Πρωτόκολλο διαύλου M. Νέα εργαλεία για την κατασκευή δικτύων M-Bus

Περιγραφή πρωτοκόλλου

Μ-Λεωφορείο(Μετρητής-Δίαυλος) - πρωτόκολλο επικοινωνίας (Ευρωπαϊκό πρότυπο EN 1434/IEC870-5, EN 13757-2 επίπεδα φυσικών και συνδέσμων δεδομένων, επίπεδο εφαρμογής EN 13757-3), βασισμένο σε τυπική αρχιτεκτονική πελάτη-διακομιστή. Ένα από τα κοινά πρωτόκολλα μεταφοράς δεδομένων για μια σειρά από συγκεκριμένες ηλεκτρονικές συσκευές, όπως μετρητές ηλεκτρικής ενέργειας (μετρητές ηλεκτρικής ενέργειας), μετρητές θερμικής ενέργειας (μετρητές θερμότητας), μετρητές ροής νερού και αερίου, ορισμένοι ενεργοποιητές κ.λπ. Τα δεδομένα μεταδίδονται σε σταθμό υπολογιστή (διακομιστή) απευθείας ή μέσω διανομέων M-Bus, ενισχυτών σήματος και επαναλήπτες.

Διαφορές από τα πρωτόκολλα Modbus και το πρότυπο RS-485 - διαφορετικά επίπεδα λογικών σημάτων, χαμηλή ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων (300 - 9600 bps), χαμηλές απαιτήσεις για τη γραμμή επικοινωνίας, δυνατότητα τροφοδοσίας συσκευών από τη γραμμή M-Bus, χωρίς απαιτήσεις πολικότητας . Λόγω ορισμένων χαρακτηριστικών, το πρωτόκολλο δεν είναι βιομηχανικό πρωτόκολλο· χρησιμοποιείται μόνο σε εκείνες τις συσκευές όπου η χαμηλή ταχύτητα και ακόμη και η απώλεια μέρους των μεταδιδόμενων δεδομένων δεν είναι κρίσιμης σημασίας. Τα πλεονεκτήματα του πρωτοκόλλου περιλαμβάνουν ελάχιστες απαιτήσεις για εξοπλισμό, γραμμές επικοινωνίας, απλότητα και ταχύτητα υλοποίησης και εγκατάστασης, γεγονός που το καθιστά χαμηλού κόστους και οικονομικά ελκυστικό.

Μερικές παράμετροι του πρωτοκόλλου M-Bus

• λειτουργία μετάδοσης ημι-αμφίδρομης μετάδοσης.
• ρυθμός μεταφοράς δεδομένων 300-9600 bps (συμβατό με τις τυπικές ταχύτητες των θυρών UART των υπολογιστών και των μικροελεγκτών, που είναι και η πηγή και ο δέκτης των δεδομένων).
• λογική μονάδα +36V, ρεύμα όχι περισσότερο από 1,5 mA.
• λογικό μηδέν 12..24V, ρεύμα 10-11mA;
• τύπος καλωδίου: τυπικό τηλέφωνο (JYStY N*2*0,8 mm).
• χωρητικότητα γραμμής όχι μεγαλύτερη από 180 nF, αντίσταση έως 29 ohms.
• εμβέλεια μετάδοσης, σε τυπική διαμόρφωση, έως 1000 μέτρα.
• η εμβέλεια της εξαρτημένης συσκευής στον επαναλήπτη σήματος είναι έως 350 μέτρα.
• αριθμός συσκευών στη γραμμή έως 250.

Μια λογική μονάδα μεταδίδεται με στάθμη 36V, με δυνατότητα κατανάλωσης από τη γραμμή ρεύματος έως 1,5 mA, λογικό μηδέν μεταδίδεται από τάση 24 V στην κύρια συσκευή. Για τη μετάδοση ενός λογικού μηδενός, οι υποτελείς συσκευές αυξάνουν την κατανάλωση ρεύματος στα 10-11 mA, η υψηλή κατανάλωση ρεύματος και η μείωση της τάσης στην κύρια γραμμή ανιχνεύονται από τη συσκευή ως λογικό 0. Σε αυτό, το πρωτόκολλο μετάδοσης είναι παρόμοιο με το 1-Wire. τόσο στη μέθοδο μετάδοσης δεδομένων όσο και στη δυνατότητα τροφοδοσίας συσκευών από γραμμές.

Σημειώσεις για τον όρο M-Bus

Ίδρυμα Wikimedia. 2010.

Δείτε τι είναι το "Meter-Bus" σε άλλα λεξικά:

Μετρητής-Λεωφορείο- Για τεχνολογίες διαύλου με παρόμοια ονομασία, δείτε MBus. Το M Bus (Meter Bus) είναι ένα ευρωπαϊκό πρότυπο (EN 13757 2 φυσικό επίπεδο και επίπεδο σύνδεσης, EN 13757 3 επίπεδο εφαρμογής) για την απομακρυσμένη ανάγνωση μετρητών αερίου ή ηλεκτρικής ενέργειας. Το M Bus μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για άλλους τύπους… … Wikipedia

Λεωφορείο- Buš… Deutsch Wikipedia

ΛΕΩΦΟΡΕΙΟ- Wappen Deutschlandkarte … Deutsch Wikipedia

Τον τελευταίο καιρό δίνουμε μεγάλη προσοχή στα θέματα σύνδεσης συσκευών τρίτων στο σύστημα ASUD-248.

