Ein Modbus Relaismodul wirkt wie das langweiligste Gerät im Schaltschrank: ein paar Relais, zwei RS485-Adern, ein Platz auf der Hutschiene. In der HLK- und Gebäudetechnik ist es aber genau die Stelle, an der Ihre sauber abstrahierte Modbus-Logik auf 230‑V-Lüftermotoren, Ventilantriebe und Vorhangantriebe trifft. Wählen Sie das falsche, läuft der Bus tadellos, während auf der Lastseite still und leise eine gemeinsame Klemme überhitzt oder zwei Lüfterwicklungen gleichzeitig Strom bekommen. Dieser Ratgeber zeigt, worauf es bei einem Modbus-RTU-Relaismodul für HLK-Anwendungen wirklich ankommt: Kennwerte, Isolierung, Verriegelung, Inbetriebnahme und Mechanik. Als durchgehendes Praxisbeispiel dient das Alledio MX-EXT.
Was ein Modbus Relaismodul eigentlich macht
Im Kern ist ein Modbus Relaismodul ein Modbus-RTU-Slave mit Relaiskontakten. Ein Master (Raumregler, SPS, Gateway oder GLT) schreibt über RS485 an das Modul, und das Modul öffnet oder schließt seine Kontakte. Leseanfragen liefern die aktuellen Kontaktzustände. Der Regler entscheidet, das Modul schaltet die Last dort, wo es montiert ist.
Wir haben bereits erklärt, was ein 5-Kanal-Modbus-Relaiserweiterer ist und wann Sie ihn benötigen. Dieser Beitrag geht einen Schritt weiter: Woran erkennen Sie ein Modul, das in ein Fan-Coil-Gehäuse gehört, und eines, das besser auf dem Bastlertisch bleibt?
Warum HLK mehr ist als »einfach Relais schalten«
Suchen Sie nach »RS485 Relaismodul«, finden Sie Hunderte Universalplatinen mit 8, 16 oder 32 Relais und großzügigen Kennwerten im Produkttitel. Die Gebäudetechnik verlangt mehr:
- Netzlasten direkt neben der Busverdrahtung. Fan-Coil-Motoren, Ventilantriebe und Beleuchtung laufen typischerweise mit 230 V AC, wenige Millimeter neben der 24‑V-Versorgung und dem RS485-Paar.
- Lasten, die sich nie überschneiden dürfen. Bei einem 3-stufigen AC-Lüfter dürfen nie zwei Stufenwicklungen gleichzeitig bestromt werden. Ein Vorhangmotor darf nie gleichzeitig »Auf« und »Zu« erhalten.
- Dutzende oder Hunderte identische Räume. Jeder braucht einen vorhersehbaren, reproduzierbaren Relaisknoten mit eindeutiger Adresse und gleichem Verhalten.
- Geschlossene Gehäuse und lange Lebensdauer. Das Modul verbringt Jahre in einem Fan-Coil-Gehäuse oder einem Raumverteiler.
Deshalb konzentriert sich die folgende Checkliste auf das Kleingedruckte im Datenblatt, nicht auf die Kanalanzahl.
Die 8-Punkte-Checkliste für die Auswahl eines Modbus Relaismoduls
1. Schaltstrom: pro Kontakt und über die gemeinsame Klemme
Jedes Datenblatt nennt den Strom pro Kontakt. Weniger Datenblätter machen die Grenze der gemeinsamen Klemme deutlich, und genau diese Zahl wird bei Mehrkanalmodulen mit gemeinsamem COM zum Stolperstein.
Das MX-EXT nennt beides klar: 5 A pro Kontakt bei 250 V AC ohmsch (3 A bei 30 V DC ohmsch) und max. 16 A über COM. Die Grenzwerte gelten beim Einschalten, Führen und Ausschalten. Fünf Kontakte à 5 A ergäben rechnerisch 25 A, Ihre gesamte Last am COM muss also innerhalb von 16 A bleiben. Wenn Sie einen Fan-Coil-Motor plus zwei Ventilantriebe auslegen, addieren Sie die Ströme am COM, nicht nur pro Kanal.
