Uživatelská příručka aplikace ADVANTECH Protocol IEC101-104 Router App
Použité symboly
Nebezpečí – Informace týkající se bezpečnosti uživatele nebo možného poškození routeru.
Pozor – Problémy, které mohou nastat v konkrétních situacích.
Informace – Užitečné tipy nebo informace zvláštního zájmu.
Example - Přampsoubor funkce, příkazu nebo skriptu.
Změnit protokol
Protokol IEC101/104 Changelog
v1.0.0 (1.6.2015)
- První vydání
v1.0.1 (25.11.2016)
- Přidány další přenosové rychlosti
- Přidána podpora převodníku USB <> SERIAL
v1.0.2 (14.12.2016)
- Opravena služba IEC 60870-5-101 uživatelských dat třídy 1
- Přidána podpora pro převody ASDU TI
v1.0.3 (9.1.2017)
- Přidána konfigurovatelná metoda pro převod CP24Time2a na CP56Time2a
v1.1.0 (15.9.2017)
- Přidány možnosti ladění
- Přidána konfigurovatelná prodleva před odesláním dat
- Opraveno použití času dotazování dat
- Opravena signalizace ztráty spojení podle IEC 60870-5-101
- Optimalizovaná třída uživatelských dat 1
v1.1.1 (3.11.2017)
- Opravena konverze dlouhých 101 snímků na dva 104 snímky
v1.2.0 (14.8.2018)
- Přidána nová možnost synchronizace času routeru z příkazu C_CS_NA_1
- Přidána možnost doby platnosti příkazu
- Opraveno zpracování zahozených paketů přijatých ze strany IEC 60870-5-104
v1.2.1 (13.3.2020)
- Opravený restart iec14d někdy selže
- Pevný výstup z hlavní smyčky
v1.2.2 (7.6.2023)
- Pevný průměr vysokého zatížení
- Opravená prezentace stavu IEC101
v1.2.3 (4.9.2023)
- Opravené nastavení firewallu
Popis aplikace routeru
Protokol aplikace směrovače IEC101/104 není obsažen ve standardním firmwaru směrovače. Nahrání této aplikace routeru je popsáno v konfigurační příručce (viz kapitola Související dokumenty). Tato aplikace směrovače není kompatibilní s platformou v4. Pro správnou funkci této aplikace routeru je nutné mít buď sériový rozšiřující port nainstalovaný v routeru, nebo použít USB-sériový převodník a USB port routeru.
Je podporován režim nevyvážené sériové komunikace. To znamená, že router je hlavní a připojená telemetrie IEC 60870-5-101 je podřízená. SCADA zahájí první spojení s routerem na straně IEC 60870-5-104. Aplikace routeru v routeru pak pravidelně žádá připojenou telemetrii IEC 60870-5-101 o události a požadované informace.
IEC 60870-5-101 je standard pro monitorování energetických systémů, řízení a související komunikace pro dálkové ovládání, ochranu na dálku a související telekomunikace pro systémy elektrické energie. Protokol IEC 60870-5-104 je analogií protokolu IEC 60870-5-101 se změnami ve službách transportu, sítě, spoje a fyzické vrstvy tak, aby vyhovovaly úplnému síťovému přístupu: TCP/IP.
Tato aplikace směrovače provádí obousměrnou konverzi mezi protokoly IEC 60870-5-101 a IEC 60870-5-104 specifikovanými standardem IEC 60870-5 (viz [5, 6]). Sériová komunikace IEC 60870-5-101 je převedena na komunikaci TCP/IP podle IEC 60870-5-104 a naopak. Je možné konfigurovat některé parametry IEC 60870-5-101 a IEC 60870-5-104.
