电力系统IEC-104报文主要常用详解

文章目录

1️⃣ IEC-104
- 1.1 前言
- 1.2 报文分类
- 1.3 U帧报文
- - 1.3.1 常见报文
  - 1.3.1 报文解析
- 1.4 S帧报文
- - 1.4.1 说明
  - 1.4.2 报文解析
- 1.5 I帧报文
- - 1.5.1 报文解析
- 1.6 控制域
- - I帧报文
  - S帧报文
  - U帧报文
  - 介绍
- 1.7 ASDU
- - 1.7.1 常见类型标识
  - 1.7.2 常见结构限定词
  - 1.7.3 常见传送原因
  - 1.7.4 信息体地址
- 1.8 常用功能报文
- - 1.8.1 启动链路报文
  - 1.8.2 总召报文
  - 1.8.3 复位进程
  - 1.8.4 对时
  - 1.8.5 召唤电能量
  - 1.8.4 遥控
  - 1.8.4 遥调
  - 1.8.4 文件
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作者：xcLeigh
文章地址：https://blog.csdn.net/weixin_43151418/article/details/138184913

电力系统IEC-104报文主要常用详解，经常基础电力系统104报文的小伙伴知道，有个详细的报文讲解，会让自己在开发中事半功倍，所以今天就抽了点时间，详细的描绘了常用的报文的作用，及每个字节的含义，让你能够迅速知道并掌握104报文规则。

1️⃣ IEC-104

1.1 前言

电力系统远动(power system telemechanics)：为电力系统调度服务的远距离监测、控制技术，即管理和监控分布甚广的众多厂、所、站和设备、元器件的运行工况的一种技术手段。

一般来说，电力系统远动终端RTU(Remote Terminal Unit)具有”四遥”等功能。”四遥”主要指的是遥测、遥控、遥调、遥信四种。其实从”遥”字面意思上我们也可以看到这注定是一个远程远距离的操控了。

遥测：远程测量。采集并传送运行参数，包括各种电气量（线路上的电压、电流、功率等量值）和负荷潮流等。
遥控：远程控制。接受并执行遥控命令，主要是分合闸，对远程的一些开关控制设备进行远程控制。
遥信：远程信号。采集并传送各种保护告警和开关量信息。
遥调：远程调节。接受并执行遥调命令，对远程的控制量设备进行远程调试，如调节发电机输出功率。
一摇：遥信
二遥：遥信和遥测
三遥：遥信、遥测和遥控

1.2 报文分类

104规约帧报文分为三大类( I帧、S帧、U帧)

I帧是信息帧，作用是用于传输具体的通信数据的，长度必大于6个字节。
S帧是用于确认接收的I帧，即当接收到I帧后需要返回一个S帧，长度等于6个字节。
U帧是控制帧，用于控制启动/停止子站进行数据传输，或测试TCP链路连接，长度等于6个字节。

在这里插入图片描述

1.3 U帧报文

1.3.1 常见报文


--> 68 04 07 00 00 00 ：主站开启链路

<-- 68 04 0B 00 00 00 ：从站响应开启链路

--> 68 04 13 00 00 00 ：主站停止链路

<-- 68 04 23 00 00 00 ：从站响应停止链路

--> 68 04 43 00 00 00 ：主站测试链路

<-- 68 04 83 00 00 00 ：从站响应测试链路

1.3.1 报文解析

报文	字节数	描述
68	1	起始符
04	1	后面的报文长度
07 00 00 00	4	控制域

1.4 S帧报文

1.4.1 说明

以主站确认子站I帧报文为例：68 04 01 00 0a 00
68：起始字符，固定为68H
04：该字节之后的数据长度，S帧报文中固定为04H
01 00 0a 00：控制域