Auch die Lebensdauer sollte angegeben sein. Das MX-EXT nennt 100.000 elektrische Schaltspiele bei 5 A / 250 V AC ohmsch und mindestens 5.000.000 mechanische Schaltspiele. Ein Datenblatt ohne diese Zahlen ist ein Warnsignal.
2. Ein Spannungsbereich pro gemeinsamer Klemme
Eine gemeinsame COM-Klemme spart Platz, hat aber eine Konsequenz: Alle Ausgänge an diesem COM müssen im selben Spannungsbereich liegen. Das Datenblatt des MX-EXT ist eindeutig: 230 V AC und Kleinspannung am selben COM nicht mischen. Brauchen Sie aus einem Knoten sowohl einen 230‑V-Lüfter als auch ein 24‑V-Stellsignal, planen Sie die Stromkreise nach dieser Regel (oder verwenden Sie getrennte Module), statt es erst bei der Inbetriebnahme zu bemerken.
Auch der Schutz ist Ihre Aufgabe. Beim MX-EXT sind die Ausgänge und der COM intern nicht abgesichert. Sehen Sie einen Leitungsschutzschalter oder eine Sicherung passend zur Last vor, höchstens 5 A pro Ausgang, und kein Schutzorgan am COM darf 16 A überschreiten. Empfohlen werden ≥ 0,75 mm² pro Ausgang und ≥ 2,5 mm² für COM.
3. Isolierung zwischen Relais- und Busseite
Diese Angabe wird gern überlesen, vom Elektroprüfer aber nicht. Achten Sie auf eine klar spezifizierte Isolationsbarriere zwischen Kontaktkreis und Kleinspannungsseite.
Das MX-EXT verwendet eine verstärkte Isolierung zwischen dem Relaiskontaktkreis und der 24‑V-/RS485-Seite, ausgelegt nach IEC 60664-1 für Überspannungskategorie III und Verschmutzungsgrad 2 bis 2.000 m Seehöhe, mit einer Bemessungsstoßspannung von 6 kV. Die Bauweise entspricht Schutzklasse II (doppelt isoliert, keine Schutzleiterklemme). Beachten Sie auch, was nicht isoliert ist: RS485 ist nicht von VIN getrennt, und GND ist eine Signalmasse, kein PE. Wer tiefer in die Isolationskoordination einsteigen möchte, findet das Referenzdokument in der Norm IEC 60664-1.
4. Versorgungsspannung und Leistungsaufnahme
Die meisten HLK-Schaltschränke haben bereits 24 V AC, 24 V DC oder beides. Ein Modul, das beides akzeptiert, spart ein Netzteil und eine Fehlerquelle. Das MX-EXT arbeitet mit 24 V DC nominal (18–42 V, verpolungsunabhängig) oder 24 V AC ± 25 %, 50–60 Hz. Verpolungsunabhängig heißt: ein Fehler weniger am Ende eines langen Arbeitstags.
Die Leistungsaufnahme ist gering: 0,2 W bei offenen Kontakten und max. 1,5 W bei allen gehaltenen Kontakten. Über Hunderte Fan-Coils macht das einen spürbaren Unterschied.
5. Verriegelung direkt in der Firmware
Hier verdient sich ein HLK-orientiertes Modbus Relaismodul seinen Platz. Wenn das Modul selbst verweigert, zwei Kontakte gleichzeitig zu schließen, die nie gemeinsam geschlossen sein dürfen, hängen Sie nicht davon ab, dass jedes Reglerprogramm fehlerfrei ist.
Das MX-EXT hat eine Firmware-Motorverriegelung mit Break-before-make. Kontakte in einer konfigurierbaren »Motorgruppe« schließen sich gegenseitig aus, mit einer Totzeit zwischen dem Öffnen des einen und dem Schließen des nächsten Kontakts. Standardmäßig ist die Gruppe O1–O3, also die drei Lüfterstufen. Versucht ein einzelner Mehrfach-Coil-Schreibbefehl, mehr als einen Kontakt der Gruppe zu schließen, lehnt das Modul die gesamte Anfrage mit einer Exception ab, statt zu raten.