Αυτό οφείλεται στη λογική επιθυμία να ενσωματωθούν μηχανολογικά υποσυστήματα που διασφαλίζουν τη λειτουργία των εξυπηρετούμενων εγκαταστάσεων σε ένα ενιαίο εποπτικό σύστημα ελέγχου και διαχείρισης.

Οι συνδεδεμένες συσκευές μπορεί να είναι, για παράδειγμα, ελεγκτές θέρμανσης και αερισμού, μετρητές θερμότητας και νερού, διάφοροι αισθητήρες, ενεργοποιητές κ.λπ.

Μια συσκευή τρίτου κατασκευαστή συνδέεται με το σύστημα ASUD-248 μέσω μιας συγκεκριμένης φυσικής διεπαφής, η ανταλλαγή δεδομένων πραγματοποιείται σύμφωνα με ένα σύνολο κανόνων που υποστηρίζονται από τη συσκευή: ένα πρωτόκολλο.

Συχνά χρησιμοποιούν τους όρους M-bus, Modbus, RS-485, Ethernet, Computer network κ.λπ. - μερικά από τα οποία ορίζουν τη φυσική διεπαφή για τη σύνδεση συσκευών και άλλα ένα σύνολο κανόνων μεταφοράς δεδομένων.

Όταν επικοινωνείτε με οργανισμούς σχεδιασμού και πελάτες που αντιμετωπίζουν άμεσα το έργο της σύνδεσης συσκευών τρίτων στο ASUD-248, αντιμετωπίζετε συχνά σύγχυση στους ορισμούς της «διεπαφής», του «πρωτοκόλλου» και συναφών ζητημάτων, για παράδειγμα:

• "Είναι το Modbus μια διεπαφή;"
• "Το Modbus και το M-bus είναι το ίδιο πράγμα"
• "Η συσκευή έχει RS-485 - μπορεί να είναι εγγυημένη η σύνδεση στο ASUD;" και ούτω καθεξής.

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι στην ουσία οι όροι "διεπαφή" και "πρωτόκολλο" εκφράζουν την ίδια έννοια - μια περιγραφή της διαδικασίας αλληλεπίδρασης μεταξύ δύο αντικειμένων. Το γεγονός αυτό, κατά τη γνώμη μας, στην περιοχή του θέματος που εξετάζουμε, μπορεί επίσης να οδηγήσει σε κάποια ασάφεια.

Επομένως, για βεβαιότητα, θα συμφωνήσουμε ότι με τον όρο διεπαφή εννοούμε ακριβώς τη φυσική (hardware) διεπαφή - το μέσο μετάδοσης δεδομένων. Σύμφωνα με το πρωτόκολλο - ένα σύνολο περιγραφόμενων κανόνων για τη μετάδοση δεδομένων μέσω μιας συγκεκριμένης διεπαφής.

RS-485

Το RS-485 είναι μια διεπαφή. Καθορίζει τις απαιτήσεις για τη γραμμή επικοινωνίας (καλώδια), ρυθμίζει τις ηλεκτρικές παραμέτρους της γραμμής επικοινωνίας και άλλες παραμέτρους που σχετίζονται με τη μετάδοση ενός σήματος από τη μια συσκευή στην άλλη.

Το RS-485 δεν λέει τίποτα για τους κανόνες ανταλλαγής δεδομένων μεταξύ συσκευών.

Κατά συνέπεια, το γεγονός και μόνο ότι μια συσκευή τρίτου κατασκευαστή διαθέτει διεπαφή RS-485 δεν αρκεί για να εγγυηθεί τη σύνδεση με το αυτοματοποιημένο σύστημα ελέγχου. Το πρωτόκολλο ανταλλαγής δεδομένων πρέπει να διευκρινιστεί.

RS-232

Το RS-232 είναι επίσης μια διεπαφή (παρόμοια με το RS-485).

Modbus

Το Modbus είναι ένα πρωτόκολλο επικοινωνίας που χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανία. Καθορίζει τους κανόνες για την αποστολή δεδομένων όταν αλληλεπιδρούν οι συσκευές.

Μπορούμε να εφαρμόσουμε την αποστολή και τον έλεγχο σχεδόν οποιασδήποτε συσκευής εάν υποστηρίζει αυτό το πρωτόκολλο.

Υπάρχουν διάφορες τροποποιήσεις αυτού του πρωτοκόλλου:

• Modbus RTU.
• Modbus TCP/IP.
• Modbus ASCII (προς το παρόν δεν υποστηρίζεται στο ASUD-248).

Η ίδια η λέξη "Modbus" δεν λέει τίποτα για τη διεπαφή μεταξύ των συσκευών.

Το πρωτόκολλο Modbus μπορεί να λειτουργήσει μέσω RS-485/RS-232, δικτύου υπολογιστών και άλλων διεπαφών.

Επομένως, εάν είναι γνωστό ότι η συσκευή υποστηρίζει το πρωτόκολλο Modbus, θα πρέπει να διευκρινίσετε ποιες φυσικές διεπαφές διαθέτει η συσκευή και εάν υποστηρίζονται στο ASUD-248.

Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τη σύνδεση συσκευών που υποστηρίζουν Modbus, βλ

Μ-Λεωφορείο

Η κατάσταση είναι κάπως διαφορετική με το M-Bus.

Πρώτα απ 'όλα, πρέπει να σημειωθεί ότι παρά την ομοφωνία στη ρωσική μεταγραφή, το M-Bus δεν έχει καμία σχέση με το πρωτόκολλο Modbus.

Ο όρος M-Bus μπορεί να υποδηλώνει ταυτόχρονα και μια φυσική διεπαφή και ένα πρωτόκολλο μεταφοράς δεδομένων.

Συνήθως, η υποστήριξη M-Bus εφαρμόζεται μόνο σε συσκευές μέτρησης: μετρητές θερμότητας, μετρητές ηλεκτρικής ενέργειας, μετρητές νερού κ.λπ.

Εάν υποδεικνύεται ότι ο μετρητής υποστηρίζει M-bus, θα πρέπει πάντα να διευκρινίζετε τι εννοείται:

• μόνο φυσική διεπαφή
• φυσική διεπαφή και πρωτόκολλο (συνήθως)
• μόνο πρωτόκολλο.

Εκείνοι. Η συσκευή μπορεί να υποστηρίξει το πρωτόκολλο M-bus, αλλά η διεπαφή σύνδεσης είναι, για παράδειγμα, RS-485. Ή η συσκευή έχει διεπαφή M-bus, αλλά οι προγραμματιστές συσκευών εφάρμοσαν το δικό τους πρωτόκολλο ανταλλαγής. Σε αυτήν την περίπτωση, για να συνδεθείτε στο ASUD-248, είναι απαραίτητο να συμφωνήσετε σχετικά με το πρωτόκολλο ανταλλαγής.

Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τη σύνδεση M-Bus, βλ

Το άρθρο είναι αφιερωμένο στο πρωτόκολλο επικοινωνίας M‑Bus, που προορίζεται για την κατασκευή ενός συστήματος μέτρησης ενέργειας, στα χαρακτηριστικά του αρχιτεκτονικού διαύλου M‑Bus και στον εξοπλισμό ADFweb για δίκτυα M‑Bus.

LLC "Krona", Αγία Πετρούπολη

Παρά την αγάπη μας για την ελευθερία, έχουμε ήδη συνηθίσει στα δίκτυα που μας μπλέκουν. Δίκτυα ασφαλτοστρωμένων δρόμων στο έδαφος και καλώδια στον αέρα, το αόρατο Διαδίκτυο και συστήματα συλλογής δεδομένων σε παραγωγή... Και κάθε δίκτυο έχει τους δικούς του κανόνες που σας επιτρέπουν να μην μπερδεύεστε στις περιπλοκές του, αλλά να το χρησιμοποιείτε για δικούς σας όφελος.

Γιατί χρειάζεται άλλο πρωτόκολλο M‑Bus; Η κοινότητα των υπολογιστών που συμμετέχει στη διαδικασία μέτρησης ενέργειας χρειάζεται τις δικές της «συνθήκες παιχνιδιού» βελτιστοποιημένες για τη λήψη μετρήσεων από μετρητές. Για τον έλεγχο της κατανάλωσης ενεργειακών πόρων, απαιτείται ένα συγκεκριμένο δίκτυο - όσο το δυνατόν πιο απλό και φθηνό, επιτρέποντας τη σύνδεση πολλών βοηθητικών συσκευών στην κύρια συσκευή, που εκτείνονται σε πολλά χιλιόμετρα. Ένα ειδικό πρωτόκολλο εξυπηρετεί όλες αυτές τις εργασίες.

Το M‑Bus ("Meter-Bus") είναι ένα ευρωπαϊκό πρότυπο για την κατασκευή κατανεμημένων συστημάτων συλλογής δεδομένων και εμπορικής μέτρησης της κατανάλωσης ενέργειας (θερμότητα, νερό, φυσικό αέριο, ηλεκτρική ενέργεια κ.λπ.).

Το πρότυπο M‑Bus περιγράφεται και εγκρίνεται από τα κανονιστικά έγγραφα EN-1434–3 (1997), GOST R EN‑143403-2006 με ημερομηνία 01.09.06. Σήμερα, αυτό το πρότυπο υποστηρίζεται από τους περισσότερους κορυφαίους κατασκευαστές συσκευών μέτρησης ενέργειας και χρησιμοποιείται όλο και περισσότερο για την επίλυση προβλημάτων μέτρησης ενέργειας στη Ρωσία.

Τα κύρια πλεονεκτήματα του προτύπου M‑Bus:

Εύκολη δημιουργία δικτύου.

Υψηλή ανοσία θορύβου.

Το μήκος των γραμμών επικοινωνίας είναι μέχρι αρκετά χιλιόμετρα.

Απλή τμηματοποίηση δικτύου.

Μεγάλος αριθμός σημείων μέτρησης.

Ευκολία σταδιακής επέκτασης του δικτύου.

Παθητική τροφοδοσία για συσκευές σκλάβου.

Ελάχιστο κόστος εγκατάστασης και λειτουργίας εξοπλισμού.

