El artículo está dedicado al protocolo de comunicación M-Bus diseñado para construir un sistema de contabilidad de energía, las características del bus arquitectónico M-Bus y el equipo ADFweb para redes M-Bus.

Krona LLC, San Petersburgo

Con todo nuestro amor por la libertad, ya estamos acostumbrados a las redes que nos enredan. Redes de carreteras asfaltadas en el suelo y cables en el aire, la Internet invisible y un sistema de recogida de datos en producción... Y cada red tiene sus propias reglas que te permiten no perderte en sus entresijos, sino utilizarla para tu propio bien.

¿Por qué se necesita otro protocolo M-Bus? La comunidad de computadoras involucradas en el proceso de medición de energía necesita sus propias "condiciones de juego", optimizadas para tomar lecturas de medidores. Para controlar el consumo de recursos energéticos, se necesita una red específica, lo más simple y económica posible, que permita la conexión de muchos dispositivos esclavos al dispositivo maestro, extendiéndose a lo largo de varios kilómetros. Todas estas tareas son atendidas por un protocolo especial.

M-Bus ("Meter-Bus") es un estándar europeo para construir sistemas de recopilación de datos distribuidos y medición comercial del consumo de energía (calor, agua, gas, electricidad, etc.).

Estándar M-Bus descrito y aprobado documentos normativos EN‑1434–3 (1997), GOST R EN‑143403-2006 del 01/09/06. Hoy en día, este estándar cuenta con el respaldo de la mayoría de los principales fabricantes de dispositivos de medición de energía y se utiliza cada vez más para resolver tareas de medición de energía en Rusia.

Las principales ventajas del estándar M‑Bus:

Facilidad de construir una red;

Alta inmunidad al ruido;

La longitud de las líneas de comunicación es de varios kilómetros;

Segmentación de red simple;

Un gran número de puntos de medición;

Facilidad de expansión por etapas de la red;

Alimentación pasiva de dispositivos Slave;

Costos mínimos de instalación y operación de equipos.

Arquitectura M‑Bus

El medio de transmisión de datos para el estándar M-Bus es un "par trenzado" de cobre, mientras que no hay requisitos estrictos para la arquitectura de la red. Sin embargo, los desarrolladores de equipos M-Bus no recomiendan usar una arquitectura de "anillo", así como tampoco usar fragmentos en bucle para segmentos de red.

Pero la arquitectura de la red M-Bus puede incluir simultáneamente elementos de las tipologías "bus" y "estrella", lo que le permite crear estructuras de red flexibles y arbitrarias.

El protocolo para el intercambio de datos entre dispositivos de red M-Bus se basa en el principio de "un maestro, muchos esclavos". Cada segmento de red requiere solo un dispositivo Maestro que envía solicitudes y recibe respuestas de dispositivos Esclavos (máximo 250 dispositivos por segmento). Esto elimina por completo la posibilidad de situaciones de conflicto dentro del segmento de la red M‑Bus.

Todos los dispositivos esclavos se conectan en paralelo al dispositivo maestro a través del bus M‑Bus (par trenzado), mientras que la polaridad de los dispositivos conectados al bus no importa.

La transmisión de datos a través del M‑Bus se realiza en modo serie en ambas direcciones. El bus mantiene un nivel de voltaje nominal desde el dispositivo maestro para proporcionar energía a los dispositivos esclavos. Para transmitir un bit de datos, el dispositivo Maestro cambia el nivel de voltaje en el bus, que es percibido por todos los dispositivos Esclavos. Después de reconocer su dirección en la solicitud, el Esclavo autorizado transmite bits de datos, cambiando la corriente extraída del M‑Bus. Estos cambios son leídos por el dispositivo maestro.

La longitud física del M‑Bus está limitada por la resistencia activa de los cables que, debido al consumo de corriente de los dispositivos Slave, reduce la tensión de alimentación en la red a medida que se aleja del dispositivo Master. La velocidad de transferencia de datos en las redes M‑Bus está limitada por la capacidad eléctrica del bus y oscila entre 300 y 9600 baudios. El límite en la cantidad de dispositivos esclavos en un segmento de red está determinado por la potencia de la fuente de voltaje del dispositivo maestro y las capacidades máximas de direccionamiento: hasta 250 dispositivos.

