Was ist Modbus? Funktionsweise, Vorteile und Anwendung in der Gebäudeautomation

Einführung in Modbus – Das Industriestandard-Protokoll

Modbus ist ein Kommunikationsprotokoll, mit dem Daten zwischen einem Master und mehreren Slaves ausgetauscht werden können. Das Protokoll wurde 1979 von Gould-Modicon entwickelt, um speicherprogrammierbare Steuerungen in die Lage zu versetzen, miteinander zu kommunizieren. Statt aufwändiger, sternförmiger Verdrahtung, ermöglichen das Modbus-Protokoll eine einfachere und ressourcenschonendere Installation.

Wie funktioniert Modbus?

Modbus ermöglicht es, dass ein zentraler Client, wie etwa eine Gebäudeleittechnik (GLT), und mehrere Server, zum Beispiel Mess- und Regelsysteme (Sensoren), miteinander kommunizieren. Diese Verbindung kann sowohl über Ethernet als auch über serielle Schnittstellen wie RS232 oder RS485 erfolgen.

Eine drahtlose Übertragung ist ebenfalls möglich über Wireless Modbus/ W-Modbus. Mit diesem Programm ist S+S Regeltechnik der erste Hersteller in der Gebäudeautomations- bzw. Sensorik-Branche, der dieses Programm anbietet. In der Kommunikation über Modbus müssen alle Teilnehmer eine eindeutige Adresse haben. Kommunikation wird normalerweise vom Client / Gbeäudeleittechnik initiiert, und der adressierte Server / Sensor antwortet darauf.
Modbus unterstützt verschiedene Betriebsarten, darunter Modbus RTU, Modbus ASCII und Modbus TCP.

Zu unseren Modbus-Sensoren
Zurück zum Blog

Vorteile von Modbus – Darum ist das Protokoll so beliebt

  • Sehr gute Skalierbarkeit

  • Kostensenkung über einfache Installation

  • Keine Lizenzkosten

  • Modbus ermöglicht es, Geräte verschiedenster Hersteller zu verknüpfen

  • Flexibler Austausch oder Erweiterung

  • Einfache Einbindung in bereits vorhandenes Netzwerk

  • Schnelle und einfache Fehlersuche

  • Individuelle Einstellungen für jedes Gerät möglich

Modbus in der Gebäudeautomation

Modbus wird in der Gebäudeautomation vorwiegend für die Vernetzung von Feldgeräten und Sensoren mit der Automatisierung des Gebäudes verwendet. Eine schnelle und simple Vernetzung einer großen Anzahl von Geräten ist möglich. Modbus-fähige Geräte sind im Vergleich zu Analogen Geräten sehr preiswert und bieten damit einen großen Vorteil. Diese preislichen Vorteile kommen besonders zum Tragen, wenn eine große Anzahl an Geräten miteinander vernetzt wird.
Das einbinden in der Steuer- und Regelungstechnik sowie der Integration von Heizungs-, Lüftungs- oder Kältesystemen ist essenziel für die Gebäudeautomation. Mit der Modbus Technologie ist dies Herstellerübergreifend möglich ohne weitere Schnittstellen zwischen diesen zu benötigen.
Die Vernetzung unserer Modbus-fähigen Messumformer für Temperatur, Feuchte, Druck sowie VOC, CO2, Feinstaub und Luftstrom/ Strömung führt zu umfassender Energieeffizienz und spart somit bares Geld.

Modbus Protokolle und Standards

Es gibt zwei Haupttypen von Modbus-Protokollen: Modbus TCP/IP, das für Netzwerke verwendet wird, die über das TCP/IP-Protokoll laufen, und Modbus RTU, das für die serielle Kommunikation verwendet wird. Beide dienen der gleichen Funktion, sind aber für ihr jeweiliges Kommunikationsmedium optimiert.

Modbus TCP/IP vs Modbus RTU

  • Modbus RTU

    Modbus RTU (Remote Terminal Unit) ist eine der gebräuchlichsten Implementierungen des Modbus-Protokolls, das für die serielle Kommunikation konzipiert ist und in industriellen Umgebungen für den Anschluss elektronischer Geräte weit verbreitet ist. Im Gegensatz zu Modbus TCP/IP, das für die Kompatibilität mit Ethernet- und TCP/IP-Netzwerken ausgelegt ist, ist Modbus RTU speziell auf serielle Geräte und Verbindungen wie RS-485 und RS-232 zugeschnitten.