Αρχιτεκτονική M‑Bus

Το μέσο μετάδοσης δεδομένων για το πρότυπο M‑Bus είναι το χάλκινο "συνεστραμμένο ζεύγος" και δεν υπάρχουν αυστηρές απαιτήσεις για την αρχιτεκτονική δικτύου. Ωστόσο, οι προγραμματιστές εξοπλισμού M‑Bus δεν συνιστούν τη χρήση αρχιτεκτονικής τύπου δακτυλίου ή τη χρήση βρόχων θραυσμάτων για τμήματα δικτύου.

Ωστόσο, η αρχιτεκτονική δικτύου M‑Bus μπορεί ταυτόχρονα να περιλαμβάνει στοιχεία των τυπολογιών "bus" και "star", κάτι που σας επιτρέπει να δημιουργείτε ευέλικτες και αυθαίρετες δομές δικτύου.

Το πρωτόκολλο ανταλλαγής δεδομένων μεταξύ συσκευών του δικτύου M‑Bus βασίζεται στην αρχή «ένας κύριος – πολλοί σκλάβοι». Κάθε τμήμα δικτύου απαιτεί μόνο μία κύρια συσκευή, η οποία στέλνει αιτήματα και λαμβάνει απαντήσεις από συσκευές Slave (μέγιστο 250 συσκευές ανά τμήμα). Αυτό εξαλείφει εντελώς την πιθανότητα συγκρούσεων εντός του τμήματος δικτύου M‑Bus.

Όλες οι συσκευές Slave συνδέονται παράλληλα με τη συσκευή Master μέσω του διαύλου M‑Bus (συνεστραμμένο ζεύγος) και η πολικότητα της σύνδεσης των συσκευών με το δίαυλο δεν έχει σημασία.

Η μετάδοση δεδομένων μέσω του M‑Bus πραγματοποιείται σε σειριακή λειτουργία και προς τις δύο κατευθύνσεις. Ο δίαυλος διατηρεί το ονομαστικό επίπεδο τάσης από τη συσκευή Master για να παρέχει ισχύ στις συσκευές Slave. Για τη μετάδοση ενός bit δεδομένων, η κύρια συσκευή αλλάζει το επίπεδο τάσης στο δίαυλο, το οποίο γίνεται αντιληπτό από όλες τις συσκευές Slave. Έχοντας αναγνωρίσει τη διεύθυνσή της στο αίτημα, η εξουσιοδοτημένη συσκευή Slave μεταδίδει bits δεδομένων, αλλάζοντας το ρεύμα που καταναλώνεται από το M‑Bus. Αυτές οι αλλαγές διαβάζονται από τη συσκευή Master.

Το φυσικό μήκος του M‑Bus περιορίζεται από την ενεργή αντίσταση των καλωδίων, η οποία, λόγω της κατανάλωσης ρεύματος των συσκευών Slave, μειώνει την τάση τροφοδοσίας στο δίκτυο καθώς απομακρύνεται από τη συσκευή Master. Ο ρυθμός μεταφοράς δεδομένων στα δίκτυα M‑Bus περιορίζεται από την ηλεκτρική χωρητικότητα του διαύλου και κυμαίνεται από 300 έως 9600 baud. Ο περιορισμός στον αριθμό των συσκευών Slave σε ένα τμήμα δικτύου καθορίζεται από την ισχύ της πηγής τάσης της κύριας συσκευής και τις μέγιστες δυνατότητες διευθυνσιοδότησης - έως και 250 συσκευές.

Ωστόσο, παρά όλα τα πλεονεκτήματα του πρωτοκόλλου, η χρήση του σε συστήματα ελέγχου αποστολής αυτοματοποιημένων συστημάτων ελέγχου διεργασιών και ASKUE μέχρι πρόσφατα ήταν δύσκολη για τους ακόλουθους λόγους:

Υπήρχε μια μικρή επιλογή εξοπλισμού στην αγορά για την κατασκευή δικτύων M‑Bus.

Αυτός ο εξοπλισμός ήταν πολύ ακριβός.

Υπήρχε έλλειψη αναφοράς και τεχνικής τεκμηρίωσης.

Αυτή η κατάσταση άλλαξε με την εμφάνιση στην εγχώρια αγορά εξοπλισμού της εταιρείας ADFweb, η οποία ειδικεύεται στην παραγωγή εξοπλισμού για εργασία με βιομηχανικά πρωτόκολλα. Στα τέλη του 2010, η εταιρεία εισήγαγε μια σειρά εξοπλισμού για δίκτυα M‑Bus. Πληροφορίες σχετικά με αυτές τις συσκευές παρουσιάζονται στους Πίνακες 1 και 2.

Όμιλος εταιρειών (GK) "Teplopribor" (Teplopribory, Prompribor, Heat control, κ.λπ.)- πρόκειται για όργανα και αυτοματισμούς για τη μέτρηση, την παρακολούθηση και τη ρύθμιση των παραμέτρων των τεχνολογικών διεργασιών (μέτρηση ροής, έλεγχος θερμότητας, μέτρηση θερμότητας, έλεγχος πίεσης, στάθμης, ιδιότητες και συγκέντρωση κ.λπ.).

