Udviklingen af ​​højteknologier forenkler driften af ​​moderne tjenester, herunder i den offentlige forsyningssektor. Behovet for, at en person tager aflæsninger fra målere og overfører dem til kontrolpunktet er fuldstændig elimineret ved at introducere m-bus-systemet, som organiserer et fuldgyldigt moderne kontrolcenter, der modtager aflæsninger i automatisk tilstand. Standarden blev godkendt af den regulatoriske dokumentation fra 1997 EN-1434-3 og GOST fra 2006 EN-1434-3-2006. Systemet er blevet udbredt i østlige og Vesteuropa. Med dens hjælp er det muligt at tage aflæsninger fra vand-, varme-, gas- og elmålere i bolig- og industribygninger.

Organisering af et forsendelsesnetværk til at tage aflæsninger fra målere

Europæisk standard m-bus - et system til indsamling af data fra energimålerenheder. Ved at bruge denne standard er det muligt at organisere indsamlingen af ​​flowdata registreret af målere fra hundredvis af enheder. Til dette formål lægges kabelsystemer - m-bus-busser, som enheden er tilsluttet.

M-bus-systemet har klare fordele, der gør det muligt at bruge det til at skabe passende forsendelsesnetværk:

• stabil transmission af information fra et stort antal ikke-initiative kilder over afstande på op til flere kilometer;
• systemet er billigt og kræver ikke store udgifter til dets installation og drift;
• systemet kan nemt omstruktureres og suppleres med nye datakilder;
• giver mulighed for et komplet øjebliksbillede af den virkelige tilstand af måleraflæsninger, idet der tages data samtidigt fra mange kilder;
• aflæsninger kan nemt tages fra instrumenter placeret på svært tilgængelige steder;
• Systemet kan optimeres, så det passer til kundernes behov.

M-bus protokol

Data overføres gennem systemet ved hjælp af støjbestandigt protokolm— bus. Denne protokol bruges i en master - mange slave-ordning. Hvert netværkssegment bruger en master, der sender anmodninger og modtager svar fra hver enhed. Denne ordning giver dig mulighed for at undgå konflikter i netværket. Data overføres over bussen i seriel tilstand. For at overføre en databit ændrer masteren busspændingen. Hver af enhederne lytter til dette signal og lærer, hvem af dem der modtager anmodningen. Den enhed, der tilgås, transmitterer databits som svar, ændrer busspændingen, som læses af masteren.

M-bus mester

M-bus master er den centrale enhed, der styrer driften af ​​netværket. En computer eller anden enhed kan fungere som en m-bus master, gemme data fra enheder og sende signaler for at hente data. m-bus masteren forsyner også enhederne via en kabelforbindelse. Systemet kan derudover omfatte forskellige sensorer (tryk, temperatur, røg), som også drives af m-bus masteren.

Bus og knudepunkt i m-bus netværket

I m-bus netværket er det muligt at hente data fra stort antal enheder. Det er dog umuligt at lægge et kabel fra serveren til hver af enhederne, så netværket bruger en m-bus hub, som forbinder mange enheder og derefter forbinder direkte til dispatcherens computer eller til internettet. Hubben fungerer også som arkiver. Uden det tager m-bus-systemet aktuelle måleraflæsninger, men med en hub er det muligt at tage aflæsninger gemt af enheden. Denne enhed styres fra afsenderens computer og organiserer overførslen af ​​data fra enheder, gemmer information fra dem og sender dem via et signal til kontrolcomputeren. Der er koncentratormodeller til 25, 60 eller 250 abonnenter. Hubs kan fungere som en repeater, så det er muligt at opbygge et netværk af flere hubs, underordnet som er indbygget i andre hubs, der har deres egne abonnenter.

Data overføres via kobberparsnoet - m-bus. Enheden kan tilsluttes bussen ved hjælp af et 2x0,75 mm2 telefonkabel, hvis længde kan være 1-5 meter. Afhængigt af afsendelsescomputerens afsides beliggenhed bruges et RS232/USB-interface til at forbinde hubben med en computer eller modem. Begrænsninger på længden af ​​transmissionskabler skyldes lederens stigende modstand afhængigt af stigningen i længden. Det er svært at ændre busspændingsniveauet, som er et signal under datatransmission. Antallet af tilsluttede slaveenheder er også begrænset. Det maksimale antal kan være 250. Hvor hurtigt data overføres på netværket afhænger af bussens elektriske kapacitans. Typisk er det i området 300-9600 bps.

