Rosnące wymagania klientów, konieczność kontroli i sterowania większości procesów produkcyjnych i technologicznych w czasie rzeczywistym, potrzeba szybkiego reagowania na zmiany zachodzące w procesach oraz łatwość modyfikowania i rozbudowy systemów automatyki to zadania stojące przed systemami automatyki budowlanej, systemami telemetrycznymi, czy systemami alarmowymi.
Dodatkowe problemy do rozwiązania stanowią takie parametry jak znaczna liczba urządzeń pomiarowych, ich rozproszenie lub duże obszary na jakich się znajdują, niezakłócona transmisja danych na duże odległości, dopasowanie i kompatybilność urządzeń pomiarowych, sterowników i oprogramowania dla tworzonych systemów.
Rozwiązaniem tych wszystkich problemów i wymogów technicznych wydaje się standard M-Bus.
M-Bus jest standardem komunikacyjnym opracowanym przez Uniwersytet Padeborn i Texas Instruments wykorzystywanym do odczytu różnego rodzaju liczników konsumpcyjnych takich jak gazomierze, wodomierze, liczniki energii elektrycznej, energii cieplnej i innych. Standard składa się z protokołu komunikacyjnego oraz interfejsu elektrycznego, przez co do odczytu wymagany jest dodatkowy konwerter na interfejs/protokół zrozumiały dla sterownika zbierającego dane. Magistrala oparta o M-Bus spełnia dodatkowe wymagania, takie jak zdalne zasilanie modułu komunikacyjnego uczestniczącego w transmisji, tak by transmisja nie obciążała głównego modułu zliczającego, który jest najczęściej zasilany bateryjnie. Port M-Bus wytrzymuje trwałe zwarcie, przeciążenie i zawiera filtr, który podnosi odporność komunikacji na zakłócenia. Wymagania techniczne szyny M-Bus precyzuje norma CENTC 176 WG 4, natomiast norma EN1434 odnosi się do protokołu transmisji M-Bus.
Mimo tego, że standard M-Bus dotyczy względnie małej i stosunkowo wyspecjalizowanej sferze zastosowań spełnia specyficzne wymagania. M-Bus zapewnia podłączenie nawet kilkuset urządzeń na odległość kilku kilometrów, a transmisja danych jest bardzo dobrze zabezpieczona przed występowaniem błędów. Typową właściwością aplikacji jest niezbyt częsty odczyt mierzonych wartości z niskimi wymogami na odzewy w czasie rzeczywistym i niezbyt wysoka szybkość transmisji rzędu 300-9600 Bd.
Ponieważ z pomocą protokołu M-BUS urządzenia pomiarowe komunikują się przez specjalny interfejs fizyczny (36V) konieczny jest konwerter sprzętowy z protokołu M-Bus na RS-232, RS-485, RS-422 lub Ethernet. Ale dzięki temu możliwe jest podłączenie do jednej sieci urządzeń różnych producentów oraz urządzeń dokonujących pomiarów różnych parametrów.
Podstawowe zalety standardu M-Bus to możliwość podłączenia do jednej centrali wszystkich urządzeń pomiarowych jednym przewodem stanowiącym magistralę M-Bus i bezpośrednie zasilanie wszystkich urządzeń w sieci jednym przewodem dwużyłowym.
System M-Bus bazujący na modelu transmisji Master-Slave może być stosowany w topologii liniowej, gwiaździstej lub w układzie drzewa co umożliwia rozbudowę sieci pokrywającej znaczne obszary np. całe miasta. M-Bus Master zasila magistralę szeregową i przetwarza dane z urządzeń pomiarowych przesyłane przez M-Bus-Slave.
Budowa systemów telemetrii sieci cieplnej i pełnej automatyki sieci ciepłowniczych umożliwiła nam dokładne poznanie standardu M-Bus, na którym opierała się transmisja danych. Zachęciło to nas do zaprojektowania i wdrożenia całego systemu automatyki cyfrowej, w której urządzenia wejściowo-wyjściowe nie tylko prowadzą transmisję, ale również są zasilane z szyny M-Bus. Dzięki temu uzyskaliśmy optymalne rozwiązania dla rozproszonej architektury systemu w budynkach, w instalacjach grzewczych i instalacjach produkujących energię cieplną różnymi sposobami.
System telemetryczny realizujący zdalny odczyt i sterowniki swobodnie programowalne komunikujące się ze sobą w oparciu o standard M-Bus i autorskie oprogramowanie SCADA OCS pozwoliły nam stworzyć m.in. kompletne systemy sterowania siecią ciepłowniczą, system alarmowy sieci ciepłowniczej, system zdalnego odczytu ciepłomierzy i sterowania węzłami cieplnymi oraz systemy automatyki budynkowej.
Wykorzystanie standardu M-Bus zapewnia niezależność od producenta poszczególnych urządzeń (np. liczników), ułatwia integrację z większością dostępnego na rynku oprogramowania, np. typu SCADA i umożliwia tworzenie skomplikowanych systemów nadzoru i sterowania procesami, szeroka gama sterowników i konwerterów pozwala na wykorzystanie istniejącej infrastruktury (np. sieć GSM/GPRS, LTE-M, internet/ethernet). Zastosowanie otwartych standardów komunikacyjnych umożliwia swobodne przetwarzanie danych pozyskanych z urządzeń pomiarowych (np. liczniki energii, wodomierze). Brak ograniczeń związanych liczbą urządzeń pomiarowych, ich rozproszeniem i nawet znacznymi odległościami od centrali oraz prostota budowy magistrali komunikacyjnej, odporność na zakłócenia i błędy przesyłu informacji to kolejne unikatowe zalety M-Bus.
Biorąc pod uwagę wymienione wyżej właściwości i korzyści płynące z zastosowania standardu M-Bus można chyba uznać go za swoisty fenomen, przynajmniej w dziedzinie telemetrii i automatyki.
© Control 2023. Wszelkie prawa zastrzeżone.
Projekt i realizacja: www.wertui.pl
