IEC62056-DLMS-COSEM培训

1、IEC62056/DLMS/COSEM IEC62056/DLMS/COSEM 协议协议学习交流2022年2月21日一、一、如何接触到的如何接触到的DLMS 1、厂站终端需要接入、厂站终端需要接入DLMS协议电表协议电表 （1 1）山东省网关口兰吉尔）山东省网关口兰吉尔Q Q表的接入表的接入。 兰吉尔公司在山东省网推广DLMS协议 山东省网在关口计量点推广DLMS协议 山东省公司组织相关厂家到兰吉尔公司培训 （2 2）吉林、江西电网关口）吉林、江西电网关口Actaris SL7000Actaris SL7000电能表的接入电能表的接入。 吉林现场首次遇到Actaris表 江西省网关电能量系统升

2、级时有部分Actaris表需要接入2、黑龙江电能信息采集系统上行协议采用、黑龙江电能信息采集系统上行协议采用62056 （1 1）系统规划时上行协议与电表协议均采用）系统规划时上行协议与电表协议均采用6205662056协议协议 制定了上行和下行协议的规范 （2 2）实际实施时仅上行协议采用了）实际实施时仅上行协议采用了6205662056协议协议 下行部分保留了DL/T645-1997协议目的： 通过DLMS协议将电表的相关数据采集到终端内，满足数据采集的要求。目的： 以黑龙江62056协议建立的模型构建载波集中器，满足相关的功能及通信要求。二、目前对二、目前对DLMSDLMS协议理解的局限

3、性协议理解的局限性1、缺乏整体性认识、缺乏整体性认识 （1 1）简单的、局部的理解与应用）简单的、局部的理解与应用。 只熟悉链路层、不理解应用层 不熟悉配套规范 对62056协议组没有系统的学习和理解 （2 2）不理解）不理解6205662056协议的设计思想协议的设计思想。 建模的方式构建系统与产品 面向对象的设计方法保证灵活性与扩展性2、停留于满足通信要求的层次、停留于满足通信要求的层次 （1 1）简单的应用）简单的应用DLMSDLMS完成数据通信的需求完成数据通信的需求 终端目的：完成数据的采集或远传 （2 2）未涉及深层次的应用）未涉及深层次的应用 如：多重身份认证与权限管理、复杂对象

4、的构建与访问冰山一角3、未开发基于、未开发基于DLMS配套规范的产品配套规范的产品 （1 1）面向国际市场开发满足国际标准的产品）面向国际市场开发满足国际标准的产品 被广泛接受的国际标准，国际市场入门证 （2 2）DLMSDLMS认证与认证与DLMSDLMS用户协会成员用户协会成员 尚未走出的第一步：获得DLMS认证 远期目标：成为DLMS用户协会成员三、协议的制定三、协议的制定 IEC TC13就电能测量与负荷控制设备制定了一套完整的国际标准体系IEC62051IEC62059。其中的IEC62056(抄表、费率和负荷控制的数据交换)是该标准体系的核心内容之一，包含设备语言报文规范DLMS和

5、能源计量配套规范COSEM两个主要部分，即DLMS/COSEM。DLMS UA负责协调DLMS的应用和COSEM的维护。 DLMS/COSEM试图以一个标准满足自由市场中所有计量仪表与自动抄表AMR系统的应用要求，将兼容性、独立性、扩展性作为其实现目标。兼容性即不同厂商产品相互兼容、新开发产品与现存产品(库存/在用)兼容；独立性即产品与通信介质、制造厂商等无关；扩展性即易于对现存系统进行扩展(仪表具备即插即用特性)、仪表功能可扩展。所有这些的关键在于互操作性的实现与认证。 四、协议模型四、协议模型IEC62056-62（2002）接口类ICIEC62056-61（2002）对象识别系统OBIS

6、IEC62056-53（2002）COSEM应用层IEC62056-52（2004）DLMS服务器通讯协议管理IEC62056-51（1998）应用层协议IEC62056-47 （待发布）用于IP网络的COSEM传输层IEC62056-46（2002）应用HDLC协议的数据链路层IEC62056-42（2002）面向连接的异步数据交换的物理层服务和规程IEC62056-41（2004）使用广域网络的数据交换：PSTNIEC62056-32（待发布）本地基带信号网络的使用IEC62056-31（1999）本地双绞线载波信号网络的使用IEC62056-21（2002）直接本地数据交换IEC6205

