Meter Bus. Das flexible Kommunikationssystem

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Margarethe Gertrud Schräder
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1 Meter Bus Das flexible Kommunikationssystem

2 Daten sicher erfassen und optimal auswerten Der M-Bus (auch Meter Bus genannt) entstand aus der Notwendigkeit, eine große Anzahl Verbrauchsmessgeräte (z.b.: Elektro-, Gas-, Wärme- oder Wasserzähler) über eine längere Strecke kostengünstig zu vernetzen.

3 Anwendungsbeispiel Energieerzeugung Energieverteilung lokale Stromerzeuger Energieverbraucher Hotels, etc. Gewerbe Industrie M-Bus Repeater PSTN (analog) M-Bus UniMod 01/I ISDN (digital) M-Bus M-Bus M-Bus M-Bus UniMod 01/ISDN GSM/GPRS (900/1800MHz) UniMod GSM-4 Kommunikationsnetzwerk UniMod Radio M-Bus Master RS232 UniMod Ethernet LAN UniMod Ethernet Modem SIGLON RS232 Fernauslesezentrale

4 M-Bus (Feldbus) Entwicklung seit 1992: - Uni Paderborn: Prof. Ziegler - Techem - Texas Instruments: M-Bus-Chip TSS721 Europäische Normen: - EN 1434 (Wärme-Zähler) - EN (aufbauend auf EN / IEC ) Aufbau: - Physical Layer: elektrische Eigenschaften - Logical Layer: Applikation, Datenübertragung (Protokollbeschreibung) Internet allgemeine Dokumentation, Usergroup

5 Eigenschaften (I) Einfacher, kostengünstiger 2-Draht-Bus mit Standardkabel z.b.: normales Telefonkabel (J-YSTY 2 x 0,8mm/0,5mm²) Vertauschbare Polarität Kurzschlussfest Integrierte Versorgung aller Endgeräteschnittstellen Versorgung der Endgeräte optional vom Bus (3,3V / 0,6mA pro Endgerät), Batterie oder (externen) Netzteilen Bis 250 Endgeräte pro Segment Maximale Segmentgröße für 250 Endgeräte: 1000m Maximale Entfernung für 1 Endgerät: 10km Größere Netze/Systeme mit transparenten Repeatern möglich M-Bus ist Protokoll- und Datenformatunabhängig (IEC / IEC 1107, IEC 60870, VDEW, DLMS, SCTM, ModBus...) Übertragungsbaudraten: (38400) Baud, gemischte Baudraten möglich

verfügbar Erfüllt alle EMC, ESD und EMI Anforderungen (CE-Zeichen) Hohe Störsicherheit

6 Eigenschaften (II) Galvanische Trennung mit isolierter Konstruktion oder Optokopplern möglich Bus wird nicht durch Fehler beim Endgerät blockiert Ein-Chip-Lösung für Endgeräte verfügbar Erfüllt alle EMC, ESD und EMI Anforderungen (CE-Zeichen) Hohe Störsicherheit wegen Datenübertragung durch Spannungs- und Strommodulation Beliebige Bus-Topologie (Stern, Baum, Netz)

7 Vorteile Niedrige Kosten der Endgeräteschnittstelle Keine Lizenzkosten Endgeräte können über den M-Bus mit Strom versorgt werden Europäische Norm (EN 1434) M-Bus-User-Association zur Koordination von Entwicklungen und Anwendungen Hohe Akzeptanz (> Stück / Jahr), meistens im Metering-Bereich (Wärme, Wasser, Gas, Elektrizität,... ) Verschiedene Systemkomponenten (Master, Repeater, Konverter,...) sind verfügbar Modularer Aufbau Ein Gerätetyp für viele verschiedene Anwendungen Übertragene Daten sind selbsterklärend: Typ, Einheit, Auflösung

8 Nachteile Keine genormten Anschlüsse (Stecker) Vergleichsweise langsame Datenübertragung (Standard 2400 Baud) Die Standardisierung auf Protokollebene ist lückenhaft: herstellerspezifische Datensätze möglich Es gibt keine Zertifizierungsstelle, welche die ordnungsgemäße Funktion von Master und Slaves sicherstellt Die selbsterklärende Typdefinition in jedem Datenpaket führt zu größeren Datenmengen Der Master wird mit steigender Gerätezahl am Bus immer aufwändiger und teurer Zeitaufwendige sequentielle Datenabfrage (Abhilfe: Freeze-Befehl)

9 Segmentgestaltung Die Anzahl der Endgeräte und die mögliche Bus-Länge ist abhängig vom Leitungstyp und der Baudrate

10 M-Bus Segmentlänge: Beispiele Größeneinteilung Maximale Kabellänge Kabelquerschnitt Anzahl der Maximale Infrastruktur Entfernung M-Bus Elemente Geschwindigkeit Kleine Wohnanlage 350 m 1000 m 0.8 mm² 250 9,600 Baud Große Wohnanlage 350 m 4,000 m 0.8 mm² 250 2,400 Baud 64 9,600 Baud Kleiner Bezirk 1,000 m 4,000 m 0.8 mm² 64 2,400 Baud Mitteler Bezirk 3,000 m 5,000 m 1.5 mm² 64 2,400 Baud Großer Bezirk 5,000 m 7,000 m 1.5 mm² Baud Punkt zu Punkt Verbindung 10,000 m 10,000 m 1.5 mm² Baud

