Protokoll : IEC 60870-5-101


 

Das Protokoll IEC 60870-5-101 und IEC 60870-5-104 ist in der LIAN 98 Software,
lauffähig unter dem Betriebssystem Microsoft® Windows® ( 32/ 64 Bit ), enthalten.

siehe : LIAN 98 Protokoll Router, Simulator und Analyzer


 

IEC 60870-5-101 : Parametrierung

 

 

CDE Adapter :

Modulationsart :

Baudrate :

Datenbyte :

Stoppbit :

Parität :

Time out :

Link Adressfelder :

ASDU Adressfelder :

Objekt Adressfelder :

Herkunftsadresse :

Schalterstellung PCM

Puls-Code-Modulation asynchron

50 - 115200 Baud

8 Bit ( variabel )

1 Bit ( variabel )

even / gerade ( variabel )

250 msec ( variabel )

0 - 2 mit und ohne Struktur

1 - 2 mit und ohne Struktur

1 - 3 mit und ohne Struktur

ja / nein

.

Verkehrsart
PzP :

symmetrisch

Punkt zu Punkt

Wenn symmetrische Übertragungsprozedur benutzt wird, darf jede Station Nachrichtenübertragungen beginnen. Symmetrische Übertragung ist beschränkt auf "End-End Konfiguration" oder "Mehrfach End-End-Konfiguration" 

Symmetrische Übertragung kann in Voll Duplex Übertragung angewendet werden.

Gmv :

unsymmetrisch

Gemeinschaftsverkehr

Unsymmetrische Übertragung wird in SCADA Systemen verwendet, bei denen eine Master Station den Datenverkehr durch sequentielles Abfragen der Unterstationen steuert.  

Die Master Station ist die Primärstation, die alle Nachrichtenübertragungen veranlasst, während Sekundärstationen ( Slaves ) nur übertragen dürfen, wenn sie gefragt wurden.
Die unsymmetrische Übertragung kann generell verwendet werden, muss aber bei Gemeinschaftsverkehr Konfiguration verwendet werden. 


Telegrammstruktur

Das IEC TCP 101 Standard Protokoll verwendet ausschliesslich die Formatklasse FT 1.2, die in IEC 60870-5-1 ( Übertragungsformate ) definiert ist. Formate mit fester und variabler Länge sind ebenso wie die Einzelzeichen A2H und E5H zulässig.  Die Übertragung der Datenbytes erfolgt nach dem Prinzip "LSB first".

Es handelt sich um ein asynchron Protokoll mit der Hammingdistanz = 4. Die Reihenfolge der Anwenderdaten wird durch eine 8-Bit Prüfsumme abgeschlossen. Die Prüfsumme ist die arithmetische Summe über alle Anwenderdaten Oktette.

Telegramm-Format mit variabler Länge :

Das Telegramm mit variabler Länge wird für die Datenübertragung der Anwenderdaten zwischen der überwachenden und der überwachten Station verwendet.

 

Telegramm-Format mit fester Länge :

Das Telegramm mit fester Länge wird normalerweise für Dienste der Verbindungsschicht benutzt. In besonderen Fällen kann das Format mit fester Länge statt eines Einzelzeichens als Quittung verwendet werden.  

 

Einzelzeichen:

Einzelzeichen werden normalerweise benutzt, um Dienstdaten der Verbindungsschicht und Anwenderdaten zu quittieren. 

E5 H = ACK: Positive Quittung
A2 H = NACK: Negative Quittung


Steuerfeld :

RES/ DIR Unsymmetrische Übertragung : reserviert
Symmetrische Übertragung : Physikalische Übertragungsrichtung

DIR = 1 : Daten von der überwachenden (Master) zur überwachten  (Slave) Station
DIR = 0 : Daten von der überwachten (Slave) zur überwachenden  (Master) Station

PRM Primär Nachricht

0 = Nachricht von einer  Sekundär (überwachten) Station
1 = Nachricht  von einer Primär (überwachenden ) Station

FCB Telegrammfolgebit  - Primär Nachricht

wechselndes Bit für aufeinanderfolgende SEND / CONFIRM oder REQUEST/ RESPOND Telegramme pro Station. Die Primärstation wechselt das FCB Bit für jeden neuen SEND / CONFIRM oder REQUEST/ RESPOND Übertragungsdienst, der an die gleiche Sekundärstation gerichtet ist. 

Wenn eine erwartete Antwort ausbleibt (fehlt), wird der gleiche SEND / CONFIRM und REQUEST/ RESPOND Dienstauftrag mit dem gleichen Telegrammfolgebit wiederholt.

Im Falle eines Rücksetzbefehls ist das Telegrammfolgebit immer 0 und nach dem Empfang  dieser Befehle erwartet die Sekundärstation immer, dass das nächste Primärtelegramm  mit FCV = gültig (FCV=1) gesetzt wird, um den entgegengesetzten Wert des FCB zu haben, z. B. FCB gleich eins.

FCV Gültigkeit Telegrammfolgebit - Primär Nachricht

0 = die wechselnde Funktion und das FCB Bit ist ungültig
1 = die wechselnde Funktion und das FCB Bit ist gültig

SEND/ NO REPLY Dienste, Nachrichten an alle und andere Übertragungsdienste, welche die Vervielfachung oder den Verlust der Informationsausgabe tolerieren,  wechseln das FCB Bit nicht und zeigen dies durch ein zu-Null FCB Bit an. 

ACD/ RES Unsymmetrische Übertragung : Zugriffsanforderung - Sekundär Nachricht
Symmetrische Übertragung     : Reserviert

Es sind 2 Klassen von Nachrichten für die Übertragung vorgesehen, nämlich Klasse 1 und Klasse 2.

0 = Keine Zugriffsanforderung auf die Übertragung von Daten der Klasse 1 
1 = Zugriffsanforderung auf die Übertragung von Daten der Klasse 1

Übertragung der Daten Klasse 1 wird normalerweise für Ereignisse oder Nachrichten mit hoher Priorität benutzt.
Übertragung der Daten Klasse 2 wird normalerweise für zyklische Übertragung oder Nachrichten mit geringer Priorität benutzt. 

