Protokol DLMS/COSEM

Podporované typy a verzie zariadení
Konfigurácia komunikačnej linky
Konfigurácia komunikačnej stanice
Parametre protokolu stanice
Príklady nastavenia prenosových parametrov
Konfigurácia meraných bodov
Adresa meraného bodu
Literatúra
Zmeny a úpravy
Revízie dokumentu

Podporované typy a verzie zariadení

Protokol vykonáva sériovú komunikáciu so zariadeniami (meračmi energie a vody) podľa štandardu DLMS/COSEM binárnym HDLC protokolom, prípadne pomocou TCP/UDP Wrappera (používané pri komunikácii cez TCP/IP), prípadne cez Gateway protokol. Gateway protokol sa používa, pokiaľ je medzi SCADA systémom a zariadením tzv. gateway - zariadenie pripojené k sieti so SCADA systémom a k jednej/viacerým sieťam s meračmi energie (nemusí sa jednať o Ethernet siete, ale napr. o RS-485 alebo o silové vodiče).

Protokol podporuje dva módy adresácie meraných bodov:

• "Short Name (SN) referencing" s použitím 16-bitových adries objektov
• "Logical Name (LN) referencing" s použitím 6-bajtových OBIS kódov

Testované zariadenia:

• EMH LZQJ (SN referencing)
• Landis ZMD400 (SN referencing)
• Iskraemeco Iskra MT880-M (LN referencing)
• ADDAX NP73E.2-18-1 (LN referencing)
• gateway Iskraemeco AC750-G3C2 + elektromery Iskraemeco AM550-ED1.11, AM550-TD2.12 PLC (LN referencing, Gateway mode)
• gateway Iskraemeco AC750-G3C2 + elektromery Iskraemeco AM550-ED1.11, AM550-TD2.12 PLC (LN referencing, Wrapper mode, IPv6 komunikácia)

Protokol podporuje synchronizáciu času s periodicitou nastavenou v konfigurácii stanice.

Konfigurácia komunikačnej linky

• Podporené kategórie linky: Serial, SerialOverUDP Device Redundant, TCP/IP-TCP, TCP/IP-TCP Redundant, MOXA IP Serial Library, RFC2217 Client, MODEM.
• Pre TCP/UDP komunikáciu pomocou TCP/UDP Wrappera sú vyhradené TCP/UDP porty 4059.

Konfigurácia stanice

• Komunikačný protokol "DLMS/COSEM".

Adresa stanice (DLMS Server HDLC/MAC Address) pozostáva z dvoch častí, Upper MAC Address a Lower MAC Address. Každá z nich v rozsahu 0 až 16383 (3FFFH).

Podľa špecifikácie DLMS UA 1000-2 Ed. 7.0 (Green book) predstavuje:

• Upper MAC Address je použitá na adresáciu logického zariadenia (Logical Device), čiže separátne adresovateľná entita v rámci fyzického zariadenia.
• Lower MAC Address je použitá na adresáciu fyzického zariadenia (Physical Device), čiže multi-drop adresa na linke.

Povinne sa zadáva iba Upper MAC Address. Implicitná hodnota, ktorá sa nastaví v prípade nevyplnenia adresy stanice, je rezervovaná adresa Upper MAC Address = 1 (Management Logical Device).

V bežných prípadoch, kedy je fyzické zariadenie identické s logickým zariadením (jedno fyzické zariadenie = jedno logické zariadenie), netreba túto adresu meniť. V prípade, že fyzické zariadenie integruje viacero logických zariadení, sledujte obsah registra "0-0:41.0.0" triedy "SAP assignment" (class_id=17, atribút č.2 "SAP_assignment_list") v dialógu "DLMS SN Object List", ktorý zobrazí zoznam logických zariadení integrovaných v danom fyzickom zariadení.

Príklad zobrazenia hodnoty atribútu "SAP_assignment_list" triedy "SAP assignment" zariadenia, ktoré obsahuje jedno logické zariadenie s adresou (Upper MAC Address) 16.

Viď tiež parameter protokolu "Client MAC address" a dokument "DLMS UA 1000-2 Ed. 7.0", kapitolu 8.4.2.3 "Reserved special HDLC addresses".

Pozn: pre elektromery Iskraemec Iskra MT880 platí, že Upper MAC Address = 1, Lower MAC Address = 16 + posledné dvojčíslie výrobného čísla (ak napr. na elektromeri je výrobné číslo 72211943, Lower MAC Address = 16 + 43 = 59).

Pozn: keďže adresa stanice je DLMS Server HDLC/MAC Address, použije sa iba iba pri nastavení parametra protokolu "Opening mode" na hodnoty "Direct HDLC" a "IEC Mode E" .

