Descrição do protocolo

ônibus M(Meter-Bus) - protocolo de comunicação (norma europeia EN 1434/IEC870-5, EN 13757-2 camadas físicas e de enlace de dados, camada de aplicação EN 13757-3), baseado na arquitetura padrão "cliente-servidor". Um dos protocolos comuns de transferência de dados para vários dispositivos eletrônicos específicos, como medidores de energia elétrica (contadores de eletricidade), medidores de energia térmica (medidores de calor), medidores de água e gás, alguns atuadores, etc. Os dados são transmitidos para uma estação de computador (servidor) diretamente ou através de hubs de barramento M-Bus, amplificadores repetidores de sinal.

A diferença dos protocolos Modbus, o padrão RS-485 - outros níveis de sinais lógicos, baixa taxa de transferência de dados (300 - 9600 bps), baixos requisitos para a linha de comunicação, capacidade de alimentar dispositivos da linha M-Bus, há não há requisitos de polaridade. O protocolo, devido a uma série de recursos, não é um protocolo industrial, é utilizado apenas naqueles dispositivos onde a baixa velocidade e até mesmo a perda de parte dos dados transmitidos não são críticos. As vantagens do protocolo incluem requisitos mínimos de equipamentos, linhas de comunicação, simplicidade e rapidez de implementação, instalação, o que o torna de baixo custo e economicamente atrativo.

Alguns parâmetros do protocolo M-Bus

• modo de transmissão half duplex;
• taxa de transferência de dados 300-9600 bps (compatível com velocidades de porta UART padrão de PCs e microcontroladores, que são a fonte e o receptor de dados);
• unidade lógica +36V, corrente não superior a 1,5 mA;
• zero lógico 12..24V, corrente 10-11mA;
• tipo de cabo telefone padrão (JYStY N*2*0,8 mm);
• capacitância de linha não superior a 180 nF, resistência de até 29 ohms;
• alcance de transmissão, em configuração padrão, até 1000 metros;
• o alcance do dispositivo escravo para o repetidor de sinal é de até 350 metros;
• o número de dispositivos na linha é de até 250.

Um lógico é transmitido a um nível de 36V, com possibilidade de consumo da linha de corrente até 1,5 mA, um zero lógico é transmitido a uma tensão de 24V no dispositivo mestre. Para transferir um zero lógico, os dispositivos escravos aumentam o consumo de corrente para 10-11mA, o dispositivo detecta um alto consumo de corrente e uma diminuição da tensão na linha mestre como um 0 lógico. Fio, tanto na forma de transmissão de dados quanto na capacidade de alimentar dispositivos a partir de linhas.

Notas sobre o termo M-Bus

Fundação Wikimedia. 2010.

Veja o que é "Meter-Bus" em outros dicionários:

Barramento medidor- Para tecnologias de barramento com nomes semelhantes, consulte MBus. M Bus (Meter Bus) é uma norma europeia (EN 13757 2 camada física e de ligação, EN 13757 3 camada de aplicação) para a leitura remota de contadores de gás ou eletricidade. M Bus também pode ser usado para outros tipos… … Wikipedia

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ÔNIBUS- Wappen Deutschlandkarte ... Deutsch Wikipedia

Grupo de empresas Teplopribor (GC) (Teplopribor, Prompribor, Teplokontrol, etc.)- são dispositivos e automação para medir, controlar e regular os parâmetros de processos tecnológicos (medição de vazão, controle de calor, contabilidade de calor, controle de pressão, nível, propriedades e concentração, etc.).

Ao preço do fabricante, os produtos são enviados tanto de nossa própria produção quanto de nossos parceiros - fábricas líderes - fabricantes de instrumentação e automação, equipamentos de controle, sistemas e equipamentos para controle de processos tecnológicos - sistemas de controle de processos (muito disponível em estoque ou podem ser fabricados e enviados o mais rápido possível).

