Was ist M-Bus?

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

M-Bus ist sowohl als kabelgebundene als auch als drahtlose Variante verfügbar. Der drahtlose M-Bus bietet ähnliche Vorteile wie die kabelgebundene Variante, jedoch ohne die Notwendigkeit einer Kabelinstallation.

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

Kompletter Leitfaden zu M-Bus

Allgemeine Adressierung

Gemäß dem M-Bus-Standard werden neue oder nicht konfigurierte Zähler mit der Primäradresse 0 ausgeliefert. Wenn viele neue oder nicht konfigurierte Zähler gleichzeitig mit der Adresse 0 an die M-Bus-Leitung angeschlossen werden, können Sie über die primäre Adressierung mit keinem der Zähler kommunizieren. Eine Möglichkeit, neue Primäradressen einzustellen, besteht darin, die sekundäre Adressierung zu verwenden, sofern der Zähler mit sekundärer Adressierung kommunizieren kann. Einige Zähler unterstützen jedoch keine sekundäre Adressierung. In diesen Fällen müssen Sie eine spezielle Software des Zählerherstellers verwenden. Unterstützt der Zähler die sekundäre Adressierung und die Adressänderung über das M-Bus-Protokoll, können Sie die Adressänderung ferngesteuert verwalten. Unterstützen die Zähler weder die sekundäre Adressierung noch die Änderung der Adresse über M-Bus, müssen Sie die Zähler wahrscheinlich einzeln von der M-Bus-Leitung trennen und den Zähler an einen externen M-Bus-Master anschließen, um die Adresse des Zählers zu ändern.

Die Primäradresse

• Die Primäradresse zum Auslesen von Zählern muss immer innerhalb des Adressbereichs 1-250 eingestellt sein.
• Normalerweise wird der Zähler mit der Primäradresse 0 geliefert. Testen Sie zunächst 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 die Leitung 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 innerhalb des Standardbereichs 1-250 zu ändern. Dadurch kann ein weiterer neuer Zähler an die Leitung angeschlossen werden, der über die Primäradresse 0 ferngesteuert verwaltet werden kann.
• Wenn Sie mehrere Zähler an die M-Bus-Leitung angeschlossen haben, überprüfen Sie, dass sich nicht mehrere Zähler an derselben Adresse befinden. Sollte dies der Fall sein, können Sie mit keinem dieser Zähler kommunizieren.
• Einige Zähler, wie beispielsweise ABB Odin, unterstützen keine vollständige Primäradressierung, sondern nur die Adresse 0.

Sekundäradressierung

• Wenn Ihre Zähler die Sekundäradressierung unterstützen, können Sie nach den Zählern suchen, auch wenn alle Zähler an der M-Bus-Schleife dieselbe Primäradresse haben, unter anderem mithilfe des PiiGAB M-Bus Wizard. Sie können nun die Primäradresse ändern, indem Sie die Sekundäradresse des Zählers verwenden.
• Einige Zähler, wie beispielsweise ältere Kamstrup-Modelle, unterstützen keine Sekundäradressierung.

Kommunikationsgeschwindigkeit

• Nachdem Sie die Kommunikationsgeschwindigkeit geändert haben, ist es wichtig, innerhalb weniger Minuten Informationen mit der neuen Geschwindigkeit aus dem Zähler auszulesen. Andernfalls kehrt der Zähler gemäß dem M-Bus-Standard zur ursprünglichen Kommunikationsgeschwindigkeit zurück.
• Wenn Sie die Kommunikationsgeschwindigkeit 300 Baud verwenden, überprüfen Sie, dass die Zeitverzögerungen ausreichend bemessen sind.
• Wenn Sie den Zähler im M-Bus-Netzwerk nicht finden können, versuchen Sie, die Kommunikationsgeschwindigkeit zu ändern. Die in den meisten Fällen verwendeten Kommunikationsgeschwindigkeiten sind 300 und 2400 Baud, manchmal auch 9600 Baud. Die gängigste und empfohlene Geschwindigkeit ist 2400 Baud. Einige Zähler sind bei der Lieferung auf 300 Baud eingestellt. Ändern Sie die Geschwindigkeit und testen Sie sie. Beachten Sie jedoch die Zeitverzögerung, wenn Sie nur dann Kontakt zum Zähler erhalten, wenn Sie SND_NKE ausführen.
• Bei den meisten Zählern können Sie die Kommunikationsgeschwindigkeit im M-Bus-Netzwerk mithilfe des PiiGAB M-Bus Wizard einfach ändern.

