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Protezione da
sovratensioni per M-Bus
La funzione di un M-bus (meter-bus, dall'inglese "meter", cioè
apparecchio di misura, contatore) è quello di trasmettere le letture dei contatori dei consumi energetici. I dati possono essere
letti da tutti i dispositivi collegati a un sistema M-bus, direttamente sul posto o tramite il trasferimento dei dati a una sala
di controllo esterna. Questo sistema può migliorare la qualità
di vita dei residenti e permette di controllare il consumo di
energia di un intero edificio in qualsiasi momento.
Il sistema M-Bus viene utilizzato per la contabilizzazione dei
costi di consumo e per il controllo a distanza di:
¨¨ sistemi di teleriscaldamento e impianti di riscaldamento
condominiali, nonché
¨¨ edifici condominiali.
La lettura dei contatori dell'energia elettrica può avvenire attraverso sistemi centralizzati o decentrati.
Se i contatori si trovano nelle immediate vicinanze del quadro
generale dell'impianto, è preferibile un sistema centralizzato,
semplice ed economico. In questo caso viene effettuato un collegamento a stella tra ciascun contatore e il quadro centrale. In
caso di sistema decentrato, i dati dei contatori installati in loco
vengono prima raccolti in sottostazioni e poi inviati attraverso
la linea bus al quadro centrale.
Come mostrato nella Figura 9.12.1, un'unità centrale (master), che nel caso più semplice è un PC con un convertitore di
livello a valle, comunica con i dispositivi bus tramite una linea
bus. L'installazione può essere suddivisa in segmenti M-bus
tramite ripetitori M-bus. Possono essere collegati fino a 250
dispositivi slave per segmento, come contatori del consumo
di calore, dell'acqua, dell'energia elettrica, del gas, nonché
sensori e attuatori di qualsiasi tipo. Sempre più costruttori
implementano l'interfaccia M-Bus e il relativo protocollo nei
contatori di consumo.
Il sistema M-Bus è un sistema bus a due fili alimentato dal
bus-master. Tutti gli altri dispositivi del sistema M-bus non
collegamento diretto
collegamento telefonico
RS 232
RS 232
pannello M-bus
modem
RS 485
convertitore di livello
RS 485 M-bus
modem
modem
rete telefonica
RS 232
RS 232
pannello M-bus
convertitore
di livello
segmento bus
RS 485
Centrale M-Bus
Controllo a distanza di
un impianto M-Bus con
5 contatori
ripetitore
M-bus
M-bus
M-bus
Figura 9.12.1 Esempio di un sistema M-bus
332 GUIDA ALLA PROTEZIONE CONTRO I FULMINI
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Linea J-Y (ST) Y. ..x 0,8
Numero di dispositivi del
bus
Corrente per ogni
dispositivo bus
Massima caduta di
tensione
0,8 km
60
p.es. 1,5 mA
5,4 V
Tabella 9.12.1 Massima caduta di tensione sulla linea bus
Velocità di
trasmissione
(baud)
Max. capacità di bus a 9600 baud
9600
Capacità totale dei dispositivi del bus +
linea
60 metri + 0,8 km J-Y (ST) Y ... · 0,8
60 · 1 nF + 0,8 km · 50 nF/km
100 nF
Tabella 9.12.2 Velocità massima di trasmissione a seconda dei dispositivi del bus (in questo caso contatori) e la capacità della linea
Limitatore di sovratensione
Art.
Capacità tra i conduttori
Impedenza in serie per
conduttore
BLITZDUCTOR XT
BXT ML2 BD S 48
920 245
0,7 nF
1,0 Ω
BLITZDUCTOR XT
BXT ML2 BE S 24
920 224
0,5 nF
1,8 Ω
BLITZDUCTOR XT
BXT ML2 BE S 5
920 220
2,7 nF
1,0 Ω
DEHNconnect
DCO SD2 MD 48
917 942
0,6 nF
1,8 Ω
DEHNconnect
DCO SD2 ME 24
917 921
0,5 nF
1,8 Ω
DEHNconnect
DCO SD2 E 12
917 987
1,2 nF
–
Tabella 9.12.3 Valori relativi a capacità e impedenza in serie dei dispositivi di protezione da sovratensioni
vanno collegati a terra durante il funzionamento. La tensione
massima del bus è 42 V.
Le linee, i dispositivi M-bus e i circuiti di protezione, costituiscono un carico per il segmento M-bus, a causa delle loro resistenze e capacità, e ciò influenza la lunghezza e la velocità di
trasmissione (baud rate) della linea M-bus.
Una centralina M-bus ha una corrente di riposo di circa 375
mA (con 250 carichi standard da 1,5 mA ciascuno) che alimenta diversi dispositivi M-bus con diversi carichi standard (ad
esempio, tre carichi standard sono pari a 4,5 mA). La sezione
delle linee in rame e la somma delle cadute di tensione nelle
sezioni parziali fino al relativo dispositivo bus definiscono la
lunghezza massima della linea M-bus (Tabella 9.12.1).