Sin embargo, a pesar de todas las ventajas del protocolo, su uso en los sistemas de control de despachadores de APCS y ASKUE ha sido difícil hasta hace poco tiempo por las siguientes razones:

Presentado en el mercado pequeña selección equipos para construir redes M‑Bus;

Este equipo era demasiado caro;

Había una falta de referencia y documentación técnica.

Esta situación cambió con la aparición en el mercado de equipos domésticos de la empresa ADFweb, especializada en la producción de equipos para trabajar con protocolos industriales. A fines de 2010, la empresa presentó una línea de equipos para redes M‑Bus. La información sobre estos dispositivos se presenta en las tablas 1 y 2.

Desarrollo alta tecnología simplifica el trabajo de los servicios modernos, incluso en el sector público. La necesidad de que una persona tome lecturas de los medidores y las transfiera al punto de control se elimina por completo con la introducción del sistema m-bus, que organiza un moderno y completo sala de control recibir testimonio en modo automatico. Estándar aprobado documentación reglamentaria 1997 EN-1434-3 y GOST de 2006 EN-1434-3-2006. El sistema se ha generalizado en Oriente y Europa Oriental. Con su ayuda, se organiza la toma de lecturas de medidores de agua, calor, gas y electricidad en edificios residenciales e industriales.

Organización de una red de despacho para la toma de lecturas de contadores

El estándar europeo m-bus es un sistema para recopilar datos de dispositivos de medición de energía. Utilizando este estándar, es posible organizar la recopilación de datos sobre el consumo registrado por contadores de cientos de dispositivos. Para hacer esto, se colocan sistemas de cable: autobuses m-bus, a los que se conecta el dispositivo.

El sistema m-bus tiene claras ventajas que permiten su uso para crear redes de despacho adecuadas:

• Ÿ transmisión estable de información desde un gran número de fuentes ajenas a la iniciativa a distancias de hasta varios kilómetros;
• El sistema es económico y no requiere Altos precios para su instalación y operación;
• Ÿ el sistema se reestructura fácilmente y se complementa con nuevas fuentes de datos;
• Ÿpermite realizar un corte completo del estado real de las lecturas de los contadores, tomando datos simultáneamente de muchas fuentes;
• Ÿfácil de tomar lecturas de dispositivos ubicados en lugares de difícil acceso;
• ŸEl sistema se puede optimizar según los requisitos del cliente.

protocolo bus m

Los datos se transmiten a través del sistema utilizando un sistema antiinterferencias. protocolometro— autobús. Este protocolo se usa en el esquema un maestro - muchos esclavos. Cada segmento de red utiliza un maestro que envía solicitudes y recibe una respuesta de cada dispositivo. Este esquema evita conflictos de red. Los datos se transfieren a través del bus en modo serie. Para transmitir un bit de datos, el maestro cambia el voltaje en el bus. Cada uno de los dispositivos escucha esta señal, sabiendo cuál está recibiendo la solicitud. El dispositivo al que hay una apelación transmite bits de datos en respuesta, cambiando el voltaje del bus, que son leídos por el maestro.

Maestro de bus M

El m-bus master es el dispositivo central que controla el funcionamiento de la red. El maestro m-bus puede ser una computadora u otro dispositivo que guarda datos de dispositivos y envía señales para leer datos. El maestro m-bus también alimenta los dispositivos a través de una conexión por cable. El sistema puede incluir adicionalmente varios sensores(presión, temperatura, niveles de humo), que también son alimentados por el maestro m-bus.

Bus y concentrador en red m-bus

En la red m-bus es posible leer datos de un número grande accesorios. Sin embargo, es imposible tender un cable desde el servidor a cada uno de los dispositivos, por lo que la red utiliza un concentrador m-bus que combina muchos dispositivos y luego se conecta directamente a la computadora del despachador oa Internet. El concentrador también actúa como un archivador. Sin él, el sistema m-bus toma las lecturas actuales del medidor, y con el concentrador es posible tomar las lecturas almacenadas por el dispositivo. Este dispositivo se controla desde la computadora del despachador y organiza la transferencia de datos desde los dispositivos, almacena información de ellos y los envía en una señal a la computadora de control. Hay modelos de concentrador para 25, 60 o 250 suscriptores. Los concentradores pueden actuar como un repetidor, por lo que es posible construir una red de varios concentradores, que están subordinados a otros concentradores que tienen sus propios suscriptores.

