Industrieprotokoll

Modbus Cloud: Übertragen Sie Ihre SPS-Daten in die Cloud

Wie verbinden Sie Ihre Modbus-RTU- oder Modbus-TCP-Geräte mit der Cloud?

Kurz gesagt
Geräte anschließen Modbus Für die Anbindung an die Cloud ist ein Gateway (IoT-Gateway) erforderlich, das die Geräte über Modbus RTU (RS-485) oder Modbus TCP (Ethernet) abfragt, die Register in strukturierte Nachrichten (JSON/MQTT) umwandelt und diese über einen verschlüsselten 4G-Tunnel an eine Cloud-Plattform überträgt. Dies Modbus/MQTT-Brücke ist die Standardlösung für die Modernisierung von Industrieanlagen, ohne die vorhandenen Anlagen auszutauschen.

Warum Modbus nach wie vor das führende Protokoll ist​

Modbus wurde 1979 von Modicon (heute Schneider Electric) eingeführt und ist das weltweit am weitesten verbreitete Industrieprotokoll. Millionen von Geräten – SPSen, Frequenzumrichter, Zähler, Sensoren, Regler – kommunizieren über Modbus. Seine Einfachheit, Offenheit und Robustheit machen es seit 40 Jahren zu einem bewährten Standard.

Das Problem: Modbus wurde für serielle lokale Netzwerke (RS-485) oder industrielles Ethernet entwickelt, nicht für das Internet. Um diese Daten in der Cloud nutzen zu können (Überwachung, Warnmeldungen, Analysen), benötigt man eine Modbus/Cloud-Brücke.

Modbus-zu-Cloud-Architektur​

Vom Modbus-Sensor zum Dashboard
  1. Modbus-SensorRTURS-485
  2. Eziwan-GatewayModbus-Master
  3. 4G-KonnektivitätVerschlüsseltes VPN
  4. Cloud EziwanMQTT-Broker
  5. Dashboard & BenachrichtigungenEchtzeit
SicherVPN · verschlüsseltKonnektivität4G LTE · Dual SIMIndustrietauglichRobust · zuverlässigÜberwachungCloud · Echtzeit

Das Gateway fungiert als Modbus-Master: Es fragt jedes Gerät nach einem konfigurierbaren Zeitplan ab (jede Sekunde, jede Minute …), sammelt die Register und veröffentlicht sie über MQTT in der Cloud. Es verwaltet gleichzeitig RS-485-Geräte (Modbus RTU) und Ethernet-Geräte (Modbus TCP).

Modbus-Register erklärt​

RegistertypAdresseZugriffTypischer Inhalt
Spule (Coil)1–9999Lesen/SchreibenDigitaler Status (EIN/AUS): Pumpe, Ventil, Alarm
Digitaler Eingang10001–19999Nur LesenDigitaler Eingang: Schalter, Sensor
Eingangsregister30001–39999Nur LesenAnalogmesswert: Temperatur, Strom
Halte-Register40001–49999Lesen/SchreibenSollwert, Parameter, konfigurierbarer Wert

Das Gateway liest die Register nach Bedarf aus: beispielsweise die Messwerte jede Minute, die Alarmzustände alle 10 Sekunden. Der Wert wird in physikalische Einheiten umgerechnet (z. B. Register 1234 → 123,4 °C mit dem Faktor 0,1).

Anwendungsfälle: Modbus in die Cloud – nach Branchen​

Wasser und Abwasser Pumpstationen, Behälter, Kläranlagen: Ablesen von Durchflussmessern (4-Byte-Register im IEEE-754-Gleitkommaformat), Füllstände in Behältern (4–20 mA → Register), Pumpenzustände (Magnetspulen), Druck (Modbus-Messumformer). Alarm bei Druck außerhalb des zulässigen Bereichs oder bei Pumpenausfall.

Energie Netzanalysatoren (PM500, PM800 von Schneider, EM340 von Carlo Gavazzi): Spannung, Strom, Wirk-/Blindleistung, Energie (kWh), Leistungsfaktor. Export in ein Energie-Dashboard zur Verbrauchsüberwachung und zur Abrechnung zwischen den Gebäuden.

Verarbeitendes Gewerbe Frequenzumrichter von Schneider (ATV), Danfoss (VLT) und ABB: Motorfrequenz, Strom, Fehler. SPS: Produktionszähler, Zykluszeiten, Verfügbarkeitsrate (TRS/OEE). Datenübertragung an das ERP- oder MES-System.

Landwirtschaft / Smart Farming Bodensensoren (Feuchtigkeit, Temperatur, elektrische Leitfähigkeit), Wetterstationen, Bewässerungssteuerungen: Modbus-Abfrage alle 15 Minuten, Datenübertragung in die Cloud, automatische Warnmeldungen.

Modbus-Abfrage: Die optimale Frequenz konfigurieren​

Eine häufige Falle: Die Einstellung einer zu häufigen Abfrage an einem langsamen RS-485-Bus, was zu einer Blockierung der Geräte führen kann. Empfehlungen:

  • Kritische Zustandsvariablen (Alarme, Fehler): alle 5–10 s.
  • Prozessmesswerte (Temperatur, Druck, Durchfluss): alle 60 s.
  • Energiezähler (kWh, Zählerstand): alle 5–15 min.
  • Konfigurationsparameter: nur auf Anfrage.

Über das Eziwan-Gateway lassen sich Registergruppen mit unterschiedlichen Abfragefrequenzen konfigurieren.

Der Eziwan-Ansatz​

Das Eziwan Gateway verfügt über einen integrierten nativen Modbus-RTU-Client (RS-485-Anschluss für DIN-Schiene) und Modbus-TCP (Ethernet), einen lokalen MQTT-Broker für die Edge-Vorverarbeitung sowie einen VPN-Tunnel zur Eziwan Cloud für die Überwachung und Alarmierung.

Konfiguration in wenigen Minuten über die Cloud-Oberfläche: Wählen Sie die auszulesenden Register, die Abfragehäufigkeit und die Alarmschwellenwerte aus – ohne Eingriffe in das Programm der SPS.

Weitere Informationen: Modbus-RTU/TCP-Gateway, RS-485-Cloud-Gateway und industrielles OPC-UA-Cloud-Gateway.

Häufig gestellte Fragen

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