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DLMS/COSEM: lo esencial del protocolo de medidores

Qué es DLMS/COSEM, cómo modela un medidor con objetos y códigos OBIS, quién es cliente y servidor y qué exige la regulación colombiana.

Por Shadai García, CEO e ingeniero de protecciones de Tiza Group.

cliente(HES)medidor = servidor COSEMRegistroOBIS · atributos: valor, unidadPerfil de cargaOBIS · valores por intervaloRelojOBIS · fecha y horaControl de desconexiónOBIS · método: abrir, cerrarRegistro de eventosOBIS · hechos del medidorcliente (HES)servidor (medidor)solicitud de asociaciónasociación aceptadaleer atributo del objeto OBISvalor, unidad y horainvocar método «abrir»confirmaciónse lee un atributo; se ordena con un métodoDiálogoAsociaciónObjeto OBISAtributoMétodo© tizagrp.comcliente(HES)medidor = servidor COSEMRegistroOBIS · atributos: valor, unidadPerfil de cargaOBIS · valores por intervaloRelojOBIS · fecha y horaControl de desconexiónOBIS · método: abrir, cerrarRegistro de eventosOBIS · hechos del medidorcliente (HES)servidor (medidor)solicitud de asociaciónasociación aceptadaleer atributo del objeto OBISvalor, unidad y horainvocar método «abrir»confirmaciónse lee un atributo; se ordena con un métodoDiálogoAsociaciónObjeto OBISAtributoMétodo© tizagrp.com
DLMS/COSEM: objetos, códigos OBIS, atributos y métodos. Ubicación en el sistema y principio de funcionamiento. Ilustrativo: los valores reales salen de la placa y del manual del fabricante.
Respuesta corta

DLMS/COSEM es el conjunto de especificaciones que permite que medidores y sistemas centrales de fabricantes distintos se entiendan. COSEM modela el medidor como un conjunto de objetos de clases normalizadas, OBIS da a cada dato un código único y DLMS define cómo se pide y se envía. La Resolución CREG 101 001 de 2022 lo exige en la medición avanzada colombiana.

Por qué existe DLMS/COSEM

Un medidor de energía produce decenas de datos: energía activa y reactiva por sentido, tensiones, corrientes, demanda, eventos, estado del relé de corte. Si cada fabricante los nombra y los entrega a su manera, el sistema central de una empresa queda atado a un solo proveedor. DLMS/COSEM resuelve ese problema con un lenguaje común para describir un medidor y para hablar con él.

La Resolución CREG 101 001 de 2022 lo adopta para la medición avanzada colombiana. Exige el protocolo DLMS/COSEM, suite 1, con función de no repudio, según la norma IEC 62056, y no acepta migrar a protocolos cerrados o propietarios. Esta guía explica el concepto; no reemplaza las especificaciones, que publica la DLMS User Association.

Las piezas

La asociación DLMS User Association mantiene las especificaciones y las agrupa en libros:

LibroQué describe
Blue BookEl modelo COSEM y el sistema de identificación OBIS
Green BookLa capa de aplicación DLMS, las capas inferiores y los perfiles de comunicación
White BookEl glosario de términos de COSEM

Estas especificaciones se adoptan en la familia de normas IEC 62056, que es la que cita la regulación colombiana.

COSEM: el medidor como un conjunto de objetos

COSEM no describe el circuito del medidor, sino lo que el sistema central puede leer y ordenar. Cada función del medidor se modela como un objeto, y cada objeto pertenece a una clase de interfaz normalizada. Las clases forman una biblioteca extensible: la especificación admite hasta 65 535 clases de interfaz.

Un ejemplo ayuda a entender la idea, sin entrar al detalle de cada clase:

  • Un registro guarda un valor con su unidad, como la energía activa acumulada.
  • Un perfil de carga guarda una serie de valores por intervalos, que es la curva de consumo.
  • Un reloj guarda la fecha y la hora del medidor.
  • Un control de desconexión representa el relé de corte y reconexión.
  • Un registro de eventos guarda los hechos: apertura de tapa, falta de tensión, cambios de configuración.

Cada objeto tiene atributos, que son los datos que guarda, y métodos, que son las acciones que acepta. Leer la energía acumulada es leer un atributo. Ordenar un corte es invocar un método del objeto de desconexión.

Como el modelo es el mismo para todos, un sistema central puede preguntar a cualquier medidor «¿qué objetos tienes?» y recibir una lista que entiende.

OBIS: el nombre de cada dato

Cada objeto se identifica por un código OBIS. El código tiene una estructura fija y asigna valores a los datos de medida de uso común. El mismo código sirve para identificar el nombre lógico de una instancia de objeto, el dato que viaja por la línea de comunicación y el dato que se muestra en la pantalla del medidor.

El OBIS no se limita a electricidad: sus códigos identifican también el gas, el agua o la energía térmica. Los códigos están controlados por la DLMS User Association, de modo que no hay códigos propios de cada fabricante para los datos normalizados.