Los datos se transmiten a través de un par trenzado de cobre - bus m-bus. El dispositivo se puede conectar al bus mediante un cable telefónico de 2x0,75 mm2, cuya longitud puede ser de 1 a 5 metros. Dependiendo de la lejanía de la computadora de despacho, la interfaz RS232/USB se usa para conectar el concentrador a una computadora o módem. Las limitaciones en la longitud de los cables de transmisión se deben al aumento de la resistencia del conductor, en función del aumento de longitud. Los cambios en el nivel de voltaje en el bus, que es una señal durante la transmisión de datos, son difíciles. El número de dispositivos esclavos conectados también es limitado. El número máximo puede ser 250. La rapidez con la que se transmiten los datos en la red depende de la capacidad eléctrica del bus. Por lo general, está en el rango de 300-9600 bps.

Los repetidores utilizados para ampliar una red suelen proporcionar una representación visual de la carga de la red. Hay una indicación en los dispositivos, a través de la cual puede determinar el modo de funcionamiento y la posibilidad de agregar dispositivos. Por ejemplo, en el repetidor Hydro-Center 60/250/Memory, la indicación de bus m puede estar en los siguientes modos:

• Ÿverde significa hasta la mitad de la carga de neumáticos;
• Ÿamarillo: la carga del bus supera el 100%, el dispositivo está operativo, pero se emite una advertencia de que es inaceptable complementar la red con más dispositivos;
• Ÿrojo: esta es una sobrecarga crítica del dispositivo. Necesita ser reiniciado y comprobado para ver si funciona.

Convertidores para red m-bus

La interfaz de red m-bus utiliza 36V. Los dispositivos conectados a la red equipados con otras interfaces (por ejemplo, RS232, RS485) funcionan con diferentes valores de voltaje, por lo que se deben instalar convertidores especiales frente a ellos. Conversión de niveles de tensión. Un ejemplo de dicho dispositivo es el convertidor m-bus 10. Dicho convertidor m-bus le permite conectar hasta 10 dispositivos de medición. Opera en la red como un maestro. El dispositivo contiene diodos indicadores que muestran el estado de energía y el modo de transferencia de datos. Además, los convertidores se utilizan en sistemas donde es necesario convertir y transferir datos de una red que opera en m-bus a un sistema que transmite datos de telemetría, por ejemplo, SCADA. NPE-Modbus se utiliza como tal dispositivo.

Contadores con posibilidad de transmisión de datos a través de la red

Los dispositivos de medición de energía utilizados en los sistemas m-bus están equipados con un módulo especial. Los medidores de calor que incluyen dicho módulo pueden ser de dos tipos. En el primer tipo, el módulo m-bus está integrado en el dispositivo; en el segundo tipo, es opcional. el modulo es placa de circuito impreso que admite la función de transferencia de datos. La presencia de dicho módulo debe anotarse en el pasaporte del dispositivo. Los cables del bus están conectados a los contactos de tornillo del medidor. El diámetro máximo posible de los cables conectados es de 2,5 mm y el voltaje del bus no supera los 50 V.

Grupo de empresas Teplopribor (GC) (Teplopribor, Prompribor, Teplokontrol, etc.)- estos son dispositivos y automatización para medir, controlar y regular los parámetros de procesos tecnológicos (medición de flujo, control de calor, contabilidad de calor, control de presión, nivel, propiedades y concentración, etc.).

Los productos se envían al precio del fabricante como producción propia, y nuestros socios - fábricas líderes - fabricantes de equipos de instrumentación y control, equipos de control, sistemas y equipos para control procesos tecnológicos- APCS (mucho está disponible en stock o puede fabricarse y enviarse lo antes posible).

Despacho con M-Bus y RS485

A continuación hay dos ejemplos comparativos especificaciones para el envío de medidores de calor de un edificio de apartamentos por un circuito cableado utilizando interfaces M-Bus y RS485:

1. Oferta comercial con M-bus

El objeto es un edificio de apartamentos para 53 medidores de calor ultrasónicos TSU-Du20:
1 entrada 10 pisos, 1er piso locales no residenciales, del piso 2 al 9, 6 departamentos cada uno, 2 medidores de agua por departamento, 6 departamentos en el piso 10, 2 medidores de agua por departamento

Importe total para CP con PC: 410.662,00 rublos.

