Fronius Fronius GEN24 - Modbus TCP and RTU Operating Instruction [DE, EN]

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Operating Instructions

Fronius GEN24 Modbus TCP & RTU

EN-US

Bedienungsanleitung

Operating instructions

42,0410,2649 027-02052022

Inhaltsverzeichnis

Das Modbus Protokoll 5

Allgemeines 5 Aufbau von Modbus Nachrichten 5 Modbus TCP – MBAP Header 6 Unterstützte Funktionscodes 6 03 (0x03) Read Holding Registers 7 06 (0x06) Write Single Register 7 16 (0x10) Write Multiple Registers 8 Exception Codes 9 CRC Berechnung für Modbus RTU 9 CRC Prüfsumme berechnen 10 CRC Prüfsumme zur Nachricht hinzufügen 11

Allgemeines 12

Verwendete Abkürzungen 12 Register Maps 12 Antwortzeiten 13 Modbus Geräte-ID für Wechselrichter 13 Modbus Geräte-ID für Energiezähler 13 Registeradressen 13 Nicht vorhandene Datensätze 16 Zeitverhalten der unterstützten Betriebsarten 17 Vorzeichenkonvention für den Power Factor 18 Auf der Karte gespeicherte Werte 18 Skalierungsfaktoren 19 Nicht beschreibbare Register 19 Schreiben ungültiger Werte 19

Einstellungen - Modbus 20

Allgemeines 20 Einstellungen - Modbus öffnen 20 Modbus 20 Steuerung einschränken 21

Common & Inverter Model 22

Common Block Register 22 Inverter Model Register 22 SunSpec Operating Codes 22

Nameplate Model (120) 23

Allgemeines 23 Nameplate Register 23

Basic Settings Model (121) 24

Basic Settings Register 24 Referenzspannung 24 Abweichung zur Referenzspannung 24

Extended Measurements & Status Model (122) 25

Allgemeines 25 Extended Measurements & Status Register 25

Immediate Controls Model (123) 26

Allgemeines 26 Immediate Controls Register 26 Standby 26 Leistungsreduktion 26 Beispiel: Leistungsreduktion einstellen 27 Beispiel: Ändern der Rückkehrzeit bei aktiver Leistungsreduktion 27 Auswirkungen der Blindleistungs-Vorgaben auf die Wirkleistung 28 Konstanter Power Factor 29 Beispiel: Konstanten Power Factor vorgeben 29 Konstante relative Blindleistung 30 Beispiel: Konstante Blindleistung vorgeben 30

Multiple MPPT Inverter Extension Model (160) 31

Allgemeines 31 Multiple MPPT Inverter Extension Register 31

Basic Storage Control Model (124) 32

Allgemeines 32 Bereitgestellte Informationen 32 Leistungsfenster-Vorgaben 32 Vorgabe des minmalen Ladestandes 34 Laden des Energiespeichers vom Netz 34 Basic Storage Controls Register 34 Register- und Batteriestatusänderungen in Fronius Solar.web 34

Meter Model 36

Meter Model Register 36

End Block 37

Allgemeines 37 End Block 37

Das Modbus Protokoll

Allgemeines Die Beschreibung des Protokolls entstammt zum größten Teil den Modbus Spezi-

fikationen, die öffentlich auf www.modbus.org/specs.php erhältlich sind.

Modbus ist ein einfaches, offenes Kommunikationsprotokoll, mit dem eine Master-Slave- oder Client-Server-Kommunikation zwischen den am Netzwerk angeschlossenen Geräten realisiert werden kann. Das Grundprinzip von Modbus ist: Ein Master sendet eine Anfrage und ein Slave antwortet darauf. Bei Modbus TCP wird der Master als Client, ein Slave als Server bezeichnet. Die Funktion ist dieselbe. In weiterer Folge werden für die Beschreibungen der Funktionen des Protokolls unabhängig von den Varianten RTU und TCP nur die gebräuchlicheren Namen Master und Slave verwendet. In Fällen, wo Unterschiede bei zwischen RTU und TCP auftreten, wird speziell darauf hingewiesen.

Am Wechselrichter kann Modbus auf 2 Arten benutzt werden:

Modbus TCP

Mittels TCP/IP über Ethernet (kabelgebunden oder über WLAN) Modbus RTU

Mittels asynchroner serieller Übertragung über RS-485 (EIA/TIA-485-A)

Im Fall von Modbus RTU kann es immer nur einen Master im System geben. Grundsätzlich gilt, dass nur ein Master Anforderungen (Requests) initiieren darf. Ein Slave darf nur antworten (Response), wenn dieser vom Master angesprochen wurde; untereinander dürfen die Slaves nicht kommunizieren. Wird ein Broadcast Request (Anforderung an alle vorhandenen Slaves per Slave ID oder Unit ID 0) ausgesendet, darf keiner der Slaves antworten. Daher können Broadcasts nur für Schreibbefehle verwendet.