Obrázek 1: Schéma komunikace s protokolem IEC101/104 router app
Parametry sériové komunikace a parametry protokolu IEC 60870-5-101 lze nastavit samostatně pro každý sériový port routeru. Je možné použít USB port routeru s USB-sériovým převodníkem. Při použití více sériových portů v routeru bude spuštěno několik instancí routerové aplikace a lze provést nezávislé konverze IEC 60870-5-101/IEC 60870-5-104. Na straně IEC 60870-5-104 lze konfigurovat pouze parametr TCP Port. Je to port, na kterém TCP server naslouchá při aktivaci konverze. Vzdálená aplikace IEC 60870-5-104 musí komunikovat na tomto portu. Data pro stranu IEC 60870-5-101 jsou odesílána, jakmile dorazí ze SCADA. Strana IEC 60870-5-101 se pravidelně ptá na data podle nakonfigurovaného parametru doby dotazování dat. Pravidelný dotaz je spuštěn, když dorazí první testovací rámec ze SCADA.
Protokol IEC 60870-5-101 definuje aplikační servisní datovou jednotku (ASDU). V ASDU je identifikátor ASDU (s typem ASDU) a informační objekty. Při převodu z IEC 60870-5-104 na IEC 60870-5-101 jsou odpovídajícím způsobem převedeny všechny typy ASDU definované ve standardu IEC 60870-5-101 v kompatibilním rozsahu 1–127 typů ASDU. Proprietární typy ASDU v soukromém rozsahu 127–255 se nepřevádějí. Jak příkazy, tak data (payload) v ASDU jsou převedeny. Kromě toho jsou ve výchozím nastavení převedeny další ASDU – ty pro řízení a monitorování v čase tag. Ty nejsou definovány stejným způsobem v protokolech IEC 60870-5-101 a IEC 60870-5-104, takže je možné nakonfigurovat konverzi těchto ASDU v aplikaci routeru: buď drop, nebo mapování na ekvivalent v opačném protokolu, nebo mapování na stejnou ASDU v opačném protokolu. Více podrobností v kapitole 4.3, seznam těchto ASDU na obrázku 5. Počet neznámých ASDU je zaznamenán a zobrazen na stránce Stav modulu.
Po nahrání do routeru je aplikace routeru dostupná v sekci Přizpůsobení v položce Router Apps na routeru web rozhraní. Kliknutím na název aplikace routeru zobrazíte nabídku aplikace routeru jako na obr. 2. Sekce Status poskytuje stavovou stránku modulu s informacemi o probíhající komunikaci a stránku systémového protokolu se zaznamenanými zprávami. Konfigurace obou sériových portů a USB portu routeru a parametrů IEC 60870-5-101/IEC 60870-5-104 je dostupná v sekci Konfigurace. Položka Return v sekci Customization slouží pro návrat do vyšší nabídky routeru.
Obrázek 2: Nabídka aplikace Router
Protokol IEC-101/104 Status
Stav modulu
Na této stránce jsou protokolové informace o probíhající komunikaci. Ty jsou individuální pro každý sériový port routeru. Zjištěný typ portu je zobrazen u parametru Typ portu. Parametry IEC 60870-5-104 a IEC 60870-5-101 jsou popsány v tabulkách níže.
Obrázek 3: Stránka stavu modulu
Tabulka 1: Stavové informace IEC 60870-5-104
| Položka | Popis |
| Stav IEC104 | Stav připojení nadřazeného serveru IEC 60870-5-104. |
| Rámuji NS | Odesláno – číslo posledního odeslaného rámce |
| Rámuji NR | Received – číslo posledního přijatého rámce |
| S rám ACK | Acknowledgement – číslo posledního potvrzeného odeslaného rámce |
| Test U rámu | Počet testovacích snímků |
| Neznámé Inf.Objects | Počet neznámých informačních objektů (vyhozené) |
| Vzdálený hostitel TCP/IP | IP adresa posledního připojeného serveru IEC 60870-5-104. |
| Znovu připojit TCP/IP | Počet opětovných připojení TCP/IP |
Tabulka 2: Stavové informace IEC 60870-5-101
| Položka | Popis |
| Stav IEC101 | Stav připojení IEC 60870-5-101 |
| Neznámý počet snímků | Počet neznámých snímků |
Systémový protokol
Na stránce System Log se zobrazují zprávy protokolu. Je to stejný systémový protokol jako ten v hlavním menu routeru. Zprávy aplikace routeru jsou uvedeny řetězcem iec14d (zprávy ze spuštěného démona iec14d). Zde můžete zkontrolovat běh aplikace routeru nebo zobrazit zprávy o problémech s konfigurací a připojením. Zprávy si můžete stáhnout a uložit do počítače jako text file kliknutím na tlačítko Uložit.
