利用IEC104远动规约解决实际问题

张望妮 牛瑞

摘要

本文针对渭南地方电网远动通道调试运行中的常见问题，着重以分析104报文为手段，通过实际案例对104远动规约的应用进行了分析。对远动通道调试中参数设置不当、控制域序号不一致等问题进行深入剖析，指出了分析报文对于发现通信规约问题的重要性。

【关键词】104规约 通道 调试 分析

随着变电站综合自动化系统的广泛应用，众多变电站已实现无人值班，这对主站端调控自动化系统、厂站端自动化系统的数据通信和数据交互提出了更高的要求，相比于传统串口通讯的CDT规约，网口通讯的104规约具有可靠性高、传输速度快、传输信息容量大等更明显的优势。截止2017年年底，陕西渭南地方电网的所有变电站己全部改为104规约。但由于规约的自由度比较高，各个厂家使用的104规约也不全是标准的104规约，给日常的通道调试、运行工作带来了不少困难。

本文针对渭南地方电网在近几年的远动通道调试工作中遇到的影响设备正常运行的问题，着重以分析104报文为手段，结合渭南地方电网iES600Pro电网调度自动化系统中104远动通讯异常的实际案例，深入剖析其内在原因，提出相应的解决对策，希望可以为电网的稳定运行提供一些参考。

1 104规约介绍

IEC60870-5-104通讯规约，简称为IEC104规约，它是EEC 60870-5-101的網络访问，将IECIOI规约应用服务数据单元通过以太网TCP/IP链路传输，实现与调度主站的通信。

与其他通信协议一样，IIEC104规约也有其对应的报文格式，如图1所示。

由图1可以看出，IEC104规约的报文由应用规约数据单元（APDU）构成，包含应用规约控制信息（APCI）和应用服务数据单元（ASDU）两部分。

2 参数设置不当造成的故障

2.1 RTU地址设置不正确

在ASDU中，数据单元标识的第四个、第五个字节定义为应用服务数据单元ASDU公共地址，也就是所谓的RTU站址。公共地址的位组数目由系统参数（网络一特定）所决定，每一个RTU终端对应唯一的一个值，它可以寻址整个站或者站的特定部分。

应用服务数据单元公共地址如果主站和子站设置不一致的话，将会造成无法总召、无法遥控等问题。

以下为主站、子站RTU地址设置不一致的报文。

S09：42：29 68 OE C2 53 B4 E5 65 01 06 0002 0000 00 00 45

R09：42：29 68 04 01 00 C4 53 68 OE E6 E5C4 53 65 01 6E 00 02 00 00 00 00 45

S09：42：29 68 04 0100 B6 E5

S09：42：29 68 04 0100 B6 E5

R09：42：29 68 AA E8 E5 C4 53 15 20 030001 0001 40 00 07 OE 02 40 00 04 OE 03 4000……

以上为主站RTU地址设置为2，子站RTU地址设置为1的通讯报文，从上面报文可以看出，双方RTU地址不一致时，主站进行电量总召，子站是不会有回应的。

2.2 信息体起始地址设置不正确

信息体地址的结构如图2所示。由图2可以看出，信息体地址占用3个字节的地址，IEC104规约规定信息体地址可以使用1个字节、2个字节或3个字节，但在日常应用中，主要使用3个字节的地址，并且最高字节一般置0，最多容量为65535个信息。

DL/T634.5.1042002规约对信息体地址的规定如图2所示。

2.2.1 信息体起始地址设置错误

S12：02：21 68 OE 00 00 00 00 64 01 06 0001 00 00 00 00 14

R12：02：21 68 OE 00 00 02 00 64 01 07 0001 00 00 00 00 14 68 49 02 00 02 00 01 BC 14 0001 00 0100 00 00……

R12：02：21 68 3B 04 00 02 00 01 AE 14 0001 00 3D 00 00 00……

R12：02：21 68 85 06 00 02 00 09 A8 14 0001 00A1 0F 0000 00 00……

以上为渭南**光伏电站调试时，主站进行总召后，子站的总召回复帧，从上面报文可以看出，子站配置的遥测起始地址是错误的。DL/T634.5.1042002版规定，遥测信息体地址为4001H-5000H，而该综自厂家将遥测起始地址4001H配置成10进制的4001，是此次故障问题所在。

