Training Protokol Iec 101

Click to edit Master title style

UnderstandingProtocol IEC 870-5-101

Click to edit Master title styleAGENDA

I. Protokol Komunikasi Secara Umum Layer-Layer dalam Protokol Komunikasi DNP3, Modbus, IEC - 101 Konsep Dasar

• Byte, Bilangan Hexa, Biner, dan Deteksi Byte error

II. Layer Protokol IEC 870-5-101 Physical Layer Link Layer

• Balanced dan Unbalanced Transmission Prosedure• Format Frame Byte• Control Field, Address Field

III. Review Materi

MATERI I


MATERI II I. Application Layer IEC - 101 Struktur ASDU (Application Service Data Unit)

– Type Identification– Elemen Informasi

Contoh byte-byte frame ASDU

II. Beberapa Contoh Aplikasi Dasar Inisialisasi Station Akuisisi Data dengan polling Clock Synchronization Station Interrogation Command

III. Interoperability Protokol IEC-101

IV. Review Materi

MATERI II

AGENDA

Click to edit Master title stylePendahuluan• Dalam sistem SCADA terdapat beberapa peralatan elektronik yang saling

berkomunikasi melalui aturan/bahasa yang didefinisikan dalam protokol komunikasi

• Standardisasi protokol komunikasi diperlukan untuk memudahkan integrasi beberapa peralatan baru agar dapat berkomunikasi satu sama lain.

• PLN sudah mengatur penggunaan standard protokol komunikasi sistem SCADA dalam SPLN S3.001:2007, diantaranya yang diperbolehkan adalah :

protokol DNP3, protokol IEC 60870-5-103 (protection equipment) protokol Modbus, protokol IEC 60870-5-104 (over TCP/IP) protokol IEC 60870-5-101.

• Saat ini Sistem SCADA APD Makassar menggunakan standard protokol IEC-101 untuk komunikasi antara RTU dengan Terminal Server (JDVM) di Master Station.

• Standard protokol IEC-101 harus memiliki syarat InterOperability agar semua fungsi dan tipe data dalam protokol dapat digunakan oleh peralatan SCADA yang mendukung IEC-101 secara umum (dijelaskan di akhir materi)

Click to edit Master title styleProtokol IEC dalam Sistem Komunikasi SCADA

JDVM

RTU - GIRTU - LBSRTU - Recloser

RS-232

TerminalServer

LAN SCADAJDEC

JDHSJDFE

JDDS

JDOC

MediaKomunikasi

- Radio- Telkom- PLC- Optic- dll

Modem

Modem

RS-232

Pro

toko

l IEC

-101

Protokol IEC-101

011011

110011

LAN SCADAOP.2

SERVER2 SERVER

1

OP.1

ENG.C

011011

1101011

Click to edit Master title styleProtokol Komunikasi

• Protokol Komunikasi : yaitu suatu set aturan standard untuk merepresentasikan data, sinyal, dan deteksi error untuk mengirim informasi melalui chanel komunikasi.Contoh sederhana protokol komunikasi dapat dianalogikan seperti pada aturan komunikasi radio pada operator Dispatcher.

• Dalam Komunikasi Data, selain protokol (aturan) diperlukan Arsitektur Komunikasi, yaitu konfigurasi yang memperlihatkan bagaimana proses komunikasi dapat terjadi.

• Arsitektur Komunikasi, biasa dinyatakan dengan tumpukan lapisan (layer) yang terlibat dalam proses komunikasi. Pada setiap layer bekerja suatu protokol tertentu.

• Contoh model Arsitektur Komunikasi yang paling umum dijadikan sebagai referensi/standard adalah model ISO (International Standard Organization) yang disebut Layer OSI (Open System Interconnection).

Click to edit Master title styleISO Reference Model : Layer OSI

Click to edit Master title styleStandard Protokol Komunikasi

• Macam Standard Protokol Komunikasi yang umum digunakan dalam peralatan elektronik SCADA :

– IEC 870-5-101 Standard yang digunakan International Electrotechnical Comission (IEC) untuk

komunikasi peralatan sistem SCADA di Power System Populer digunakan di Eropa

– DNP3 (Distributed Network Protocol) Bagian dari IEEE Standard 1379 Populer digunakan di US

– ModBus Umum digunakan dalam sistem process control yang menggunakan PLC

(Programmable Logic Controller) dan dalam sistem SCADA Menggunakan protokol Master/Slave dalam bus komunikasi (polling)

– TCP/IP Protokol yang paling umum digunakan di jaringan LAN, terutama di dunia internet. Mendukung untuk komunikasi dengan bandwith yang tinggi.

Click to edit Master title stylePerbandingan Teknis Standard Protokol Komunikasi

Click to edit Master title styleProtokol IEC 60870-5-101

• Merupakan Transmission Protocols standard industri untuk fungsi tele-control standard. Dikembangkan untuk monitoring dan control di dalam Power System

• Menggunakan interface standard untuk asynchronous serial telecontrol channel antara DTE dan DCE.