DLMS: cómo se pide y se envía

La capa DLMS define el diálogo. Funciona con un modelo cliente-servidor:

  • Servidor: el dispositivo final, normalmente el medidor.
  • Cliente: el sistema de adquisición de datos o el concentrador.

El cliente abre una asociación con el servidor, pide o escribe atributos, invoca métodos y cierra la sesión. El medidor responde. Esa estructura permite que el mismo diálogo viaje por distintos medios: la especificación es independiente de la tecnología de comunicación y define perfiles que la ubican sobre capas inferiores. Las tecnologías de comunicaciones AMI llevan los mismos mensajes DLMS.

La seguridad se aplica en la capa de aplicación: esta puede aplicar, verificar y retirar protección criptográfica cuando se necesita. El requisito de no repudio de la resolución colombiana se apoya en esa capacidad. Los algoritmos y los niveles se toman de las especificaciones oficiales y del proveedor del medidor.

Una lectura de energía con DLMS/COSEM
  1. Asociación. El cliente se presenta al medidor y acuerda el nivel de seguridad
  2. Selección del objeto. Se identifica por su código OBIS
  3. Lectura del atributo. El medidor devuelve el valor con su unidad y estampa de tiempo
  4. Cierre de la asociación. Termina la sesión
  5. Registro en el sistema. El dato pasa a gestión de datos

Qué tener en cuenta al comprar o integrar

  • Declaración de objetos. Pida la lista de objetos y de códigos OBIS que implementa cada modelo de medidor, y compárela con lo que necesita el sistema: energía por sentido, perfil de carga, eventos, control de desconexión.
  • Perfiles de comunicación. Compruebe que el medidor use un perfil compatible con la red elegida.
  • Seguridad. Defina el nivel de autenticación y de cifrado y quién guarda las claves. Las claves de un medidor no deben ser las de fábrica.
  • Pruebas de interoperabilidad. Exija pruebas con el sistema central real y no solo declaraciones de cumplimiento.
  • Pantalla del medidor. Como el mismo OBIS rotula la pantalla, el técnico en campo puede comparar el dato local con el que llega al sistema.

Errores frecuentes

  • Suponer que «DLMS» basta. Dos medidores que dicen cumplir DLMS/COSEM pueden implementar objetos distintos. Lo que cuenta es la lista de objetos.
  • Dejar la configuración de seguridad por defecto. Un medidor con claves de fábrica en producción es una puerta abierta; vea IEC 62351 y ciberseguridad industrial IEC 62443 como criterios de diseño.
  • Ignorar la hora. Un perfil de carga con la hora desviada asigna el consumo a intervalos equivocados.
  • No documentar los códigos OBIS usados. Años después nadie sabe qué dato era cuál.

Para ampliar, vea qué es la medición inteligente, la arquitectura AMI: medidor, concentrador y sistema central y la lectura, el corte y la reconexión remota.

Dónde puede ayudarle Tiza Group

El diálogo entre un medidor y un sistema central se integra como cualquier protocolo de campo: se define el mapa de datos, se verifica la comunicación, se prueban los casos de falla y se documenta. En Tiza Group trabajamos integración a SCADA y gateways y ingeniería de comunicaciones. Si necesita integrar medidores a su sistema, escríbanos y le cotizamos. La lectura de un medidor desde un SCADA maestro, con saludo, clave, lectura y cierre, se describe en IEC 61107: lectura de medidores por protocolo.

Guías relacionadas

Referencias

  • Familia de normas IEC 62056 (intercambio de datos de medidores): catálogo público de la IEC, webstore.iec.ch.
  • DLMS User Association, Core Specifications, dlms.com/core-specifications: Blue Book, Green Book y White Book.
  • Resolución CREG 101 001 de 2022: exigencia de DLMS/COSEM, suite 1, con no repudio.

Preguntas frecuentes

¿Qué significan DLMS y COSEM?

DLMS es la especificación del mensaje: cómo un sistema pide datos a un medidor y cómo este responde. COSEM es la especificación del modelo: qué objetos tiene un medidor y qué significa cada uno. Juntos se denominan DLMS/COSEM y están adoptados en la familia de normas IEC 62056.

¿Qué es un código OBIS?

Es el código con el que se identifica cada dato de un medidor, como la energía activa importada o la tensión de una fase. El código tiene una estructura fija que asigna valores a los datos de medida de uso común. El mismo código identifica el dato en la comunicación y en la pantalla del medidor.

¿Un medidor DLMS/COSEM de un fabricante funciona con el sistema central de otro?

Es el objetivo del estándar, pero la interoperabilidad real depende de qué objetos y qué opciones implementa cada fabricante. Por eso conviene exigir pruebas de interoperabilidad con el sistema central antes de comprar, además de la declaración de cumplimiento.

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