Despachando com M-Bus e RS485

Abaixo estão dois exemplos comparativos de especificações para o envio de medidores de calor em um prédio de apartamentos através de um circuito com fio usando interfaces M-Bus e RS485:

1. Oferta comercial com M-bus

O objeto é um prédio de apartamentos para 53 medidores de calor ultrassônicos TSU-Du20:
1 entrada 10 andares, 1º andar não residencial, dos andares 2 ao 9, 6 apartamentos cada, 2 hidrômetros por apartamento, 6 apartamentos no 10º andar, 2 hidrômetros por apartamento

Tipo	Quantidade	Preço por unidade, esfregue.	Quantidade, esfregue.
Conversor Ethernet	1	9 350,00	9 350,00
fonte de alimentação IP	1	3 630,00	3 630,00
Conversor Mbus/RS485	1	7 160,00	7 160,00
Total:			20 140,00
Incluindo IVA 18%			3 072,20

Valor total para CP com PC: 410.662,00 rublos.

Agendamento baseado em Mbus

2. Oferta comercial com RS485 para o objeto

O objeto é um prédio de apartamentos para 53 medidores de calor ultrassônicos TSU-Du20:
prédio de apartamentos, 1 entrada 10 andares, 1º andar não residencial, 2 a 9 andares, 6 apartamentos cada, 2 hidrômetros por apartamento, 6 apartamentos no 10º andar, 2 hidrômetros por apartamento.

Tipo	Quantidade	Preço por unidade, esfregue.	Quantidade, esfregue.
Conversor Ethernet	2	9 350,00	18 700,00
fonte de alimentação IP	2	3 360,00	7 260,00
Total:			25 960,00
Incluindo IVA 18%			3 960,00

Valor total para CP com PC: 451.462,00 rublos.
* — A unidade do sistema (computador-PC) é fornecida a pedido do cliente.

Agendamento baseado em RS485

Mais informações sobre interfaces e protocolos

1. Diferença entre M-Bus e ModBas

Interface M-Bus (Meter-Bus)- Um padrão de camada física para um barramento de campo baseado em uma interface assíncrona. Também sob este nome entende-se o protocolo de comunicação usado para comunicar dispositivos neste barramento. A interface M-bus é usada principalmente para dispositivos de medição de energia elétrica (medidores elétricos), energia térmica (medidores de calor), medidores de vazão de água e gás.

Protocolo Modbusé um protocolo de comunicação aberto baseado em uma arquitetura mestre-escravo. É amplamente utilizado na indústria para organizar a comunicação entre dispositivos eletrônicos. Pode ser utilizado para transmissão de dados via interfaces de linhas de comunicação serial RS-485, RS-422, RS-232 e redes TCP/IP (Modbus TCP). Existem também implementações não padrão que usam UDP.
Não confunda "MODBUS" e "MODBUS Plus". MODBUS Plus é um protocolo proprietário da Schneider Electric. A camada física é única, semelhante à Ethernet 10BASE-T, half duplex sobre um par trançado, 1 Mbps. O protocolo de transporte é HDLC, sobre o qual é especificada uma extensão para a transmissão de MODBUS PDUs.

2. Diferença entre interfaces RS485/RS422 de RS232 e USB

a) Interface RS-485

Interface RS-485 (Padrão Inglês Recomendado 485), EIA-485 (Eng. Electronic Industries Alliance-485) é um padrão de camada física para uma interface assíncrona. Regula os parâmetros elétricos de uma linha de comunicação diferencial multiponto half-duplex do tipo "barramento comum".

O padrão RS-485 tornou-se muito popular e tornou-se a base para a criação de toda uma família de redes industriais amplamente utilizadas na automação industrial.
O padrão RS-485 usa um único par trançado de fios para transmitir e receber dados, às vezes acompanhado por uma blindagem trançada ou fio comum.
A transmissão de dados em RS485 é realizada usando sinais diferenciais. A diferença de tensão entre condutores de uma polaridade significa uma unidade lógica, a diferença da outra polaridade é zero.

Como as interfaces RS485/422 são implementadas em linhas de comunicação diferencial, sua imunidade a ruídos é muito boa. Normalmente, o gerenciamento de cabos com uma impedância de onda de 120 ohms é usado. Os resistores de terminação devem ser colocados nas extremidades das linhas. As linhas RS485 podem ter até 1 quilômetro de comprimento.

Interface RS422é uma versão "light" do RS485. Ele reduziu as correntes de saída do transmissor e, portanto, menor capacidade de carga. Repetidores de dados são usados ​​para melhorar esses parâmetros.

