DLMS/COSEM
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 podľa štandardu DLMS/COSEM binárnym HDLC protokolom.
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)
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.
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).
Parametre protokolu stanice
Dialóg konfigurácia stanice - záložka Parametre protokolu.
Ovplyvňujú niektoré voliteľné parametre protokolu. Môžu byť zadané nasledovné parametre protokolu stanice:
Tab. č. 1
Parameter | Popis | Jednotka / rozmer | Náhradná hodnota |
|---|---|---|---|
--- DLMS/HDLC parameters --- |
|
|
|
Application Context | Nastavenie tzv. "Application context" parametra protokolu DLMS/COSEM. Podporený je kontext Short_Name_Referencing_No_Ciphering pre "Short Name (SN) referencing". | Logical_Name_Referencing_No_Ciphering | Short_Name_Referencing_No_Ciphering |
Client MAC Address | HDLC MAC adresa klienta (čiže D2000 KOM procesu). Implicitne je nastavená hodnota 10H čo je rezervovaná hodnota "Public client". Viď dokument "DLMS UA 1000-2 Ed. 7.0", kapitolu 8.4.2.3 "Reserved special HDLC addresses". | 0 .. 7FH | 10H |
HDLC Max_info_field_length-receive parameter | Maximálna dĺžka jedného HDLC frame paketu na strane príjmu zo zariadenia. V prípade problémov v komunikácii (chyby kontrolného súčtu a pod.) odporúčame znížiť hodnotu tohto parametra. |
| 250 |
HDLC Max_info_field_length-transmit parameter | Maximálna dĺžka jedného HDLC frame paketu na strane vysielania do zariadenia. V prípade problémov v komunikácii (chyby kontrolného súčtu a pod.) odporúčame znížiť hodnotu tohto parametra. |
| 250 |
Client Max Receive PDU Size | Maximálna dĺžka PDU (dátového paketu). Jeden PDU môže byť rozdelený do viacerých HDLC frame paketov, podľa nastavenia parametrov protokolu HDLC Max_info_field_length-receive parameter a HDLC Max_info_field_length-transmit parameter. | 0 .. 65535 | 1200 |
No Disconnect | Pri komunikácii so zariadením sa nepoužije príkaz Disconnect po skončení čítania a pri ďalšom vyčítavaní údajov sa vynechá fáza nadväzovania spojenia (správy HDLC mode-setting request a AARQ negotiation request). | YES/NO | NO |
Password | Prístupové heslo do zariadenia. Pokiaľ je zadané, v rámci AARQ Association Request sa použije "Low Level Security" autentifikácia so zadaným heslom. |
|
|
No Browsing | Zákaz online výberu zo zoznamu objektov priamo zo zariadenia pomocou dialógu "DLMS Object List" pri konfigurácii adresy meraného bodu. | YES/NO | NO |
Profile Data Optimization | Viaceré elektromery implementujú optimalizáciu časových dát pri čítaní z profilov (class_id=7). Optimalizácia spočíva v tom, že iba prvý riadok s dátami obsahuje časový údaj, ostatné obsahujú null. Pritom časova pečiatka každého riadku je rovná časovej pečiatke predchádzajúceho riadku plus hodnota atribútu capture_period (4). Pokiaľ je hodnota tohto parametra YES, pred čítaním profilu sa číta obsah atribútu capture_period. Pokiaľ je hodnota tohto parametra NO obsah atribútu capture_period sa nečíta, ale KOM proces sa spolieha na to, že všetky dáta obsahujú časový údaj. Ak tomu tak nie je, dáta z profilu nie sú načítané a logy linky obsahujú chybové hlášky "turn on station parameter 'Profile Data Optimization'". | YES/NO | YES |
