IEC60870-5 規格

IEC 60870 パート 5 ^[1]は、電気工学および電力システム自動化アプリケーションにおける遠隔制御 (監視制御およびデータ収集) に使用されるシステムを定義するIEC 60870規格セットの 1 つです。パート 5 では、システム間で永続的に直接接続されたデータ回線を使用して、2 つのシステム間で基本的な遠隔制御メッセージを送信するための通信プロファイルが規定されています。IEC技術委員会 57 (ワーキング グループ 03) は、電力システムの遠隔制御、遠隔保護、および関連する通信のプロトコル標準を開発しました。この作業の結果が IEC 60870-5 です。5 つの文書が基本 IEC 60870-5 を規定しています。

• IEC 60870-5-1 伝送フレームフォーマット
• IEC 60870-5-2 データリンク伝送サービス
• IEC 60870-5-3 アプリケーションデータの一般構造
• IEC 60870-5-4 情報要素の定義とコーディング
• IEC 60870-5-5 基本アプリケーション機能
• IEC 60870-5-6 IEC 60870-5関連規格の適合性試験ガイドライン
• IEC TS 60870-5-7 IEC 60870-5-101 および IEC 60870-5-104 プロトコルのセキュリティ拡張 (IEC 62351 を適用)

IEC 技術委員会 57 は、関連規格も作成しました。

• IEC 60870-5-101 伝送プロトコル - 特に基本的な遠隔制御タスクのための関連規格
• IEC 60870-5-102 伝送プロトコル - 電力システムにおける統合合計の伝送に関する関連規格（この規格は広く使用されていません）
• IEC 60870-5-103 伝送プロトコル - 保護装置の情報インターフェースの関連規格
• IEC 60870-5-104 伝送プロトコル - 標準トランスポート プロファイルを使用した IEC 60870-5-101 のネットワーク アクセス
• IEC TS 60870-5-601 伝送プロトコル - IEC 60870-5-101 関連規格の適合テストケース
• IEC TS 60870-5-604 IEC 60870-5-104 準拠規格の適合テストケース

IEC 60870-5-101/102/103/104 は、それぞれ IEC101 の基本的な遠隔制御タスク、統合合計の送信、保護装置からのデータ交換、ネットワーク アクセス用に作成された関連規格です。

IEC 60870-5-101 [IEC101] は、電力システムの遠隔制御、遠隔保護、および関連する通信のための電力システムの監視、制御、および関連通信の標準です。これは、IEC 60870-5-1 から IEC 60870-5-5 の標準と完全に互換性があり、DTEとDCE間の標準非同期シリアル遠隔制御チャネル インターフェイスを使用します。この標準は、ポイントツーポイント、スター、マルチドロップなどの複数の構成に適しています。

• アンバランス (マスターが開始したメッセージのみ) およびバランス (マスター/スレーブが開始可能) のデータ転送モードをサポートします。
• リンク アドレスと ASDU (アプリケーション サービス データ ユニット) アドレスは、エンド ステーションと異なるセグメントを同じカテゴリに分類するために提供されます。
• データはさまざまな情報オブジェクトに分類され、各情報オブジェクトには特定のアドレスが提供されます。
• データを高優先度 (クラス 1) と低優先度 (クラス 2)​​ に分類し、別々のメカニズムを使用して転送する機能。
• マスターから特定のグループ照会コマンドを発行してグループに従ってデータを取得し、一般的な照会を発行してすべてのグループのデータを取得するために、データをさまざまなグループ (1 ～ 16) に分類する可能性。
• 周期的および自発的なデータ更新スキームが提供されます。
• 時間同期機能
• ファイル転送のスキーム - 例: IED は、現場で電気障害が発生すると、障害記録ファイルをメモリに保存します。このファイルは、障害分析のために IEC103 プロトコルを通じて取得できます。

IEC 101 の文字フォーマットでは、スタート、ストップ、パリティにそれぞれ 1 ビット、および 8 つのデータ ビットを使用します。 FT1.2 (IEC 60870-5-1 で定義) は、ハミング距離4 の非同期シリアル通信に適した IEC 101 のフレーム フォーマットに使用されます。これは、可変長 ASDU のフレーム、固定長および単一文字のフレームの 3 種類のフレーム フォーマットを使用します 。単一文字は確認応答に使用され、固定長フレームはコマンドに使用され、可変長はデータ送信に使用されます。可変長フレームの詳細は、以下を参照してください。