01 00  是发送序号  低高位  --S帧报文这个是固定的
0a 00  是接收序号  低高位  --这个是根据接收报文的发送序号计算的

接收主站时钟同步[激活确认] <-- 68 14 12 00 0A 00 67 01 07 00 01 00 00 00 00 C9 50 02 10 2F 04 18
回复报文的接收序号：

int fsxh = (receivedBytes[3] + receivedBytes[2]) >> 8 | receivedBytes[2];
int num = (（fsxh）/ 2 + 1)*2
//控制域里的接收序号
第六个字节： (byte)(num & 0xFE)
第七个字节：(byte)((num >> 8) & 0xFF)

1.4.2 报文解析

报文	字节数	描述
68	1	起始符
04	1	后面的报文长度
07 00 00 00	4	控制域

1.5 I帧报文

1.5.1 报文解析

报文	字节数	描述
68	1	起始符
04	1	后面的报文长度
02 00 02 00	4	控制域，这里面接发送序号和接收序号都是需要计算的
64	1	ASDU-类型标识
01	1	ASDU-可变结构限定词
06 00	2	ASDU-传送原因
01 00	2	ASDU-公共地址
00 00 00	3	ASDU-信息体地址
14 00	1	ASDU-值-根据具体报文说明后续

1.6 控制域

控制域有两个作用：一是区分I、S、U三种报文，二是存放报文编号（发送接收序号）。

I帧报文

在这里插入图片描述

I帧报文格式规定控制域1和控制域3的最低位为0；其他部分用于发送序列号和接收序列号的计数；比如：发送计数为 TxCounter 接收计数为RxCounter
控制域1 = TxCounter & 0xFE
控制域2 = (TxCounter >> 8) & 0xFF
控制域3 = RxCounter & 0xFE
控制域4 = (RxCounter >> 8) & 0xFF

S帧报文

在这里插入图片描述
S帧报文格式规定控制域1的第0位为1，第1位为0和控制域第0位为0；
S帧报文的发送序列号都为0
S帧只用于APCI中（意思就是S帧的apdu报文只会有apci不会存在asdu），不能用于传输信息，只用给对方信息的确认，比如子站发送8条报文，结束后主站就会给子站发送一个确认帧（S帧），告诉子站我收到了8条报文。
比如：接收计数为RxCounter
控制域1 = 0x01
控制域2 = 0x00
控制域3 = RxCounter & 0xFE
控制域4 = (RxCounter >> 8) & 0xFF

U帧报文

在这里插入图片描述
U帧只用于控制，并且只存在APCI中（意思就是U帧的apdu报文只会有apci不会存在asdu）；
测试、停止和开启在一个U帧报文中只可能存在其中的一种；
如果用于【开启】则：
激活第2位为1 第3位为0，如上图所示所示，测试、停止和开启这三个2biT数据，低biT为ACT，置1表示激活，是主站发往从站的；高biT为CON，置1表示确认，是从站相应主站的。所以U帧的控制域只有以下6种：见上面的U帧报文

介绍

I帧与S帧中的发送序号和接收序号用来防止I帧报文在传送过程中丢失或者重复。发送方每发送一个I格式报文，其发送序号应加1，接收方每接收到一个与其接收序号相等的I格式报文后，其接收序号也应加1。由于代表序号的最后一位未使用（一直为0），所以报文中“序号”像是以“2”为步长进行递增。

当子站发送了若干帧I格式报文后，需要主站用S格式报文予以确认，S格式报文会将子站发送的发送序号小于等于其接受序号的报文全部确认。S格式和U格式报文的发送不会改变子站发送的I格式报文中的发送序号序列。

1.7 ASDU

ASDU报文是104报文的核心，存储着五遥数据以及总召和对时的命令。类比Modbus规约，五遥的数据也可以理解为是存在寄存器中，五遥数据的上送就是子站通过响应总召或者主动上送变化信息的方式上传给主站，主站根据ASDU类型标识来区分是数据类型，再根据信息体地址来解析数据。

注意：104规约中，所有长度大于1个字节的数据都是低字节在前。

1.7.1 常见类型标识

常见类型如下表：

在这里插入图片描述

1.7.2 常见结构限定词

可变结构限定词，用来表明本帧报文中的数据结构。最高位表示SQ，低7位表示报文中包含数据的个数。内部结构如下表：
在这里插入图片描述
SQ是结构限定词的二进制展现的八位的第一位。

