M-Bus

ВВЕДЕНИЕ

Стандарт M-bus описывает совокупность правил построения аппаратных, логических и программных структур, предназначенных для централизованного сбора данных с сотен приборов учета с компактно расположенных объектов.

В качестве среды передачи данных используется витая медная пара (шина M-bus), причем архитектура сети может быть практически произвольной и включать фрагменты шинной и звездообразной топологии. Закольцованные фрагменты не рекомендуются.

Скорость обмена данных ограничена суммарной электрической емкостью шины и лежит в диапазоне 300-9600 бит/с.

Типовое значение параметров интерфейса 2400 8-E-1

Можно выделить следующие компоненты сети:

• Конвертер M-bus. Устройство, которое преобразует сигналы интерфейса Ethernet, RS-232/485 в сигналы стандарта M-bus. Обеспечивает подключение компьютера к сети M-bus с целью считывания данных с ведомых приборов.
• Повторитель M-bus. Прибор, который получает команды из сегмента сети, усиливает их и корректирует искажения для передачи в другой сегмент сети. Служит для увеличения числа Ведомых или удлинения сети.
• Мастер M-bus (Ведущий) . Как правило, это ПК с установленным на нем специальным ПО.
• Ведомый. Приборы учета, подключенные к сети, с которых считываются данные Мастером.

Конвертер M-bus подключается к питанию 220В (напрямую или через источник питания). Ведомые питаются от Конвертера по линию связи.

Напряжение на выходе Конвертера M-bus (на линии M-bus) около Uпост = 38В.

Поддерживается идентификация приборов в M-Bus сети по:

• первичному ID (PrimaryID) - 1 байт (номера от 1 до 250)
• вторичному ID (SecondaryID) - 4 байта (8-значные номера, обычно указанные на панели счетчика или отображаемые на электронном табло).

В сети M-bus используется двух проводная шина , идущая от Мастера/Повторителя к каждому Ведомому. Шина не требует применения терминальных нагрузок. Подключение приборов полярно независимо. Структура сегмента практически произвольная.

В большинстве случаев используется стандартный телефонный кабель размером 2 х 0.75 мм кв. Для выполнения отростков от шинного кабеля к приборам (последние 1...5 м до прибора) можно применять более тонкие провода. Применение соединительных коробок не регламентируется.

Максимальная длина шины зависит от многих факторов. Ключевыми параметрами являются активное сопротивление и суммарная электрическая емкость.

Следующий рисунок показывает примерное количество приборов, которые можно подключить к M-Bus.

Возможные проблемы при опросе приборов

Описание проблемы	Возможное решение
Ни один счетчик не отвечает	Короткое замыкание в M-Bus Провод подключен неправильно На конвертере М-Bus отсутствует питание 220В Напряжение на клеммах шины M-Bus (должно быть около 38В)
Несколько счетчиков не отвечает	Линия M-Bus разъединена Проверить напряжение на последнем приборе (должно быть около 38В) Возможно дублируются адреса приборов
Один счетчик не отвечает	Адрес неправильный Счетчик не подключен Проверить напряжение на приборе (должно быть около 38В) Линия M-Bus разъединена

Подробнее см.:

1. Практические вопросы построения локальных сетей сбора данных индивидуального учета тепла на базе оборудования фирмы «Данфосс»
2. Система symphonic M-Bus компании ista. Руководство по проектированию и установке

ПОДКЛЮЧЕНИЕ К АСУД-248

Для подключение приборов учета, взаимодействующих по шине M-Bus, к системе АСУД-248, рекомендуется применять "прозрачные" медиаконвертеры:

• Приборы учета - Конвертер [M-bus - Ethernet] - Компьютерная сеть - АРМ-диспетчера
• Приборы учета - Конвертер [M-bus - RS-232/485 ] - КЦС-IPM - Компьютерная сеть - АРМ-диспетчера

Опрос приборов осуществляется программой KCSLogger.

В ключе защиты ПО АСУД.SCADA должно быть прописано число драйверов EXT-модуля, соответствующее общему числу подключаемых приборов учета.