Programación basada en Mbus

2. Oferta comercial con RS485 para el objeto

El objeto es un edificio de apartamentos para 53 medidores de calor ultrasónicos TSU-Du20:
edificio de apartamentos, 1 entrada 10 pisos, 1er piso locales no residenciales, 2 a 9 pisos, 6 apartamentos cada uno, 2 medidores de agua por apartamento, 6 apartamentos en el piso 10, 2 medidores de agua por apartamento.

Importe total para CP con PC: 451.462,00 rublos.
* — Unidad del sistema(ordenador-PC) se suministra a petición del cliente.

Programación basada en RS485

Más información sobre interfaces y protocolos

1. Diferencia entre M-Bus y ModBas

Interfaz M-Bus (Meter-Bus)- Un estándar de capa física para un bus de campo basado en una interfaz asíncrona. También bajo este nombre se entiende el protocolo de comunicación utilizado para comunicar dispositivos en este bus. La interfaz M-bus se utiliza principalmente para dispositivos de medición energía eléctrica(medidores eléctricos), energía térmica (medidores de calor), medidores de flujo de agua y gas.

Protocolo Modbus es un protocolo de comunicación abierto basado en una arquitectura maestro-esclavo. Es ampliamente utilizado en la industria para organizar la comunicación entre dispositivos electrónicos. Se puede utilizar para la transmisión de datos a través de interfaces de líneas de comunicación serie RS-485, RS-422, RS-232 y redes TCP/IP (Modbus TCP). También hay implementaciones no estándar que usan UDP.
No confunda "MODBUS" y "MODBUS Plus". MODBUS Plus es un protocolo propietario propiedad de Schneider Electric. La capa física es única, similar a Ethernet 10BASE-T, semidúplex sobre un par trenzado, 1 Mbps. El protocolo de transporte es HDLC, además del cual se especifica una extensión para la transmisión de MODBUS PDU.

2. Diferencia entre las interfaces RS485/RS422 de RS232 y USB

a) Interfaz RS-485

Interfaz RS-485 (estándar inglés recomendado 485), EIA-485 (Eng. Electronic Industries Alliance-485) es un estándar de capa física para una interfaz asíncrona. regula parámetros eléctricos línea de comunicación diferencial multipunto semidúplex del tipo "bus común".

El estándar RS-485 se ha vuelto muy popular y se ha convertido en la base para crear toda una familia de redes industriales ampliamente utilizado en la automatización industrial.
El estándar RS-485 utiliza un solo par trenzado de cables para transmitir y recibir datos, a veces acompañado de un blindaje trenzado o un cable común.
La transmisión de datos en RS485 se realiza mediante señales diferenciales. La diferencia de voltaje entre conductores de una polaridad significa una unidad lógica, la diferencia de la otra polaridad es cero.

Dado que las interfaces RS485/422 se implementan en líneas de comunicación diferenciales, su inmunidad al ruido es muy buena. Por lo general, se utiliza una gestión de cables con una impedancia de onda de 120 ohmios. Las resistencias de terminación deben colocarse en los extremos de las líneas. Las líneas RS485 pueden tener hasta 1 kilómetro de largo.

Interfaz RS422 es una versión "ligera" de RS485. Tiene corrientes de salida del transmisor reducidas y por lo tanto menos capacidad de carga. Los repetidores de datos se utilizan para mejorar estos parámetros.

La interfaz RS485 implementa el principio fundamental del intercambio de datos. Puede direccionar hasta 63 puertos. Estrictamente hablando, RS422 es una interfaz radial, pero muchos fabricantes de equipos la complementan con trunking y compatibilidad parcial con RS485 (con parámetros de capacidad de carga reducidos).

b) interfaz RS232

Interfaz RS232 Construido sobre líneas de transmisión de datos unipolares. Por lo tanto, su rendimiento y longitud máxima los cables son pequeños RS232 se utiliza para conectar equipos periféricos a computadoras de control. RS232 es una interfaz radial, por lo que no existe el concepto de dirección. Estos factores aumentan la eficiencia de la interfaz en los sistemas de adquisición de datos y con equipos periféricos.

do) Interfaz USB

USB (u-es-bi, English Universal Serial Bus - "universal serial bus"): una interfaz en serie para conectar dispositivos periféricos a Ciencias de la Computación. La interfaz USB ha recibido la distribución más amplia y, de hecho, se ha convertido en la interfaz principal para conectar periféricos a electrodomésticos digitales.