SQ=0，表示后面数据的信息体地址不连续，信息体地址和信息成对出现，一一对应。
SQ=1，表示后面数据的信息体地址连续，只有第一个信息体元素有地址，其他信息体元素地址从第一个信息体地址起，逐步加一。遥控、遥调和总召报文的可变结构限定词都为01H，表示后面只有一个信息体。

1.7.3 常见传送原因

传送原因COT占2个字节，按bit展开如下表：
在这里插入图片描述
T=0未试验，T=1试验。一般 T= 0。
P/N=0肯定，P/N=1否定。P/N=1说明该报文无效，一般P/N=0。
源发地址：用来记录来时哪个主站的响应数据，一般写 0。
常见的传送原因如下表：

1.7.4 信息体地址

02版本的104规约信息体地址如下表所示：

在这里插入图片描述

1.8 常用功能报文

1.8.1 启动链路报文

发送：68 04 07 00 00 00 ：主站开启链路
接收：68 04 0B 00 00 00 ：从站响应开启链路
初始化结束接收：68 0E 00 00 00 00 46 01 04 00 01 00 00 00 00 00 
发送：68 04 01 00 02 00

1.8.2 总召报文

发送总召：68 0E 00 00 02 00 64 01 06 00 01 00 00 00 00 14 
接收总召确认：68 0E 02 00 02 00 64 01 07 00 01 00 00 00 00 14 
接收单点双点遥信数据：68 1A 04 00 02 00 01 8D 14 00 01 00 01 00 00 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 
接收单点双点遥信数据：68 1A 06 00 02 00 03 8D 14 00 01 00 01 02 00 01 01 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 
接收遥测数据：68 4E 08 00 02 00 0D 8D 14 00 01 00 01 40 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 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 00 C0 40 00 
接收总召激活终止：68 0E 0A 00 02 00 64 01 0A 00 01 00 00 00 00 14 
发送确认：68 04 01 00 0C 00

1.8.3 复位进程

发送复位进程：68 0E 00 00 02 00 69 01 06 00 01 00 00 00 00 01 
接收：68 0E 02 00 02 00 69 01 07 00 01 00 00 00 00 01 
发送确认：68 04 01 00 04 00

1.8.4 对时

时钟读取

发送时钟读取：68 14 00 00 02 00 67 01 05 00 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 
接收返回：68 14 02 00 02 00 67 01 05 00 01 00 00 00 00 5A 2E 13 0F 19 04 18 
发送确认：68 04 01 00 04 00

时钟写入

发送时钟写入：68 14 02 00 04 00 67 01 06 00 01 00 00 00 00 D7 B0 13 0F 19 04 18 
接收返回：68 14 04 00 04 00 67 01 07 00 01 00 00 00 00 D7 B0 13 0F 19 04 18 
发送确认：68 04 01 00 06 00

1.8.5 召唤电能量

发送召唤电能量：68 0E 04 00 06 00 65 01 06 00 01 00 00 00 00 05 
接收电能量确认：68 0E 06 00 06 00 65 01 07 00 01 00 00 00 00 05 
接收电能量数据：68 72 08 00 06 00 CE 0D 25 00 01 00 01 64 00 00 00 00 00 00 02 64 00 00 00 00 00 00 03 64 00 00 00 00 00 00 04 64 00 00 00 00 00 00 05 64 00 00 00 00 00 00 06 64 00 00 00 00 00 00 07 64 00 00 00 00 00 00 08 64 00 00 00 00 00 00 09 64 00 00 00 00 00 00 0A 64 00 00 00 00 00 00 0B 64 00 00 00 00 00 00 0C 64 00 00 00 00 00 00 0D 64 00 00 00 00 00 00 
接收电能量终止：68 0E 0A 00 06 00 65 01 0A 00 01 00 00 00 00 05 
发送确认：68 04 01 00 0C 00

1.8.4 遥控

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1.8.4 文件

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