A interface RS485 implementa o princípio principal da troca de dados. Ele pode endereçar até 63 portas. A rigor, RS422 é uma interface radial, mas muitos fabricantes de equipamentos a complementam com trunking e compatibilidade parcial com RS485 (com parâmetros de capacidade de carga reduzidos).

b) Interface RS232

Interface RS232 construído em linhas de transmissão de dados unipolares. Portanto, seu desempenho e comprimento máximo do cabo são pequenos. RS232 é usado para conectar equipamentos periféricos a computadores de controle. RS232 é uma interface radial, portanto não há conceito de endereço. Esses fatores aumentam a eficiência da interface em sistemas de aquisição de dados e com equipamentos periféricos.

c) Interface USB

USB (u-es-bi, Inglês Universal Serial Bus - “universal serial bus”) é uma interface serial para conectar dispositivos periféricos à tecnologia de computador. A interface USB recebeu a maior distribuição e se tornou a principal interface para conectar periféricos a eletrodomésticos digitais.

A interface USB permite não apenas trocar dados, mas também fornecer energia ao dispositivo periférico. A arquitetura de rede permite conectar um grande número de periféricos até mesmo a um dispositivo com um único conector USB.

O artigo é dedicado ao protocolo de comunicação M‑Bus projetado para construir um sistema de contabilidade de energia, os recursos do barramento arquitetônico M‑Bus e equipamentos ADFweb para redes M‑Bus.

Krona LLC, São Petersburgo

Com todo o nosso amor pela liberdade, já estamos acostumados com as redes que nos enredam. Redes de estradas asfaltadas no chão e fios no ar, a Internet invisível e um sistema de coleta de dados em produção... próprio bem.

Por que outro protocolo M‑Bus é necessário? A comunidade de computadores envolvidos no processo de medição de energia precisa de suas próprias "condições de jogo", otimizadas para fazer leituras de medidores. Para controlar o consumo de recursos energéticos, é necessária uma rede específica - tão simples e barata quanto possível, permitindo a conexão de vários dispositivos escravos ao dispositivo mestre, estendendo-se por vários quilômetros. Todas essas tarefas são atendidas por um protocolo especial.

M‑Bus (“Meter-Bus”) é um padrão europeu para a construção de sistemas de coleta de dados distribuídos e medição comercial de consumo de energia (calor, água, gás, eletricidade, etc.).

O padrão M‑Bus é descrito e aprovado pelos documentos normativos EN‑1434–3 (1997), GOST R EN‑143403-2006 de 01.09.06. Hoje, esse padrão é suportado pela maioria dos principais fabricantes de dispositivos de medição de energia e está sendo cada vez mais usado para resolver tarefas de medição de energia na Rússia.

As principais vantagens do padrão M‑Bus:

Facilidade de construir uma rede;

Alta imunidade a ruídos;

O comprimento das linhas de comunicação é de vários quilômetros;

Segmentação de rede simples;

Um grande número de pontos de medição;

Facilidade de expansão faseada da rede;

Alimentação passiva de dispositivos Slave;

Custos mínimos para instalação e operação de equipamentos.

Arquitetura M‑Bus

O meio de transmissão de dados para o padrão M‑Bus é um “par trançado” de cobre, embora não haja requisitos rígidos para a arquitetura de rede. No entanto, os desenvolvedores de equipamentos M‑Bus não recomendam o uso de uma arquitetura “anel”, bem como o uso de fragmentos em loop para segmentos de rede.

Mas a arquitetura da rede M‑Bus pode incluir simultaneamente elementos das tipologias “bus” e “estrela”, o que permite criar estruturas de rede flexíveis e arbitrárias.

O protocolo para troca de dados entre dispositivos de rede M‑Bus é baseado no princípio “um mestre – muitos escravos”. Cada segmento de rede requer apenas um dispositivo Mestre que envia solicitações e recebe respostas de dispositivos Escravos (máximo de 250 dispositivos por segmento). Isso elimina completamente a possibilidade de situações de conflito dentro do segmento de rede M‑Bus.

Todos os dispositivos Slave são conectados em paralelo ao dispositivo Master através do barramento M‑Bus (par trançado), enquanto a polaridade dos dispositivos de conexão ao barramento não importa.