11 Datenübertragung

12 M-Bus Abfrage Hexadezimaldarstellung: 00 hex bis FF hex (entspr. 0 bis 255) SND: RCV: E5 SND: 68 0B 0B FD FF FF FF FF D2 16 RCV: E5 SND: 10 7B FD RCV: 68 D7 D C A0 FC 01 C4 C A0 FC C A0 FC 01 C4 C A0 FC C A0 FC 01 C4 C A0 FC C A0 FC C FF B5 4F 03 C4 80 C FF B5 4F C FF B5 4F 03 C4 81 C FF B5 4F C FF B5 4F 03 C4 82 C FF B5 4F C FF B5 4F D C D 0F D 2D 87 1D 26 C D 1E 87 1D D 0F 87 1D 26 C D D D 2D 86 1D 26 1F F FA 16 SND: 10 5B FD RCV: 68 D7 D C A0 FC 01 C4 C A0 FC C A0 FC 01 C4 C A0 FC C A0 FC 01 C4 C A0 FC C A0 FC C FF B5 4F 03 C4...

13 Telegrammformate

14 M-Bus Komponenten M-Bus Master bildet den Kopf eines M-Bus Systems und wird einerseits mit dem PC verbunden (mittels RS232-Schnittstelle), andererseits versorgt er den ersten M-Bus Segment mit Spannung und Strom (max. 250 Endgeräte) M-Bus Repeater versorgt weitere M-Bus Segmente mit bis zu 250 Endgeräten. Außerdem dient er der Signalverstärkung bei weit verzweigten M-Bus Netzen. M-Bus Konverter wird zum physikalischen Anpassen und galvanischen Trennen zweier Schnittstellen eingesetzt. Mögliche Konfigurationen: M-Bus RS232 M-Bus RS485 M-Bus CS (20mA) M-Bus Lichtwellenleiter

Mini-Master und M-Bus Mini-Repeater können

(geeignet für kleine M-Bus Systeme) Metcom

15 M-Bus Geräte M-Bus Master und M-Bus Repeater können bis zu 250 Endgeräte versorgen (geeignet für große M-Bus Systeme oder lange Leitungen) M-Bus Mini-Master und M-Bus Mini-Repeater können max. 10 oder 25 Endgeräte versorgen (geeignet für kleine M-Bus Systeme) Metcom T X können max. 25 Endgeräte versorgen (geeignet für mittlere M-Bus Systeme)

16 Zusatzgeräte M-Bus LOG: 2 Impulseingäne Interne Uhr Lastptofil Modems UniMod: GSM, analog, ISDN, LAN Modems Metcom T: GSM, analog, ISDN, LAN Tarifgeräte: DATAREG DLX DLM6

17 Applikationen (M-Bus) Wärmezähler Wasserzähler M-Bus Verbindung 2-Draht Leitung 0,8mm Stromzähler M-Bus Master

18 Applikationen (M-Bus, Impulse) Wärme Elektrizität (Ferraris) Wasser Elektrizität (Digital) Impulse M-Bus LOG M-Bus Verbindung Modem UniMod

19 Applikationen (M-Bus, RS232, Impulse) Wärme Wasser Elektrizität (Digital) Impulse M-Bus LOG RS232 M-Bus Verbindung Modem Metcom T

20 Software: Siglon (I) Automatische Erfassung von Lastprofilen und Verrechnungsdaten Multiusersystem Alle Energiearten: Strom, Gas, Wasser, Wärme Unterstützt Modem, TCP/IP und Standleitungen (z.b.: M-Bus, RS485, ) Maximal 1024 Abfragen (z.b. Modems, TCP/IP) gleichzeitig Diverse Protokolle: M-Bus, VDEW, DLMS, IEC 62056, IEC 60870, ModBus, Leistungsfähige Datenbank: MS SQL-Server, ORACLE Übersichtliche Anzeigen Optional Zähler- und Kundenverwaltung Diverse Berechnungen (z.b. Bilanzkreise) Erfüllt die Kriterien der Verbändevereinbarung VV2+ Virtuelle Lastprofile EEG-Funktionalität: (Last- und Einspeisemanagement) mit Abregel- Steuerkommandos, Validierung für Kompensationszahlungen Fehleranalyse, Fernwartung Passwort geschütztes Rechtemanagementsystem Alle Aktionen und Änderungen werden protokolliert Datenimport und -export (MSCONS, Excel, ASCII, HTML, )

21 Software: Siglon (II)

22 Software: Siglon (III)

23 Bär Industrie-Elektronik GmbH Siemensstr Fürth Tel: Fax: info@baer-gmbh.com

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