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EMS und EMS+ Telegramme

Hier sind meine Erkenntnisse aus dem EMS-Bus unserer Buderus-Heizung:

Eckdaten der Heizung:

  • Typ GB125 mit 30kW Öl-Brenner
  • Regelgerät MC110
  • Bedieneinheit RC310 an der Heizung
  • Mischermodul MM50 für zweiten Heizkreis (Fußbodenheizung)
  • Warmwasserspeicher mit Ladepumpe, am Kessel angeschlossen
  • Baujahr 2018

Ausrüstung zum Telegramm-Mitschnitt:

  • Hardware:
    • Pegelwandlung per Level-shifter-Platine
    • NanoPi Neo (Level-shifter am UART-Eingang)
  • Software:
    • Diverse Progrämmchen in Python 2.7
    • serielle Kommunikation mit EMS-Level-shifter (bisher nur lesend):
      • 9600 Baud, 8 Datenbits, 1 Stopbit, ohne Parität

EMS-Bus, Teilnehmer, Telegramme:

  • Hardware:

    • Anschluss an der Heizung erfolgt am Regelgerät (MC110), an der Anschlussklemme für den Raumregler. Die Klemme ist orange und trägt die Bezeichnung 'BUS'. Die Polarität muss nicht beachtet werden.
      Bei einem Test an der links daneben sitzenden, weißen Klemme (ebenfalls mit 'BUS' bezeichnet, an der der Mischer angeschlossen ist), hat ergeben dass dort ebenfalls die gleichen Telegramme kommen.
      Somit gibt es einen gemeinsamen Bus für alle Teilnehmer.

    • Die Spannung auf dem Bus beträgt je nach Signalzustand ca. 10 oder 15V.
      Kleine Verbraucher können direkt aus dem Bus gespeist werden.

  • Teilnehmer auf dem Bus:

    Adresse Bezeichnung
    0x08 MC110 Regelgerät
    0x10 RC310 Bedieneinheit
    0x21 MM50 Mischer für Heizkreis 2

  • Die übermittelten Daten werden nach dem Empfang als Hexadezimalzahlen dekodiert. Hexzahlen werden üblicherweise mit vorangestelltem 0x gekennzeichnet. Zur einfacheren Lesbarkeit wird hier diese Kennzeichnung meist weggelassen.

  • Auf dem Bus werden EMS und EMSplus-Telegramme übertragen.

  • Ein Telegramm besteht aus Header, Nutzdaten, CRC-Prüfcode und Break.
    Der Header beinhaltet Senderadresse, Zieladresse, Telegrammtyp und einen Datenoffset.
    Im Vergleich zu einem EMS-Telegramm kennzeichnet ein ff in Byte 3 ein EMSplus-Telegramm. Nach dem Datenoffset in Byte 4 folgt dann der EMSplus-Telegrammtyp in Bytes 5 & 6.
    Bei EMSplus sind variable Telegrammlängen möglich und auch schon beobachtet worden.

    Aufbau EMS-Telegramm:

    Byte 1 Byte 2 Byte 3 Byte 4 Byte 5 ... Byte n-2 Byte n-1 Byte n
    Sender Ziel Typ Offset Nutzdaten CRC BREAK

    Aufbau EMSplus-Telegramm:

    Byte 1 Byte 2 Byte 3 Byte 4 Byte 5 & Byte 6 Byte 7... Byte n-2 Byte n-1 Byte n
    Sender Ziel ff Offset EMSplus-Typ Nutzdaten CRC BREAK

    Mit der Zieladresse kann ein Teilnehmer direkt angesprochen werden. Oft senden die Teilnehmer an Ziel 00, was als Broadcast an alle Teilnehmer zu verstehen ist.
    Setzt der Absender zusätzlich in der Zieladresse das höchste Bit, dann ist dies eine Abfrage nach einen Wert/Wertebereich aus einem Datenblock.

    Der Offset referenziert die Nutzdaten im gesamten Datensatz. Ein Offset von 0 gibt z.B. an, dass der erste Wert der Nutzdaten an Offset 0 im gesamten Dateblock steht.
    Bei Lesebefehlen ist der Offset hilfreich, um nur einen Teil eines Datensatzes abzugragen.
    Bei Schreibbefehlen wird über den Offset festgelegt, an welche Stelle der oder die neuen Wert(e) geschrieben werden sollen.

    CRC ist ein über Bytes 1 bis n-2 errechnetes Polynom zur Redundanzprüfung beim Empfänger.

    Break ist eigentlich kein gesendetes Zeichen. Bei einem Break hält der Teilnehmer die Leitung länger als eine Frame-Zeit auf logisch 0 und signalisiert damit das Ende der Übertragung.
    Auf Grund der fehlenden korrekten Break-Erkennung wird dies jedoch über die serielle Schnittstelle als 00 eingelesen.

    Obwohl viele EMS-Telegramme im EMS wiki dekodiert wurden, tauchen hier weitestgehend neue, nicht dokumentierte Telegramme auf.

Ablauf:

  • Das Regelgerät MC110 ist Bus-Master und fordert zyklisch nacheinander alle möglichen Teilnehmer auf zum Senden auf.
    Dabei sendet der Master die Adresse des abzugragenden Teilnehmers inkl. gesetztem höchsten Bit und nachfolgendem Break (Polling), z.B. 90 00.
    Ist der Teilnehmer am Bus, so darf er jetzt senden. Hat er aktuell keine Sendedaten, dann beantwortet das Polling nur mit seiner eigenen Adresse und Break, im Beispiel mit 10 00.
    Hat der Teilnehmer jedoch Daten zu senden, dann werden diese gesendet und erst dann sendet der Teilnehmer abschließend seine eigene Adresse und Break und gibt damit den Bus wieder frei fürs Polling des nächsten Teilnehmers.

Telegramme:

Meine Erkenntnisse aus den Telegrammen habe ich nach Absender und Typ, bzw. nach Funktion gegliedert.

Weiterführende Links und Quellen: