DLMS/COSEM è lo standard con cui molti contatori elettrici scambiano dati con i sistemi di lettura. COSEM descrive il contatore come un insieme di oggetti, come registri, profili di carico e orologio, ognuno con un codice OBIS; DLMS definisce come il sistema di lettura chiede questi oggetti al contatore e come li riceve. Le specifiche sono della DLMS User Association e sono pubblicate dalla IEC nella serie IEC 62056.
Cos'è DLMS/COSEM
DLMS sta per Device Language Message Specification. COSEM in origine significava Companion Specification for Energy Metering; oggi la DLMS User Association lo scioglie in Comprehensive Semantic Model for Energy Management, perché il modello si usa anche oltre l'energia elettrica.
Secondo la DLMS User Association, le specifiche sono in uso da oltre 30 anni e sono indipendenti dal mezzo di comunicazione. Sono raccolte in alcuni volumi:
- il Blue Book, che descrive il modello a oggetti COSEM e il sistema di identificazione OBIS;
- il Green Book, che descrive il livello applicativo DLMS, i livelli inferiori e i profili di comunicazione;
- il White Book, il glossario dei termini.
Le stesse specifiche sono pubblicate dalla IEC nella serie IEC 62056, da ANSI e da CENELEC come EN 62056.
Come funziona DLMS/COSEM
Il Green Book riassume l'approccio in tre passi:
- Modellare: le funzioni del contatore sono rappresentate da oggetti, istanze di classi standard. Un registro di energia è un oggetto della classe "Register", con un nome logico, un valore e un fattore di scala con l'unità di misura. Il profilo di carico è un oggetto della classe "Profile generic", che conserva i valori registrati in un buffer.
- Scambiare messaggi: il sistema di lettura usa servizi per leggere o scrivere gli attributi degli oggetti e per richiamarne i metodi, per esempio l'azzeramento di un registro.
- Trasportare: i messaggi viaggiano su un profilo di comunicazione. Il Green Book ne prevede diversi: quello a tre livelli basato su HDLC, quello su TCP-UDP/IP, e altri per PLC, M-Bus e reti a bassa potenza.
In pratica il lettore non riceve un elenco fisso di valori: chiede il singolo oggetto che gli serve, per esempio il profilo di carico di un certo periodo, e il contatore risponde solo con quello.
Cosa sono i codici OBIS
OBIS (Object Identification System) è il sistema che dà un nome univoco a ogni oggetto COSEM. Deriva dal sistema EDIS della norma tedesca DIN 43863-3 ed è stato esteso molte volte. Il nome logico (logical_name) di ogni oggetto contiene il suo codice OBIS.
Per leggere un valore, il sistema indica la classe dell'oggetto (per esempio la classe 3, "Register"), il suo codice OBIS e l'attributo che vuole, per esempio il valore. Nelle letture e sui display si vede spesso la forma abbreviata del codice: 1.8.0 indica il totale dell'energia attiva importata. Se ne parla anche nell'articolo sul protocollo IEC 62056-21, che usa gli stessi codici.
Client, server e associazioni
In DLMS/COSEM il contatore è il server e il sistema di lettura è il client. Ogni sessione ha tre fasi:
- apertura di un'associazione applicativa tra client e server, cioè una connessione logica con le sue regole e i suoi permessi;
- scambio dei messaggi;
- chiusura dell'associazione.
Il contatore distingue i client e dà a ciascuno diritti diversi. Nell'Itron SL7000, per esempio, sono previsti più client, ognuno con la sua password: il laboratorio dell'azienda elettrica con lettura e scrittura complete, il personale sul campo, il lettore con lettura completa e poche scritture (come l'orologio), il cliente finale in sola lettura. Per leggere un contatore DLMS servono quindi l'indirizzo del client da usare e la password corrispondente.
DLMS/COSEM è sicuro?
Il Green Book spiega che la sicurezza è prevista fin dall'inizio: identificazione e autenticazione di client e server, diritti di accesso agli attributi e ai metodi di ogni oggetto all'interno dell'associazione, messaggi cifrati. Le edizioni più recenti trattano anche l'uso di certificati digitali. Quali di questi siano attivi su un contatore dipende dal modello, dal firmware e dalla configurazione.
Che differenza c'è tra DLMS e IEC 62056-21
| IEC 62056-21 | DLMS/COSEM | |
|---|---|---|
| Formato | Caratteri ASCII leggibili | Messaggi binari codificati |
| Cosa restituisce | Tutti i dati previsti dalla configurazione, nell'ordine stabilito | Solo gli oggetti richiesti |
| Accesso | Password per la programmazione | Client distinti con password e diritti propri |
| Trasporto | Porta ottica o seriale, anche via modem | Profili diversi: HDLC su seriale e modem, TCP/IP e altri |
Il manuale del Landis+Gyr E650 lo spiega così: la lettura IEC 62056-21 segue un protocollo predefinito, mentre DLMS permette di leggere i valori uno per uno, senza dover ricevere anche quelli che non servono. I due protocolli possono convivere: con la modalità E di IEC 62056-21 una lettura parte come IEC e prosegue in DLMS su HDLC.
DLMS nei contatori fiscali
Molti modelli installati negli impianti di produzione supportano DLMS accanto a IEC 62056-21:
- nei Landis+Gyr della famiglia ZMD l'identificazione del contatore indica se è compatibile DLMS;
- nell'Itron SL7000 le porte seriali usano DLMS-COSEM, la porta ottica anche IEC 62056-21;
- l'Iskraemeco MT880 supporta IEC 62056-21 e DLMS/COSEM.
Anche quando due contatori parlano entrambi DLMS, i dati non sono sempre organizzati allo stesso modo: canali del profilo di carico, unità e fattori di scala dipendono dalla configurazione. Per questo, prima di leggere, serve sapere modello e impostazioni. Una panoramica dei principali costruttori è in Landis+Gyr, Iskraemeco, Itron: leggere i contatori via GSM; la catena modem e SIM è spiegata nella guida su come comunica un contatore di produzione.
Come legge enerdata
enerdata legge i contatori fiscali via GSM con i protocolli IEC 1107 e DLMS, con un solo motore per contatori di produttori diversi, e mostra curve e registri nello stesso formato per ogni modello. I dettagli sono nella pagina sulla telelettura dei contatori.
Domande frequenti
DLMS e COSEM sono la stessa cosa?
No, sono due parti dello stesso standard: COSEM è il modello a oggetti del contatore, DLMS è il modo in cui i messaggi per leggerli e scriverli sono costruiti e scambiati.
Cos'è un codice OBIS?
È il nome standard di un dato del contatore. Per esempio 1.8.0 indica il totale dell'energia attiva importata e 2.8.0 quello dell'energia esportata.
Un contatore DLMS si legge con qualsiasi software DLMS?
Non basta il protocollo: servono anche l'indirizzo del client, la password e la conoscenza di come è configurato il contatore, per esempio quali canali contiene il profilo di carico.
DLMS funziona anche su chiamata dati GSM?
Sì: tra i profili di comunicazione c'è quello basato su HDLC, che si usa su collegamenti seriali e via modem. Esistono anche profili su TCP/IP per i collegamenti a pacchetto.
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