Opening Mode | Spôsob otvorenia spojenia so zariadením. Ak je zariadenie nakonfigurované priamo na použitie DLMS/COSEM protokolu na danom rozhraní, nastavte "Direct HDLC". Zvyčajne (napr. vždy pri čítaní cez IR opto rozhranie pomocou čítacej opto hlavice) je však nutné otvárať spojenie protokolom IEC v takzvanom "mode E" s následným prechodom do binárneho protokolu HDLC (čiže DLMS/COSEM). V "mode E" podľa špecifikácie protokolu IEC sa používa nasledovné nastavenie prenosových parametrov:
V prípade nastavenia parametra protokolu "Opening mode" na "IEC mode E" musia byť nastavené uvedené prenosové parametre. V prípade linky kategórie Serial musia byť nastavené v parametroch linky "Mód 1". Viď tiež parameter protokolu "Software 7E1". Nastavenie prenosovej rýchlosti na 300 Baud sa nemusí zvyčajne aplikovať v prípade linky kategórie MODEM. Vtedy je použitá prenosová rýchlosť (tzv. DTE speed) medzi PC a modemom a ak je vyššia ako 300 Baud je nutné zapnúť v príslušnom móde linky parameter "handshaking" na RTS/CTS. Ak je nastavená hodnota parametra "Direct HDLC" tak sa nepredpokladá žiadna dynamická zmena prenosových parametrov a je možné používať ktorýkoľvek mód linky kategórie Serial a nastaviť ho na stanici parametrom "Mód linky". Bližšie informácie viď dokument IEC 62056-21, Electricity metering - Data exchange for meter reading, tariff and load control - Part 21: Direct local data exchange, kapitolu Annex E: "METERING HDLC protocol using protocol mode E for direct local data exchange". Taktiež viď kapitolu "Príklady nastavenia prenosových parametrov". | Direct HDLC | Direct HDLC |
--- IEC Parameters --- | |||
IEC Device Address | Parameter "IEC Device Address" je adresa stanice (zariadenia) a je použitý iba pri nastavení hodnoty "IEC Mode E" parametra protokolu "Opening mode". Parameter je voliteľný. Identifikuje adresu zariadenia v úvodnej fáze komunikácie IEC protokolom. Ak zostane hodnota parametra "IEC Device Address" nevyplnená, adresa sa pri úvodnej IEC komunikácii nenastaví a zariadenie musí odpovedať vždy. V prípade viacerých zariadení na jednej linke (napr. zbernica RS485) musí byť IEC adresa zariadenia nastavená aby boli zariadenia identifikované a nedošlo ku kolízii. Adresa zariadenia je max. 32 znakov zostavených z číslic (0...9), veľkých písmen (A...Z), malých písmen (a...z) alebo medzery ( ). Nuly pred platnou číslicou sú ignorované (t.j. adresa 10203 = 010203 = 000010203). "IEC Device Address" je výrobné číslo zariadenia a v OBIS adresácii má tento register adresu "0-0:C.1.0" - Device ID 1, manufacturing number. Na doleuvedenej fotografii je ako príklad predný panel prístroja EMH LZQJ so spresnením umiestnenia výrobného čísla zariadenia čiže IEC adresy, v tomto prípade je to adresa 563911. Ak je zariadenie vybavené displejom je zvyčajne možné nechať si hodnotu registra "0-0:C.1.0" zobraziť tak ako je to zvýraznené na fotografii. |
| - |