A transmissão de dados através do M‑Bus é realizada em modo serial em ambas as direções. O barramento mantém um nível de tensão nominal do dispositivo Mestre para fornecer energia aos dispositivos Escravos. Para transmitir um bit de dados, o dispositivo Mestre altera o nível de tensão no barramento, que é percebido por todos os dispositivos Escravos. Após reconhecer seu endereço na requisição, o Slave autorizado transmite bits de dados, alterando a corrente retirada do M‑Bus. Essas alterações são lidas pelo dispositivo Master.

O comprimento físico do M‑Bus é limitado pela resistência ativa dos fios, que, devido ao consumo de corrente dos dispositivos Slave, reduz a tensão de alimentação na rede à medida que se afasta do dispositivo Master. A taxa de transferência de dados em redes M‑Bus é limitada pela capacidade elétrica do barramento e varia de 300 a 9600 bauds. O limite do número de dispositivos Slave em um segmento de rede é determinado pela potência da fonte de tensão do dispositivo Master e pelos recursos máximos de endereçamento - até 250 dispositivos.

No entanto, apesar de todas as vantagens do protocolo, seu uso nos sistemas de controle de despachantes de APCS e ASKUE tem sido difícil até recentemente pelos seguintes motivos:

Uma pequena seleção de equipamentos para construção de redes M‑Bus foi apresentada no mercado;

Este equipamento era muito caro;

Faltou referência e documentação técnica.

Esta situação mudou com o aparecimento no mercado nacional de equipamentos da empresa ADFweb, especializada na produção de equipamentos para trabalhar com protocolos industriais. No final de 2010, a empresa apresentou uma linha de equipamentos para redes M‑Bus. As informações sobre esses dispositivos são apresentadas nas tabelas 1 e 2.

Recentemente, temos prestado muita atenção aos problemas de conexão de dispositivos de terceiros ao sistema ASUD-248.

Isso se deve ao desejo lógico de integrar subsistemas de engenharia que garantam a operação de objetos atendidos dentro da estrutura de um único sistema de controle e gerenciamento de despacho.

Os dispositivos conectados podem ser, por exemplo, controladores de aquecimento e ventilação, medidores de energia térmica e água, vários sensores, atuadores, etc.

Um dispositivo de terceiros se conecta ao sistema ASUD-248 através de uma interface física específica, a troca de dados ocorre de acordo com um conjunto de regras suportadas pelo dispositivo: protocolo.

Muitas vezes operam com os conceitos de M-bus, Modbus, RS-485, Ethernet, Rede de Computadores, etc. - alguns dos quais definem a interface física para conectar dispositivos, enquanto outros definem um conjunto de regras de transferência de dados.

Ao se comunicar com organizações de design, clientes que enfrentam diretamente a tarefa de conectar dispositivos de terceiros ao ASUD-248, muitas vezes você encontra confusão nas definições de "interface", "protocolo" e problemas relacionados, por exemplo:

• "Modbus é uma interface?"
• "Modbus e M-bus são iguais"
• "O dispositivo tem RS-485 - pode ser garantido que ele esteja conectado ao ACS?" etc.

Deve-se notar que, em essência, os termos "interface" e "protocolo" expressam o mesmo conceito - uma descrição do procedimento para a interação de dois objetos. Este facto, a nosso ver, no âmbito do tema em apreço, pode também conduzir a alguma ambiguidade.

Portanto, por definição, concordaremos sob a interface para entender a interface física (hardware) - o meio de transmissão de dados. Sob o protocolo - um conjunto de regras descritas para transmissão de dados em uma interface específica.

RS-485

RS-485 é uma interface. Define os requisitos para a linha de comunicação (cabos), regula os parâmetros elétricos da linha de comunicação e outros parâmetros associados à transmissão do sinal de um dispositivo para outro.

RS-485 não diz nada sobre as regras de comunicação entre dispositivos.

Portanto, o simples fato de um dispositivo de terceiros possuir uma interface RS-485 não é suficiente para uma conexão garantida ao ACS. É necessário esclarecer o protocolo de troca de dados.

RS-232

RS-232 também é uma interface (semelhante a RS-485).

Modbus

Modbus é um protocolo de comunicação amplamente utilizado na indústria. Ele define as regras para a transferência de dados quando os dispositivos interagem.

