13.5.2022

Komunikácia - DLMS a koncentrátor Iskraemeco AC750

Protokol DLMS/COSEM (známy tiež ako štandard IEC 62056) slúži na komunikáciu s meračmi energií (elektromery, plynomery a iné) je podporovaný v aplikačnom serveri Ipesoft D2000 už vyše 10 rokov. O tom, ako funguje, aké spôsoby adresácie podporuje a ako môže D2000 komunikovať aj s desiatkami tisíc elektromerov, si môžete prečítať blog Komunikácia – DLMS/COSEM protokol.

Dnes by som sa chcel zamerať na komunikáciu s koncentrátorom (gatewayom) AC750 od renomovaného slovinského výrobcu elektromerov Iskraemeco.

Koncentrátor AC750 je zariadenie, ktoré sa na jednej strane pripojí do siete Ethernet alebo do mobilnej siete cez zabudovaný 3G modem, na druhej strane vytvára tzv. PLC (Power Line Communication) – sieť, po ktorej komunikuje s elektromermi po 220 V kábloch (AC750 umožňuje využiť na komunikáciu všetky tri fázy). Nie je tak nutné ťahať komunikačné káble (Ethernet či sériové) až k jednotlivým elektromerom, resp. osadzovať každý elektromer vlastnou SIM kartou. Ako bonus disponuje aj RS-485 rozhraním na komunikáciu s elektromermi osadenými sériovým komunikačným portom.

Za zmienku stojí, že komunikácia po PLC je štandardizovaná – gateway AC750 sa tak vie dohovoriť s elektromermi Iskraemeco ale aj napr. Landis-Gyr.

Koncentrátor zvláda autonómny zber dát z elektromerov, ktoré následne pomocu SOAP protokolu prenáša do nadradeného systému. Vie fungovať aj ako smerovač, ktorý prenáša výzvy nadradeného systému do elektromera a odpovede elektromera opačným smerom. Tento režim sme využili aj my.

Obrázok 1 - Webové rozhranie koncentrátora AC750 od Iskraemeco

Ako je možné dostať data z elektromerov do D2000? Na komunikáciu je nutné použiť TCP spojenie na gateway na port 5005. Dáta na rozdiel od sériovej komunikácie nie sú zabalené do HDLC obálky, ale majú obálky hneď dve:

Vonkajšiu obálku tvorí tzv. Wrapper header. Táto obálka sa používa v rámci DLMS protokolu pre dáta prenášané cez TCP a UDP. Má štyri 2-bajtové polia (Version, Source wPort, Destination wPort a Length). Prvé tri polia bolo potrebné nastaviť na 1, posledné udáva dĺžku prenášaných dát.

Obrázok 2- definícia Wrapper header z DLMS štandardu Green Book

Vnútornú obálku tvorí hlavička Gateway Protokolu. Tento sa používa na rozlíšenie cieľového zariadenia, ktorému sú dáta určené. Obsahuje polia Header (1 bajt, výzva 0xE6 alebo odpoveď 0xE7), Network ID (číslo siete, prípadne 0 ak je ku gatewayu pripojená iba jedna sieť), Address length (dĺžka adresy zariadenia) a Physical device address (adresa zariadenia).

Obrázok 3 - definícia hlavičky Gateway protokolu z DLMS štandardu Green Book

V našom prípade bola fyzickou adresou 8-bajtová MAC adresa elektromera na PLC sieti. Adresy elektromerov sme zistili z webovej stránky gatewaya AC750. Gateway slúži ako „network coordinator“ PLC siete a okrem iného im prideľuje aj adresy – zaujímavosťou je, že sa používajú 16-bajtové IPv6 adresy.

Obrázok 4- zoznam elektromerov a ich MAC adresy

Samozrejme bolo nutné podporiť obe obálky - Wrapper Protocol Data Unit a Gateway Protokol - na strane D2000. Protokolové parametre konfigurované na úrovni stanice boli preto rozšírené o sekcie TCP/UDP Wrapper parameters a Gateway parameters a bol rozšírený aj význam parametra Opening mode,  ktorý doteraz ponúkal možnosti komunikácie cez HDLC a IEC mode E (používané na sériových linkách). Pribudli možnosti TCP/UDP Wrapper (komunikácia priamo s elektromerom cez TCP/UDP) a TCP/UDP Wrapper + Gateway protocol (komunikácia s elektromerom prostredníctvom gatewaya cez TCP/UDP).

Obrázok5 -konfigurácia parametrov protokolu DLMS v D2000 na objekte typu Stanica. Zmenenéparametre sú farebne odlíšené.

Pri práci s gatewayom sme narazili na jednu komplikáciu. Komunikácia medzi gatewayom a a elektromermi môže prebiehať cez UDP port 4059 (štandardný port pridelený DLMS protokolu) alebo cez port 61616. Komunikácia cez port 61616 sa používa pre pomalé “power line” komunikácie a dáta sú oproti štandardnej komunikácii komprimované.

Problém bol, že elektromery boli nastavené na použitie portu 4059, ale gateway na port 61616, takže bolo nutné nastavenia zjednotiť. Následne sa komunikácia s elektromermi rozbehla a bolo možné vyčítavať data.

S analýzou, prečo gateway neodpovedá na výzvy, nám pomohli ochotní zamestnanci servisného oddelenia firmy Iskraemeco. Ďakujeme!

Obrázok 6 - zoznam OBIS kódov vyčítaný z elektromera

Záver

DLMS protocol je dnes preferovaným a často používaným komunikačným protokolom pre zber dát z elektromerov (ale aj meračov iných druhov energie). Podpora komunikácie cez DLMS Gateway v aplikačnom server reálneho času Ipesoft D2000 dáva našim zákazníkom a OEM partnerom možnosť používať aj zariadenia ako je Gateway AC750 od renomovanej slovinskej firmy Iskraemeco a tak ponúknuť cenovo optimálne riešenie pre inštalácie, ktoré zahŕňajú desiatky alebo stovky elektromerov zapojených v rámci jednej nízkonapäťovej vetvy.

3.12.2021, Ing. Peter Humaj, www.ipesoft.com

Iné blogy