Baudrate Changeover (Z) | Parameter "Baudrate Changeover (Z)" je použitý iba pri nastavení hodnoty "IEC Mode E" parametra protokolu "Opening mode". Určuje prenosovú rýchlosť pre komunikáciu HDLC protokolom DLMS/COSEM po prechode z IEC módu E do binárnej HDLC komunikácie. V prípade linky kategórie Serial musí byť nastavená týmto parametrom vybraná prenosová rýchlosť do "Módu 2" linky. Hodnota AUTO nastaví prenosovú rýchlosť podľa hodnoty ponúknutej priamo zariadením. Ak je problém túto rýchlosť identifikovať, sledujte diagnostické výpisy komunikácie kde je možné nájsť nasledovný výpis, napr.: 10:46:05.809 30-05-2011|D|DLMS> Z Detected: '4' = 4800 Bda podľa neho nastaviť prenosovú rýchlosť ponúkanú zariadením. Binárna HDLC komunikácia protokolom DLMS/COSEM na rozdiel od úvodnej IEC fázy prebieha s odlišnými parametrami, ktoré musia byť nastavené v "Móde 2" linky kategórie Serial:
Viď tiež parameter protokolu "Software 7E1" a kapitolu "Príklady nastavenia prenosových parametrov". | 300 | AUTO |
Software 7E1 | Parameter "Software 7E1" je použitý iba pri nastavení hodnoty "IEC Mode E" parametra protokolu "Opening mode". Nastavenie hodnoty na YES zapína SW emuláciu prenosových parametrov 7 dátových bitov, párna parita pri nastavených prenosových parametroch 8 dátových bitov, žiadna parita (čiže emulácia 7E1 pri nastavení 8N1). Umožňuje to použiť nastavenie "IEC mode E" parametra protokolu "Opening mode" pre linky kategórie SerialOverUDP, ktoré napodporujú dynamické zmeny prenosových parametrov. Taktiež viď kapitolu "Príklady nastavenia prenosových parametrov". | YES/NO | NO |
Wake-up Message Length | Parameter "Wake-up message length" je použitý iba pri nastavení hodnoty "IEC Mode E" parametra protokolu "Opening mode". Nenulová hodnota tohto parametra aktivuje odoslanie tzv. "wake-up správy", ktorá aktivuje komunikačné rozhranie batériovo napájaného zariadenia. Odoslané sú null character znaky (0x00) v počte danom hodnotou parametra. Prenosová rýchlosť musí byť 300 Baud (nastavená v "Móde 1" v prípade použitia linky kategórie Serial). Bližšie informácie viď dokument IEC 62056-21, Electricity metering - Data exchange for meter reading, tariff and load control - Part 21: Direct local data exchange, kapitolu Annex B: "Wake-up methods for battery-operated tariff devices". | 0 .. 120 | 0 |
Delay After Wake-up Message | Parameter "Delay after wake-up message" je použitý iba pri nastavení hodnoty "IEC Mode E" parametra protokolu "Opening mode". V prípade aktivácie tzv. "wake-up" správy určuje oneskorenie po odoslaní "wake-up" správy pred začiatkom vlastnej komunikácie. V prípade linky kategórie Serial odporúčame nastaviť parameter "WaitTxEMPTY" v danom móde linky. Dokument IEC 62056-21 odporúča nastavenie parametra na hodnoty 1,5 až 1,7 s. | ms | 0 |
--- Send/receive parameters --- | |||
Wait First Timeout | Oneskorenie po odvysielaní výzvy pred čítaním odpovede. | ms | 100 ms |
Wait Timeout | Oneskorenie medzi čítaniami odpovede do jej skompletovania. | ms | 200 ms |
Max Wait Retry | Počet opakovaní čítania odpovede do jej skompletovania. | 1 .. 100 | 20 |
Retry Timeout | Oneskorenie medzi opakovaním výzvy v prípade chyby komunikácie. | ms | 500 ms |
Retry Count | Počet opakovaní výzvy v prípade chyby komunikácie. | 1 .. 20 | 3 |
--- Modem parameters --- | |||
Modem Telephone Number | Telefónne číslo pre modemové spojenie so zariadením (iba linky kategórie MODEM). |
|
|
Dial Timeout | Maximálna doba čakania na vytáčané modemové spojenie (iba linky kategórie MODEM). | 1 .. 600 s | 60 s |
Dial Retry Count | Maximálny počet opakovaní pokusov o vytáčané modemové spojenie (iba linky kategórie MODEM). | 1 .. 20 | 1 |