Repeatere, der bruges til at udvide et netværk, giver normalt visuel information om overbelastning af netværket. Enhederne har en indikation, hvorigennem du kan bestemme driftstilstanden og muligheden for at tilføje enheder. For eksempel, på en Hydro-Center 60/250/Memory repeater, kan m-bus indikation være i følgende tilstande:

• grøn farve betyder op til halvdelen af ​​dækbelastningen;
• gul - busbelastningen overstiger 100%, enheden er operationel, men der udsendes en advarsel om, at tilføjelse af flere enheder til netværket er uacceptabelt;
• rød - dette er en kritisk overbelastning af enheden. Det skal genstartes og tjekkes for service.

Konvertere til m-bus netværk

M-bus netværksgrænsefladen bruger en spænding på 36V. Netværkstilsluttede enheder udstyret med andre grænseflader (for eksempel RS232, RS485) fungerer ved forskellige spændingsværdier, så specielle omformere skal installeres foran dem. Konvertering af spændingsniveauer. Et eksempel på en sådan enhed er m-bus 10 konverteren. Denne m-bus konverter giver dig mulighed for at tilslutte op til 10 måleenheder. Han arbejder på netværket som en mester. Enheden indeholder indikatordioder, der viser strømstatus og dataoverførselstilstand. Konvertere bruges også i systemer, hvor det er nødvendigt at konvertere og overføre data fra et netværk, der opererer i m-bus, til et system, der transmitterer telemetriske data, for eksempel SCADA. NPE-Modbus bruges som sådan en enhed.

Målere med mulighed for at overføre data over et netværk

Energimålere, der anvendes i m-bus-systemer, er udstyret med et specielt modul. Varmemålere, der inkluderer et sådant modul, kan være af to typer. I den første type er m-bus-modulet indbygget i enheden, i den anden er det ekstra. Modulet er et printkort, der understøtter dataoverførselsfunktion. Tilstedeværelsen af ​​et sådant modul skal noteres i enhedens pas. Busledningerne er forbundet til målerens skrueterminaler. Den maksimalt mulige diameter af de tilsluttede ledninger er 2,5 mm, og busspændingen er ikke mere end 50V.

På det seneste har vi været meget opmærksomme på problemerne med at forbinde tredjepartsenheder til ASUD-248-systemet.

Dette skyldes det logiske ønske om at integrere indeni samlet system tilsynskontrol og styring af tekniske delsystemer, der sikrer funktionen af ​​servicerede objekter.

Tilsluttede enheder kan for eksempel være varme- og ventilationsregulatorer, varmeenergi- og vandmålere, forskellige sensorer, aktuatorer mv.

En tredjepartsenhed forbinder til ASUD-248-systemet via en specifik fysisk grænseflade, dataudveksling sker i henhold til et sæt regler, der understøttes af enheden: en protokol.

De bruger ofte betegnelserne M-bus, Modbus, RS-485, Ethernet, Computernetværk osv. - hvoraf nogle definerer den fysiske grænseflade for tilslutning af enheder, og andre et sæt regler for dataoverførsel.

Når du kommunikerer med designorganisationer og kunder, der står direkte over for opgaven med at forbinde tredjepartsenheder til ASUD-248, støder du ofte på forvirring i definitionerne af "interface", "protokol" og relaterede problemer, for eksempel:

• "Modbus er en grænseflade?"
• "Modbus og M-bus er det samme"
• "Enheden har RS-485 - kan den garanteres at være tilsluttet ASUD'en?" og så videre.

Det skal bemærkes, at udtrykkene "grænseflade" og "protokol" i det væsentlige udtrykker det samme koncept - en beskrivelse af proceduren for interaktion mellem to objekter. Dette faktum, efter vores opfattelse, inden for rammerne af det undersøgte emne, også kan føre til en vis uklarhed.

Derfor vil vi for en sikkerheds skyld blive enige om, at vi med interface mener netop den fysiske (hardware) interface - datatransmissionsmediet. Under protokollen - et sæt beskrevne regler for overførsel af data over en bestemt grænseflade.

RS-485

RS-485 er en grænseflade. Det bestemmer kravene til kommunikationslinjen (kabler), regulerer de elektriske parametre for kommunikationslinjen og andre parametre relateret til transmissionen af ​​et signal fra en enhed til en anden.

RS-485 siger ikke noget om reglerne for udveksling af data mellem enheder.

Derfor er den blotte kendsgerning, at en tredjepartsenhed har et RS-485-interface, ikke nok til at garantere forbindelse til det automatiserede kontrolsystem. Dataudvekslingsprotokollen skal præciseres.

