Протоколы передачи данных: DLMS/COSEM (СПОДЭС)

Протоколы передачи данных — это набор правил и соглашений, которые определяют, как устройства обмениваются информацией друг с другом. В контексте систем учета и автоматизации (например, с приборами учета электроэнергии, воды, газа и тепла), протоколы определяют формат данных, способы их передачи и контроль ошибок. В данной статье мы подробнее разберем один из основных протоколов передачи данных - DLMS/COSEM.

Что из себя представляет DLMS/COSEM и СПОДЭС?

DLMS/COSEM (Device Language Message Specification / Companion Specification for Energy Metering) — это международный стандарт для обмена данными с интеллектуальными приборами учета, широко используемый в энергетике, коммунальных службах и других отраслях. Этот протокол позволяет системам автоматического сбора данных получать информацию от приборов учета (счетчиков электроэнергии, воды, газа и тепла) и управлять ими.

СПОДЭС (спецификация протокола обмена данными электронных счетчиков) представляет собой единый открытый протокол передачи информации с электронных приборов учета на устройство удаленного сбора данных, разработанный ПАО «Россети» на базе протокола DLMS/COSEM для обеспечения эффективной и безопасной передачи данных. Утвержден в качестве национального стандарта Российской Федерации ГОСТ Р 58940-2020 «Требования к протоколам обмена информацией между компонентами интеллектуальной системы учета и приборами учета» и введен в действие с 1 января 2021 года.

Особенности протокола

• Гибкость и масштабируемость
  Протокол может быть адаптирован для различных типов устройств и данных. Это позволяет использовать его для разных приборов учета — от простых счетчиков воды до сложных многофункциональных счетчиков электроэнергии.

• Модель данных COSEM
  COSEM предоставляет стандартизированную модель данных для описания объектов прибора. Каждый объект имеет определенные атрибуты и методы, которые могут быть прочитаны, изменены или удалены. Это позволяет передавать не только показатели потребления, но и дополнительные данные, такие как временные метки, журналы событий и параметры сети.

• Многоуровневая безопасность
  DLMS/COSEM поддерживает различные уровни безопасности, включая аутентификацию пользователей, шифрование данных и контроль доступа. Это делает протокол безопасным для использования в критических инфраструктурах, таких как системы энергоснабжения.

• Многоуровневый протокол связи
  Протокол может работать через различные каналы связи: проводные (например, PLC — Power Line Communication, Ethernet) и беспроводные (например, GSM, GPRS, NB-IoT, Wi-Fi). Это позволяет интегрировать приборы учета в сети разного типа и масштаба.

• Совместимость с интеллектуальными сетями
  Протокол широко используется в умных энергосетях благодаря поддержке двусторонней связи. Он не только передает данные о потреблении, но и позволяет удаленно управлять приборами учета, обновлять прошивки и отключать/включать устройства.

Обмен данными в DLMS/COSEM

Рассмотрим пример взаимодействия системы управления и прибора учета через DLMS/COSEM:

• Инициализация соединения в режиме нормальной передачи данных (SNRM)
  SNRM — это команда, посылаемая клиентом для инициализации соединения в режиме нормальной передачи данных.
  Когда сервер (например, счетчик) получает команду SNRM, он должен вернуть кадр UA, который подтверждает успешное установление связи на канальном уровне.

• Установление ассоциации между клиентом и сервером (AARQ)
  AARQ используется для того, чтобы клиент мог установить логическую сессию с сервером и определить параметры связи, такие как уровень безопасности, способ аутентификации и контекст прикладного уровня.
  Когда сервер получает запрос AARQ, он отправляет в ответ пакет AARE (Association Response), который либо подтверждает успешное установление ассоциации, либо сообщает об ошибке.
  После успешной ассоциации клиент получает доступ к данным прибора учета, таким как показания, журналы событий и другие параметры.

• Чтение данных (GET Request)
  Команда GET Request используется для чтения данных (например, показаний энергии, журналов событий) с сервера клиентом. Эта команда инициирует запрос на получение значений атрибутов объектов COSEM на прикладном уровне.
  На запрос GET Request сервер (счетчик) отвечает сообщением GET Response, которое содержит запрошенные данные.

• Завершение сессии
  После завершения обмена данными клиент закрывает логическую ассоциацию посредством команды Release Request. Сервер подтверждает завершение ассоциации ответом в виде Release Response. После завершения логической ассоциации, физическое соединение также закрывается.

Заключение

Протокол DLMS/COSEM (СПОДЭС) стал стандартом для систем учета и управления энергоресурсами благодаря своей гибкости, надежности и безопасности. Он поддерживает множество различных типов данных и способов связи, что делает его идеальным для использования в интеллектуальных сетях и автоматизированных системах сбора данных. Интеграция DLMS/COSEM с современными технологиями связи и защиты данных обеспечивает эффективный и безопасный обмен информацией между приборами учета и системами управления.