Was ist DLMS/COSEM?
DLMS (Device Language Message Specification) ist das Kommunikationsprotokoll, und COSEM (Companion Specification for Energy Metering) definiert das Objektmodell — zusammen bilden sie den Standard IEC 62056, der von der DLMS User Association gepflegt wird. Er wurde geschaffen, um ein reales Problem zu lösen: Jeder Zählerhersteller verwendete sein eigenes proprietäres Protokoll, was Versorgungsunternehmen zwang, separate Integrationen für jedes Modell zu pflegen. DLMS/COSEM standardisierte, wie Zähler ihre Daten veröffentlichen — unter Verwendung von COSEM-Objekten, die durch OBIS-Codes identifiziert werden — und ist heute das obligatorische Protokoll in regulierten Energiemärkten in Europa, Lateinamerika und weiten Teilen Asiens.
Das RS485-Kabel ist nur der physische Transport — die Bits, die darüber laufen, bedeuten nichts ohne ein Protokoll, das sie interpretiert. Bei der intelligenten Messtechnik (AMI) ist dieses Protokoll fast immer DLMS/COSEM: der offene Standard, der definiert, wie ein Zähler seine Energie-, Leistungs-, Qualitäts- und Ereignisdatensätze veröffentlicht und wie ein zentrales System sie abfragt. Dieser Artikel behandelt das konzeptionelle Modell; wenn Sie die konkrete Implementierung pro Zähler suchen, springen Sie zum Begleitleitfaden am Ende.
Was ist DLMS/COSEM?
Das Akronym besteht aus zwei Teilen, die es sich lohnt zu trennen:
- COSEM (Companion Specification for Energy Metering, IEC 62056-6) ist das Objektmodell: Es definiert, dass ein Zähler typisierte «Register» (Energy, Demand, Clock, Load Profile, Disconnect Control, etc.) bereitstellt, jedes mit Attributen und Methoden.
- DLMS (Device Language Message Specification, IEC 62056-5-3) ist das Nachrichtenprotokoll, das verwendet wird, um diese Objekte über eine serielle Verbindung (RS485, optisch) oder IP zu lesen und zu schreiben.
In der Praxis bedeutet «DLMS/COSEM mit einem Zähler sprechen»: eine authentifizierte Sitzung öffnen, das Attribut eines durch einen OBIS-Code identifizierten Objekts anfordern und seinen Wert mit der richtigen Einheit empfangen.
Die Stack-Schichten
DLMS/COSEM steht nicht allein. Bei einem typischen seriellen Zähler sieht der Stack von oben nach unten so aus:
| Schicht | Komponente | Rolle |
|---|---|---|
| Anwendung | COSEM | Objektmodell: Register, Profile, Methoden |
| Nachrichtenaustausch | DLMS / xDLMS (APDUs) | Get, Set, Action, Event Notification |
| Verbindung | HDLC (IEC 62056-46) | Rahmen mit Adressierung, Flusskontrolle und CRC |
| Physisch | RS485 / RS232 / óptico IEC 62056-21 | Elektrische Pegel, Baudrate, Parität |
Über IP ist der Stack ähnlich, ersetzt aber HDLC durch eine gekapselte Version (DLMS/COSEM Wrapper IEC 62056-47), die über TCP läuft. Die COSEM-Anwendungsschicht ist identisch — dies ermöglicht es denselben AMI-Plattformen, mit seriellen Zählern und IP-Zählern zu kommunizieren, ohne das Objektmodell zu ändern.
Das OBIS-Codesystem
Jedes physische Zählerregister hat einen OBIS-Code (Object Identification System) aus 6 durch Punkte getrennten Zahlen, zum Beispiel 1.0.1.8.0.255 = gesamte importierte Wirkenergie. Dieses System ermöglicht es den AMI-Plattformen, Zähler verschiedener Hersteller ohne herstellerspezifischen Code abzufragen — es genügt, den OBIS-Code des gewünschten Registers zu kennen.
| OBIS-Code | Register |
|---|---|
1.0.1.8.0.255 | Gesamte importierte Wirkenergie (kWh) |
1.0.2.8.0.255 | Gesamte exportierte Wirkenergie (kWh) |
1.0.32.7.0.255 | Momentanspannung Phase L1 (V) |
1.0.99.1.0.255 | Load Profile 1 — erfasstes Lastprofil |
0.0.96.1.0.255 | Seriennummer des Zählers |
Sicherheit: Authentifizierung und Verschlüsselung
DLMS/COSEM definiert drei Anwendungssicherheitsstufen, die alle beim Öffnen der Sitzung ausgehandelt werden:
- Lowest Level Security (LLS) — keine Authentifizierung. Nur für optische Ports bei lokaler Ablesung verwendet.
- Low Level Security (LLS mit Passwort) — 8-stelliges Passwort im Handshake. Ausreichend für Zähler in unregulierten Märkten.
- High Level Security (HLS) — gegenseitige Authentifizierung mit Challenge-Response. Die HLS5-Variante verwendet AES-GCM 128/256 und signiert mit GMAC pro Nachricht, was die Authentizität und Integrität jedes APDUs garantiert. Dies ist die heute von den meisten regulierten Versorgungsunternehmen geforderte Option.
Das Gateway verhandelt den höchsten vom Zähler unterstützten Sicherheitslevel und bewahrt die Schlüssel in seinem eigenen Speicher — niemals im Klartext in den AMI-Plattformen.
Warum DLMS/COSEM der AMI-Standard in LATAM ist
Die lokalen Vorschriften (CREG in Kolumbien, ANEEL in Brasilien, CFE in Mexiko) haben ihre AMI-Anforderungen an die IEC-62056-Familie angeglichen. Das bedeutet, dass jedes Gateway oder zentrale System, das auf dem regulierten Markt tätig sein möchte, muss nativ DLMS/COSEM sprechen. Für einen IoT-Gateway-Hersteller deckt die Out-of-the-Box-Unterstützung dieser Kombination den Großteil des regulierten Marktes in der Region ab.
Andererseits ist es im unregulierten Markt (Industrie, Handel, solarer Eigenverbrauch) noch üblich, Zähler mit Modbus TCP oder anderen proprietären Protokollen zu finden. Dort muss das Gateway zweisprachig sein — ein einzelnes Gerät, das mit einem Zähler DLMS und mit einem anderen Modbus spricht, alles über denselben TCP-Kanal an die AMI-Plattformen gesendet.
Praktische Implementierung
Um zu sehen, wie sich dieses Modell in Kabel und Feldkonfiguration übersetzt — RS485-Pinout, Standard-Seriengeschwindigkeit, LLS- vs. HLS-Authentifizierung pro Zähler, App-Befehle — lesen Sie den Begleitleitfaden am Ende des Artikels.