• Fitur protokol IEC 60870-5-101 : Support Balance dan Unbalance untuk mode transmisi data Tersedia alamat link dan alamat ASDU untuk klasifikasi data dalam station link yang

sama Data dapat disusun menjadi beberapa information object yang memiliki address yang

berbeda Kemampuan untuk mengklasifikasi data menjadi beberapa group dan mendapatkan

data berdasarkan grupnya dengan perintah interrogation command dari master Fasilitas klasifikasi data untuk high/low priority data (Class1 dan Class2) Mendukung update data periodik dan spontaneous data Fasilitas untuk Time Synchronization Fasilitas untuk Transfer file


• Physical Layer : Berfungsi mengurusi interface fisik

dan elektrik antara peralatan pengguna(DTE) dengan peralatan network terminating(DCE). Layer ini mentransmisikan serial bit stream antar dua peralatan.

• Link Layer : Berfungsi menyediakan transfer

informasi yang reliabel seperti framing, flow control, dan error control.

• Application Layer : Berfungsi mengatur pengiriman byte-

byte informasi data yang akan dikirim/diterima dalam sistem aplikasi seperti SCADA. Misalnya urutan byte informasi pengukuran dan informasi indikasi sinyal maupun sinkronisasi clock berikut pengalamatan datanya.

Layer Protokol IEC-101

Selected application functionsof IEC 870-5-5

User Process

Selected application information elementsof IEC 870-5-4

Application layer ( 7 )Selected application service data units

of IEC 870-5-3

Selected link transmission proceduresof IEC 870-5-2

Link layer ( 2 )Selected transmission frame formats

of IEC 870-5-1

Selected ITU-T recommendations Physical layer ( 1 )

• User Process : Berisi fungsi aplikasi dasar yang

biasa digunakan. Beberapa fungsi aplikasi instant ini dipilih untuk memudahkan prosedur aplikasi input/output dalam sistem telecontrol.

IEC 870-5Book Reference

Layer IEC 870-5-101

Click to edit Master title styleIEC-101 : Physical Layer• Menggunakan komunikasi Serial RS-232 antara DTE (RTU, PC, etc) dengan

DCE (modem, FSK) untuk RemoteStation dan MasterStation

• Menggunakan koneksi standard rekomendasi ITU-T yaitu V.24 dan V.28 (umumnya lebih dikenal dengan standard konektor DB-25 male/female untuk DCE dan DTE)

• Standard kecepatan baud yang digunakan : Unbalance : 300bps; 600bps; 1,2kbps;

(V.24/V.28) 2,4kbps* ; 4,8kbps* ; 9,6kbps** penggunaan kecepatan tinggi untuk mengeksploitasi bandwith channel transmisi agar dihindari kecuali dipastikan tidak merusak integrasi data dari format frame yang terkirim (berdasar kalkulasi syarat Hamming Distance untuk frame tsb)

Balance : 2,4kbps; 4,8kbps; 9,6kbps; 19,2kbps(V.24/X.27) 38,4 kbps ; 56 kbps ; 64 kbps

Click to edit Master title styleTransmission Procedure• Unbalance Transmission

Diaplikasikan pada konfigurasi point-to-multipoint RTU atau outstation selalu sebagai slave, master station melakukan

regular polling dengan mengirim function code 11 (request data class 2). RTU akan merespon dengan data jika data class 2 tersedia atau NACK dengan ACD = 0 bila data tidak tersedia tetapi bila RTU memiliki data class 1 maka RTU akan merespon dengan NACK dengan ACD=1

• Balance Transmission Diaplikasikan pada konfigurasi point-to-point Setiap saat RTU dapat mengirimkan data tanpa harus menunggu di

polling oleh MTU (Master Terminal Unit)

Click to edit Master title styleKonsep Dasar (frame byte)

• 1 bit = 1 digit biner, hanya bernilai 0 atau 1• 1 byte = 8 bit (binary digit)

contoh : 1010 1101, A9 dalam Hexa

• 1 octet = 1 byte data• Frame = kumpulan beberapa byte data yang siap dikirim• 1 frame = 1 group/kumpulan byte data• Format data komunikasi serial RS232 :

• Hex = Hexadecimal bilangan basis16 yang mempunyai 16 digit angka 0-F (0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F)

0 octet P 1

start bit

parity bit

stop bit

= 11 bitcharacter :

Click to edit Master title styleKonsep Dasar (binary-hex-decimal)

• Binary ke Decimal 1100 1001 = 27 + 26 + 23+20

= 128 + 64 + 8 + 1 = 201

• Binary ke Hexadecimal 1100 1001 = C9

• Hex ke Decimal C9 = C.161 + 9.160 = 12.16 + 9.1

= 192 + 9 = 201

• Hex ke Binary B5 = 1011 0101 B3DA = 1011 0011 1101 1010

Click to edit Master title styleKonsep Dasar (deteksi error byte)

• Beberapa mekanisme deteksi error dalam transmisi data, mulai dari yang sederhana hingga yang cukup kompleks :

Bit Parity : deteksi error untuk 1 byte data, dengan menambah 1 bit pelengkap agar genap/ganjil (even/odd)

CekSum Byte : deteksi error untuk 1 frame byte data, dengan memberi byte ceksum yangberisi jumlah dari paket data dalam frame transmisi data

CRC : Cyclic Redundancy Check, sejenis error-detection code yang menggunakanperhitungan aritmetik binary termasuk diantaranya ceksum

Hamming Code : sejenis kode linier error-correction, dapat mendeteksi dan mengkoreksisingle-bit error dalam byte frame transmisi data

Click to edit Master title styleLink Layer• Jenis Service Class untuk Link Layer :