DFC Datenfluss Steuerung - Sekundär-Nachricht

0 = weitere Nachrichten werden angenommen
1 = weitere Nachrichten können einen Datenüberlauf verursachen.

Sekundär-(antwortende) Stationen zeigen der die Nachricht veranlassenden (Primär)Station an, dass eine unmittelbare Folge einer weiteren Nachrichten einen Pufferüberlauf verursachen kann.

Funktionscode :
 

Funktionscodes im Steuerfeld in einem von der Primärstation gesendeten Telegramm ( PRM = 1 )

Funktion Telegrammtyp Dienstfunktion FCV
 0 Send/ CONFIRM erwartet Fernrücksetzung 0
 1 Send/ CONFIRM erwartet Rücksetzung Anwenderprozess 0
 2 Symmetrisch
Send/ CONFIRM erwartet
Prüffunktion für Link 1
 3 Send/ CONFIRM erwartet Anwenderdaten 1
 4 Send/ NO REPLY erwartet Anwenderdaten 0
 5 Reserviert    
 6 Reserviert für besondere Anwendungen nach Vereinbarung    
 7 Reserviert für besondere Anwendungen nach Vereinbarung    
 8 Unsymmetrisch : Anfrage Zugriffsanforderung / RESPOND erwartet Erwartete Antwort fordert Zugriffsanforderung 0
 9 REQUEST/ RESPOND erwartet Abfrage Linkstatus 0
10 Unsymmetrisch : REQUEST/ RESPOND erwartet Abfrage Anwenderdaten Klasse 1 1
11 Unsymmetrisch :REQUEST/ RESPOND erwartet Abfrage Anwenderdaten Klasse 2 1
12 Reserviert    
13 Reserviert    
14 Reserviert für besondere Anwendungen nach Vereinbarung     
15 Reserviert für besondere Anwendungen nach Vereinbarung    

 

Funktionscodes im Steuerfeld in einem von der Sekundärstation gesendeten Nachricht ( PRM = 0 )

Funktion Telegrammtyp Dienstfunktion
  0 CONFIRM ACK: Positive Quittung
  1 CONFIRM NACK: Nachricht nicht angenommen, Link arbeitet
  2 Reserviert  
  3 Reserviert  
  4 Reserviert  
  5 Reserviert  
  6 Reserviert für besondere Anwendungen nach Vereinbarung  
  7 Reserviert für besondere Anwendungen nach Vereinbarung  
  8 unsymmetrisch : RESPOND Anwenderdaten
 9 unsymmetrisch : RESPOND NACK: angeforderte Daten nicht verfügbar
10 Reserviert  
11 RESPOND Linkstatus oder Zugriffsanforderung
12 Reserviert  
13 Reserviert für besondere Anwendungen nach Vereinbarung  
14   Linkdienst arbeitet nicht
15   Linkdienst nicht implementiert

Link Adressfelder :

Link Übertragungsprozeduren verwenden ein Steuerfeld und das optionale Adressfeld. 

Die Link Adresse ist eine Nummer für eine Kommunikations-Verbindung, die für die Verbindung von einer Kontrollstation benutzt wird. Sie wird nur als Adresse im Kommunikationsnetzwerk selbst benützt und darf kein Teil der Gesamtadresse eines Datenpunktes sein.  

Gemäss Standard kann dieser Parameter aus 0, 1 oder 2 Oktetten bestehen. 0 ist nur für symmetrische Übertragung gültig. 

Typkennung :

Prozessinformation in Überwachungsrichtung :

1 Einzelmeldung M_SP_NA_1
2 Einzelmeldung mit Zeitmarke M_SP_TA_1
3 Doppelmeldung M_DP_NA_1
4 Doppelmeldung mit Zeitmarke M_DP_TA_1
5 Stufenstellungsmeldung M_ST_NA_1
6 Stufenstellungsmeldung mit Zeitmarke M_ST_TA_1
7 Bitmuster von 32 Bit M_BO_NA_1
8 Bitmuster von 32 Bit mit Zeitmarke M_BO_TA_1
9 Messwert, normierter Wert M_ME_NA_1
10 Messwert, normierter Wert mit Zeitmarke M_ME_TA_1
11 Messwert, skalierter Wert M_ME_NB_1
12 Messwert, skalierter Wert mit Zeitmarke M_ME_TB_1
13 Messwert, verkürzte Gleitkommazahl M_ME_NC_1
14 Messwert, verkürzte Gleitkommazahl mit Zeitmarke M_ME_TC_1
15 Zählwerte M_IT_NA_1
16 Zählwerte mit Zeitmarke M_IT_TA_1
17 Schutzereignis mit Zeitmarke M_EP_TA_1
18 Geblockte Anregungen des Schutzes mit Zeitmarke M_EP_TB_1
19 Geblockte Auslösungen des Schutzes mit Zeitmarke M_EP_TC_1
20 Geblockte Einzelmeldungen mit Zustandsanzeige M_PS_NA_1
21 Messwert, normierter Wert ohne Qualitätskennung M_ME_ND_1

Nachtrag  A1: Telegramme mit langer Zeitinformation ( 7 Oktette )

30 Einzelmeldung mit Zeitmarke CP56Zeit2a M_SP_TB_1
31 Doppelmeldung mit Zeitmarke CP56Zeit2a M_DP_TB_1
32 Stufenstellungsmeldung mit Zeitmarke CP56Zeit2a M_ST_TB_1
33 Bitmuster von 32 Bit mit Zeitmarke CP56Zeit2a M_BO_TB_1
34 Messwert, normierter Wert mit Zeitmarke CP56Zeit2a M_ME_TD_1
35 Messwert, skalierter Wert mit Zeitmarke CP56Zeit2a M_ME_TE_1
36 Messwert, verkürzte Gleitkommazahl mit Zeitmarke CP56Zeit2a M_ME_TF_1
37 Zählwerte mit Zeitmarke CP56Zeit2a M_IT_TB_1
38 Schutzereignis mit Zeitmarke CP56Zeit2a M_EP_TD_1
39 Geblockte Anregungen des Schutzes mit Zeitmarke CP56Zeit2a M_EP_TE_1
40 Geblockte Auslösungen des Schutzes mit Zeitmarke CP56Zeit2a M_EP_TF_1

