Pro
- Mnoho měřičů různých výrobců a pro různá média na stejné sběrnici
- Velké vzdálenosti v budově, až 5000 m
- Nezávislý na polaritě – shovívavý při instalaci
- Elektřina, voda a teplo v jednom systému
- Ve stoupačce není potřeba IT infrastruktura
Produkty/ EMU Professional II/ M-Bus
Rozhraní · EMU Professional II
M-Bus u EMU Professional II: princip, dimenzování a praxe
Dva vodiče, nezávisle na polaritě, až 250 měřičů a 5000 m kabelu. M-Bus je nenápadný a právě proto standardem dálkového odečtu měřičů v budovách. Tato stránka vysvětluje, jak funguje, jak ho dimenzovat a co za vás zajistí EMU M-Center.
Princip
Jak funguje M-Bus?
M-Bus – zkratka pro Meter-Bus – je evropská norma pro dálkový odečet měřičů spotřeby, definovaná v EN 13757-2 pro fyzickou vrstvu a EN 13757-3 pro aplikační vrstvu. Byla navržena přesně pro situaci, která je v budově běžná: mnoho měřičů, velké vzdálenosti, malé objemy dat, žádné požadavky na reálný čas.
Topologie je záměrně nenáročná. Master napájí nestíněné dvouvodičové vedení napětím asi 40 V. Všechny měřiče jsou připojeny paralelně – neexistuje omezení délky odboček jako u RS-485 a žádná polarita: kdo zamění oba vodiče, nic nepozná, protože na tom nezáleží. Právě to dělá sběrnici na stavbě robustní.
Komunikace je asymetrická. Master vysílá krátkým snížením napětí sběrnice. Měřič odpovídá zvýšením odběru proudu – z klidového proudu na jeho násobek. Klidový proud měřiče se nazývá jednotková zátěž a činí asi 1,5 mA. Z ní vyplývá celé dimenzování sběrnice.
Pojmy
Jednotková zátěž
Klidový odběr proudu měřiče, asi 1,5 mA. Jedno zařízení může odebírat několik jednotkových zátěží.
Primární adresa
Krátká adresa od 1 do 250, nastavená na měřiči. Rychlá, ale nepraktická při dvojitém přiřazení.
Sekundární adresa
Osmimístné identifikační číslo zařízení v kombinaci s výrobcem, verzí a médiem. Z výroby jedinečné.
Přenosová rychlost
300, 2400 nebo 9600 Bd. V praxi 2400 Bd, protože dává nejlepší dosah při použitelné rychlosti.
Telegram
Cyklus dotaz–odpověď. Master se ptá, měřič dodá kompletní datový záznam.
Krok za krokem
Jak master M-Bus odečítá své měřiče?
Na příkladu EMU M-Center s EMU Professional II a měřiči Helvatron H2O a DELTA III: od napájení sběrnice přes výběr podle sekundární adresy až po předání hodnot.
- Dva vodiče pro všechny měřičeM-Center napájí dvouvodičové vedení napětím asi 40 V. Všechny měřiče jsou připojeny paralelně, na polaritě nezáleží.
- Standardní zátěžKaždý měřič trvale odebírá asi 1,5 mA. Master musí být schopen dodat jejich součet.
- Výběr měřičeM-Center vybere měřič podle jeho sekundární adresy, jedinečného ID přiděleného výrobcem. K tomu snižuje napětí sběrnice bit po bitu.
- Vyžádání datPoté M-Center vyžádá od vybraného měřiče naměřená data.
- Měřič odpovídáOdpovídá jen vybraný měřič tím, že krátce zvýší odběr proudu. M-Center tento proud měří.
- Odečet po řaděTakto M-Center odečítá jeden měřič po druhém. Při 2400 Bd trvá telegram výrazně méně než sekundu.
- Předání datM-Center data odečte jednou a předává hodnoty současně přes MQTT, BACnet IP, Modbus TCP nebo jako CSV.
Dimenzování
Kolik měřičů se vejde na jednu sběrnici M-Bus?
Číslo 250 stojí v každém katalogovém listu, ale málokdy je skutečnou hranicí. Hranici určují tři věci, v tomto pořadí:
1. Napájecí proud
Každý měřič trvale odebírá svou jednotkovou zátěž. Součet musí zůstat pod tím, co může master dodat – a to závisí na tom, jak je master sám napájen. U EMU M-Center je to 450 mA trvale a 600 mA špičkově při 230 V AC, ale 1,6 A při 24 V DC. Kdo plánuje 250 jednotkových zátěží, počítá s 24 V DC, ne s 230 V AC.
2. Kapacita kabelu
Sběrnice snáší až 5000 m při 100 nF/km a maximálním odporu smyčky 90 Ω. Kapacita rozmazává hrany signálu; čím více kabelu, tím nižší musí být přenosová rychlost. Doporučen je J-Y(ST)Y 2×2×0,8 mm, pokud možno stíněný.
3. Cyklus odečtu
Při 2400 Bd trvá telegram podle datového záznamu výrazně méně než sekundu. U 250 zařízení se to přesto sčítá. Pro čtvrthodinové hodnoty je to bez problému, pro dotazování každého zařízení každou minutu už ne.
Příklad výpočtu
| 120 měřičů × 1,5 mA | 180 mA |
|---|---|
| Rezerva na zánovací proudy | cca 20 % |
| Potřeba | asi 215 mA |
| Master při 230 V AC | 450 mA trvale – stačí |
| Master při 24 V DC | 1600 mA – s rezervou |
Zařízení s více než jednou jednotkovou zátěží a dlouhé odbočky zvyšují potřebu. V případě pochybností to s vámi spočítáme.