Στην τιμή του κατασκευαστή, τα προϊόντα αποστέλλονται τόσο από τη δική μας παραγωγή όσο και από τους συνεργάτες μας - κορυφαία εργοστάσια - κατασκευαστές εξοπλισμού οργάνων και ελέγχου, εξοπλισμού ελέγχου, συστημάτων και εξοπλισμού για τον έλεγχο τεχνολογικών διαδικασιών - αυτοματοποιημένα συστήματα ελέγχου διεργασιών (πολλά είναι διαθέσιμα σε απόθεμα ή μπορεί να κατασκευαστεί και να αποσταλεί στο συντομότερο δυνατό χρόνο) .

Αποστολή με M-Bus και RS485

Ακολουθούν δύο συγκριτικά παραδείγματα προδιαγραφών για την αποστολή μετρητών θερμότητας πολυκατοικίας μέσω ενσύρματου κυκλώματος χρησιμοποιώντας διασυνδέσεις M-Bus και RS485:

1. Εμπορική προσφορά με M-bus

Αντικείμενο - πολυκατοικία κατοικιών με 53 θερμομετρητές υπερήχων TSU-Du20:
1 είσοδος 10 ορόφους, 1ος όροφος μη οικιστικές εγκαταστάσεις, από 2 έως 9 ορόφους 6 διαμερίσματα το καθένα, 2 υδρόμετρα ανά διαμέρισμα, στον 10ο όροφο 6 διαμερίσματα, 2 υδρόμετρα ανά διαμέρισμα

Τύπος	Ποσ	Τιμή μονάδας, τρίψτε.	Ποσό, τρίψτε.
Μετατροπέας Ethernet	1	9 350,00	9 350,00
IP παροχής ρεύματος	1	3 630,00	3 630,00
Μετατροπέας Mbus/RS485	1	7 160,00	7 160,00
Σύνολο:			20 140,00
Συμπεριλαμβανομένου ΦΠΑ 18%			3 072,20

Συνολικό ποσό για CP με υπολογιστή: 410.662,00 RUB.

Αποστολή με βάση το Mbus

2. Εμπορική προσφορά με RS485 για το αντικείμενο

Το αντικείμενο είναι μια πολυκατοικία με 53 θερμομετρητές υπερήχων TSU-Du20:
πολυκατοικία κατοικιών, 1 είσοδος, 10 ορόφους, 1ος όροφος μη οικιστικές εγκαταστάσεις, 6 διαμερίσματα από 2 έως 9 ορόφους, 2 υδρόμετρα ανά διαμέρισμα, 6 διαμερίσματα στον 10ο όροφο, 2 υδρόμετρα ανά διαμέρισμα.

Τύπος	Ποσ	Τιμή μονάδας, τρίψτε.	Ποσό, τρίψτε.
Μετατροπέας Ethernet	2	9 350,00	18 700,00
IP παροχής ρεύματος	2	3 360,00	7 260,00
Σύνολο:			25 960,00
Συμπεριλαμβανομένου ΦΠΑ 18%			3 960,00

Συνολικό ποσό για CP με υπολογιστή: 451.462,00 RUB.
* — Η μονάδα συστήματος (υπολογιστής-Η/Υ) παρέχεται κατόπιν αιτήματος του πελάτη.

Αποστολή με βάση το RS485

Πρόσθετες πληροφορίες σχετικά με τις διεπαφές και τα πρωτόκολλα

1. Διαφορά μεταξύ M-Bus και ModBas

Διεπαφή M-Bus (Meter-Bus)- Πρότυπο φυσικού επιπέδου για έναν δίαυλο πεδίου που βασίζεται σε ασύγχρονη διεπαφή. Αυτό το όνομα αναφέρεται επίσης στο πρωτόκολλο επικοινωνίας που χρησιμοποιείται για την επικοινωνία μεταξύ συσκευών σε αυτόν τον δίαυλο. Η διεπαφή M-bus χρησιμοποιείται κυρίως για συσκευές μέτρησης ηλεκτρικής ενέργειας (ηλεκτρικοί μετρητές), θερμικής ενέργειας (μετρητές θερμότητας), μετρητές ροής νερού και αερίου.

Πρωτόκολλο Modbus- ένα ανοιχτό πρωτόκολλο επικοινωνίας που βασίζεται σε αρχιτεκτονική master-slave. Χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανία για την οργάνωση της επικοινωνίας μεταξύ ηλεκτρονικών συσκευών. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μετάδοση δεδομένων μέσω σειριακών γραμμών επικοινωνίας, RS-485, RS-422, RS-232 και δικτύων TCP/IP (Modbus TCP). Υπάρχουν επίσης μη τυπικές υλοποιήσεις που χρησιμοποιούν UDP.
Το "MODBUS" και το "MODBUS Plus" δεν πρέπει να συγχέονται. Το MODBUS Plus είναι ένα ιδιόκτητο πρωτόκολλο που ανήκει στη Schneider Electric. Το φυσικό επίπεδο είναι μοναδικό, παρόμοιο με το Ethernet 10BASE-T, half-duplex σε ένα συνεστραμμένο ζεύγος, ταχύτητα 1 Mbit/s. Το πρωτόκολλο μεταφοράς είναι HDLC, πάνω από το οποίο καθορίζεται μια επέκταση για τη μετάδοση του MODBUS PDU.