Anschluss

• Voraussetzung ist, dass der Zähler über einen M-Bus-Ausgang und/oder eine eingebaute M-Bus-Karte verfügt. Einige Zähler haben einen eigenen Konfigurationsanschluss, der M-Bus nicht unterstützt, aber leicht verwechselt werden kann. Ein Beispiel ist Mini-Bus, der nicht für die Standard-M-Bus-Kommunikation verwendet werden kann.
• Überprüfen Sie, dass die M-Bus-Schleife nicht versehentlich an einen Impulseingang des Zählers angeschlossen ist.
• Wenn Sie trotz des Testens verschiedener Adressen und Kommunikationsgeschwindigkeiten keinen Kontakt zum Zähler erhalten, deutet dies entweder auf eine Unterbrechung der M-Bus-Schleife oder auf einen fehlerhaften Anschluss des Zählers hin.
• Eine einfache Möglichkeit, die M-Bus-Schleife zu testen, besteht darin, die Spannung direkt an der Schleife zu messen. Die normale Spannung an einer M-Bus-Schleife liegt je nach Typ des M-Bus-Masters zwischen 22 und 42 V.
• Am M-Bus-Kabel ist kein Abschlusswiderstand erforderlich.

Einzel-/Mehrfachtelegramm

Messpunkte in einem M-Bus-Zähler befinden sich entweder in einem oder mehreren Telegrammen. Bei Zählern mit mehreren Telegrammen sind die Messpunkte des Zählers auf verschiedene Telegramme verteilt. Meistens befinden sich die gängigsten Messpunkte im ersten Telegramm. Bei Zählern mit einem Telegramm befinden sich alle Messpunkte in diesem einzigen Telegramm.

• Zähler mit einem Telegramm

Das Auslesen des Zählers erfolgt mit dem Befehl REQ_UD2. Es gibt nur ein Telegramm auszulesen.

• Zähler mit mehreren Telegrammen

Um einen Zähler mit mehreren Telegrammen auszulesen, muss der Telegrammzähler des Zählers zunächst zurückgesetzt werden. Dadurch antwortet der Zähler beim Auslesen mit seinem ersten Telegramm. Dies erfolgt meistens mit dem Befehl SND_NKE. Manchmal ist der Befehl APP_RESET mit einem Subcode erforderlich.

Das Auslesen des Zählers erfolgt anschließend mit dem Befehl REQ_UD2. Der Zähler antwortet dann 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 Messpunkte vorhanden sind. Dies erfolgt über ein Feld namens Manufactory Data Header (MDH). Für MDH gelten folgende Werte:

• MDH = 0x0F: Keine weiteren Messpunkte im nächsten Telegramm.
• MDH = 0x1F: Weitere Messpunkte im nächsten Telegramm.

Verwenden Sie die Vorlage „Browse“ im PiiGAB Explorer oder das DEBUG-Fenster im PiiGAB M-Bus Setup Wizard, um das MDH-Feld im Telegramm zu finden.

Ermitteln Sie, wie viele Telegramme vom Zähler gelesen werden müssen, um die gewünschten Messpunkte zu erhalten. Dadurch vermeiden Sie auch das Lesen nicht benötigter Telegramme. Senden Sie beim nächsten Auslesen den Befehl SND_NKE erneut, um den Vorgang von vorn zu beginnen.