Un altro aspetto è la dipendenza della velocità di trasmissione massima dalla capacità totale del segmento di bus. Questo
aspetto viene illustrato sulla base di un M-bus con una capacità di 100 nF alla velocità di trasmissione di 9600 baud.
¨¨ Tipo di linea J-Y (ST) Y… x 0,8
¨¨ Circa 75 Ω/km, circa 50 nF/km per l'M-bus, prendendo ad esempio dei contatori, circa 1 nF, circa 1,5 mA
(Tabella 9.12.2).
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Se si utilizzano dei dispositivi di protezione, bisogna osservare
la loro resistenza in serie e la capacità tra i loro conduttori per
rispettare la velocità di trasmissione (Tabella 9.12.3).
Edificio dotato di protezione contro i fulmini
esterna
Se un edificio è dotato di protezione contro i fulmini esterna, si
richiede l'equipotenzialità antifulmine.
Tutti i cavi degli impianti di alimentazione e informatici che
entrano o escono dall'edificio sono collegati al sistema equipotenziale antifulmine attraverso gli scaricatori della corrente
di fulmine. La Figura 9.12.2 mostra un esempio di protezione
contro le correnti di fulmine e le sovratensioni per un sistema
M-bus interconnesso.
Edificio privo di protezione contro i fulmini esterna
Se non è installata una protezione contro i fulmini esterna, sono
i dispositivi di protezione contro le sovratensioni a proteggere
gli impianti elettrici. La Figura 9.12.3 mostra un esempio di
come proteggere un sistema M-bus dalle sovratensioni.
GUIDA ALLA PROTEZIONE CONTRO I FULMINI 333
UPS
sonda temperatura
Pt 100
modem
0 – 20 mA
230/400 V
PC server
COM 2
PC
COM 1
PC
centrale
M-Bus
edificio 1
centrale
M-Bus
ripetitore
230 V
edificio 2
Pos.
Protezione per...
Limitatore di sovratensione
Art.
Selezione di scaricatori combinati secondo la configurazione del sistema (nel quadro di distribuzione principale
accanto al punto di entrata nell'edificio)
Impianto trifase TN-C
Impianto trifase TN-S
Impianto trifase TT
DEHNventil DV M TNC 255
DEHNventil DV M TNS 255
DEHNventil DV M TT 255
951 300
951 400
951 310
Dispositivi di protezione contro le sovratensioni per la tensione di rete
Impianto trifase TN-S
Impianto trifase TT
Impianto C.A. TN
Impianto C.A. TT
DEHNguard DG M TNS 275
DEHNguard DG M TT 275
DEHNguard DG M TN 275
DEHNguard DG M TT 2P 275
952 400
952 310
952 200
952 110
Dispositivi di protezione contro le sovratensioni per le interfacce di segnale
M-bus
BLITZDUCTOR XT BXT ML2 BD S 48+ basetta BXT BAS
920 245+ 920 300
0 – 20 mA
BLITZDUCTOR XT BXT ML2 BE S 24+ basetta BXT BAS
920 224+ 920 300
Sonda temperatura PT 100
BLITZDUCTOR XT BXT ML2 BE S 5+ basetta BXT BAS
920 220+ 920 300
Figura 9.12.2 Concetto di protezione per sistema M-Bus per edifici dotati di protezione contro i fulmini esterna
334 GUIDA ALLA PROTEZIONE CONTRO I FULMINI
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UPS
sonda temperatura
Pt 100
modem
0 – 20 mA
230/400 V
PC server
COM 2
PC
COM 1
PC
centrale
M-Bus
edificio 1
centrale
M-Bus
ripetitore
M-bus
230 V
edificio 2
Pos.
Protezione per...
Limitatore di sovratensione
Art.
Dispositivi di protezione contro le sovratensioni per la tensione di rete
Impianto trifase TN-S
Impianto trifase TT
Impianto C.A. TN
Impianto C.A. TT
DEHNguard DG M TNS 275
DEHNguard DG M TT 275
DEHNguard DG M TN 275
DEHNguard DG M TT 2P 275
952 400
952 310
952 200
952 110
Dispositivi di protezione contro le sovratensioni per le interfacce di segnale
M-bus
DEHNconnect DCO SD2 MD 48
917 942
0 – 20 mA
DEHNconnect DCO SD2 ME 24
917 921
Sonda temperatura PT 100
DEHNconnect DCO SD2 E 12
917 987
Figura 9.12.3 Concetto di protezione per sistema M-Bus per edifici privi di protezione contro i fulmini esterna
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336 GUIDA ALLA PROTEZIONE CONTRO I FULMINI
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