Was ist M-Bus?

M-Bus ist eine kabelgebundene Kommunikationstechnologie, die zur Fernablesung von Temperatur-, Wasser-, Wärme- und Stromzählern verwendet wird.

M-Bus gibt es sowohl als kabelgebundene als auch als drahtlose Variante. Der drahtlose M-Bus bietet ähnliche Vorteile wie der kabelgebundene, jedoch ohne die Notwendigkeit von Kabelinstallationen.

M-Bus ist ein offenes und standardisiertes Protokoll, das 1991 zur Erfassung von Messdaten entwickelt wurde. Heute wird es hauptsächlich für Unterzählung in Gebäuden verwendet. Es ist nach wie vor eines der am häufigsten verwendeten Protokolle zur Messdatenerfassung.

Vollständiger Leitfaden zum M-Bus

Generelle Adressierung

Laut M-Bus-Standard sollen neue oder nicht konfigurierte Zähler mit der Primäradresse 0 geliefert werden. Wenn viele neue oder nicht konfigurierte Zähler gleichzeitig mit der Adresse 0 an die M-Bus-Schleife angeschlossen werden, können Sie keine Verbindung zu einem der Zähler über die Primäradressierung herstellen. Eine Möglichkeit, neue Primäradressen einzustellen, ist die Verwendung der Sekundäradressierung, wenn der Zähler mit Sekundäradressierung kommunizieren kann. Einige Zähler unterstützen jedoch keine Sekundäradressierung. In diesen Fällen müssen Sie spezielle Software vom Zählerhersteller verwenden. Unterstützt der Zähler Sekundäradressierung und Adressänderung über das M-Bus-Protokoll, können Sie die Adressänderung ferngesteuert durchführen. Unterstützen die Zähler keine Sekundäradressierung und keine Adressänderung über M-Bus, müssen Sie die Zähler wahrscheinlich einzeln von der M-Bus-Schleife trennen und an einen externen M-Bus-Master anschließen, um die Adresse des Zählers zu ändern.

Primäradresse

• Die Primäradresse für das Auslesen von Zählern sollte immer im Adressbereich 1-250 eingestellt sein.
• Normalerweise wird der Zähler mit der Primäradresse 0 geliefert, testen Sie zuerst die Kommunikation mit der Primäradresse 0.
• Wenn Sie nur einen Zähler angeschlossen haben, können Sie die Primäradresse 254 verwenden, um die tatsächliche Primär- und Sekundäradresse des Zählers auszulesen. Alle Zählertypen sollten auf die Primäradresse 254 antworten. Wenn mehrere Zähler an der Schleife angeschlossen sind, kommt es zu einer Kollision, da alle Zähler gleichzeitig antworten.
• Wenn der Zähler auf die Primäradresse 0 antwortet, ist es wichtig, den Zähler auf eine neue Primäradresse im Standardbereich 1-250 zu ändern. Dadurch kann ein weiterer neuer Zähler an die Schleife angeschlossen werden, der über die Primäradresse 0 ferngesteuert werden kann.
• Wenn Sie mehrere Zähler an der M-Bus-Schleife angeschlossen haben, überprüfen Sie, ob nicht mehrere Zähler dieselbe Adresse verwenden. Falls dies der Fall ist, können Sie keine Verbindung zu einem dieser Zähler herstellen.
• Einige Zähler, wie zum Beispiel ABB Odin, unterstützen keine vollständige Primäradressierung, sondern nur die Adresse 0.

Sekundäradressierung

• Wenn Ihre Zähler Sekundäradressierung unterstützen, können Sie die Zähler auch dann suchen, wenn alle Zähler in der M-Bus-Schleife dieselbe Primäradresse haben, unter anderem mit dem M-Bus Wizard von PiiGAB. Sie können nun die Primäradresse ändern, indem Sie die Sekundäradresse des Zählers verwenden.
• Einige Zähler, wie zum Beispiel ältere Kamstrup-Modelle, unterstützen keine Sekundäradressierung.