Zeitverzögerung

Ein M-Bus-Telegramm ist maximal 261 Byte groß, was 261*11 Bit entspricht (einschließlich Start-, Paritäts- und Stoppbits), also etwa 2.800 Bit im Antworttelegramm. Hinzu kommen die Anfrage und die Wartezeit, bevor die Antwort übermittelt wird. Hat das Telegramm bei 300 Baud diese Größe, sollte die Zeitverzögerung mindestens 10 Sekunden betragen. Das normale Timeout bei 2.400 Baud beträgt 2-3 Sekunden. Ändert man die Baudrate beispielsweise von 2.400 auf 300 Baud, sind die Zeitverzögerungen wahrscheinlich zu knapp eingestellt.

M-Buslasten

Häufig entsteht Verwirrung, weil eine M-Buslast nicht dasselbe ist wie ein M-Buszähler. Eine M-Buslast ist gemäß dem M-Bus-Standard* auf 1,5 mA definiert. M-Bus-Master geben normalerweise an, wie viele M-Buslasten sie maximal unterstützen. Dies gibt indirekt an, wie viel Strom der M-Bus-Master auf der M-Bus-Schleife bereitstellen kann. Die meisten M-Buszähler verbrauchen normalerweise eine M-Buslast. Es gibt jedoch Ausnahmen, bei denen ein Zähler zwei oder mehr M-Buslasten beansprucht. Wird die Anzahl der M-Buslasten für einen M-Bus-Master überschritten, wird dies meistens am Master angezeigt. Bei den PiiGAB-Konvertern PiiGAB M-Bus 810 und PiiGAB M-Bus 900 wird dies durch ein langsames Blinken der Power-LED angezeigt.

*M-Bus-Norm (EN13757)

M-Bus-Verkabelung

Die M-Bus-Norm* schreibt ein zweiadriges Kabel mit den Abmessungen 2x2x0,8 und den Spezifikationen 73Ω/km und 120nF/km vor. Hier ist eine Liste der Kabeltypen und E-Nummern.

Name	J-H(ST)Hh	J-Y(ST)Y
Querschnitt	2x2x0,8	2x2x0,8
Widerstand	73,2Ω/km	73,2Ω/km
Kapazität	120nF/km	100nF/km
Beschreibung	Halogenfreies geschirmtes verdrilltes Adernpaar	Ungeschirmtes verdrilltes Adernpaar
E-Nummer	4836650	4956560

*M-Bus-Norm (EN13757)

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

M-Bus-Umsetzer / Gateway auswählen

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

• M-Bus-Lasten: Alle M-Bus-Umsetzer werden danach dimensioniert, wie viele M-Bus-Lasten auf der M-Bus-Leitung betrieben werden sollen, nicht danach, wie viele M-Buszähler an die Leitung angeschlossen sind. Eine M-Bus-Last = 1,5 mA und nicht ein M-Buszähler.
• Clients: Anzahl der Systeme, die die M-Buszähler auslesen sollen. Zum Beispiel: Citect, M-Bus OPC, SPS, SCADA oder HMI. Beim PiiGAB M-Bus 810 kann nur ein Client die M-Buszähler auslesen. Beim PiiGAB M-Bus 900 können bis zu vier Clients die M-Buszähler auslesen.
• Protokolle: Die Protokolle, mit denen die Clients mit dem Umsetzer kommunizieren. Sowohl Daten- als auch Übertragungsprotokolle. Beim PiiGAB M-Bus 810 muss der Client über UDP/IP, TCP/IP oder RS232 mit M-Bus kommunizieren. Der PiiGAB M-Bus 900 unterstützt M-Bus, Modbus und MBusASCII über UDP/IP, TCP/IP, RS232, RS485 oder als M-Bus-Slave. Zusätzlich sind die Zusatzprogramme QuickPost, Modbus2Mbus und Wireless M-Bus verfügbar.

Wir haben einige lesenswerte Websites zusammengestellt

Rund um M-Bus

M-Bus User GroupDLMS Flag Manufacturers IDBeuth Verlag GmbH

Verschiedene Tools

Fifo Serial AnalyzerDependency WalkerWindows SysinternalsNullmodem-Emulator (com0com)Lantronix Com Port RedirectorTactical COM Port RedirectorTeamViewerNSSMDataHub OPC Tunneller

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