Calculadora de segmentos M-Bus cableados

Compruebe la capacidad del maestro en unidades de carga, la tensión disponible en el contador más alejado y la capacitancia del cable permitida a la velocidad seleccionada.

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Valores de ejemplo
Contadores

Según la ficha técnica del contador; normalmente 1

UL
Maestro

Capacidades del maestro

UL

Nivel de reposo (mark)

V
Cable
Velocidad en baudios

Todas las derivaciones juntas

km

Ambos conductores, ida y vuelta

Ω
nF/km
Otros parámetros
UL
nF

30 contadores en un segmento

Dentro de los límites

Corriente del bus con la reserva
60 mA
Número máximo de contadores que admite este maestro
50
  • Correcto: Capacidad del maestro40 cargas unitarias con la reserva, de 6020 UL disponibles
  • Correcto: Tensión en el contador más alejado31,56 V, por encima del objetivo de 24 VMargen de 7,56 V
  • Correcto: Capacitancia del bus a 2400 baudios115 nF de 400 nFMargen de 285 nF

Estimación de planificación basada en las instrucciones de instalación OMS. Durante la puesta en marcha, mida la tensión del bus en el contador más alejado.

Cómo se calcula
  1. Carga = dispositivos × UL + reserva=30 × 1 + 10=40 UL
  2. I = carga × 1,5 mA=40 × 1,5=60 mA
  3. Vfar = Vmaster − I × R=36 − 0,06 × 74=31,56 V
  4. C = longitud × Ccable + dispositivos × Cdispositivo=100 + 15=115 nF

Choose the devices that read these meters.

Configurar un sistema

30 contadores con 40 cargas unitarias en total, incluida la reserva, consumen 60 mA y dejan aproximadamente 31,56 V en el contador más alejado. La capacitancia del bus es de 115 nF frente a los 400 nF permitidos a 2400 baudios.

Consejo: En un segmento M-Bus largo, la capacitancia del cable suele limitar la longitud antes que la corriente. Bajar de 9.600 a 2.400 baudios permite más cable en el mismo segmento.

Cómo dimensionar un segmento M-Bus cableado

Un maestro M-Bus cableado alimenta todos los contadores de su segmento. Por eso hay que comprobar tres límites: su capacidad en unidades de carga, una tensión mínima de 24 V en el contador más alejado tras la caída en el cable y la capacitancia total del cable y los contadores a la velocidad elegida. Treinta contadores de 1 UL en un maestro de 60 UL, con 1 km de cable J-Y(St)Y 2×2×0,8 mm a 2.400 baudios, cumplen los tres límites.

Unidades de carga

ULdesign = N × ULdevice + ULreserve ≤ ULmaster

Una unidad de carga (UL) equivale a una corriente de reposo máxima de 1,5 mA. La sección 5.1.5 de OMS TR02 clasifica cada contador entre 1 y 4 UL: ninguno debe superar 6 mA, y su clase debe constar en la ficha técnica y en el dispositivo. La capacidad de los maestros se expresa en UL; 20, 60 y 250 UL son valores habituales. Reserve capacidad para futuros contadores. La calculadora incluye esa reserva en la corriente y la caída de tensión, pero no en la capacitancia.

Tensión en el contador más alejado

Ufar = Umark − Iidle × Rsegment

La sección 5.1.1.4 de OMS TR02 exige al menos 24 V CC en nivel mark en los bornes de cada contador. La calculadora hace pasar toda la corriente de reposo por la resistencia del trayecto hasta el contador más alejado, como si todos los contadores estuvieran en ese extremo: es una estimación conservadora. Introduzca la resistencia del bucle completo, de ambos conductores de ida y vuelta. El cable de referencia OMS tiene unos 37 Ω por conductor y kilómetro, unos 74 Ω para el bucle de 1 km. La tensión mark de una ficha técnica suele medirse sin carga: añada la resistencia interna del maestro a la del cable o introduzca su tensión de salida bajo carga.

