TEORÍA EN PROTOCOLO
IEC 60870-5-104
ESPECIFIC ESPECI FICACI ACIONE ONES S DEL PRO PROTOC TOCOL OLO O DE TEL TELECO ECONTR NTROL OL IEC 60870-5-104 IEC 60870-5-104 (también conocido como IEC 870-5-104) es un estándar intter in ern nac acio iona nal, l, li lib ber erad ado o en el a ao o !0 !000 00 "o "orr el IEC (I (In nte terrna nati tio ona nall Electrotec#nical Commission) $ basado en la norma IEC 60870 -5-101 % IEC 60870-5-104 #abilita la comunicaci&n entre una estaci&n de control $ una subestaci&n eléctrica a tra'és de una red estándar C*I% C*I% El "rotocolo C C es usado "ara cone+iones orientadas a la transmisi&n seura de datos% IEC 60 IEC 6087 8700-55-10 104 4 li limi mita ta lo loss ti ti"o "oss de in ino orrma maci ci&n &n $ "a "ará ráme metr tros os de con.uraci&n de.nidos en la norma IEC 60870-5-101, 60870-5-101, lo cual sini.ca /ue no todas las unciones de.nidas en IE IEC C 608 6087070-5-1 5-101 01 están so"ortadas en el IEC 60870-5-104% or eem"lo, en IEC 60870-5-104 no se so"ortan las estam"as de tiem"o cortas (ormato de b$tes)% 2a "rinci"al 'entaa de IEC 60870-5-104 es /ue establece comunicaci&n a tra'és de una red estándar, lo cual "ermite la transmisi&n simultánea entre dierentes dis"ositi'os o ser'icios% El "rotocolo IEC 60870-5-104 es mu$ usado "or sistemas SCADAS SCADAS,, a ni'el de 3ubestaci&n $ de Centros de Control, los cuales dis"onen del dri'er IEC 60870608 70-5-1 5-104 04 Cli Client ente e "ar "ara a com comuni unicar carse se con e/u e/ui"o i"oss Gateways o s /ue contienen el "rotocolo IEC 60870-5-104 3er'er% 3er'er% De!"#"$! APCI %A&&'"#at"(! P)(t(#(' C(!t)(' I!*()+at"(!
ara detectar el comieno $ el .n de cada 3 (""lication 3er'ice ata nit), cada CI inclu$e los siuientes elementos9 un caracter de inicio, la es"eci.caci&n del la lonitud del 3 $ el cam"o de control, tal como se muestra en la .ura 1% ara "ro"&sitos de control, el corres"onde :nicamente a los cam"os del CI%
;iura 1% CI 68< es el carácter de inicio% El seundo cam"o corres"onde a la lonitud del cuer"o del , el cual está ormado "or los cuatro b$tes de los cam"os de control más la lonitud del 3% E+isten tres dierentes ormatos de mensaes en este "rotocolo, el cual es identi.cado en el cam"o de control tal como se muestra en la .ura !, donde se muestra el cam"o de control "ara una trama de inormaci&n (ormato I)% En las .uras $ 4 se muestran los ormatos "ara tramas de su"er'isi&n (3) $ de control ()% Este cam"o de control también es utiliado "ara la im"lementaci&n de mecanismos "ara "re'enir la "érdida $ du"licaci&n de mensaes%
;iura !% Cam"o de control "ara ormato I
;iura % Cam"o de control "ara ormato 3
;iura 4% Cam"o de control en ormato P)(te##"$! #(!t)a P).".a y D/&'"#a#"$! .e T)a+as
2a .ura 5 ilustra un escenario donde se trasmiten tramas ti"o I entre dos estaciones $ el mecanismo "ara el reconocimiento en el en'=o $ rece"ci&n de tramas% 2a nomenclatura utiliada "ara 'eri.car la interidad de las tramas de comunicaci&n ti"o I es la siuiente9 > En'=a estado de la 'ariable > ecibe el estado de la 'ariable > Indica /ue el E #a recibido correctamente todas las tramas de ormato I numeradas arriba, inclu$endo la actual% > con ormato de inormaci&n, donde a 9 n:mero de I(a,b) secuencias en'iadas $ b 9 n:mero de secuencias recibidas%