Prozessinformation in Steuerrichtung :

45 Einzelbefehl C_SC_NA_1
46 Doppelbefehl C_DC_NA_1
47 Stufenstellbefehl C_RC_NA_1
48 Sollwert-Stellbefehl, normierter Wert C_SE_NA_1
49 Sollwert-Stellbefehl, skalierter Wert C_SE_NB_1
50 Sollwert-Stellbefehl, verkürzte Gleitkommazahl C_SE_NC_1
51 Bitmuster von 32 Bit C_BO_NA_1

Systeminformation in Überwachungsrichtung :

70 Initialisierungsende M_EI_NA_1 

Systeminformation in Steuerrichtung :

100 General-Abfragebefehl C_IC_NA_1
101 Zähler-Abfragebefehl C_CI_NA_1
102 Abfragebefehl C_RD_NA_1 
103 Uhrzeit-Synchronisationsbefehl C_CS_NA_1
104 Prüfbefehl C_TS_NB_1
105 Prozess-Rücksetzbefehl C_RP_NC_1
106 Befehl zur Telegrammlaufzeit-Erfassung C_CD_NA_1

Parameter in Steuerrichtung :

110 Parameter für Messwerte, normierter Wert P_ME_NA_1
111 Parameter für Messwerte, skalierter Wert P_ME_NB_1
112 Parameter für Messwerte, verkürzte Gleitkommazahl P_ME_NC_1 
113 Parameter für Aktivierung P_AC_NA_1

Dateiübertragung :

120 Datei bereit F_FR_NA_1
121 Abschnitt bereit F_SR_NA_1
122 Abfrage Dateiverzeichnis, Dateiauswahl, Dateiabfrage, Abschnittsabfrage F_SC_NA_1 
123 Letzer Abschnitt, setztes Segment F_LS_NA_1
124 Dateibestätigung, Abschnittsbestätigung F_AF_NA_1
125 Segment F_SG_NA_1
126 Dateiverzeichnis F_DR_TA_1

 

Das Programm SIMO kann auch anwender-definierte Telegrammtypen im Bereich von 1-127 verarbeiten, wenn diese nicht gegen die Telegrammstruktur des TCP 101 verstossen.

Variable Strukturkennung :

Mit dem SQ Bit wird die Adressierungsart der nachfolgenden Informationsobjekte oder Elemente festgelegt. 

SQ = 0

Jedes Einzelelement oder jede Kombination aus Elementen wird durch die Adresse des Informationsobjekts adressiert. Die ASDU darf aus einem oder mehr als einem gleichen Informationsobjekten bestehen.  Die Anzahl der Objekte ist binär codiert und legt die Anzahl der Informationsobjekte fest. 

SQ = 1

Eine Folge gleicher Informationselemente ( z. B. Messwerte gleichen Formats ) wird durch die Adresse des Informationsobjekts adressiert. Die Adresse des Informationsobjekts definiert die zugehörige Adresse des ersten Informationselements der Folge. Die anschliessenden Informationselemente werden durch aufsteigende Zahlen gekennzeichnet, die kontinuierlich in Schritten von +1 auf dieser Adresse aufsetzen. Die Anzahl der Objekte ist binär codiert und legt die Anzahl der Informationselemente fest. Im Falle einer Folge von Informations- elementen wird nur ein Informationsobjekt in einer ASDU angeordnet. 

Übertragungsursache :

Die Übertragungsursache leitet die ASDU zur Weiterbearbeitung an eine bestimmte Anwendungsaufgabe (Programm). 

ASDU in Steuerrichtung sind bestätigte Anwendungsdienste und dürfen in Überwachungsrichtung mit abweichenden Übertragungsursachen gespiegelt werden. 

P/N

Das P/N-Bit zeigt die positive oder negative Bestätigung eines Auftrags an, der von einer primären Anwendungsfunktion eingeleitet wurde. In bedeutungslosen Fällen wird das P/N-Bit auf Null gesetzt. 

T

Zusätzlich zur Ursache werden mit dem Testbit ASDU gekennzeichnet, die während der Prüfung erzeugt wurden. Das Testbit wird z. B. für die Prüfung der Übertragung und der Einrichtung benutzt, ohne den Test zu beeinflussen. 

Herkunftsadresse :

Die Herkunftsadresse leitet gespiegelte ASDU und abgefragte ASDU in Melderichtung ( z. B. abgefragt durch eine Generalabfrage ) zur Quelle, die die Prozedur ausgelöst hat. 

Wenn die Herkunftsadresse nicht benutzt wird und mehr als eine einzige Quelle in einem System definiert ist, müssen die ASDU in Überwachungsrichtung an alle zutreffenden Quellen des Systems gerichtet werden. In diesem Fall muss die insbesondere betroffene Quelle ihre zugehörige ASDU auswählen. 

Gemeinsame Adresse der ASDU :

Die Gemeinsame Adresse ist allen Objekten in einer ASDU gemeinsam. Die globale Adresse ist eine an alle Stationen eines bestimmten Systems gerichtete Adresse (Broadcast address). ASDU mit einer "Adresse an alle" in Steuerrichtung müssen in Überwachungsrichtung mit ASDU beantwortet werden, die die spezifisch festgelegte Gemeinsame Adresse enthalten ( Stationsadresse ). Gemäss Standard kann dieser Parameter aus 1, 2 oder 3 Oktetten bestehen. 

Adresse des Informationsobjekts  :

Die Adresse des Informationsobjekts wird als Zieldresse in Steuerrichtung und als Quelladresse in Überwachungsrichtung benutzt.  

Das 3. Oktett wird nur benutzt, falls die Adresse des Informationsobjekts strukturiert wird, um innerhalb eines bestimmten Systems eindeutige Adressen zu definieren. In jedem Fall ist die Anzahl der unterschiedlichen Adressen der Informationsobjekte auf 65 535 ( wie für zwei Oktette ) beschränkt. Wenn die Adresse des Informationsobjekts in einigen ASDU nicht relevant ( nicht benützt ) ist, wird sie auf Null gesetzt. 