Wenn ein Master eine Anforderung an einen Slave sendet, dann erwartet dieser eine Antwort. Bei einer Anforderung eines Masters gibt es eine von fünf Möglichkeiten:

Erhält der Slave die Anforderung ohne Kommunikationsfehler und kann die-

ser die Anforderung fehlerfrei bearbeiten, dann wird eine normale Antwort mit den gewünschten Daten zurückgesendet. Erhält der Slave die Anforderung wegen eines Kommunikationsfehlers nicht,

dann wird keine Antwort gesendet. Das führt zu einem Timeout am Master. Erhält der Slave die Anforderung, entdeckt aber einen Kommunikationsfeh-

ler (Parity, CRC, …), wird keine Antwort gesendet. Das führt zu einem Timeout am Master. Erhält der Slave die Anforderung ohne Kommunikationsfehler, kann aber die-

se nicht fehlerfrei bearbeiten (z. B. wenn ein nicht vorhandenes Register ausgelesen werden soll), wird eine Fehlernachricht (Exception Response) mit dem Grund für den Fehler zurückgesendet. Erhält der Slave eine Broadcast Anforderung, die auch an alle anderen

Geräte geht, so wird weder im Fehlerfall noch wenn die Anforderung erfolgreich bearbeitet wurde, eine Antwort gesendet. Daher sind Broadcast Anforderungen nur für Schreibbefehle geeignet.

Modbus Geräte stellen Daten in 16 Bit großen Datenblöcken (Register) zur Verfügung. In bestimmten Fällen können einzelne Datenpunkte auch mehrere Datenblöcke umfassen (z. B. 2 Register = 32 Bit Wert).

Aufbau von Modbus Nachrichten

Eine Modbus Nachricht besteht grundsätzlich aus der Protokolldateneinheit (protocol data unit, PDU). Diese ist von darunter liegenden Kommunikations-

schichten unabhängig. Abhängig von dem verwendeten Bus oder Netzwerk können noch weitere Felder hinzukommen. Diese Struktur wird dann Anwendungsdateneinheit (application data unit, ADU) genannt.

ADU

Adressfeld Funktionscode Daten CRC

PDU

Struktur einer Modbus Nachricht bei Modbus RTU

ADU

MBAP Header Funktionscode Daten

PDU

Struktur einer Modbus Nachricht bei Modbus TCP

Für Modbus TCP wird ein eigener Header verwendet, um die Anwendungsdateneinheit zu identifizieren. Dieser Header heißt MBAP Header (MODBUS Application Protocol Header).

Die Größe der Protokolldateneinheit (PDU) ist limitiert, bedingt durch die ersten Modbus Implementierungen in einem seriellen Netzwerk (max. RS485 ADU = 256 Bytes). Dadurch ergibt sich für die Größe der Protokolldateneinheit PDU: PDU = 256 – Slave ID (1 Byte) – CRC (2 Bytes) = 253 Bytes Damit ergibt sich:

Modbus RTU ADU = 253 + Slave ID (1 Byte) + CRC (2 Bytes) = 256 Bytes

Modbus TCP ADU = 253 Bytes + MBAP (7 Bytes) = 260 Bytes

Modbus TCP – MBAP Header

Unterstützte Funktionscodes

Der MBAP Header umfasst 7 Bytes:

Transaction ID (2 Bytes): Wird benutzt, um Anfrage und Antwort zu syn-

chronisieren. Der Slave übernimmt die Transaction ID von der Anfrage in die Antwort. Protocol ID (2 Bytes): Ist immer 0 (Modbus Protokoll).

Länge (2 Bytes): Das Längenfeld enthält die Anzahl der Bytes der nachkom-

menden Felder, einschließlich Unit ID und Datenfelder. Unit ID (1 Byte): Dieses Feld wird zur Adressierung der am Wechselrichter

angeschlossenen Geräte verwendet (Gateway-Funktion). Die Unit ID entspricht der Slave ID bei Modbus RTU. Der Wert wird vom Master vorgegeben und wird vom Slave unverändert mit der Antwort zurückgegeben. Für Details über die Adressierung der Geräte siehe:

Modbus Geräte-ID für Wechselrichter auf Seite 13

Modbus Geräte-ID für Energiezähler auf Seite 13

WICHTIG! Die richtige Unit ID muss immer angegeben werden, auch wenn der Fronius Datamanager nur mit einem einzelnen Wechselrichter verbunden ist.

Der Funktionscode bestimmt die am Slave auszuführende Aktion. Drei Funktionscodes für Lese- und Schreiboperationen werden unterstützt:

03 (0x03) 06 (0x06) 16 (0x10)

Read Holding Registers

Write Single Register

Write Multiple Registers

Tritt am Slave bei der Bearbeitung einer Anforderung ein Fehler auf, so wird eine Fehlernachricht als Antwort (Exception Response) gesendet. Bei einer solchen Antwort wird beim Funktionscode das höchstwertige Bit auf 1 gesetzt (ent-

spricht einer Addition des Funktionscodes mit 0x80)

und ein Exception Code

hinzugefügt, der den Grund des Fehlers angibt.

