IEC 62056-21:2002
(Main)Electricity metering - Data exchange for meter reading, tariff and load control - Part 21: Direct local data exchange
Electricity metering - Data exchange for meter reading, tariff and load control - Part 21: Direct local data exchange
Describes hardware and protocol specifications for local meter data exchange. In such systems, a hand-held unit (HHU) or a unit with equivalent functions is connected to a tariff device or a group of devices.
This publication is of high relevance for Smart Grid.
Equipements de mesure de l'énergie électrique - Echange des données pour la lecture des compteurs, le contrôle des tarifs et de la charge - Partie 21: Echange des données directes en local
Décrit le matériel et les protocoles des échanges de données de compteurs effectués en local. Dans ces systèmes, un terminal de saisie portable (TSP) ou un appareil aux fonctions équivalentes est connecté à un ou plusieurs appareils de tarification.
General Information
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL IEC
STANDARD
62056-21
First edition
2002-05
Electricity metering –
Data exchange for meter reading, tariff and
load control –
Part 21:
Direct local data exchange
This English-language version is derived from the original
bilingual publication by leaving out all French-language
pages. Missing page numbers correspond to the French-
language pages.
Reference number
Publication numbering
As from 1 January 1997 all IEC publications are issued with a designation in the
60000 series. For example, IEC 34-1 is now referred to as IEC 60034-1.
Consolidated editions
The IEC is now publishing consolidated versions of its publications. For example,
edition numbers 1.0, 1.1 and 1.2 refer, respectively, to the base publication, the base
publication incorporating amendment 1 and the base publication incorporating
amendments 1 and 2.
Further information on IEC publications
The technical content of IEC publications is kept under constant review by the IEC,
thus ensuring that the content reflects current technology. Information relating to this
publication, including its validity, is available in the IEC Catalogue of publications
(see below) in addition to new editions, amendments and corrigenda. Information on
the subjects under consideration and work in progress undertaken by the technical
committee which has prepared this publication, as well as the list of publications
issued, is also available from the following:
• IEC Web Site (www.iec.ch)
• Catalogue of IEC publications
The on-line catalogue on the IEC web site (www.iec.ch/searchpub) enables you to
search by a variety of criteria including text searches, technical committees and
date of publication. On-line information is also available on recently issued
publications, withdrawn and replaced publications, as well as corrigenda.
• IEC Just Published
This summary of recently issued publications (www.iec.ch/online_news/ justpub) is
also available by email. Please contact the Customer Service Centre (see below)
for further information.
• Customer Service Centre
If you have any questions regarding this publication or need further assistance,
please contact the Customer Service Centre:
Email: custserv@iec.ch
Tel: +41 22 919 02 11
Fax: +41 22 919 03 00
INTERNATIONAL IEC
STANDARD
62056-21
First edition
2002-05
Electricity metering –
Data exchange for meter reading, tariff and
load control –
Part 21:
Direct local data exchange
IEC 2002 Copyright - all rights reserved
No part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means, electronic or mechanical,
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Commission Electrotechnique Internationale
International Electrotechnical Commission
Международная Электротехническая Комиссия
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62056-21 IEC:2002 – 3 –
CONTENTS
FOREWORD.9
INTRODUCTION.13
1 Scope.15
2 Normative references.15
3 Terms, definitions and abbreviations .17
3.1 Terms and definitions .17
3.2 Abbreviations.19
4 Physical properties .19
4.1 Electrical current loop interface.19
4.2 Electrical interface V.24/V.28 .23
4.3 Optical interface .25
4.3.1 Construction of the reading head.25
4.3.2 Characteristic data of the magnet.25
4.3.3 Arrangement of components in the tariff device.29
4.3.4 Alignment .29
4.3.5 Optical characteristics.29
5 Character transmission .33
5.1 Type of transmission.33
5.2 Transmission speed.33
5.3 Signal quality.33
5.4 Character format .33
5.5 Character code.33
5.6 Character security .33
6 Data transmission protocol.35
6.1 General .35
6.2 Calculation of the block check character .35
6.3 Message definitions .37
6.3.1 Request message .37
6.3.2 Identification message .37
6.3.3 Acknowledgement/option select message .37
6.3.4 Data message (except in programming mode).37
6.3.5 Acknowledgement message.37
6.3.6 Repeat-request message .37
6.3.7 Programming command message .39
6.3.8 Programming command message using optional partial blocks.39
6.3.9 Data message (programming mode) .39
6.3.10 Data message (programming mode) using optional partial blocks .39
6.3.11 Error message (programming mode) .39
6.3.12 Break message (programming mode).39
6.3.13 Block message (other protocols) .39
6.3.14 Explanations of message contents .41
62056-21 IEC:2002 – 5 –
6.4 Communication modes .47
6.4.1 Protocol mode A .47
6.4.2 Protocol mode B .49
6.4.3 Protocol mode C .53
6.4.4 Protocol mode D .61
6.4.5 Protocol mode E (other protocols) .61
6.4.6 Entering programming mode (unknown tariff device) .63
6.4.7 Partial block communication (optional, only in protocol mode C) .65
6.5 Syntax diagrams.71
6.5.1 Readout mode .73
6.5.2 Programming mode .75
6.6 Data set structure .77
Annex A (normative) Flow chart for direct local data exchange protocol, protocol mode C .81
Annex B (normative) Wake-up methods for battery-operated tariff devices.85
Annex C (informative) Formatted codes.89
Annex D (informative) Levels of access – system security . 127
Annex E (normative) METERING HDLC protocol using protocol mode E for direct local
data exchange . 129
Bibliography . 137
Index . 139
Figure 1 – Circuit diagrams .23
Figure 2 – Construction of the reading head .25
Figure 3 – Characteristic data of the magnet .27
Figure 4 – View into optical port .29
Figure 5 – Test arrangement for the transmitter.31
Figure 6 – Test arrangement for the receiver .31
Figure 7 – Setting up a block check character (example according to ISO/IEC 1155) .35
Figure 8 – Diagram protocol mode A .47
Figure 9 – Transmission protocol for protocol mode A .49
Figure 10 – Diagram protocol mode B .51
Figure 11 – Transmission protocol for protocol mode B.51
Figure 12 – Diagram protocol mode C .55
Figure 13 – Transmission protocol for protocol mode C giving data readout without
acknowledgement from the HHU .57
Figure 14 – Transmission protocol for protocol mode C giving data readout with
confirmation of the suggested baud rate .57
Figure 15 – Transmission protocol for protocol mode C giving data readout with rejection
of the suggested baud rate.59
Figure 16 – Transmission protocol for protocol mode C. Switching to programming mode
with acceptance of the suggested baud rate .59
62056-21 IEC:2002 – 7 –
Figure 17 – Transmission protocol for protocol mode C. Switching to programming mode
with rejection of the suggested baud rate.59
Figure 18 – Diagram protocol mode D .61
Figure 19 – Transmission protocol for protocol mode D .61
Figure 20 – Diagram for entering programming mode .63
Figure 21 – Example of a partial block unformatted read.67
Figure 22 – Example of a partial block formatted write.69
Figure 23 – Example of a partial block formatted write (with errors) .71
Figure 24 – Syntax diagrams – readout mode .73
Figure 25 – Syntax diagrams – programming mode – command.75
Figure 26 – Syntax diagram – programming mode – answer .77
Figure 27 – Data set structure .77
Figure A.1 – Flow chart for direct local data exchange protocol, protocol mode C.81
Figure B.1 – The start sequence for battery-operated devices.85
Figure B.2 – Diagram for the start sequence of battery-operated devices by fast
wake-up mode .87
Figure C.1 – Example of channel types.91
Figure C.2 – Register coding diagram.97
Figure C.3 – Bit assignment for group data. 111
Figure C.4 – Vector diagrams for quadrants I to IV . 125
Figure E.1 – Entering protocol mode E (HDLC). 129
Figure E.2 – Flow chart and switchover to METERING HDLC in protocol mode E. 131
Figure E.3 – Physical layer primitives . 133
Figure E.4 – Physical layer primitives, simplified example with one mode change only . 133
Table 1 – Electrical interface .19
Table 2 – Read, Write and Execute commands .65
62056-21 IEC:2002 – 9 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION
___________
ELECTRICITY METERING –
DATA EXCHANGE FOR METER READING,
TARIFF AND LOAD CONTROL –
Part 21: Direct local data exchange
FOREWORD
1) The IEC (International Electrotechnical Commission) is a worldwide organization for standardization comprising
all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of the IEC is to promote
international co-operation on all questions concerning standardization in the electrical and electronic fields. To
this end and in addition to other activities, the IEC publishes International Standards. Their preparation is
entrusted to technical committees; any IEC National Committee interested in the subject dealt with may
participate in this preparatory work. International, governmental and non-governmental organizations liaising
with the IEC also participate in this preparation. The IEC collaborates closely with the International Organization
for Standardization (ISO) in accordance with conditions determined by agreement between the two
organizations.
2) The formal decisions or agreements of the IEC on technical matters express, as nearly as possible, an
international consensus of opinion on the relevant subjects since each technical committee has representation
from all interested National Committees.
3) The documents produced have the form of recommendations for international use and are published in the form
of standards, technical specifications, technical reports or guides and they are accepted by the National
Committees in that sense.
4) In order to promote international unification, IEC National Committees undertake to apply IEC International
Standards transparently to the maximum extent possible in their national and regional standards. Any
divergence between the IEC Standard and the corresponding national or regional standard shall be clearly
indicated in the latter.
5) The IEC provides no marking procedure to indicate its approval and cannot be rendered responsible for any
equipment declared to be in conformity with one of its standards.
The International Electrotechnical Commission (IEC) draws attention to the fact that it is
claimed that compliance with this International Standard may involve the use of a maintenance
service concerning the stack of protocols on which the present standard IEC 62056-21 is
based.
The IEC takes no position concerning the evidence, validity and scope of this maintenance
service.
The provider of the maintenance service has assured the IEC that he is willing to provide
services under reasonable and non-discriminatory terms and conditions with applicants
throughout the world. In this respect, the statement of the provider of the maintenance service
is registered with the IEC. Information may be obtained:
Manufacturer's identification, item 12) of 6.3.2: from
The FLAG Association, UK
www.dlms.com/flag
Enhanced identification character, item 24) of 6.3.2: from
DLMS User Association
Geneva / Switzerland
www.dlms.ch
62056-21 IEC:2002 – 11 –
International Standard IEC 62056-21 has been prepared by IEC Technical Committee 13:
Equipment for electrical energy measurement and load control.
This first edition IEC 62056-21 cancels and replaces the second edition of IEC 61107
published in 1996 and constitutes a technical revision.
The text of this standard is based on the following documents:
FDIS Report on voting
13/1271/FDIS 13/1277/RVD
Full information on the voting for the approval of this standard can be found in the report on
voting indicated in the above table.
Annexes A, B and E form an integral part of this standard.
Annexes C and D are for information only.
This publication has been drafted in accordance with the ISO/IEC Directives, Part 3.
The committee has decided that the contents of this publication will remain unchanged until
2006. At this date, the publication will be
• reconfirmed;
• withdrawn;
• replaced by a revised edition, or
• amended.
62056-21 IEC:2002 – 13 –
INTRODUCTION
IEC TC 13 has the task of preparing standards for data exchange for the purposes of meter
reading, tariff and load control, and consumer information using various alternative
communication media, with reference to ISO and ITU standards.
Meter data exchange can be local or remote. This part of IEC 62056 is restricted to local data
exchange, whereas remote data exchange is covered by other standards of the IEC 62056
series.
62056-21 IEC:2002 – 15 –
ELECTRICITY METERING –
DATA EXCHANGE FOR METER READING,
TARIFF AND LOAD CONTROL –
Part 21: Direct local data exchange
1 Scope
This part of IEC 62056 describes hardware and protocol specifications for local meter data
exchange. In such systems, a hand-held unit (HHU) or a unit with equivalent functions is
connected to a tariff device or a group of devices.