Parametre protokolu stanice

Dialóg konfigurácia stanice - záložka Parametre protokolu.
Ovplyvňujú niektoré voliteľné parametre protokolu. Môžu byť zadané nasledovné parametre protokolu stanice:

Tab. č. 1

10:46:05.809 30-05-2011|D|DLMS> Z Detected: '4' = 4800 Bd

Príklady nastavenia prenosových parametrov

Príklad č.1, linka kategórie Serial, komunikácia IR opto hlavicou.

Príklad č.2, linka kategórie Serial, komunikácia IR opto hlavicou.

Príklad č.3, linka kategórie Serial, komunikácia RS232/RS485 rozhraním.

Konfigurácia meraných bodov

Možné typy hodnôt bodov: Ai, Ci, Di, TxtI, TiA, TiR.

Adresa meraného bodu

Pre pochopenie adresácie objektov v protokole DLMS/COSEM je nutné byť oboznámený s tzv. OBIS štandardom podľa normy IEC 62056-61 Object Identification system (OBIS) v zmysle kapitoly "Annex A - Code presentation".

V režime "Logical Name (LN) referencing" sa priamo používa OBIS adresa objektu.

V podporovanom režime "Short Name (SN) referencing" sa priamo nepoužíva OBIS adresa, ale číselná adresa v rozsahu 16 bitov.

Jednotlivé dátové entity sú prezentované v tzv. COSEM (Companion Specification for Energy Metering) objektoch, čo sú inštancie COSEM tried (COSEM interface classes, COSEM IC). Jednotlivé typy COSEM tried špecifikuje dokument "COSEM Identification System and Interface Classes, Ed. 10.0", tzv. modrá kniha (blue book) DLMS. Každý typ COSEM triedy má svoje identifikačné číslo ("class_id"). Každá trieda má svoju sadu atribútov (attributes), ktoré majú svoje poradové číslo. Cez atribút sa dá získať špecifický parameter danej dátovej entity. Každá inštancia COSEM triedy má svoju počiatočnú adresu (base_name), čo je zároveň adresa prvého atribútu triedy. Prvý atribút všetkých COSEM tried je vždy atribút “logical_name”, čítaním ktorého je možné získať užívateľovi známu OBIS adresu dátovej entity prezentovanej danou triedou. Adresy ďalších atribútov v poradí sú v režime "Short Name referencing" vypočítavané podľa vzorca:

short_name = base_name + ((attribute_index - 1) * 0x08)

Atribúty sa rozdeľujú na statické a dynamické podľa toho, či je hodnota, ktorá sa dá z nich prečítať, statická (t.j. nemenná, daná už výrobcom alebo pri konfigurácii prístroja) alebo dynamická (meniaca sa). V systéme D2000 má význam konfigurovať iba dynamické atribúty, keďže vlastná hodnota meranej dátovej entity je práve v dynamických atribútoch. Ak je potrebné pre interpretáciu meranej hodnoty v dynamickom atribúte (zväčša atribút "value"), sú automaticky čítané aj iné potrebné statické alebo dynamické atribúty tried. Viď detailné informácie v popise podporovaných COSEM tried.

V nasledujúcich tabuľkách sú podporované COSEM triedy. Atribúty, ktoré prezentujú vlastnú hodnotu dátovej entity (t.j. hodnotu ktorá užívateľa zaujíma) sú označené v stĺpci "Podpora v D2000" popisom "Áno, hodnota entity". Statické atribúty, ktoré treba aplikovať pre správnu prezentáciu hodnoty entity sa čítajú automaticky a sú označené ako "Automaticky čítané".

Podporované COSEM triedy

Čítanie historických údajov zo záťažových profilov

Čítanie historických údajov zo záťažových profilov sa vykonáva pomocou inštancii COSEM tried "Profile generic" (class_id = 7), konkrétne nakonfigurovaním meraného bodu nad atribútom číslo 2 ("buffer"). Tento meraný bod nemá nikdy platnú hodnotu v systéme D2000 (je Invalid) avšak slúži ako prostredník pre čítanie obsahu buffera danej inštancie COSEM triedy "Profile generic".

Do buffra profilu sú ukladané údaje objektov, ktoré sú dostupné čítaním atribútu "capture_objects". Systém D2000 automaticky hľadá merané body, ktoré svojimi adresnými parametrami zodpovedajú objektom z atribútu "capture_objects". Objekty sú hľadané podľa parametrov "logical_name", "class_id" a "attribute_index".

Čítanie obsahu všetkých nakonfigurovaných záťažových profilov na stanici je možné odštartovať pomocou TELL príkazu "GETOLDVAL" alebo pomocou ESL akcie GETOLDVAL zo skriptu. Vždy je zo záťažového profilu čítaný časový úsek dát podľa parametrov TELL príkazu alebo ESL akcie.