2. Διαφορά μεταξύ διεπαφών RS485/RS422 και RS232 και USB

α) Διεπαφή RS-485

Διεπαφή RS-485 (Αγγλικό Προτεινόμενο Πρότυπο 485), EIA-485 (English Electronic Industries Alliance-485) είναι ένα πρότυπο φυσικού επιπέδου για μια ασύγχρονη διεπαφή. Ρυθμίζει τις ηλεκτρικές παραμέτρους μιας ημι-αμφίδρομης διαφορικής γραμμής επικοινωνίας πολλαπλών σημείων τύπου «κοινός δίαυλος».

Το πρότυπο RS-485 έχει κερδίσει μεγάλη δημοτικότητα και έχει γίνει η βάση για τη δημιουργία μιας ολόκληρης οικογένειας βιομηχανικών δικτύων, που χρησιμοποιούνται ευρέως στον βιομηχανικό αυτοματισμό.
Το πρότυπο RS-485 χρησιμοποιεί ένα μόνο συνεστραμμένο ζεύγος καλωδίων, μερικές φορές συνοδευόμενο από πλεγμένη θωράκιση ή ένα κοινό καλώδιο, για τη μετάδοση και λήψη δεδομένων.
Η μετάδοση δεδομένων στο RS485 πραγματοποιείται με χρήση διαφορικών σημάτων. Η διαφορά τάσης μεταξύ αγωγών της ίδιας πολικότητας σημαίνει λογική, η διαφορά της άλλης πολικότητας σημαίνει μηδέν.

Δεδομένου ότι οι διεπαφές RS485/422 υλοποιούνται σε γραμμές διαφορικής επικοινωνίας, η ασυλία θορύβου τους είναι πολύ καλή. Συνήθως χρησιμοποιούνται καλωδιακές εγκαταστάσεις με χαρακτηριστική σύνθετη αντίσταση 120 ohms. Οι αντιστάσεις που ταιριάζουν πρέπει να τοποθετούνται στα άκρα των γραμμών. Οι γραμμές RS485 μπορούν να έχουν μήκος έως και 1 χιλιόμετρο.

Διασύνδεση RS422είναι μια "ελαφριά" έκδοση του RS485. Έχει μειωμένα ρεύματα εξόδου πομπού και επομένως μικρότερη χωρητικότητα φορτίου. Για τη βελτίωση αυτών των παραμέτρων, χρησιμοποιούνται επαναλήπτες δεδομένων.

Η διεπαφή RS485 εφαρμόζει την κύρια αρχή της ανταλλαγής δεδομένων. Μπορεί να διευθύνει έως και 63 θύρες. Αυστηρά μιλώντας, το RS422 είναι μια ακτινική διεπαφή, αλλά πολλοί κατασκευαστές εξοπλισμού το συμπληρώνουν με τη δυνατότητα σύνδεσης κορμού και μερική συμβατότητα με το RS485 (με μειωμένες παραμέτρους χωρητικότητας φορτίου).

β) Διεπαφή RS232

Διασύνδεση RS232χτισμένο σε μονοπολικές γραμμές δεδομένων. Επομένως, η απόδοσή του και το μέγιστο μήκος καλωδίου είναι μικρά. Το RS232 χρησιμοποιείται για τη σύνδεση περιφερειακού εξοπλισμού σε υπολογιστές ελέγχου. Το RS232 είναι μια ακτινική διεπαφή, επομένως δεν υπάρχει έννοια διεύθυνσης σε αυτό. Αυτοί οι παράγοντες συμβάλλουν στη βελτίωση της αποτελεσματικότητας της διεπαφής με τα συστήματα απόκτησης δεδομένων και τον περιφερειακό εξοπλισμό.

γ) Διασύνδεση USB

Το USB (USB, Αγγλικά Universal Serial Bus - "Universal Serial bus") είναι μια σειριακή διεπαφή για τη σύνδεση περιφερειακών συσκευών με υπολογιστές. Η διεπαφή USB έχει γίνει ευρέως διαδεδομένη και στην πραγματικότητα έχει γίνει η κύρια διεπαφή για τη σύνδεση περιφερειακών με οικιακό ψηφιακό εξοπλισμό.

Η διεπαφή USB σάς επιτρέπει όχι μόνο να ανταλλάσσετε δεδομένα, αλλά και να παρέχετε ρεύμα σε μια περιφερειακή συσκευή. Η αρχιτεκτονική δικτύου σάς επιτρέπει να συνδέσετε μεγάλο αριθμό περιφερειακών ακόμα και σε μια συσκευή με μία υποδοχή USB.

Η ανάπτυξη υψηλών τεχνολογιών απλοποιεί τη λειτουργία σύγχρονων υπηρεσιών, συμπεριλαμβανομένου του τομέα των υπηρεσιών κοινής ωφέλειας. Η ανάγκη για ένα άτομο να παίρνει μετρήσεις από μετρητές και να τις μεταφέρει στο σημείο ελέγχου εξαλείφεται εντελώς με την εισαγωγή του συστήματος m-bus, το οποίο οργανώνει ένα πλήρες σύγχρονο κέντρο ελέγχου που λαμβάνει μετρήσεις αυτόματα. Το πρότυπο εγκρίθηκε από την κανονιστική τεκμηρίωση του 1997 EN-1434-3 και GOST του 2006 EN-1434-3-2006. Το σύστημα έχει γίνει ευρέως διαδεδομένο στην Ανατολική και Δυτική Ευρώπη. Με τη βοήθειά του, είναι δυνατή η λήψη μετρήσεων από μετρητές νερού, θερμότητας, αερίου και ηλεκτρικής ενέργειας σε κατοικίες και βιομηχανικά κτίρια.