V(S) V(R) Ack
> con ormato de su"er'isi&n, donde b 9 n:mero de secuencias recibidas% > de unci&n de control, no numerada% U S(b)
Cada ormato ti"o I en'iado reconoce las tramas recibidas "or la estaci&n orien, en este eem"lo la estaci&n ? en'=a tramas I e indica /ue no #a recibido ninuna de este ti"o en la estaci&n % osteriormente la estaci&n en'=as ! tramas I reconociendo las /ue #a recibido de la estaci&n ?%
;iura 5% 3ecuencia correcta de tramas I Re#(!(#"+"e!t( &() t)a+a S
En la norma IEC 60870-5-104 se de.nen 4 tem"oriadores "ara el mantenimiento de la cone+i&n entre las estaciones% El dis"aro de uno de estos tem"oriadores (t!) #ace /ue se en'=e una trama ti"o 3 "ara reconocer los "a/uetes de inormaci&n /ue #an lleado, tal como se ilustra en la .ura 6%
;iura 6% En'=o de tramas 3 Te+&()"a.()es
IEC 60870-5-104 de.ne cuatro •
• •
•
timers "ara
el mantenimiento del enlace%
(0) 9 Corres"onde al timeout "ara el establecimiento de la cone+i&n% (1) 9 imeout de en'=o o de s de test% (!) 9 imeout "ara el reconocimiento en caso de /ue no lleuen datos () 9 imeout "ara el en'=o de tramas de test en caso de un estado de inacti'idad "rolonado, esta situaci&n es ilustrada en la .ura 7, donde la estaci&n ? #a en'iado dos tramas I a la estaci&n $ esta las reconoce a tra'és de una trama ti"o 3% Cuando la estaci&n ? recibe esta trama de reconocimiento, el tem"oriador t reinicia el conteo% 3i se cum"le el tiem"o $ no #a lleado una trama de comunicaci&n desde la estaci&n , la estaci&n ? "rocede a en'iar una comunicaci&n ti"o , "ara 'eri.car la conecti'idad con la estaci&n %
;iura 7% rama de est Est)/#t/)a e!e)a' Dat(s .e A&'"#a#"$!
2a notaci&n "ara cada 3 se es"eci.ca dentro de un orden erár/uico, el cual orece la "osibilidad de usar una notaci&n lobal $ es"eci.caciones en dierentes Com"anion 3tandard% C'ase .e I!*()+a#"$! N"2 e' 13 • • • •
Inormaci&n @oniton @ Inormaci&n Control C arámetros ranserencia de arc#i'os ;
C'ase .e I!*()+a#"$! N"2 e' 3 • • • •
Inormaci&n @onitor9 3inle oint Inormation @A3 @edidas @A@E Inormaci&n Control9 oubleACommand CAC arámetros9 arámetros de @edidas A@E ranserencia de arc#i'os9 irectorio ;A
C'ase .e I!*()+a#"$! N"2 e' 3
•
El tercer ni'el se usa "ara dierentes Com"anion 3tandards, éste de.ne el ti"o es"ec=.co de 3, el uso de ime a% 2a "rimera letra de este ni'el indica si inclu$e la estam"a, la seunda es"eci.ca el ti"o de datoB cada Com"anion standard "uede de.nir su "ro"io ti"o en orden alabético% @edidas ormaliadas con tiem"o @A@EA @edidas unto Dotante sin tiem"o @A@EA?
F/!#"(!es
2as unciones utiliadas en la norma IEC 60870-5-104 son de.nidas en la es"eci.caci&n IEC 60870-5-5, $ "ermite la comunicaci&n de la estaci&n controladora e/ui'alente al cliente $ la estaci&n controlada o ser'idor% I!"#"a'"a#"$! .e 'a esta#"$! &)"+a)"a
;unci&n encarada del establecimiento de la comunicaci&n entre la estaci&n controladora $ la estaci&n controlada% ;unci&n de.nida en los a"artes 6%1%5 a 6%1%7 de la norma IEC 60870-5-5% El Duo de inormaci&n en esta unci&n es el e+"resado en la .ura 8, donde la estaci&n maestra inicialia la estaci&n escla'a%
;iura 8% Inicialiaci&n de la estaci&n A./"s"#"$! .e .at(s &() P(''"!