7、6标准体系遵循开放系统互联协议模型，具有分层结构，目前的主要组成如下：五、信息模型五、信息模型 为了将互操作性引入仪表数据交换，DLMS UA在已有标准基础上建立了一套用于仪表数据交换的规则能源计量配套规范COSEM(Companion Specification for Energy Metering)，包含对象标识系统OBIS(IEC62056-61)和接口类IC(IEC62056-62) 两部分。 DLMS/COSEM采用面向对象的解决方案，定义了能耗仪表的信息模型COSEM对象模型(其特点见表2)，用标准化方式对消息内容进行格式化。这样，抄表主机便能以相同的格式获取仪表数据，而与制造商

8、和能源类型无关。这种面向对象的解决方案对于自由开放的市场是必须的，它能更加灵活地处理繁杂的用户需求，适应尚未知晓的未来需求。COSEM 对象模型的特点标准的数据标识对象标识系统OBIS完整的数据属性名称-值-量程-单位明确的属性限定最大值/最小值、缺省值标准的数据类型整数、无符号数、数组等标准的方法复位、增加、删除等可扩展能添加专属属性和方法，新增对象(最近新增损耗补偿、高级电能质量对象)版本信息保留使用过的旧版本的有关内容，从而使新旧版本兼容。六、接口类六、接口类 COSEM仪表对象模型将仪表呈现在其外部通信接口上的各种功能标准化为一套通用的“仪表功能构件”接口对象，具有相同特征的对象被归纳

9、为一个类，称作接口类。每个接口类有一个2字节的类标识(最多可标识65536个类，足以满足目前与未来各种应用需求。其中类标识08191由DLMS UA定义、类标识819232767留作制造商专属接口类、类标识3276865535留作用户集团专属接口类)，所有接口类的集合成为标准类库。简单和复杂数据的存储数据1寄存器3扩展寄存器4需量寄存器5曲线类7仪表功能控制时钟8寄存器激活6时间表10动作日历20特殊日表11脚本表9单一动作时间表22寄存器监视器21访问控制逻辑名(LN)联结15短名(SN)联结12SAP分配17七、类举例七、类举例时钟类数据类寄存器类曲线类时间表类寄存器监视类动作日历LN联结

10、SN联结SAP访问IEC本地端口设置类MODEM配置类自动应答类自动拨号类IEC HDLC设置类TCP-UDP设置类IPv4设置类以太网设置类PPP设置类八、对象举例八、对象举例 时钟广播脚本表定时抄表脚本表集中器全局复位脚本暂停抄表脚本表恢复抄表脚本表重新抄表脚本表时间表单个动作时间表集中器特定功能对象集中器抄表日 集中器抄表开始/结束时间集中器广播校时时间 集中器事件计数器当前值 集中器版本信息 集中器表计管理信息 集中器表计抄读信息 集中器最近一次抄表时间信息 集中器开关设置状态字 集中器事件曲线 事件对象 电能表基本参数表地址对象 电能表基本参数对象 中继表号参数捕获对象 电能表中继路

11、由信息电能表抄读信息 电能表抄读信息对象重点表计的抄表间隔时间重点表计清单九、九、COSEM COSEM 服务器模型服务器模型COSEM服务器为服务器为3层体系结构层体系结构 第1层：物理设备（Physical device） 第2层：逻辑设备（Logical device） 第3层：可访问的COSEM对象（Accessible COSEM objects） 十、十、COSEM COSEM 逻辑设备逻辑设备COSEM逻辑设备是一组COSEM对象，每个物理设备将包含一个“管理逻辑设备”。COSEM逻辑设备可由其唯一的COSEM逻辑设备名标识，设备名可从 “SAP分配表”接口类的范例或者COSEM

