104远动规约学习笔记

104远动规约学习笔记

使用国产的PMA规约软件来模拟104的主站，与西门子SICAM eRTU装置进行104通讯测试。在过程中，发现当双方静止一段时间后，PMA软件(主站)发S帧，但立刻报“接收失败,重新链路!:10053”错误。这个问题困扰了我一段时间，不知道这是哪一边出的问题。后来，我用秒表测量了PMA软件收到从站最后一帧I帧至发出S帧的间隔时间，均为15秒多一点。查阅104规约文本后，我理解规约的原意是这样的：对于最后一次总召命令后从站回应的长帧报文(I帧)，主站需发送S帧来确认，何时发送是受两个参数触发的：t2和w，两者应是“或”的关系，即任何一个达到就发送S帧确认。在这之前的召唤过程中，主站是通过每一次的总召唤命令，对上一次的从站答复进行确认的(接收序号)。但最后一次总召命令后，主站只能通过t2超时发S帧来确认(此时从站回应的I帧数量小于w)。如果这一步成功，且双方仍然保持静止(即没有I帧报文发送)，后面又将以t3为循环间隔时间，双方通过发测试帧(U帧)来维持链路，直至双方有新的I帧报文进行发送。根据测到的间隔时间，我认为PMA软件设置的t2是15秒(或实际效果是15秒)，而没有设为规约推荐的10秒，造成主站的t2>=从站的t1(要求t2小于t1)，从站在收到S帧之前因t1超时而关闭socket。后来联系该软件的作者，修改软件中相应的设置(PMA软件版本也由2.85调为2.87)，再试时问题已消除。

超时的定义

参数默认值备注选择值

t0 30s 连接建立的超时

t1 15s 发送或测试APDU的超时

t2 10s 无数据报文t2

t3 20s 长期空闲t3 >t1状态下发送测试帧的超时

所有超时值的最大范围：1 到255s，精确到1s。

当报文接收方收到发送方的I格式报文后，如果没有I格式报文需要发送给对方，可以向对方发送S 格式报文以对所接收到的报文进行确认；

为了防止I格式报文在传送过程中丢失或重复传送，IEC 60870-5-104的I格式报文的控制域定义了发送序号N(S)和接收序号R(S)，发送方每发送一个I格式报文，其发送序号应加1，接收方每接收到一个与其接收序号相等的I格式报文后，其接收序号也应加1。需要注意的是，每次重新建立TCP连接后，调度主站和子站RTU的接收序号和发送序号都应清零，因此在双方开始数据传送后，接收方若收到一个I格式报文，应判断此I格式报文的发送序号是否等于自己的接收序号。若相等则应将自己接收序号加1，若此I格式报文的发送序号大于自己的接收序号，这说明发送方发送的一些报文出现了丢失；若此I格式报文的发送序号小于自己的接收序号，这意味着发送方出现了重复传送。此外，I格式和S格式报文的接收序号表明了发送该报文的一方对已接收到的I格式报文的确认，若发送方发送的某一I格式报文后长时间无法在对方的接收序号中得到确认，这就意味着发生了报文丢失。当出现上述这些报文丢失、错序的情况时，通常意味着TCP连接出现了问题，发送方或接收方应关闭现在的TCP连接然后再重新建立新的TCP连接，并在新的TCP连接上重新开始会话过程。在主站端和子站RTU端进行通信时，接收方可以使用S格式报文（当有应用服务单元需要发送给对方时，可使用I格式报文）对已接收到的I格式报文进行确认，以免发送方超时收不到确认信息而重新建立TCP 连接。这就存在一个接收方收到多少个I格式报文进行一次确认的问题，以及发送方应在多少个I格式报文未得到确认时停止发送数据。IEC 60870-5-104规定了两个参数k和w，其取值范围为1到32767，其中k表示发送方在有k个I格式报文未得到对方的确认时，将停止数据传送，w 表示接收方最迟在接收了w个I格式报文后应发出认可；IEC 60870-5-104规定k和w的默认值分别为12个APDU和8个APDU。在实际中，k和w的具体取值可以根据TCP连接双方的数据通信量来加以确定，对于子站RTU端来说，每收到一个调度端的I格式报文都应立即进行响应，其w的取值实际上为1，由于RTU端可以循环向调度端发送遥信、遥测等信息，因此k的取值与其循环发送的定时

周期有关，通常12到20个APDU就足够了；对于主站端，由于不停接收到RTU的数据，因此应及时地给以确认，通常w取小于8个APDU的值。

2.4 关于超时时间的理解为了能对TCP连接进行检查和维护，IEC 60870-5-104规定了几个超时时间，即t0、t1、t2、t3，它们的取值范围为1~255s，准确度为1s。 t0规定了主站端和子站RTU端建立一次TCP连接的最大允许时间，主站端和子站RTU端之间的TCP连接在实际运行中可能经常进行关闭和重建，这发生在4种情况下：

①主站端和子站RTU端之间的I格式报文传送出现丢失、错序或者发送U格式报文得不到应答时，双方均可主动关闭TCP连接，然后进行重建；

②主站系统重新启动后将与各个子站重新建立TCP连接；

③子站RTU合上电源或由于自恢复而重新启动后，将重建连接；

④子站RTU收到主站端的RESET_PROCESS（复位远方终端）信号后，将关闭连接并重新初始化，然后重建连接。每次建立连接时，RTU都调用socket的listen( )函数进行侦听，主站端调用socket 的connect( )函数进行连接，如果在t0时间内未能成功建立连接，可能网络发生了故障，主站端应该向运行人员给出警告信息。t1规定发送方发送一个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规定接收方在接收到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格式帧对已经接收到的I格式报文进行认可，显然t2必须小于t1。t3规定调度端或子站RTU端每接收一帧I帧、S帧或者U帧将重新触发计时器t3，若在t3内未接收到任何报文，将向对方发送测试链路帧TESTFR。