Protocollo IEC 62056-21: cos'è e come si legge un contatore

IEC 62056-21 è lo standard internazionale per lo scambio diretto di dati tra un contatore elettrico e un dispositivo di lettura. Definisce l'interfaccia, di solito la porta ottica, e un protocollo a caratteri: il lettore invia una richiesta, il contatore risponde con la sua identificazione e poi con l'elenco dei valori, ognuno con il suo codice, come 1.8.0 o 2.8.0. Nato per la lettura sul posto, si usa anche sulle porte seriali e attraverso il modem.

Cos'è lo standard IEC 62056-21

Il titolo completo è "Electricity metering - Data exchange for meter reading, tariff and load control - Part 21: Direct local data exchange". L'edizione 1.0 è del 2002 e descrive l'hardware e il protocollo per lo scambio locale di dati tra un contatore e un terminale portatile o un'unità equivalente. In precedenza lo standard era noto come IEC 61107.

Fa parte della serie IEC 62056, la stessa che raccoglie le specifiche DLMS/COSEM. Molti contatori fiscali supportano sia IEC 62056-21 sia DLMS: l'Itron SL7000, per esempio, ha la porta ottica conforme a IEC 62056-21 e usa DLMS-COSEM sulle porte seriali.

Come si legge un contatore con IEC 62056-21

Una lettura segue sempre la stessa sequenza. Su porta seriale i parametri di partenza sono 300 baud, 7 bit di dati, parità pari e 1 bit di stop (7E1).

1. Richiesta: il lettore invia /?! seguito da ritorno a capo. Tra ? e ! si può inserire l'indirizzo del contatore, per esempio /?1!.
2. Identificazione: il contatore risponde con una barra, tre lettere che identificano il costruttore, un carattere che indica la velocità massima e la sigla del modello. Nei Landis+Gyr, per esempio, la risposta inizia con /LGZ4: LGZ è il costruttore e 4 indica 4800 bit/s.
3. Conferma: il lettore risponde con un carattere ACK seguito da tre caratteri, che indicano il protocollo, la velocità scelta e la modalità (lettura dati o programmazione).
4. Dati: il contatore invia l'elenco dei valori, chiuso da un punto esclamativo, dal carattere ETX e da un carattere di controllo (BCC) che permette di verificare che il blocco sia arrivato integro.

Nella risposta di identificazione possono esserci anche altre informazioni. Nei Landis+Gyr della famiglia ZMD, per esempio, la sequenza \2 subito dopo la velocità indica che il contatore è compatibile DLMS.

Cosa contiene la risposta del contatore

Ogni riga ha un codice, il valore tra parentesi e l'unità di misura dopo un asterisco. I codici seguono il sistema OBIS. Qualche esempio del formato, con valori di fantasia:

Il suffisso dopo l'asterisco, come *01, indica i valori congelati dei periodi precedenti. Quali righe compaiono e in che ordine lo decide la configurazione del contatore: nella lettura IEC 62056-21 il contatore invia tutti i dati previsti dalla sua parametrizzazione, nella sequenza stabilita. Su un contatore di produzione, quale tra 1.8.0 e 2.8.0 corrisponde all'energia immessa in rete dipende da come è installato: se ne parla nell'articolo sui registri 1.8.0 e 2.8.0.

Quali sono le modalità del protocollo

Lo standard prevede cinque modalità, indicate con le lettere da A a E. Le descrizioni più diffuse sono queste:

La modalità C è quella indicata, per esempio, per la porta ottica dell'Itron SL7000 e quella implementata nel SATEC EM720. La modalità E è il ponte verso DLMS: dopo la richiesta iniziale, il lettore chiede di passare al protocollo HDLC e da lì la lettura continua in DLMS, con parametri seriali 8 bit, nessuna parità, 1 bit di stop. La DLMS User Association descrive questo passaggio nel suo Green Book.

Lettura dati e modalità programmazione

Oltre alla lettura dei dati, la modalità C permette la modalità programmazione, in cui il lettore può leggere e scrivere singoli valori, per esempio data e ora del contatore. L'accesso è protetto da password: il lettore invia la password con un comando dedicato e solo dopo la conferma del contatore può leggere o scrivere.

Nei contatori Landis+Gyr E650 le password previste sono P1, P2 e W5. Se la protezione è attivata, dopo un numero stabilito di tentativi errati la comunicazione resta bloccata per un tempo che può arrivare a 24 ore. Prima di provare più volte una password, conviene quindi controllare di avere quella giusta.

Come si usa IEC 62056-21 via modem

Anche se è nato per la lettura sul posto, il protocollo passa attraverso qualsiasi collegamento seriale: un cavo RS232 o RS485, un modem GSM con chiamata dati. Per questo, quando un contatore di produzione viene messo in servizio, e-distribuzione chiede di dichiarare i parametri della porta seriale tra contatore e modem, specificando se sono 8N1 o 7E1. Se lettore e contatore non usano gli stessi parametri, la chiamata si apre ma il dialogo non riesce.

Come funziona il resto della catena, cioè modem, SIM e rete, è spiegato nella guida su come comunica un contatore di produzione.

IEC 62056-21 o DLMS: che differenza c'è

Con IEC 62056-21 il contatore restituisce un blocco di dati in chiaro, nell'ordine fissato dalla configurazione. Con DLMS il lettore chiede solo gli oggetti che gli servono, per esempio il profilo di carico di un certo periodo. Quale protocollo usare dipende dal modello e da come è configurato il contatore. Le basi di DLMS sono spiegate in DLMS/COSEM spiegato in modo semplice.

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. L'elenco dei modelli è nella pagina dei contatori supportati.

Domande frequenti

IEC 62056-21 e IEC 61107 sono la stessa cosa?

Sì: IEC 61107 è il nome precedente dello stesso standard, oggi pubblicato come parte 21 della serie IEC 62056.

Cosa significa 1.8.0 nella lettura del contatore?

È il codice OBIS del totale dell'energia attiva importata. 2.8.0 è il totale dell'energia attiva esportata. Le varianti come 1.8.1 indicano le singole fasce tariffarie.

Serve una password per leggere il contatore?

La modalità programmazione è protetta da password. Per la sola lettura dei dati dipende da come è configurato il contatore: conviene averla comunque, insieme al modello e al protocollo.

Che differenza c'è tra la modalità C e la modalità E?

Entrambe partono con la stessa richiesta a 300 baud. Nella C il dialogo prosegue in caratteri ASCII; nella E il lettore può chiedere di passare a un altro protocollo, per esempio HDLC per leggere il contatore in DLMS.