12、对象“COSEM逻辑设备名” 中检索。逻辑设备名由最多16个八位字节串定义，前三个八位字节唯一标识设备制造商。制造商负责保证其余八位字节串（最多13个八位字节）的唯一性。要访问服务器端的COSEM对象，首先要建立一个应用连接，创建一个可以相互通信的语境。这个语境主要包含：应用语境的信息COSEM语境的信息使用身份验证机制的信息其它 这些信息包含在一个称之为“连接” 的特定COSEM对象中，标准定义了两种连接对象，一种是连接使用短名引用的连接对象（association SN），另一种是使用逻辑名引用的连接对象（association LN）。服务器可对在客户机与服务器之间建立的应用连接授予不同

13、的访问权限。访问权限涉及一组COSEM对象可视对象，这组对象可以在给定的连接内进行访问“可看见”。此外，对这组COSEM对象的属性与方法的访问也受该连接的限制（例如，某些客户机只能读一个COSEM对象的某特定属性）。客户机通过读取相应的连接对象的“object_list”属性可以获得可见的COSEM对象列表（“连接窗口”）。利用连接对象所提供的特定方法，在已建立的应用连接内，可以获得对于属性的访问权（只读、只写，读和写）和方法的可用性等方面的更多信息下列对象是每个COSEM逻辑设备的必需部分，使用该逻辑设备应用连接中的GET/READ方法可以访问这些对象。COSEM逻辑设备名对象当前连接（LN

14、或SN）对象 十一、访问十一、访问COSEMCOSEM服务器的步骤服务器的步骤建立连接访问SAP（属性2-SAP分配列表 ），获取访问点分配表清单访问某个逻辑设备的LN或SN连接对象（属性2-对象清单），获取可见的COSEM对象清单访问所需的COSEM对象（任意属性或方法）断开连接十一、访问十一、访问COSEMCOSEM服务器的步骤（续）服务器的步骤（续）SAP分配表（SAP Assignment）01class_id = 17, version = 0属性数据类型Min. Max. Def1. logical_name (static)2. SAP_assignment_list (stat

15、ic)octet-stringasslist_type0方法m/o 1. connect_logical_device ( )o 属性说明SAP_assignment_list（SAP分配列表）包含物理设备中所有逻辑设备及其SAP地址的列表。asslist_type := array asslist_elementasslist_element := structureSAP: instance specific; (见下面的注)logical_device_name: octet-string方法说明connect_logical_device(data)（连接逻辑设备）连接一个逻辑设备到一

16、个SAP。连接到SAP 0将切断设备与SAP的连接。多个的设备不能连接到一个SAP上(SAP 0除外)。data := asslist_element.SAP分配表分配表(SAP assignment ) 十一、访问十一、访问COSEMCOSEM服务器的步骤（续）服务器的步骤（续）连接连接LN (Association LN) 连接LN （Association LN）0.MaxNbofAssclass_id = 15, version = 0属性数据类型Min.Max.Def.1. logical_name (static) 2. object_list (static) 3. associ

17、ated_partners_id 4. application_context_name 5. xDLMS_context_info 6. authentication_mechanism_name7. LLS_secret 8. association status octet-stringobject_list_typeassociated_partners_typeapplication-context-namexDLMS-context-typemechanism-nameoctet-stringenum方法m/o 必选/可选 1. reply_to_HLS_authenticatio

18、n 2. change_HLS_secret 3. add_object 4. remove_object oooo 十一、访问十一、访问COSEMCOSEM服务器的步骤（续）服务器的步骤（续）连接连接SN (Association SN) 连接SN（Association SN）0.nclass_id = 12, version = 1属性数据类型Min. Max. Def.1. logical_name (static) 2. object_list (static) octet-stringobjlist_type方法m/o 1. reserved from previous versi

19、ons 2. reserved from previous versions3. read_by_logicalname 4. get_attributes&methods 5. change_LLS_secret 6. change_HLS_secret 7. reserved from previous versions8. reply_to_HLS_authentication ooooooo 十一、访问十一、访问COSEMCOSEM服务器的步骤（续）服务器的步骤（续）网络/GPRS/CDMA设置对象1 1class_id = 1class_id = 1version = 0ve

