Modbus-BACnet-Gateways: Modbus-Geräte an eine BACnet-GLT anbinden

Die meisten neuen Gebäudeleitsysteme (GLT) arbeiten mit BACnet/IP, während viele Geräte in Technikzentralen noch Modbus sprechen: Energiezähler, Fan-Coil-Regler, Lichtsteuermodule, Wärmepumpen und Remote-I/O. Ein Modbus-BACnet-Gateway schließt diese Lücke, ohne dass die GLT einen eigenen Treiber braucht. Dieser Beitrag erklärt die Funktionsweise des Gateways, das Register-Mapping, BACnet/IP im Vergleich zu MS/TP und welche ICP DAS Gateways und BACnet/IP-I/O-Module zu welcher Datenflussrichtung passen.

So arbeitet ein Modbus-BACnet-Gateway

Das Gateway hat zwei Rollen. Zur GLT hin ist es ein BACnet-Server: ein BACnet-Gerät mit einer Objektliste, die die GLT erkennt und ausliest. Zur Feldebene hin ist es ein Modbus-Master (RTU) bzw. -Client (TCP), der die konfigurierten Register jedes Geräts zyklisch abfragt und die jeweils aktuellen Werte in den zugehörigen Objekten ablegt. Schreibt die GLT auf ein Ausgangs- oder Sollwertobjekt, gibt das Gateway den Wert als Modbus-Schreibbefehl weiter.

Jeder Datenpunkt muss im Gateway konfiguriert werden, und die Werte sind nur so aktuell wie der Abfragezyklus. Beschränken Sie die Datenpunktliste auf einem langsamen Segment mit RS-485 daher auf das, was tatsächlich genutzt wird. Manche Projekte erfordern die umgekehrte Richtung, bei der ein reines Modbus-SCADA-System BACnet-Controller ausliest. ICP DAS bietet Gateways für beide Fälle.

Modbus-Register auf BACnet-Objekte abbilden

Eine einheitliche Zuordnung hält die Darstellung in der GLT übersichtlich:

Prüfen Sie für jedes Register:

• Adressierung: Handbücher mischen 1-basierte Notation (40001) und 0-basierte Offsets. Ein Versatz um eins liefert plausible, aber falsche Werte.
• Datentyp: 16 Bit mit oder ohne Vorzeichen oder 32-Bit-Werte über zwei Register mit der richtigen Wortreihenfolge.
• Skalierung und Einheiten: Viele Geräte senden 215 für 21,5 °C. Legen Sie fest, wo skaliert wird, und tragen Sie die physikalische Einheit am Objekt ein.
• Namen und Instanzen: Verwenden Sie Objektnamen, die der Bediener versteht, und pro Gateway eine eindeutige BACnet-Geräteinstanz.

GW-2492M und GW-2493M bieten eine einfache Datenumsetzung zwischen den Protokollen. Prüfen Sie, ob sie die Umrechnungen abdeckt, die Ihre Register benötigen.

BACnet/IP und BACnet MS/TP

BACnet/IP läuft über Ethernet und UDP, standardmäßig auf Port 47808. Die Geräteerkennung nutzt Broadcasts, die innerhalb eines IP-Subnetzes bleiben. Über Subnetzgrenzen hinweg leitet ein BACnet Broadcast Management Device (BBMD) sie weiter, und Geräte in anderen Netzen können sich dort als Foreign Device registrieren.

BACnet MS/TP läuft auf einer verdrillten Zweidrahtleitung nach RS-485 mit Token-Passing zwischen den Mastern. Auf Feldebene ist es für Raum- und VAV-Regler verbreitet: günstiger zu verkabeln als Ethernet, aber deutlich langsamer. Alle Geräte eines Segments nutzen dieselbe Baudrate, und beide Enden müssen terminiert sein.

Muss ein Modbus-TCP-System MS/TP-Geräte erreichen, arbeitet der GW-2139M auf der einen Seite als MS/TP-Master und auf der anderen als Modbus-TCP-Server. Er unterstützt 9600, 19200, 38400 und 76800 Baud und hat einen integrierten 120-Ω-Abschlusswiderstand, der per Jumper aktiviert wird.

Praxisbeispiel: ein Segment mit RS-485 in einer Technikzentrale

In einer Technikzentrale hängen sechs Fan-Coil-Regler SC-6104-W5, vier Lichtsteuermodule LC-101H, zwei Energiezähler PM-3133 (Modbus-RTU-Version) und zwei RTD-Eingangsmodule M-7015P-G an einem gemeinsamen Segment mit RS-485. Die GLT arbeitet mit BACnet/IP, daher kommt ein GW-2492M in den Schaltschrank der Technikzentrale.

Der GW-2492M fragt bis zu 32 Modbus-RTU-Stationen ab und überträgt jeweils bis zu 180 DI-, DO-, AI- und AO-Datenpunkte – genug Reserve für Erweiterungen. Stellen Sie an allen 14 Geräten dieselbe Baudrate und dasselbe Datenformat ein, vergeben Sie jedem eine eindeutige Modbus-Adresse und prüfen Sie jedes Objekt mit einem BACnet-Browser.

Die für den GW-2492M angegebenen BIBBs umfassen ReadProperty(Multiple) und WriteProperty(Multiple), aber kein Change of Value (DS-COV-B). Planen Sie daher ein, dass die GLT pollt, vorzugsweise mit ReadPropertyMultiple.

BACnet-Gateways und BACnet/IP-I/O von ICP DAS

Alle vier Gateways unterstützen die Objekttypen AI, AO, AV, BI, BO, BV, MSI, MSO und MSV, werden auf Hutschiene montiert, nehmen 5 W bei 24 VDC auf und arbeiten von -25 bis +75 °C. GW-2492M und GW-2493M werden im Webbrowser konfiguriert, der GW-2139M mit einem ICP DAS Utility.

Mit dem GW-2439M kann ein Modbus-Master Objektwerte in BACnet/IP-Controllern lesen und schreiben. Er empfängt von einem BBMD weitergeleitete Telegramme, und sein Utility sucht nach BACnet-Servern und erzeugt die Modbus-Mapping-Tabelle.

Für neue fest verdrahtete Signale wird der BNET-2310M direkt an die GLT angebunden: Analogeingänge von ±1 V bis ±10 V mit 16 Bit, Analogausgänge bis 0–10 V oder ±10 V, Eingänge für potenzialfreie Kontakte und Open-Collector-Ausgänge. Er kann sich bei einem BBMD als Foreign Device registrieren, und seine BIBB-Liste enthält DS-COV-B.

Checkliste vor der Bestellung

• Richtung: GLT liest Modbus-Geräte (GW-2492M, GW-2493M) oder ein Modbus-Master liest BACnet-Geräte (GW-2139M, GW-2439M)
• Registerliste pro Gerät mit Datentyp, Skalierung und Zugriffsart
• Stationen pro Gateway und Datenpunkte pro Typ
• IP-Subnetze und BBMD-Einsatz

Senden Sie Ihre Geräteliste und die Anforderungen der GLT an unseren technischen Vertrieb, um einen Gateway-Vorschlag zu erhalten.