IEC104协议总结构

APDU：应用规约数据单元
APCI：应用规约控制单元
ASDU：应用服务数据单元

总体格式为基本格式中的68H+APDU长度+①+②

APCI

IEC104协议的帧格式有三种（I帧、U帧、S帧）

U格式：

不计数的控制功能类型，用于传输控制命令的报文。（U格式的APDU只包含APCI，帧长6字节。）

格式

类型

S格式：

计数的监视功能类型，用于传输对站端的确认的报文。（S格式的APDU只包含APCI，帧长6字节。）

格式：

S格式的APDU的帧内容为如下6个字节：68 04 01 00 98 53 前四个字节固定，后两个字节表示接收序号。

S帧和I帧结合使用，用于信息确认，主站和子站可以按频率发送，比如接收8帧I帧回答一帧S帧，也可以要求接收一帧I帧就应答一帧S帧。

I 格式：

信息传输格式类型，用于传输含有信息体的报文和确认对方I格式的信息报文。（I格式的APDU包含APCI和ASDU）

I帧是104的核心，I帧包含ASDU，数据传输都属于I帧，如总召唤帧、发送对时报文、电度总召唤、遥控等下发指令，接收的数据帧如遥信、遥测、遥脉、SOE帧都属于I帧。

数据单元标识

数据单元标识符：

a）数据单元类型：

• 类型标识（TYP）：1字节

  

• 可变结构限定词（VSQ）：

  占1个字节，最高位为是否连续标志(1：连续，0：不连续)，后7位表示信息对象个数。

  

  • 当可变结构限定词最高位为1表示连续，其对应n个信息对象中，第一个信息对象中含有信息体地址(3个字节)表示此帧报文中的信息从这个地址开始，第二个信息对象中不再包含信息体地址，第二个信息对象地址是在第一信息对象中的信息体地址递增。
  • 当可变结构限定词最高位为0表示不连续，每个信息对象中都包含信息体地址。

b）传送原因（COT）：2字节

传送原因

其中T代表试验位（0未试验，1试验），它说明了应用服务数据单元是在测试条件下所产生的，被用于测试传输和设备，但不控制过程。工程中很少使用。

P/N位用以对由启动应用功能所请求的激活以肯定或者否定确认。P=0表示肯定确认，P=1表示否定确认。在工程上，主要用于表示遥控选择成功或失败。

c）ASDU公共地址（ADR）：2字节

ASDU地址为2个字节，一般作为站地址，在低版本远动程序中，一般高字节固定为0，1~254表示站地址，255表示全局地址

信息体

信息对象地址

案例：49 01 00（信息对象地址）01（信息体元素）

信息体地址为01 49H，在报文中低位在前，高位在后，显示为49 01 00H

信息元素集

案例：01 40 00（信息对象地址） 00 c0 c9 44 00（信息体元素，前四个字节为遥测值，第五个字节为品质描述词）

信息对象时标（56位）

品质描述词结构如下图所示：

• IV为有效标志位(0有效，1无效)，若值被正确采集就是有效，在采集功能确认了信息源的反常状态（例如：装置的启动过程中或者一些配置错误），那么值就是无效的。信息对象的值在这些条件下没有被定义。标上无效用以提醒使用者，此值不正确而不能使用。

• NT为刷新标志位（0刷新成功，1刷新未成功），若最近的刷新成功则值就称为当前值，若一个指定的时间间隔内刷新不成功或者其值不可用,值就称为非当前值。设备处于调试态或装置通讯中断都有可能造成非当前值。

• SB为取代标志位（0未被取代，1被取代），当信息对象的值由值班员(调度员)输入（即人工置数）或者由当地自动原因（模拟遥信）所提供时，即为被取代。如人工置数情况下。

• BL为封锁标志位（0未被封锁，1封锁），信息对象的值为传输而被封锁，值保持封锁前被采集的状态。封锁和解锁可以由当地联锁机构或当地自动原因启动。

• OV为溢出标志位（0未溢出，1溢出），信息对象的值超出了预先定义值的范围(主要适用模拟量值)。仅在遥测品质结构词中出现。

概念解释

**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。

遥控格式

遥控分为直控和选控，直控实际上就是去掉选择命令，直接发执行命令。一般来说保护压板、保护复归为直控；测控压板、刀闸开关、分接头的升降停为选控。

​ 选控的一般流程如下: 主站下发选择命令→装置回选择确认报文→主站下发执行命令→装置回执行确认报文→完成结束报文。

​ 直控的一般流程如下: 主站下发执行命令→装置回执行确认报文→完成结束报文。

​ 在整个遥控过程中，直到装置回执行确认前都可进行

​ 而遥控命令的格式如下所示：

S/E为选择/执行位，0代表执行，1代表选择；QU代表遥控命令品质，0代表被控站内部确定遥控输出方式，不由控制站选择，1代表短脉冲方式输出，持续时间由被控站的系统参数决定，2代表长脉冲方式输出，持续时间由被控站的系统参数决定，3代表持续脉冲方式，其他值没有定义；

SCS代表单点遥控命令状态，0代表分/开，1代表合/关；DCS代表双点遥控命令状态，1代表分/开，2代表合关，0、3代表不允许。

QU一般为0，那么单点遥控——遥控选择分：0x80；遥控执行或遥控撤销分：0x00；遥控选择合：0x81；遥控选择或遥控撤销合：0x01；双点遥控——遥控选择分：0x81；遥控执行或遥控撤销分：0x01；遥控选择合：0x82；遥控选择或遥控撤销合：0x02

完整类型标识