Ein ehrlicher Hinweis direkt aus dem Datenblatt: Diese Verriegelung ist eine Anwendungsfunktion, keine Sicherheitsfunktion. Sie verhindert normale Steuerungsfehler, ersetzt aber keine Schutzeinrichtung, die der Motorhersteller vorschreibt.
6. Eine saubere Modbus-Implementierung mit veröffentlichter Registertabelle
»Unterstützt Modbus« kann fast alles bedeuten. Prüfen Sie vor dem Kauf drei Dinge:
- Funktionscodes. Das MX-EXT unterstützt 01, 02, 03, 04, 05, 06, 15 und 16 und deckt damit Coils, Discrete Inputs, Input Register und Holding Register ab, mit Einzel- und Mehrfachschreiben.
- Eine vollständige Registertabelle im Datenblatt. Das MX-EXT bildet die Relais O1–O5 auf die Coils 0–4 ab, spiegelt sie als Bitfeld im Holding Register 0 und legt die Konfiguration (Slave-Adresse, Motormodus, Anzugszeit, Halte-Tastverhältnis, Motor-Totzeit, LED-Modus und Motorgruppenmaske) in den Holding Registern 2–8 ab.
- Adresskonvention. Das MX-EXT dokumentiert 0-basierte PDU-Adressen und weist darauf hin, dass manche Master um eins versetzt zählen. Dieser eine Satz erspart Ihnen eine Stunde Rätselraten, warum Relais 2 schaltet, wenn Sie Relais 1 beschreiben.
Die Kommunikationsvorgaben ab Werk lauten Adresse 8, 115200 Baud, 8N1. Die Baudrate ist in der aktuellen Firmware fest, der Busabschluss (keiner oder 120 Ω) ist per Modbus wählbar. Für das Protokoll selbst sind die offiziellen Modbus-Spezifikationen auf Modbus.org die maßgebliche Quelle.
7. Inbetriebnahme vieler identischer Geräte
Alle fabrikneuen Geräte haben dieselbe Adresse. Das ist normal, wird aber zum Kopfzerbrechen, wenn zwanzig identische Module an einem Bus hängen. Die Module einzeln einzuschalten und umzuadressieren ist auf der Baustelle mühsam.
Das MX-EXT bietet einen saubereren Weg: Inbetriebnahme über die Werks-Seriennummer. Jedes Modul trägt eine eindeutige 32-Byte-Seriennummer, die per Modbus lesbar ist. Sie schreiben Ziel-Seriennummer und neue Adresse in den Inbetriebnahmeblock (Holding Register 9–26), idealerweise mit einem einzigen Broadcast-Schreibbefehl, und nur das passende Gerät übernimmt die neue Adresse. Geräte mit nicht passender Seriennummer ignorieren den Befehl und bleiben stumm, es kommt also zu keinen Kollisionen. Das Datenblatt warnt außerdem davor, das normale Adressregister zu beschreiben, solange sich mehrere Geräte noch die Adresse 8 teilen. Halten Sie sich daran, und die Inbetriebnahme bleibt angenehm unspektakulär.
8. Mechanik, Gehäuse und Klemmen
Prüfen Sie zum Schluss, ob das Modul physisch an den Einbauort passt:
- Montage: Hutschiene EN 60715 TH35, in einem geschlossenen Schaltschrank, abschließbaren Steuerschrank oder Fan-Coil-Gehäuse. Optionale Wandclips sind nur für den Einsatz im selben Gehäuse gedacht.
- Abmessungen und Gewicht: 35 × 89,6 × 31,25 mm (B × H × T), ca. 100 g.
- Schutzart und Umgebung: IP30 im eingebauten Zustand in einem geschlossenen Gehäuse, −20 °C bis +50 °C, max. 85 % rF nicht kondensierend, die Werte 5 A / 16 A gelten im gesamten Bereich.