Для подключаемого M-bus-прибора учета может существовать специальный драйвер, поэтому предварительно следует проверить есть ли описание прибора в разделе Интеграция.

Универсальный драйвер M-Bus

Если специального драйвера нет, опрос может быть осуществлен через универсальный M-Bus драйвер (OPC Server \ extensions \ drv \ mbus_u.drv)

Пример регистрации прибора Отопления, опрашиваемого через универсальный M-Bus драйвер в программе ASUDBase.

M-bus info1.PNG

• Тип Прибора - M-bus (1013)
• Настройки интерфейса - обычно 2400-8-E-1 (или см. документацию на прибор)
• RS-идентификатор - SecondaryID (подробнее см. далее)
• Интервал опроса - (подробнее см. далее)
• Дополнительная информация - можно по необходимости указать hex-код (без указания знаков $,# и т.п)  Application Reset Subcode (не обязательно).

Один прибор регистрируется на один концентратор. Т.е. следующий прибор следует регистрировать на концентратор 910.

Универсальный драйвер выполняет чтение следующих данных с подключенных приборов:

• Служебная информация (конфигурация подключенного прибора)
• Все текущие (мгновенные) измеряемые параметры прибора учета, для которых поля M-bus:
  • Function field = 0
  • Storage number = 0
  • Tariff = 0
  • Device unit (SubUnit) = 0, 1, 2
• Есть поддержка команды Application Reset

С помощью Application Reset мастер может выполнить сброс уровня приложения в подчиненных устройствах.
Каждый ведомый при этом сам решает, какие параметры изменять - например, какие данные будут выводится - после того, как получил команду Application Reset.

Примеры Application Reset Subcode (подробнее см. документацию на конкретный прибор учета)

• 0 - All - отображать данные по-умолчанию
• 10 - User data
• 20 - Simple billing
• 30 - Enhanced billing
• 40 - Multi tariff billing
• 50 - Instant values
• 60 - Load Management values for management
• 70 - Reserved
• 80 - Installation and startup
• B0 - Manufacturing
• C0 - Development
• D0 - Selftest

При этом - первое значение параметра (нарастающим значением, например, Энергия, Объем), прочитанное в текущем дне будет сохранено в БД, как значение на начало дня (с обнулением часов, минут и секунд).

Универсальный драйвер - не умеет работать с Архивом (даже если прибор учета накапливает архивные данные).

Поддерживается идентификация приборов в M-Bus сети по:

• первичному ID (PrimaryID) - 1 байт (номера от 1 до 250)
• вторичному ID (SecondaryID) - 4 байта (8-значные номера, обычно указанные на панели счетчика или отображаемые на электронном табло).

Для идентификации счетчика в программах ASUDBase, KCS DEMO удобно использовать SecondaryID. Т.к. для идентификации счетчиков по PrimaryID необходимо предварительно выполнить процедуру программирования приборов в целях указания уникальных идентификаторов в M-bus сети (по умолчанию на приборах обычно запрограммирован адрес 1).

В случае необходимости вы можете изменить PrimaryID с помощью программы KCS DEMO

Если подключается 1 прибор, можно использовать бродкастный адрес - 0.

Для проверки связи с выборочным приборов удобно использовать программу KCS DEMO.

После успешного опроса прибора программой KCS DEMO, вы можете отправить данные из окна программы 
на электронную почту компании Текон-Автоматика. 
После этого для данного прибор будет добавлен отдельный драйвер опроса с возможностью чтения архивных данных.  