Simulationsmodus

Das Programm SIMO bietet mit dem eingebauten Simulationsmodus die Möglichkeit neben der Aufzeichnung von Telegrammen den PC auch als Gegenstation arbeiten zu lassen.

 

Bitte beachten Sie, dass ab der Version 3.56.5 die Simulation komplett überarbeitet wurde. Je nach der verwendeten LIAN-DOS Version, lesen Sie den Ihrer Version entsprechenden Abschnitt.

 

Simulation mit LIAN-DOS bis Version 3.56.4

Mit dem Befehl 'RTI [zeitfenster] [wiederholungen]' startet man die Simulation, wobei kein Unterschied zwischen Primär- und Sekundärstation bzw. symmetrischer und unsymmetrischer Übertragung gemacht werden muss. Das Programm orientiert sich dabei am Funktionscode und dem PRM Bit im Steuerfeld der Linkschicht.

Der Parameter [zeitfenster] bestimmt die Zeit in zehntel Sekunden, die das Programm SIMO als Primärstation maximal auf eine Quittung warten soll, bevor es die Übertragung wiederholt. Mit dem Parameter [wiederholungen] leget man fest, wie oft die obige Prozedur wiederholt werden soll. Der Aufruf  'RTI 10 3' definiert beispielsweise eine Überwachungszeit von einer Sekunde und bis zu 3 Wiederholungen des Übertragungsdienstes.

Wird  'RTI' ohne Parameter eingegeben, ist die Zeitüberwachung abgeschaltet und es gibt keine Wiederholungen. Solange das Programm SIMO auf eine Quittung wartet, werden keine weiteren Telegramme in die Sendeliste übernommen. Die nochmalige Eingabe von  'RTI' bei laufender Simulation führt zum Ausschalten der Simulation.

Das Programm versendet als Sekundärstation in Abhängigkeit vom Funktionscode der Primärstation automatisch Quittungen, die es den in der Tabelle aufgeführten Telegrammpuffern entnimmt. Selbsverstaendlich müssen in den angegebenen TDB-Puffern auch die entsprechenden Telegramme editiert sein.

Vorbesetzung der TDB (Transmit data buffer)

Nummer Kommentar Telegrammtyp Daten (hexadezimal)
492

493

494

495

496

497

498

499

CONFIRM Fkt 00       492

CONFIRM Fkt 01       493

CONFIRM Fkt 02       494

CONFIRM Fkt 03       495

Aktion       Fkt 08      496

RESPOND Fkt 09     497

RESPOND Fkt 10     498

RESPOND Fkt 11     499

10H Fixed Frame

10H Fixed Frame

10H Fixed Frame

10H Fixed Frame

10H Fixed Frame

10H Fixed Frame

10H Fixed Frame

10H Fixed Frame

10  00  00  00  00  16

10  00  00  00  00  16

10  00  00  00  00  16

10  00  00  00  00  16

10  0B  00  00  00  16

10  0B  00  00  00  16

10  09  00  00  00  16

10  09  00  00  00  16

Simulationsablauf

Programm SIMO als Sekundärstation

Empfang von Telegrammen aus der Primärstation
Funktion von der Primärstation gesendet SIMO sendet TDB
0 SEND-CONFIRM erwartet

Normieren der Kommunikationseinheit der Sekundärstation

Puffer 492
1 SEND-CONFIRM erwartet

Normieren des Anwenderprozesses

Puffer 493
2 SEND-CONFIRM erwartet

Reserviert für symmetrische Übertragungsprozeduren

Puffer 494
3 SEND-CONFIRM erwartet

Anwenderdaten

Puffer 495
4 SEND-keine Antwort erwartet

Anwenderdaten

 
5, 6, 7 Reserviert für besondere Anwendungen  
8 REQUEST nach Zugriffsanforderung

Zugriffsanforderung in der Antwort festgelegt

Puffer 496
9 REQUEST-RESPOND erwartet

Abfrage des Zustandes der Kommunikationseinheit

Puffer 497
10 REQUEST-RESPOND erwartet

Abfrage von Anwenderdater der Klasse 1

Puffer 498
11 REQUEST-RESPOND erwartet

Abfrage von Anwenderdater der Klasse 2

Puffer 499
12 - 15 Reserviert für besondere Anwendungen  

Programm SIMO als Primärstation

 Empfang von Telegrammen aus der Sekundärstation
Funktion von der Sekundärstation gesendet Aktionen im SIMO 
0 CONFIRM

Positiv Quittung  (ACK)

Überwachungszeit ausschalten
1 CONFIRM

Negativ Quittung (NACK)

Überwachungszeit
ausschalten
2 - 7 Reserviert für besondere Anwendungen  
8 RESPOND

Anwenderdaten

Überwachungszeit
ausschalten
9 RESPOND

NACK, abgefragte Daten nicht verfügbar

Überwachungszeit
ausschalten
10 RESPOND

NACK, Nachricht von der Linkschicht nicht angekommen

Überwachungszeit
ausschalten
11 RESPOND

Zustand der Kommunikationseinheit oder Zugriffsanforderung

Überwachungszeit
ausschalten
12 - 15 Reserviert für besondere Anwendungen  

 

Senden  von Telegrammen zur  Sekundärstation
Funktion Telegrammtyp / Dienstfunktion SIMO sendet 
0 SEND-CONFIRM erwartet

Normieren der Kommunikationseinheit der Sekundärstation

FCB rücksetzen

FCB, FCV = 0

ACK Funktion 0

Timer starten

1 SEND-CONFIRM erwartet

Normieren des Anwenderprozesses

FCB, FCV = 0

ACK Funktion 0

Timer starten

2 SEND-CONFIRM erwartet

Reserviert für symmetrische Übertragungsprozeduren

FCB invertieren

FCV = 1

ACK Funktion 0

Timer starten

3 SEND-CONFIRM erwartet

Anwenderdaten

FCB invertieren

FCV = 1

ACK Funktion 0

Timer starten

4 SEND-keine Antwort erwartet

Anwenderdaten

FCB, FCV = 0
5, 6, 7 Reserviert für besondere Anwendungen  
8 REQUEST nach Zugriffsanforderung