La interfaz USB permite no solo intercambiar datos, sino también proporcionar energía al dispositivo periférico. La arquitectura de red le permite conectarse un gran número de periféricos incluso a un dispositivo con un solo conector USB.

Recientemente, hemos estado prestando mucha atención a los problemas de conexión de dispositivos de terceros al sistema ASUD-248.

Esto se debe al deseo lógico de integrarse en sistema unificado subsistemas de ingeniería de gestión y control de despacho que aseguran el funcionamiento de los objetos atendidos.

Los dispositivos conectados pueden ser, por ejemplo, controladores de calefacción y ventilación, medidores de agua y energía térmica, varios sensores, actuadores, etc.

Un dispositivo de terceros se conecta al sistema ASUD-248 a través de una interfaz física específica, el intercambio de datos se produce de acuerdo con un conjunto de reglas admitidas por el dispositivo: protocolo.

A menudo operan con los conceptos de M-bus, Modbus, RS-485, Ethernet, Red informática, etc. - algunos de los cuales definen la interfaz física para conectar dispositivos, mientras que otros definen un conjunto de reglas de transferencia de datos.

Cuando se comunica con organizaciones de diseño, clientes que se enfrentan directamente con la tarea de conectar dispositivos de terceros a ASUD-248, a menudo encuentra confusión en las definiciones de "interfaz", "protocolo" y problemas relacionados, por ejemplo:

• "¿Modbus es una interfaz?"
• "Modbus y M-bus son lo mismo"
• "El dispositivo tiene RS-485. ¿Se puede garantizar que esté conectado al ACS?" etc.

Cabe señalar que, en esencia, los términos "interfaz" y "protocolo" expresan el mismo concepto: una descripción del procedimiento para la interacción de dos objetos. Este hecho, a nuestro juicio, en el ámbito del tema en consideración, también puede dar lugar a cierta ambigüedad.

Por lo tanto, para mayor precisión, estaremos de acuerdo bajo la interfaz para comprender la interfaz física (hardware): el medio de transmisión de datos. Bajo el protocolo: un conjunto de reglas descritas para la transmisión de datos a través de una interfaz particular.

RS-485

RS-485 es una interfaz. Define los requisitos para la línea de comunicación (cables), regula los parámetros eléctricos de la línea de comunicación y otros parámetros asociados con la transmisión de señales de un dispositivo a otro.

RS-485 no dice nada sobre las reglas para la comunicación entre dispositivos.

Por lo tanto, el mero hecho de que un dispositivo de terceros tenga una interfaz RS-485 no es suficiente para una conexión garantizada al ACS. Es necesario aclarar el protocolo de intercambio de datos.

RS-232

RS-232 también es una interfaz (similar a RS-485).

modbus

Modbus es un protocolo de comunicación ampliamente utilizado en la industria. Define las reglas para la transferencia de datos cuando los dispositivos interactúan.

Podemos implementar despacho y control de casi cualquier dispositivo si es compatible con este protocolo.

Hay varias modificaciones de este protocolo:

• Modbus RTU.
• Modbus TCP/IP.
• Modbus ASCII (actualmente no compatible con ASUD-248).

La palabra "Modbus" en sí misma no dice nada sobre la interfaz entre dispositivos.

El protocolo Modbus puede funcionar a través de interfaces RS-485/RS-232, redes informáticas y otros.

Por lo tanto, si se sabe que el dispositivo admite el protocolo Modbus, se debe aclarar qué interfaces físicas tiene el dispositivo y si son compatibles con ASUD-248.

Para obtener detalles sobre la conexión de dispositivos compatibles con Modbus, consulte

autobús m

La situación es algo diferente con M-Bus.

En primer lugar, cabe señalar que, a pesar de la consonancia en la transcripción rusa, M-Bus no tiene nada que ver con el protocolo Modbus.