Podemos implementar o despacho e o controle de quase qualquer dispositivo se ele suportar esse protocolo.

Existem várias modificações deste protocolo:

• Modbus RTU.
• Modbus TCP/IP.
• Modbus ASCII (atualmente não suportado em ASUD-248).

A palavra "Modbus" em si não diz nada sobre a interface entre os dispositivos.

O protocolo Modbus pode funcionar em interfaces RS-485/RS-232, rede de computadores e outros.

Portanto, caso se saiba que o dispositivo suporta o protocolo Modbus, deve-se esclarecer quais interfaces físicas o dispositivo possui e se são suportadas no ASUD-248.

Para obter detalhes sobre a conexão de dispositivos que suportam Modbus, consulte

ônibus M

A situação é um pouco diferente com o M-Bus.

Em primeiro lugar, deve-se notar que, apesar da consonância na transcrição russa, o M-Bus não tem nada a ver com o protocolo Modbus.

O termo M-Bus pode significar simultaneamente uma interface física e um protocolo de transferência de dados.

Normalmente, o suporte M-Bus é implementado apenas em dispositivos de medição: medidores de calor, medidores elétricos, medidores de água, etc.

Se for indicado que o medidor suporta M-bus, você deve sempre esclarecer o que significa:

• apenas interface física
• interface física e protocolo (geralmente)
• apenas protocolo.

Aqueles. o dispositivo pode suportar o protocolo M-bus, mas a interface de conexão é, por exemplo: RS-485. Ou o dispositivo possui uma interface M-bus, mas os desenvolvedores do dispositivo implementaram seu próprio protocolo de troca. Neste caso, para se conectar ao ASUD-248, é necessário concordar com o protocolo de troca.

Para obter mais informações sobre como conectar o M-Bus, consulte

O desenvolvimento de altas tecnologias simplifica o trabalho dos serviços modernos, inclusive no setor público. A necessidade de uma pessoa fazer as leituras dos medidores e transferi-las para o ponto de controle é completamente eliminada com a introdução do sistema m-bus, que organiza um centro de controle moderno e completo que recebe as leituras automaticamente. O padrão é aprovado pela documentação normativa de 1997 EN-1434-3 e GOST de 2006 EN-1434-3-2006. O sistema tornou-se difundido na Europa Oriental e Ocidental. Com sua ajuda, são organizadas leituras de medidores de água, calor, gás e eletricidade em edifícios residenciais e industriais.

Organização de uma rede de despacho para fazer leituras de contadores

O padrão europeu m-bus é um sistema para coleta de dados de dispositivos de medição de energia. Com esse padrão, é possível organizar a coleta de dados sobre o consumo registrado pelos medidores de centenas de dispositivos. Para fazer isso, são instalados sistemas de cabos - barramentos m-bus, aos quais o dispositivo está conectado.

O sistema m-bus tem vantagens claras que permitem que ele seja usado para criar redes de despacho adequadas:

• Ÿ transmissão estável de informações de um grande número de fontes não-iniciativas em distâncias de até vários quilômetros;
• Ÿ o sistema é barato e não requer altos custos para sua instalação e operação;
• Ÿ o sistema é facilmente reestruturado e complementado com novas fontes de dados;
• Ÿpermite realizar um corte completo do estado real das leituras dos contadores, retirando simultaneamente dados de várias fontes;
• Ÿfacilidade de fazer leituras de aparelhos localizados em locais de difícil acesso;
• ŸO sistema pode ser otimizado de acordo com os requisitos do cliente.

protocolo M-bus

Os dados são transmitidos pelo sistema usando um anti-jamming protocolom— ônibus. Este protocolo é usado no esquema um mestre - muitos escravos. Cada segmento de rede usa um mestre que envia solicitações e recebe uma resposta de cada dispositivo. Este esquema evita conflitos de rede. Os dados são transferidos pelo barramento em modo serial. Para transmitir um bit de dados, o mestre altera a tensão no barramento. Cada um dos dispositivos escuta esse sinal, sabendo qual deles está recebendo a solicitação. O dispositivo acessado envia bits de dados em resposta, alterando a tensão do barramento, que o mestre lê.

