Anbindung von Komponenten über Modbus RTU (RS485)

Anbindung von Komponenten über Modbus RTU (RS485)

1. Zweck und Anwendungsbereich

Dieser Abschnitt beschreibt die Anbindung externer Komponenten, wie Ladepunkte oder Stromzähler, an Lobas über die serielle RS485‑Schnittstelle unter Verwendung des Modbus‑RTU‑Protokolls.
Die Modbus‑RTU‑Anbindung dient der zyklischen Übertragung von Mess‑, Status‑ und Steuerdaten zwischen Lobas und den angeschlossenen Komponenten und bildet die Grundlage für das dynamische Lastmanagement.

2. Grundsätzliche Systemarchitektur

Lobas arbeitet bei der Modbus‑RTU‑Kommunikation als Modbus‑Master.
Die anzubindenden Komponenten müssen als Modbus‑RTU‑Slaves betrieben werden.
Dabei gelten folgende Grundregeln:
  1. Pro RS485‑Bus ist genau ein Modbus‑Master zulässig (Lobas).
  2. Jede angeschlossene Komponente benötigt eine eindeutige Modbus‑Slave‑ID.
  3. Die Kommunikation erfolgt über einen linienförmigen RS485‑Bus.

3. Voraussetzungen

3.1 Kompatibilität der Komponente

Vor der Anbindung ist sicherzustellen, dass die anzuschließende Komponente:
  1. Modbus RTU über RS485 unterstützt,
  2. als Slave betrieben werden kann,
  3. und für die Verwendung mit Lobas freigegeben ist.
Komponenten, die Modbus ausschließlich als Master oder nur für interne Zähleranbindungen unterstützen, sind nicht geeignet.

3.2 Elektrische Voraussetzungen

  1. Verfügbarkeit einer RS485‑Schnittstelle an Lobas
  2. Ordnungsgemäße Spannungsversorgung aller beteiligten Geräte gemäß Herstellerangaben
  3. Gemeinsames Bezugspotenzial (GND), sofern vom jeweiligen Gerät vorgesehen

4. Anschluss der RS485‑Leitung (Modbus RTU)

4.1 Leitungsanforderungen

Für die RS485‑Verbindung ist eine geschirmte, verdrillte Zweidraht‑Busleitung mit einem Wellenwiderstand von 120 Ω zu verwenden.
Geeignete Leitungen sind z. B.:
  1. RS485‑ bzw. Feldbusleitungen mit 120 Ω Wellenwiderstand
Nicht geeignet sind:
  1. Ethernet‑ bzw. CAT‑Kabel (typischerweise 100 Ω Wellenwiderstand)

4.2 Verdrahtung

  1. Die RS485‑Leitungen (A/B bzw. D+/D‑) sind entsprechend der Klemmenbeschriftung an Lobas und an der jeweiligen Komponente anzuschließen.
  2. Die Verdrahtung muss linienförmig erfolgen.
  3. Stern‑ oder Ringtopologien sind unzulässig.
  4. Der Kabelschirm ist gemäß den geltenden EMV‑Vorgaben aufzulegen.

5. Terminierung des RS485‑Busses

Zur Sicherstellung einer stabilen Kommunikation ist der RS485‑Bus korrekt zu terminieren:
  1. Der Lobas CC100 ist bereits mit einem integrierten 120‑Ω‑Abschlusswiderstand versehen und stellt eines der beiden physikalischen Busenden dar.
  2. Der native Lobas verfügt ebenfalls über einen integrierten Abschlusswiderstand, der über einen Slider aktiviert bzw. deaktiviert werden kann.
  3. Das gegenüberliegende physikalische Ende des RS485‑Busses muss mit einem 120‑Ω‑Abschlusswiderstand terminiert werden.
  4. Auf der Lobas‑Seite darf kein zusätzlicher externer Abschlusswiderstand gesetzt werden.
  5. Eine Terminierung ist ausschließlich an den physikalischen Enden des Busses zulässig.
  6. Zwischenliegende Teilnehmer dürfen nicht terminiert werden.
  7. Pro RS485‑Bus dürfen maximal zwei Teilnehmer betrieben werden, sofern keine abweichende projektspezifische Freigabe vorliegt.

6. Parametrierung der Modbus‑Kommunikation

6.1 Modbus‑Adresse (Slave‑ID)

  1. Jeder angebundenen Komponente ist eine eindeutige Modbus‑Slave‑ID zuzuweisen.
  2. Die Einstellung erfolgt direkt an der jeweiligen Komponente (z. B. über DIP‑Schalter, Display oder Konfigurationssoftware).
  3. Doppelte Slave‑IDs innerhalb eines Busses sind unzulässig.

6.2 Kommunikationsparameter

Die Modbus‑Kommunikation erfolgt mit fest vorgegebenen Parametern, die von der anzubindenden Komponente zu unterstützen sind:
  1. Baudrate
  2. Parität
  3. Stoppbits
Abweichende Einstellungen sind nicht zulässig und führen zu Kommunikationsfehlern.

7. Inbetriebnahme und Prüfung

Nach Abschluss der Verdrahtung und Parametrierung sind folgende Prüfungen durchzuführen:
  1. Sichtprüfung der RS485‑Verdrahtung
  2. Kontrolle der Terminierung
  3. Überprüfung der eingestellten Slave‑ID
  4. Prüfung der Kommunikation über die Benutzeroberfläche von Lobas
Bei erfolgreicher Inbetriebnahme werden die Mess‑ und Statuswerte der Komponente im System angezeigt und für das Lastmanagement verwendet.

8. Hinweise

  1. Arbeiten an der Busverdrahtung dürfen nur im spannungsfreien Zustand erfolgen.
  2. Ausschließlich der Lobas darf Master bei dem RS485‑Bus sein.
  3. Bei Kommunikationsproblemen sind zuerst Verdrahtung, Terminierung und Adressierung zu prüfen.

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