Capacitancia

Ctotal = Ltotal × Ccable + N × Cdevice

Sume todas las longitudes de cable del segmento, incluidas las derivaciones, no solo el trayecto al contador más alejado. La sección 5.1.1.4 de OMS TR02 limita la capacitancia total a 1.000 nF a 300 baudios, 400 nF a 2.400 baudios y 100 nF a 9.600 baudios. Con un cable de 100 nF/km, esto corresponde respectivamente a 10 km, 4 km y 1 km. EN 13757-2 limita la capacitancia de entrada de cada contador a 0,5 nF; treinta contadores añaden 15 nF.

En segmentos largos, la capacitancia suele alcanzar su límite antes. Treinta contadores y 1 km del cable de referencia OMS suman 115 nF frente a los 400 nF permitidos a 2.400 baudios. La caída de tensión, en cambio, es solo de 4,44 V de los 12 V disponibles entre un maestro de 36 V y el mínimo de 24 V. Ambos límites usan longitudes distintas: la resistencia depende del trayecto al contador más alejado, mientras que la capacitancia depende de todo el cable instalado. Una topología en estrella acorta el primer trayecto, pero añade cable y agota antes el presupuesto de capacitancia que una línea.

Reduzca la velocidad antes de dividir un segmento. A 2.400 baudios se permite cuatro veces más capacitancia que a 9.600 baudios. OMS TR09 indica unos 2 s de lectura por contador a 2.400 baudios, frente a 1 s a 9.600: treinta contadores requieren aproximadamente 60 s en lugar de 30 s, bastante menos que un intervalo de lectura de 15 minutos.

El cálculo solo comprueba el estado de reposo. Cuando un contador responde, añade de 11 a 20 mA; a través de 74 Ω esto puede causar hasta 1,48 V de caída adicional durante la transmisión. El maestro interpreta una subida de corriente superior a 50 mA como una colisión, por ejemplo cuando responden varios contadores a la vez. Una causa son las direcciones primarias duplicadas, que detecta el planificador de direcciones M-Bus. Un contador defectuoso que consume corriente constantemente reduce la tensión para todos los contadores del segmento.

Ejemplos: dimensionamiento de un segmento M-Bus

Treinta contadores de calor en un maestro de 60 UL

Treinta contadores de 1 UL y una reserva de 10 UL suman 40 UL. Consumen 60 mA y dejan 20 UL disponibles en el maestro. Los 74 Ω representan la resistencia del bucle de 1 km de cable J-Y(St)Y 2×2×0,8 mm. Con 60 mA, la caída es de 4,44 V: el contador más alejado recibe 31,56 V, es decir, 7,56 V por encima del mínimo de 24 V. El cable añade 100 nF y los contadores 15 nF: 115 nF frente a los 400 nF permitidos a 2.400 baudios. El segmento cumple los límites.

30 contadores en un segmento Dentro de los límites Abrir en la calculadora

El doble de contadores en el mismo maestro

Sesenta contadores y la reserva de 10 UL requieren 70 UL, diez más que la capacidad del maestro. Las otras dos comprobaciones pasan: 105 mA en 74 Ω dejan 28,23 V en el extremo, y 130 nF siguen por debajo de 400 nF. Solo se supera uno de los tres límites, el del maestro. Use un maestro de 250 UL o reparta los contadores entre dos segmentos de 60 UL.

60 contadores en un segmento Se superan 1 de 3 límites Abrir en la calculadora

El mismo segmento a 9.600 baudios

A 9.600 baudios el límite baja a 100 nF y los 115 nF del segmento lo superan en 15 nF. Solo se supera uno de los tres límites. Con treinta contadores y este cable, a 9.600 baudios la longitud total máxima es de 0,85 km. Mantenga 2.400 baudios: quedan 285 nF de margen y los treinta contadores aún pueden leerse en alrededor de un minuto.

30 contadores en un segmento Se superan 1 de 3 límites Abrir en la calculadora

Longitud de cable M-Bus y velocidad

Capacitancia total de treinta contadores de 0,5 nF cada uno conectados mediante cable de 100 nF/km, comparada con el límite de OMS TR02 para cada velocidad.