Zugriffsanforderung in der Antwort festgelegt

FCB, FCV = 0

ACK Funktion 11

 

9 REQUEST-RESPOND erwartet

Abfrage des Zustandes der Kommunikationseinheit

FCB, FCV = 0

ACK Funktion 11

Timer starten

10 REQUEST-RESPOND erwartet

Abfrage von Anwenderdater der Klasse 1

FCB invertieren

FCV = 1

ACK Funktion 8/ 9

Timer starten

11 REQUEST-RESPOND erwartet

Abfrage von Anwenderdater der Klasse 2

FCB invertieren

FCV = 1

ACK Funktion 8/ 9

Timer starten

12 - 15 Reserviert für besondere Anwendungen  

 


Erweiterte Simulation mit LIAN-DOS ab Version 3.56.5

Alle für die Simulation benötigten Parameter werden im Programm LIAN über den Menüpunkt <Einstellung | Simulation> eingestellt. ( siehe auch unter Abschnitt  5.3.5.16 Einstellung - Simulation )

  

RTI (Master)-Simulation
Link Adresse

Diese Link Adresse ist die Zieladresse und wird in jedes Telegramm eingefügt, das während der RTI Simulation gesendet wird. 

Ausnahme für unsymmetrische Übertragung :
Die Link Adresse ( 255 für eine 1 Oktett Adresse oder 65535 für eine 2 Oktett Adresse ) eines 'an alle' Befehls ist im TDB-Puffer angegeben.

ASDU Adresse

Diese ASDU Adresse ist die Zieladresse und wird in jedes Telegramm eingefügt, das während der RTI Simulation gesendet wird. 

Ausnahme bei unsymmetrischer Übertragung :
Die
ASDU Adresse ( 255 für eine 1 Oktett Adresse oder 65535 für eine 2 Oktett Adresse ) eines 'an alle' Befehls ist im TDB-Puffer angegeben.

Herkunftsadresse  Alle zu sendenden Telegramme werden während der RTI Simulation mit dieser Herkunftsadresse ( = Quelladresse ) versehen.
Wartezeit auf Quittung

Der IEC 870-5-101 Standard schreibt ein festes Zeitüberwachungs- intervall vor, das für wiederholte Übertragungen verwendet werden muss. Dieses Zeitüberwachungsintervall und die maximale Anzahl der Wiederholungen sind konfigurierbar und geeignete Werte sind vom Übertragungssystem abhängig.

Dieser Parameter bestimmt die Zeit in zehntel Sekunden, die das Programm SIMO als Primärstation maximal auf eine Quittung warten soll, bevor es die lezte Übertragung wiederholt.

Anzahl Wiederholungen 

Mit diesem Parameter legt man fest, wie oft das Senden nach dem Fehlen der Quittung wiederholt werden soll.

Stationsinitialisierung ja / nein

Die primäre Station synchronisiert ihre Verbindung mit der sekundären Station durch die Übertragung "Abfrage Link Status" und "Kommunikation normieren". Die sekundäre Station antwortet mit dem "Link Status" bzw.  "ACK". Wenn "ACK"  von der primären Station empfangen ist, ist die Verbindung aufgebaut.  

Im TDB Puffer 470 muss das Telegramm "Abfrage Link Status" ( PRM = 1, Funktion 9 ) und im TDB Puffer 471 das Telegramm "Kommunikation normieren" ( PRM = 1, Funktion 9 ) gespeichert sein. 

Scan delay

( nur unsymetrisch )

Dieser Parameter bestimmt die Zeit in zehntel Sekunden, die das Programm SIMO die nächste Anforderung ( Daten Klasse 1 oder 2 ) verzögert.

Im TDB Puffer 473 muss das Telegramm "Abfrage Anwenderdaten Klasse 1" ( PRM = 1, Funktion 10 ) und im TDB Puffer 474 das Telegramm "Abfrage Anwenderdaten Klasse 2" ( PRM = 1, Funktion 11 ) gespeichert sein. 

 

RTU (Slave)-Simulation
Link Adresse

Diese Link Adresse ist die Quelladresse und wird in jedes Telegramm eingetragen, das während der RTU Simulation gesendet wird. 

ASDU Adresse

Diese ASDU Adresse ist die Quelladresse und wird in jedes Telegramm eingetragen, das während der RTU Simulation gesendet wird. 

Herkunftsadresse  Alle zu sendenden Telegramme werden während der RTU Simulation mit dieser Herkunftsadresse ( = Zieladresse ) versehen.
Wartezeit auf Quittung

( nur symetrisch )

Der IEC 870-5-101 Standard schreibt ein festes Zeitüber- wachungsintervall vor, das für wiederholte Übertragungen verwendet werden muss. Dieses Zeitüberwachungsintervall und die maximale Anzahl der Wiederholungen sind konfigurierbar und geeignete Werte sind vom Übertragungssystem abhängig.

Dieser Parameter bestimmt die Zeit in zehntel Sekunden, die das Programm SIMO als Primärstation ( nur symetrisch ) maximal auf eine Quittung warten soll, bevor es die lezte Übertragung wiederholt.

Anzahl Wiederholungen
( nur symetrisch )

Mit diesem Parameter leget man fest, wie oft das Senden nach dem Fehlen der Quittung ( nur symetrisch ) wiederholt werden soll.

Stationsinitialisierung

( nur symetrisch )

ja / nein

Die primäre Station synchronisiert ihre Verbindung mit der sekundären Station durch die Übertragung "Abfrage Link Status" und "Kommunikation normieren". Die sekundäre Station antwortet mit dem "Link Status" bzw.  "ACK". Wenn "ACK"  von der primären Station empfangen ist, ist die Verbindung aufgebaut.  

Im TDB Puffer 470 muss das Telegramm "Abfrage Link Status" ( PRM = 1, Funktion 9 ) und im TDB Puffer 471 das Telegramm "Kommunikation normieren" ( PRM = 1, Funktion 9 ) gespeichert sein. 

