類型標(biāo)識）01（可變結(jié)構(gòu)限定詞）

07 00（傳送原因，2個字節(jié)）

01 00（公共地址，2個字節(jié)）00
00 00（信息體地址，3個字節(jié)）

45 （QCC）

發(fā)送―>S幀:

68 04 01 00 12 00

接收―>電度數(shù)據(jù)：68（啟動符）

1A（長度）

12 00（發(fā)送序號，2個字節(jié)）

06 00（接收序號，2個字節(jié)）

0F （類型標(biāo)識）02（可變結(jié)構(gòu)限定詞，2個電度值）

05 00 （傳送原因，2個字節(jié)）01
00（公共地址，2個字節(jié)）01

0C 00 （信息體地址，3個字節(jié)，0xc01，0號電度）00

00 00 00（電度值）00（描述信息）02 0C 00（信息體地址，3個字節(jié)，0xc01，1號電度）00

00 00 00 （電度值）01（描述信息）

發(fā)送―>S幀:

68 04 01 00 14 00

接收―>結(jié)束總召喚幀：

68（啟動符）

0E（長度）14 00

（發(fā)送序號，2個字節(jié)）06 00（接收序號，2個字節(jié)）

65 （類型標(biāo)識）01（可變結(jié)構(gòu)限定詞）0A
00

（傳送原因，2個字節(jié)）01 00

（公共地址，2個字節(jié)）00 00 00（信息體地址，3個字節(jié)）

45（QCC）

發(fā)送―>S幀:

04 01 00 16 00

7.5

第四步**:如果RTU****有變化數(shù)據(jù)主動上送**

主動上送變位遙信,類型標(biāo)識為1或3

接收―>變位遙信：

68（啟動符）

0E（長度）

16 00 （發(fā)送序號，2個字節(jié)）06

00 （接收序號，2個字節(jié)）01（類型標(biāo)識，單點(diǎn)遙信）

01（可變結(jié)構(gòu)限定詞，1個變位發(fā)生）

03 00 （傳送原因，2個字節(jié)，表突發(fā)事件）01 00（公共地址，2個字節(jié)）

03 00 00（信息體地址，3個字節(jié)，3號遙信）00（分）

發(fā)送―>S幀:

04 01 00 18 00

接收―>變位遙信：

68（啟動符）0E（長度）

18 00 （發(fā)送序號，2個字節(jié)）06

00（接收序號，2個字節(jié)）

03（類型標(biāo)識，雙點(diǎn)遙信）01（可變結(jié)構(gòu)限定詞，1個變位發(fā)生）

03 00（傳送原因，2個字節(jié)，表突發(fā)事件）

01 00 （公共地址，2個字節(jié)）06

00 00（信息體地址，3個字節(jié)，6號遙信）

01（分）

發(fā)送―>S幀:

04 01 00 1a 00

SOE****主動上送,類型標(biāo)識為0x1e或0x1f

接收―>SOE：

68（啟動符）

15（長度）

1a 00（發(fā)送序號，2個字節(jié)）

06 00（接收序號，2個字節(jié)）

1E（類型標(biāo)識，單點(diǎn)）01（可變結(jié)構(gòu)限定詞，1個SOE）

03 00 （傳送原因，2個字節(jié)，表突發(fā)事件）01

00 （公共地址，2個字節(jié)）08 00
00（信息體地址，3個字節(jié)，8號遙信）

00（分）AD 39

（毫秒，2個字節(jié)）1C（分）

10（時）7A（日與星期）

0B（月）

05（年）

發(fā)送―>S幀:

04 01 00 1c 00

接收―>SOE：

68（啟動符）

15（長度）1c 00（發(fā)送序號，2個字節(jié)）

06 00（接收序號，2個字節(jié)）1F（類型標(biāo)識，雙點(diǎn)）01（可變結(jié)構(gòu)限定詞，1個SOE）

03 00（傳送原因，2個字節(jié)，表突發(fā)事件）01

00 （公共地址，即RTU站址，2個字節(jié)）0A

00 00 （信息體地址，3個字節(jié)，10號遙信）01（信息體元素）

2F 40 （毫秒，2個字節(jié)）1C（分）

10 （時）7A（日與星期）

0B（月）

05（年）

7.6

第五步如果主站超過一定時間沒有下發(fā)報文或RTU也沒有上送任何報文則雙方都可以按頻率發(fā)送U幀,測試幀

發(fā)送―>U幀:

