Datenabfrage via Modbus - Welche Register gibt es am Wechselrichter? Teil 1

Für alle Einsteiger, die beim letzten Artikel noch nicht dabei waren - wir haben uns bereits angesehen wie so eine Datenabfrage via Modbus eigentlich aussieht und weshalb es mit Sunspec-Modbus einen Standard in der PV Branche gibt.

Mehr dazu hier: Sunspec Modbus - wie aus einzelnen Geräten komplette Systemlösungen entstehen

Kurz gesagt - man kann von Geräten, die Modbus unterstützen eine Vielzahl an Daten abfragen, die später für weitere Anwendungen verwendet werden können. In einem PV System sind es häufig die Wechselrichter-Daten, die uns am meisten interessieren. Oft kommuniziert der Wechselrichter aber auch mit weiteren Geräten wie Zähler, Batterie oder Wallbox. Diese Daten können dann ebenfalls via Modbus abgefragt werden wenn die Geräte das unterstützen. Somit hat man die Möglichkeit unterschiedliche Daten eines kompletten PV-Systems abzufragen. Wie diese Daten weiterverwendet werden, bleibt einem dann überlassen. Häufige Anwendungen sind die Erstellung von Monitorings. Das ganze kann aber auch zur Steuerungen von kompletten Systemen verwendet werden.

Um das ganze aber noch verständlicher zu machen, sehen wir uns die verfügbaren Modbus Register mal genauer an.

Modbus Register am Fronius GEN24

Um das ganze möglichst praxisnahe zu gestalten, schauen wir uns die offiziellen Modbus Register eines Hybrid-Wechselrichters an, nämlich jene vom Fronius GEN24 Plus.

Um am Wechselrichter Modbus Abfragen machen zu können, müssen wir zuerst am Web Interface des Wechselrichters die Datenabfrage via Modbus aktivieren. Es gibt dabei zwei Möglichkeiten.

- via Modbus TCP: Verbindung über das Heimnetzwerk via WLAN/LAN

- via Modbus RTU - serielle Übertragung mit RS485-Standard: Geräte müssen direkt via Kabel miteinander verbunden werden. Kommunikation via Heimnetzwerk nicht möglich

Der gängigste Weg ist die Variante über Modbus TCP. Hier müssen lediglich alle Geräte, die miteinander kommunizieren im selben Netzwerk sein. Wir haben uns ebenfalls für die Variante über Modbus TCP entschieden.

Einstellungen am Web Interface:

Sobald die Einstellungen gespeichert wurden, können die Abfragen auch schon starten. Wir haben uns dafür auf der Fronius Homepage die Registertabellen für den GEN24 runtergeladen. Schauen wir mal welche Daten uns der Fronius Wechselrichter ausgeben kann. Wir haben dazu die Registertabelle mit dem Datentyp Float verwendet. Alternativ gibt es bei Modbus auch die Registertabelle für den Datentyp Integer.

Wie ist ein Modbus Register aufgebaut?

Sunspec Standard Register

Das erste Register in der Tabelle ist ein Standard-Register. Durch den Wert identifiziert sich das Register quasi als Sunspec-Standard. Hat also noch wenig mit den eigentlichen Ertragsdaten zu tun, die wir vom Wechselrichter haben wollen. An dem Beispiel sehen wir uns auch gleich an wie ein Register aufgebaut ist.

- Wir sehen jeweils Start- und Endadresse des Registers. Diese Registeradressen braucht es später auch für die Abfragen.

- Size gibt die Größe der Register an. In diesem Fall geht der Wert über zwei Adressen.

- R/W gibt an ob es sich um ein READ- oder WRITE-Register handelt. READ-Register können nur gelesen werden, sprich man kann einen Wert abfragen.

WRITE-Register können auch beschrieben werden. Das trifft dann auf jene Register zu, mit denen gewisse Parameter auch gesteuert werden können. Zum Beispiel die maximale Ausgangsleistung des Wechselrichters oder der Anteil der Blindleistung.