Dial Retry Timeout | Oneskorenie pred ďalším pokusom o vytáčané spojenie po neúspešnom pokuse o spojenie (iba linky kategórie MODEM). | 1 .. 600 s | 30 s |
After Connect Delay | Oneskorenie po úspešnom vytvorení vytáčaného modemového spojenia (iba linky kategórie MODEM) pred vlastným začiatkom komunikácie. Slúži na ustálenie modemového spojenia hlavne pri starších typoch modemov. Po uplynutí tohto časového limitu sú prečítané a ignorované všetky nadbytočne prijaté znaky (zvyšky modemovej AT komunikácie). | 0 .. 30 s | 5 s |
AT Command 1 | Špeciálny inicializačný string modemu číslo 1 (iba linky kategórie MODEM). |
| AT&FE0V1Q0B0X3L0M0 |
AT Command 2 | Špeciálny inicializačný string modemu číslo 2 (iba linky kategórie MODEM). Vysvetlenie niektorých odporúčaných nastavení: S37=5 1200bps DTE-DTE speed - obmedzenie rýchlosti pre modemy. Mnohé zariadenia sú osadené modemami s obmedzenou prenosovou rýchlosťou a takéto nastavenie urýchli proces pripojenia. Vyššie prenosové rýchlosti treba testovať jednotlivo. &D2 DTR drop to hangup - pre zladenie s parametrom modemovej linky (konf. linky, záložka "Modem - parametre", zaškrtnite voľbu "Use DTR for Hangup"). S0=0 Disable auto-answer. Auto-answer nie je použitý. S30=2 20 sec inactivity timeout - automatické rozpojenie spojenia po uplynutí doby nečinnosti. Nutné pre zabezpečenie rozpadu spojenia po komunikácii s posledným zariadením.
|
| ATS37=5&D2S0=0S7=60S30=2 |
--- Debug parameters --- | |||
HDLC Debug | Zobrazenie ladiacich informácií úrovne HDLC protokolu. | YES/NO | NO |
Full Debug | Vysoká úroveň sledovania komunikácie, zobrazujú sa načítané hodnoty meraných bodov a iné ladiace informácie. | YES/NO | NO |
Príklady nastavenia prenosových parametrov
Príklad č.1, linka kategórie Serial, komunikácia IR opto hlavicou.
Mód linky č.1 | 300 Baud, 7 dátových bitov, 1 stop bit, párna parita |
Mód linky č.2 | 300 Baud, 8 dátových bitov, 1 stop bit, žiadna parita |
Opening Mode | IEC mode E |
Baudrate Changeover (Z) | 300 |
Software 7E1 | NO |
Príklad č.2, linka kategórie Serial, komunikácia IR opto hlavicou.
Mód linky č.1 | 300 Baud, 8 dátových bitov, 1 stop bit, žiadna parita |
Mód linky č.2 | 300 Baud, 8 dátových bitov, 1 stop bit, žiadna parita |
Opening Mode | IEC mode E |
Baudrate Changeover (Z) | 300 |
Software 7E1 | YES |
Príklad č.3, linka kategórie Serial, komunikácia RS232/RS485 rozhraním.
Mód linky č.1 | 4800 Baud, 8 dátových bitov, 1 stop bit, žiadna parita |
Opening Mode | Direct HDLC |
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
Data | Základná trieda s hodnotou dátovej entity prístupnou cez atribút "value". | ||||
Atribúty | Typ hodnoty atribútu | Popis atribútu | Podpora v D2000 | ||
1. | logical_name (static) | octet-string (text) | OBIS adresa dátovej entity prezentovanej inštanciou tejto triedy. | Áno, ako samostatný meraný bod | |
2. | value (dynamic) | CHOICE (viď tab. podporovaných typov hodnôt atribútov) | Vlastná hodnota dátovej entity. | Áno, hodnota entity | |
Register | Trieda s hodnotou dátovej entity prístupnou cez atribút "value", automaticky sa aplikuje násobiaci koeficient získaný statickým atribútom "scaler_unit". | ||||
Atribúty | Typ hodnoty atribútu | Popis atribútu | Podpora v D2000 | ||
1. | logical_name (static) | ||||