快速了解电力IEC104/101协议规约

1.简介
IEC104规约是一个广泛应用于电力、城市轨道交通等行业的国际标准
(101规约用于变电站与控制中心或者不同系统之间的 串行数据通信 。 104规约则用于网络通信，采用TCP/IP方式。 104规约是厂站与配网主站进行通信的规约，以 以太网 为载体，服务模式是平衡模式)
2.专业术语解释
遥脉（电度量）：是指对现场某装置所发出的脉冲信号进行周期累计的一种远程计数操作。其实，遥脉也可以看成是被具体规定了采用脉冲计数作为测量方法的一种遥测手段，它是遥测中的一种。而传统意义上的四遥中是没有提及遥脉一词的。

四遥指的是：遥信、遥测、遥控和遥调（设点）；分别对应数字输入DI、模拟输入AI、数字输出DO和模拟输出AO

单点与双点的区别：以遥信为例，单点就是用一位标识一个遥信量，比如开关位置，只采集一个常开的辅助接点，值为1表示合位，0表示分位；而双点需要采集常开合常闭两个辅助接点位置，，当常开点值为1并且常闭点值为0，即10，则认为开关在合位；当常开点值=0并且常闭点值为1，即01，认为开关在分位；当两个位置值都为1，或两个值都为0，则认为开关位置不能确定。遥控也是一样的道理，SPI为遥信状态值。单点遥信，0分1合；双点遥信，1开2合，0和3为中间状态。

遥测的上送方式：主要有定时主动上送（01H），响应总召唤上送（14H），越限上送（03H），而遥测值又分为归一化值、标度化值、短浮点数。

各遥测报文。其报文主体结构未变，改变是传送原因及类型标识。

归一化值（NVA）：

值的范围为[-1，1]。归一化，即是将大于1的数映射到1以内的空间，通常就是用实际值除以额定值，即得到归一化的小数。具体表示法可以有F13或F16位的。占2个字节。

标度化值（SVA），值的范围为[-32768，~32767]，即带符号整数。占２个字节。它的真实值就是标度值*小数点的位数，量程和小数点位置是固定的参数。（相当于16位有符号整数）

注意：归一化值与标度化值都是两个字节。高字节的最高位为符号位， 0表示正数，1表示负数。15位数据位，正数是原码，负数是补码。

短浮点数：（R32-IEEE STD 754） 即计算机内浮点数的表示法，占４字节

双传输：信息体元素可以用同一个信息对象地址来构成不同的ASDU，即带时标或者不带时标的单点信息。

遥测最多可配16384个，遥测最多可配4096个，遥控最多可配256个，遥脉最多可配512个。

3.电力104常用知识整理
1、未编号的控制功能
链路启动帧 --- 仅建立新连接时发送一次
主机下发：68 04 07 00 00 00  
设备响应：68 04 0B 00 00 00
07 = 0000 0111(BIT7-BIT0)
BIT0 = 1
BIT1 = 1
U帧

链路测试帧 --- 在没有数据交互情况下，用此帧维持网络连接
主机/从机发送：68 04 43 00 00 00
从机/主机响应：68 04 83 00 00 00
43 = 0100 0011(BIT7-BIT0)
BIT0 = 1
BIT1 = 1
U帧

终止帧
终止生效帧：68 04 13 00 00 00
终止确认帧：68 04 23 00 00 00
13 = 0001 0011(BIT7-BIT0)
BIT0 = 1
BIT1 = 1
U帧


2、编号的信息传输（I格式）
68 0e 1e 00 02 00 03 01 14 00 01 00 01 00 00 02
1e = 0001 1110(BIT7-BIT0)
BIT0 = 0
I帧

3、编号的监视功能（S格式）
68 04 01 00 3a 00
01 = 0000 0001(BIT7-BIT0)
BIT0 = 1
BIT1 = 0
S帧

4、参数说明
t0：主站端和子站RTU端建立一次TCP连接的最大允许时间
t1：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：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格式帧已经接收到的I格式报文进行认可，t2必须小于t1。
t3：超过此时间，没有任何数据交互，发送链路测试帧
w：接收方收到w个I格式APDU后确认
k：当未确认I格式APDU达到k个时，发送方停止传送，此情况下，部分厂家设备可能会卡主，后续只能重启IO，断开连接