The connection can be permanent or disconnectable using an optical or electrical coupling. An
electrical interface is proposed for use with a permanent connection, or when more than one
tariff device needs to be read at one site. The optical coupler should be easily disconnectable
to enable data collection via an HHU.
The protocol permits reading and programming of tariff devices. It is designed to be particularly
suitable for the environment of electricity metering, especially as regards electrical isolation
and data security. While the protocol is well-defined, its use and application are left to the user.
This standard is based on the reference model for communication in open systems. It is
enhanced by further elements such as an optical interface, protocol controlled baud rate
switchover, data transmission without acknowledgement of receipt. The protocol offers several
modes for implementation in the tariff device. The HHU or equivalent unit acts as a master
while the tariff device acts as a slave in protocol modes A to D. In protocol mode E, the HHU
acts as a client and the tariff device acts as a server.
As several systems are in practical use already, particular care was taken to maintain
compatibility with existing systems and/or system components and their relevant protocols.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text,
constitute provisions of this International Standard. At the time of publication, the editions
indicated were valid. All normative documents are subject to revision, and parties to
agreements based on this International Standard are encouraged to investigate the possibility
of applying the most recent editions of the normative documents indicated below. Members of
IEC and ISO maintain registers of currently valid International Standards.
IEC 60050-300:2001, International Electrotechnical Vocabulary (IEV) – Electrical and electronic
measurements and measuring instruments – Part 311: General terms relating to measurements
– Part 312: General terms relating to electrical measurements – Part 313: Types of electrical
measuring instruments – Part 314: Specific terms according to the type of instrument
62056-21 IEC:2002 – 17 –
IEC 62051:1999, Electricity metering – Glossary of terms
IEC 62056-42:2002, Electricity metering – Data exchange for meter reading, tariff and load
control – Part 42: Physical layer services and procedures for connection oriented
asynchronous data exchange
IEC 62056-46:2002, Electricity metering – Data exchange for meter reading, tariff and load
control – Part 46: Data link layer using HDLC-protocol
IEC 62056-53:2002, Electricity metering – Data exchange for meter reading, tariff and load
control – Part 53: COSEM application layer
ISO/IEC 646:1991, Information technology – ISO 7-bit coded character set for information
interchange
ISO/IEC 1155:1978, Information processing – Use of longitudinal parity to detect errors in
information messages
ISO/IEC 1177:1985, Information processing – Character structure for start/stop and
synchronous character-oriented transmission
ISO/IEC 1745:1975, Information processing – Basic mode control procedures for data
communication systems
ISO/IEC 7480:1991, Information technology – Telecommunications and information exchange
between systems – Start-stop transmission signal quality at DTE/DCE interfaces
ITU-T Recommendation V.24 (2000), List of definitions for interchange circuits between data
terminal equipment (DTE) and data circuit-terminating equipment (DCE)
ITU-T Recommendation V.28 (1993), Electrical characteristics for unbalanced double-current
interchange circuits
3 Terms, definitions and abbreviations
3.1 Terms and definitions
For the purpose of this part of IEC 62056 the terms and definitions given in IEC 60050-300 and
IEC 62051, as well as the following apply:
3.1.1
tariff device
fixed data collection unit, normally linked or combined with an electricity meter, acting
as a server
3.1.2
master
central station. Station which takes the initiative and controls the data flow
62056-21 IEC:2002 – 19 –
3.1.3
slave
station responding to requests of a master station. The tariff device is normally a slave station
3.1.4
client
a station, asking for services, normally the master station
3.1.5
server
a station, delivering services. The tariff device (e.g. the meter) is normally the server,
delivering the requested values or executing the requested tasks
3.2 Abbreviations
HHU hand-held unit
4 Physical properties
4.1 Electrical current loop interface
a) Type of signal
20 mA current loop
Absolute limits:
Open-circuit voltage: max. 30 V d.c.
Loop current: max. 30 mA
Table 1 – Electrical interface
Current Send (TX) Receive (RX)
Zero, no loop current, SPACE
≤2,5 mA ≤3 mA
One, 20 mA loop current, MARK
≥11 mA ≥9 mA
Voltage drop Send (TX) Receive (RX)
One, 20 mA loop current, MARK
≤2 V ≤3 V
Maximum open-circuit voltage during operation 30 V d.c.
b) Power supply
On the tariff device side the interface is passive. The HHU supplies the necessary power.
c) Connections
Via terminals or suitable connectors. Polarity errors can prevent communication, but shall
not harm the devices.
62056-21 IEC:2002 – 21 –
d) Circuit arrangements in two-wire configuration (one slave station)
IEC 722/02
Figure 1a – Circuit diagram of a two-wire single slave configuration
e) Circuit arrangements in two-wire configuration (multiple slave stations)
IEC 723/02
Figure 1b – Circuit diagram of a two-wire multiple slave configuration
f) Circuit arrangements in four-wire configuration (one slave station)
IEC 724/02
Figure 1c – Circuit diagram of a four-wire single slave configuration
62056-21 IEC:2002 – 23 –
g) Circuit arrangements in four-wire configuration (multiple slave stations)
IEC 725/02
Figure 1d – Circuit diagram of a four-wire multiple slave configuration
Figure 1 – Circuit diagrams
If a nominal voltage of the master station (HHU) of 26 V is assumed, eight slave stations (tariff
devices) can be connected in series.
4.2 Electrical interface V.24/V.28
Relevant ITU-T recommendations apply:
ITU-T Recommendation V.24: only circuits No. 102 (Signal ground), 103 (Transmitted data)
and 104 (Received data) are used.
ITU-T Recommendation V.28: The electrical characteristics of the interchange circuits shall be
according to the ITU-T V.28 Recommendation. These enable signalling rates up to 20 kbit/s.
62056-21 IEC:2002 – 25 –
4.3 Optical interface
4.3.1 Construction of the reading head
Annular magnet Infrared receiver Infrared transmitter
View into reading head
Side view
IEC 726/02
Figure 2a – Arrangement of components
IEC 727/02
Figure 2b – Dimensions
Figure 2 – Construction of the reading head
4.3.2 Characteristic data of the magnet
Cohesion force
The cohesion force F is defined as the perpendicular pulling force measured when the magnet
is positioned on a bright 2 mm thick deep-drawing steel plate St 12, minus the weight of the
reading head itself.
62056-21 IEC:2002 – 27 –
IEC 728/02
Cohesion force
F ≥5 N in contact with the steel plate; F > 1.5 N at a distance of 2 mm from the steel plate.
Figure 3a – Cohesion force
IEC 729/02
Internal diameter d = 13 mm ± 1 mm; External diameter d = 28 mm minimum
i a
Magnetization: axial, north pole directed towards the tariff device.
Figure 3b – Dimensions
Figure 3 – Characteristic data of the magnet
62056-21 IEC:2002 – 29 –
4.3.3 Arrangement of components in the tariff device
IEC 730/02
Figure 4 – View into optical port
4.3.4 Alignment
Although no mechanical alignment is specified, optimum data transfer is achieved (under test
conditions) when the reading head is in the correct position (cable downwards), the infrared
receiver in the tariff device is aligned directly opposite the infrared transmitter in the reading
head, and the infrared receiver in the reading head is directly opposite the infrared transmitter
in the tariff device.
Slight variations to this position should not affect performance significantly, but for larger
variations, degradation of the optical characteristics can occur.
4.3.5 Optical characteristics
4.3.5.1 Wavelength
The wavelength of the radiated signals in both directions is between 800 nm and 1000 nm
(infrared).
4.3.5.2 Transmitter
The transmitter in the tariff device, as well as in the reading head, generates a signal with
a radiation strength E over a defined reference surface (optically active area) at a distance
e/T
of a = 10 mm (±1 mm) from the surface of the tariff device or the reading head.
The following limiting values apply:
ON-condition (ON = SPACE = Binary 0): 500 ≤ E ≤ 5 000 µW/cm²
e/T
OFF-condition (OFF = MARK (quiescent state) = Binary 1): E ≤ 10 µW/cm²
e/T
62056-21 IEC:2002 – 31 –
IEC 731/02
Figure 5 – Test arrangement for the transmitter
4.3.5.3 Receiver
A transmitter which is positioned at a distance a = 10 mm (±1 mm) on the optical axis from
the receiver in the tariff device or the reading head generates a signal with a radiation strength
E over a defined reference surface (optically active area).
e/R
The following limiting values apply:
ON-condition: receiver definitely ON at E ≥ 200 µW/cm² (ON = SPACE = Binary 0)
e/R
OFF-condition: receiver definitely OFF at E ≤ 20 µW/cm² (OFF = MARK (quiescent state) =
e/R
Binary 1)
IEC 732/02
Figure 6 – Test arrangement for the receiver
62056-21 IEC:2002 – 33 –
4.3.5.4 Environmental lighting condition
The optical path (data transmission) shall not be affected by surrounding light with an intensity
of up to 16 000 lux (light composition comparable with daylight, including fluorescent light).
4.3.5.5 Environmental temperature condition
The reference temperature is 23 °C ± 2 °C.
5 Character transmission
5.1 Type of transmission
Asynchronous serial bit (Start – Stop) transmission according to ISO/IEC 1177:1985, half-duplex.
5.2 Transmission speed
Initial baud rate – 300
Standard baud rates – 300, 600, 1 200, 2 400, 4 800, 9 600, 19 200
Special baud rate – as desired.
NOTE The maximum speed may be limited by the reading head or the optical port or the ITU-T Recommendation
V.28 limitations in the tariff device.
5.3 Signal quality
According to ISO/IEC 7480:1991:
– category 1 for the transmitter;
– category A for the receiver.
5.4 Character format
Character format according to ISO/IEC 1177:1985.
(1 start bit, 7 data bits, 1 parity bit, 1 stop bit).
NOTE Protocol mode E (see 6.4.5) may use byte transparency, 1 start bit, 8 data bits, 1 stop bit (e.g. see Annex E).
5.5 Character code
Character code according to ISO/IEC 646:1991, international reference version. For local use,
a national replacement code can be used.
NOTE Protocol mode E (see 6.4.5) may use byte transparency.
5.6 Character security
With parity bit, even parity according to ISO/IEC 1177:1985.
NOTE Protocol mode E (see 6.4.5) may use byte transparency, specific security may be used.
62056-21 IEC:2002 – 35 –
6 Data transmission protocol
6.1 General
The protocol offers five alternative protocol modes, which can be used by the tariff device: A,
B, C, D and E. Mode selection is a subset of ISO/IEC 1745, basic mode control procedures.
Data exchange is bi-directional in protocol modes A, B, C and E and is always initiated by the
HHU with a transmission of a request message. In protocol modes A to C, the HHU acts as a
master and the tariff device acts as a slave. In protocol mode E, the HHU acts as a client and
the tariff device acts as a server. These protocol modes permit meter reading and
programming. Protocol mode E may be a transparent binary mode.
Data exchange is unidirectional in protocol mode D and permits readout only. The information
flows from the tariff device to the HHU. Data transmission is initiated, for example by operating
a push button or other sensor on the tariff device.
The protocol mode used by the tariff device is indicated to the HHU by the identification
message. Protocol modes A to D are identified by the baud rate identification character (see
item 13 in 6.3.3) while protocol mode E is identified by an escape sequence (see items 23 and
24 in 6.3.2). Protocol mode E enables to use various protocols, one of them being the
METERING HDLC protocol as described in Annex E.
6.2 Calculation of the block check character
The readout of data may be performed without block check character. Whenever used, the
block check character shall comply with ISO/IEC 1155:1978.
IEC 733/02
NOTE The scope of the block check character BCC is as specified in ISO/IEC 1745:1975, and is from the
character immediately following the first SOH or STX character detected up to and including the ETX character
which terminates the message. The calculated BCC is placed immediately following the ETX.
Figure 7 – Setting up a block check character (example according to ISO/IEC 1155)
62056-21 IEC:2002 – 37 –
6.3 Message definitions
Explanations of message contents see 6.3.14.
