Zkušenosti z praxe s použitím adaptéru M-Bus Westermo AD-01

Zkušenosti z praxe s použitím adaptéru M-Bus Westermo AD-01

Před časem bylo v časopisu AUTOMA (č. 12/2003) uveřejněno pojednání o adaptéru M-Bus AD-01. Sběrnice M-Bus se používá hlavně v systémech měřičů tepla a dalších energií. Adaptér AD-01 může sloužit jako převodník rozhraní RS-232 na M-Bus, jako opakovač M-Bus nebo jako tzv. zónový kontrolér, jak ukazuje obr. 1.

Během uplynulého roku firma FCC Průmyslové systémy na žádost výrobce, švédské firmy Westermo Teleindustri, zkoušela zmíněné adaptéry v praxi v reálných podmínkách sítí M-Bus (obr. 1). Při zkouškách spolupracovala se společností Pražská teplárenská, jejíž síť zahrnuje více než tisíc měřičů tepla různých výrobců. Některé poznatky z uvedených testů jsou velmi zajímavé. V předkládaném pojednání jsou tedy uveřejněny pro informaci případných dalších uživatelů sítí M-Bus.

Při použití komunikačních adaptérů v praxi v sítích M-Bus se vyskytly dva základní problémy, které mohou způsobit nefunkčnost komunikačního systému:

• První problém se týká různorodosti přístrojů, jež mohou být ke sběrnici připojeny. Někteří výrobci si nedělají velké starosti s dodržováním předepsaných parametrů protokolu. Závadou, která byla odhalena i několika dalšími distributory, bylo nesprávné časování protokolu. Přestože převodník M-Bus/RS-232 pracuje na fyzické vrstvě modelu ISO/OSI, musí zajistit kromě konverze signálových úrovní i převod z plně duplexní komunikace na RS-232 na poloduplexní komunikaci na M-Busu. Tento převod je podobně jako např. u převodníků RS-485/RS-232 řízen s využitím detekce toku dat. Aby bylo zajištěno bezproblémové přesměrování toku dat v převodníku, nařizuje standard M-Bus jednotkám typu slave (podřízené) ponechat mezi přijetím příkazu a odesláním odpovědi prodlevu v trvání nejméně 11 bitů. Bohužel se vyskytují výrobci (zkušenosti jsou hlavně s měřiči tepla), kteří toto pravidlo nedodržují. Převodník navržený tak, aby odpovídal normě, není schopen převést počátek zprávy. Zmíněný problém byl vyřešen úpravou vnitřního firmwaru AD-01. Ten je nyní schopen přenést odpověď jednotky slave, která přijde v době kratší, než odpovídá délce dvou bitů.

• Druhým problémem při testech AD-01 je rušení. Protože komunikace po sběrnici M-Bus většinou probíhá v malých komunikačních rychlostech (300 bit/s), jde o rušení signály o frekvenci elektrorozvodné sítě. Komunikační rozhraní měřidel bývá galvanicky odděleno od ostatních obvodů i od napájení, přesto se rušení o frekvenci 50 Hz může objevit. Je tomu tak např. při poškození měřidla, při zvýšených svodech na vedení způsobených zatékáním vody do svorkovnic, při poškození kabelu a podobných, relativně pravděpodobných událostech. Na obr. 2, převzatém z digitálního osciloskopu, jsou ukázány důsledky takové poruchy. Na zelené křivce, která představuje proud ve sběrnici amplitudově modulovaný při přenosu z modulu slave, je vidět, že amplituda rušivého signálu dosahuje 5 mA, přitom jmenovitá amplituda signálu požadovaná standardem M-Bus je 11 mA. Jestliže taková porucha vznikne a převodník není schopen rušivý signál zpracovat, jsou všechna měřidla v této části sítě nedostupná. Řešení uvedeného problému není jednoduché, protože potlačení periodického rušení nesmí snižovat odolnost k náhodným poruchám. Vývojovému oddělení společnosti Westermo se podařilo vyvinout vstupní obvody, které jsou schopny zpracovat signál i při úrovni periodického rušení 6 mA – což je více než 50 % užitečného signálu.

Po ročním testování je zřejmé, že adaptér AD-01 je spolehlivý prvek všestranně použitelný v komunikačních systémech M-Bus (obr. 3).

Zájemci o využití zde zmíněných zkušeností, popř. o vyzkoušení adaptéru AD-01 ve svých systémech sběru dat, se mohou obrátit na kteroukoliv kancelář firmy FCC Průmyslové systémy.

FCC Průmyslové systémy s. r. o.
info@fccps.cz
www.fccps.cz

400 11 Ústí nad Labem, SNP 8, tel.: 472 774 173, fax: 472 772 115
603 00 Brno, Vinařská 1a, tel.: 543 215 654, fax: 543 215 655
182 00 Praha 8, U Slovanky 3, tel.: 266 052 098, fax: 286 890 252