RS-232

RS-232 er også en grænseflade (svarende til RS-485).

Modbus

Modbus er en kommunikationsprotokol, der er meget udbredt i industrien. Den definerer reglerne for afsendelse af data, når enheder interagerer.

Vi kan implementere afsendelse og kontrol af næsten enhver enhed, hvis den understøtter denne protokol.

Der er flere ændringer af denne protokol:

• Modbus RTU.
• Modbus TCP/IP.
• Modbus ASCII (i øjeblikket ikke understøttet i ASUD-248).

Selve ordet "Modbus" siger ikke noget om interfacet mellem enheder.

Modbus-protokollen kan fungere over RS-485/RS-232, computernetværk og andre grænseflader.

Hvis man derfor ved, at enheden understøtter Modbus-protokollen, bør man afklare, hvilke fysiske grænseflader enheden har, og om de understøttes i ASUD-248.

For mere information om tilslutning af enheder, der understøtter Modbus, se

M-bus

Situationen er noget anderledes med M-Bus.

Først og fremmest skal det bemærkes, at på trods af konsonansen i russisk transskription, har M-Bus intet at gøre med Modbus-protokollen.

Begrebet M-Bus kan samtidig betyde både en fysisk grænseflade og en dataoverførselsprotokol.

Typisk implementeres M-Bus-understøttelse kun i måleenheder: varmemålere, elmålere, vandmålere osv.

Hvis det er angivet, at måleren understøtter M-bus, skal du altid præcisere, hvad der menes:

• kun fysisk grænseflade
• fysisk grænseflade og protokol (normalt)
• eneste protokol.

De der. Enheden kan understøtte M-bus-protokollen, men tilslutningsgrænsefladen er for eksempel: RS-485. Eller enheden har en M-bus-grænseflade, men enhedsudviklerne implementerede deres egen udvekslingsprotokol. I dette tilfælde er det nødvendigt at blive enige om udvekslingsprotokollen for at oprette forbindelse til ASUD-248.

For mere information om tilslutning af M-Bus, se

Artiklen er afsat til M-Bus kommunikationsprotokollen, beregnet til at bygge et energimålersystem, funktionerne i M-Bus arkitektoniske bus og ADFweb udstyr til M-Bus netværk.

LLC "Krona", St. Petersborg

På trods af al vores kærlighed til frihed har vi allerede vænnet os til de netværk, som vikler os ind. Netværk af asfaltveje på jorden og ledninger i luften, det usynlige internet og dataindsamlingssystemer i produktion... Og hvert netværk har sine egne regler, der tillader dig ikke at blive forvirret i dets forviklinger, men bruge det til dit eget fordel.

Hvorfor er der brug for en anden M-Bus-protokol? Computerfællesskabet, der er involveret i energimåleprocessen, har brug for deres egne "spilforhold", der er optimeret til at tage aflæsninger fra målere. For at kontrollere forbruget af energiressourcer er der brug for et specifikt netværk - så enkelt og billigt som muligt, hvilket muliggør tilslutning af mange slaveenheder til masterenheden, spredt over flere kilometer. En særlig protokol tjener alle disse opgaver.

M-Bus (“Meter-Bus”) er en europæisk standard for bygning af distribuerede systemer til dataindsamling og kommerciel måling af energiforbrug (varme, vand, gas, elektricitet osv.).

M-Bus-standarden er beskrevet og godkendt regulatoriske dokumenter EN-1434–3 (1997), GOST R EN-143403-2006 dateret 01.09.06. I dag understøttes denne standard af de fleste førende producenter af energimålerenheder og bruges i stigende grad til at løse energimåleproblemer i Rusland.

De vigtigste fordele ved M-Bus-standarden:

Nemt at opbygge et netværk;

Høj støjimmunitet;

Længden af ​​kommunikationslinjer er op til flere kilometer;

Simpel netværkssegmentering;

Stort antal målepunkter;

Nem gradvis netværksudvidelse;

Passiv strømforsyning til slaveenheder;

Minimumsomkostninger til installation og drift af udstyr.

M-Bus arkitektur

Datatransmissionsmediet for M-Bus-standarden er kobber "twisted pair", og der er ingen strenge krav til netværksarkitekturen. Udviklere af M-Bus-udstyr anbefaler dog ikke at bruge en "ring"-arkitektur eller at bruge loopede fragmenter til netværkssegmenter.

Men M-Bus-netværksarkitekturen kan samtidig inkludere elementer af "bus"- og "stjerne"-typologierne, hvilket giver dig mulighed for at skabe fleksible og vilkårlige netværksstrukturer.