2a estaci&n controladora "uede solicitar el 'alor de una 'ariable a tra'és de esta unci&n% Está es"eci.cada en el a"arte 6%! de la norma IEC 608705-5% 2a .ura muestra los mensaes transmitidos entre la estaci&n "rinci"al $ la secundaria, cuando la "rimera solicita el estado de un obeto de inormaci&n desde la seunda%
;iura % d/uisici&n de datos "or encuesta I!te))(a#"$! Ge!e)a'
En esta unci&n, la estaci&n controladora "ide el re"orte de todos los obetos de inormaci&n de.nidos en la estaci&n controlada% Es"eci.cada en el a"arte 6%6 de IEC 60870-5-5% 2a .ura 10 muestra el uncionamiento de la interroaci&n eneral, donde la estaci&n "rimaria #ace el re/uerimiento a la secundaria de un ru"o de obetos de inormaci&n% ara esto, la secundaria debe en'iar tramas de reconocimiento ante la
solicitud de la "rimaria $ cuando .nalice la transmisi&n de los obetos de inormaci&n en'=a una trama /ue lo indica%
;iura 10% Interroaci&n Feneral T)a!s+"s"$! C#'"#a .e .at(s
Con esta unci&n, los obetos de inormaci&n de la subestaci&n son transmitidos "eri&dicamente #acia la estaci&n de control% o es necesario /ue la estaci&n controladora solicite la transmisi&n c=clica de los datos, "uesto /ue esta unci&n es con.urada :nicamente en la estaci&n controlada, tal como se muestra en la .ura 11% 2a transmisi&n de estos obetos de inormaci&n no necesitan tramas es"eciales de reconocimiento%
;iura 11% ransmisi&n c=clica de datos A./"s"#"$! .e E2e!t(s
2a actualiaci&n del 'alor de los obetos de inormaci&n en una subestaci&n son automáticamente re"ortados a la estaci&n controladora% ;unci&n de.nida en el a"arte 6%4 de IEC 60870-5-5% 2a .ura 1! muestra la comunicaci&n establecida "ara la transmisi&n de e'entos desde la estaci&n secundaria #acia la estaci&n "rimaria% am"oco son re/ueridas tramas es"eciales de reconocimiento%
;iura 1!% ransmisi&n de e'entos S"!#)(!"a#"$! .e Re'(
;unci&n ordenada "or la estaci&n controladora $ eecutada en la estaci&n controlada, tiene como .nalidad la sincroniaci&n del relo en la seunda% Está de.nida en el a"arte 6%7 de IEC 60870-5-5% 2a .ura 1 muestra como la estaci&n "rimaria inicia la sincroniaci&n del relo de la estaci&n secundaria, en este caso, lo #ace debido a /ue un e'ento re"ortado desde la estaci&n secundaria di.ere en ran "ro"orci&n del relo de la estaci&n "rimaria% ero no siem"re la sincroniaci&n del relo se "resenta "or este moti'o% En muc#as ocasiones, se sincronia el relo des"ués de inicialiar la subestaci&n%
;iura 1% 3incroniaci&n de relo T)a!s+"s"$! .e C(+a!.(s
Esta unci&n le "ermite a la estaci&n controladora o"erar sobre la subestaci&n% Es as= como "uede .ar consinas anal&icas, abrir o cerrar interru"tores, seccionadores, en .n, modi.car 'ariables en las subestaciones eléctricas% Esta unci&n está de.nida en la secci&n 6%8 de IEC 60870-5-5% 2a .ura 14 muestra la comunicaci&n "ara la transmisi&n de comandos desde la estaci&n "rinci"al #acia la subestaci&n% @uc#as de estas comunicaciones son o"cionales, de acuerdo a la con.uraci&n del sistema, "or eem"lo, se #acen o"cionales las tramas de terminaci&n de la eecuci&n del comando%
;iura 14% ransmisi&n de comandos 9!".a. .e .at(s .e 'a #a&a .e a&'"#a#"$! ASD9
El 3 se com"one de un blo/ue "ara atos de Identi.cador de nidad $ de uno o mas obetos de inormaci&n, tal como lo muestra la .ura 15% El blo/ue de datos de identi.cador de unidad tiene siem"re la misma estructura "ara todos los 3s% 2os obetos de inormaci&n de un 3 son siem"re de la misma estructura $ ti"o, la cual es de.nida en el cam"o GE IEI;ICIH%
;iura 15% nidad de dato del ser'icio de a"li
caci&n 3 Ty&e I.e!t"#at"(!