6.3.1 Request message
Opening message from the HHU to the tariff device. The device address is optional.
I ? Device address ! CR LF
1) 9) 22) 2) 3) 3)
6.3.2 Identification message
Answer of a tariff device. Fields 23) and 24) are optional, they are part of field 14).
I X X X Z \ W Identification CR LF
1) 12) 12) 12) 13) 23) 24) 14) 3) 3)
6.3.3 Acknowledgement/option select message
Negotiation of advanced features (only used in protocol mode C and E).
ACK V Z Y CR LF
4) 10) 13) 11) 3) 3)
6.3.4 Data message (except in programming mode)
Normal response of a tariff device, for example the full data set (not used in protocol mode E).
STX Data block ! CR LF ETX BCC
5) 15) 2) 3) 3) 6) 8)
6.3.5 Acknowledgement message
If appropriate, see also flow charts in the annexes.
ACK
4)
6.3.6 Repeat-request message
If appropriate, see also flow charts in the annexes.
NAK
16)
62056-21 IEC:2002 – 39 –
6.3.7 Programming command message
Used for programming and block oriented data transfer, see also 6.5.
SOH C D STX Data set ETX BCC
17) 18) 19) 5) 20) 6) 8)
6.3.8 Programming command message using optional partial blocks
Used for long messages, see also 6.5 and flow charts in the annexes (only in protocol
mode C).
SOH C D STX Data set EOT BCC
17) 18) 19) 5) 20) 7) 8)
6.3.9 Data message (programming mode)
Used for block oriented data transfer, see also 6.5 and flow charts in the annexes.
STX Data set ETX BCC
5) 20) 6) 8)
6.3.10 Data message (programming mode) using optional partial blocks
Used for long messages of block oriented data transfer, see also 6.5 and flow charts in the
annexes (only in protocol mode C).
STX Data set EOT BCC
5) 20) 7) 8)
6.3.11 Error message (programming mode)
Used for block oriented data transfer, see also flow charts in the annexes.
STX Error message ETX BCC
5) 21) 6) 8)
6.3.12 Break message (programming mode)
Used for block oriented data transfer, see also flow charts in the annexes.
SOH B 0 ETX BCC
17) 18) 19) 6) 8)
6.3.13 Block message (other protocols)
Block messages are used in conformance with the protocol selected, as specified in "other
protocol", see 6.4.5 and Annex E.
62056-21 IEC:2002 – 41 –
6.3.14 Explanations of message contents
1) Start character "/" (forward oblique, code 2FH).
2) End character "!" (exclamation mark, code 21H).
3) Completion character (CR, carriage return, code 0DH; LF, line feed, code 0AH).
4) Acknowledge character (ACK, acknowledge, code 06H).
5) Frame start character (STX, start of text code 02H) indicating where the calculation of BCC
shall start from. This character is not required if there is no data set to follow.
6) End character in the block (ETX, end of text, code 03H).
7) End character in a partial block (EOT, end of text block, code 04H).
8) Block check character (BCC), if required, in accordance with the characters 5) and 6).
Items 5) and 6) do not apply when the data block is transmitted without check characters.
9) Transmission request command "?" (question mark, code 3FH)
10) Protocol control character (see 6.4.5.2).
11) Mode control character (see 6.4.5.3).
12) Manufacturer's identification comprising three upper case letters except as noted below:
If a tariff device transmits the third letter in lower case, the minimum reaction time t for the
r
device is 20 ms instead of 200 ms. Even though a tariff device transmits an upper case
third letter, this does not preclude supporting a 20 ms reaction time.
These letters shall be registered with the administrator: The FLAG Association (see the
foreword).
13) Baud rate identification (for baud rate changeover)
The request message, the identification message and the acknowledgement/option select
message are transmitted at the initial rate of 300 Bd (except protocol mode D). The baud
rate of the data message depends on the baud rate determined by the protocol.
a) Protocol mode A (without baud rate changeover)
Any desired printable characters except "/", "!" and as long as they are not specified for
protocol mode B or protocol mode C.
b) Protocol mode B (with baud rate changeover, without acknowledgement/option select
message)
A - 600 Bd
B - 1 200 Bd
C - 2 400 Bd
D - 4 800 Bd
E - 9 600 Bd
F - 19 200 Bd
G, H, I - reserved for later extensions.
c) Protocol mode C and protocol mode E (with baud rate changeover, with
acknowledgement / option select message or other protocols)
0 - 300 Bd
1 - 600 Bd
2 - 1 200 Bd
3 - 2 400 Bd
62056-21 IEC:2002 – 43 –
4 - 4 800 Bd
5 - 9 600 Bd
6 - 19 200 Bd
7, 8, 9 - reserved for later extensions.
d) Protocol mode D (data transmission at 2 400 Bd)
Baud rate character is always 3.
14) Identification, manufacturer-specific, 16 printable characters maximum except for "/" and
"!". "\" is only allowed as an escape character, see 23) and 24).
15) Data block with the measured values (see syntax diagram for normal reading). All printable
characters may be used in the data block, as well as line feed and carriage return, except
for "/" and "!".
16) Repeat request character (NAK, negative acknowledge, code 15H).
17) Start-of-header character (SOH, start-of-header, code 01H).
18) Command message identifier
P - Password command
W - Write command
R - Read command
E - Execute command
B - Exit command (break)
Other characters are reserved for future use.
19) Command type identifier (signifies the variant of the command)
Values:
a) for password P command
0 - data is operand for secure algorithm
1 - data is operand for comparison with internally held password
2 - data is result of secure algorithm (manufacturer-specific)
3-9 - reserved for future use.
b) for write W command
0 - reserved for future use
1 - write ASCII-coded data
2 - formatted communication coding method write (optional, see Annex C)
3 - write ASCII-coded with partial block (optional)
4 - formatted communication coding method write (optional, see Annex C)
with partial block
5 - reserved for national use
6-9 - reserved for future use.
c) for read R command
0 - reserved for future use
1 - read ASCII-coded data
2 - formatted communication coding method read (optional, see Annex C)
3 - read ASCII-coded with partial block (optional)
4 - formatted communication coding method read (optional, see Annex C)
with partial block
5,6 - reserved for national use
7-9 - reserved for future use.
62056-21 IEC:2002 – 45 –
d) for execute E command
0-1 - reserved for future use
2 - formatted communication coding method execute (optional, see Annex C)
3-9 - reserved for future use.
e) for exit B command
0 - complete sign-off
1 - complete sign-off for battery operated devices using the fast wake-up method
2-9 - reserved for future use.
20) Data set
This provides the address and data for the message (see 6.5).
The following applies to command messages:
a) The password command
The address and unit fields are empty (devoid of any characters).
b) The write command
Where the value represents a data string, the address is the start location to which the
data is to be written. The unit field is left empty.
c) The read command
Where a data string is to be read, the address is the start location from which data is
read.
The value represents the number of locations to be read including the start location.
The unit field is left empty.
d) The execute command
It requests that a device executes a predefined function.
e) The exit command
No data set is required when the command type identifier is 0.
21) Error message
This consists of 32 printable characters maximum with exception of (, ), *, / and !. It is
bounded by front and rear boundary characters, as in the data set structure. This is
manufacturer-specific and should be chosen so that it cannot be confused with data, for
example starting all error messages with ER.
22) Device address, optional field, manufacturer-specific, 32 characters maximum. The charac-
ters can be digits (0.9), upper-case letters (A.Z), or lower case letters (a.z), or a space
( ). Upper and lower case letters, and the space character are unique*. Leading zeros shall
not be evaluated. This means that all leading zeros in the transmitted address are ignored
and all leading zeros in the tariff device address are ignored (i.e. 10203 = 010203 =
000010203). When both the transmitted address and the tariff device address contain only
zeros, regardless of their respective lengths, the addresses are considered equivalent. As
a missing address field is considered as a general address (/ ? ! CR LF), the tariff device
shall respond. The tariff device shall be able to evaluate the complete address as sent by
an external device, even if the internal programmed address is shorter or longer in length.
NOTE 1 * Upper and lower case letters, and the space character must match and their combination may be
used only once.
NOTE 2 The device identification number can be used as an address to avoid reading of, or writing to, wrong
devices.
62056-21 IEC:2002 – 47 –
23) Sequence delimiter (backslash code 5CH), optional field. This character is always followed
by a one character field 24). This field is part of the maximum 16 character wide
identification field 14). Multiple pairs 23)/24) are allowed.
24) Enhanced baud rate and mode identification character (optional field). This field is part of
the 16 character wide identification field 14). W must be registered with the administrator:
The DLMS User Association (see the foreword). For details see 6.4.5.1.
6.4 Communication modes
6.4.1 Protocol mode A
Protocol mode A supports bidirectional data exchange at 300 baud without baud rate switching.
This protocol mode permits data readout and programming with optional password protection.
6.4.1.1 Overview
IEC 734/02
Figure 8 – Diagram protocol mode A
6.4.1.2 Data readout
The tariff device transmits the data message immediately following the identification message.
6.4.1.3 Switch to programming mode
Programming mode can be entered immediately following completion of the data readout by
sending any command message, including a password command message.
62056-21 IEC:2002 – 49 –
6.4.1.4 Data readout with optional switch to programming mode
IEC 735/02
Figure 9 – Transmission protocol for protocol mode A
6.4.1.5 Reaction and monitoring times
The time between the reception of a message and the transmission of an answer is:
(20 ms) 200 ms ≤ t ≤ 1 500 ms (see item 12) of 6.3.14).
r
The time between two characters in a character sequence is:
...
NORME CEI
INTERNATIONALE
62056-21
Première édition
2002-05
Equipements de mesure de l'énergie électrique –
Echange des données pour la lecture des
compteurs, le contrôle des tarifs et de la charge –
Partie 21:
Echange des données directes en local
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Les numéros de page manquants sont ceux des pages
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Numéro de référence
CEI 62056-21:2002(F)
Numérotation des publications
Depuis le 1er janvier 1997, les publications de la CEI sont numérotées à partir de
60000. Ainsi, la CEI 34-1 devient la CEI 60034-1.
Editions consolidées
Les versions consolidées de certaines publications de la CEI incorporant les
amendements sont disponibles. Par exemple, les numéros d’édition 1.0, 1.1 et 1.2
indiquent respectivement la publication de base, la publication de base incorporant
l’amendement 1, et la publication de base incorporant les amendements 1 et 2
Informations supplémentaires sur les publications de la CEI
Le contenu technique des publications de la CEI est constamment revu par la CEI
afin qu'il reflète l'état actuel de la technique. Des renseignements relatifs à cette
publication, y compris sa validité, sont disponibles dans le Catalogue des
publications de la CEI (voir ci-dessous) en plus des nouvelles éditions, amende-
ments et corrigenda. Des informations sur les sujets à l’étude et l’avancement des
travaux entrepris par le comité d’études qui a élaboré cette publication, ainsi que la
liste des publications parues, sont également disponibles par l’intermédiaire de:
• Site web de la CEI (www.iec.ch)
• Catalogue des publications de la CEI
Le catalogue en ligne sur le site web de la CEI (www.iec.ch/searchpub) vous permet
de faire des recherches en utilisant de nombreux critères, comprenant des
recherches textuelles, par comité d’études ou date de publication. Des informations
en ligne sont également disponibles sur les nouvelles publications, les publications
remplacées ou retirées, ainsi que sur les corrigenda.
• IEC Just Published
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NORME CEI
INTERNATIONALE
62056-21
Première édition
2002-05
Equipements de mesure de l'énergie électrique –
Echange des données pour la lecture des
compteurs, le contrôle des tarifs et de la charge –
Partie 21:
Echange des données directes en local
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Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun
procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord écrit de l'éditeur.