• 24 ビットのタイムスタンプなし / あり / 56 ビットのタイムスタンプありの単一表示。
• 24 ビットのタイムスタンプなし / あり / 56 ビットのタイムスタンプありの二重表示。
• 24 ビットのタイムスタンプなし / あり / 56 ビットのタイムスタンプありのステップ位置情報。
• 測定値 - 正規化され、スケーリングされた、タイムスタンプなし/ありの短い浮動小数点。
• タイムスタンプなし/ありの 32 ビットのビット文字列。
• タイムスタンプなし/ありの統合合計（カウンター）。
• 保護装置のパックイベント（起動とトリップ）
• 単一コマンド
• 二重命令
• 調整ステップコマンド
• さまざまなデータ形式のポイントコマンドの設定
• ビット文字列コマンド
• 尋問コマンド
• クロック同期と遅延取得コマンド
• テストとリセットのコマンド

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IEC 60870-5-103 [IEC103] は、電力システム制御および関連通信の規格です。変電所内の制御システムの保護装置とデバイス間の相互運用性を可能にする関連規格を定義します。この規格に準拠するデバイスは、明示的に指定されたアプリケーション サービス データ ユニット (ASDU) を使用するか、すべての可能な情報を送信するための汎用サービスを使用するか、2 つのデータ転送方法を使用して情報を送信できます。この規格は、いくつかの特定の保護機能をサポートし、ベンダーにプライベート データ範囲に独自の保護機能を組み込む機能を提供します。

IEC 103 は、フレーム形式に FT1.2 (IEC 60870-5-1 で定義) を使用し、 IEC 101 と同様に、可変長フレーム、固定長フレーム、および単一文字のオプションがあります。単一文字は確認応答に使用され、固定長フレームはコマンドに使用され、可変長はデータ送信に使用されます。ただし、IEC 103 のフレーム形式は、情報オブジェクト アドレスが IEC 101 と異なり、IEC 103 では機能タイプ (ftype) と情報番号 (inumber) に分割されています。また、IEC 103 ではフレームに 1 つの情報オブジェクトしか持てませんが、IEC 101 では複数の情報オブジェクトを持つことができます。フィールド サイズの多くは、IEC 103 で制限されています。可変長フレームの詳細は、以下を参照してください。

• タイプ 1 — 時間タグ付きメッセージ
• タイプ2 - 相対時間で時間タグが付けられたメッセージ
• タイプ 3 — 測定対象 I
• タイプ4 - 相対時間による時間タグ付き測定対象
• タイプ5 — 識別
• タイプ6 - 時間同期
• タイプ7 — 一般尋問の開始
• タイプ8 —- 一般的な尋問の終了
• タイプ 9 — 測定対象 II
• タイプ 10 — 汎用データ
• タイプ 11 — 一般的な識別
• タイプ23～31 — 妨害ファイルの転送に使用

IEC 60870-5-104 (IEC 104) プロトコルは、完全なネットワーク アクセスに適合するようにトランスポート、ネットワーク、リンク、および物理層サービスが変更された IEC 101 プロトコルの拡張です。 この規格では、ネットワークへのオープンTCP/IPインターフェイスを使用して LAN (ローカル エリア ネットワーク) に接続し、さまざまな機能 ( ISDN、X.25、フレーム リレーなど) を備えたルーターを使用してワイド エリア ネットワーク(WAN)に接続できます。 IEC 104 のアプリケーション層は、一部のデータ タイプと機能が使用されていないことを除いて、IEC 101 と同じように保持されます。 この規格では、イーサネットおよびシリアル ライン (PPP -ポイントツーポイント プロトコル) 経由のデータ転送に適した 2 つの個別のリンク層が定義されています。 IEC104 の制御フィールド データには、ネットワーク データ同期を効果的に処理するためのさまざまな種類のメカニズムが含まれています。

IEC 104のセキュリティは、設計上問題があることが証明されており、^[2]同時期に開発された他の多くのSCADAプロトコルも同様です。IEC技術委員会（TC）57は、パケットリプレイや中間者攻撃などの攻撃に対処するために、暗号化トンネリングとネットワーク監視を実装したセキュリティ標準IEC 62351を発行しました。複雑さとコストの増加のため、システム所有者はこれをネットワークに展開することに消極的です。

• Eclipse NeoSCADA™、IEC 60870-5-104 クライアントおよびサーバー Eclipse NeoSCADA™ での Java 実装、EPLライセンス
• j60870、IEC 60870-5-104 クライアントおよびサーバー Java ライブラリ (openmuc.org、GPL ライセンス)
• part5 IEC 60870-5-101 & IEC 60870-5-104 クライアントおよびサーバー Go 実装、パブリック ドメイン
• IEC 60870-5 トレーニング ビデオ
• IEC 60870-5-101 - RTU サーバーおよびクライアント シミュレーター、Windows、Linux 開発 SDK
• IEC 60870-5-104 RTU サーバーおよびクライアント マスター シミュレーター、Windows、Linux 開発 SDK
• IEC 60870-5-101、IEC 60870-5-103、IEC 60870-5-104 Windows 用スレーブおよびマスター シミュレーター