IEC 60870-5-104 Là Gì? Hướng Dẫn Cấu Hình & Debug Chi Tiết 2025

Khi Ngành Điện Bước Vào Kỷ Nguyên TCP/IP

Bạn có nhớ những ngày tháng vật lộn với các bộ chuyển đổi Serial-to-Ethernet, hay những lúc đau đầu vì nhiễu tín hiệu trên đường truyền RS-485 khi cấu hình IEC 60870-5-101? Tôi thì nhớ rất rõ. Đó là những “nỗi đau” mà bất kỳ kỹ sư SCADA nào thế hệ trước đều từng trải qua.

📞

Hotline tư vấn

0968.27.11.99

Ms. Thanh Tâm

Chuyên Viên tư vấn & báo giá

⚡ Phản hồi trong 5 phút

Chat ngay qua

Zalo Official

Nhưng cuộc chơi đã thay đổi. Với sự bùng nổ của Lưới điện thông minh (Smart Grid) và nhu cầu số hóa toàn diện, giao thức IEC 60870-5-104 (thường gọi tắt là IEC 104) đã trở thành “xương sống” cho việc truyền tải điện và dữ liệu từ các trạm biến áp về trung tâm điều độ. Không còn giới hạn bởi tốc độ rùa bò của đường truyền nối tiếp, IEC 104 cưỡi trên sức mạnh của mạng TCP/IP, mang lại tốc độ và độ tin cậy vượt trội.

Tuy nhiên, IEC 104 không phải là thứ “cắm là chạy” (Plug & Play). Để làm chủ nó, bạn cần hiểu sâu về cấu trúc gói tin, cơ chế bắt tay (Handshake) và cách debug lỗi mạng. Bài viết này chính là bản đồ dẫn đường cho bạn.

1. IEC 60870-5-104 là gì? Sự thật về “Bình cũ rượu mới”

Nếu tra Google, bạn sẽ thấy hàng tá định nghĩa hàn lâm. Nhưng tại KTH Electric, chúng tôi định nghĩa nó theo ngôn ngữ của người làm nghề. Về bản chất kỹ thuật, IEC 104 thực chất là sự “đóng gói” (Encapsulation) của giao thức cũ IEC 60870-5-101.

• ✔Phần ruột (Payload): Vẫn sử dụng cấu trúc dữ liệu ASDU của IEC 101.
• ✔Phần vỏ (Transport): Thay vì dùng đường truyền Serial, nó được đóng gói vào các gói tin TCP/IP để chạy trên mạng Ethernet, LAN, WAN hay các đường cáp quang hiện đại.

Thông số kỹ thuật “bất di bất dịch” (Entity Attributes):

2. Tại sao IEC 104 lại thống trị hệ thống điện nhà máy hiện nay?

Không phải ngẫu nhiên mà các tập đoàn lớn như EVN yêu cầu bắt buộc chuẩn này cho các hệ thống điện nhà máy và Tủ điện điều khiển bảo vệ SCADA. Dưới đây là các ưu điểm kỹ thuật vượt trội:

1. Băng thông rộng: Tận dụng hạ tầng mạng cáp trung thế và cáp quang tốc độ cao, thay vì bị giới hạn ở 9600 bps như xưa.
2. Kết nối đa điểm: Một hệ thống Server có thể giám sát hàng trăm RTU/Gateway cùng lúc.
3. Truyền thông song công (Full Duplex): Dữ liệu đo lường (Measurement) đi lên và Lệnh điều khiển (Command) đi xuống có thể diễn ra đồng thời, không cần chờ đợi.
4. Chuẩn hóa quốc tế: Tương thích tốt với các tiêu chuẩn khác như Tiêu chuẩn IEC 61439 trong thiết kế tủ bảng điện hay IEC 61439-1-2.

3. Giải phẫu cấu trúc gói tin APDU (The Expert Core)

Đây là phần “Hardcore” nhất của bài viết. Nếu bạn là lập trình viên hoặc kỹ sư đang cấu hình Gateway, hãy đọc kỹ. Đa số các lỗi mất kết nối đều do sai lệch ở các byte này.

3.1. Phân tích APCI (Application Protocol Control Information) – “Người gác cổng”

APCI là phần đầu (Header) dùng để điều khiển luồng dữ liệu, đảm bảo gói tin không bị thất lạc trong môi trường mạng TCP. Nó có độ dài cố định 6 Bytes.

