Protocolos / IEC 60870-5-104 — IEC 104

IEC 104: guia completo para telecontrole e automação elétrica

Entenda a arquitetura IEC 60870-5-104, TCP porta 2404, APCI, ASDU, quadros I/S/U, endereçamento, causas de transmissão, comandos, tempo e comissionamento.

7 min de leitura Conteúdo técnico autoral Publicado em 25/08/2026
Ilustração técnica autoral para IEC 104: guia completo para telecontrole e automação elétrica, destacando o fluxo e os elementos centrais do assunto.
Ilustração técnica autoral do Portal da Automação, criada para o foco específico deste artigo.

IEC 104: APDU, I/S/U e parâmetros que controlam a sessão

Diagrama do IEC 60870-5-104 com APDU, APCI, ASDU, formatos I S U e temporizadores.
Diagrama próprio do Portal da Automação. A IEC 104 usa TCP, mas mantém regras próprias de sessão, numeração e telecontrole.

Como ler esta figura

APCI / Control Field

Controla formato I/S/U, estado lógico e numeração N(S)/N(R).

Na implementação: Sequência travada, ACK atrasado ou TESTFR repetitivo deve ser correlacionado com timers e janelas, não só com TCP.

I-format

Transporta ASDU e usa números de envio e recebimento para acompanhar a sequência.

Na implementação: Compare N(S) e N(R) nos dois sentidos para encontrar a primeira divergência ou ACK ausente.

S-format

Confirma recepção sem transportar uma ASDU.

Na implementação: É diretamente relacionado ao controle de fluxo e ao limiar w/t2.

U-format

Executa STARTDT, STOPDT e TESTFR para controlar/testar a transferência.

Na implementação: STARTDT não é comando de processo; é habilitação da transferência de dados IEC 104.

ASDU

Type ID, VSQ, COT, CA e IOA dão significado às medidas, estados, eventos e comandos.

Na implementação: TCP saudável com CA/IOA/COT errados continua sendo uma integração quebrada.

t0, t1, t2, t3, k e w

Definem estabelecimento, confirmações, ociosidade e janelas de mensagens.

Na implementação: Dimensione usando RTT real, carga e requisitos da aplicação; não copie defaults entre fabricantes sem validar.

Camadas de evidência no IEC 104

CamadaPerguntaEvidência
IP/TCPhá caminho e sessão até a porta configurada?SYN/SYN-ACK, rota, RST e retransmissões
APCIa transferência está habilitada e confirmada?STARTDT, I/S/U, N(S) e N(R)
ASDUtipo, causa e endereços coincidem?Type ID, COT, CA e IOA
Processoo valor ou comando produziu o efeito correto?SOE, retorno de posição e grandeza de campo
Recuperaçãoo sistema recompõe estado e eventos?GI, backlog, timestamps e normalização

Uma camada verde não valida automaticamente as camadas seguintes.

O IEC 104 conecta centros de controle a estações remotas

IEC 60870-5-104 é um companion standard de telecontrole que transporta a semântica de aplicação da família IEC 60870-5 sobre perfis de rede TCP/IP. Em uma arquitetura típica, a estação controladora é o cliente que inicia a conexão e o equipamento controlado, front-end, gateway ou RTU atua como servidor. A porta TCP 2404 é a referência convencional, mas endereço, porta e sentido da conexão precisam constar da matriz de fluxos da instalação.

O protocolo leva estados, medições, totalizações, eventos, comandos, interrogações e sincronização. Ele não substitui a engenharia do ponto: cada variável ainda precisa de tipo, endereço, qualidade, escala, origem temporal e comportamento esperado. Uma sessão TCP estabelecida prova somente transporte; interoperabilidade exige que ambos os lados interpretem a mesma ASDU da mesma forma.

TCP e aplicação possuem estados próprios

A conexão começa com o handshake TCP. Depois, o IEC 104 usa U-frames STARTDT para habilitar transferência de dados. STOPDT suspende essa transferência sem necessariamente derrubar o TCP, e TESTFR verifica atividade quando não há tráfego útil. Diagnóstico correto separa SYN, retransmissão, RST e janela TCP dos estados STARTDT, números de sequência e confirmações do IEC 104.

Firewalls devem permitir o fluxo iniciado pelo cliente e o retorno da sessão, mas uma regra aberta não corrige NAT incorreto, rota assimétrica ou servidor ouvindo em interface diferente. Capture nos dois lados quando possível. O primeiro ponto onde o fluxo deixa de coincidir com a matriz de comunicação delimita a falha antes de qualquer alteração em temporizadores.

Comparação entre IEC 60870-5-101 serial e IEC 60870-5-104 sobre TCP/IP.
Os protocolos compartilham a semântica de telecontrole, mas usam transportes e controles de sessão diferentes. Fonte: Portal da Automação · Conteúdo autoral do portal.

