IEC 60870-5

Стандарт IEC 60870-5 определяет набор протоколов для контроля и управления с использованием постоянного соединения. Стандарт разработан рабочей группой 3 технического комитета 57 МЭК.

Существует идентичный ему российский стандарт ГОСТ Р МЭК 60870-5 «УСТРОЙСТВА И СИСТЕМЫ ТЕЛЕМЕХАНИКИ. Часть 5. Протоколы передачи.».

Изначально вся группа стандартов именовалась IEC 870. Позже к нему добавили префикс 60 и получился IEC 60870. Часть документов ГОСТ также имеет старый индекс ГОСТ Р МЭК 870.

Стандарт состоит из ряда документов, разбитых на две группы. Первая группа документов именуется базовыми стандартами и определяет набор протоколов. Вторая группа называется обобщающими стандартами (англ. companion standard) и проясняет взаимоотношения между базовыми стандартами при построении конкретного протокола для конкретной сферы применения.

Группа базовых документов[править | править код]

Взаимосвязь группы базовых документов с точки зрения сетевой модели OSI показана в таблице.

IEC 60870-5-1[править | править код]

IEC 60870-5-1 «Transmission frame formats».

ГОСТ Р МЭК 870-5-1 «Форматы передаваемых кадров».

Стандарт определяет различные форматы кадров для данных. В частности, FT1.2 c фиксированным и переменным числом пользовательских данных.

Контрольная сумма = арифметическая сумма по модулю 256 всех пользовательских данных.

IEC 60870-5-2[править | править код]

IEC 60870-5-2 «Link transmission procedures».

ГОСТ Р МЭК 870-5-2 «Процедуры в каналах передачи».

Стандарт детерминирует диаграмму состояний узлов канала связи и переходы между ними по событиям в канале. Под событиями понимается передача или прием различных кадров, ошибки приема/передачи и т.п. Также на этом уровне осуществляется контроль целостности и последовательности кадров и данных, контроль потока, отсчет таймаутов.

В частности, уточняет структуру пользовательских данных:

Байт управления[править | править код]

Где:

DIR - физическое направление (только для балансной передачи): 1 - от A к B, 0 - от B к A;

PRM - 1 - сообщение от первичной станции, 0 - сообщение от вторичной станции;

FCB (Frame Count Bit) - бит счетчика кадров, передаваемых первичной станцией, служит для защиты от потери и дублирования кадров при искажениях в канале связи;

При передаче каждого нового сообщения в режиме S2 SEND/CONFIRM или S3 REQUEST/RESPOND тому же адресату (вторичной станции) значение бита FCB изменяется на обратное (кадры нумеруются по модулю 2). Повторная передача кадра с тем же значением FCB производится в двух случаях: когда ответный кадр от вторичной станции бракуется и когда ответ отсутствует в течение установленного тайм-аута.

FCV - бит, указывающий актуальность функции бита FCB:

1 - изменение бита FCB актуально и должно контролироваться при приеме,

0 - изменение бита FCB (по сравнению с предыдущим кадром) не должно контролироваться при приеме, но значение FCB должно запоминаться для контроля изменения при приеме следующего кадра с FCV=1;

ACD - 1 - наличие на вторичной станции высокоприоритетной информации - класса 1 (режим S3 ЗАПРОС/ОТВЕТ);

DFC - управление потоком данных: 1 - дальнейшие сообщения могут вызвать переполнение каких-либо буферов памяти.

Поле адреса[править | править код]

Поле адреса определяет адрес контролируемой станции. Может быть разной длины (обычно 1 или 2 байта). В балансном режиме данное поле имеет нулевую длину (направление определяется битом DIR.

IEC 60870-5-3[править | править код]

IEC 60870-5-3 «General structure of application data».

ГОСТ Р МЭК 870-5-3 «Общая структура данных пользователя».

IEC 60870-5-4[править | править код]

IEC 60870-5-4 «Definition and coding of application information elements».