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XB
Commission Electrotechnique Internationale
International Electrotechnical Commission
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Pour prix, voir catalogue en vigueur
– 2 – 62056-21 © CEI:2002
SOMMAIRE
AVANT-PROPOS.8
INTRODUCTION.12
1 Domaine d'application et objet.14
2 Références normatives.14
3 Termes, définitions et abréviations .16
3.1 Termes et définitions .16
3.2 Abréviations .18
4 Propriétés physiques .18
4.1 Interface électrique (boucle de courant) .18
4.2 Interface électrique V.24/V.28 .22
4.3 Interface optique .24
4.3.1 Construction de la tête optique .24
4.3.2 Données caractéristiques de l'aimant .24
4.3.3 Topologie des composants dans l'appareil tarifaire.28
4.3.4 Alignement .28
4.3.5 Caractéristiques optiques .28
5 Emission des caractères.32
5.1 Type d'émission .32
5.2 Vitesse d'émission.32
5.3 Qualité des signaux.32
5.4 Format de caractère .32
5.5 Codage des caractères.32
5.6 Sécurité des caractères.32
6 Protocole d'émission de données .34
6.1 Généralités.34
6.2 Calcul du caractère de contrôle par bloc.34
6.3 Définition des trames.36
6.3.1 Trame d'interrogation.36
6.3.2 Trame d'identification .36
6.3.3 Trame d'acquittement/sélection .36
6.3.4 Trame de données (sauf en mode de programmation) .36
6.3.5 Trame d'acquittement .36
6.3.6 Trame de demande de répétition .36
6.3.7 Trame de commande de programmation.38
6.3.8 Trame de commande de programmation avec blocs partiels optionnels .38
6.3.9 Trame de données (mode de programmation).38
6.3.10 Trame de données (mode de programmation) avec blocs partiels
optionnels.38
6.3.11 Trame d'erreur (mode de programmation).38
6.3.12 Trame d'interruption (mode de programmation) .38
6.3.13 Trame en bloc (autres protocoles) .38
6.3.14 Explications du contenu des trames.40
– 4 – 62056-21 © CEI:2002
6.4 Modes de communication .46
6.4.1 Mode de protocole A.46
6.4.2 Mode de protocole B.48
6.4.3 Mode de protocole C .52
6.4.4 Mode de protocole D .60
6.4.5 Mode de protocole E (autres protocoles) .60
6.4.6 Entrée dans le mode de programmation (appareil tarifaire inconnu).62
6.4.7 Communication en bloc partiel (optionnel, seulement en mode de
protocole C).64
6.5 Schémas de syntaxe .70
6.5.1 Mode de lecture.72
6.5.2 Mode de programmation .74
6.6 Structure des jeux de données .76
Annexe A (normative) Schéma pour échange des données directes en local en mode
de protocole C .80
Annexe B (normative) Méthodes de réveil pour les appareils tarifaires alimentés par pile .84
Annexe C (informative) Codes formatés.88
Annexe D (informative) Niveaux d'accès – sécurité du système .126
Annexe E (normative) Protocole «METERING HDLC» utilisant le mode de communication
E pour l'échange des données en local.128
Bibliographie.136
Index .138
Figure 1 – Schéma.22
Figure 2 – Construction de la tête optique.24
Figure 3 – Données caractéristiques de l'aimant .26
Figure 4 – Vue en direction du port optique.28
Figure 5 – Disposition d'essai pour l'émetteur .30
Figure 6 – Disposition d'essai pour le récepteur.30
Figure 7 – Calcul du caractère de contrôle par bloc (exemple selon l'ISO/IEC 1155).34
Figure 8 – Schéma du mode de protocole A.46
Figure 9 – Protocole d'émission en mode de protocole A .48
Figure 10 – Schéma du mode de protocole B.50
Figure 11 – Protocole d'émission pour le mode de protocole B .50
Figure 12 – Schéma du mode de protocole C.54
Figure 13 – Protocole d'émission en mode de protocole C pour lecture des données sans
acquittement du TSP .56
Figure 14 – Protocole d'émission en mode de protocole C avec lecture des données après
confirmation du débit proposé.56
Figure 15 – Protocole d'émission en mode de protocole C avec lecture des donnéeset
rejet du débit proposé .58
Figure 16 – Protocole d'émission en mode de protocole C. Basculement en mode
programmation avec confirmation du débit proposé .58
– 6 – 62056-21 © CEI:2002
Figure 17 – Protocole d'émission en mode de protocole C. Commutation en mode de
programmation avec rejet du débit proposé .58
Figure 18 – Schéma du mode de protocole D.60
Figure 19 – Protocole d'émission en mode de protocole D .60
Figure 20 – Schéma pour l'entrée dans le mode de programmation .62
Figure 21 – Exemple d'une lecture non formatée en bloc partiel.66
Figure 22 – Exemple d'une écriture formatée en bloc partiel .68
Figure 23 – Exemple d'une écriture formatée en bloc partiel (avec des erreurs).70
Figure 24 – Schéma de syntaxe – mode de lecture .72
Figure 25 – Schémas de syntaxe – mode de programmation – commande.74
Figure 26 – Schéma de syntaxe – mode de programmation – réponse.76
Figure 27– Structure des jeux de données .76
Figure A.1 – Schéma pour échange des données en local en mode de protocole C .80
Figure B.1 – Séquence de démarrage pour les appareils tarifaires alimentés par pile .84
Figure B.2 – Schéma pour la séquence de démarrage pour les appareils tarifaires
alimentés par pile avec méthode de réveil rapide.86
Figure C.1 – Exemple de types de canaux .90
Figure C.2 – Schéma de codage du registre .96
Figure C.3 – Association des bits pour les données de Groupe.110
Figure C.4 – Schéma de vecteurs pour les quadrants I à IV .124
Figure E.1 – Entrée dans le mode de protocole E (HDLC).128
Figure E.2 – Schéma et changement à « METERING HDLC » en mode de protocole E.130
Figure E.3 – Primitives de service de la couche physique .132
Figure E.4 – Primitives de service de la couche physique avec changement de débit
simplifié .132
Tableau 1 – Interface électrique.18
Tableau 2 – Commandes Read, Write et Execute .64
– 8 – 62056-21 © CEI:2002
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE
___________
ÉQUIPEMENTS DE MESURE DE L’ÉNERGIE ÉLECTRIQUE –
ÉCHANGE DES DONNÉES POUR LA LECTURE DES COMPTEURS,
LE CONTRÔLE DES TARIFS ET DE LA CHARGE –
Partie 21: Échange des données directes en local
AVANT-PROPOS
1) La CEI (Commission Électrotechnique Internationale) est une organisation mondiale de normalisation
composée de l'ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de la CEI). La CEI a
pour objet de favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les
domaines de l'électricité et de l'électronique. A cet effet, la CEI, entre autres activités, publie des Normes
internationales. Leur élaboration est confiée à des comités d'études, aux travaux desquels tout Comité national
intéressé par le sujet traité peut participer. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec la CEI, participent également aux travaux. La CEI collabore étroitement
avec l'Organisation Internationale de Normalisation (ISO), selon des conditions fixées par accord entre les
deux organisations.
2) Les décisions ou accords officiels de la CEI concernant les questions techniques représentent, dans la mesure
du possible, un accord international sur les sujets étudiés, étant donné que les Comités nationaux intéressés
sont représentés dans chaque comité d’études.
3) Les documents produits se présentent sous la forme de recommandations internationales. Ils sont publiés
comme normes, spécifications techniques, rapports techniques ou guides et agréés comme tels par les
Comités nationaux.
4) Dans le but d'encourager l'unification internationale, les Comités nationaux de la CEI s'engagent à appliquer de
façon transparente, dans toute la mesure possible, les Normes internationales de la CEI dans leurs normes
nationales et régionales. Toute divergence entre la norme de la CEI et la norme nationale ou régionale
correspondante doit être indiquée en termes clairs dans cette dernière.
5) La CEI n’a fixé aucune procédure concernant le marquage comme indication d’approbation et sa responsabilité
n’est pas engagée quand un matériel est déclaré conforme à l’une de ses normes.
La Commission Electrotechnique Internationale (CEI) attire l’attention sur le fait qu’il est
déclaré que la conformité aux dispositions de la présente Norme Internationale peut impliquer
l’utilisation d’un service de maintenance concernant le protocole sur lequel est basé la
présente Norme CEI 62056-21.
La CEI ne prend pas position quant à la preuve, la validité et la portée de ces services de
maintenance.
Le fournisseur de ces services de maintenance a donné l’assurance à la CEI qu’il consent à
fournir ces services aux demandeurs du monde entier, en des termes et à des conditions
raisonnables et non discriminatoires. A ce propos, la déclaration du fournisseur des services
de maintenance est enregistrée à la CEI. Des informations peuvent être obtenues auprès de :
Identification de constructeur, point 12) de 6.3.2:
The FLAG Association, UK
www.dlms.com/flag
Caractère d'identification du débit en bauds et d'identification enrichi, point 24) de 6.3.2:
DLMS User Association
Genève / Suisse
www.dlms.ch
– 10 – 62056-21 © CEI:2002
La Norme internationale CEI 62056-21 a été établie par le comité d'études 13 de la CEI: Equi-
pements de mesure de l'énergie électrique et de commande des charges.
Cette première édition CEI 62056-21 annule et remplace la deuxième édition de la CEI 61107,
parue en 1996, et constitue une révision technique.
Le texte de cette norme est issu des documents suivants:
FDIS Rapport de vote
13/1271/FDIS 13/1277/RVD
Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant
abouti à l'approbation de cette norme.
Les annexes A, B, et E font partie intégrante de cette norme.
Les annexes C et D sont données uniquement à titre d'information.
Cette publication a été rédigée selon les Directives ISO/CEI, Partie 3.
Le comité a décidé que le contenu de cette publication ne sera pas modifié avant 2006. A
cette date, la publication sera
• reconduite;
• supprimée;
• remplacée par une édition révisée, ou
• amendée.
– 12 – 62056-21 © CEI:2002
INTRODUCTION
Le comité d’études 13 de la CEI a pour tâche d'élaborer les normes nécessaires pour
effectuer les échanges de données, pour des fonctions de télérelevé, de contrôle des tarifs et
de la charge et pour l'information de l'usager, avec référence aux normes ISO et UIT.
Les échanges de données peuvent être destinés à un accès local ou distant. La présente
partie de la CEI 62056 est strictement limitée aux échanges de données en local. Les
échanges de données à distance sont traités par d'autres normes de la série CEI 62056.
– 14 – 62056-21 © CEI:2002
ÉQUIPEMENTS DE MESURE DE L’ÉNERGIE ÉLECTRIQUE –
ÉCHANGE DES DONNÉES POUR LA LECTURE DES COMPTEURS,
LE CONTRÔLE DES TARIFS ET DE LA CHARGE –
Partie 21: Échange des données directes en local
1 Domaine d'application et objet
La présente partie de la CEI 62056 décrit le matériel et les protocoles des échanges de
données de compteurs effectués en local. Dans ces systèmes, un terminal de saisie portable
(TSP) ou un appareil aux fonctions équivalentes est connecté à un ou plusieurs appareils de
tarification.
La connexion peut être permanente ou non, par l’intermédiaire d’un couplage électrique ou
optique. Un contact électrique est conseillé dans le cas d'un branchement permanent, ou dans
le cas où plusieurs appareils doivent être lus sur un même site. Il convient que le coupleur
optique soit facilement déconnectable, afin de permettre la collecte des données par un TSP.
Le protocole permet la lecture et la programmation des appareils tarifaires. Il a été conçu
pour être bien adapté à l'environnement du comptage d'électricité, surtout en ce qui concerne
l'isolement électrique et la sécurité des données. Bien que ce protocole soit bien défini, son
application et son utilisation sont laissées aux bons soins de l'utilisateur.