- Gleiches gilt für den Funktionscode. 0x03 gibt an, dass es sich um eine Lese-Register handelt. 0x06 bedeutet Schreib-Register.

- Name und description erklärt sich von selbst. Darin finden wir den Namen des Registers und die entsprechende Beschreibung.

- Type gibt den Datentyp an.

- Unit beschreibt die Einheit des Ausgabewertes. Der ist dann später bei den technischen Daten interessant. Wie Kilowatt (kW) bei der Ausgangsleistung oder Volt (V) bei der Eingangsspannung.

Hat der abgefragte Wert keine Einheit, bleibt das Feld leer.

- Der Skalierungsfaktor ist bei manchen Registern angegeben und muss für das Ergebnis entsprechend berücksichtigt werden.

- Range of value gibt den Wertebereich an, in dem sich der Wert befinden kann.

Welche Daten sind verfügbar am GEN24?

In der Complete Map finden wir alle Register. Diese sind aber nochmal aufgeteilt in eigene Bereiche.

Ingesamt gibt es beim Fronius Gen24 weit über 200 Register. Auf alle werden wir hier nicht genau eingehen. Wir werden aber mal einen Blick darauf werfen, welche Daten wir in den unterschiedlichen Bereichen finden. Es gibt für jeden Bereich Screenshots der Register. Schaut auch diese am besten mal durch wenn euch die Register genauer interessieren. Da im Description-Feld auch immer die Beschreibung des Registers steht, sollten diese meist auch direkt verständlich sein.

„common“

Im ersten Bereich finden wir vorwiegend allgemeine Wechselrichter Informationen wie Name, Typ, Seriennummer oder Software-Version. Ertragsdaten oder Daten von Messungen finden wir hier noch keine.

„inverter“

Im nächsten Bereich geht’s dann los mit den Daten, die uns auch für ein Monitoring interessieren. Klassisches Beispiel ist natürlich die Ausgangsleistung. Man kann hier aber noch viel tiefer rein. Da hätten wir zum Beispiel die DC Eingangsspannungen, AC Spannungen und die Frequenz auf den einzelnen Phasen oder sogar die Temperatur von verschiedenen Temperaturfühlern auf der Elektronik. Hier werden einem echt viele Informationen geboten.

„nameplate“

Hier finden wir alle Infos, die wir sonst auch dem Leistungsschild entnehmen können. Wie zum Beispiel die Art Gerätes oder die Nennleistung.

„Settings“

In diesem Modell finden wir weitere Infos zu den Einstellungen des Wechselrichters. Hier geht es besonders um die Einstellungen der Blindleistungsbereitstellung.

„Status“

Dieses Modell liefert einige zusätzliche Mess- und Statuswerte, die das normale „Inverter“ Modell nicht abdeckt. Mögliche Abfragen sind zum Beispiel der aktuelle Betriebsstatus des Wechselrichters. Aber auch der Verbindungsstatus zum Netz kann abgefragt werden. Zudem können aktuelle Zustände zu Leistungslimits oder Blindleistungsvorgaben ausgelesen werden. Und sogar der gemessene Isolationswiderstand kann ausgelesen werden.

Das war’s vorerst mal mit dem Teil 1 der Modbus-Register.

Folgende Bereiche erwarten uns noch im zweiten Teil: „controls“, „mppt“ „storage“. Da geht es dann wirklich in Richtung Steuerung des Wechselrichters. Dann finden wir auch Register, die nicht nur abgefragt, sondern auch beschrieben werden können.

Am Schluss sehen wir uns dann auch noch an, welche Batteriedaten ausgelesen werden können. Das funktioniert wenn der Fronius GEN24 Plus zum Beispiel mit einer BYD Batterie betrieben wird. Was wir außerdem in dieser Registertabelle noch nicht gefunden haben, sind die Smart Meter Daten. Aber auch dafür stellt Fronius die Register zur Verfügung. Mehr dazu aber beim nächsten mal.