Οργάνωση δικτύου αποστολής για λήψη μετρήσεων από μετρητές

Ευρωπαϊκό πρότυπο m-bus - ένα σύστημα συλλογής δεδομένων από συσκευές μέτρησης ενέργειας. Χρησιμοποιώντας αυτό το πρότυπο, είναι δυνατό να οργανωθεί η συλλογή δεδομένων για την κατανάλωση που καταγράφονται από μετρητές από εκατοντάδες συσκευές. Για το σκοπό αυτό τοποθετούνται καλωδιακά συστήματα - λεωφορεία m-bus, στα οποία είναι συνδεδεμένη η συσκευή.

Το σύστημα m-bus έχει σαφή πλεονεκτήματα που του επιτρέπουν να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία κατάλληλων δικτύων αποστολής:

• σταθερή μετάδοση πληροφοριών από μεγάλο αριθμό πηγών χωρίς πρωτοβουλία σε αποστάσεις έως και πολλών χιλιομέτρων·
• το σύστημα είναι φθηνό και δεν απαιτεί μεγάλα έξοδα για την εγκατάσταση και τη λειτουργία του.
• το σύστημα αναδιαρθρώνεται εύκολα και συμπληρώνεται με νέες πηγές δεδομένων.
• επιτρέπει ένα πλήρες στιγμιότυπο της πραγματικής κατάστασης των ενδείξεων του μετρητή, λαμβάνοντας δεδομένα ταυτόχρονα από πολλές πηγές.
• Οι μετρήσεις μπορούν εύκολα να ληφθούν από όργανα που βρίσκονται σε δυσπρόσιτα μέρη.
• Το σύστημα μπορεί να βελτιστοποιηθεί για να ταιριάζει στις απαιτήσεις των πελατών.

Πρωτόκολλο M-bus

Τα δεδομένα μεταδίδονται μέσω του συστήματος χρησιμοποιώντας ανθεκτικό στο θόρυβο πρωτόκολλοΜ— λεωφορείο. Αυτό το πρωτόκολλο χρησιμοποιείται στο σχήμα one master - many slave. Κάθε τμήμα δικτύου χρησιμοποιεί έναν κύριο που στέλνει αιτήματα και λαμβάνει απαντήσεις από κάθε συσκευή. Αυτό το σχήμα σάς επιτρέπει να αποφύγετε διενέξεις στο δίκτυο. Τα δεδομένα μεταδίδονται μέσω του διαύλου σε σειριακή λειτουργία. Για τη μετάδοση ενός bit δεδομένων, η κύρια μονάδα αλλάζει την τάση του διαύλου. Κάθε μία από τις συσκευές ακούει αυτό το σήμα, μαθαίνοντας ποια από αυτές λαμβάνει το αίτημα. Η συσκευή στην οποία έχετε πρόσβαση μεταδίδει bits δεδομένων σε απόκριση, αλλάζοντας την τάση του διαύλου, τα οποία διαβάζονται από τον κύριο.

M-bus master

Η κύρια συσκευή m-bus είναι η κεντρική συσκευή που ελέγχει τη λειτουργία του δικτύου. Ένας υπολογιστής ή άλλη συσκευή μπορεί να λειτουργήσει ως κύριος διαύλου m, αποθηκεύοντας δεδομένα από συσκευές και στέλνοντας σήματα για ανάκτηση δεδομένων. Η κύρια μονάδα m-bus τροφοδοτεί επίσης τις συσκευές μέσω καλωδιακής σύνδεσης. Το σύστημα μπορεί επιπλέον να περιλαμβάνει διάφορους αισθητήρες (πίεση, θερμοκρασία, καπνός), οι οποίοι επίσης τροφοδοτούνται από την κύρια μονάδα m-bus.

Λεωφορείο και κόμβος στο δίκτυο m-bus

Στο δίκτυο m-bus, είναι δυνατή η συλλογή δεδομένων από μεγάλο αριθμό συσκευών. Ωστόσο, είναι αδύνατο να τοποθετήσετε ένα καλώδιο από τον διακομιστή σε κάθε μία από τις συσκευές, επομένως το δίκτυο χρησιμοποιεί έναν διανομέα m-bus, ο οποίος συνδέει πολλές συσκευές και στη συνέχεια συνδέεται απευθείας στον υπολογιστή του αποστολέα ή στο Διαδίκτυο. Ο κόμβος λειτουργεί επίσης ως αρχειοθέτης. Χωρίς αυτό, το σύστημα m-bus λαμβάνει τρέχουσες ενδείξεις του μετρητή, αλλά με έναν διανομέα είναι δυνατή η λήψη μετρήσεων που αποθηκεύονται από τη συσκευή. Αυτή η συσκευή ελέγχεται από τον υπολογιστή του αποστολέα και οργανώνει τη μεταφορά δεδομένων από συσκευές, αποθηκεύοντας πληροφορίες από αυτές και στέλνοντάς τις μέσω σήματος στον υπολογιστή ελέγχου. Υπάρχουν μοντέλα συγκεντρωτών για 25, 60 ή 250 συνδρομητές. Οι κόμβοι μπορούν να λειτουργήσουν ως επαναλήπτης, επομένως είναι δυνατό να δημιουργηθεί ένα δίκτυο πολλών κόμβων, που εξαρτώνται από τους οποίους είναι χτισμένοι σε άλλους κόμβους που έχουν τους δικούς τους συνδρομητές.

