Fujitsu Split-Anlage via Modbus-Konverter UTY-VMSX
- Stefan Konrad
Ich habe hier einmal die Schritte beschrieben, die bei uns notwendig waren, um unsere Fujitsu-Klimaanlage an Loxone anzubinden.
Was wurde bei uns verbaut?
eine Fujitsu Duo-Außeneinheit eco (AOYG14KBTA2)
zwei Fujitsu Innengeräte Kompakt-Wandmodel eco (ASYG09KMTB)
zwei Fujitsu Modbus-Konverter UTY-VMSX
eine Loxone Modbus-Extension
Vorbemerkung
Der Modbus-Konverter UTY-VMSX kann eine ganze Reihe von Fujitsu-Klimaanlagen steueren. Laut Fujitsu wird dieser Konverter eingesetzt um Splitgeräte mit einer Außeneinheit und einer oder mehrere Inneneinheiten zu steuern. Dabei wird je Inneneinheit ein Konverter benötigt. Damit dürfte dieser Konverter die Wahl bei normalen Einfamilienhäusern sein.
Verkabelung
Das prinzipielle Verkabelungsschema sieht wie folgt aus
Die Verkabelung in der blauen Umrandung ist anlagenspezifisch und wurde vom Installateur aufgebaut. Die Verbindung zwischen der Inneneinheit und dem Modbus-Koppler UTY-VMSX wird mit einem Systemkabel hergestellt. Ich habe diesen Anschluss ebenfalls vom Installateur durchführen lassen, da hierzu das Innengerät teilzerlegt werden musste. Da die Länge des Verbindungskabel relativ kurz ist, muss der Koppler in der Nähe der Inneneinheit installiert werden. Die Verbindung zwischen den verschiedenen Modbus-Kopplern und der Loxone Modbus-Extension (orange) wird mit einem drei-adrigen Kabel erstellt. Ich habe hierzu zwei noch freie Adernpaare einer bestehenden Cat-7 Leitung verwendet. Die Modbus-Extension folgt der Standard Loxone Extension anbindung (hier grün dargestellt).
Modbus-Konverter einstellen
Für jeden Konverter müssen die Modbus-ID sowie die Kommunikationseinstellungen festgelegt werden. Die Kommunikationseinstellungen müssen dabei die gleichen sein, wie sie für die Loxone-Modbus-Extension festgelegt werden. Die Einstellungen erfolgen über 4 Dip-Schalter Bänke. Fujitsu nennt die vier Bänke Set 4 bis Set 7. Set 4 und Set 5 stellen die Modbus-Adresse ein, mit Set 6 werden die Kommunikationseinstellungen Baudrate (Schalter 6-4), Parität (Schalter 6-3) und Anzahl Stoppbits (Schalter 6-2) eingestellt. Der Konverter bietet zusätzlich die Möglichkeit über den Schalter 7-4 den Modbus zu terminieren. Dies darf nur beim letzten Endgerät im Bus erfolgen. Ist dieses letzte Endgerät ein UTY-VMSX-Modbus-Konverter kann der Bus mit diesem Schalter elegant terminiert werden.
Die detailierte Einstellungsmöglichkeiten befinden sich in der Installationsanleitung zum UTY-VMSX. Hier der Link zum Download der Anleitung: https://www.fujitsu-general.com/datafiles/W9374707140-0301_IM_De_UTY-VMSX.pdf
Im Foto unten ist ein geöffnete Konverter dargestellt.
Gewählte Einstellungen:
Modbus-Adresse des Konverters: 12
Geschwindigkeit: 9600 Baud
Stoppbits: 1
Terminierung: Aktiv (es ist mein letztes Gerät am Bus)
Einfügen der Modbus-Geräte in die Loxone-Config
Generelles zu den Registern bei Fujitsu
Wie bei Modbus üblich werden Eingabe- und Halteregister verwendet. Die Eingaberegister enthalten jeweils den akutellen Wert der Anlage (z. B. die eingestellte Solltemperatur oder den Betriebsmodus). Diese Werte können jedoch nicht aktiv geändert werden. Hierzu stehen die Halteregister zur Verfügung. Nach der Änderung nimmt dann die Anlage den neuen Zustand an und ändert dann auch das entsprechende Eingaberegister. Im Registerplan von Fujitsu findet sich dazu zu jedem Halteregister auch ein entsprechendes Eingaberegister. Nach der Veränderung eines Wertes wird das Halteregister wieder auf 0 ("Keine Änderung") zurückgesetzt, während das Eingaberegister den eingestellten Wert "behält".
Details können in der Modbus-Spezifikation von Fujitsu nachgelesen werden. Auch diese kann von der Fujitsu-Homepage geladen werden (hier der Link zur Modbusspezifikation: https://www.fujitsu-general.com/datafiles/W9708438047-0501_IF_De_UTY-VMSX.pdf).
Die Berechnung der Registernummern in der Loxone-Config ist zwar in der Spezifikation beschrieben, hat mich aber trotzdem einige Stunden testen gekostet. Daher hier nochmal der Versuch es einfacher zu erklären: Die zu verwendende Registeradresse ist die Adresse aus der Spezifikation -1. Dann streicht noch die 3 bzw. 4 und die dann kommenden Nullen. So wird z. B. aus dem Eingaberegister 30054 (Betriebsmodusstatus) in der Config die Adresse 53. Durch die verwendete Funktion (4 - Eingaberegister lesen wird für die Eingaberegister 3x, Funktion 3 (lesen) bzw. 6 (schreiben) wird für die Halteresgister 4x verwendt) weiß der Konverter, welcher Registerblock gemeint ist. Ich habe alle Register als 16-bit unsigned Integer angegeben.