La présente norme est basée sur le modèle de référence pour la communication entre les
systèmes ouverts. Elle est enrichie par des éléments supplémentaires tels qu'une interface
optique, un changement de débit sous contrôle de protocole et une émission des données
sans accusé de réception. Ce protocole offre plusieurs modes pour l'implémentation dans
l'appareil tarifaire. Le TSP (ou appareil équivalent) agit comme maître, tandis que l'appareil
tarifaire agit comme esclave en modes A à D du protocole. En mode E du protocole, le TSP
agit comme client et l'appareil tarifaire agit comme serveur.
Etant donné que plusieurs systèmes sont déjà utilisés, un soin particulier a été pris pour assurer
une compatibilité avec les systèmes existants et/ou les composants du système et leurs
protocoles appropriés.
2 Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence
qui y est faite, constituent des dispositions valables pour la présente Norme internationale. Au
moment de la publication, les éditions indiquées étaient en vigueur. Tout document normatif
est sujet à révision et les parties prenantes aux accords fondés sur la présente Norme
internationale sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les éditions les plus
récentes des documents normatifs indiqués ci-après. Les membres de la CEI et de l'ISO
possèdent le registre des Normes internationales en vigueur.
CEI 60050-300:2001, Vocabulaire Electrotechnique International (VEI) – Mesures et appareils
de mesure électriques et électroniques – Partie 311 Termes généraux concernant les
mesures – Partie 312: Termes généraux concernant les mesures électriques – Partie 313:
Types d'appareils électriques de mesure – Partie 314: Termes spécifiques selon le type
d'appareil
– 16 – 62056-21 © CEI:2002
CEI/TR 62051:1999, Lecture des compteurs électriques – Glossaire de termes (en anglais
seulement)
CEI 62056-42:2002, Equipements de mesure de l'énergie électrique – Échange des données
pour la lecture des compteurs, le contrôle des tarifs et de la charge – Partie 42: Services et
procédures de la couche physique pour l'échange de données à l'aide de connexion
asynchrone (en anglais seulement)
CEI 62056-46:2002, Equipements de mesure de l'énergie électrique – Échange des données
pour la lecture des compteurs, le contrôle des tarifs et de la charge – Partie 46: Couche
liaison utilisant le protocole HDLC (en anlgais seulement)
CEI 62056-53 :2002, Equipements de mesure de l'énergie électrique – Échange des données
pour la lecture des compteurs, le contrôle des tarifs et de la charge – Partie 53: Couche
application COSEM (en anglais seulement)
ISO/IEC 646:1991, Technologies de l'information – Jeu ISO de caractères codés à 7 éléments
pour l'échange d'informations (en anglais seulement)
ISO/IEC 1155:1978, Traitement de l'information – Emploi de la parité longitudinale pour la
détection d'erreurs dans les messages d'information
ISO/IEC 1177:1985, Traitement de l'information – Structure des caractères pour la trans-
mission arythmique et synchrone orientée caractère
ISO/IEC 1745:1975, Traitement de l'information – Procédures de commande pour trans-
mission de données en mode de base
ISO/IEC 7480:1991, Technologies de l'information – Télécommunications et échange d'infor-
mation entre systèmes – Qualité des signaux de transmission arythmique aux interfaces
ETTD/ETCD (en anglais seulement)
UIT-T Recommandation V.24 (2000), Liste des définitions des circuits de jonction à l'interface
entre l'équipement terminal de traitement de données et l'équipement de terminaison du
circuit de données
UIT-T Recommandation V.28 (1993), Caractéristiques électriques des circuits de jonction
dissymétriques pour transmission par double courant
3 Termes, définitions et abréviations
3.1 Termes et définitions
Pour les besoins de la présente partie de CEI 62056, les termes et définitions fournis dans la
CEI 60050-300 et CEI/TR 62051, ainsi que les suivants s'appliquent:
3.1.1
appareil ou équipement tarifaire
unité de concentration des données fixes, normalement liée ou associée à un compteur
d'électricité, agissant comme serveur
3.1.2
maître
station centrale. Station qui prend l'initiative et le contrôle de l'échange des données.
– 18 – 62056-21 © CEI:2002
3.1.3
esclave
station qui répond aux interrogations d'une station maître. L'appareil tarifaire est normalement
une station esclave.
3.1.4
client
une station demandant des services, normalement la station maître
3.1.5
serveur
une station fournissant des services. L'appareil tarifaire (par exemple le compteur) est
normalement le serveur qui fournit les valeurs exigées ou qui exécute les tâches exigées.
3.2 Abréviations
TSP Terminal de Saisie Portable
4 Propriétés physiques
4.1 Interface électrique (boucle de courant)
a) Type de signal
20 mA boucle de courant
Limites absolues:
Tension en circuit ouvert: max. 30 V en continu
Boucle de courant: max. 30 mA
Tableau 1 – Interface électrique
Courant Envoi (TX) Réception (RX)
Zéro, pas de boucle de courant, ESPACE ≤2,5 mA ≤3 mA
Un, boucle de courant de 20 mA, AFFIRMATION ≥11 mA ≥9 mA
Chute de tension Envoi (TX) Réception (RX)
Un, boucle de courant de 20 mA, AFFIRMATION
≤2 V ≤3 V
Tension maximale en circuit ouvert pendant le fonctionnement 30 V en continu
b) Alimentation
Côté appareil tarifaire, l'interface est de type passif. Le TSP fournit l'énergie nécessaire.
c) Connexions
Par bornes ou connecteurs adaptés. Les erreurs de polarité peuvent empêcher la
communication mais ne doivent pas endommager les appareils.
– 20 – 62056-21 © CEI:2002
d) Schéma de la configuration avec deux fils (un appareil esclave)
IEC 722/02
Figure 1a – Schéma de la configuration avec deux fils et un seul esclave
e) Schéma de la configuration avec deux fils (plusieurs appareils esclaves)
IEC 723/02
Figure 1b – Schéma de la configuration avec deux fils et plusieurs appareils esclaves
f) Schéma de la configuration avec quatre fils (un appareil esclave)
IEC 724/02
Figure 1c – Schéma de la configuration avec quatre fils et un seul esclave
– 22 – 62056-21 © CEI:2002
g) Schéma de la configuration avec quatre fils (plusieurs appareils esclaves)
IEC 725/02
Figure 1d – Schéma de la configuration avec quatre fils et plusieurs appareils esclaves
Figure 1 – Schéma
Si on fait l'hypothèse d'une tension nominale de la station primaire (TSP) de 26 V, huit
appareils esclaves (appareils tarifaires) peuvent être connectés en série.
4.2 Interface électrique V.24/V.28
Les recommandations UIT-T appropriées s'appliquent:
UIT-T Recommandation V.24: seulement les circuits No. 102 (Terre de Signalisation), 103
(Emission des Données) et 104 (Réception des Données) sont utilisés.
Recommandation UUIT-T Recommandation V.28: Les characteristiques électriques des
circuits d'échange doivent être en accord avec la recommandation UIT-T V.28, ce qui permet
une vitesse de signalisation jusqu'à 20 kbit/s.
– 24 – 62056-21 © CEI:2002
4.3 Interface optique
4.3.1 Construction de la tête optique
IEC 726/02
Figure 2a – Topologie des composants
IEC 727/02
Figure 2b – Dimensions
Figure 2 – Construction de la tête optique
4.3.2 Données caractéristiques de l'aimant
Force de cohésion
La force de cohésion F est définie comme la force de tension perpendiculaire mesurée avec
l'aimant, positionné sur une plaque de tôle d'acier nue pour emboutissage profond étirée, de
2 mm d'épaisseur, de type St 12, moins le poids de la tête elle-même.
– 26 – 62056-21 © CEI:2002
IEC 728/02
Force de cohésion
F ≥ 5 N quand l'aimant est en contact avec la plaque; F > 1,5 N quand l'aimant est à 2 mm de la plaque.
Figure 3a – Force de cohésion
IEC 729/02
Diamètre interne d de 13 mm ± 1 mm; Diamètre externe d de 28 mm minimum.
i a
Magnétisation: axiale, pôle nord vers l'appareil tarifaire.
Figure 3b – Dimensions
Figure 3 – Données caractéristiques de l'aimant
– 28 – 62056-21 © CEI:2002
4.3.3 Topologie des composants dans l'appareil tarifaire
IEC 730/02
Figure 4 – Vue en direction du port optique
4.3.4 Alignement
Bien qu'aucun alignement mécanique ne soit spécifié, le transfert de données optimal est
obtenu (dans les conditions d’essai) quand la tête optique est dans la bonne position (avec le
cordon vers le bas), le récepteur infrarouge dans l'appareil tarifaire est directement en face
de l'émetteur infrarouge dans la tête optique et le récepteur infrarouge dans la tête optique
est directement en face de l'émetteur infrarouge dans l'appareil tarifaire.
Il convient que de légères variations de position n'affectent pas les performances, mais pour
les écarts significatifs, une dégradation des caractéristiques optiques peut se produire.
4.3.5 Caractéristiques optiques
4.3.5.1 Longueur d'onde
La longueur d'onde des signaux émis dans les deux sens est entre 800 nm et 1 000 nm
(infrarouge).
4.3.5.2 Emetteur
L'émetteur dans l'appareil tarifaire et dans la tête optique génère un signal ayant une densité
de radiation E sur une zone de référence définie (surface optiquement active) à une
e/T
distance a = 10 mm (±1 mm) de la surface de l'appareil tarifaire ou de la tête optique.
Les valeurs limites s'appliquent:
Condition MARCHE ( = ESPACE = 0 binaire): 500 ≤ E ≤ 5 000 µW / cm²
e/T
Condition ARRÊT ( = MARK (état de repos) = 1 binaire): E ≤ 10 µW / cm²
e/T
– 30 – 62056-21 © CEI:2002
IEC 731/02
Figure 5 – Disposition d'essai pour l'émetteur
4.3.5.3 Récepteur
Un émetteur positionné sur l'axe optique à une distance a = 10 mm (±1 mm) du récepteur
dans l'appareil tarifaire ou de la tête optique génère un signal ayant une densité de radiation
E sur une zone de référence définie (surface optiquement active).
e/R
Les limites suivantes s'appliquent:
Condition MARCHE: récepteur véritablement en MARCHE à E ≥ 200 µW/cm² (MARCHE
e/R
= ESPACE = 0 binaire)
Condition ARRÊT: récepteur véritablement à l'ARRÊT à E ≤ 20 µW/cm² (ARRÊT =
e/R
MARK (état de repos) = 1 binaire)
IEC 732/02
Figure 6 – Disposition d'essai pour le récepteur
– 32 – 62056-21 © CEI:2002
4.3.5.4 Conditions d'éclairage ambiant
Le chemin optique (émission des données) ne doit pas être dérangé par la lumière ambiante
jusqu'à une intensité de 16 000 lux (composition de la lumière comparable à la lumière du
jour, y compris la lumière des tubes fluorescents).
4.3.5.5 Conditions de température ambiante
La température de référence est 23 °C ± 2 °C.
5 Emission des caractères
5.1 Type d'émission
Emission asynchrone série (Start - Stop) selon l'ISO/IEC 1177:1985, semi-duplex.
5.2 Vitesse d'émission
Débit initial en bauds – 300.
Débits standards en bauds – 300, 600, 1 200, 2 400, 4 800, 9 600, 19 200.
Débits spéciaux en bauds – selon convenance.
NOTE La vitesse maximale peut être limitée par la tête optique ou l'interface optique ou les limitations de
laUIT-T Recommandation V.28 dans l'appareil tarifaire.
5.3 Qualité des signaux
Selon l'ISO/IEC 7480:1991:
– catégorie 1 pour l'émetteur;
– catégorie A pour le récepteur.
5.4 Format de caractère
Format de caractère selon l'ISO/IEC 1177:1985
(1 bit de démarrage, 7 bits de données, 1 bit de parité, 1 bit d'arrêt).
NOTE Le mode de protocole E (voir 6.4.5) peut utiliser le mode binaire transparent, 1 bit de démarrage, 8 bits
de données, 1 bit d'arrêt (par exemple voir Annexe E).