Пример корректного опроса 

-==Инициализация==-
15:28:23:470 Драйвер : : Буфер на 100 записей
Result = 0 -  Нет ошибки
---
-==Служебная информация устройства==-
15:28:24:137 Драйвер : : SysValues
15:28:24:139 Драйвер : : ReadAllData Enter
15:28:24:140 Драйвер : : InitDevice
15:28:24:141 >>[5] : 10 40 FD 3D 16 
15:28:24:673 >>[17] : 68 0B 0B 68 73 FD 52 02 31 11 19 FF FF FF FF 1B 16 
15:28:25:115 <<[1/1] : E5 
15:28:25:117 >>[5] : 10 7B FD 78 16 
15:28:26:059 <<[1/1] : 68 
15:28:26:062 <<[2/2] : 79 79 
15:28:26:323 <<[124/124] : 68 08 02 72 02 31 11 19 0D 6A 64 0C 91 00 00 00 0C 05 02 00 00 00 0C 05 00 00 00 00 0C 14 01 00 00 00 0B 2C 00 00 00 0B 3B 00 00 00 0B 59 06 25 00 0B 5D 19 25 00 0B 61 13 00 00 8C 01 05 02 00 00 00 8C 02 05 02 00 00 00 8C 03 05 02 00 00 00 8C 04 05 02 00 00 00 8C 05 05 02 00 00 00 8C 06 05 02 00 00 00 8C 07 05 02 00 00 00 8C 08 05 02 00 00 00 8C 09 05 02 00 00 00 1F 16 
15:28:26:327 Драйвер : : SysValues
Result = 0 Нет ошибки

N=19113102
PrimaryID=2
Тип=Тепло (расх. в подаче)
Версия прибора=100
Производитель=ZPM

Среднее время выполнения: 2 c.
---
-==Мгновенные значения==-
15:28:31:954 Драйвер : : SnapValues
15:28:31:956 Драйвер : : Система.1 Время=24.02.2021 15:28:31 AddP= 10000
15:28:31:957 Драйвер : : N=0 CHNL = 1 П=10080 (  ) = 0 время:  24.02.21 15:28
15:28:31:959 Драйвер : : N=1 CHNL = 1 П=11054 (  ) = 0,2 время:  24.02.21 15:28
15:28:31:960 Драйвер : : N=2 CHNL = 1 П=11001 (  ) = 0,01 время:  24.02.21 15:28
15:28:31:962 Драйвер : : N=3 CHNL = 1 П=10051 (  ) = 0 время:  24.02.21 15:28
15:28:31:963 Драйвер : : N=4 CHNL = 1 П=10020 (  ) = 0 время:  24.02.21 15:28
15:28:31:964 Драйвер : : N=5 CHNL = 1 П=10030 (  ) = 25,06 время:  24.02.21 15:28
15:28:31:966 Драйвер : : N=6 CHNL = 1 П=10031 (  ) = 25,19 время:  24.02.21 15:28
15:28:31:967 Драйвер : : N=7 CHNL = 1 П=10034 (  ) = 0,13 время:  24.02.21 15:28
15:28:31:969 Драйвер : : Система.2 Время=24.02.2021 15:28:31 AddP= 10000
15:28:31:970 Драйвер : : Система.3 Время=24.02.2021 15:28:31 AddP= 10000
15:28:31:972 Драйвер : : Система.4 Время=24.02.2021 15:28:31 AddP= 10000
15:28:31:973 Драйвер : : Система.5 Время=24.02.2021 15:28:31 AddP= 10000
Result = 0 -  Нет ошибки  RecCount 8
Среднее время выполнения: 0 c.

Параметр 10080 (Err32)  отображает состояние байта Status M-bus и трактуется как битовая маска ошибок, следующим образом:

• Бит 0-1
  • 00 - нет ошибки
  • 01 - приложение занято
  • 10 - любая ошибка
  • 11 - ненормальное состояние / аварийный сигнал
• Бит 2 - питание ниже нормы
• Бит 3 - постоянная ошибка
• Бит 4 - временная ошибка
• Бит 5-7 - определяется по документации на конкретное устройство

Внимание!

При настройке интервала опроса прибора в программе ASUDBase необходимо считаться с тем, что каждая коммуникация счётчика через интерфейс M-Bus разряжает батарейку. Поэтому при эксплуатации должны быть такие условия работы, которые обеспечивали бы работу главного блока прибора до истечения срока поверки. По этой причине, частота взаимодействий с системами сбора и учёта данных через интерфейс M-Bus должна устанавливаться в соответствие с рекомендациями производителя счетчиков.