工业通信中，协议不匹配是常见问题，今天讲 ModbusTCP 和 IEC104 进行通讯。

面临的协议不匹配场景

这是工业与电力系统集成的常见模式： 数据源（现场层）： Modbus (RTU/TCP/ASCII)：几乎所有非电力专用的智能设备（如厂区配电柜内的多功能 仪表、电机保护器、环境传感器、PLC）的通用语言。 DL/T645：各类电能表的专用通信规约。 数据目标（监控层）： IEC 60870-5-104 (IEC104)：电力行业用于调度自动化系统与变电站/发电厂之间进行四遥 （遥测、遥信、遥控、遥调）数据通信的标准网络协议。它是电网调度中心“看清”和“控制” 远方站点的“眼睛”和“手”。

不匹配的具体体现： 寻址方式不同：Modbus 使用简单的 “功能码+寄存器地址”（如 4x0001）；IEC104 使用 “信 息对象地址(IOA) + 类型标识(TI)”（如单点遥信 M_SP_NA_1，地址 20）。 数据模型不同：Modbus 数据是“裸数据”；IEC104 数据带有品质描述符（有效性、是否被 取代等），且区分带时标与不带时标等多种类型。 通信机制不同：Modbus 是主站单向轮询；IEC104 支持平衡式传输，从站可主动上送变化 数据（突发），并支持总召唤、时钟同步等高级机制。 应用场景不同：Modbus 用于设备级监控；IEC104 用于系统级、跨广域网的电力监控与调 度。 SG-TCP-IEC104 网关的“三步走”转换策略 该网关提供了一个直观的配置流程，将复杂的协议映射工作标准化、可视化。

第一步：南向采集——汇聚现场数据 网关首先作为数据采集器，主动去读取各类现场设备的数据。 配置 Modbus 设备： 在软件中添加设备，选择协议类型（TCP/RTU/ASCII）。 设置连接参数（IP、端口、串口参数、站号）。 关键步骤：为每个需要采集的 Modbus 数据点配置地址、数据类型。例如，将配电仪表的 A 相电流（地址 30001，float 类型）录入系统。 配置 DL/T645 电表： 添加电表，输入表号。 从预定义列表中选择需要采集的数据项（如总有功功率、电压等）。 统一标签化：在此阶段，每个数据点都被赋予了一个在网关内部的标识（通过地址和配置 隐含定义），为后续转换做准备。

第二步：核心映射——建立协议“词典” 这是解决不匹配的核心环节。配置软件提供了清晰的表格，让用户手动建立 Modbus 数据 与 IEC104 信息对象之间的——对应关系。 映射关键要素： 源地址：填写 Modbus 地址（如 4x0001）。 数据类型：选择与 Modbus 数据对应的类型（bool, int16, float 等）。 目标 ASDU 类型：选择映射到 IEC104 的应用服务数据单元类型。这是根据数据类型和用 途决定的，例如：bool → M_SP_NA_1（单点遥信） float → M_ME_NC_1（短浮点遥测） int32 → M_BO_NA_1（32 比特串，常用于表示保护信号字） 目标 IOA 地址：分配一个在 IEC104 系统中全局唯一的信息对象地址（如 20）。这个地址 就是 IEC104 主站用来识别这个数据点的“身份证号”。 组号：（可选）用于对遥信点进行分组。 映射效果：通过这张配置表，网关内部建立了一张“翻译词典”。例如：4x0001 (float) -> M_ME_NC_1 @ IOA=100。这意味着，当网关采集到 Modbus 地址 40001 的浮点数时， 会自动将其“包装”成一个符合 IEC104 标准的、类型为 M_ME_NC_1、地址为 100 的遥测 报文。

第三步：北向服务——提供标准 IEC104 接口 配置完成后，网关摇身一变，成为一个标准的 IEC104 从站（Server）。 网络发布：网关在 WAN 口（默认端口 2404）上启动 IEC104 服务。 等待连接：远方的 IEC104 主站（调度主站或监控后台）可以像连接一个标准的变电站 RTU 一样，连接到这个网关的 IP 和端口。 标准交互： 总召唤：主站发送总召唤命令，网关将配置的所有数据（遥测、遥信）一次上送。 周期/突发上传：网关按照配置的采集间隔，或当数据变化时，主动向主站报告数据。

遥控/遥调：如果配置了控制方向（如 C_SC_NA_1 单点命令），主站下发的遥控命令会被 网关接收，并转换为对 Modbus 设备的写操作（如 05 功能码写线圈）。 时钟同步：主站可以下发时钟同步命令，校准网关时间。 高级安全：支持 TLS 加密和客户端证书验证，满足电力监控系统安全防护规定。 总结：清晰、直接、可靠的“协议桥” SG-TCP-IEC104 网关解决协议不匹配的思路，体现了经典而有效的“协议网关”设计哲学： 角色明确：南向为主站（主动采集），北向为从站（被动服务），逻辑清晰。 映射直观：通过配置表格——对应，将复杂的协议转换过程工程化、可视化，降低了配置 难度。 功能完整：不仅支持遥测、遥信（数据采集），还支持遥控、遥调（数据下行），实现了双 向通信。 标准兼容：作为 IEC104 从站，其行为完全符合标准，可被任何标准的 IEC104 主站软件（如 南瑞、四方、ABB 等厂家的后台系统）识别和接入，无需修改主站系统。

审核编辑 黄宇