5.5 Codage des caractères
Codage des caractères selon l'ISO/IEC 646:1991, référence internationale. Pour l'usage local,
un codage national peut être utilisé.
NOTE Le mode de protocole E (voir 6.4.5) peut utiliser le mode binaire transparent.
5.6 Sécurité des caractères
Avec bit de parité paire, selon l'ISO/IEC 1177:1985.
NOTE Le mode de protocole E (voir 6.4.5) peut utiliser le mode binaire transparent, la sécurité peut être
spécifique.
– 34 – 62056-21 © CEI:2002
6 Protocole d'émission de données
6.1 Généralités
Le protocole offre cinq modes de protocole possibles utilisables par l'appareil de tarification:
A, B, C, D et E. La sélection du mode de protocole est un sous-ensemble des procédures de
commande du mode de base ISO/IEC 1745.
La communication dans les modes de protocole A, B, C et E est bidirectionnelle. Elle est
toujours déclenchée par le TSP avec une émission d'un message de demande. En mode de
protocole A à C, le TSP agit comme maître et l'appareil tarifaire agit comme esclave. En
mode de protocole E, le TSP agit comme client et l'appareil de tarification agit comme
serveur. Ces modes de protocole permettent le télérelevé automatique et la programmation
de l'appareil tarifaire. Le mode de protocole E peut être un mode binaire transparent.
La communication dans le mode de protocole D est unidirectionnelle et permet la lecture
seulement, l'information venant de l'appareil tarifaire au TSP. L'émission est déclenchée en
appuyant sur une touche ou tout autre capteur de l'appareil tarifaire.
Le mode de protocole utilisé par l'appareil tarifaire est indiqué au TSP par un message
d'identification. Les modes de protocole A à D sont identifiés par un caractère d’identification
de débit en bauds (voir point 13 de 6.3.3), tandis que le protocole en mode E est identifié par
une séquence d'échappement (voir points 23 et 24 de 6.3.2). Le mode de protocole E permet
l'utilisation de plusieurs protocoles, l'un d'entre eux est le protocole "METERING HDLC"
comme décrit en Annexe E.
6.2 Calcul du caractère de contrôle par bloc
Le télérelevé peut être effectué sans caractère de contrôle par bloc. Quand il est utilisé, le
caractère de contrôle par bloc doit être conforme à l'ISO/IEC 1155:1978.
IEC 733/02
NOTE Le contenu du caractère de contrôle par bloc BCC est spécifié dans l'ISO/IEC 1745:1975. Il commence
après le premier caractère SOH ou STX détecté et va jusqu'au caractère ETX (caractère de fin de message)
inclus. Le bloc BCC calculé est placé juste après le caractère ETX.
Figure 7 – Calcul du caractère de contrôle par bloc (exemple selon l'ISO/IEC 1155)
– 36 – 62056-21 © CEI:2002
6.3 Définition des trames
Pour les contenus des trames, voir 6.3.14.
6.3.1 Trame d'interrogation
Message d'ouverture du TSP vers l'appareil de tarification. L'adresse de l'appareil est
optionnelle.
I ? Adresse de l'appareil ! CR LF
1) 9) 22) 2) 3) 3)
6.3.2 Trame d'identification
Réponse de l'appareil de tarification. Les champs 23) et 24) sont optionnels, ils font partie du
champ 14).
I X X X Z \ W Identification CR LF
1) 12) 12) 12) 13) 23) 24) 14) 3) 3)
6.3.3 Trame d'acquittement/sélection
Négociation des propriétés avancées (utilisées seulement en mode de protocole C et E).
ACK V Z Y CR LF
4) 10) 13) 11) 3) 3)
6.3.4 Trame de données (sauf en mode de programmation)
Réponse normale de l'appareil de tarification, par exemple le jeu de données complet (non
utilisé en mode de protocole E).
STX Données ! CR LF ETX BCC
5) 15) 2) 3) 3) 6) 8)
6.3.5 Trame d'acquittement
Si nécessaire, voir aussi schémas dans les annexes.
ACK
4)
6.3.6 Trame de demande de répétition
Si nécessaire, voir aussi schémas dans les annexes.
NAK
16)
– 38 – 62056-21 © CEI:2002
6.3.7 Trame de commande de programmation
Utilisé pour la programmation et le transfert en bloc, voir aussi 6.5.
SOH C D STX Jeu de données ETX BCC
17) 18) 19) 5) 20) 6) 8)
6.3.8 Trame de commande de programmation avec blocs partiels optionnels
Utilisé pour des trames longues, voir aussi 6.5 et schémas dans les annexes (seulement en
mode de protocole C).
SOH C D STX Jeu de données EOT BCC
17) 18) 19) 5) 20) 7) 8)
6.3.9 Trame de données (mode de programmation)
Utilisé pour transfert en bloc, voir aussi 6.5 et schémas dans les annexes.
STX Jeu de données ETX BCC
5) 20) 6) 8)
6.3.10 Trame de données (mode de programmation) avec blocs partiels optionnels
Utilisé pour des trames longues pour transfert en bloc, voir aussi 6.5 et schémas dans les
annexes (seulement en mode de protocole C).
STX Jeu de données EOT BCC
5) 20) 7) 8)
6.3.11 Trame d'erreur (mode de programmation)
Utilisé pour transfert en bloc, voir aussi schémas dans les annexes.
STX Trame d'erreur ETX BCC
5) 21) 6) 8)
6.3.12 Trame d'interruption (mode de programmation)
Utilisé pour transfert en bloc, voir aussi schémas dans les annexes.
SOH B 0 ETX BCC
17) 18) 19) 6) 8)
6.3.13 Trame en bloc (autres protocoles)
Les trames en bloc sont utilisées conformément au protocole sélectionné, spécifié sous "autre
protocole", voir 6.4.5 et Annexe E.
– 40 – 62056-21 © CEI:2002
6.3.14 Explications du contenu des trames
1) Caractère de démarrage «/» (oblique avant, code 2FH).
2) Caractère de fin «!» (point d'exclamation, code 21H).
3) Caractère de fin de ligne (CR, retour chariot, code 0DH;
LF, saut de ligne, code 0AH).
4) Caractère d'acquittement (ACK, acquittement, code 06H).
5) Caractère de début de trame (STX, début de texte, code 02H) qui indique le début de la
calculation du bloc de contrôle. Ce caractère n'est pas nécessaire s'il n'y pas de données
à suivre.
6) Caractère de fin de bloc (ETX, fin de texte, code 03H).
7) Caractère de fin de bloc partiel (EOT, fin du bloc, code 04H).
8) Caractère de contrôle par bloc (BCC), si nécessaire conforme aux caractères 5) et 6). Les
points 5) et 6) ne s'appliquent pas si le bloc des données est émis sans caractères de
contrôle.
9) Commande de demande pour émission «?» (point d'interrogation code 3FH).
10) Caractère de contrôle de protocole (voir 6.4.5.2).
11) Caractère de contrôle de mode (voir 6.4.5.3).
12)Identification du constructeur composée de trois caractères majuscules sauf pour
l'exception suivante:
Si un appareil tarifaire émet le troisième caractère en minuscule, le temps de réaction
minimum t pour cet appareil devient 20 ms au lieu de 200 ms. Cependant, le fait qu'un
r
appareil émette un troisième caractère en majuscule n'empêche pas l'usage d'un temps
de réaction de 20 ms.
Ces caractères doivent être enregistrés en accord avec l'administrateur du protocole:
le «FLAG Association» (voir l'avant-propos).
13) Identification du débit en bauds (pour les changements de débit)
La trame d'interrogation, la trame d'identification et la trame d'acquittement/sélection sont
émises au débit initial de 300 Bd (sauf en mode de protocole D). Le débit en bauds de la
trame des données dépend du débit en bauds déterminé par le protocole.
a) Mode de protocole A (sans changement de débit en bauds)
N'importe quel caractère imprimable sauf «/», «!» et ceux spécifiés pour les modes de
protocole B ou C.
b) Mode de protocole B (avec changement de débit en bauds, sans trame
d'acquittement/sélection)
A - 600 Bd
B - 1 200 Bd
C - 2 400 Bd
D - 4 800 Bd
E - 9 600 Bd
F - 19 200 Bd
G, H, I - réservés pour des extensions futures.
c) Mode de protocole C et mode de protocole E (avec changement de débit en bauds,
avec trame d'acquittement/sélection)
0 - 300 Bd
1 - 600 Bd
2 - 1 200 Bd
3 - 2 400 Bd
– 42 – 62056-21 © CEI:2002
4 - 4 800 Bd
5 - 9 600 Bd
6 - 19 200 Bd
7, 8, 9 - réservés pour des extensions futures.
d) Mode de protocole D (émission de données à 2 400 Bd)
Le caractère du débit en bauds est toujours 3.
14)Identification, spécifique au constructeur, 16 caractères imprimables maximum sauf «/»
et «!». "\" est seulement autorisé comme caractère d'échappement, voir 23) et 24).
15)Bloc de données avec les valeurs mesurées (voir schéma de syntaxe pour lecture
normale). Tout caractère imprimable peut être utilisé dans le bloc de données, ainsi que
«saut de ligne» et «retour chariot», à l'exception de «/» et "!".
16) Caractère de demande de répétition (NAK acquittement négatif, code 15H).
17) Caractère de début d'en-tête (SOH, start-of-header, code 01H).
18) Identificateur de trame de commande
P - Commande de mot de passe
W - Commande d'écriture
R - Commande de lecture
E - Commande d'exécution
B - Commande de sortie (break)
D'autres caractères sont réservés pour un usage futur.
19) Identificateur de type de commande (précise la variante de la commande)
Valeurs:
a) pour la commande de mot de passe P
0 - la donnée est pour usage avec algorithme de sécurité
1 - la donnée est à comparer avec un mot de passe interne
2 - la donnée est la sortie d'un algorithme de sécurité (spécifique au constructeur)
3-9 - réservés pour un usage futur.
b) pour la commande d'écriture W
0 - réservé pour un usage futur
1 - écriture de données en ASCII
2 - écriture en codage formaté (optionnel, voir Annexe C)
3 - écriture en codage ASCII avec bloc partiel (optionnel)
4 - écriture en codage formaté avec bloc partiel (optionnel, voir Annexe C)
5 - réservé pour usage national
6-9 - réservés pour un usage futur.
c) pour la commande de lecture R
0 - réservé pour un usage futur
1 - lecture de données ASCII
2 - lecture en codage formaté (optionnel, voir Annexe C)
3 - lecture en codage ASCII avec bloc partiel (optionnel)
4 - lecture en codage formaté avec bloc partiel (optionnel, voir Annexe C)
5,6 - réservés pour usage national
7-9 - réservés pour un usage futur.
– 44 – 62056-21 © CEI:2002
d) pour la commande d'exécution E
0-1 - réservés pour un usage futur
2 - exécution en codage formaté (optionnel, voir Annexe C)
3-9 - réservés pour un usage futur.
e) pour la commande de sortie B
0 - fin de session
1 - fin de session pour les appareils tarifaires alimentés par pile avec méthode de
réveil rapide
2-9 - réservés pour un usage futur.
20) Jeu de données
Cela fournit l'adresse et les données pour le message (voir 6.5).
Les commentaires suivants s'appliquent aux messages de commande:
a) La commande de mot de passe
Les champs adresse et unité sont vides (dépourvus de tout caractère).
b) La commande d'écriture
Là où la valeur représente une chaîne de données, l'adresse est le début de la zone à
partir de laquelle les données doivent être écrites. Le champ unité reste vide.
c) La commande de lecture
Là où une chaîne de données doit être lue, l'adresse est le début de la zone à partir de
laquelle les données sont lues.
La valeur est le nombre de zones à lire, y compris la zone de début. Le champ unité
reste vide.
d)
...