Príklad: meraný bod s adresou:

• class_id = 7
• attribute_index = 2
• logical_name = 1-0:P.1.0

Po tell príkaze GETOLDVAL B.ELMER_125 "06-07-2020 00:00:00" "06-07-2020 01:00:00" zistí KOM proces zoznam objektov v profile (číta atribút 3):

09:44:39.558 06-07-2020|D|DLMS> Composing getRequest for LN ClassID=0007 InstanceID=1-0:P.1.0 AttributeId 3, InvokeID 65

a zobrazí zoznam načítaných objektov:

09:44:40.710 06-07-2020|D|DLMS> Received capture_objects attribute for I/O tag 'M.ELMERY_T125_1_25_PROFILE' (class_id=7, logical_name=1-0:P.1.0, attribute_index=3) are:
09:44:40.710 06-07-2020|D|DLMS> 1. logical_name=1-0:1.5.0, class_id=4, attribute_index=2
09:44:40.710 06-07-2020|D|DLMS> 2. logical_name=1-0:2.5.0, class_id=4, attribute_index=2
09:44:40.710 06-07-2020|D|DLMS> 3. logical_name=1-0:32.7.0, class_id=3, attribute_index=2
09:44:40.711 06-07-2020|D|DLMS> 4. logical_name=1-0:3.5.0, class_id=4, attribute_index=2

toto čítanie sa vykoná iba raz a výsledok sa zapamätá. Následne sa čítajú dátové bloky obsahujúce historické hodnoty:

09:44:42.924 06-07-2020|D|DLMS> Block 1 complete, reading next
09:44:42.925 06-07-2020|D|DLMS> Composing Get-Request-Next for block-number 2
..
09:44:51.203 06-07-2020|D|DLMS> Get-Data-Block-Result: raw-data [0], length 88: 
09:44:51.203 06-07-2020|D|DLMS> Last Block complete, going to parse 1614 bytes

Hodnoty sú parsované a priradené do meraných bodov. Ak meraný bod s požadovanou adresou neexistuje, je vypísané varovanie:

09:44:51.205 06-07-2020|D|DLMS> > Old value for I/O tag 'M.ELMERY_T125_1_25_APm_15p', (double_long_unsigned) 992660, Re=99266, Tm=06-07-2020 00:00:00 Local
09:44:51.205 06-07-2020|D|DLMS> > Old value for I/O tag 'M.ELMERY_T125_1_25_APm_15m', (double_long_unsigned) 0, Re=0, Tm=06-07-2020 00:00:00 Local
09:44:51.205 06-07-2020|W|DLMS> Cannot find I/O tag logical_name=1-0:32.7.0, class_id=3, attribute_index=2 to assign profile data!
09:44:51.205 06-07-2020|W|DLMS> Cannot find I/O tag logical_name=1-0:3.5.0, class_id=4, attribute_index=2 to assign profile data!

Pozn: je nutné, aby v časových parametroch stanice bolo nakonfigurované nenulové oneskorenie, v opačnom prípade sa vyčítanie profilov nedostane nikdy na radu (periodické čítanie má vyššiu prioritu). Ak je na linke viacero staníc, treba, aby oneskorenie bolo vyššie, ako je trvanie periodického čítania hodnôt všetkých staníc.

Podporované typy hodnôt atribútov tried

Dialóg konfigurácie adresy meraného bodu

Na obrázku je zobrazený dialóg konfigurácie adresy meraného bodu.

Príklad pre Short Name (LN) adresáciu:

Príklad pre Logical Name (LN) adresáciu:

Jednotlivé časti dialógu sú zvýraznené červenými číslicami:

Dialóg DLMS Object List

Ak je zariadenie pripojené ku systému D2000, je vytvorená komunikačná stanica a zariadenie komunikuje, je možné použiť na vyplnenie parametrov adresy meraného bodu priamy výber objektu zo zoznamu všetkých objektov v zariadení. Zoznam objektov je prečítaný priamo zo zariadenia:

• pri SN adresácii pomocou špeciálnej triedy "Association SN" s fixnou preddefinovanou adresou base_name 0xFA00.
• pri LN adresácii pomocou špeciálnej triedy "Association LN" s fixnou preddefinovanou adresou logical_name  0.0.40.0.0.255

Netreba konfigurovať žiadne špeciálne merané body, stačí stlačiť tlačidlo Browse.

Prvé načítavanie zoznamu objektov zo zariadenia trvá určitú dobu, aj niekoľko minút, záleží od prenosovej rýchlosti. V okne sa zobrazí informácia "Waiting for data...".

