后臺監控系統與微機五防系統通信總結及常見問題分析

吳鵬超+李建林+鄧顯俊

摘 要：針對現場經常遇到的后臺監控系統和微機五防系統的通訊問題，以TCP報文和104報文分析為手段，歸納總結通訊原理及需要設置的參數及意義。確保現場出現問題可以盡快定位處理，盡快恢復現場正常運行狀態。通過歸納總結及對原理的分析，提出了一些具體問題的分析方法和解決思路，最后對現場問題的經驗進行了分類歸納和總結。

關鍵詞：IEC 60870-5-104 以太網 TCP/IP 微機五防 監控 通信

中圖分類號：TN915.04 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）02（b）-0014-02

1 現場情況

隨著國內電力系統的發展和對現場安全操作的嚴格要求，微機五防系統在變電站系統中廣泛應用。由于五防廠家眾多并且五防廠家有著自己的規約，與變電站監控系統站控層規約并不兼容，所以需要在五防廠家和后臺監控廠家之間做規約轉換。

這個規約轉換有時候由五防廠家做，有時候由后臺監控廠家做，兩者都可以做規約轉換。并且由于不同時代產品規約轉換程序存在一定的差異，而且涉及到兩個廠家，所以在問題確認及問題處理中存在一定的難度。盡快處理問題可以使得變電站盡快正常運行，保證電力系統的安全。

2 原理介紹

不管是新的一代61850規約智能變電站還是104規約常規變電站，微機五防系統和后臺監控系統在站控層都是通過104規約進行通信的。

以比較常見的許繼后臺監控系統和共創或優特兩個常見廠家的微機五防系統為例，整體上可以歸納為兩種形式。

（1）由后臺監控廠家做規約轉換。由網關或者接口管理機程序做規約轉換。

（2）由微機五防廠家做規約轉換。后臺監控主機直接通過網線和微機五防主機通信。規約轉換程序在微機五防系統中集成。

由于兩者原理本質上相同，所以以許繼104規約后臺監控系統和優特微機五防系統直接通過網線為例介紹。

3 具體應用

那么通過網線連接到微機五防系統上的104規約是怎么通訊的呢？

首先我們看一段完整的、基于TCP/IP的IEC104報文：

ac f1 df 3f e4 74 ac f1 df 3f e4 73 08 00 00 45 0000 38 78 53 40 00 80 06 a5 3e 0a 64 64 64 0a 64

64 02 09 64 11 ea 8a da cb a3 64 c9 d3 e9 50 18fb 75 59 71 00 00 68 0e 00 00 00 00 64 01 06 00

01 02 00 00 00 14

報文中傳遞的信息有：

目標站的MAC地址：ac f1 df 3f e4 74

源站的MAC地址：ac f1 df 3f e4 73

以太網類型：08 00（IP）

源站IP地址：0A 64 64 64 （源站IP為10.100.100.100）

目的站IP地址：0A 64 64 02 （目的站IP為10.100.100.02）

源站端口：09 64 （16進制964轉換成10進制是2404）

目標站端口：11 ea（16進制11 ea轉換成10進制是4586一般端口，隨機）

具體的104規約報文：68 0e 00 00 00 00 64 01 06 0001 02 00 00 00 14

以上為總召報文，我們以具體上送的報文為例：

68 0e 14 00 50 00 2E 01 06 00 01 64 0F 00 00 00 01

報文中傳遞的信息有：

報文類型為ASDU類型，這里是2E，代表雙點遙控。

單元公共地址為裝置的扇區和裝置的地址，以上報文為01 64。

信息體地址為裝置設備中信息元素地址，以上報文為 0F 00 00。

信息狀態：信息體地址的狀態值（以上報文為01代表遙控分閘，對于雙點來說1分、2合、0、3為沒狀態或者錯誤狀態）。

關于TCP通信的一些基本概念如下。

對于TCP的應用程序來說存在兩種工作模式，即服務器模式和客戶機模式。

服務器端：在建立TCP連接時，服務器從不發起連接請求，他一直處于偵聽狀態，當偵聽到來自客戶機的連接請求時，則接受此請求，由此建立一個TCP連接，服務器和客戶機就可以通過這個虛擬的通訊連路進行數據收發。