5、遥信举例
68 0e 1e 00 02 00 03 01 14 00 01 00 01 00 00 02

68：104数据帧帧头
0e：从0e后第一个字节到最后一个字节的总数
1e 00：从站/设备发送上来的数据序号(统计数量)
02 00：主站回应的数据序号(统计数量)

03：类型标识   
说明     
01：单点遥信 03：双点遥信 09：遥测归一化值 0b：遥测标度化值 0d：遥测短浮点数 0f：电度值/累积量/遥脉值 64：站总召 65计数量站总召


01：可变结构限定词
说明：8个BIT 标准协议中，最高位bit7代表是否地址连续，1位连续，0位非连续；bit0-bit6代表数据个数（1-127）


14 00：传送原因
说明：01 00周期上传 03 00突变上传 14 00响应站召唤 25 00响应计数量站召唤
06 00站召唤(总召下发) 07 00站召唤确认(设备端总召响应) 0a 00站召唤结束(设备端总召数据结束)


01 00：公共地址
说明：一般都是设置为1，极少变化


01 00 00：信息体地址 --- 遥信起点一般为1
说明：三个字节，低前高后，解析时顺序00 00 01 = 1；


02：数据
说明：双点遥信，01代表开，02代表合
单点遥信，00代表开，01代表合
如果设备协议带品质描述词时，无效数据为8x(80、81、82等)


6、遥测举例
68 f8 02 08 60 00 0d af 14 00 01 00 01 40 00 cd cc 8c 3f 00 cd cc 0c 40 80 00 00 00 00 80 00 00 00 00 80 00 00 00 00 80 00 00 00 00 80 00 00 00 00 80 00 00 00 00 80 00 00 00 00 80 00 00 00 00 80 00 00 00 00 80 00 00 00 00 80 00 00 00 00 80 00 00 00 00 80 00 00 00 00 80 00 00 00 00 80 00 00 00 00 80 00 00 00 00 80 00 00 00 00 80 00 00 00 00 80 00 00 00 00 80 00 00 00 00 80 00 00 00 00 80 00 00 00 00 80 00 00 00 00 80 00 00 00 00 80 00 00 00 00 80 00 00 00 00 80 00 00 00 00 80 00 00 00 00 80 00 00 00 00 80 00 00 00 00 80 00 00 00 00 80 00 00 00 00 80 00 00 00 00 80 00 00 00 00 80 00 00 00 00 80 00 00 00 00 80 00 00 00 00 80 00 00 00 00 80 00 00 00 00 80 00 00 00 00 80 00 00 00 00 80 00 00 00 00 80 00 00 00 00 80 00 00 00 00 80 00 00 00 00 80

68：含义见上面说明
f8：含义见上面说明
02 08：含义见上面说明
60 00：含义见上面说明
0d：含义见上面说明
af：含义见上面说明 10101111(BIT7-BIT0) BIT7为1，代表地址连续；0101111(BIT6-BIT0) = 47个变量
14 00：含义见上面说明
01 00：含义见上面说明

01 40 00：信息体地址 --- 遥测起点一般为16385
解析时顺序00 40 01 = 16385；
cd cc 8c 3f为地址16385对应数据，解析结果：1.1
00代表此数据有效，驱动对应变量会进行显示，质量戳good

cd cc 0c 40为地址16386对应数据，解析结果：2.2
80代表此数据无效，驱动对应变量不会进行显示，质量戳bad

以此类推


监视方向上类型标识
<1> : = 单点信息
<3> : = 双点信息
<9> : = 测量值，归一化值
<11> : = 测量值，标度化值
<13> : = 测量值，短浮点数
<30> : = 带时标CP56Time2a的单点信息
<31> : = 带时标CP56Time2a的双点信息

控制方向上类型标识
<45> : = 单命令    单点遥控命令（ASDU=45    C_SC_NA_1）
<46> : = 双命令    双点遥控命令（ASDU=46    C_DC_NA_1）

控制方向上类型标识
<100> : = 总召唤命令
<103> : = 时钟同步命令