2.2.2 主站和子站的起始点号设置不统一问题

在实际调试中，偶尔会出现遥控错位的情况，这是由于主站和厂站端习惯的起始点不同造成。主站端一般将第一个遥控点定义为“0”号点，而厂站端一般定义第一个点为“1”号点。如果在调试时候没有跟综自厂家沟通好，很容易造成因遥控起始地址不对应而出现的误遥控现象。在遥控操作时候，厂站端务必将除遥控对象外的其他装置的测控远方/就地转换把手置于就地位置，以免造成串遥控现象。

2.3 电量问题

2.3.1 电量上传为。

渭南地区些许变电站曾经碰到过电量上传为。的问题，这是因为渭南地方电网的主站是积成电子股份有限公司iES60OPro调控自动化系统，而它的104规约不是标准的104规约，是修改后的104规约。遇到这种问题时，我们可以将通道规约104规约修改为（106）104网络规约修改，如果修改规约后，电量依旧上传为。，可以在RTU参数描述中将电量起始地址设为65301。

2.3.2 上送电量是否冻结

iES60OPro调控自动化系统一般默认主站发送电度量冻结命令，曾碰到3个35kV变电站，使用的国电南京自动化股份有限公司PSX61OG通信服务器，在主站进行电量召唤后，子站上送的电量全为80（表无效），分析104报文发现，子站上送的电量为非冻结电量，主站无法解析，咨询主站厂家后将RTU参数描述中电量参数设置为非冻结命令电量，电量上送正确。下面分别为渭南地区**变电站表冻结和非冻结电量的报文。

表非冻结电量的报文如下：

S06：14：38 68 OF 88 02 32 14 65 01 06 0001 00 00 00 00 05

R06：14：38 68 OF 34 14 8A 02 65 01 07 0001 00 00 00 00 05 68 EB 36 14 8A 02 25 OF 2500 01 00 0164 00 01

R06：14：38 8E 21 01 00 16 OC 26 14 AF 0710 02 64 00 2C 00 00 00 00 16 OC 26 14 AF 0710……

表冻结电量的报文如下：

SOO：00：21 68 OF 22 00 D8 08 65 01 06 0001 00 00 00 00 45

ROO：00：21 68 OF D8 08 24 00 65 01 07 0001 00 00 00 00 45 68 CA DA 08 24 00 OF 18 2500 01 00 01 64 00 EB

R00：00：21 9E 04 00 00 02 64 00 00 00 0000 01 03 64 00 AD 02 0100 02

3 控制域序号不一致问题

104规约的防止报文丢失和报文重复传送机制，在I格式报文的第三个字节到第六个字节设置了发送序列号N（S）和接受序列号N（R）。其中第三、第四个字节为发送序列号N（S），第五、第六个字节为接收序列号N（R）。两个序列号在每个APDU和每个方向上都应按顺序加一。

站在主站的角度来看，主站发送报文增加发送序列号，子站发送的报文增加子站报文的发送序列号。当接收站按连续正确收到的APDU的数字返回接收序列号时，表示接收站认可这个APDU或者多个APDU，发送站把一个或几个APDU保存到一个缓冲区里直到它将自己的发送序列号作为一个接收序列号收回，而这个接收序列号是对所有数字小于或等于该号的APDU的有效确认，这样就可以删除缓冲区里已正确传送过的APDU。万一更长的数据传输只在一个方向进行，就得在另一个方向发送s格式，在缓冲区溢出或超时前认可APDU。这种方法应该在两个方向上应用。在创建一个TCP连接后，发送和接收序列号都被设置成0。

简单来说，就是接收方对收到的I格式报文进行判断，若发送序号大于自己的接收序号，则表明报文丢失;若发送序号小于自己的接收序号，则表明报文重复。

正常情况下，对端报文中的发送序号+1=本端本次报文中的接收序号。

以下为渭南**變电站调试时候由于发送/接收序号不连续而引发的误码报文。

R01：04：10 68 C138 0002 00 OD A4 1400 01 00 88 40 00 00 00 00 00 80 00 00 00 0080……

R01：04：10 68 D23C 0002 00 OD 19 03 0001 00 79 40 00 00 00 C7 43 00 9F 40 00 CD CC68 43 00…..

从以上报文可以看出，子站上一帧的发送序列号为38 00，下一帧正确的发送序号应该为3A 00，可是子站上送的发送序号却为3C00，表明主站接收有丢帧现象。

4 结论

综上所述，利用104报文分析解决远动通道调试、日常工作中的问题是非常有效的，104规约在调控自动化系统中的应用提高了电网调控自动化系统的运行水平，应得到相关人员的重视和推广。

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