• Standard Frame Format IEC untuk Link Layer : FT 1.1 : Start Bit + Parity + Stop Bit , syarat Hamming Distance = 2 FT 1.2 : sama dengan FT 1.1 ditambah dengan fungsi ceksum character

( Frame Format yang digunakan untuk standard IEC – 101) FT 2 : Hamming Distance = 4 FT 3 : Hamming Distance = 6

Link serviceclasses

Transmissionmode

ACK /NACK

Replymsg

S1 Send / No Reply No No

S2 Send / Confirm Yes No

S3 Request / Respond No Yes

Click to edit Master title styleStandard Frame Format - FT 1.2

• L1 = L2 = jumlah byte User Data• Ada 2 jenis frame :

Frame untuk panjang byte tetap (tidak ada byte L1 dan L2) Frame untuk panjang byte variatif (tergantung dari byte L1 dan L2)

• Link User Data = ASDU Application Layer

Start char 0x68

Length L2 (=L1)

Length L1

Start char 0x68

Control field

Address field

Link

User

Data

Checksum

End char 0x16

Start char 0x10

Control field

Address field

Link

User

Data

End char 0x16

Checksum

0xE5

0xA2

UserData

UserData

Frame with variable length

Frame withfixed length

Single control characters

Single Control Character

tidak digunakan di

sistem DCC MKS Selatan

Click to edit Master title styleContoh Frame IEC - 101

VARIABLE LENGTH68 = Start Character1A = L1 panjang byte User Data (ASDU + 2)1A = L2 panjang byte User Data (ASDU + 2)68 = Start Character08 = Control Field01 = Address Field (alamat keypoint)0B04… …0100CC = CekSum (error cek)16 = End Character

= ASDU (Application Service Data Unit)

FIXED LENGTH10 = Start Character29 = Control Field3A = Address Field (alamat keypoint)63 = CekSum16 = End Character

• Untuk membaca frame byte, pisahkan byte-byte tersebut per frame

• Indikator untuk per frame adalah selalu dimulai dengan byte [68] atau byte [10], dan selalu diakhiri dengan byte [16]

• Lebih mudah jika menggunakan search urutan byte [16][68] atau urutan byte [16][10], karena mengindikasikan peralihan antar frame (end dan start character)

Click to edit Master title styleIEC-101 : Link Layer• Frame Variable Length hanya digunakan jika didalam frame terdapat data

ASDU (Application Service Data Unit)

• Jika dalam pengiriman tidak terdapat data ASDU, maka digunakan frame Fixed Length atau Single Character (tidak diimplementasikan di Master DCC MKS Selatan).

Jadi hanya terjadi pengiriman byte Control Field.

• Byte Control Field berisi bit-bit control yang mengatur fungsi pada Link Layer seperti flow control, NACK / ACK (acknowledge), request data, respon data, reset link, dll.

• Byte Address Field berisi alamat dari keypoint (Substation/GI/GH, LBS, Recloser)

• Link User Data = ASDU, berisi objek informasi seperti indikasi sinyal (open/close), pengukuran, timetag, kontrol remote, dll.

Click to edit Master title styleByte Control Field (Primary to Secondary)

RES = Reserved, tidak digunakanPRM = Primary Message, selalu bernilai 1 untuk pengiriman dari Primary ke SecondaryFCB = Frame Count Bit, alternate antara 0 dan 1 untuk setiap prosedur pengiriman

SEND/CONFIRM atau REQUEST/RESPOND yang berhasil. Bit ini digunakan untuk mendeteksi losses dan duplikasi informasi. Primary (master) station akan meng-alternate bit ini untuk setiap transmisi baru

ke secondary(slave) station yang sama, dan jika muncul error dalam transmisi tersebut, maka data akan dikirim kembali dengan FCB yang sama (tidak alternate).

Dalam kasus reset command, FCB akan selalu bernilai 0. Saat secondary station menerima perintah ini, maka secondary station akan menunggu frame dari primary station dengan bit FCV yang valid, untuk memastikan perintah reset yang sebelumnya diterima.

FCV = Frame Count bit Valid, 0 = FCB invalid, 1 = FCB Ket : Untuk SEND/NO REPLY service dan pesan broadcast, maka FCV selalu bernilai 0

F-code = Function Code dari frame, didefinisikan dalam tabel 1-4 di document IEC 60870-5-2 (16 macam F-code)

Bit Number 8 (msb) 7 6 5 4 3 2 1 (lsb)

Control Field RES PRM= 1

FCB= 0 or 1

FCV= 0 or 1

F-codeBit 3

F-codeBit2

F-codeBit 1

F-code Bit 0

Click to edit Master title styleByte Control Field (Secondary to Primary)

RES = Reserved, tidak digunakan

PRM = Primary Message, selalu bernilai 0 untuk pengiriman dari Secondary ke Primary

ACD = Access Demand; Terdapat 2 data class : Class 1 dan Class 2.Nilai ACD : 0 = tidak ada permintaan transmisi Data Class 1

1 = ada permintaan transmisi Data Class 1 dari Secondary stationKet : Data Class 1 biasa digunakan untuk event data atau high priority data

Data Class 2 biasa digunakan untuk transmisi periodik (metering) atau low priotiy data

DFC = Data Flow Control, Secondary (slave) station memberitahu Primary (master) station melalui bit DFC ini bahwa transmisi data selanjutnya dapat berakibat overflow buffer (buffer sudah penuh).

