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TCP/IP am EMU Professional II: Modbus TCP und MQTT

Kein Feldbus, kein Pegelwandler – die TCP/IP-Ausführung hängt am Ethernet. Darüber laufen zwei grundverschiedene Ansätze: Modbus TCP holt Werte ab, MQTT stellt sie zu. Die Wahl entscheidet mehr über Ihre Architektur als über die Hardware.

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M-BusZählerfernauslesung über zwei Adern RS-485 / Modbus RTUFeldbus für Leittechnik TCP/IPModbus TCP und MQTT im Netzwerk LoRaFunk ohne eigene Verkabelung KNXAb Q1 2027

Zwei Wege aus derselben Buchse

Was ist der Unterschied zwischen Modbus TCP und MQTT?

Für den Zugriff auf die Messwerte gibt es zwei Wege, die sich grundsätzlich unterscheiden. Welcher passt, hängt von Ihrer Architektur ab – nicht vom Zähler.

Modbus TCP ist ein Frage-Antwort-Verfahren: Ein Client öffnet eine Verbindung und holt Register ab, wann immer er will. MQTT dreht das um: Der Zähler meldet seine Werte von sich aus an einen Broker, und wer sie braucht, abonniert sie. Das eine ist Abholen, das andere ist Zustellen.

Modbus TCP

Dasselbe Registermodell wie Modbus RTU, nur über Ethernet statt über RS-485. Die CRC-Prüfsumme entfällt, weil TCP das schon erledigt; stattdessen trägt jedes Telegramm einen MBAP-Kopf mit Transaktionsnummer und Unit Identifier. Standardport ist 502.

Gelesen wird mit denselben Funktionscodes wie bei RTU, üblicherweise 3 und 4 für Holding- und Input-Register. 32-Bit-Werte liegen über zwei Register verteilt; die Registeradressen und die Byte-Reihenfolge stehen im Handbuch.

Der praktische Vorteil gegenüber RTU: mehrere Clients gleichzeitig, kein Mastermonopol, kein Silent Interval, keine Topologiefragen. Der Nachteil: Jeder Zähler braucht eine IP-Adresse und einen Platz in Ihrem Netzplan.

Port

502

Betriebsart

Client fragt, Zähler antwortet

Datenmodell

16-Bit-Register, Funktionscodes 3 und 4

Typisch für

Leittechnik, SCADA, Automatisierung

MQTT

MQTT arbeitet mit einem Broker in der Mitte. Der Zähler veröffentlicht seine Werte unter einem Topic – einem hierarchischen Pfad wie gebaeude/ug/zaehler-03/energie – und jeder Interessent abonniert dieses Topic. Sender und Empfänger kennen einander nicht; sie kennen nur den Broker.

Das löst zwei Probleme auf einmal. Erstens muss niemand pollen: Werte kommen, wenn es welche gibt. Zweitens ist die Verbindung ausgehend – der Zähler verbindet sich zum Broker, nicht umgekehrt. Dadurch braucht die Firewall keine eingehende Freigabe, was Cloud-Anbindungen überhaupt erst praktikabel macht.

QoS legt die Zustellgarantie fest: 0 verschickt und vergisst, 1 garantiert mindestens eine Zustellung, 2 genau eine. Für Zählerwerte ist QoS 1 der übliche Kompromiss. TLS verschlüsselt die Verbindung.

Betriebsart

Zähler veröffentlicht, Interessenten abonnieren

Topic

hierarchischer Pfad, frei wählbar

QoS

0, 1 oder 2 – Zustellgarantie

Typisch für

Dashboards, Cloud-Lösungen, IoT-Plattformen

Die MQTT-Anbindung an Dashboards und Cloud-Lösungen ist der TCP/IP-Version vorbehalten.

Netzwerk

Was braucht die IT für Energiezähler im Netzwerk?

Feste Adressen

Zähler, die über Modbus TCP abgefragt werden, brauchen eine stabile Adresse – entweder statisch vergeben oder per DHCP-Reservierung an die MAC-Adresse gebunden. Eine wechselnde IP bedeutet, dass die Leittechnik das Gerät verliert.