Na snímku obrazovky protokolu můžete vidět spuštění aplikace routeru a zjištěné zprávy neznámého typu objektu. Zaznamenávají se i další chyby. Typ a počet protokolovaných chyb/zpráv lze nastavit pro každý port samostatně v sekci Konfigurace. Nazývá se parametry ladění a nachází se v dolní části každé konfigurační stránky.
Obrázek 4: Systémový protokol
Konfigurace konverze
Konfigurace parametrů IEC 60870-5-101 a IEC 60870-5-104 je dostupná v položkách Expansion Port 1, Expansion Port 2 a USB Port. Jsou možné další samostatné konverze IEC 60870-5-101/IEC 60870-5-104, individuální pro každý sériový port routeru. Parametry pro každý rozšiřující/USB port jsou stejné.
Povolte převod pro správný rozšiřující port zaškrtnutím políčka Povolit převodní modul na stránce. Jakékoli změny se projeví po kliknutí na tlačítko Použít.
Existují čtyři části konfigurace převodu, za nimiž následuje konfigurace převodu času a ladění
části parametrů na konfigurační stránce. Čtyři části převodu jsou následující: parametry IEC 60870-5-101, parametry IEC 60870-5-104, převod ASDU ve směru monitorování (IEC 60870-5-101 na IEC 60870-5-104) a převod ASDU v řízení směru (IEC 60870-5-104 až IEC 60870-5-101). Další konfigurační položky níže týkající se převodu času jsou popsány v sekcích 4.3 a 4.4 níže. V části Parametry ladění můžete nastavit typ zobrazovaných zpráv a úroveň množství zpráv na stránce Systémový protokol.
Parametry obou – aplikace směrovače Protocol IEC101/104 a použitá systémová telemetrie – musí být stejné, aby komunikace fungovala správně.
Parametry IEC 60870-5-101
V položce Typ portu je zobrazen detekovaný typ rozšiřujícího portu v routeru. Parametry nahoře jsou pro komunikaci po sériové lince. Parametry pro samotnou IEC 60870-5-101 jsou níže. Tyto parametry je třeba nakonfigurovat podle telemetrie IEC 60870-5-101 používané v systému. Parametry jsou popsány v následující tabulce. Ostatní parametry IEC 60870-5-101 jsou statické a nelze je změnit.
Tabulka 3: Parametry IEC 60870-5-101
| Číslo | Popis |
| přenosová rychlost | Rychlost komunikace. Rozsah je 9600 až 57600. |
| Datové bity | Počet datových bitů. pouze 8. |
| Parita | Řídicí paritní bit. Žádný, sudý nebo lichý. |
| Stop bitům | Počet stop bitů. 1 nebo 2. |
| Délka adresy odkazu | Délka adresy odkazu. 1 nebo 2 bajty. |
| Adresa odkazu | Link address je adresa připojeného sériového zařízení. |
| Délka přenosu COT | Cause Of Transmission length – délka informace „příčina přenosu“ (spontánní, periodická atd.). 1 nebo 2 bajty. |
| Zdroj COT MSB | Příčina přenosu – nejvýznamnější bajt. COT je dáno kódem podle typu události, kterou byl přenos způsoben. Volitelně lze přidat zdrojovou adresu (původce dat). 0 – standardní adresa, 1 až 255 – konkrétní adresa. |
| Délka CA ASDU | Společná adresa délky ASDU (Application Service Data Unit). 1 nebo 2 bajty. |
| Délka IOA | Délka adresy informačního objektu – IOA jsou v ASDU. 1 až 3 bajty. |
| Čas dotazování dat | Interval pravidelných požadavků ze směrovače na telemetrii IEC 60870-5-101 o data. Čas v milisekundách. Výchozí hodnota 1000 ms. |
| Zpoždění odeslání | Toto zpoždění se nedoporučuje používat ve standardních případech. Toto je experimentální možnost pro dodatečné zpoždění v routeru pro zprávy ve směru 104 –> 101 (ze SCADA do zařízení). Užitečné pouze pro nestandardní zařízení IEC-101. |
Parametry IEC 60870-5-104
Pro konfiguraci IEC 60870-5-104 je k dispozici pouze jeden parametr: IEC-104 TCP Port. Je to port, na kterém TCP server naslouchá. TCP server běží ve směrovači, když je povolena konverze IEC 60870-5-101/IEC 60870-5-104. Připravená hodnota 2404 je oficiální TCP port IEC 60870-5-104 vyhrazený pro tuto službu. V konfiguraci Expansion Port 2 je připravena hodnota 2405 (standardně nerezervovaná). Pro USB port je to 2406 TCP port.