20、rsion = 0Attribute(s)Attribute(s)Data typeData typeMin.Min.Max.Max.Def.Def.1.logic_name2.valueoctet-stringstructure *网络/GPRS/CDMA参数访问某一访问某一COSEM对象对象 (网络网络/GPRS/CDMA参数为例参数为例 ) 数据内容数据内容数据格式数据格式字节字节数数IP地址Octet string4端口地址Octet string2IP地址Octet string4端口地址Octet string2网关地址Octet string4端口地址Octet string2代

21、理服务器地址Octet string4代理服务器端口Octet string2接入号码ASCII16APNASCII16虚拟专网用户名ASCII16、虚拟专网密码ASCII16域名ASCII50DNSOctet string4工作模式bitstring1心跳周期unsigned1GPRS掉线重连间隔unsigned1GPRS停用启始时间Octet string5GPRS停用结束时间Octet string5* 网络/GPRS/CDMA相关参数十二、客户机十二、客户机COSEMCOSEM应用层服务应用层服务1 1、建立应用连接、建立应用连接COSEM-OPEN.request原语语义如下：COS

22、EM-OPEN.request(Protocol_Connection_Parameters,DLMS_Version_Number,DLMS_Conformance,Client_Max_Receive_PDU_Size,ACSE_Protocol_Version,Application_Context_Name,Calling_Authentication_Value,Implementation_Information,User_Information,Service_Class)COSEM-OPEN.confirm原语语义如下：COSEM-OPEN.confirm(Protocol_C

23、onnection_Parameters,Local_or_Remote,Result,Failure_type,DLMS_Version_Number,DLMS_Conformance,Server_Max_Receive_PDU_Size,ACSE_Protocol_Version,Application_Context_Name,Application_Ids_and_Titles,Security_Mechanism_Name,Responding_Authentication_Value,Implementation_Information)十二、客户机十二、客户机COSEMCOSE

24、M应用层服务（续）应用层服务（续）2 2、断开应用连接、断开应用连接COSEM-RELEASE .request原语语义如下：COSEM-RELEASE.request(User-Information,)COSEM-RELEASE.confirm原语语义如下：COSEM-RELEASE.confirm(ResultFailure_type User-Information)十二、客户机十二、客户机COSEMCOSEM应用层服务（续）应用层服务（续）3 3、Client/ServerClient/Server类型的数据通信服务类型的数据通信服务COSEM客户机提供的服务包括：与COSEM接口对

25、象的属性相关的服务：GET (.request, .confirm)SET (.request, .confirm)与COSEM接口对象的方法相关的服务：ACTION (.request, .confirm)十二、客户机十二、客户机COSEMCOSEM应用层服务（续）应用层服务（续）3 3、Client/ServerClient/Server类型的数据通信服务类型的数据通信服务( (续）续）GET.request原语语义如下：GET.request(Invoke_Id,Priority,Service_Class,Request_type,Attribute_descritor, (Attri

26、bute_descriptor,)Block_no,)COSEM_Attribute_descriptor(COSEM_Class_Id,COSEM_Object_Instance_id,COSEM_Object_Attribute_id,Access_Selection_Parameters)GET.request原语语义如下：GET.request(Invoke_Id,Priority,Service_Class,Request_type,Attribute_descriptor, Attribute_descriptor , ,Block_Number,Data, Data, )COSE

27、M_Attribute_descriptor(COSEM_Class_Id,COSEM_ Object_Instance_Id,COSEM_ Object_Attribute_Id,Access_Selection_ParametersGET.confirm(Invoke_Id,Priority,Invoke_idPriority,Response_type,Result,Result,Block_Number,)SET.confirm(Invoke_Id,Priority,Response_type,Result Result, ,Block_Number)十二、客户机十二、客户机COSEM

28、COSEM应用层服务（续）应用层服务（续）4 4、数据通信服务典型流程、数据通信服务典型流程十二、客户机十二、客户机COSEMCOSEM应用层服务（续）应用层服务（续）4 4、数据通信服务典型流程、数据通信服务典型流程( (续续) )十三、十三、数据链路层报文格式数据链路层报文格式十四、报文实例十四、报文实例1.读取读取GPRSCDMA参数设置参数设置发送 ：7e a0 1c 00 02 04 03 03 dc bb 47 e6 e6 00 c0 01 / Get request normal02 / Invoke id and priority00 01 / class100 00 19 0