Po načítaní dát sa zobrazí v okne zoznam objektov a ich popis:

V zozname objektov sú nasledovné informácie:

• každý riadok je jedna inštancia COSEM triedy,
• za ikonou triedy je OBIS adresa objektu (LN - logical name),
• nasledujú informácie o SN adrese (base_name) danej inštancie COSEM triedy a informácie o jej type (class_id a version),
• COSEM triedy podporené v systéme D2000 je možné rozbaliť stlačením ikony (+).

Po rozbalení inštancie triedy sa zobrazia podporované atribúty triedy:

Pri každom atribúte sú zobrazené informácie:

• index atribútu (attribute_index) - poradové číslo atribútu hneď za ikonou atribútu,
• meno atribútu  (napr. logical_name, value, scaler_unit, time_zone ...),
• statický alebo dynamický atribút.

Ak je pri ikone atribútu zobrazená rozbaľovacia ikona (+), je možné po jej stlačení a kliknutí na riadok "Attribute value=" získať online aktuálnu hodnotu atribútu:

Táto pomôcka umožňuje rýchlu orientáciu v zariadení a v hodnotách atribútov všetkých podporených COSEM tried bez nutnosti konfigurácie meraných bodov len za účelom 'prieskumu' hodnôt atribútov - čiže okno funguje ako "Object List" a zároveň ako "Value Browser".

V dolnej časti dialógu sa nachádzajú zaškrtávacie políčka:

• Zobrazuj hexadecimálne - zobrazia sa všetky adresy tried base_name hexadecimálne alebo dekadicky.
• Zobrazuj neaktívne objekty
• Zobrazuj nepodporené triedy - povoľuje zobrazovanie inštancií nepodporených COSEM tried.

Ak chcete zatvoriť okno bez zmeny adresy meraného bodu v adresnom dialógu, kde bolo stlačené tlačidlo Browse, stlačte tlačidlo Návrat.

Ak si užívateľ vybral inštanciu COSEM triedy a v rámci nej atribút triedy, ktorého adresné parametre chce nakonfigurovať do adresy meraného bodu, použite dvoj-klik v riadku s príslušným atribútom. Okno "DLMS SN Object List" sa zatvorí a v adresnom dialógu meraného bodu sa nastavia parametre podľa výberu užívateľa.

Špecifikácia OBIS adresy

Definícia OBIS adresy podľa IEC 62056-61 je nasledovná:

• Value group A definuje druh meranej energie (energy type: 0=abstract objects, 1=electricity, 7=gas),
• Value group B definuje číslo kanála (channel number),
• Value group C určuje meranú fyzikálnu veličinu,
• Value group D definuje typ spracovania,
• Value group E definuje následné spracovanie alebo klasifikáciu podľa príslušného algoritmu,
• Value group F určuje ukladanie spracovaných historických dát.

Jednotlivé hodnoty Value group A až F sú vlastne celé čísla v rozsahu 0 až 255.

Pre Value group C a D je možné zadávať i znakové hodnoty a to:

• znak 'C' ako hodnotu 96,
• znak 'F' ako hodnotu 97,
• znak 'L' ako hodnotu 98,
• znak 'P' ako hodnotu 99.

Adresa sa zapisuje v textovom tvare:

A-B:C.D.E*F

Povinne je nutné zadať vždy hodnoty Value group C, D a E. Ostatné neudané hodnoty sa implicitne nastavia na hodnotu 0.

Pre bližšie informácie viď "List of standard OBIS codes and COSEM objects" na lokalite http://www.dlms.com, dokument "List of standardised OBIS codes, DLMS UA, V2.3, (c) Copyright 1997-2005 DLMS User Association".

Literatúra

• DLMS User Association, COSEM Architecture and Protocols, Seventh Edition, (c) Copyright 1997-2009 DLMS User Association (Green book).
• DLMS User Association, COSEM Identification System and Interface Classes, Ed. 10.0, (c) Copyright 1997-2010 DLMS User Association (Blue book).
• International Standard IEC 62056-21, Direct Data Local Exchange, First edition 2002-05.
• International Standard IEC 62056-61, Object Identification System (OBIS), Second edition 2006-11.
• List of standardised OBIS codes, DLMS UA, V2.3, (c) Copyright 1997-2005 DLMS User Association.

Zmeny a úpravy

-

Revízie dokumentu

• Ver. 1.0 - 30. máj 2011 - Vytvorenie dokumentu.
• Ver. 1.1 - 30. január 2019 - Podpora LN adresácie.
• Ver. 1.2 - 11. november 2021 - Podpora TCP/UDP Wrappera a Gateway protokolu