Nilai DFC : 0 = transmisi data selanjutnya masih bisa diterima1 = transmisi data selanjutnya tidak bisa diterima (overflow

buffer)

F-code = Function Code dari frame, didefinisikan dalam tabel 1-4 di document IEC 60870-5-2 (16 macam F-code)

Bit Number 8 (msb) 7 6 5 4 3 2 1 (lsb)

Control Field RES PRM= 0

ACD= 0 or 1

DFC= 0 or 1

F-codeBit 3

F-codeBit2

F-codeBit 1

F-code Bit 0

Click to edit Master title style Tabel Function CodeFunction

Code Frame type Service function

0 SEND / CONFIRM expected Reset of remote link

1 SEND / CONFIRM expected Reset of user process

2 SEND / CONFIRM expected Test function for Link ,only in balanced procedure

3 SEND / CONFIRM expected User data

4 SEND / NO REPLY expected User data

5 Reserved

6 – 7 Reserved for special use by agreement

8 REQUEST for access demand

Expected response specifies access demand

9 REQUEST / RESPOND expected

Request status of link


Request user data class 1


Request user data class 2

12 - 13 Reserved

14 - 15 Reserved for special use by agreement

Function Code

Frame type

Service function

0 CONFIRM ACK: positive acknowledgement

1 CONFIRM NACK: msg not accepted, link is busy

2 - 5 Reserved

6 - 7 Reserved for special use by agreement

8 RESPOND User data

9 RESPOND NACK: requested data not available

10 Reserved

11 RESPOND Status of link or access demand

12 Reserved

13 Reserved for special use by agreement

14 Link service not functioning

15 Link service not implemented

Tabel 1 : F-Code Primary ke Secondary Tabel 2 : F-Code Secondary ke Primary


Control Field (HEX) Bit (Binary)

[29]

[08]

[09]

[7B]

[49]

[5A]

Membaca Byte Control Field (unbalance)

FIXED LENGTH Frame10 = Start Character29 = Control Field3E = Address Field (alamat keypoint)67 = CekSum (cek error)16 = End Character

PRM F - Code

Keterangan

Secondary ke primary, FC.9 = NACK (request data not available)

, access demand Data Class 1

Secondary ke primary, FC.8 = RESPON (user data)


Primary ke secondary, FC.11 = REQUEST User Data Class 2

Primary ke secondary, FC.9 = REQUEST Status of Link


0 0 1 0 1 0 0 1

0 0 0 0 1 0 0 0

0 0 0 0 1 0 0 1

0 1 1 1 1 0 1 1

0 1 0 0 1 0 0 1

Click to edit Master title styleTransmission Procedure

• Unbalance Transmission

RTU atau outstation selalu sebagai slave, master station melakukan regular polling dengan mengirim function code 11 (request data class 2)RTU akan merespon dengan data jika data class 2 tersedia atau NACK dengan ACD = 0 bila data tidak tersedia tetapi bila RTU memiliki data class 1 maka RTU akan merespon dengan NACK dengan ACD=1

• Balance Transmission

Setiap saat RTU dapat mengirimkan data tanpa harus menunggu di polling oleh MTU (Master Terminal Unit)

Tidak mengenal perbedaan prioritas Class data (data Class 1 atau Class 2), dianggap sama. Bit ACD dalam Control Byte tidak digunakan.

Function Code dalam byte Control, hanya menggunakan Function Code 0, 1, dan 11 (ACK, NACK, dan Respon Status Link) untuk secondary to primary serta Function Code = 0,1,2,3,4,dan 9 untuk primary to secondary

Click to edit Master title styleDiagram : Unbalance Procedure

• Station A (master) akan selalu bertindak sebagai primary, dan Station B (slave) akan selalu bertindak sebagai secondary

• PRM = 0, menunjukkan terjadinya pengiriman / transmisi data dari secondary ke primary

• PRM = 1, menunjukkan terjadinya pengiriman / transmisi data dari primary ke secondary

Click to edit Master title styleDiagram : Balance Procedure• Station A, dalam link layer dapat

bertindak sebagai primary dan secondary

• Begitu juga Station B, dalam link layer dapat bertindak sebagai primary dan secondary

• PRM = 0, menunjukkan pengiriman / transmisi data dari secondary ke primary

• PRM = 1, menunjukkan pengiriman / transmisi data dari primary ke secondary

• DIR = 0, menunjukkan pengiriman / transmisi data dari Station B ke Station A

• DIR = 1, menunjukkan pengiriman / transmisi data dari Station A ke Station B

• DIR adalah bit dalam Control Field, bit 8 (msb) yang sebelumnya adalah bit RES (reserved)



[80]

[F2]

[D3]

[F4]

[D9]

[8B]

Membaca Byte Control Field (balance)

Keterangan

Secondary ke primary, FC.0 = ACK (confirm Acknowledge / OK)

Primary ke secondary, FC.2 = Test Function untuk Link

, need Confirm ACK / NACK Primary ke secondary, FC.3 = SEND/CONFIRM (user data)

, need Confirm ACK / NACK Primary ke secondary, FC.4 = SEND/NO REPLY (user data)


