Modbus / KNX Gegenüberstellung

Modbus und KNX haben grundverschiedene Wurzeln. Über die Zeit haben sich ihre Einsatzmöglichkeiten angeglichen. Sie sind dann effizient, wenn sie ihrer Bestimmung entsprechend eingesetzt werden.

 


Modbus

Modbus ist ein Master-Slave Protokoll. Kein Slave kommuniziert direkt mit anderen Slaves. Die Steuerung liest die Eingangsmodule, macht Verknüpfungen und schreibt anschliessend die Ausgangsmodule. 

Das Prozessabbild in der Steuerung ist prinzipbedingt identisch mit den Zuständen in der Feldebene.

 

Flexible Steuerungssystem auf Basis SPS/PLC erlauben jede denkbare Verknüpfung und Logik.

 

 

 

 

 

 

Über Modbus kontrolliert die Steuerung direkt die Ausgänge.

 

KNX

KNX-Aktoren reagieren selbständig auf Signale der Sensoren. Jeder Aktor wechselt seinen Zustand seiner Programmierung folgend. Ein übergeordnetes Steuerungssysteme, welches den Zustand der Feldebene abbilden will, muss dieses durch Statusabfragen laufend aktualisieren und erzeugt zusätzliche Kommunikationslast.

 

Die mögliche Funktionalität ist bestimmt durch Eigenschaften der Sensoren und Aktoren. Ein übergeordnetes System ist Teilnehmer im Netz, jedoch nicht Master. Es kann Kommandos abschicken und Zustände abfragen, aber keine neue Verknüpfungen erzeugen oder unterdrücken. 

 

Über KNX sendet die Steuerung Telegramme, welche einen Ausgang dazu veranlassen können, seinen Zustand zu verändern.

 



Der grundlegende RS485 Standard spezifiziert 32 Teilnehmer. Moderne Transceiver haben kleinere Buslasten.

Kopplernetz Module verwenden Transceiver mit 1/8 Last. Anstelle eines Standard-Moduls können 8 Module betrieben werden. Werden ausschliesslich diese eingesetzt, sind es im Maximum 256.

 

ModbusIP/RTU Gateways erlauben dem übergeordneten Steuerungsystem nahezu beliebig viele Busse zu bedienen

 

 

KNX erlaubt bis zu 64 Teilnehmer pro Linie. 

Jede Linie verfügt über ein spezielles KNX Netzteil.  

 

 

 

 

KNX IP Gateways erlauben übergeordneten Steuerungen den Zugang zu den einzelnen Teilnehmern und erlauben Kommunikation der Teilnehmer eines Segments mit denen eines anderen Segments.

 


Der grundlegende Standard für Modbus/RTU (RS485) fordert eine Linienstruktur mit Leitungsabschlüssen an beiden Enden.

 

Kopplernetz erlaubt darüberhinaus Stern und Baum-Struktur in Segmenten mit bis zu 400m Ausdehnung. 

Um einen 100ms Aktualisierungszyklus für Schaltausgänge zu garantieren, ist die Teilnehmerzahl auf 160 zu begrenzen.

 

 

Eine KNX Linie erlaubt bis zu 64 Teilnehmer. Die Linienführung ist weitgehend frei. Erlaubt sind Stern- oder Baumstruktur.

Linienkoppler erlauben mehre Linien in einem Bereich bis zu 255 Teilnehmer in einem Bereich zusammenzufassen.

Bereichskoppler erlauben Bereiche zusammenzufassen. 

 

 



Modbus arbeite mit verschieden Baudraten. Standard ist 19200 Baud.

Bedingt durch den Telegramm-Overhead ist die Effizienz besser bei grösseren Telegrammen. 

 

Kopplernetz erlaubt die digitalen Ausgänge aller Teilnehmer in einem einzelnen grossen Telegramm zu bedienen.

 

Anstelle einzelner Abfragen an alle Taster und PIR kann Kopplernetz mit einer Sammelabfrage an alle KN Teilnehmer den aktuell betätigten Taster oder PIR auslesen.

 

KNX arbeitet mit 9600 Baud. Das Protokoll ist auf schnelle Ereignisübermittlung ausgerichtet, aber wenig effizient für grössere Datenblöcke.

Im bestimmungsgemässen Betrieb reicht ein einzelnes Telegramm von einem Taster aus um an vielen Aktoren reaktionschnell eine Aktivität auszulösen. 

 

Wird KNX als IO-Bus 'misbraucht' indem ein Steuerungssystem Sensorsignale interpretiert und die beteiligten Aktoren direkt anspricht, dann vervielfacht sich der Kommunkationsumfang und die geringe Bandbreite macht sich als Reaktionsvezögerung bemerkbar.