Initialisierungsende

ja / nein

Im TDB Puffer 479 muss das Telegramm M_EI_NA_1 ( ID 70, COT 4 ) gespeichert sein.

Generate ACTCON respond

ja / nein

Ist dieser Parameter auf 'ja'  gesetzt wird während der RTU Simulation nach dem Empfang eines Activate Command ( COT 6 ) bzw. Deactivate Command ( COT 8 ) automatisch ein ACTCON ( COT 7 ) bzw. DEACTCON Respond ( COT 9 ) gesendet.

Generate ACTTERM respond

ja / nein

Ist dieser Parameter auf 'ja'  gesetzt wird während der RTU Simulation nach dem Empfang eines Activate Command ( COT 6 ) automatisch ein ACTTERM Respond ( COT 10 ) zeitverzögert gesendet.

ACTTERM delay time

Dieser Parameter bestimmt die Zeit in zehntel Sekunden, um welche das Senden eines ACTERM Respond ( COT 10 ) verzögert wird.

 

Vorbesetzung der TDB Puffer (Transmit data buffer) für die Primärstation

TDBnum Kommentar Frame Daten
470

471

...

473

474

...

479
 

Abfrage Link Status

Kommunikation normieren

 

Abfrage Anwenderdaten Klasse 1

Abfrage Anwenderdaten Klasse 2

 

M_EI_NA_1
(Initialisierungsende)

10H

10H

 

10H

10H

 

68H

DIR 0 PRM 1 FCB 0 FCV 0 FKT 09

DIR 0 PRM 1 FCB 0 FCV 0 FKT 00

 

DIR 0 PRM 1 FCB 0 FCV 1 FKT 10

DIR 0 PRM 1 FCB 0 FCV 1 FKT 11

 

DIR 0 PRM 0 ACD 0 DFC 0 FKT 03  // PzP
DIR 0 PRM 0 ACD 0 DFC 0 FKT 08  // Gmv

 

Vorbesetzung der TDB Puffer (Transmit data buffer) für Quittungen der Sekundärstation

TDBnum Kommentar Frame Daten
480

481

482

483

...

485

486

487

488

489

490

491

492

493

494

495

CONFIRM on Function 00

CONFIRM on Function 01

CONFIRM on Function 02

CONFIRM on Function 03

...

Service nicht vorhanden

Service nicht vorhanden

Service nicht vorhanden

ACTION on Function 08

RESPOND on Function 09

RESPOND on Function 10

RESPOND on Function 11

Service nicht vorhanden

Service nicht vorhanden

Service nicht vorhanden

Service nicht vorhanden

10H

10H

10H

E5H

...

10H

10H

10H

10H

10H

10H

10H

10H

10H

10H

10H

DIR 0 PRM 0 ACD 0 DFC 0 FKT 00

DIR 0 PRM 0 ACD 0 DFC 0 FKT 00

DIR 0 PRM 0 ACD 0 DFC 0 FKT 00

E5H CONFIRM ACK

...

DIR 0 PRM 0 ACD 0 DFC 0 FKT 15

DIR 0 PRM 0 ACD 0 DFC 0 FKT 15

DIR 0 PRM 0 ACD 0 DFC 0 FKT 15

DIR 0 PRM 0 ACD 0 DFC 0 FKT 11

DIR 0 PRM 0 ACD 0 DFC 0 FKT 11

DIR 0 PRM 0 ACD 0 DFC 0 FKT 09

DIR 0 PRM 0 ACD 0 DFC 0 FKT 09

DIR 0 PRM 0 ACD 0 DFC 0 FKT 15

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DIR 0 PRM 0 ACD 0 DFC 0 FKT 15

 


Simulationsverfahren

 

Simulation der Kommunikationsdienste :

LIAN DOS orientiert sich am Funktionscode und am PRM Bit ( Steuerfeld der Verbindungsschicht )

Der Parameter [Wartezeit auf Quittung] bestimmt die Zeit in zehntel Sekunden, die LIAN DOS höchstens auf eine Quittung wartet nachdem eine Primärnachricht gesendet wurde, bevor die Übertragung wiederholt wird. Über den Parameter [Anzahl Wiederholungen] wird festgelegt, wie oft die Nachricht wiederholt werden muss. So lange das Programm auf eine Quittung wartet, werden keine weiteren Telegramme gesendet.

LIAN 98 versendet abhängig vom Funktionscode einer Primärnachricht automatisch Quittungen, abhängig von der oben definierten TDB-Puffer Nummer. Selbstverständlich müssen die entsprechenden Telegramme in den angegebenen TDB-Puffern editiert werden.

Das Programm ändert auch das FCB Bit für jede neue SEND/ CONFIRM oder REQUEST/ RESPOND Übertragung, die an die Sekundärstation gerichtet ist. Auf diese Weise erhält die Primärstation eine Kopie des Telegrammfolgebits pro Sekundärstation. Im Falle eines Rücksetzbefehls ist das Telegrammfolgebit immer 0 und auf die Antwort dieser Befehle wird die Sekundärstation immer so gesetzt, dass die nächste Datenübertragung von der Primär- zur Sekundärstation mit FCV = gültig ( FCV=1 ) erwartet wird, um die entgegengesetzte Einstellung des FCB zu haben.

Wenn RTI Simulation und symmetrische Übertragung gewählt ist, wird das DIR Bit im Steuerfeld der Linkschicht für alle gesendeten Telegramme auf 1 gesetzt. 

 

Stationsinitialisierung

Die primäre Station synchronisiert ihre Verbindung mit der sekundären Station durch die Übertragung "Abfrage Link Status" und "Kommunikation normieren". Die sekundäre Station antwortet mit dem "Link Status" bzw.  "ACK". Wenn "ACK"  von der primären Station empfangen ist, ist die Verbindung aufgebaut.  

Die Stationsinitialisierung wird von LIAN DOS automatisch erledigt wenn die Master (RTI)- oder die Slave (RTU) Simulation gestartet wird. 