Eigenes Segment

Messtechnik gehört üblicherweise in ein eigenes VLAN, getrennt vom Büronetz. Das erleichtert Firewall-Regeln und verhindert, dass ein Netzwerkproblem im Bürobereich die Abrechnungsdaten mitnimmt.

Firewall-Richtung

Für Modbus TCP muss der Client den Zähler erreichen – eine eingehende Verbindung ins Messnetz. Für MQTT genügt eine ausgehende Verbindung zum Broker. Wenn Daten das Haus verlassen sollen, ist MQTT deshalb der deutlich einfachere Weg durch die Firewall.

Firmware

Für die TCP/IP-Version stellen wir ein eigenes Update-Werkzeug bereit; der Download steht weiter unten.

Checkliste vor der Übergabe an die IT

  • Anzahl Geräte und benötigte IP-Adressen
  • Statisch oder DHCP-Reservierung
  • VLAN und Routing zum Leitsystem
  • Bei MQTT: Broker-Adresse, Port, TLS, Zugangsdaten
  • Topic-Schema, das auch in fünf Jahren noch lesbar ist

Topic-Schema

Hierarchie nach Ort und Funktion statt nach Gerätenummer. liegenschaft/gebaeude/etage/messpunkt/groesse übersteht einen Gerätetausch; zaehler/0815 nicht.

Anwendungsfall

Energiezähler direkt ans Netzwerk oder über das M-Center?

Beides geht, und die Antwort hängt weniger am Zähler als an der Anlage drumherum.

Direkt ans Netzwerk

Sinnvoll bei wenigen Messpunkten, dort wo ohnehin Ethernet liegt, und wenn das Zielsystem Modbus TCP oder MQTT selbst spricht. Jeder Zähler ist dann ein eigener Netzwerkteilnehmer mit eigener Adresse und eigener Pflege.

Die Rechnung kippt mit der Stückzahl: Zwanzig Zähler sind zwanzig IP-Adressen, zwanzig Firmwarestände und zwanzig Stellen, an denen eine Auslesung stillschweigend ausfallen kann.

Über das EMU M-Center

Das M-Center liest bis zu 60 Geräte über Modbus TCP aus und bündelt sie zu einem einzigen Punkt im Netz. Statt zwanzig Geräten pflegt die IT eines. Und weil dasselbe Gerät gleichzeitig M-Bus und Modbus RTU bedient, landen Zähler aller drei Welten in derselben Datenbasis.

Dazu kommt, was ein einzelner Zähler nicht leisten kann: 16 GB Speicher für Historie, Überwachung von Fehlerflags und Ausreissern, und die gleichzeitige Weitergabe an BACnet IP, OPC UA, MQTT, (s)FTP und E-Mail – Leittechnik, Cloud und Abrechnung aus einer Quelle, ohne dass sich drei Systeme um denselben Zähler streiten.

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Faustregel

Bis etwa fünf Messpunkte und ein Zielsystem: direkt. Darüber, oder sobald ein zweites Zielsystem dazukommt, lohnt sich das M-Center fast immer – nicht wegen der Technik, sondern wegen der Betriebsführung.

Einordnung

Modbus TCP oder MQTT – was passt wofür?

Leittechnik soll Momentanwerte abfragenModbus TCP
Daten sollen in eine Cloud oder ein DashboardMQTT
Firewall erlaubt keine eingehenden VerbindungenMQTT, weil ausgehend
Mehrere Empfänger für dieselben WerteMQTT, über Abonnements
Bestehendes SCADA spricht nur ModbusModbus TCP
Viele Zähler, mehrere ZielsystemeBeides, gebündelt über das EMU M-Center

Dokumente

Handbücher und Datenblätter zum Download

Diese Seite erklärt das Prinzip. Registerlisten, Telegrammaufbau, Klemmenbelegung und die genauen Parameter der jeweiligen Ausführung stehen im Schnittstellen-Handbuch.