- Klemmen: Schraubklemmen M2,5, Rastermaß 5,00 mm, 0,05–3,31 mm² mit Aderendhülsen, Anzugsmoment 0,5 N·m.
Ein Modul, drei Aufgaben: die Betriebsarten
Universalplatinen liefern N unabhängige Kanäle und überlassen den Rest Ihnen. Das MX-EXT bietet drei Betriebsarten, die per Modbus über die Motorverriegelung und die Motorgruppenmaske (Holding Register 8) gewählt werden.
Modus 1 – Fan-Coil (Werkseinstellung): 3-stufiger AC-Lüfter plus Ventile
Ab Werk steuern O1–O3 bei beiden Varianten die drei Lüfterstufen, die Verriegelung ist aktiv. Beim MX-EXT5 schalten O4 und O5 zwei Auf/Zu-Ventile, zum Beispiel für Heizen und Kühlen. Die Gruppe lässt sich umlegen, wenn Ihre Verdrahtung abweicht. Das Beispiel im Datenblatt legt die Ventile auf O1/O2 und die Lüfterstufen auf O3–O5, mit passend eingestellter Motorgruppe. Zur Reglerseite von Fan-Coil-Projekten lesen Sie unseren Beitrag zum OEM-Raumregler für Gebläsekonvektoren (FCU).
Modus 2 – Unabhängige Relais
Schalten Sie die Motorverriegelung ab, erhalten Sie fünf (MX-EXT5) oder drei (MX-EXT3) unabhängige Schließerkontakte, weiterhin begrenzt auf 5 A pro Kontakt (ohmsch) und 16 A über COM. Typische Anwendungen sind Beleuchtungskreise und einfache Lüfterlasten.
Modus 3 – Vorhangantriebe
Bei motorisierten Vorhängen verriegelt das Modul die Auf/Zu-Paare, sodass Auf und Zu nie gleichzeitig aktiv sind. Das MX-EXT5 steuert zwei Antriebe (O1/O2 und O4/O5, O3 bleibt frei). Das MX-EXT3 steuert einen Antrieb an O1/O2, O3 bleibt als frei verwendbares Relais.
Wer lieber in Stufen als in einzelnen Kontakten denkt, findet in unserem Beitrag zur 5-stufigen Relaissteuerung mit einem 5-Kanal-Modbus-Erweiterer dieses Muster aus Reglersicht.
MX-EXT5 oder MX-EXT3: welche Variante?
| MX-EXT5 | MX-EXT3 | |
|---|---|---|
| Kontakte | 5 × SPST-NO, gemeinsamer COM | 3 × SPST-NO, gemeinsamer COM |
| Klemmen | 1–11 | 1–9 |
| Modus 1 (Werkseinstellung) | 3-stufiger Lüfter + 2 Auf/Zu-Ventile | nur 3-stufiger Lüfter |
| Modus 2 | 5 unabhängige Kanäle | 3 unabhängige Kanäle |
| Modus 3 | 2 Vorhangantriebe | 1 Vorhangantrieb + 1 freies Relais |
Die Faustregel ist kurz. Soll das Modul auch die Ventile des Fan-Coils schalten oder brauchen Sie zwei Vorhangantriebe, nehmen Sie das MX-EXT5. Sind die Ventile anderweitig gelöst und brauchen Sie nur die drei Lüfterstufen, erledigt das MX-EXT3 die Aufgabe mit weniger Klemmen.
Häufige Fehler
- Nur pro Kontakt auslegen. Fünf Kontakte à 5 A ergeben keine 25 A. Prüfen Sie die COM-Grenze.
- 230 V und 24 V an einer gemeinsamen Klemme mischen. Ein Spannungsbereich pro COM, immer.
- Umadressieren mit mehreren fabrikneuen Geräten am Bus. Nutzen Sie stattdessen die Inbetriebnahme per Seriennummer.
- Modbus ins Internet hängen. Modbus hat selbst keine Authentifizierung oder Verschlüsselung. Bleiben Sie in vertrauenswürdigen, gebäudeinternen Netzen.