Mestre do barramento M

O m-bus master é o dispositivo central que controla a operação da rede. O m-bus master pode ser um computador ou outro dispositivo que salva os dados dos dispositivos e envia sinais para ler os dados. O mestre m-bus também alimenta os dispositivos através de uma conexão de cabo. Além disso, o sistema pode incluir vários sensores (pressão, temperatura, fumaça), que também são alimentados pelo m-bus master.

Barramento e hub na rede m-bus

Na rede m-bus é possível obter dados de um grande número de dispositivos. No entanto, é impossível estabelecer um cabo do servidor para cada um dos dispositivos, então a rede usa um hub m-bus que combina vários dispositivos e, em seguida, conecta-se diretamente ao computador do despachante ou à Internet. O hub também atua como um arquivador. Sem ele, o sistema m-bus faz as leituras do medidor de corrente, e com o concentrador é possível fazer as leituras armazenadas pelo dispositivo. Este dispositivo é controlado a partir do computador do despachante e organiza a transferência de dados dos dispositivos, armazenando as informações dos mesmos e enviando-as em sinal para o computador de controle. Existem modelos de hub para 25, 60 ou 250 assinantes. Os hubs podem atuar como repetidor, portanto é possível construir uma rede de vários hubs, que são subordinados a outros hubs que possuem assinantes próprios.

Os dados são transmitidos através de um par trançado de cobre - barramento m-bus. O dispositivo pode ser conectado ao barramento usando um cabo telefônico 2x0,75 mm2, cujo comprimento pode ser de 1 a 5 metros. Dependendo da distância do computador despachante, a interface RS232/USB é usada para conectar o hub a um computador ou modem. As limitações no comprimento dos cabos de transmissão se devem ao aumento da resistência do condutor, dependendo do aumento do comprimento. Mudanças no nível de tensão no barramento, que é um sinal durante a transmissão de dados, são difíceis. O número de dispositivos Slave conectados também é limitado. O número máximo pode ser 250. A rapidez com que os dados são transmitidos na rede depende da capacidade elétrica do barramento. Geralmente está na faixa de 300-9600 bps.

Os repetidores usados ​​para estender uma rede normalmente fornecem uma representação visual da carga da rede. Há uma indicação nos dispositivos, através da qual você pode determinar o modo de operação e a possibilidade de adicionar dispositivos. Por exemplo, no repetidor Hydro-Center 60/250/Memory, a indicação do m-bus pode estar nos seguintes modos:

• Ÿverde significa até metade da carga do pneu;
• Ÿamarelo - a carga do barramento excede 100%, o dispositivo está operacional, mas é emitido um aviso de que é inaceitável complementar a rede com mais dispositivos;
• Ÿred - esta é uma sobrecarga crítica do dispositivo. Ele precisa ser reiniciado e verificado para ver se funciona.

Conversores para rede m-bus

A interface de rede m-bus usa 36V. Os dispositivos conectados à rede equipados com outras interfaces (por exemplo, RS232, RS485) operam com diferentes valores de tensão, portanto, conversores especiais devem ser instalados na frente deles. Conversão de níveis de tensão. Um exemplo de tal dispositivo é o conversor m-bus 10. Tal conversor m-bus permite conectar até 10 dispositivos de medição. Ele opera na rede como um mestre. O dispositivo contém diodos indicadores que exibem o status de energia e o modo de transferência de dados. Além disso, os conversores são usados ​​em sistemas onde é necessário converter e transferir dados de uma rede que opera em m-bus para um sistema que transmite dados de telemetria, por exemplo, SCADA. O NPE-Modbus é usado como tal dispositivo.

Medidores com possibilidade de transmissão de dados pela rede

Os dispositivos de medição de energia usados ​​em sistemas m-bus são equipados com um módulo especial. Os medidores de calor que incluem esse módulo podem ser de dois tipos. No primeiro tipo, o módulo m-bus é embutido no dispositivo; no segundo tipo, é opcional. O módulo é uma placa de circuito impresso que suporta a função de transferência de dados. A presença de tal módulo deve ser anotada no passaporte do dispositivo. Os fios do barramento são conectados aos contatos do parafuso do medidor. O diâmetro máximo possível dos fios conectados é de 2,5 mm e a tensão do barramento não é superior a 50V.