Im Gewerbe ist KNX selten allein. Die Lüftungsanlage spricht Modbus, die Gebäudeleittechnik erwartet BACnet, der Energiezähler liefert Register über Modbus TCP. Technisch ist die Kopplung gelöst, Gateways dafür gibt es von mehreren Herstellern. Was in der Praxis Zeit kostet, ist etwas anderes: die Abstimmung, welche Daten in welchem Format fließen, und wer am Ende dafür geradesteht.
Dieser Beitrag ist aus Sicht des KNX-Integrators geschrieben, der an einer solchen Schnittstelle sitzt.
Modbus und BACnet in zwei Absätzen
Modbus ist ein einfaches Abfrageprotokoll. Ein Client fragt Register eines Servers ab, über RS485 (Modbus RTU) oder über Ethernet (Modbus TCP). Es gibt keine Selbstbeschreibung: Welche Information in Register 40012 steht, weiß nur, wer die Registerliste des Herstellers hat. Werte werden in der Regel zyklisch abgefragt, nicht ereignisgesteuert gesendet.
BACnet ist ein objektorientiertes Protokoll aus der Gebäudeautomation, im Gewerbe meist als BACnet/IP. Datenpunkte sind Objekte mit Typ und Eigenschaften, etwa Analog Value, Binary Value oder Multi-state Value. Ein Gerät hat eine Device Instance, die im Netz eindeutig sein muss. Änderungen können per Change of Value gemeldet werden, wenn der Abonnent das unterstützt.
Für KNX bedeutet das: Ein Gateway übersetzt zwischen Gruppenadressen und Registern oder Objekten. Jede Zeile dieser Übersetzung ist ein Datenpunkt, der abgestimmt sein muss.
Die Datenpunktliste ist das eigentliche Produkt
Das Gateway zu parametrieren ist eine Frage von Stunden. Die Datenpunktliste zu klären dauert oft länger, und sie ist der Teil, der über Erfolg oder Ärger entscheidet. Eine brauchbare Liste enthält je Datenpunkt mindestens:
| Spalte | Modbus | BACnet |
|---|---|---|
| Bezeichnung | Klartext, gleich wie im KNX-Projekt | Klartext, gleich wie im KNX-Projekt |
| Adresse | Registeradresse, Funktionscode | Objekttyp und Instanz |
| Datentyp | 16 oder 32 Bit, mit oder ohne Vorzeichen, Gleitkomma | Analog, Binär, Multi-state |
| Skalierung | Faktor, Einheit | Einheit |
| Richtung | Lesen, Schreiben oder beides | Lesen, Schreiben, Priorität |
| Aktualisierung | Abfrageintervall | COV oder Abfrage |
| KNX-Seite | Gruppenadresse, DPT | Gruppenadresse, DPT |
Die Spalten, an denen es am häufigsten hakt, sind Datentyp und Skalierung. Ein Temperaturwert, der als Ganzzahl mit Faktor 10 kommt, steht ohne Umrechnung als 215 statt 21,5 auf dem Bus. Bei 32-Bit-Werten über Modbus kommt die Reihenfolge der beiden Register dazu. Ist sie vertauscht, sehen Sie plausible, aber völlig falsche Zählerstände. Das fällt manchmal erst bei der Abrechnung auf.
Wer liefert was?
Bei einer Kopplung gibt es mindestens drei Beteiligte: den KNX-Integrator, den Lieferanten des Fremdgewerks (Lüftung, Kälte, Heizung) und oft einen GLT-Integrator. Ohne klare Abgrenzung schiebt im Fehlerfall jeder den Ball weiter. Bewährt hat sich folgende Aufteilung, die vor Auftragsvergabe schriftlich stehen sollte:
- Fremdgewerk: liefert Registerliste oder BACnet-Objektliste seines Geräts, aktuell und zur verbauten Firmware passend, und stellt die Kommunikationsschnittstelle seines Geräts bereit (Adresse, Baudrate, Parität, IP-Einstellungen).
- KNX-Integrator: liefert Gateway, Parametrierung, Gruppenadressen und DPT, und testet die KNX-Seite.
- GLT-Integrator: legt fest, welche Datenpunkte er braucht, in welcher Form und mit welcher Aktualisierung, und testet die GLT-Seite.
- Planer oder Bauherr: gibt die Datenpunktliste frei und entscheidet bei Konflikten.
Wer das Gateway liefert, ist eine Vertragsfrage. Wichtig ist nur, dass es jemand eindeutig tut. Fehlt die Zuordnung, steht das Gerät am Ende in keinem Angebot.