29、4 80 ff / Logic name 02 00 / Attribute 26c ea 7e接收 ：7e a0 67 03 00 02 04 03 fc 1d dc e6 e7 00 c4 01 / get response normal02 / invoke id and priority00 / by data02 13 09 04 3d b4 a1 07 / 主IP = 61.180.161.709 02 07 e4 /IP = 202009 04 3d b3 a1 07 / 备IP = 61.179.161.709 02 07 e4 /IP = 202009 04 ff ff ff

30、 ff / 网关 = 255.255.255.25509 02 07 e4 / IP = 202009 04 ff ff ff ff / 代理服务器 = 255.255.255.25509 02 07 e4 / IP = 20200a 00 / 接入号码0a 05 43 4d 4e 45 54 / APN = CMNET0a 00 / 虚拟专网用户名0a 00 / 虚拟专网密码0a 00 / 域名09 04 ff ff ff ff / DNS = 255.255.255.25504 08 00 / 工作模式11 06 / 心跳周期（分钟）11 00 / GPRS掉线重连间隔（=立即重连）09

31、05 ff ff ff ff ff / GPRS信用起始时间（年月日时分）09 05 ff ff ff ff ff / GPRS停用结束时间（年月日时分）89 35 7e十四、报文实例（续）十四、报文实例（续）2. 设置设置GPRSCDMA参数设置参数设置发送（一） ：7e a0 89 00 02 04 03 03 10 ac 88 e6 e6 00 c1 02 /Set Request With First Datablock02 /invoke id and priority00 01 /class100 00 19 04 80 ff /logic name = 0.0.25.4.128.

32、25502 /attribute200 /Selective access descriptor03 00 /LAST BLOCK = FALSE06 00 00 00 01 /block number = 109 64 /Len = 10002 13 09 04 3d b4 a1 07 09 02 07 e4 09 04 3d b3 a1 07 09 02 07 e4 09 04 ff ff ff ff 09 02 07 e4 09 04 ff ff ff ff 09 02 07 e4 0a 10 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00

33、 0a 10 43 4d 4e 45 54 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 000a 10 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 0a 10 00 0090 95 7e接收 （一）：7e a0 17 03 00 02 04 03 40 b6 b2 e6 e7 00 c5 02 /Set Response Datablock02 /06 00 00 00 01 /block number = 14b 30 7e发送（二） ：7e a0 78 00 02 04 03 03 32 38 82 e6 e6 00 c1

34、 03 / Set Request With Datablock02 03 ff /LAST BLOCK = TRUE06 00 00 00 02 /block number09 5d /string len = 93. . .00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 0a 32 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00

35、00 00 00 00 09 04 ff ff ff ff 04 02 00 11 06 11 00 09 05 14 0b 14 13 0f 09 05 14 0b 14 13 0f ba 01 7e接收（二） ：7e a0 18 03 00 02 04 03 52 d1 98 e6 e7 00 c5 03 / Set Response Last Datablock02 /InvokeID01 /Result06 00 00 00 02 /Block Number a3 90 7e十五、短名（十五、短名（SNSN）访问）访问lCOSEM服务器在给定的连接中既可使用LN引用，也可使用SN引用，

36、这在建立应用连接时协商确定。lCOSEM客户机通常使用LN连接，如欲使用SN引用与服务器通信，LN服务要映射到SN服务。 l服务器使用LN引用时，客户机应用层提供以下的服务集：GET服务(.request, .confirm);SET服务(.request, .confirm);ACTION服务(.request, .confirm);EventNotification服务(.indicate);l服务器使用SN引用时，服务集如下:READ服务(.indication, . response);WRITE服务(.indication, . response);UNCONFIRMED WRITE 服务(.indication);InformationReport服务(.request).l为了能够在不同的服务集间进行映射（map），客户应用层包含一个被称为Client SN_MAPPER的附加协议组件。十五、短名（十五、短名（SNSN）访问）访问( (续）续）服务器引用SN（短名）时，上述服务通过客户机控制功能（见图6）以下列方式映射到相应的xDLMS服务（comp. IEC 61334-4-41）。客户机侧xDLMS服务（LN引用）服务器侧xDLMS服务（SN引用）GET.requestReadRequestGET.confirmReadResponseSET.reques