Τα δεδομένα μεταδίδονται μέσω χάλκινου συνεστραμμένου ζεύγους - m-bus. Η συσκευή μπορεί να συνδεθεί στο λεωφορείο χρησιμοποιώντας ένα τηλεφωνικό καλώδιο 2x0,75 mm2, το μήκος του οποίου μπορεί να είναι 1-5 μέτρα. Ανάλογα με την απόσταση του υπολογιστή αποστολής, χρησιμοποιείται μια διεπαφή RS232/USB για τη σύνδεση του διανομέα σε υπολογιστή ή μόντεμ. Οι περιορισμοί στο μήκος των καλωδίων μετάδοσης οφείλονται στην αυξανόμενη αντίσταση του αγωγού ανάλογα με την αύξηση του μήκους. Η αλλαγή του επιπέδου τάσης του διαύλου, που είναι σήμα κατά τη μετάδοση δεδομένων, είναι δύσκολη. Ο αριθμός των συνδεδεμένων συσκευών Slave είναι επίσης περιορισμένος. Ο μέγιστος αριθμός μπορεί να είναι 250. Το πόσο γρήγορα μεταφέρονται τα δεδομένα στο δίκτυο εξαρτάται από την ηλεκτρική χωρητικότητα του διαύλου. Συνήθως είναι στην περιοχή των 300-9600 bps.

Οι επαναλήπτες που χρησιμοποιούνται για την επέκταση ενός δικτύου συνήθως παρέχουν οπτικές πληροφορίες σχετικά με τη συμφόρηση δικτύου. Οι συσκευές διαθέτουν ένδειξη, μέσω της οποίας μπορείτε να προσδιορίσετε τον τρόπο λειτουργίας και τη δυνατότητα προσθήκης συσκευών. Για παράδειγμα, σε έναν αναμεταδότη Hydro-Center 60/250/Memory, η ένδειξη m-bus μπορεί να είναι στις ακόλουθες λειτουργίες:

• πράσινο χρώμα σημαίνει μέχρι το μισό φορτίο ελαστικού.
• κίτρινο - το φορτίο του διαύλου υπερβαίνει το 100%, η συσκευή είναι σε λειτουργία, αλλά εκδίδεται μια προειδοποίηση ότι η προσθήκη περισσότερων συσκευών στο δίκτυο είναι απαράδεκτη.
• κόκκινο - αυτή είναι μια κρίσιμη υπερφόρτωση της συσκευής. Πρέπει να επανεκκινηθεί και να ελεγχθεί για σέρβις.

Μετατροπείς για δίκτυο m-bus

Η διεπαφή δικτύου m-bus χρησιμοποιεί τάση 36V. Οι συσκευές συνδεδεμένες στο δίκτυο εξοπλισμένες με άλλες διεπαφές (για παράδειγμα, RS232, RS485) λειτουργούν σε διαφορετικές τιμές τάσης, επομένως πρέπει να εγκατασταθούν ειδικοί μετατροπείς μπροστά τους. Μετατροπή επιπέδων τάσης. Ένα παράδειγμα τέτοιας συσκευής είναι ο μετατροπέας m-bus 10. Αυτός ο μετατροπέας m-bus σας επιτρέπει να συνδέσετε έως και 10 συσκευές μέτρησης. Δουλεύει στο δίκτυο σαν κύριος. Η συσκευή περιέχει ενδεικτικές διόδους που εμφανίζουν την κατάσταση ισχύος και τη λειτουργία μεταφοράς δεδομένων. Οι μετατροπείς χρησιμοποιούνται επίσης σε συστήματα όπου είναι απαραίτητη η μετατροπή και η μετάδοση δεδομένων από ένα δίκτυο που λειτουργεί σε m-bus σε ένα σύστημα που μεταδίδει δεδομένα τηλεμετρίας, για παράδειγμα, SCADA. Ως τέτοια συσκευή χρησιμοποιείται το NPE-Modbus.

Μετρητές με δυνατότητα μετάδοσης δεδομένων μέσω δικτύου

Οι συσκευές μέτρησης ενέργειας που χρησιμοποιούνται σε συστήματα m-bus είναι εξοπλισμένες με ειδική μονάδα. Οι μετρητές θερμότητας που περιλαμβάνουν μια τέτοια μονάδα μπορούν να είναι δύο τύπων. Στον πρώτο τύπο, η μονάδα m-bus είναι ενσωματωμένη στη συσκευή, στη δεύτερη είναι πρόσθετη. Η μονάδα είναι μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος που υποστηρίζει τη λειτουργία μεταφοράς δεδομένων. Η παρουσία μιας τέτοιας μονάδας πρέπει να σημειώνεται στο διαβατήριο της συσκευής. Τα καλώδια του διαύλου συνδέονται στους βιδωτούς ακροδέκτες του μετρητή. Η μέγιστη δυνατή διάμετρος των συνδεδεμένων καλωδίων είναι 2,5 mm και η τάση του διαύλου δεν είναι μεγαλύτερη από 50 V.