Ostatní parametry IEC 60870-5-104 jsou stanoveny podle normy. Pokud se délky IOA liší, bajty délky se automaticky přidají nebo odeberou. Konfliktní situace jsou vždy zaznamenány.
Obrázek 5: Konfigurace sériového portu a konverze
Konverze ASDU ve směru monitorování (101 až 104)
V této části lze konfigurovat převod IEC 60870-5-101 na IEC 60870-5-104. Tyto ASDU používají 24 bitů dlouhou dobu tag v IEC 60870-5-101 (milisekundy, sekundy, minuty), ale v IEC 60870-5-104 dlouhá doba 56 bitů tags se používají (milisekundy, sekundy, minuty, hodiny, dny, měsíce, roky). Proto je možná konfigurace převodu – umožnění jiného času tag manipulace dle specifických potřeb aplikace.
Pro každou ASDU uvedenou v této části na obrázku 5 lze vybrat tyto způsoby převodu: DROP, Převést na stejnou ASDU a Převést na ekvivalentní ASDU (výchozí). DROP Když je vybrána tato možnost, ASDU se zruší a konverze se neprovede.
Převést na stejnou ASDU Pokud je vybrána tato možnost, bude ASDU mapována na stejnou ASDU v opačném protokolu. Znamená to, že nedochází k přeměně času tag – Aplikace IEC 60870-5-104 přijímá beze změny kratší (24 bitů) čas tag ze zařízení IEC 60870-5-101.
Převést na ekvivalentní ASDU Pokud je vybrána tato možnost, je ASDU mapována na ekvivalentní typ ASDU v opačném protokolu. Viz názvy a čísla těchto opačných typů ASDU na obrázku 5. To znamená převod času tag je třeba udělat – čas tag musí být dokončen do 56 bitů. Přeměna času tag lze nastavit pomocí metody převodu CP24Time2a na CP56Time2a pro položku Hour and Date v dolní části stránky. Jsou to tyto možnosti:
- Použít pevné hodnoty – Výchozí konfigurace. Původní čas tag (24 bitů) je doplněn o pevné hodnoty 0 hodin, 1. den a 1. měsíc roku 00 (2000).
- Use router time values – Původní čas tag (24 bitů) je doplněn o hodiny, den, měsíc a rok převzaté z času routeru. Záleží na nastavení času na routeru (buď ručně nebo z NTP serveru). Existuje další riziko – viz rámeček níže
Pozor! Použijte položku časových hodnot routeru z CP24Time2a na CP56Time2a Conversion Method for
Hodina a datum – je riskantní. Používejte jej na vlastní nebezpečí, protože při převodu tímto způsobem se mohou objevit neúmyslné skoky v datech. To se může stát na okrajích časových jednotek (dny, měsíce, roky). Mějme situaci, kdy je monitorovací ASDU odeslán ve 23 hodinách, 59 minutách, 59 sekundách a 95 milisekundách. Kvůli latenci sítě projde routerem těsně po půlnoci – následujícího dne. A dokončený čas tag je nyní 0 hodin, 59 minut, 59 sekund a 95 milisekund dalšího dne – došlo k neúmyslnému skoku o jednu hodinu v převedeném čase tag.