ГОСТ Р МЭК 870-5-4 «Определение и кодирование элементов пользовательской информации».

IEC 60870-5-5[править | править код]

IEC 60870-5-5 «Basic application on functions».

ГОСТ Р МЭК 870-5-5 «Основные прикладные функции».

Группа обобщающих документов[править | править код]

Обобщающий стандарт (англ. companion standard) проясняет взаимоотношения между базовыми стандартами при их совместном использовании в определенной области. Представляет собой выборку из излишне универсальных базовых документов и других стандартов.

IEC 60870-5-101[править | править код]

IEC 60870-5-101 «Companion standard for basic telecontrol tasks».

ГОСТ Р МЭК 60870-5-101 «Обобщающий стандарт по основным функциям телемеханики».

Физический уровень[править | править код]

Используется асинхронный интерфейс (UART) с 1 стопбитом, 1 битом четности и 8 битами данных. Регламентирован стандартный ряд скоростей от 300 до 9600 бод. Стандарт допускает использование других интерфейсов в специализированных применениях.

Обязательно правило передачи R3 IEC 60870-5-1, которое определяет, что между символами одного кадра не допускаются паузы более чем длительность одного бита. Тем не менее стандарт не требует контроля длительности пауз.

Формат кадров[править | править код]

Стандарт допускает исключительно формат кадра FT1.2 согласно IEC 60870-5-1. Допускается три вида кадров: с переменной длиной блока; с фиксированной длиной блока; одиночного байта. Кадр с переменной длиной блока используется для передачи данных (ASDU). Кадр с фиксированной длиной блока используется для передачи команд. Одиночный байт используется для подтверждений обмена.

В таблице ниже приведен формат кадра с переменной длиной блока. Поля между Start Frame и Stop Frame называются блоком данных прикладного уровня (ASDU, англ. application specific data unit). В протоколе IEC 60870-5-104 этот блок имеет аналогичный формат.

IEC 60870-5-102[править | править код]

IEC 60870-5-102 «Companion standard for the transmission of integrated totals in electric power systems».

ГОСТ Р МЭК 60870-5-102 «Обобщающий стандарт по передаче интегральных параметров в энергосистемах».

IEC 60870-5-103[править | править код]

IEC 60870-5-103 «Companion standard for the informative interface of protection equipment».

ГОСТ Р МЭК 60870-5-103 «Обобщающий стандарт по информационному интерфейсу для аппаратуры релейной защиты».

IEC 60870-5-104[править | править код]

IEC 60870-5-104 «Network access for IEC 60870-5-101 using standard transport profiles».

ГОСТ Р МЭК 60870-5-104 «Доступ к сети для ГОСТ Р МЭК 870-5-101 с использованием стандартных транспортных профилей».

Документ формализует инкапсуляцию блока ASDU из документа 60870-5-101 в стандартные сети TCP/IP. Поддерживается как Ethernet так и модемное соединение с использованием протокола PPP. Криптографическая безопасность данных формализована в стандарте IEC 62351  (англ.) (рус.. Стандартный порт TCP 2404.

См. также[править | править код]

• DNP3
• SCADA

Примечания[править | править код]

Ссылки[править | править код]

• Основные положения базовых стандартов ГОСТ Р МЭК на устройства и системы телемеханики. Вулис А., Сумительнов В. Часть 1 и часть 2.
• OpenSCADA. Подсистема «Сбор данных (DAQ)» ­– KA ProtocolFT3 (АПСТМ)
• Описание протокола МЭК 60870-5-101 для чайников
• Github - IEC 60870-5-101 Server Client Simulator, Windows Linux Implementation
• IEC 60870-5-104 Server Client Simulator, Windows Linux Implementation - Github
• Некоторые особенности реализации стандарта IEC-60870-5-104

В статье не хватает ссылок на источники (см. рекомендации по поиску). Информация должна быть проверяема, иначе она может быть удалена. Вы можете отредактировать статью, добавив ссылки на авторитетные источники в виде сносок. (11 сентября 2012)