, need Respon Secondary ke primary, FC.11 = RESPON Status of Link

1 0 0 0 0 0 0 0

1 1 1 1 0 0 1 0

1 1 0 1 0 0 1 1

1 1 1 1 0 1 0 0

1 1 0 1 1 0 0 1

1 0 0 0 1 0 1 1

PRM F - CodeDIR

Click to edit Master title styleByte Address Field• Byte Address Field mendefinisikan alamat link untuk keypoint

(substation/GI/GH, LBS, Recloser)

• Addres Field dapat terdiri dari satu byte atau dua byte, tergantung setting dari sistem yang dibangun (untuk Master DCC Makassar Selatan menggunakan satu byte address field)

• Address Field untuk broadcast adalah 255 atau [FF] dalam hexa (untuk 1octet address field) dan 65535 atau [FFFF] (untuk 2octet address field)

• Dalam Data Link Layer, alamat broadcast hanya menggunakan type frame SEND/NO REPLY

Click to edit Master title styleReview Materi

1. Pisahkan byte-byte data dalam protokol IEC-101 tersebut per frame.

2. Jika diketahui address field GI.Bone adalah 58 (dalam decimal), maka :

a) Pada frame ke berapa saja dalam data tersebut, byte yang berasal dari GI.Bone?

b) Apa arti frame dari GI.Bone tersebut?

RadioMaster 2JDVM

RTU - GI

RTU - LBS

RTU - Recloser

RS-232


3. Pisahkan byte-byte data dalam protokol IEC-101 tersebut per frame.

4. Jika diketahui address field LBS.Kalibone adalah 4 (dalam decimal), maka :

a) Pada frame ke berapa saja dalam data tersebut, byte yang berasal dari LBS.Kalibone?b) Apa arti frame dari LBS.Kalibone tersebut?

5. Menurut anda, darimana arah data-data IEC tersebut? Apakah dari Master ke Slave atau sebaliknya?(dapat dilihat di Control Byte)


LUNCH BREAK


Materi II Protocol IEC 870-5-

101


• Physical Layer : Berfungsi mengurusi interface fisik

dan elektrik antara peralatan pengguna(DTE) dengan peralatan network terminating(DCE). Layer ini mentransmisikan serial bit stream antar dua peralatan.

• Link Layer : Berfungsi menyediakan transfer

informasi yang reliabel seperti framing, flow control, dan error control.

• Application Layer : Berisi byte-byte informasi data yang

akan dikirim/diterima dalam sistem aplikasi seperti SCADA. Misalnya urutan byte informasi pengukuran dan informasi indikasi sinyal maupun sinkronisasi clock berikut pengalamatan datanya.

Layer-Layer Protokol IEC-101

Selected application functionsof IEC 870-5-5

User Process

Selected application information elementsof IEC 870-5-4

Application layer ( 7 )Selected application service data units

of IEC 870-5-3

Selected link transmission proceduresof IEC 870-5-2

Link layer ( 2 )Selected transmission frame formats

of IEC 870-5-1

Selected ITU-T recommendations Physical layer ( 1 )

• User Process : Berisi fungsi aplikasi dasar yang

biasa digunakan. Beberapa fungsi aplikasi instant ini dipilih untuk memudahkan prosedur aplikasi input/output dalam sistem telecontrol.

IEC 870-5Book Reference

Layer IEC 870-5-101

Click to edit Master title styleIEC-101 : Application Layer

Frame Application Layer dalam IEC-101 adalah frame ASDU (Application Service Data Unit) yang didefinisikan pada referensi IEC 60870-5-3

Setiap frame ASDU dapat berisi satu atau beberapa Information Object yang mempunyai Type Identification (metering, indikasi, atau control) yang sama

Information Object berisi alamat informasi serta elemen informasi (nilai metering/indikasi), dapat juga ditambah adanya time tag untuk informasi tersebut.

Click to edit Master title styleStruktur Frame ASDU

[68] = Start Character[0E] = Panjang data 14 byte

(ASDU+2)[0E] = Panjang data 14 byte

(ASDU+2)[68] = Start Character[08] = Control Field[3A] = Address Field[0C] = Type Identification (Type ID)[01] = VSQ (Variable Structure Qualifier)[02] = Couse of Transmission[3A] = Common Address (=address field)[06] = Information[21] = Object Address[75] = [1A] = Information Elemen[00] = [BF] = [45] = TimeTag[2C] = (3 octet binary time)[71] = CekSum Byte[16] = End Character

Info

rma

tio

n O

bje

ct

Da

ta

Ide

nti

fie

r

Click to edit Master title styleElemen ASDU

TYPE IDENTIFICATION (TYPE ID)• Mendefinisikan type data dan format dari elemen informasi

VARIABLE STRUCTURE QUALIFIER (VSQ)• Mendefinisikan jumlah Information Object dalam ASDU, serta sequence dari Information Object

CAUSE OF TRANSMISSION• Mendifinisikan sebab adanya transmisi data, digunakan untuk flow control di sisi aplikasi user

COMMON ADDRESS OF ASDU• Merupakan alamat Station, nilainya sama dengan Address Field dalam Link Layer• Dapat terdiri dari 1 atau 2 octet tergantung dari sistem yang dibangun

INFORMATION OBJECT ADDRESS• Merupakan alamat informasi untuk pengukuran, indikasi atau control• Dapat terdiri dari 1,2 atau 3 octet tergantung sistem yang dibangun (fixed untuk setiap sistem)