68 04 43 00 00 00

接收―>應(yīng)答:

68 04 83 00 00 00

7.7

第六步遙控

發(fā)送―>遙控預(yù)置：68（啟動符）

0E（長度）** **（發(fā)送序號，2個字節(jié)）

** **（接收序號，2個字節(jié)）

2E （類型標(biāo)識）01（可變結(jié)構(gòu)限定詞）

06 00（傳送原因，2個字節(jié)）

01 00（公共地址，2個字節(jié)）

05 0B 00（信息體地址，3個字節(jié)，遙控號＝0xb05-0xb01=

4）

82（控合）

接收―>遙控反校：68（啟動符）

0E（長度）

0E 00（發(fā)送序號，2個字節(jié)）

06 00（接收序號，2個字節(jié)）2E（類型標(biāo)識）01（可變結(jié)構(gòu)限定詞）

07 00 （傳送原因，2個字節(jié)）01
00（公共地址，2個字節(jié)）

05 0B 00（信息體地址，3個字節(jié)，遙控號＝0xb05-0xb01=

4）

82（控合）

發(fā)送―>遙控執(zhí)行：68（啟動符）

0E（長度）

04 00（發(fā)送序號，2個字節(jié)）

18 00（接收序號，2個字節(jié)）2E（類型標(biāo)識）01（可變結(jié)構(gòu)限定詞）06

00（傳送原因，2個字節(jié)）01 00（公共地址，即RTU站址，2個字節(jié)）

05 0B 00（信息體地址，3個字節(jié)，遙控號＝0xb05-0xb01=

4）

02（控合）

接收―>執(zhí)行確認(rèn)：68（啟動符）

0E（長度）

12 00（發(fā)送序號，2個字節(jié)）08

00（接收序號，2個字節(jié)）2E（類型標(biāo)識）01（可變結(jié)構(gòu)限定詞）

07 00（傳送原因，2個字節(jié)）01

00（公共地址，即RTU站址，2個字節(jié)）05

0B 00（信息體地址，3個字節(jié)，遙控號＝0xb05-0xb01= 4）02（控合）

發(fā)送―>遙控撤銷：68（啟動符）

0E（長度）

04 00（發(fā)送序號，2個字節(jié)）

18 00（接收序號，2個字節(jié)）2E（類型標(biāo)識）01（可變結(jié)構(gòu)限定詞）08（傳送原因，2個字節(jié)）01

00（公共地址，即RTU站址，2個字節(jié)）

05 0B 00（信息體地址，3個字節(jié)，遙控號＝0xb05-0xb01=

4）02（控合）

接收―>撤銷確認(rèn)：68（啟動符）

0E（長度）

12 00 （發(fā)送序號，2個字節(jié)）08

00（接收序號，2個字節(jié)）2E（類型標(biāo)識）01（可變結(jié)構(gòu)限定詞）

09 00（傳送原因，2個字節(jié)，，停止激活確認(rèn)）01

00（公共地址，即RTU站址，2個字節(jié)）05

0B 00（信息體地址，3個字節(jié)，遙控號＝0xb05-0xb01= 4）02（控合）

8

104協(xié)議和其他協(xié)議的轉(zhuǎn)換

在實際的工程項目中，經(jīng)常會遇到需要把IEC104的協(xié)議轉(zhuǎn)換成其他協(xié)議，比如modbus，profinet等。有時也需要把modbus轉(zhuǎn)成104接入到電力104系統(tǒng)，這時候就需要使用協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。如下圖所示，使用vfbox網(wǎng)關(guān)，把modbus協(xié)議轉(zhuǎn)換成IEC104協(xié)議。

審核編輯 黃宇