APDU reúne controle e dados de aplicação

Toda APDU começa pelo APCI, que contém o byte inicial 0x68, o comprimento e quatro octetos de controle. Quando a APDU é um I-frame, após o APCI vem a ASDU. S-frames carregam confirmação de recepção sem dados de aplicação; U-frames controlam STARTDT, STOPDT e TESTFR. Essa separação permite reconhecer se a falha está no estado da sessão ou no conteúdo do ponto.

Números N(S) e N(R) avançam em I-frames e sustentam entrega ordenada no nível de aplicação. Um salto, confirmação estacionada ou repetição precisa ser correlacionado a perda, filas e comportamento do par. Não trate o número bruto de controle como inteiro comum: ele é codificado nos octetos de controle com o bit menos significativo reservado ao tipo do frame.

A ASDU responde o que, por que e onde

Type Identification informa a classe de informação ou comando. VSQ indica quantidade de objetos e se os endereços são sequenciais. Cause of Transmission explica o motivo, como espontâneo, periódico, resposta a interrogação ou ativação. Common Address seleciona a estação lógica; Information Object Address identifica o ponto. Esses campos formam a chave semântica que deve coincidir com o cadastro do SCADA.

Uma medição recebida no endereço esperado ainda pode estar errada se o Type ID, a escala ou os descritores de qualidade divergirem. O mapeamento deve registrar direção, CA, IOA, Type ID, unidade, faixa, qualidade, timestamp e tratamento de exceção. Gateway que converte IEC 61850, DNP3 ou protocolo proprietário precisa manter essa tabela sob controle de versão.

Aquisição combina espontâneo, interrogação e tempo

Eventos podem chegar espontaneamente, enquanto a General Interrogation recompõe o estado corrente após partida ou reconexão. A GI não substitui o fluxo de eventos: ela fornece fotografia, não necessariamente a sequência histórica. O teste de recuperação deve verificar o que ocorre com eventos acumulados, qual informação chega primeiro e como o SCADA distingue estado atual de ocorrência anterior.

Tipos com CP56Time2a podem transportar data e hora com milissegundos. A presença do campo não garante que a origem esteja sincronizada. Registre se o timestamp nasce no IED, RTU ou gateway, valide horário, verão, qualidade e comportamento em perda da fonte. Para SOE, compare evento elétrico, relógio de origem, captura e registro do centro.

Comando é uma transação operacional

Comandos simples, duplos e setpoints usam Type IDs próprios e causas de transmissão para ativação, confirmação e término. Quando Select Before Operate é adotado, seleção e execução precisam se referir ao mesmo objeto dentro da janela permitida. Confirmação positiva indica aceitação da etapa protocolar; não prova que disjuntor, chave ou lógica concluiu a atuação.

O aceite deve incluir comando permitido, bloqueio por intertravamento, objeto inexistente, seleção expirada, dupla operação e perda durante a transação. A evidência final cruza captura, log do front-end, SOE do IED e retorno de posição. Segurança operacional exige origem autorizada, rastreabilidade e política clara para comando direto.

Temporizadores e janelas precisam refletir a rede

t0 limita estabelecimento, t1 supervisiona confirmação, t2 antecipa reconhecimento quando não se atinge a janela e t3 detecta ociosidade. k limita I-frames enviados sem confirmação; w define quando o receptor deve confirmar. Valores coerentes dependem de latência, jitter, perda, processamento e carga. Aumentar t1 para mascarar retransmissão TCP apenas prolonga a percepção da falha.

Meça caso normal, pico e contingência antes do ajuste. Observe N(S), N(R), S-frames, RTT e filas. O par precisa ter configurações interoperáveis e margens documentadas. Teste perda breve, interrupção superior a t1, ociosidade maior que t3, restart de uma ponta e reconexão com backlog.

Comissionamento deve provar normal, falha e recuperação

O roteiro começa por IP, rota, porta, sentido da conexão e STARTDT. Depois valida GI, espontâneos, qualidades, timestamps, comandos e término. Para cada etapa, registre estímulo, APDU esperada, resposta, efeito no banco e evidência física. Casos negativos são essenciais: CA/IOA incorreto, Type ID não suportado, COT negativa e interrupção no meio do comando.

O baseline final inclui captura de referência, mapa de pontos, matriz de fluxos, timers, janelas, versão do equipamento e critérios de alarme. Reiniciar antes de preservar PCAP, contadores e logs destrói a linha do tempo. O canal só está aceito quando retorna de uma falha controlada sem perder significado, ordem e segurança operacional.

Referências técnicas e normas

As explicações do Portal são autorais. Normas e fontes oficiais são priorizadas; materiais acadêmicos e documentação pública de fabricantes complementam a implementação e não substituem a edição normativa aplicável ao projeto.

Continue estudando

Os próximos conteúdos foram escolhidos para formar uma sequência técnica, relacionando fundamento, configuração, diagnóstico e aplicação.

Ver todas as trilhas de estudo →