INFORMATION ELEMEN• Merupakan nilai/elemen dari informasi yang ditransmisikan (nilai metering, kondisi status, dll)• Dapat berisi byte Quality Descriptor, diantaranya untuk indikasi elemen informasi valid/invalid

TIME TAG OF INFORMATION OBJECT• Merupakan penanda waktu saat terjadinya indikasi/pengukuran elemen informasi• Macam TimeTag : 2octet (ms), 3octet (menit dan ms), 7octet (tahun,bulan,tanggal,hari,jam, menit, ms)

Click to edit Master title styleType Identification

Type ID mendefinisikan struktur, type, dan format dari Information Object dalam ASDU

Type ID dengan nilai <0> tidak digunakan Mempunyai range nilai 1-127 untuk full-interoperability

system (terdefinisi di dokumen IEC-101) Type ID dengan range nilai 128-255 tidak didefinisikan, biasa

disediakan untuk penggunaan khusus oleh beberapa sistem tertentu

Click to edit Master title styleTabel Daftar Type ID

Type ID Keterangan Kode LABEL Kategori

<01> Single-Point Information M_SP_NA_1 Process - Monitoring

<02> Single-Point Information with Time Tag M_SP_TA_1 Process - Monitoring

<03> Double-Point Information M_DP_NA_1 Process - Monitoring

<04> Double-Point Information with Time Tag M_DP_TA_1 Process - Monitoring

<05> Step Position Information M_ST_NA_1 Process - Monitoring

<11> Measured Value, scaled value M_ME_NB_1 Process - Monitoring

<12> Measured Value, scaled value with Time Tag M_ME_TB_1 Process - Monitoring

<15> Integrated Totals M_IT_NA_1 Process - Monitoring

<16> Integrated Totals with Time Tag M_IT_TA_1 Process - Monitoring

<45> Event of Protection Equipment with Time Tag M_EP_TA_1 Process - Monitoring

<45> Single Command C_DC_SA_1 Process - Control

<46> Double Command C_DC_NA_1 Process - Control

<47> Regulating Step Command C_RC_NA_1 Process - Control

<70> End of Initialization M_EI_NA_1 System - Monitoring

<100> Interrogation Command C_IC_NA_1 System - Control

<103> Clock Synchronization Command C_CS_NA_1 System - Control

<105> Reset Process Command C_RP_NA_1 System - Control

<120> File Ready F_FR_NA_1 File Transfer

Click to edit Master title styleVariable Structure Qualifier (VSQ)

Bit-bit Number dalam byte VSQ menunjukkan Jumlah Information Object dalam ASDU, mempunyai range nilai 1-127

Bit SQ (Single/Sequence) dalam byte VSQ menunjukkan metode pengalamatan dari setiap Information Object dalam ASDU

• SQ = 0 : Single Addressing, setiap Information Object dalam ASDU memiliki address masing-masing

• SQ = 1 : Sequence Addressing, dalam ASDU hanya terdapat sebuah Information Object Address yang digunakan untuk beberapa Information Object, dimana setiap ada Information Object setelahnya maka alamatnya adalah Address sebelumnya + 1

Click to edit Master title styleCause Of Transmission (COT)

Byte Cause Of Transmission mengarahkan ASDU untuk segera diproses oleh program aplikasi tertentu yang spesific

Bit Cause (bit 1-5) mendefinisikan sebab terjadinya transmisi data, diantaranya adalah sebab karena transmisi periodik atau spontan.Mempunyai range nilai 1-64 (terdapat dalam dokumentasi IEC-101)

Bit P/N mendefinisikan konfirmasi positif/negatif dari aktivasi yang diminta oleh aplikasi primary station

• P/N = 0 : Positive Confirmation, • P/N = 1 : Negative Confirmation digunakan

Bit T = Tes; <0> = no test, <1> = test

Click to edit Master title styleInformation Object Address

Merupakan Address dari setiap titik informasi pengukuran, indikasi, maupun kontrol remote

Dapat terdiri dari 1,2 atau 3 octet tergantung sistem yang dibangun (fixed untuk setiap sistem)

Sistem DCC Makassar menggunakan 2 octet Address untuk alamat Information Object-nya

Information Object Address biasa dikenali dengan Physical Address dari titik informasi yang dipantau atau dikontrol di remote area

Click to edit Master title styleInf.Object Address dalam database DCC

Click to edit Master title styleInformation Elemen

Berisi informasi data yang dikirim, berupa :• byte Value (nilai)• byte Quality Descriptor

Byte Quality Descriptor berisi bit-bit indikasi kualitas informasi seperti :• Bit [BL]: 0=not blocked, 1=blocked• Bit [SB]: 0=not substitued, 1=substitued• Bit [NT] : 0=topical, 1=not topical• Bit [IV] : 0=valid, 1= invalid• Bit informasi yang lain seperti ON/OFF untuk informasi

Single/Double Point (sesuai Type ID)


Contoh ASDU Berdasarkan TypeID

Click to edit Master title styleASDU : Single Point Information, dengan TimeTag (TypeID=2)

SPI = Single Point Information

[0] = OFF[1] = ON

Click to edit Master title styleASDU : Double Point Information, tanpa TimeTag (TypeID=3)

DPI = Double Point Information

[00]= Intermediate State / Tidak terdefinisi[01]= OFF[10]= ON[11]= Tidak terdefinisi