Cable total (km)Capacitancia (nF)A 300 baudiosA 2.400 baudiosA 9.600 baudios
0,2540Dentro del límiteDentro del límiteDentro del límite
0,565Dentro del límiteDentro del límiteDentro del límite
1115Dentro del límiteDentro del límitePor encima del límite
1,5165Dentro del límiteDentro del límitePor encima del límite
2215Dentro del límiteDentro del límitePor encima del límite
3315Dentro del límiteDentro del límitePor encima del límite
4415Dentro del límitePor encima del límitePor encima del límite
5515Dentro del límitePor encima del límitePor encima del límite
8815Dentro del límitePor encima del límitePor encima del límite

Descargar esta tabla (CSV)

Preguntas sobre dimensionamiento de un segmento M-Bus

¿Cuántos contadores puede alimentar un maestro M-Bus?

Reste la reserva de la capacidad del maestro en UL y divida el resultado por las UL de cada contador. Un maestro de 60 UL con 10 UL de reserva puede alimentar 50 contadores de 1 UL o 25 de 2 UL. El direccionamiento primario se limita a 250 contadores por segmento. En un cable largo, los límites de tensión o capacitancia pueden alcanzarse antes que el de UL.

¿Qué longitud de cable M-Bus se admite?

Se aplican dos límites. La capacitancia comprende todo el cable instalado: con treinta contadores y cable de 100 nF/km permite 9,85 km a 300 baudios, 3,85 km a 2.400 y 0,85 km a 9.600. El límite de resistencia corresponde al trayecto hasta el contador más alejado y depende de la tensión del maestro y la corriente del bus. La tabla 2 de OMS TR09 indica 2.000 m para 50 contadores a 2.400 baudios en cable de 0,8 mm, todos al final de la línea.

¿Qué tensión debe recibir un contador M-Bus?

Al menos 24 V CC en sus bornes en reposo, según OMS TR02 y la tabla de puesta en marcha de OMS TR09. Mida la tensión en el contador más alejado sin comunicación en el bus y con un multímetro ajustado a un rango de al menos 50 V CC. El maestro debe suministrar entre 30 y 42 V CC; consulte su ficha técnica para conocer el valor exacto.

¿Qué cable conviene usar para M-Bus?

El cable de referencia OMS es J-Y(St)Y 2×2×0,8 mm: pares trenzados apantallados, conductores de 0,5 mm², resistencia máxima de 75 Ω/km para el bucle y capacitancia de 100 nF/km. Use un par. Conectar el segundo en paralelo reduce a la mitad la resistencia del bucle, pero añade capacitancia: hágalo solo si falla la comprobación de tensión y queda margen de capacitancia. Conecte la pantalla a tierra solo junto al maestro. Cablee en estrella, línea o árbol, nunca en anillo cerrado, y no añada resistencias de terminación. La polaridad del bus es indiferente.

Límites de este resultado

  • Introduzca la capacidad del maestro y las cargas unitarias de los dispositivos según los datos actuales de sus fabricantes; el número de contadores por sí solo no determina el presupuesto de carga.
  • La tensión en el extremo es una estimación prudente que concentra toda la corriente en la resistencia efectiva introducida. No es una simulación de una red distribuida.
  • El presupuesto de capacitancia suma la del cable y la de los dispositivos conectados. Las cargas unitarias de reserva no incluyen el cable ni la capacitancia de dispositivos futuros.
  • La estimación no verifica la forma de onda, los tiempos de subida y bajada, la topología, la compatibilidad electromagnética, el aislamiento, la corriente de arranque, la gestión de colisiones ni la fiabilidad de la consulta.
  • No use el resultado como aprobación de la instalación. Confirme el modelo exacto del maestro, cada contador o acoplador, el cable, la topología y los valores medidos durante la puesta en marcha.

Measure it continuously

Si un contador está alejado de los demás, un ZHM puede leer localmente ese único contador M-Bus cableado y transmitir sus datos al Gateway por la red en malla sin prolongar el segmento.

Guías relacionadas

Fuentes

  1. Technical Report 02: Wired M-Bus (se abre en una nueva pestaña) (PDF) Open Metering System Group, Version 2.0.3 · 2023-03-29
  2. Technical Report 09: Guide for Wired M-Bus Installations (se abre en una nueva pestaña) (PDF) Open Metering System Group, Version 1.0.3 · 2022-05-27