Topologie
Hvězda, strom i linie jsou povoleny a lze je kombinovat. Sběrnice je hlídána proti zkratu a nadproudu a je galvanicky oddělená – náhodný zkrat při zapojování instalaci nevyřadí.
Případ použití
Jak spolupracují Professional II a M-Center?
Samotný měřič M-Bus moc užitečný není – potřebuje master, který ho napájí, dotazuje a předává hodnoty dál. To je role EMU M-Center. Má vestavěný převodník úrovní, takže není potřeba samostatný zdroj.
Praktický přínos je při uvedení do provozu. M-Center vyhledává měřiče automaticky podle primární a sekundární adresy; ruční přidání je možné, ale málokdy nutné. Ovladače plug-and-play zajistí, že datové záznamy přicházejí se srozumitelnými názvy místo očíslovaných surových hodnot. Vše se ovládá ve webovém prohlížeči, bez lokálního softwaru v PC.
Poté se M-Bus stává neviditelným. M-Center cyklicky odečítá, ukládá hodnoty do svých 16 GB a předává je tomu, co skutečně používáte: MQTT pro cloud a dashboardy, BACnet IP nebo OPC UA pro systém řízení budovy, Modbus TCP pro řízení, CSV, JSON nebo Excel přes (s)FTP a e-mail pro vyúčtování – a Joulio-Web pro analýzy a vyúčtování nákladů na energie.
Neúspěšné odečty se rozpoznají a zaznamenají; chybové příznaky, poruchy komunikace a odlehlé hodnoty jdou nepřetržitě do monitoringu. U 120 měřičů by si jinak nikdo nevšiml, že jeden už tři týdny mlčí.
Typický řetězec
Pole
Professional II M-Bus a vodoměry a měřiče tepla jiných výrobců na stejné sběrnici
Sběr
EMU M-Center jako master, až 250 zařízení, cyklický odečet
Předání
MQTT, BACnet IP, OPC UA, Modbus TCP, (s)FTP, e-mail
Analýza
Joulio-Web: zátěžový profil, reporty, vyúčtování nákladů na energie
Kdy se hodí
Kdy je M-Bus správným rozhraním?
Proti
- Hodnoty s přesností na sekundu nebo regulační úlohy
- Velmi velké objemy dat na zařízení
- Instalace, kde je Ethernet stejně všude – pak je TCP/IP přímější
- Jednotlivá vzdálená měřicí místa bez kabelové trasy – na to je LoRa
Dokumenty
Návody a katalogové listy ke stažení
Tato stránka vysvětluje princip. Seznamy registrů, strukturu telegramů, obsazení svorek a přesné parametry jednotlivých provedení najdete v návodu k rozhraní.
PDFNávod k rozhraní M-Bus1480 · Professional II · angličtina PDFKatalogový list Professional II1441 · angličtina PDFNávod M-Center2151 · strana mastera · angličtina PDFKatalogový list M-Center2141 · zátěž sběrnice a limity
Časté dotazy
Časté dotazy k rozhraní
Kolik měřičů Professional II mohu připojit k jedné sběrnici M-Bus?
Limitem není počet zařízení, ale napájecí proud. Každý měřič odebírá asi 1,5 mA, jednu jednotkovou zátěž. U EMU M-Center je při 230 V AC k dispozici 450 mA trvale a 600 mA špičkově, při 24 V DC 1,6 A. Číslo 250 zařízení je tedy výpočet pro 24 V DC.
Záleží na polaritě obou vodičů?
Ne. M-Bus je nezávislý na polaritě. Zaměněné vodiče fungují stejně – jeden z důvodů, proč se sběrnice v praxi osvědčila.
Jaký kabel mám položit?
Doporučen je J-Y(ST)Y 2×2×0,8 mm, pokud možno stíněný. Limit je 5000 m při 100 nF/km a maximálním odporu smyčky 90 Ω. Topologie hvězda, strom i linie jsou povoleny a lze je kombinovat.
Primární nebo sekundární adresování?
Sekundární adresování je bezpečná volba ve smíšených instalacích, protože osmimístné identifikační číslo je z výroby jedinečné. Primární adresy od 1 do 250 jsou rychlejší, ale musí se nastavit v zařízení a zdokumentovat; jinak se duplicity projeví až za provozu. M-Center vyhledává obě automaticky.
Jakou přenosovou rychlost mám nastavit?
V praxi 2400 Bd. Možné jsou 300, 2400 a 9600 Bd; 2400 Bd je obvyklý kompromis mezi dosahem a rychlostí. Pro čtvrthodinové hodnoty to bohatě stačí i ve velkých instalacích.
Potřebuji opravdu M-Center?
Master M-Bus potřebujete v každém případě, protože sběrnici je nutné napájet a dotazovat. M-Center má vestavěný převodník úrovní a navíc zajišťuje vyhledání měřičů, ukládání a předávání do vašich cílových systémů.
Nevíte, zda je M-Bus správná volba?
Pošlete nám počet měřicích míst, vzdálenosti a cílový systém. Řekneme vám, které provedení dává smysl – a kdy by bylo lepší jiné rozhraní.
Telefon
+41 (0)41 545 03 00
Technická podpora
helpdesk@emuag.ch
Objednávky Švýcarsko
orders@emuag.ch