Click to edit Master title styleContoh Byte Frame dengan TypeID = 1 (Single Point Info)

KETERANGAN :

[68][24][24][68][08][3A] = Link Layer: Unbalance, panjang data 24h = 36, slave to master, Func.Code=8 (RESPON UserData ), Address 3Ah = 58 (GI.Bone)

[01][0A][14][3A] = TypeID=1, jumlah Inf.Object 0Ah = 10, Common Address 3Ah = (GI.Bone)

[10][01][00] = Inf.Obj.Addr 0110h = 272 (GNRL; 2GENAUX; DCF), Status = OFF[12][01][01] = Inf.Obj.Addr 0112h = 274 (GNRL; 2GENAUX; ACF), Status = ON[15][01][01] = Inf.Obj.Addr 0115h = 277 (CB; 2INCOM1-CB; LRCB), Status = ON[17][01][00] = Addr 279 (GNRL; 2INCOM1; OCT), Status = OFF[18][01][00] = Addr 280 (GNRL; 2INCOM1; GFT), Status = OFF[1A][01][01] = Addr 282 (CB; 2INCOM2-CB; LRCB), Status = ON[1C][01][00] = Addr 284 (GNRL; 2INCOM2; OCT), Status = OFF[1D][01][00] = Addr 285 (GNRL; 2INCOM2; GFT), Status = OFF[1F][01][01] = Addr 287 (CB; 2BSSEC1-CB; LRCB), Status = ON[21][01][00] = Addr 289 (CB; 2BIRU-CB; LRCB), Status = OFF

[C4][16] = Link Layer: Ceksum Byte, End Chararacter

Click to edit Master title styleASDU : Measured Value,scaled (Type ID=11)

LSB

MSB

Click to edit Master title styleASDU : Measured Value,scaled dengan TimeTag (Type ID=12)

LSB

MSB

OV = Over Flow

[0] = not OV[1] = OV

Click to edit Master title styleContoh Byte Frame dengan TypeID = 12 (Pengukuran dengan TimeTag)

KETERANGAN :

[68][16][16][68][08][3A] = Link Layer: Unbalance, panjang data 16h = 22, slave to master, Func.Code=8 (RESPON UserData ), Address 3Ah = 58 (GI.Bone)

[0C][02][02][3A] = TypeID 0Ch = 12, jumlah Inf.Object = 02, Common Address 3Ah = (GI.Bone)

[03][21] = Inf.Obj.Addr 2103h = 8451 (XFS; 2INCOM1; AM)[3B][06] = Nilai Pengukuran 063Bh = 1595 (row value dalam database) [00] = Quality Descriptor : tidak ada OverFlow[C2][23][2C] = TimeTag : 2Ch = menit 44, 23C2h = milisecond 9.154

[0E][21] = Inf.Obj.Addr 210Eh = 8462 (FEED; 2BONE2_ULOE; MW)[96][07] = Nilai Pengukuran 0796h = 1942 (row value dalam database) 19.42 MW[00] = Quality Descriptor : tidak ada OverFlow[38][29][2C] = TimeTag : 2Ch = menit 44, 2938h = milisecond 10.552

[5B][16] = Link Layer: Ceksum Byte, End Chararacter

Click to edit Master title styleASDU : Double Command (Type ID = 46)

DCS = Double Command State

[00]= Tidak didefinisikan[01]= OFF[10]= ON[11]= Tidak didefinisikan

S/E = Bit Select /Execute

[0] = Execute[1] = Select

Click to edit Master title styleContoh Byte Frame dengan TypeID = 46 (Double Command)

KETERANGAN :

[68][09][09][68][53][0A] = Link Layer: Unbalance, panjang data 09h = 36, master to slave, Func.Code=3 (RESPON UserData ), Address 0Ah = 10

(GI.SGMINASA)

[2E][01][06][0A] = TypeID 2Eh = 46, jumlah Inf.Object = 01, Common Address 0Ah = (GI.Sgminasa)

[04][81] = Inf.Obj.Addr 8104h = 33.028 (CB; 2RRI-CB; STAT OPEN/CLOSE)[81] = DCO :

[A2][16] = Link Layer: Ceksum Byte, End Chararacter

1 0 0 0 0 0 0 1

Command State = ONSELECT

Click to edit Master title styleASDU : Regulating Step Command (Type ID = 47)

RCS = Regulating Step Command State

[00]= Tidak didefinisikan[01]= Next Step LOWER[10]= Next Step HIGHER[11]= Tidak didefinisikan

S/E = Bit Select /Execute

[0] = Execute[1] = Select

Click to edit Master title styleASDU : Interrogation Command (Type ID = 100)

[64][01][07][3A][00][00][14]

QOI = Qualifier Of Interrogation

<20>= Station Interrogation (Global)<21>..<36> = Interrogation Data

of Group 1..16<0>..<19> = Tidak digunakan<37>..<255> = Tidak digunakan

Click to edit Master title styleContoh Byte Frame dengan TypeID = 100 (Interrogation Command)

KETERANGAN :

[68][09][09][68][28][3A] = Link Layer: Unbalance, panjang data 09h = 9, slave to master, Func.Code=8 (RESPON UserData ), Address 3Ah = 58 (GI.BONE)

[64][01][07][3A] = TypeID 64h = 100, jumlah Inf.Object = 01, Common Address 3Ah = (GI.Bone)