    Modbus RTU ist ein binäres Protokoll, das einen einfachen und effizienten Weg für Geräte, oft Slaves genannt, zur Kommunikation mit einem Steuergerät, dem Master, bietet. Es handelt sich um ein synchrones Protokoll, da jedes 8-Bit-Byte in einer Nachricht nacheinander gesendet und von einem Start- und Stoppbit eingerahmt wird. Diese einfache Struktur erhöht vor allem die Geschwindigkeit der Datenübertragung, was es für Echtzeitanwendungen sehr effektiv macht.

  • Modbus TCP/IP

    Modbus TCP/IP ist eine Erweiterung des traditionellen Modbus-Protokolls, die es ermöglicht, die Modbus-Kommunikation über ein TCP/IP-Netzwerk abzuwickeln. Diese Anpassung bewahrt nicht nur die Einfachheit und Zuverlässigkeit des ursprünglichen (seriellen) Modbus-RTU-Protokolls, sondern ermöglicht auch die Integration in moderne Netzwerkarchitekturen, wodurch es sich besser für groß angelegte und internetbasierte Anwendungen eignet.

    Grundsätzlich verwendet Modbus TCP/IP das gleiche Modell wie der klassische Modbus, nämlich ein Client-Server- (oder Master-Slave-) Modell. Im Gegensatz zu Modbus RTU, das Daten über serielle Verbindungen überträgt, geschieht dies bei Modbus TCP/IP jedoch über TCP/IP-Netzwerke. Das bedeutet, dass es Ethernet-Verbindungen nutzen und über das Internet weitergeleitet werden kann.

  • Modbus ASC II

    Modbus ASCII (American Standard Code for Information Interchange) ist eine weitere Variante des Modbus-Protokolls für die serielle Kommunikation, die Daten als ASCII-Zeichen kodiert, im Gegensatz zu Modbus RTU, das Daten binär kodiert. Modbus ASCII ist besonders nützlich in Umgebungen, in denen Datentransparenz und Lesbarkeit Vorrang vor der Geschwindigkeit der Datenübertragung haben.

    Modbus ASCII stellt jedes Datenbyte als zwei ASCII-Zeichen dar, was die Größe des Nachrichtenpakets erhöht, aber die Überwachung und Fehlersuche erleichtert, da der Inhalt des Pakets gelesen werden kann, ohne dass eine spezielle Software zur Dekodierung erforderlich ist. Dies kann insbesondere bei der Fehlersuche und in Schulungsumgebungen von Vorteil sein, wo das Verständnis des Datenflusses zu einer schnelleren Diagnose von Problemen beitragen kann.

Störungen im Modbus Netzwerk beseitigen – geht das?

Eine eventuelle Fehlersuche ist bei Modbus Systemen extrem einfach. Über die integrierte Fehlerdiagnosefunktion kann über die Busabfrage der Fehlerstatus abgerufen werden und genau der Fehlerpunkt im System bestimmt werden. Abgesehen davon, sollten zunächst immer die Buskabel auf Fehler oder loose Verbindungen geprüft werden. Besonders nutzerfreundlich sind hierbei Gerätevarianten mit Display: im Störungsfall (z. B. Kommunikation unterbrochen) zeigt das Display eine Klartext-Diagnosenachricht. So kann der aktuelle Status des Gerätes unmittelbar in Erfahrung gebracht werden. Das spart enorm viel Zeit und Geld.

Warum sollte ich die Modbus-Sensoren von S+S Regeltechnik kaufen?

Die S+S Regeltechnik GmbH hat die Vorteile von Modbus für die Gebäudeautomation frühzeitig erkannt und bietet alle Sensoren und Feldgeräte als Modbus-Versionen an.
Unsere Messgeräte liefern zuverlässige und genaue Messdaten, die eine präzise Steuerung und Optimierung ermöglichen. Verschaffen Sie sich jetzt einen Überblick über unser Modbus-Produktangebot. Ob Sie Messumformer für die Gebäudeautomation, HLK oder Prozesstechnik benötigen, wir haben das richtige Produkt für Sie.
Profitieren Sie von unseren kostengünstigen Lösungen ohne Kompromisse bei der Qualität. Wir bieten Ihnen alle Artikel rund um Sensoren und Feldgeräte aus einer Hand, denn wir wissen, wie wichtig wettbewerbsfähige Preise sind. Unser Angebot geht über das Standardportfolio hinaus und ist daher die perfekte Wahl.

Übrigens: Modbus-Produkte von S+S sind auch mit Produkten anderer Hersteller kompatibel. Bestehende Netzwerke können daher problemlos mit unseren Geräten erweitert oder ersetzt werden.

Jetzt Modbus Messumformer kaufen