NORME CEI
INTERNATIONALE IEC
62056-21
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
2002-05
Equipements de mesure de l'énergie électrique –
Echange des données pour la lecture des
compteurs, le contrôle des tarifs et de la charge –
Partie 21:
Echange des données directes en local
Electricity metering –
Data exchange for meter reading,
tariff and load control –
Part 21:
Direct local data exchange
Numéro de référence
Reference number
CEI/IEC 62056-21:2002
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Depuis le 1er janvier 1997, les publications de la CEI As from 1 January 1997 all IEC publications are
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devient la CEI 60034-1. example, IEC 34-1 is now referred to as IEC 60034-1.
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exemple, les numéros d’édition 1.0, 1.1 et 1.2 indiquent and 1.2 refer, respectively, to the base publication,
respectivement la publication de base, la publication de the base publication incorporating amendment 1 and
base incorporant l’amendement 1, et la publication de the base publication incorporating amendments 1
base incorporant les amendements 1 et 2. and 2.
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compteurs, le contrôle des tarifs et de la charge –
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SOMMAIRE
AVANT-PROPOS.8
INTRODUCTION.12
1 Domaine d'application et objet.14
2 Références normatives.14
3 Termes, définitions et abréviations .16
3.1 Termes et définitions .16
3.2 Abréviations .18
4 Propriétés physiques .18
4.1 Interface électrique (boucle de courant) .18
4.2 Interface électrique V.24/V.28 .22
4.3 Interface optique .24
4.3.1 Construction de la tête optique .24
4.3.2 Données caractéristiques de l'aimant .24
4.3.3 Topologie des composants dans l'appareil tarifaire.28
4.3.4 Alignement .28
4.3.5 Caractéristiques optiques .28
5 Emission des caractères.32
5.1 Type d'émission .32
5.2 Vitesse d'émission.32
5.3 Qualité des signaux.32
5.4 Format de caractère .32
5.5 Codage des caractères.32
5.6 Sécurité des caractères.32
6 Protocole d'émission de données .34
6.1 Généralités.34
6.2 Calcul du caractère de contrôle par bloc.34
6.3 Définition des trames.36
6.3.1 Trame d'interrogation.36
6.3.2 Trame d'identification .36
6.3.3 Trame d'acquittement/sélection .36
6.3.4 Trame de données (sauf en mode de programmation) .36
6.3.5 Trame d'acquittement .36
6.3.6 Trame de demande de répétition .36
6.3.7 Trame de commande de programmation.38
6.3.8 Trame de commande de programmation avec blocs partiels optionnels .38
6.3.9 Trame de données (mode de programmation).38
6.3.10 Trame de données (mode de programmation) avec blocs partiels
optionnels.38
6.3.11 Trame d'erreur (mode de programmation).38
6.3.12 Trame d'interruption (mode de programmation) .38
6.3.13 Trame en bloc (autres protocoles) .38
6.3.14 Explications du contenu des trames.40
62056-21 IEC:2002 – 3 –
CONTENTS
FOREWORD.9
INTRODUCTION.13
1 Scope.15
2 Normative references.15
3 Terms, definitions and abbreviations .17
3.1 Terms and definitions .17
3.2 Abbreviations.19
4 Physical properties .19
4.1 Electrical current loop interface.19
4.2 Electrical interface V.24/V.28 .23
4.3 Optical interface .25
4.3.1 Construction of the reading head.25
4.3.2 Characteristic data of the magnet.25
4.3.3 Arrangement of components in the tariff device.29
4.3.4 Alignment .29
4.3.5 Optical characteristics.29
5 Character transmission .33
5.1 Type of transmission.33
5.2 Transmission speed.33
5.3 Signal quality.33
5.4 Character format .33
5.5 Character code.33
5.6 Character security .33
6 Data transmission protocol.35
6.1 General .35
6.2 Calculation of the block check character .35
6.3 Message definitions .37
6.3.1 Request message .37
6.3.2 Identification message .37
6.3.3 Acknowledgement/option select message .37
6.3.4 Data message (except in programming mode).37
6.3.5 Acknowledgement message.37
6.3.6 Repeat-request message .37
6.3.7 Programming command message .39
6.3.8 Programming command message using optional partial blocks.39
6.3.9 Data message (programming mode) .39
6.3.10 Data message (programming mode) using optional partial blocks .39
6.3.11 Error message (programming mode) .39
6.3.12 Break message (programming mode).39
6.3.13 Block message (other protocols) .39
6.3.14 Explanations of message contents .41
– 4 – 62056-21 © CEI:2002
6.4 Modes de communication .46
6.4.1 Mode de protocole A.46
6.4.2 Mode de protocole B.48
6.4.3 Mode de protocole C .52
6.4.4 Mode de protocole D .60
6.4.5 Mode de protocole E (autres protocoles) .60
6.4.6 Entrée dans le mode de programmation (appareil tarifaire inconnu).62
6.4.7 Communication en bloc partiel (optionnel, seulement en mode de
protocole C).64
6.5 Schémas de syntaxe .70
6.5.1 Mode de lecture.72
6.5.2 Mode de programmation .74
6.6 Structure des jeux de données .76
Annexe A (normative) Schéma pour échange des données directes en local en mode
de protocole C .80
Annexe B (normative) Méthodes de réveil pour les appareils tarifaires alimentés par pile .84
Annexe C (informative) Codes formatés.88
Annexe D (informative) Niveaux d'accès – sécurité du système .126
Annexe E (normative) Protocole «METERING HDLC» utilisant le mode de communication
E pour l'échange des données en local.128
Bibliographie.136
Index .138
Figure 1 – Schéma.22
Figure 2 – Construction de la tête optique.24
Figure 3 – Données caractéristiques de l'aimant .26
Figure 4 – Vue en direction du port optique.28
Figure 5 – Disposition d'essai pour l'émetteur .30
Figure 6 – Disposition d'essai pour le récepteur.30
Figure 7 – Calcul du caractère de contrôle par bloc (exemple selon l'ISO/IEC 1155).34
Figure 8 – Schéma du mode de protocole A.46
Figure 9 – Protocole d'émission en mode de protocole A .48
Figure 10 – Schéma du mode de protocole B.50
Figure 11 – Protocole d'émission pour le mode de protocole B .50
Figure 12 – Schéma du mode de protocole C.54
Figure 13 – Protocole d'émission en mode de protocole C pour lecture des données sans
acquittement du TSP .56
Figure 14 – Protocole d'émission en mode de protocole C avec lecture des données après
confirmation du débit proposé.56
Figure 15 – Protocole d'émission en mode de protocole C avec lecture des donnéeset
rejet du débit proposé .58
Figure 16 – Protocole d'émission en mode de protocole C. Basculement en mode
programmation avec confirmation du débit proposé .58
62056-21 IEC:2002 – 5 –
6.4 Communication modes .47
6.4.1 Protocol mode A .47
6.4.2 Protocol mode B .49
6.4.3 Protocol mode C .53
6.4.4 Protocol mode D .61
6.4.5 Protocol mode E (other protocols) .61
6.4.6 Entering programming mode (unknown tariff device) .63
6.4.7 Partial block communication (optional, only in protocol mode C) .65
6.5 Syntax diagrams.71
6.5.1 Readout mode .73
6.5.2 Programming mode .75
6.6 Data set structure .77
Annex A (normative) Flow chart for direct local data exchange protocol, protocol mode C .81
Annex B (normative) Wake-up methods for battery-operated tariff devices.85
Annex C (informative) Formatted codes.89
Annex D (informative) Levels of access – system security . 127
Annex E (normative) METERING HDLC protocol using protocol mode E for direct local
data exchange . 129
Bibliography . 137
Index . 139
Figure 1 – Circuit diagrams .23
Figure 2 – Construction of the reading head .25
Figure 3 – Characteristic data of the magnet .27
Figure 4 – View into optical port .29
Figure 5 – Test arrangement for the transmitter.31
Figure 6 – Test arrangement for the receiver .31
Figure 7 – Setting up a block check character (example according to ISO/IEC 1155) .35
Figure 8 – Diagram protocol mode A .47
Figure 9 – Transmission protocol for protocol mode A .49
Figure 10 – Diagram protocol mode B .51
Figure 11 – Transmission protocol for protocol mode B.51
Figure 12 – Diagram protocol mode C .55
Figure 13 – Transmission protocol for protocol mode C giving data readout without
acknowledgement from the HHU .57
Figure 14 – Transmission protocol for protocol mode C giving data readout with
confirmation of the suggested baud rate .57
Figure 15 – Transmission protocol for protocol mode C giving data readout with rejection
of the suggested baud rate.59
Figure 16 – Transmission protocol for protocol mode C. Switching to programming mode
with acceptance of the suggested baud rate .59
– 6 – 62056-21 © CEI:2002
Figure 17 – Protocole d'émission en mode de protocole C. Commutation en mode de
programmation avec rejet du débit proposé .58
Figure 18 – Schéma du mode de protocole D.60
Figure 19 – Protocole d'émission en mode de protocole D .60
Figure 20 – Schéma pour l'entrée dans le mode de programmation .62
Figure 21 – Exemple d'une lecture non formatée en bloc partiel.66
Figure 22 – Exemple d'une écriture formatée en bloc partiel .68
Figure 23 – Exemple d'une écriture formatée en bloc partiel (avec des erreurs).70
Figure 24 – Schéma de syntaxe – mode de lecture .72
Figure 25 – Schémas de syntaxe – mode de programmation – commande.74
Figure 26 – Schéma de syntaxe – mode de programmation – réponse.76
Figure 27– Structure des jeux de données .76
Figure A.1 – Schéma pour échange des données en local en mode de protocole C .80
Figure B.1 – Séquence de démarrage pour les appareils tarifaires alimentés par pile .84
Figure B.2 – Schéma pour la séquence de démarrage pour les appareils tarifaires
alimentés par pile avec méthode de réveil rapide.86
Figure C.1 – Exemple de types de canaux .90
Figure C.2 – Schéma de codage du registre .96
Figure C.3 – Association des bits pour les données de Groupe.110
Figure C.4 – Schéma de vecteurs pour les quadrants I à IV .124
Figure E.1 – Entrée dans le mode de protocole E (HDLC).128
Figure E.2 – Schéma et changement à « METERING HDLC » en mode de protocole E.130
Figure E.3 – Primitives de service de la couche physique .132
Figure E.4 – Primitives de service de la couche physique avec changement de débit
simplifié .132
Tableau 1 – Interface électrique.18
Tableau 2 – Commandes Read, Write et Execute .64
62056-21 IEC:2002 – 7 –
Figure 17 – Transmission protocol for protocol mode C. Switching to programming mode
with rejection of the suggested baud rate.59
Figure 18 – Diagram protocol mode D .61
Figure 19 – Transmission protocol for protocol mode D .61
Figure 20 – Diagram for entering programming mode .63
Figure 21 – Example of a partial block unformatted read.67
Figure 22 – Example of a partial block formatted write.69
Figure 23 – Example of a partial block formatted write (with errors) .71
Figure 24 – Syntax diagrams – readout mode .73
Figure 25 – Syntax diagrams – programming mode – command.75
Figure 26 – Syntax diagram – programming mode – answer .77
Figure 27 – Data set structure .77
Figure A.1 – Flow chart for direct local data exchange protocol, protocol mode C.81
Figure B.1 – The start sequence for battery-operated devices.85
Figure B.2 – Diagram for the start sequence of battery-operated devices by fast
wake-up mode .87
Figure C.1 – Example of channel types.91
Figure C.2 – Register coding diagram.97
Figure C.3 – Bit assignment for group data. 111
Figure C.4 – Vector diagrams for quadrants I to IV . 125
Figure E.1 – Entering protocol mode E (HDLC). 129
Figure E.2 – Flow chart and switchover to METERING HDLC in protocol mode E. 131
Figure E.3 – Physical layer primitives . 133
Figure E.4 – Physical layer primitives, simplified example with one mode change only . 133
Table 1 – Electrical interface .19
Table 2 – Read, Write and Execute commands .65
– 8 – 62056-21 © CEI:2002
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE
___________
ÉQUIPEMENTS DE MESURE DE L’ÉNERGIE ÉLECTRIQUE –
ÉCHANGE DES DONNÉES POUR LA LECTURE DES COMPTEURS,
LE CONTRÔLE DES TARIFS ET DE LA CHARGE –
Partie 21: Échange des données directes en local
AVANT-PROPOS
1) La CEI (Commission Électrotechnique Internationale) est une organisation mondiale de normalisation
composée de l'ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de la CEI). La CEI a
pour objet de favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les
domaines de l'électricité et de l'électronique. A cet effet, la CEI, entre autres activités, publie des Normes
internationales. Leur élaboration est confiée à des comités d'études, aux travaux desquels tout Comité national
intéressé par le sujet traité peut participer. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec la CEI, participent également aux travaux. La CEI collabore étroitement
avec l'Organisation Internationale de Normalisation (ISO), selon des conditions fixées par accord entre les
deux organisations.
