- Metering-Bus
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M-Bus (Metering Bus) ist ein Feldbus für die Verbrauchsdatenerfassung. Die Übertragung erfolgt seriell auf einer verpolungssicheren Zweidrahtleitung von den angeschlossenen Slaves (Messgeräte) zu einem Master. Der M-Bus war ursprünglich in der Europäischen Norm EN1434 (Wärmezähler) beschrieben. Mittlerweile hat sich der M-Bus zu einem eigenständigen Standard in der EN13757 etabliert. Diese Norm beschreibt den M-Bus sowohl für die Verwendung über den Zwei-Draht-Bus (Teil 2) als auch für die Funkübertragung (Teil 4). Die Beschreibung der Kommunikation des M-Bus ist nur im Ansatz kompatibel zum internationalen OSI-Modell. Das gewählte Schichtenmodell entspricht dem 3-Schichten-Modell (EN 61334-4-1), welches vom 7-Schichten-Modell OSI-Modell abgeleitet wurde. Der Data-Link-Layer wurde entsprechend der internationalen Norm IEC 870-5 umgesetzt. Der M-Bus wurde von Horst Ziegler (Uni Paderborn) in Zusammenarbeit mit den Unternehmen Techem und Texas Instruments in Deutschland entwickelt.
Der Master fragt über den Bus die Zähler ab. Die Stromversorgung der Slaves kann über den Bus erfolgen. Der Master kann ein eigenständiges Gerät oder ein PC mit einem Pegelwandler sein. Die Daten werden üblicherweise mit Geschwindigkeiten von 300 bis 9600 Baud übertragen. Für die Verkabelung ist keine bestimmte Topologie (Strang oder Stern) vorgeschrieben. Es kann normales Telefonkabel vom Typ JYStY N·2·0,8 mm genutzt werden. Pro Segment sind maximal 250 Zähler erlaubt - größere Anlagen werden mit Hilfe von Repeatern zusammengeschaltet. Die Datenübertragung vom Master zum Slave erfolgt über die Modulation der Versorgungsspannung (1 = 36 V / 0 = 24 V). Der Slave antwortet dem Master über die Modulation seines Stromverbrauchs (1 = 1,5 mA / 0 = 11–20 mA).
Der M-Bus hat im Umfeld der Messgeräte-Hersteller einige Marktbedeutung gewonnen. Interessant ist er vor allem im Zusammenhang von preiswerter Verbrauchs-Erfassungs-Messtechnik mit der Gebäudeleittechnik. Auch bei Wärmeübergabe-Kompaktstationen wird er gerne eingesetzt. Dort werden die Temperatur- und Volumensensoren eines Wärmezählers für Regelungszwecke verwendet. Im Bereich der ursprünglich geplanten Anwendung „Zähler-Fernauslesung zur verbrauchsabhängigen Abrechnung“ wurde der M-Bus durch preiswerte Funksysteme verdrängt.
Es gibt M-Bus Zähler für folgende Messaufgaben:
Über Gateways ist die Übertragung und Berücksichtigung in die Gebäudeautomatisierung über DDC möglich. Einige DDC-Hersteller haben zudem in ihre DDCs M-Bus-Master integriert. Bei Einbindung über DDCs sind die Kompatibilitätslisten der DDC-Hersteller zu konsultieren.Sämtliche Hersteller von M-Bus-Zählern bieten den Download der Spezifikationen der M-Bus-Protokolle ihrer Zähler an. Dies ist leider notwendig, da im M-Bus-Standard nicht alle Felder eindeutig beschrieben sind. So gibt es ein frei verfügbares Segment im Datentelegramm, das von den Herstellern für die Übergabe von diversen (nicht genormten) Informationen oder Steuerzeichen genutzt werden kann.
Die Erstinbetriebnahme der Zähler erfolgt in der Regel über ein vom Hersteller gelieferte Software mit Hilfe eines Laptops. Dazu ist der M-Bus-Slave/-Gerät über einen M-Bus-Master direkt mit dem Laptop zu verbinden. Hierzu wird meist ein sogenannter „Pegelwandler“ verwendet. Anschließend kann die Adresse und die Uhrzeit eingestellt werden.
- Anmerkung
M-Bus darf keinesfalls mit dem proprietären M=Bus des Unternehmens MESSRING verwechselt werden. Dieses System dient der Messdatenerfassung bei Fahrzeugsicherheitstests (insbesondere in Crashtest-Dummys und Kraftmesswänden) und weist ebenfalls eine Master-Slave-Struktur auf, verwendet jedoch zur Daten- und Energieübertragung ein dünnes Koaxialkabel. Die Daten werden hier mit 20 kHz synchron aufgezeichnet und ausfallsicher in den Slaves zwischengespeichert.
Inhaltsverzeichnis
Funktionsweise
In dem Bus-System wird ein M-Bus Gerät als Master deklariert. Dieser ist dafür zuständig, dass die Daten von den M-Bus Slaves gesammelt und gegebenenfalls gespeichert und/oder weiterverarbeitet werden. Es darf nur einen Master in dem Bus-System geben, da es sonst zu Adressierungsfehlern kommen kann oder der Master versorg das Bus-System mit Strom und dann entsteht ein Kurzschluss. Es könne bis zu 255 Slaves an ein M-Bus-System angeschlossen werden (maximale Adressierung).
Stärken
- Der M-Bus ist auf der Geräteseite preiswert und einfach zu realisieren und bei der Installation verpolungssicher.
- Endgeräte können über den Bus mit Strom versorgt werden.
- Es sind einfache, integrierte Interface-Schaltkreise beispielsweise von Texas Instruments verfügbar.
- Die digitale Kommunikation über den Bus ermöglicht präzise Messwerte an nachfolgende Auswerteeinrichtungen zu übertragen.
- Viele Slaves können an einem Bus (Segment) betrieben werden.
- Mit Hilfe von Repeatern können große Netze aufgebaut werden.
- Durch den Einsatz von M-Bus-Modem-Mastern ist es möglich, den Verbrauch weit entfernter Anlagen zu erfassen.
Schwächen
- Die Standardisierung auf Protokollebene ist lückenhaft. Vor dem Einsatz neuer Slaves ist die Kompatibilität zur Auswerteeinheit sicherzustellen.
- Die Anschlusselemente (Stecker) sind nicht genormt.
- Die Verkabelung eines bereits bestehenden Gebäudes ist extrem aufwendig und teuer. (Inzwischen gibt es Lösungen, die die Verkabelung der M-Bus-Geräte durch Verwendung von funkenden „M-Bus-Geräten“ überflüssig macht!)
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