El término M-Bus puede significar simultáneamente tanto una interfaz física como un protocolo de transferencia de datos.

Por lo general, el soporte de M-Bus se implementa solo en dispositivos de medición: medidores de calor, medidores eléctricos, medidores de agua, etc.

Si se indica que el medidor admite M-bus, siempre debe aclarar a qué se refiere:

• solo interfaz fisica
• interfaz física y protocolo (generalmente)
• solo protocolo.

Aquellas. el dispositivo puede admitir el protocolo M-bus, pero la interfaz de conexión es, por ejemplo: RS-485. O el dispositivo tiene una interfaz de bus M, pero los desarrolladores del dispositivo han implementado su propio protocolo de intercambio. En este caso, para conectarse a ASUD-248, es necesario acordar el protocolo de intercambio.

Para obtener más información sobre la conexión de M-Bus, consulte

Descripción del protocolo

autobús m(Meter-Bus) - protocolo de comunicación (estándar europeo EN 1434/IEC870-5, EN 13757-2 capas físicas y de enlace de datos, EN 13757-3 capa de aplicación), basado en la arquitectura estándar "cliente-servidor". Uno de los protocolos comunes de transferencia de datos para un número específico dispositivos electrónicos, como contadores de energía eléctrica (contadores de electricidad), contadores de energía térmica (contadores de calor), contadores de agua y gas, algunos actuadores, etc. Los datos se transmiten a una estación de computadora (servidor) directamente oa través de concentradores de bus M-Bus, amplificadores repetidores de señal.

La diferencia con los protocolos Modbus, el estándar RS-485: otros niveles de señales lógicas, baja tasa de transferencia de datos (300 - 9600 bps), bajos requisitos para la línea de comunicación, la capacidad de alimentar dispositivos desde la línea M-Bus, hay no hay requisitos de polaridad. El protocolo, debido a una serie de características, no es un protocolo industrial, se utiliza solo en aquellos dispositivos donde la baja velocidad e incluso la pérdida de parte de los datos transmitidos no son críticos. Las ventajas del protocolo incluyen requisitos mínimos de equipo, líneas de comunicación, simplicidad y rapidez de implementación, instalación, lo que lo hace de bajo costo y económicamente atractivo.

Algunos parámetros del protocolo M-Bus

• modo de transmisión semidúplex;
• tasa de transferencia de datos 300-9600 bps (compatible con velocidades de puerto UART estándar de PC y microcontroladores, que son la fuente y el receptor de datos);
• unidad lógica +36V, corriente no más de 1,5 mA;
• cero lógico 12..24V, corriente 10-11mA;
• teléfono estándar tipo cable (JYStY N*2*0,8 mm);
• capacitancia de línea no más de 180 nF, resistencia de hasta 29 ohmios;
• rango de transmisión, en una configuración estándar, hasta 1000 metros;
• el alcance del dispositivo esclavo al repetidor de señal es de hasta 350 metros;
• el número de dispositivos en la línea es de hasta 250.

Se transmite un uno lógico a un nivel de 36V, con posibilidad de consumo desde la línea de corriente hasta 1,5 mA, se transmite un cero lógico a un voltaje de 24V en el dispositivo maestro. Para transferir un cero lógico, los dispositivos esclavos aumentan el consumo de corriente a 10-11mA, el dispositivo detecta un alto consumo de corriente y una disminución de voltaje en la línea maestra como un 0 lógico. En esto, el protocolo de transmisión es similar a 1- Cable, tanto en la forma de transmisión de datos como en la capacidad de alimentar dispositivos desde líneas.

Notas sobre el término M-Bus

Fundación Wikimedia. 2010 .

Vea qué es "Meter-Bus" en otros diccionarios:

Autobús de metro- Para tecnologías de bus con nombres similares, consulte MBus. M Bus (Meter Bus) es un estándar europeo (EN 13757 2 capa física y de enlace, EN 13757 3 capa de aplicación) para la lectura remota de contadores de gas o electricidad. M Bus también se puede utilizar para otros tipos... ... Wikipedia

Autobús- Autobús... Wikipedia en alemán

AUTOBÚS- Wappen Deutschlandkarte ... Wikipedia en alemán