[00][00] = Inf.Obj.Addr 0000h = 0[14] = QOI : 14h = 20 Global Station Interrogation

[1C][16] = Link Layer: Ceksum Byte, End Chararacter

Click to edit Master title styleASDU : Clock Synchronization (Type ID = 103)

Click to edit Master title styleContoh Byte Frame dengan TypeID = 103 (Clock Synchronization)

KETERANGAN :

[68][0F][0F][68][73][0A] = Link Layer: Unbalance, panjang data 0Fh = 15, master to slave, Func.Code=3 (RESPON UserData ), Address 0Ah = 10 (GI.SGMINASA)

[67][01][06][0A] = TypeID 67h = 103, jumlah Inf.Object = 01, Common Address 0Ah = (GI.Sgminasa)

[00][00] = Inf.Obj.Addr 0000h = 0[EA][2F] = milisecond 2FEAh = 12.266 [36]= menit 36h = 54 [13] = jam 13h = 19 7 pm[1C] = tanggal & hari 1Ch :

tanggal 28 hari = -

[03] = bulan 03h Maret[08] = tahun 08h 2008

[7E][16] = Link Layer: Ceksum Byte, End Chararacter

0 0 0 1 1 1 0 0

Tanggal 1Ch 28Hari :

<0>:tidak digunkanan <1>..<7>:senin-minggu

Click to edit Master title styleContoh Basic Application Function Akuisisi Data dengan polling

• Prosedur polling disediakan oleh Link Layer dalam Control Byte-nya, yaitu dengan perintah Request User Data Class 2 (FC=11) yang dilakukan Master Station secara regular ke Remote Station

• Remote Station akan merespon dengan data (FC=8) jika Data Class 2 ada, atau NACK (FC=9) dengan ACD=0 jika data tidak tersedia, tetapi jika RTU memiliki Data Class 1 maka RTU akan merespon dengan NACK (FC=9) dan ACD=1

Clock Synchronization• Sinkronisasi waktu antara Master dengan RTU diinisialisasi oleh Master Station

dengan mengirimkan secara periodik data ASDU dengan TypeID=103 yang berisi waktu mulai dari milisecond hingga tahun (7octet binary time)

• RTU akan merespon dengan mengirim data ASDU TypeID=103 yang juga berisi 7octet binary time, perbedaan informasi waktu selama pengiriman akan dikoreksi secara eksplisit oleh Remote Station (RTU).

Interrogation Command• Interrogation Command yang dilakukan oleh Master meminta Remote Station

untuk mengirim semua informasi aktual yang ada dalam RTU tersebut• Biasanya untuk update data dari remote stattion setelah terjadi inisialisasi link

komunikasi, atau saat putus link dan available kembali.

Click to edit Master title styleInterOperability IEC-101 Standard protokol IEC-101 memberikan beberapa set alternatif dalam

pemilihan parameter dalam sistem telecontrol, seperti pemilihan jumlah octet dalam Common Address ASDU atau penggunaan daftar TypeID yang belum didefinisikan dalam dokumen IEC-101 (misal : TypeID 128-255)

Setiap Sistem akan menggunakan jumlah octet address yang tetap dan belum tentu mendukung semua TypeID yang tidak didefinisikan dalam dokumen IEC-101. Hal ini berarti butuh daftar standarisasi IEC-101 yang digunakan dalam sistem tersebut agar terbentuk persamaan persepsi dalam penggunaan protokol IEC-101 atau bisa disebut InterOperability

Sebuah peralatan baru seperti RTU, agar dapat terintegrasi dalam sistem Master Station harus memiliki syarat InterOperability, yaitu memiliki daftar standard parameter IEC-101 yang sama dengan yang digunakan dalam sistem Master Station tersebut

Pengujian protokol komunikasi untuk InterOperability protokol IEC diatur di SPLN S4.001:2007 tentang “Pengujian Sistem SCADA” (terdapat pula dalam dokumen IEC-101). Di dalamnya terdapat daftar parameter standard protokol IEC yang minimal harus ada dalam peralatan tersebut


1. Dalam byte-byte data diatas, ada berapa frame yang terdapat ASDU di dalamnya ?

2. Beri keterangan arah dari frame-frame tersebut, apakah master to slave atau sebaliknya ?

3. Artikan setiap ASDU yang ada dalam frame-frame tersebut !

Address Field : Info.Object Address :GI.Pkang = 2; 8452= MW incom1; 8459= AM Feed_todopuli; 8448= HZ frekuensi

GI.Sgmns = 10;GI.Maros=15;GI.Bone = 58 512= STAT incom1-CB; 515= STAT incom2-CB; 522= FEED Uweng-CB; 8450= MW incoming-1


Terima Kasih



[29]

[08]

[09]

[7B]

[49]

[5A]

Membaca Byte Control Field (unbalance)

FIXED LENGTH Frame

10 = Start Character

29 = Control Field

3E = Address Field (alamat keypoint)

67 = CekSum (cek error)

16 = End Character

PRM F - Code

Keterangan


, access demand Data Class 1 Secondary ke primary, FC.8 = RESPON (user data)





0 0 1 0 1 0 0 1

0 0 0 0 1 0 0 0

0 0 0 0 1 0 0 1

0 1 1 1 1 0 1 1

0 1 0 0 1 0 0 1

Training Protokol Iec 101

Documents

Transcript of Training Protokol Iec 101