Dataudvekslingsprotokollen mellem enheder i M-Bus-netværket er baseret på princippet om "én master – mange slaver". Hvert netværkssegment kræver kun én Master-enhed, som sender anmodninger og modtager svar fra Slave-enheder (maksimalt 250 enheder pr. segment). Dette eliminerer fuldstændigt muligheden for konfliktsituationer inden for M-Bus-netværkssegmentet.

Alle Slave-enheder er forbundet parallelt med Master-enheden via M-Bus-bussen (parsnoet), og polariteten for at forbinde enhederne til bussen er ligegyldig.

Datatransmission via M-Bus udføres i seriel tilstand i begge retninger. Bussen opretholder det nominelle spændingsniveau fra masterenheden for at levere strøm til slaveenhederne. For at transmittere en databit ændrer Master-enheden spændingsniveauet på bussen, som opfattes af alle Slave-enheder. Efter at have genkendt sin adresse i anmodningen, transmitterer den autoriserede slaveenhed databits og ændrer den strøm, der forbruges fra M-bussen. Disse ændringer læses af Master-enheden.

Den fysiske længde af M-bussen er begrænset af den aktive modstand af ledningerne, som på grund af strømforbruget af slaveenheder reducerer forsyningsspændingen i netværket, når den bevæger sig væk fra masterenheden. Dataoverførselshastigheden i M-Bus-netværk er begrænset af bussens elektriske kapacitet og varierer fra 300 til 9600 baud. Begrænsningen af ​​antallet af slave-enheder i et netværkssegment bestemmes af effekten af ​​master-enhedens spændingskilden og de maksimale adresseringsmuligheder - op til 250 enheder.

På trods af alle fordelene ved protokollen var dens anvendelse i forsendelseskontrolsystemer af automatiserede proceskontrolsystemer og ASKUE indtil for nylig vanskelig af følgende årsager:

Der var et lille udvalg af udstyr på markedet til opbygning af M-Bus-netværk;

Dette udstyr var for dyrt;

Der manglede referencer og teknisk dokumentation.

Denne situation ændrede sig med udseendet på det indenlandske udstyrsmarked af ADFweb-virksomheden, der specialiserer sig i produktion af udstyr til at arbejde med industrielle protokoller. I slutningen af ​​2010 introducerede virksomheden en række udstyr til M-Bus-netværk. Oplysninger om disse enheder er vist i tabel 1 og 2.

Gruppe af virksomheder (GK) "Teplopribor" (Teplopribory, Prompribor, Varmekontrol osv.)- disse er instrumenter og automatisering til måling, overvågning og regulering af parametrene for teknologiske processer (flowmåling, varmestyring, varmemåling, styring af tryk, niveau, egenskaber og koncentration osv.).

Til producentens pris afsendes produkter både fra egen produktion og fra vores samarbejdspartnere - førende fabrikker - producenter af instrumenterings- og automationsudstyr, kontroludstyr, systemer og kontroludstyr teknologiske processer— Proceskontrolsystem (meget er tilgængeligt på lager eller kan fremstilles og sendes på kortest mulig tid).

Sendes med M-Bus og RS485

Nedenfor er to sammenlignende eksempler på specifikationer for afsendelse af varmemålere af en lejlighedsbygning via et kablet kredsløb ved hjælp af M-Bus og RS485-grænseflader:

1. Kommercielt tilbud med M-bus

Objekt - multi-lejlighed boligbyggeri med 53 ultralyds varmemålere TSU-Du20:
1 indgang 10 etager, 1. sal ikke-beboende lokaler, fra 2 til 9 etager er der 6 lejligheder, 2 vandmålere per lejlighed, på 10. sal er der 6 lejligheder, 2 vandmålere per lejlighed

Type	Antal	Enhedspris, gnid.	Mængde, gnid.
Ethernet konverter	1	9 350,00	9 350,00
Strømforsyning IP	1	3 630,00	3 630,00
Mbus/RS485 konverter	1	7 160,00	7 160,00
I alt:			20 140,00
Inklusiv moms 18%			3 072,20

Samlet beløb for CP med PC: RUB 410.662,00.

Mbus baseret afsendelse

2. Kommercielt forslag med RS485 for objektet

Objektet er en lejlighedsbygning med 53 ultralydsvarmemålere TSU-Du20:
flerlejlighedsbolig, 1 indgang, 10 etager, 1. sal erhvervslokaler, 6 lejligheder fra 2 til 9 etager, 2 vandmålere pr. lejlighed, 6 lejligheder på 10. sal, 2 vandmålere pr. lejlighed.