e.ne la estructura, el ti"o $ el ormato del obeto de inormaci&n% odos los obetos de inormaci&n de un 3 "oseen la misma estructura, ti"o $ ormato% IECCI @HIH9 J1K @A3AA1 (3inle-"oint Inormation) JK @AAA1 (ouble-"oint Inormation) J5K @A3AA1 (3te" osition Inormation) J7K @A?HAA1 (?itstrin o ! bit) JK @A@EAA1 (@easured 'alue, normalied 'alue) J11K @A@EA?A1 (@easured 'alue, scaled 'alue)
J1K @A@EACA1 (@easured 'alue, s#ort Doatin "oint number) J15K @AIAA1 (Interated otals) J!0K @A3AA1 (acLet sinle-"oint Inormation M status c#ane detection) J!1K @A@EAA1 (@easured 'alue, normalied 'alue M /ualit$ descri"tor) J70K @AEIAA1 (End o initialiation) Con estam"a de tiem"o J0K @A3A?A1 (3inle-"oint inormation Mit# time ta C56time!a) J1K @AA?A1 (ouble-"oint inormation Mit# time ta C56time!a) J!K @A3A?A1 (3te" "osition inormation Mit# time ta C56time!a) JK @A?HA?A1 (?itstrin o bit Mit# time ta C56time!a) J4K @A@EAA1 (@easured 'alue, normalied 'alue Mit# time ta C56time!a) J5K @A@EAEA1 (@easured 'alue, scaled 'alue Mit# time ta C56time!a) J6K @A@EA;A1 (@easured 'alue, s#ort Doatin "oint 'alue Mit# time ta C56time!a) J7K @AIA?A1 (Interated otals Mit# time ta C56time!a) J8K @AEAA1 (E'ent o "rotection e/ui"ment Mit# time ta C56time!a) JK @AEAEA1 (acLed start e'ents o "rotection e/ui"ment Mit# time ta C56time!a) J40K @AEA;A1 (acLed out"ut circuit inormation o "rotection e/ui"ment Mit# time ta C56time!a) IECCI CHH2 J45K CA3CAA1 (3inle command) J46K CACAA1 (ouble command) J47K CACAA1 (eulatin ste" command) J48K CA3EAA1 (3et "oint command, normalied 'alue) J4K CA3EA?A1 (3et "oint command, scaled 'alue) J50K CA3EACA1 (3et "oint command, s#ort Doatin "oint number) J51K CA?HAA1 (?itstrin o ! bits) J100K CAICAA1 (Interroation Command) J101K CACIAA1 (Counter Interroation Command) J10!K CAAA1 (ead Command) J10K CAC3AA1 (ClocL 3$nc#roniation Command) J105K CAAA1 (eset rocess Command) :a)"a;'e St)/#t/)e
Contiene el ti"o de secuencia $ el n:mero de Inormation Hbects%
3N9 0 Cada Inormation Hbect tiene su res"ecti'o IH% 3N9 1 3olo el "rimer obeto de inormaci&n tiene IH, "ara los demás elementos son los IH consecuti'os% umber9 :mero de Hbects en el 3% Ca/se (* T)a!s+"ss"(!3
Es"eci.ca el moti'o "or el cual una trama de inormaci&n (ti"o I) es transmitida% > est * > (0*1) Con.rmaci&n ositi'a o eati'a% J1K "eriodic, c$clic J!K ?acLround scan JK s"ontaneous J4K initialied J5K re/uested J6K acti'ation J7K acti'ation con.rmation J8K deacti'action JK deacti'action con.rmation J10K acti'ation termination J!0K interroated b$ eneral interroation J!1K interroated b$ rou"1 - 16 C(++(! A..)ess (* ASD9
Está determinada "or un "arámetro .o del sistema (1 o ! b$tes), corres"onde a la direcci&n de la estaci&n, tal como lo muestra la .ura 16%
;iura 16 % Common ddress o 3 (1 b$te) I!*()+at"(! O;e#t A..)ess
2a lonitud del Inormation Hbect ddress es de uno, dos o tres b$tes, el cual es un "arámetro con.urado "ara todo el sistema, como se 'e en la .ura 17% Esta direcci&n es usada como una direcci&n de destino "ara tramas en
direcci&n control (desde estaci&n controladora) $ como orien en direcci&n monitor (desde estaci&n controlada)% En todos los casos, el "rimer b$te corres"onde al menos sini.cati'o% Cuando se con.ura la direcci&n con 'alor cero, se considera /ue la direcci&n es irrele'ante% 3e "ueden dis"oner de todas las demás direcciones "osibles%
;iura 17 % Inormation Hbect ddress con b$tes
