Industrieprotokoll

Modbus-RTU/TCP-Gateway: Verbindung Ihrer SPSen mit dem IP-Netzwerk herstellen

Modbus RTU (RS-485) in Modbus TCP (Ethernet) oder in die Cloud konvertieren: Die Rolle des Gateways, mögliche Architekturen, Anwendungsfälle und Kompatibilität.

Kurz gesagt
Eine Modbus-RTU/TCP-Gateway ist ein Konverter, der Modbus-RTU-Anfragen (seriell, über RS-485) in Modbus-TCP-Anfragen (Ethernet/IP) umwandelt oder umgekehrt. Er ermöglicht den Anschluss von älteren RS-485-Geräten an ein Ethernet-Netzwerk, an ein IP-SCADA-System oder an die Cloud – ohne dass das Programm der SPS geändert oder die Feldgeräte ausgetauscht werden müssen. Er ist der gängigste Baustein für die IoT-Modernisierung in bestehenden Industrieanlagen.

Modbus RTU und TCP: zwei Varianten, ein einziges Protokoll​

Modbus gibt es in zwei physikalischen Varianten:

Modbus RTU – serielle Variante über RS-485 oder RS-232. Kompaktes Protokoll (ohne Header), Datenrahmen mit CRC-16. Der Master fragt die Slaves nacheinander über den gemeinsamen Bus ab. Übertragungsrate: 9.600 bis 115.200 bps. Seit den 1980er Jahren in Industrieanlagen allgegenwärtig.

Modbus TCP — Modbus, gekapselt in TCP/IP. Gleiche Register, gleiche Funktionen (FC01 bis FC23), jedoch über Ethernet via TCP-Port 502. Kein CRC (TCP sorgt für die Integrität), mehrere gleichzeitige Verbindungen möglich, keine Entfernungsbegrenzung in einem IP-Netzwerk.

Das Modbus-RTU/TCP-Gateway schlägt eine Brücke zwischen beiden: Es stellt die RTU-Geräte als TCP-Server dar oder wandelt TCP-Anfragen je nach konfigurierter Richtung in RTU-Anfragen um.

Betriebsmodi eines Modbus-Gateways​

Modus 1 (RTU → TCP): Das Gateway fungiert als Modbus-TCP-Server. Es empfängt Anfragen von TCP-Mastern (SCADA, Cloud-Überwachung) und wandelt diese in Modbus-RTU-Anfragen an die RS-485-Geräte um.

Modus 2 (TCP → RTU): Das Gateway fungiert als Modbus-RTU-Master. Es empfängt Prozessdaten von einer Ethernet-SPS (Modbus-TCP) und leitet diese im Modbus-RTU-Format an RS-485-Slaves weiter.

Zuordnung von Adressen und Registern​

Das Gateway verwaltet die Zuordnung zwischen den Modbus-RTU-Adressen (Slave-Adresse 1–247 + Registeradresse) und den TCP-Adressen (IP-Adresse + Port 502 + Unit-ID). Typische Konfiguration:

RS-485-GerätModbus-RTU-AdresseModbus-TCP-Zugriff
EnergiezählerSlave 1, Reg. 40001–40030IP 192.168.1.50:502, Geräte-ID 1
FrequenzumrichterSlave 2, Reg. 40001–40050IP 192.168.1.50:502, Geräte-ID 2
TemperatursensorSlave 3, Reg. 30001–30010IP 192.168.1.50:502, Geräte-ID 3

Modbus-Gateway + Cloud: die perfekte Kombination​

Ein Modbus-RTU/TCP-Gateway allein macht die Geräte im lokalen Ethernet-Netzwerk angreifbar. Um die Daten in die Cloud zu übertragen, ist ein zusätzlicher Schritt erforderlich: entweder eine SCADA-Software, die Modbus TCP ausliest und über MQTT veröffentlicht, oder ein IoT-Gateway, das beides leistet (RTU/TCP-Konvertierung + Übertragung in die Cloud über 4G).

Das Eziwan Gateway vereint alles in einem: Es fragt Modbus-RTU-Geräte direkt über seinen RS-485-Anschluss und Modbus-TCP-Geräte über Ethernet ab, und überträgt die Daten über MQTT und VPN an die Eziwan Cloud.

Weitere Informationen: Modbus-Cloud, RS-485-Cloud-Gateway und industrielles MQTT.

Häufig gestellte Fragen

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