Typische Fehler auf der KNX-Seite
Zu kurze Abfrageintervalle. Wer hundert Modbus-Register im Sekundentakt abfragt und jede Änderung auf den Bus schickt, erzeugt Buslast ohne Nutzen. Messwerte wie Temperaturen oder Volumenströme sollten nur bei relevanter Änderung oder in vernünftigen Abständen gesendet werden. Die meisten Gateways bieten dafür eine Hysterese oder ein Mindestintervall.
Schreibbefehle ohne Rückmeldung. Ein Sollwert, der von KNX in die Lüftung geschrieben wird, sollte als Istwert zurückgelesen werden. Sonst zeigt die Visualisierung, was gewünscht war, nicht was die Anlage tatsächlich fährt.
BACnet-Prioritäten ignoriert. Schreibbare BACnet-Objekte haben eine Prioritätsliste. Wenn KNX auf einer anderen Priorität schreibt als die GLT, gewinnt die höhere, und das scheinbar ignorierte Telegramm ist in Wahrheit nur überstimmt. Die Priorität gehört in die Datenpunktliste.
Doppelte Device Instance oder IP-Konflikt. Das Gateway wird mit Werkseinstellung ins Netz gehängt und kollidiert mit einem anderen Gerät. Netzwerkdaten gehören vor der Inbetriebnahme in eine Adressliste, die der Netzwerkverantwortliche führt.
Fehlendes Verhalten bei Kommunikationsausfall. Was passiert, wenn die Modbus-Verbindung abbricht? Hält das Gateway den letzten Wert, sendet es einen Ersatzwert, oder meldet es eine Störung auf eine eigene Gruppenadresse? Eine Störmeldung je Verbindung ist billig und erspart lange Suche.
Testen an der Schnittstelle
Ein Test an der Schnittstelle ist nur aussagekräftig, wenn beide Seiten gleichzeitig hinsehen. Sinnvoll ist ein gemeinsamer Termin, vor Ort oder per Fernzugriff, bei dem die Datenpunktliste Zeile für Zeile abgearbeitet wird:
- Wert auf der Quellseite ändern.
- Wert auf der Zielseite ablesen, mit Einheit und Skalierung.
- Bei schreibbaren Punkten: Befehl senden, Reaktion des Geräts prüfen, Rückmeldung prüfen.
- Ergebnis in der Liste abhaken, mit Datum und Namen beider Seiten.
Auf der KNX-Seite hilft dabei der Gruppenmonitor der ETS. Wie Sie dort gezielt filtern, steht in Fehlersuche mit dem Busmonitor. Auf der Modbus-Seite ist ein einfaches Abfragewerkzeug auf dem Laptop nützlich, um Register unabhängig vom Gateway zu lesen. So lässt sich sauber trennen, ob ein Fehler im Fremdgerät oder in der Übersetzung liegt.
Die abgehakte Liste ist gleichzeitig das Protokoll. Sie gehört in die Übergabedokumentation und ist bei späteren Diskussionen über Zuständigkeiten das wichtigste Dokument.
Was ins Angebot gehört
Kopplungen werden gern als Pauschale mit einem Satz angeboten. Besser sind klare Annahmen:
- Anzahl der Datenpunkte, für die das Angebot gilt, mit Preis je weiterem Punkt.
- Registerliste oder Objektliste wird vom Fremdgewerk beigestellt.
- Ein gemeinsamer Testtermin ist enthalten, weitere nach Aufwand.
- Firmwareänderungen am Fremdgerät, die die Registerliste ändern, sind ein Nachtrag.
Hilfreich ist außerdem, die Version der Registerliste im Angebot zu nennen, auf die Sie sich beziehen. Hersteller ändern Registerbelegungen zwischen Firmwareständen gelegentlich, und dann ist im Streitfall klar, auf welcher Grundlage kalkuliert wurde. Ebenso gehört hinein, wer das Gateway liefert und wo es montiert wird, denn ein Gateway ohne Platz im Verteiler und ohne Netzwerkanschluss ist eine weitere offene Frage.
Damit wird die Schnittstelle kalkulierbar. Wie Sie solche Aufwände aus der Funktionsliste ableiten, beschreibt KNX-Angebot kalkulieren: Aufwand je Funktion statt Pauschale.
Fazit
Die Kopplung von KNX mit Modbus oder BACnet ist kein technisches Abenteuer mehr. Aufwendig wird sie durch unklare Datenpunkte und unklare Zuständigkeiten. Eine vollständige Datenpunktliste, eine schriftliche Abgrenzung der Gewerke und ein gemeinsamer Test machen aus der Schnittstelle einen planbaren Arbeitsschritt. Wenn Sie in einem Gewerbeprojekt an einer solchen Schnittstelle sitzen, übernehmen wir die Parametrierung und Abstimmung im Rahmen unserer KNX-Systemintegration.