PDFHandbuch TCP/IP-Schnittstelle1475 · Professional II · Deutsch PDFHandbuch Modbus-Register1485 · Registertabelle · Deutsch ZIPTCP/IP Update ToolFirmware-Update der TCP/IP-Version PDFHandbuch M-Center2151 · Bündelung und Weitergabe

Datenfluss

Wie kommen die Messwerte per MQTT in Joulio-Web?

Der Zähler wartet nicht darauf, abgefragt zu werden – er veröffentlicht seine Werte selbst. Das verändert, wie die Firewall konfiguriert wird, und erlaubt mehreren Systemen gleichzeitig denselben Wert zu lesen.

  1. Der Zähler baut die Verbindung selbst auf – nach aussen, nicht nach innen. In der Firewall braucht es deshalb keine eingehende Freigabe.
  2. Jeder Messwert geht als Nachricht an ein Topic. Die Topic-Struktur legt fest, wie die Werte später zugeordnet werden.
  3. Der Broker verteilt die Nachricht an alle, die dieses Topic abonniert haben. Joulio-Web ist einer dieser Abonnenten, ein Dashboard kann ein weiterer sein.
  4. Die Verbindungen sind mit TLS verschlüsselt. Ohne gültige Zugangsdaten nimmt der Broker keine Nachrichten an.

Der Weg der Messwerte vom EMU Professional II TCP/IP über einen MQTT-Broker bis in Joulio-Web. Weil der Zähler die Verbindung aufbaut, bleibt die Richtung der Firewall-Freigabe nach aussen gerichtet.

Häufige Fragen

Häufige Fragen zur Schnittstelle

Was ist der Unterschied zwischen Modbus TCP und MQTT?

Modbus TCP ist Abholen: Ein Client öffnet eine Verbindung zum Zähler und liest Register, wann er will. MQTT ist Zustellen: Der Zähler veröffentlicht seine Werte an einen Broker, und Interessenten abonnieren sie. Modbus TCP passt zu Leittechnik und SCADA, MQTT zu Dashboards und Cloud.

Welchen Port nutzt Modbus TCP?

Standardmässig Port 502. Die CRC-Prüfsumme von Modbus RTU entfällt, weil TCP die Übertragung bereits absichert; stattdessen trägt jedes Telegramm einen MBAP-Kopf mit Transaktionsnummer und Unit Identifier.

Warum kommt MQTT leichter durch die Firewall?

Weil die Verbindung ausgehend ist: Der Zähler verbindet sich zum Broker, nicht umgekehrt. Modbus TCP braucht dagegen eine eingehende Verbindung ins Messnetz. Sobald Daten das Haus verlassen sollen, ist MQTT deshalb der deutlich einfachere Weg.

Braucht jeder Zähler eine feste IP-Adresse?

Für Modbus TCP ja – entweder statisch vergeben oder per DHCP-Reservierung an die MAC-Adresse gebunden. Eine wechselnde Adresse bedeutet, dass die Leittechnik das Gerät verliert.

Ab wann lohnt sich das M-Center statt direkter Netzwerkanbindung?

Als Faustregel ab etwa fünf Messpunkten oder sobald ein zweites Zielsystem dazukommt. Das M-Center liest bis zu 60 Geräte über Modbus TCP aus, bündelt sie zu einem Netzwerkteilnehmer, speichert Historie in 16 GB und bedient Leittechnik, Cloud und Abrechnung gleichzeitig.

Wie sollte ich die MQTT-Topics benennen?

Hierarchisch nach Ort und Funktion statt nach Gerätenummer. Ein Schema wie liegenschaft/gebaeude/etage/messpunkt/groesse übersteht einen Gerätetausch, eine Benennung nach Seriennummer nicht.

Unsicher, ob TCP/IP passt?

Schicken Sie uns Anzahl Messpunkte, Entfernungen und das Zielsystem. Wir sagen Ihnen, welche Ausführung Sinn ergibt – und wann eine andere Schnittstelle die bessere Wahl wäre.

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