客戶端：客戶機一直發送連接請求。

關于104規約的一些基本概念如下。

主站：也叫控制站，請求數據和發送控制命令的一端，一般來說是客戶端。

子站：也叫從站，被控站。響應數據請求和控制命令的一端，一般是來說是服務器端。

平衡通信方式：通信雙方都可以發起信息傳輸，一旦鏈路建立成功，變化信息除了響應召喚應答，還可以主動發送而無需等待查詢。但是兩個方向上都需要采用有效的數據接收確認機制（IEC104規約的接收序號）來確認信息的正確接收。

我們可以歸納總結基于以太網通信的104規約通信成功。首先要兩端服務器，客戶端約定設置成功。具體設置參數時需要MAC地址，IP地址，端口號，單元公共地址，信息體地址。這些信息兩端設置正確才可以正常通信。

在具體傳送報文中要求符合104規約，ASDU類型可以匹配識別，最終通過信息體地址確定所要傳遞的信息，傳遞具體的信息狀態或者命令。

在實際傳遞信息時，由于信息比較多，所以雙方一般會約定一個信息表，兩端通過信息體地址對應具體的信息，當信息不能對應上時一般要檢查這里。

4 具體設置配置

那么具體的通訊配置中基本的配置都有哪些呢？

在許繼后臺中我么可以看到，在這里需要配置IP地址，和端口號。

在五防轉發信息表里可以看到，在這里需要配置ASDU類型，對應信息的信息體地址，裝置地址和扇區地址組成單元公共地址。

在微機五防系統那一端我們可以看到，微機五防系統中設置的TCPserver也就是服務器端。

在這里類型標示也就是后臺監控系統的ASDU類型。

鏈路地址相當于單元公共地址（這里鏈路地址是十進制，0X6401=25601，裝置地址100，扇區01）。

本地端口2404，需要和監控主機保持一致方可以正常通訊。

其他的IP地址設置在這里不做贅述，在遙信接收起始地址時我們可以看到微機五防系統中也需要有信息表，其中信息體地址遞增的方式和后臺監控系統一致。

可以看到具體應用符合我們上面歸納的原理。一般情況下只要這些原理設置正確都可以正常通信。

5 常見問題總結

由于后臺監控系統和微機五防系統較多，就算是同一廠家也有不同的產品，所以和五防通訊過程比較復雜，并且涉及104規約設置的地方比較多，具體問題比較多，下面歸納總結一些常見問題，方便大家查找問題時參考。

（1）基本配置出現問題，后臺監控和微機五防系統配置不匹配。IP地址，端口號，單元公共地址，ASDU類型不對應。信息體地址不對應，上送的狀態位置不正確，主站、子站服務器端、客戶端沒有約定好等都屬于這一類。有些問題需要咨詢具體廠家來設置。

（2）網絡物理上中斷。比如網線被老鼠咬斷，網線和交換機接觸不良，網線在后臺監控系統和微機五防系統物理上沒有通信成功，或者因為維修主機，網口重新插拔的時候插錯等，這些可以通過具體觀察發現問題，或者可以通過網絡命令ping來判斷。

（3）具體104規約上的配置不匹配。比如單點雙點的設置，信息體地址的接收起始地址不對應，微機五防系統這方面是否選擇總召喚，是否選擇主動解鎖等，這些需要對104規約有基本了解，并且有分析報文能力。

（4）在具體上送信號時沒有上送成功的情況。在這里需要檢查信息體地址是否正確，發送的狀態位置是否正確，ASDU類型對方廠家程序是否確認等，這些非常重要，查問題時候需要有報文分析能力。

（5）雙方程序的問題。有時候一個廠家同時有多個程序來適應具體的現場情況。甚至需要現場調試過程中改程序。這個時候就要判斷是否在改程序的過程中出錯或者和對方廠家對規約的設置不匹配等。比如可變結構限定詞是否正確，104規約的接收序號、發送序號程序處理是否正確，數據傳輸控制順序的處理等。在這里就需要對規約有比較深入的了解了。

參考文獻

[1] 李瑞，郭昕.優特微機五防系統與許繼使用104規約通信說明[Z].

[2] 潘丁，史宏光.CBZ-8000，監控及遠動規約匯總[Z].

[3] DL634.5.104-2002，遠動協議南方電網實施細則[Z].