 

Simulation der Anwendungsfunktionen :

 

Datenerfassung durch zyklisches Abfragen
( unsymmetrisch )

Datenerfassung wird bei unsymmetrischen Datenübertragungs-prozeduren angewendet um die überwachende Station mit den aktuellen Zuständen der Verfahrensvariablen in überwachten Stationen zu versorgen. Die überwachende Station führt Abfragen durch sequenzielles Abfragen ( Funktion 10,11 ) der überwachten Stationen durch. Überwachte Stationen dürfen nur übertragen, wenn sie abgefragt werden.

Das zyklische Abfragen wird von LIAN DOS automatisch erledigt wenn die Master (RTI)-Simulation gestartet und über die Konfiguration auf Gemeinschaftsverkehr (unsymetrisch) eingestellt ist. 

Zyklische Datenübertragung

Zyklische Datenübertragung wird angewandt um eine ständige Updatefunktion der aktuellen Werte von Prozessvariablen bei symmetrischen und unsymmetrischen Übertragungsprozeduren zu gewährleisten.

Eine zyklische Übertragung wird in LIAN DOS entweder durch das Absetzen von zyklischen Sendeaufträgen über die SIMO Befehlsebene ( sh. auch Befehl [SZ] ) oder durch nicht terminierte Sendefolgen ( sh. auch Sendefolge editieren ) erreicht.

Ereigniserfassung
( unsymmetrisch )

Es gibt 2 Klassen von festgelegten Daten, Klasse 1 beinhaltet spontane Daten und Klasse 2 zyklische Daten. Ebenso ist der Linkdienst "Abfrage Anwenderdaten Klasse 2" (Funktionscode 11) festgelegt, der verwendet wird, um überwachte Stationen abzufragen. Wenn das Abfragetelegramm empfangen wird, gibt es in jeder überwachten Station zwei Möglichkeiten.   

Keine spontanen Daten verfügbar
In diesem Fall antwortet die Verbindungsschicht der überwachten Station mit einem NACK, d. h., entweder das Einzelzeichen A2H oder das Telegrammformat mit fester Länge "abgefragte Daten nicht verfügbar" und die überwachende Station setzt ihre Abfrage fort, indem sie die nächste überwachte Station abfragt.  

Spontane Daten verfügbar
In diesem Fall antwortet die überwachte Station auch mit dem Telegrammformat mit fester Länge "abgefragte Daten nicht verfügbar" ( Funktion 9 ), aber dieses Mal mit gesetztem ACD Bit, das anzeigt, dass spontane Daten verfügbar sind und auf die Übertragung warten. Darauf sendet die überwachende Station das Telegramm "Abfrage Anwenderdaten Klasse 1" ( Funktionscode 10 ) und die überwachte Station antwortet, indem sie eine Ereignis ASDU sendet. 

Eine spontane Übertragung wird in LIAN DOS entweder durch das Absetzen von einzelnen Sendeaufträgen über die SIMO Befehlsebene ( sh. auch Befehl [SS] ) oder durch Sendefolgen ( sh. auch Sendefolge editieren ) erreicht.

Generalabfrage

Die Generalabfrage wird benutzt, um die überwachende Station nach der Initialisierungsprozedur zu aktualisieren oder wenn durch die überwachende Station ein Informationsverlust festgestellt wird. 

Die Generalabfrage-Funktion der überwachenden Station fordert die überwachte Station auf, die aktuellen Werte aller ihrer Prozessvariablen zu übertragen. Die Abfrageprozedur ist beendet, wenn die überwachende Station die Nachricht Ende der Abfrage erhält. 

Die Übertragung der Information wird durch einen Abfragebefehl ( ID 100, COT 6 ) der überwachenden Station an die überwachte Station ausgelöst, die mit einer Abfragebestätigung ( ID 100, COT 7 ) antwortet. Die überwachte Station überträgt die abgefragten Informationen mittels eines oder mehrerer  Meldetelegramme. Die letzte Information der ASU ist gefolgt von einem Ende der Generalabfrage Telegramm, ( ID 100, COT 10 ), das anzeigt, dass alle Informationen übertragen sind 

Die Abfragebestätigung ( ACTCON ) und das Ende der Generalabfrage (ACTTERM) wird in LIAN DOS automatische erzeugt, falls das laut dem Eintrag in der Simulationsliste ( Programm LIAN: Menüpunkt <Einstellung | Simulation> ) gewünscht wird. Das Senden der abgefragten Anwenderdaten wird durch einen Eintrag im Aktionsfilter ( sh. auch Aktionsfilter ) erreicht.

Uhrzeitsynchronisation

Uhrzeiten von überwachten Stationen werden am Anfang durch die überwachende Station nach der Initialisierung synchronisiert und danach in zeitlichen Abständen immer wieder synchronisiert. 

Ein Uhrzeitsynchronisationsbefehl ( ID 103 ), der die gesamte aktuelle Uhrzeit enthält, wird von der überwachenden Station gesendet. Nach Ausführung der Uhrzeitsynchronisation erzeugt die überwachte Station ein  Bestätigungstelegramm, das die lokale Zeit vor der Synchronisation beinhaltet.

( Wird in LIAN DOS zur Zeit nicht unterstützt. )

Befehlsübertragung

Die überwachende Station sendet einen AUSWAHL Befehl ( ID 45-50 ) zur überwachten Station, die mit einer AUSWAHL Bestätigung antwortet, wenn sie bereit ist, den angekündigten Befehl anzunehmen. Die Zeit zwischen AUSWAHL Befehl und AUSWAHL Bestätigung wird durch ein konfigurierbares Zeitüberwachungsintervall kontrolliert. 

Eine erfolgreiche Auswahlprozedur darf dann mit einem "Abbruchbefehl" deaktiviert werden. Dieser Befehl wird durch "ABBRUCH"  übertragen und die überwachte Station antwortet mit einer "ABBRUCH" Bestätigung. Die Zeit zwischen diesen Nachrichten wird durch einen Timeout kontrolliert. 