Kommunikationsgeschwindigkeit

• Nachdem Sie die Kommunikationsgeschwindigkeit geändert haben, ist es wichtig, dass Sie innerhalb weniger Minuten mit der neuen Geschwindigkeit Informationen vom Zähler auslesen. Wenn dies nicht geschieht, stellt der Zähler gemäß M-Bus-Standard die ursprüngliche Kommunikationsgeschwindigkeit wieder her.
• Wenn Sie die Kommunikationsgeschwindigkeit 300 Baud verwenden, stellen Sie sicher, dass die Zeitverzögerungen ausreichend groß sind.
• Wenn Sie den Zähler im M-Bus-Netz nicht finden können, versuchen Sie, die Kommunikationsgeschwindigkeit zu ändern. Die in den meisten Fällen verwendeten Geschwindigkeiten sind 300 und 2400 Baud und manchmal 9600 Baud. Die gebräuchlichste und empfohlene Geschwindigkeit ist 2400 Baud. Einige Zähler sind bei Lieferung auf 300 Baud eingestellt. Ändern und testen Sie, aber beachten Sie die Zeitverzögerung, wenn Sie nur bei Ausführung von SND_NKE Kontakt zum Zähler erhalten.
• Bei den meisten Zählern können Sie die Kommunikationsgeschwindigkeit im M-Bus-Netzwerk einfach mit Hilfe des M-Bus Wizards von PiiGAB ändern.

Anschluss

• Voraussetzung ist, dass der Zähler einen M-Bus-Ausgang und/oder eine eingebaute M-Bus-Karte hat. Einige Zähler verfügen über einen eigenen Konfigurationsanschluss, der M-Bus nicht unterstützt, aber leicht verwechselt werden kann. Ein Beispiel ist Mini-Bus, das nicht für die Standard-M-Bus-Kommunikation verwendet werden kann.
• Überprüfen Sie, ob die M-Bus-Schleife versehentlich an einen Impulseingang des Zählers angeschlossen ist.
• Wenn Sie trotz Testen verschiedener Adressen und unterschiedlicher Kommunikationsgeschwindigkeiten keine Verbindung zum Zähler herstellen können, deutet dies entweder auf eine Unterbrechung der M-Bus-Schleife oder auf eine fehlerhafte Anschlussverdrahtung des Zählers hin.
• Eine einfache Möglichkeit, die M-Bus-Schleife zu testen, ist das Messen der Spannung an der Schleife selbst. Die normale Spannung an einer M-Bus-Schleife liegt je nach Typ des M-Bus-Masters zwischen 22 und 42 V.
• Es wird kein Abschlusswiderstand am M-Buskabel benötigt.

Einzel-/Multitelegramm

Messpunkte in einem M-Bus-Zähler sind entweder in einem oder mehreren Telegrammen angeordnet. Bei Multitelegramm-Zählern befinden sich die Messpunkte des Zählers in verschiedenen Telegrammen. Meist sind die häufigsten Messpunkte im ersten Telegramm enthalten. Bei Einzeltelegramm-Zählern sind alle Messpunkte im einzigen Telegramm enthalten.

• Einzeltelegramm-Zähler

Die Ablesung des Zählers erfolgt mit dem REQ_UD2-Befehl. Es gibt nur ein Telegramm zum Auslesen.

• Multitelegramm-Zähler

Um einen Multitelegramm-Zähler auszulesen, muss der Telegrammzähler des Zählers zuerst zurückgesetzt werden. So antwortet der Zähler bei der Ablesung mit seinem ersten Telegramm. Dies geschieht meist mit dem SND_NKE-Befehl. Manchmal ist der APP_RESET-Befehl mit einem Subcode erforderlich.

Die Abfrage des Zählers erfolgt dann mit dem Befehl REQ_UD2. Der Zähler antwortet mit seinem ersten Telegramm. Wiederholen Sie den Befehl REQ_UD2, um das nächste Telegramm zu erhalten usw. Jedes Telegramm gibt an, ob im nächsten Telegramm weitere Messwerte vorhanden sind. Dies geschieht mit einem Feld, das als Manufactory Data Header (MDH) bezeichnet wird. Diese Werte gelten für MDH:

• MDH = 0x0F: Keine weiteren Messwerte im nächsten Telegramm.
• MDH = 0x1F: Mehr Messwerte im nächsten Telegramm.