2) Les décisions ou accords officiels de la CEI concernant les questions techniques représentent, dans la mesure
du possible, un accord international sur les sujets étudiés, étant donné que les Comités nationaux intéressés
sont représentés dans chaque comité d’études.
3) Les documents produits se présentent sous la forme de recommandations internationales. Ils sont publiés
comme normes, spécifications techniques, rapports techniques ou guides et agréés comme tels par les
Comités nationaux.
4) Dans le but d'encourager l'unification internationale, les Comités nationaux de la CEI s'engagent à appliquer de
façon transparente, dans toute la mesure possible, les Normes internationales de la CEI dans leurs normes
nationales et régionales. Toute divergence entre la norme de la CEI et la norme nationale ou régionale
correspondante doit être indiquée en termes clairs dans cette dernière.
5) La CEI n’a fixé aucune procédure concernant le marquage comme indication d’approbation et sa responsabilité
n’est pas engagée quand un matériel est déclaré conforme à l’une de ses normes.
La Commission Electrotechnique Internationale (CEI) attire l’attention sur le fait qu’il est
déclaré que la conformité aux dispositions de la présente Norme Internationale peut impliquer
l’utilisation d’un service de maintenance concernant le protocole sur lequel est basé la
présente Norme CEI 62056-21.
La CEI ne prend pas position quant à la preuve, la validité et la portée de ces services de
maintenance.
Le fournisseur de ces services de maintenance a donné l’assurance à la CEI qu’il consent à
fournir ces services aux demandeurs du monde entier, en des termes et à des conditions
raisonnables et non discriminatoires. A ce propos, la déclaration du fournisseur des services
de maintenance est enregistrée à la CEI. Des informations peuvent être obtenues auprès de :
Identification de constructeur, point 12) de 6.3.2:
The FLAG Association, UK
www.dlms.com/flag
Caractère d'identification du débit en bauds et d'identification enrichi, point 24) de 6.3.2:
DLMS User Association
Genève / Suisse
www.dlms.ch
62056-21 IEC:2002 – 9 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION
___________
ELECTRICITY METERING –
DATA EXCHANGE FOR METER READING,
TARIFF AND LOAD CONTROL –
Part 21: Direct local data exchange
FOREWORD
1) The IEC (International Electrotechnical Commission) is a worldwide organization for standardization comprising
all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of the IEC is to promote
international co-operation on all questions concerning standardization in the electrical and electronic fields. To
this end and in addition to other activities, the IEC publishes International Standards. Their preparation is
entrusted to technical committees; any IEC National Committee interested in the subject dealt with may
participate in this preparatory work. International, governmental and non-governmental organizations liaising
with the IEC also participate in this preparation. The IEC collaborates closely with the International Organization
for Standardization (ISO) in accordance with conditions determined by agreement between the two
organizations.
2) The formal decisions or agreements of the IEC on technical matters express, as nearly as possible, an
international consensus of opinion on the relevant subjects since each technical committee has representation
from all interested National Committees.
3) The documents produced have the form of recommendations for international use and are published in the form
of standards, technical specifications, technical reports or guides and they are accepted by the National
Committees in that sense.
4) In order to promote international unification, IEC National Committees undertake to apply IEC International
Standards transparently to the maximum extent possible in their national and regional standards. Any
divergence between the IEC Standard and the corresponding national or regional standard shall be clearly
indicated in the latter.
5) The IEC provides no marking procedure to indicate its approval and cannot be rendered responsible for any
equipment declared to be in conformity with one of its standards.
The International Electrotechnical Commission (IEC) draws attention to the fact that it is
claimed that compliance with this International Standard may involve the use of a maintenance
service concerning the stack of protocols on which the present standard IEC 62056-21 is
based.
The IEC takes no position concerning the evidence, validity and scope of this maintenance
service.
The provider of the maintenance service has assured the IEC that he is willing to provide
services under reasonable and non-discriminatory terms and conditions with applicants
throughout the world. In this respect, the statement of the provider of the maintenance service
is registered with the IEC. Information may be obtained:
Manufacturer's identification, item 12) of 6.3.2: from
The FLAG Association, UK
www.dlms.com/flag
Enhanced identification character, item 24) of 6.3.2: from
DLMS User Association
Geneva / Switzerland
www.dlms.ch
– 10 – 62056-21 © CEI:2002
La Norme internationale CEI 62056-21 a été établie par le comité d'études 13 de la CEI: Equi-
pements de mesure de l'énergie électrique et de commande des charges.
Cette première édition CEI 62056-21 annule et remplace la deuxième édition de la CEI 61107,
parue en 1996, et constitue une révision technique.
Le texte de cette norme est issu des documents suivants:
FDIS Rapport de vote
13/1271/FDIS 13/1277/RVD
Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant
abouti à l'approbation de cette norme.
Les annexes A, B, et E font partie intégrante de cette norme.
Les annexes C et D sont données uniquement à titre d'information.
Cette publication a été rédigée selon les Directives ISO/CEI, Partie 3.
Le comité a décidé que le contenu de cette publication ne sera pas modifié avant 2006. A
cette date, la publication sera
• reconduite;
• supprimée;
• remplacée par une édition révisée, ou
• amendée.
62056-21 IEC:2002 – 11 –
International Standard IEC 62056-21 has been prepared by IEC Technical Committee 13:
Equipment for electrical energy measurement and load control.
This first edition IEC 62056-21 cancels and replaces the second edition of IEC 61107
published in 1996 and constitutes a technical revision.
The text of this standard is based on the following documents:
FDIS Report on voting
13/1271/FDIS 13/1277/RVD
Full information on the voting for the approval of this standard can be found in the report on
voting indicated in the above table.
Annexes A, B and E form an integral part of this standard.
Annexes C and D are for information only.
This publication has been drafted in accordance with the ISO/IEC Directives, Part 3.
The committee has decided that the contents of this publication will remain unchanged until
2006. At this date, the publication will be
• reconfirmed;
• withdrawn;
• replaced by a revised edition, or
• amended.
– 12 – 62056-21 © CEI:2002
INTRODUCTION
Le comité d’études 13 de la CEI a pour tâche d'élaborer les normes nécessaires pour
effectuer les échanges de données, pour des fonctions de télérelevé, de contrôle des tarifs et
de la charge et pour l'information de l'usager, avec référence aux normes ISO et UIT.
Les échanges de données peuvent être destinés à un accès local ou distant. La présente
partie de la CEI 62056 est strictement limitée aux échanges de données en local. Les
échanges de données à distance sont traités par d'autres normes de la série CEI 62056.
62056-21 IEC:2002 – 13 –
INTRODUCTION
IEC TC 13 has the task of preparing standards for data exchange for the purposes of meter
reading, tariff and load control, and consumer information using various alternative
communication media, with reference to ISO and ITU standards.
Meter data exchange can be local or remote. This part of IEC 62056 is restricted to local data
exchange, whereas remote data exchange is covered by other standards of the IEC 62056
series.
– 14 – 62056-21 © CEI:2002
ÉQUIPEMENTS DE MESURE DE L’ÉNERGIE ÉLECTRIQUE –
ÉCHANGE DES DONNÉES POUR LA LECTURE DES COMPTEURS,
LE CONTRÔLE DES TARIFS ET DE LA CHARGE –
Partie 21: Échange des données directes en local
1 Domaine d'application et objet
La présente partie de la CEI 62056 décrit le matériel et les protocoles des échanges de
données de compteurs effectués en local. Dans ces systèmes, un terminal de saisie portable
(TSP) ou un appareil aux fonctions équivalentes est connecté à un ou plusieurs appareils de
tarification.
La connexion peut être permanente ou non, par l’intermédiaire d’un couplage électrique ou
optique. Un contact électrique est conseillé dans le cas d'un branchement permanent, ou dans
le cas où plusieurs appareils doivent être lus sur un même site. Il convient que le coupleur
optique soit facilement déconnectable, afin de permettre la collecte des données par un TSP.
Le protocole permet la lecture et la programmation des appareils tarifaires. Il a été conçu
pour être bien adapté à l'environnement du comptage d'électricité, surtout en ce qui concerne
l'isolement électrique et la sécurité des données. Bien que ce protocole soit bien défini, son
application et son utilisation sont laissées aux bons soins de l'utilisateur.
La présente norme est basée sur le modèle de référence pour la communication entre les
systèmes ouverts. Elle est enrichie par des éléments supplémentaires tels qu'une interface
optique, un changement de débit sous contrôle de protocole et une émission des données
sans accusé de réception. Ce protocole offre plusieurs modes pour l'implémentation dans
l'appareil tarifaire. Le TSP (ou appareil équivalent) agit comme maître, tandis que l'appareil
tarifaire agit comme esclave en modes A à D du protocole. En mode E du protocole, le TSP
agit comme client et l'appareil tarifaire agit comme serveur.
Etant donné que plusieurs systèmes sont déjà utilisés, un soin particulier a été pris pour assurer
une compatibilité avec les systèmes existants et/ou les composants du système et leurs
protocoles appropriés.
2 Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence
qui y est faite, constituent des dispositions valables pour la présente Norme internationale. Au
moment de la publication, les éditions indiquées étaient en vigueur. Tout document normatif
est sujet à révision et les parties prenantes aux accords fondés sur la présente Norme
internationale sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les éditions les plus
récentes des documents normatifs indiqués ci-après. Les membres de la CEI et de l'ISO
possèdent le registre des Normes internationales en vigueur.
CEI 60050-300:2001, Vocabulaire Electrotechnique International (VEI) – Mesures et appareils
de mesure électriques et électroniques – Partie 311 Termes généraux concernant les
mesures – Partie 312: Termes généraux concernant les mesures électriques – Partie 313:
Types d'appareils électriques de mesure – Partie 314: Termes spécifiques selon le type
d'appareil
62056-21 IEC:2002 – 15 –
ELECTRICITY METERING –
DATA EXCHANGE FOR METER READING,
TARIFF AND LOAD CONTROL –
Part 21: Direct local data exchange
1 Scope
This part of IEC 62056 describes hardware and protocol specifications for local meter data
exchange. In such systems, a hand-held unit (HHU) or a unit with equivalent functions is
connected to a tariff device or a group of devices.
The connection can be permanent or disconnectable using an optical or electrical coupling. An
electrical interface is proposed for use with a permanent connection, or when more than one
tariff device needs to be read at one site. The optical coupler should be easily disconnectable
to enable data collection via an HHU.
The protocol permits reading and programming of tariff devices. It is designed to be particularly
suitable for the environment of electricity metering, especially as regards electrical isolation
and data security. While the protocol is well-defined, its use and application are left to the user.
This standard is based on the reference model for communication in open systems. It is
enhanced by further elements such as an optical interface, protocol controlled baud rate
switchover, data transmission without acknowledgement of receipt. The protocol offers several
modes for implementation in the tariff device. The HHU or equivalent unit acts as a master
while the tariff device acts as a slave in protocol modes A to D. In protocol mode E, the HHU
acts as a client and the tariff device acts as a server
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.
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