Realisierung der Modbus-Geräte in Loxone
Nach dem Hinzufügen der Modbus-Erweiterung in die Config muss die Extension auf die gleichen Parameter konfiguriert werden wie sie auch bei den Konvertern verwendet wurden.
Danach muss jeder Konverter als Modbus-Gerät eingefügt werden. Loxone hat stellt zwar eine Reihe von vordefinierten Modbus-Geräten zur Verfügung, der UTY-VMSX ist aber nicht dabei. Ich habe daher eine Vorlage erstellt, die alle vom UTY-VMSX unterstützten Register enthält. Allerdings habe ich nur die Eingaberegister als Sensoren und die Halteregister ausschließlich als Aktoren definiert.
Nach dem Importieren der Vorlage (oberster Menüpunkt bei den vordefinierten Modbus-Geräten) erscheint der Konverter in der Liste vordefinierten Geräte und kann verwendet werden. Hier die Vorlage (erstellt mit Config Version 12)
Nach dem Einbinden der Vorlage muss ein Modbus-Gerät für jeden Konverter in die Config eingefügt werden. Dann bei jedem Gerät die in den Dip-Schaltern der verwendeten Konvertern eingestellte Modbus-Adresse einstellen.
Da der Konverter eine Reihe von Fujitsu Klimaanlagen steuern kann, hat Fujitsu den Konverter mit einer Fülle von Funktionen (in Form von Eingabe- und Halteregistern) ausgestattet. Ich habe in der Vorlage alle beschriebenen Register berücksichtigt. Für die bei mir verbaute Klimaanlage ist aber hier nur ein kleines Subset an Registern notwendig, da meine Anlage gar nicht alle beschriebenen Funktionen unterstützt. Ich habe daher die nicht benötigten Register wieder gelöscht.
Steuern der Klimaanlage über Loxone
Anforderungen:
Wir haben uns bewußt dazu entschieden im ersten Schritt lediglich die Bedienung der Klimaanlage über Loxone realisieren zu wollen. Sie ist aktuell noch nicht in die Steuerungen wie Klimacontroller eingebunden. Die Bedienung sollte möglichst einfach sein. Auch sollte es möglich sein, die Bedienung alternativ über die exisitierende Fernbedienung von Fujitsu durchzuführen (diese waren bei unserer Anlage dabei, und wir haben z. B. im Schlafzimmer üblicherweise kein Handy oder Pad, daher ist es bequem die existierende Fernbedienung zu nutzen).
Nach dem Setzen der Werte in der Anlage sollten die Halteregister wieder auf 0 zurückgesetzt werden (siehe Generelles zu Registern bei Fujitsu). Die Anlage funktionierte zwar auch, wenn in den Halteregistern die realen Werte gespeichert bleiben, wir haben trotzdem das Rücksetzen der Halteregister mit als Anforderung aufgenommen.
Umsetzung:
Die unstenstehende Grafik zeigt die Umsetzung in der Config.
Die erlaubten Werte bei der Solltemperatureinstellung varieren abhängig vom Betriebsmodus. Fujitsu zeigt im Eingaberegister 30056 (Sollwert-Temperatur) im Betriebsmodus "Lüften" die Solltemperatur 0°C an (ansonsten den realen Solltemperatur-wert). Dieses Verhalten wurde mit der hier abgebildeten Logik auch für den Einstellschalter für die Temperatur abgebildet.
Die beiden Merker Fernbedienung dienen dazu, den Wert der Schalter dem Status bei aktiver Fernbedienung anzupassen. Die Rücksetzmerker zusammen mit den Bausteinen zur Rücksetzung erlauben die Rücksetzung der Halteregister auf 0 ohne die Anzeige in der Visu zu beeinflussen.
Hier mal eine Bitte an die Spezialisten. Ich habe noch nicht so viel Erfahrung in der Programmierung mit Loxone und habe mich hier doch ziemlich schwergetan. Die Lösung funktioniert gut, aber vermutlich gibt es da wesentlich einfachere Lösungen um das hier abgebildete Verhalten abzubilden. Ich bin für jeden Tip dankbar und werde ihn gerne mit aufnehmen.
Hier die zugehörige Config für einen Raum mit den Einstellungen der verschiedenen Bausteine (ebenfalls mit Version 12 der Config erstellt):
Damit sieht das ganze in der Visu wie untenstehend aus:
Was kommt als Nächstes?
Aktuell werte ich noch keinen Status der Anlage aus, obwohl Fujitsu hier entsprechende Register zur Verfügung stellt. Bisher konnte ich noch keine verwertbare Auflistung der Fehlermeldungen finden (in der Installationsanleitung der Anlage sind zwar eine Reihe an (alphanummerischen) Fehlercodes hinterlegt, diese sind aber mit den zur Verfügung stehenden Integer-Registern nicht auswertbar). Hier will ich noch mit Fujitsu sprechen, ob eine ensprechende Auflistung existiert.
Wie bereits eingangs erwähnt, ist die Anlage noch nicht in die Automatikfunktionen von Loxone integriert. Hier wollen wir erst einmal etwas Erfahrung mit unseren eigenen Bedürfnissen sammeln um diese dann entsprechend umzusetzen.
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