Häufig gestellte Fragen
Wofür wird ein Modbus Relaismodul in der HLK-Technik verwendet?
Es ermöglicht einem Regler, einer SPS oder einer GLT, Feldlasten (Fan-Coil-Lüfterstufen, Auf/Zu-Ventile, Vorhangantriebe, Beleuchtung) über einen RS485-Modbus-RTU-Bus zu schalten statt über die eigenen eingebauten Ausgänge.
Ist ein Modbus-Relaiserweiterer dasselbe wie ein Modbus Relaismodul?
Im Wesentlichen ja. »Relaiserweiterer« beschreibt die Rolle: zusätzliche Relaisausgänge für einen Regler wie das Alledio Raumbediengerät oder den Alledio Raumregler. »Relaismodul« beschreibt das Gerät. Das Alledio MX-EXT wird als Relaiserweiterer für Alledio-Wandgeräte angeboten, arbeitet aber auch als eigenständiges Modbus Relaismodul mit anderen Modbus-Reglern.
Kann ein Modbus Relaismodul 230‑V-AC-Lasten schalten?
Viele können das, prüfen Sie aber Kennwerte und Isolierung. Das MX-EXT kann einen Stromkreis mit 230 V AC Nennspannung (max. 250 V AC) mit 5 A pro Kontakt ohmsch schalten, mit verstärkter Isolierung zwischen den Kontakten und der 24‑V-/RS485-Seite. Die Installation muss durch eine Fachkraft in einem geschlossenen Gehäuse erfolgen.
Wie viele Modbus Relaismodule kann ich an einen RS485-Bus anschließen?
Modbus RTU erlaubt Slave-Adressen von 1 bis 247, und das MX-EXT akzeptiert den gesamten Bereich. Die praktische Anzahl pro Segment hängt zusätzlich von der elektrischen RS485-Last, der Leitungslänge und dem Busabschluss ab, planen Sie den Bus also sorgfältig. Unser Beitrag zur Modbus-Daisy-Chain in der Gebäudeautomation erklärt die Verdrahtungsseite.
Wie verhindere ich, dass zwei Lüfterstufen gleichzeitig einschalten?
Verwenden Sie ein Modul mit Firmware-Verriegelung. Beim MX-EXT schließt sich die Standard-Motorgruppe (O1–O3) gegenseitig mit Break-before-make aus, und ein Schreibbefehl, der mehr als einen Lüfterkontakt gleichzeitig schließen würde, wird abgelehnt.
Was passiert mit den Relais, wenn die Modbus-Kommunikation ausfällt?
Planen Sie einen Kommunikationsausfall nicht als Sicherheitsmechanismus ein. Beim MX-EXT öffnet das Abschalten der Versorgung (VIN) alle Kontakte, und laut Datenblatt ist der Kontaktzustand bei einem Modbus-Timeout keine Sicherheitsfunktion. Jeder Zustand, der sicher sein muss, braucht eigene Schutzmaßnahmen.
Fazit: Wählen Sie das Kleingedruckte, nicht die Kanalanzahl
Ein gutes Modbus Relaismodul für HLK ist nicht das mit den meisten Relais. Es ist das, dessen Datenblatt die unbequemen Fragen beantwortet: Strom über COM, Spannungsbereiche, Isolierung, Verriegelung, eine brauchbare Registertabelle und ein vernünftiger Weg, fünfzig identische Geräte in Betrieb zu nehmen. Stimmen diese Antworten, wird das Modul zu einer Komponente, an die auf der Baustelle niemand mehr denken muss.
Das Alledio MX-EXT wurde genau um diese Fragen herum entwickelt, für Alledio-Raumgeräte und für jeden anderen Modbus-Regler. Alle technischen Daten, Anschlussbeispiele und das Datenblatt finden Sie auf der Produktseite des Alledio MX-EXT Modbus Relaismoduls, oder senden Sie dem Andivi-Team die Anforderungen Ihres Projekts.