Type	Antal	Enhedspris, gnid.	Mængde, gnid.
Ethernet konverter	2	9 350,00	18 700,00
Strømforsyning IP	2	3 360,00	7 260,00
I alt:			25 960,00
Inklusiv moms 18%			3 960,00

Samlet beløb for CP med PC: RUB 451.462,00.
* — Centralenhed(computer-pc) leveres efter kundens ønske.

RS485 baseret forsendelse

Yderligere information om grænseflader og protokoller

1. Forskellen mellem M-Bus og ModBas

M-Bus interface (Meter-Bus)- standard fysisk niveau til feltbus baseret på asynkron grænseflade. Dette navn refererer også til den kommunikationsprotokol, der bruges til at kommunikere mellem enheder på denne bus. M-bus-grænsefladen bruges hovedsageligt til måleenheder elektrisk energi(elmålere), termisk energi (varmemålere), vand- og gasflowmålere.

Modbus protokol- en åben kommunikationsprotokol baseret på en master-slave-arkitektur. Udbredt i industrien til at organisere kommunikation mellem elektroniske enheder. Kan bruges til at overføre data via serielle kommunikationslinjer, RS-485, RS-422, RS-232 og TCP/IP-netværk (Modbus TCP). Der er også ikke-standard implementeringer, der bruger UDP.
"MODBUS" og "MODBUS Plus" må ikke forveksles. MODBUS Plus er en proprietær protokol ejet af Schneider Electric. Det fysiske lag er unikt, svarende til Ethernet 10BASE-T, halv-dupleks over et parsnoet, hastighed 1 Mbit/s. Transportprotokollen er HDLC, oven på hvilken der er specificeret en udvidelse til transmission af MODBUS PDU.

2. Forskellen mellem RS485/RS422-grænseflader og RS232 og USB

a) RS-485 interface

Interface RS-485 (engelsk anbefalet standard 485), EIA-485 (English Electronic Industries Alliance-485) er en fysisk lagstandard for en asynkron grænseflade. Regulerer de elektriske parametre for en halv-dupleks multipunkt differentiel kommunikationslinje af typen "fælles bus".

RS-485-standarden har vundet stor popularitet og er blevet grundlaget for skabelsen af ​​en hel familie af industrielle netværk, der er meget udbredt i industriel automation.
RS-485-standarden bruger et enkelt snoet par ledninger til at sende og modtage data, nogle gange ledsaget af flettet afskærmning eller en fælles ledning.
Datatransmission til RS485 udføres ved hjælp af differentielle signaler. Spændingsforskellen mellem ledere med samme polaritet betyder en logisk, forskellen mellem den anden polaritet betyder nul.

Da RS485/422-grænsefladerne er implementeret på differentielle kommunikationslinjer, er deres støjimmunitet meget god. Typisk anvendes kabelinstallationer med en karakteristisk impedans på 120 ohm. Matchende modstande skal placeres i enderne af ledningerne. RS485-linjer kan være op til 1 kilometer lange.

RS422 interface er en "let" version af RS485. Den har reducerede transmitterudgangsstrømme og derfor mindre belastningskapacitet. For at forbedre disse parametre bruges datarepeatere.

RS485-grænsefladen implementerer hovedprincippet om dataudveksling. Den kan adressere op til 63 porte. Strengt taget er RS422 en radial grænseflade, men mange udstyrsproducenter supplerer den med muligheden for trunkforbindelse og delvis kompatibilitet med RS485 (med reducerede belastningskapacitetsparametre).

b) RS232 interface

RS232 interface bygget på unipolære datalinjer. Derfor er dens ydeevne og maksimal længde kablerne er små. RS232 bruges til at forbinde perifert udstyr til at styre computere. RS232 er en radial grænseflade, så der er intet begreb om en adresse i den. Disse faktorer hjælper med at forbedre effektiviteten af ​​grænsefladen til dataindsamlingssystemer og perifert udstyr.

c) USB-interface

USB (USB, engelsk Universal Serial Bus - "universal serial bus") er en seriel grænseflade til tilslutning af perifere enheder til computere. USB-grænsefladen er blevet udbredt og er faktisk blevet hovedgrænsefladen til tilslutning af eksterne enheder til digitalt husholdningsudstyr.

USB-grænsefladen giver dig mulighed for ikke kun at udveksle data, men også at levere strøm til en perifer enhed. Netværksarkitektur giver dig mulighed for at oprette forbindelse et stort antal af ydre enheder selv til en enhed med ét USB-stik.