• Byte 0: Start Byte. Luôn luôn là giá trị 0x68. (Nếu Wireshark bắt được byte đầu khác 68, vứt gói đó đi, không phải IEC 104).
• Byte 1: APDU Length. Độ dài phần còn lại của gói tin. Max = 253.
• Byte 2-5: Control Fields (Trường điều khiển).

Dựa vào 4 byte điều khiển này, IEC 104 chia làm 3 định dạng (Format):

3.2. Phân tích ASDU (Application Service Data Unit) – “Khoang chứa hàng”

Đây là nơi chứa thông tin giá trị mà người vận hành quan tâm. Cấu trúc gồm:

1. Type ID (Loại dữ liệu):
   • Type 1 (M_SP_NA_1): Single Point – Trạng thái đơn (VD: Báo lỗi Rơ le bảo vệ).
   • Type 13 (M_ME_NC_1): Measured Value – Giá trị đo lường (Cường độ dòng điện, công suất).
   • Type 45 (C_SC_NA_1): Single Command – Lệnh điều khiển đóng cắt (VD: Đóng Máy cắt không khí ACB hoặc thiết bị đóng cắt khác).
2. COT (Cause of Transmission): Nguyên nhân gửi (Do định kỳ, do sự cố, hay do người dùng truy vấn?).
3. IOA (Information Object Address): Địa chỉ định danh thiết bị. Mỗi con Sensor hay thiết bị đều có một IOA riêng biệt.

4. Cơ chế hoạt động, Debug & Bảo mật (Actionable Insights)

4.1. Quy trình “Bắt tay” (Handshake Protocol)

Để một hệ thống SCADA kết nối thành công với RTU, quy trình sau bắt buộc phải diễn ra (hãy check log của bạn xem có đủ bước này không):

1. Thiết lập TCP: Client gửi gói SYN tới Server port 2404. Server trả lời SYN-ACK.
2. Kích hoạt: Client gửi lệnh STARTDT act (U-Format).
3. Phản hồi: Server trả lời STARTDT con (U-Format).
   -> Lúc này đèn Link trên thiết bị mới sáng đứng.
4. Truy vấn tổng (General Interrogation – GI): Client gửi lệnh GI để yêu cầu Server cập nhật toàn bộ trạng thái hiện tại (vị trí dao cách ly, trạng thái Aptomat,…).

4.2. Hướng dẫn Debug lỗi bằng Wireshark

Là đơn vị chuyên cung cấp dịch vụ thí nghiệm điện và bảo trì thí nghiệm điện, chúng tôi thường xuyên dùng Wireshark để bắt bệnh.

• Filter: Nhập iec60870_104 vào thanh filter.
• Lỗi thường gặp 1: Thấy gói STARTDT act gửi đi nhưng không thấy STARTDT con trả về -> Nguyên nhân: Sai địa chỉ IP hoặc thiết bị chưa được cấu hình cho phép IP của Client.
• Lỗi thường gặp 2: Kết nối được 1 lúc rồi rớt (Disconnect) -> Nguyên nhân: Lỗi Timeout t1 hoặc t3. Cần kiểm tra lại cấu hình Timer trong file config.

4.3. Vấn đề Bảo mật & IEC 62351

Một sự thật đau lòng: IEC 104 nguyên bản không có bảo mật. Dữ liệu truyền đi dưới dạng Clear Text. Hacker có thể đứng giữa (Man-in-the-middle) và gửi lệnh điều khiển sai lệch, gây nguy hiểm cho hệ thống điện.

Giải pháp:

• 🛡️ Sử dụng đường truyền VPN riêng biệt.
• 🛡️ Áp dụng tiêu chuẩn bảo mật IEC 62351 (Mã hóa và xác thực gói tin).
• 🛡️ Thường xuyên bảo trì hệ thống điện và kiểm tra giám sát an toàn điện để update firmware vá lỗi.

Câu Hỏi Thường Gặp (FAQs) – Giải Quyết Vấn Đề Của Bạn

Lời Kết

Làm chủ IEC 60870-5-104 là bước đi bắt buộc để tiến tới tự động hóa trạm biến áp toàn diện. Hy vọng bài viết chuyên sâu này từ KTH Electric đã giúp bạn có cái nhìn rõ ràng từ tổng quan đến chi tiết từng byte dữ liệu.

Nếu bạn đang gặp khó khăn trong việc cấu hình hệ thống SCADA, cần tư vấn về thiết bị Tủ trung thế RMU tích hợp IEC 104, hay lắp đặt tủ điện trung thế, hoặc cần dịch vụ thí nghiệm hiệu chỉnh chuyên nghiệp, đừng ngần ngại liên hệ với chúng tôi.