Wenn nötig,  wird ein AUSFÜHREN Befehl zur überwachten Station gesendet, die mit einer AUSFÜHREN Bestätigung antwortet (positiv wenn die bestimmte Steueraktion beginnt, andernfalls negativ). Diese Prozedur kann nicht unterbrochen werden und die Zeit zwischen dem AUSFÜHREN Befehl und der AUSFÜHREN Bestätigung wird von einem konfigurierbaren Zeitüberwachungsintervall kontrolliert. Ein AUSFÜHREN ENDE Telegramm wird von der überwachten Station ausgestellt, wenn die Anwendungs- prozedur erfolgreich abgeschlossen ist. Die angesprochene Anlage sollte nun ihren Zustand ändern und sowie der neue Zustand erreicht ist, dies der überwachenden Station mit einem spontanen Datentelegramm angezeigen. 

Die Bestätigungen ( ACTCON ) für den AUSWAHL Befehl und den AUSFÜHREN Befehl bzw. AUSFÜHREN ENDE ( ACTTERM ) wird in LIAN DOS automatische erzeugt, falls das laut dem Eintrag in der Simulationsliste ( Programm LIAN: Menüpunkt <Einstellung | Simulation> ) gewünscht wird. Das Senden der Zustandsänderung wird durch einen Eintrag im Aktionsfilter ( sh. auch Aktionsfilter ) erreicht.

Zählwertübermittlung

Zählwerte sind Werte, die über eine festgelegte Zeitspanne aufgezählt werden. 

Laden von Parametern

Laden von Parametern wird benutzt, um vorherbestimmte Parameter zu ändern, z.B. Grenzwerte, die festlegen, wann analoge Messwerte übertragen werden sollen. Parameter können nur von der überwachendenden Station als Ergebnis eines Bediener Befehls gesendet werden.  

Die überwachende Station sendet ein LADEN VON PARAMETERN Befehlstelegramm ( ID 110-112 ) zur überwachten Station um einen neuen Parameter zu laden. Der LADEN VON PARAMETERN  Befehl wird von der überwachten Station durch Senden einer LADEN VON PARAMETERN Bestätigung quittiert. 

Prüfprozedur

Die Prüfprozedur wir benutzt um die komplette Schleife von der überwachenden zur überwachten Station und zurück zu überprüfen. 

Die überwachende Station initiiert einen Prüfbefehl durch Senden eines TEST Befehls ( ID 104 ). Diese ASDU wird von der überwachten Station als TEST Bestätigung gespiegelt. Die überwachende Station vergleicht das gesendete TEST Telegramm mit dem gespiegelten Telegramm und wenn beide Telegramme identisch sind, ist das Prüfergebnis positiv. 

Dateiübermittlung

Dateiübermittlung wird von der überwachten Station hauptsächlich benutzt, um die überwachende Station über geschehene Ereignisse zu informieren. Dies betrifft die Erfassung umfangreicher Datensätze.

Dateiübermittlung in Befehlsrichtung wird hauptsächlich benutzt, um Listen von Programm-Parametern zu laden. 

Telegrammlaufzeit- Erfassung

Telegrammlaufzeiterfassung ist eine alternative Prozedur zu Ermittlung der Zeitkorrektur in der Uhrzeitsynchronisation. 

 


Klartext Ausgabeformat

 

In den Programmen SIMO, TRAP und TDEP lassen sich über den Menüpunkt <Format> die Ausgaben fuer jeden einzelnen Kanal steuern. Um die Ausgabe zu optimieren kann bei Protokollen mit langen Telegrammen ( z. B. IEC-Protokollen )  zwischen drei Klartexteinstellungen unterschieden werden.

Klartext F 1

Klartext F 2

Klartext F 3
Komplettes Telegramm ausgeben.  ( Linkschicht + Identifikation + Information )

Nur Linkschicht und  Identifikation ausgeben

Nur Informationsobjekte ausgeben

 


Übertragungsfehler

 

Fehlerprüfungen durch LIAN DOS während des Empfangs
  • pro Zeichen das Start Bit, das Stopp Bit und die gerade Parität.
  • pro Frame das Start Zeichen, die Telegrammprüfsumme und das Ende Zeichen, die Länge ( 2 Bytes ) und das 2. Startzeichen bei Telegrammformaten mit variabler Länge
*F:BCCode Die Telegrammprüfsumme im Prüfbyte stimmt nicht.
*F:Blocklaenge Das Stopbyte ( 16H ) fehlt oder ist nicht an der richtigen Stelle.
*F:TelFormat Die Längen- und Startzeichenwiederholung im Telegrammheader ist falsch.
*F:TimeOut Innerhalb eines Telegramms dürfen zwischen den Zeichen keine Pausen auftreten; die Empfindlichkeit  lässt sich im Programm LIAN parametrieren.
*F:SYNC Die Empfangsroutine sucht beim Aufsetzen nach dem Start-Byte  ( 68H, 10H, E5H oder A2H ). Jedes andere Zeichen wird mit einem Stern '*' und in der  Protokoll-Datei mit einem Synchronisationsfehler vermerkt.
*F:Ueberlauf Fehlermeldungen vom UART Baustein.
*F:Parity Fehlermeldungen vom UART Baustein.
*F:Start/Stop Fehlermeldungen vom UART Baustein.
*F:VSQ Die im Feld 'variable Strukturkennung' abgelegte Information ist unsinnig; möglicherweise falsche Feldlängen bei der Parametrierung.

 

Fehlerprüfungen durch LIAN DOS während der Simulation ( ab Version 3.56.5 )
*F: DIR-Bit ! Symmetrisch Richtungsbit hat falschen Wert.
*F: PRM-Bit ! Primär-Nachrichtenbit hat falschen Wert.
*F: FCB-Bit ! Telegrammfolgebit hat falschen Wert.
*F: FCV-Bit ! Telegrammfolgebit gültig ist falsch gesetzt.
*F: un-reset ! Es wurde noch keine Stationsinitialisierung durchgeführt, trotzdem ist in der Nachricht das FCV-Bit bereits gesetzt
*F: unexpected ! Es erfolgte eine Rückmeldung die nicht erwartet wurde.

 


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Wuerzburger Ring 39,  D 91056 Erlangen

Handbuch LIAN DOS


LIAN DOS Protocol Simulator and Analyzer
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