Ermitteln Sie, wie viele Telegramme vom Zähler gelesen werden müssen, um die gewünschten Messwerte zu erhalten. Dies dient auch dazu, unnötige Telegramme zu vermeiden. Bei der nächsten Abfrage senden Sie den Befehl SND_NKE erneut, um den Vorgang neu zu starten.

Zeitverzögerung

Ein M-Bus-Telegramm ist maximal 261 Byte groß, was 261*11 Bits (einschließlich Start-, Paritäts- und Stoppbits) entspricht, also ca. 2800 Bits im Antworttelegramm. Hinzu kommen die Anfrage und die Wartezeit, bevor die Antwort geliefert wird. Wenn das Telegramm diese Größe bei 300 Baud hat, sollte die Zeitverzögerung mindestens 10 Sekunden betragen. Die normale Timeout-Zeit bei 2400 Baud liegt bei 2-3 Sekunden. Ändert man die Baudrate beispielsweise von 2400 auf 300 Baud, sind die Zeitverzögerungen wahrscheinlich zu knapp eingestellt.

M-Buslasten

Es kommt oft zu Verwirrung, dass eine M-Buslast nicht dasselbe ist wie ein M-Buszähler. Eine M-Buslast ist gemäß M-Bus-Standard* mit 1,5 mA definiert. M-Bus-Master geben normalerweise die maximale Anzahl der M-Buslasten an, die sie bewältigen können. Dies gibt indirekt an, wie viel Strom auf der M-Bus-Schleife der M-Bus-Master treiben kann. Die meisten M-Buszähler verbrauchen eine M-Buslast. Es gibt jedoch Ausnahmen, bei denen ein Zähler zwei oder mehr M-Buslasten benötigt. Wird die Anzahl der M-Buslasten für einen M-Bus-Master überschritten, wird dies meist am Master angezeigt. Bei den PiiGAB-Wandlern PiiGAB M-Bus 810 und PiiGAB M-Bus 900 wird dies durch ein langsames Blinken der Power-LED signalisiert.

M-Bus-Kabel

Der M-Bus-Standard* schreibt ein Zweidrahtkabel mit den Maßen 2x2x0,8 und der Spezifikation 73Ω/km und 120nF/km vor. Hier ist eine Liste der Kabeltypen und E-Nummern.

Empfohlene Länge der M-Bus-Schleife: 1500-2000 Meter.

M-Bus-Wandler / Gateway auswählen

Hier sind einige Punkte, die bei der Auswahl eines M-Bus-Wandlers zu beachten sind.

• M-Buslasten: Alle M-Bus-Wandler werden nach der Anzahl der M-Buslasten dimensioniert, die auf der M-Bus-Schleife betrieben werden sollen, nicht nach der Anzahl der M-Buszähler, die an die Schleife angeschlossen sind. Eine 1 M-Buslast = 1,5 mA und nicht 1 M-Buszähler.
• Clients: Anzahl der Systeme, die die M-Bus-Zähler auslesen sollen. Zum Beispiel: Citect, M-Bus OPC, PLC, SCADA oder HMI. Für PiiGAB M-Bus 810 kann nur ein Client die M-Bus-Zähler auslesen. Für PiiGAB M-Bus 900 können bis zu vier Clients die M-Bus-Zähler auslesen.
• Protokoll: Die Protokolle, mit denen die Clients mit dem Konverter kommunizieren. Sowohl Datenprotokolle als auch Trägerprotokolle. Für PiiGAB M-Bus 810 muss der Client über UDP/IP, TCP/IP oder RS232 mit M-Bus kommunizieren. Für PiiGAB M-Bus 900 gibt es Unterstützung für M-Bus, Modbus und MBusASCII über UDP/IP, TCP/IP, RS232, RS485 oder M-Bus-Slave. Außerdem gibt es Zusatzprogramme wie QuickPost, Modbus2Mbus und Wireless M-Bus.

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