Poznámka: Pokud zařízení IEC 60870-5-101 podporuje dlouhý (56 bitů) čas tags pro IEC 60870-5-104 odešle ASDU čitelné podle IEC 60870-5-104, takže čas tag není převeden a bude dodán do SCADA přímo ze zařízení.
Konverze ASDU ve směru kontroly (104 až 101)
V této části lze konfigurovat převod IEC 60870-5-104 na IEC 60870-5-101. Opět to souvisí s jiným časem tag délka, ale tady dlouhá doba tags jsou právě vyříznuty pro zařízení IEC 60870-5-101.
Pro každou ASDU uvedenou v této části na obrázku 5 lze vybrat tyto způsoby převodu: DROP, Převést na stejnou ASDU a Převést na ekvivalentní ASDU (výchozí).
DROP Když je vybrána tato možnost, ASDU se zruší a konverze se neprovede.
Převést na stejnou ASDU Pokud je vybrána tato možnost, bude ASDU mapována na stejnou ASDU v opačném protokolu. Znamená to, že nedochází k přeměně času tag – Zařízení IEC 60870-5-101 přijímá dlouhou dobu beze změny tag z aplikace IEC 60870-5-104 (některá zařízení IEC 60870-5-101 podporují dlouhou dobu tags).
Převést na ekvivalentní ASDU Pokud je vybrána tato možnost, je ASDU mapována na ekvivalentní typ ASDU v opačném protokolu. Podívejte se na názvy a čísla těchto opačných typů ASDU na obrázku 5.
Přepočet času tag se provádí zkrácením její délky z 56 bitů na 24 bitů – jsou zachovány pouze minuty, sekundy a milisekundy.
Je možné synchronizovat čas routeru z telemetrie SCADA IEC-104. Stačí zaškrtnout políčko Synchronizovat čas routeru z příkazu C_CS_NA_1 (103). Tím se nastaví hodiny reálného času v routeru na stejný čas jako ve SCADA příchozím příkazem IEC-104. Dodatečnou kontrolu platnosti příkazu z hlediska času lze provést při vyplnění položky Doba platnosti příkazu. Standardně se kontrola platnosti neprovádí (pole prázdné), ale pokud vyplníte např. 30 sekund platnosti, čas tag přijaté ze SCADA budou porovnány s časem v routeru. Pokud je časový rozdíl větší než doba platnosti (např. 30 sekund), příkaz bude irelevantní a nebude odeslán na stranu IEC-101.
Všechny změny konfigurace se projeví po stisknutí tlačítka Použít.
- IEC: IEC 60870-5-101 (2003)
Zařízení a systémy dálkového ovládání Část 5 – 101: Přenosové protokoly – Doprovodný standard pro základní úlohy dálkového ovládání. - IEC: IEC 60870-5-104 (2006)
Zařízení a systémy dálkového ovládání Část 5 – 104: Přenosové protokoly – Síťový přístup pro IEC 60870 5-101 pomocí standardního transportufiles
Dokumenty týkající se produktu můžete získat na Engineering Portal na adrese icr.advantech.cz adresa.
Chcete-li získat příručku pro rychlý start, uživatelskou příručku, konfigurační příručku nebo firmware vašeho routeru, přejděte na stránku Router Models, vyhledejte požadovaný model a přepněte na kartu Manuals nebo Firmware.
Instalační balíčky a příručky Router Apps jsou k dispozici na stránce Router Apps.
Pro vývojové dokumenty přejděte na stránku DevZone.
Dokumenty / zdroje
 |
ADVANTECH Protocol IEC101-104 Router App [pdfUživatelská příručka Protokol IEC101-104 Router App, Protocol IEC101-104, Router App, App |