Das Prefix "0x" steht für hexadezimale Zahlen

03 (0x03) Read Holding Registers

Dieser Funktionscode wird dazu verwendet, den Inhalt eines oder mehrerer aufeinanderfolgenden Register eines Gerätes auszulesen. Die Anforderung enthält die Adresse des ersten auszulesenden Registers und die Anzahl der zu lesenden Register. In der Anforderung werden Register beginnend bei 0 adressiert. Das bedeutet, dass die Register 1 bis 16 über die Adressen 0 bis 15 angesprochen werden.

Anforderung

Funktionscode 1 Byte 0x03

Startadresse 2 Bytes 0x0000 bis 0xFFFF (0 bis

65535)

Anzahl der Register 2 Bytes 1 bis 125

Antwort

Funktionscode 1 Byte 0x03

Anzahl der Bytes 1 Byte 2 x N*

Registerwerte N* x 2 Bytes

*N = Anzahl der Register

Fehler

06 (0x06) Write Single Register

Fehlercode 1 Byte 0x83

Exception Code 1 Byte 01 oder 02 oder 03 oder 04 oder

Dieser Funktionscode wird dazu verwendet, ein einzelnes Register zu beschreiben. Die Anforderung enthält nur die Adresse des zu beschreibenden Registers. Register werden beginnend bei 0 adressiert. Das bedeutet, dass das Register 1 über die Adresse 0 angesprochen. Die normale Antwort ist eine Kopie der Anforderung, die nach dem erfolgreichen Beschreiben des Registers gesendet wird.

Anforderung

Funktionscode 1 Byte 0x06

Registeradresse 2 Bytes 0x0000 bis 0xFFFF (0 bis

65535)

Registerwert 2 Bytes

Antwort

Funktionscode 1 Byte 0x06

Registeradresse 2 Bytes 0x0000 bis 0xFFFF (0 bis

65535)

Registerwert 2 Bytes

Fehler

Fehlercode 1 Byte 0x86

Exception Code 1 Byte 01 oder 02 oder 03 oder 04 oder

16 (0x10) Write Multiple Registers

Dieser Funktionscode wird dazu verwendet, einen Block von aufeinanderfolgenden Registern zu beschreiben. Die Anforderung enthält die Adresse des ersten zu beschreibenden Registers, die Anzahl der zu beschreibenden Register, die Anzahl der zu schreibenden Bytes und die zu schreibenden Werte (2 Bytes pro Register). Die normale Antwort enthält den Funktionscode, die Startadresse und die Anzahl der beschriebenen Register.

Anforderung

Funktionscode 1 Byte 0x10

Startadresse 2 Bytes 0x0000 bis 0xFFFF (0 bis

65535)

Anzahl der Register 2 Bytes 1 bis 123

Anzahl der Bytes 1 Byte 2 x N*

Registerwerte N* x 2 Bytes

*N = Anzahl der Register

Antwort

Funktionscode 1 Byte 0x10

Startadresse 2 Bytes 0x0000 bis 0xFFFF (0 bis

65535)

Anzahl der Register 2 Bytes 1 bis 123

Fehler

Fehlercode 1 Byte 0x90

Exception Code 1 Byte 01 oder 02 oder 03 oder 04 oder

Exception Codes Eine Fehlernachricht (Exception Response) besitzt zwei Felder, die sie von einer

normalen Antwort unterscheidet:

Feld Funktionscode

In einer normalen Antwort wird der Funktionscode der Anforderung in das Funktionscode Feld der Antwort übernommen. Bei allen Funktionscodes ist das höchstwertige Bit (MSB) 0 (die Werte der Funktionscodes sind alle kleiner als 0x80). In einer Fehlernachricht wird das MSB auf 1 gesetzt. Das bedeutet eine Addition des Wertes für den Funktionscode mit 0x80. Aufgrund des gesetzten MSB kann der Master die Antwort als Fehlernachricht identifizieren.

Datenfeld

Eine normale Antwort enthält Daten oder Statistikwerte im Datenfeld. Bei einer Fehlernachricht wird ein Exception Code im Datenfeld zurückgeliefert. Dieser Exception Code zeigt den Grund für die Fehlernachricht an.

Modbus Exception Codes

Code Name Bedeutung

01 ILLEGAL FUNCTION Der Funktionscode in der Anforderung wird

vom Slave nicht unterstützt.

CRC Berechnung für Modbus RTU

02 ILLEGAL DATA AD-

DRESS

03 ILLEGAL DATA VALUE Ein Wert in der Anforderung ist außerhalb

04 SLAVE DEVICE FAILU-REWährend des Versuchs, ein oder mehrere

11 GATEWAY TARGET

DEVICE FAILED TO RESPOND

Jede Modbus RTU Nachricht wird mit einer Prüfsumme (CRC, Cyclic Redundancy Check) versehen, um Übertragungsfehler erkennen zu können. Die Prüfsumme ist 2 Bytes groß. Sie wird vom sendenden Gerät berechnet und an die zu sendende Nachricht angehängt. Der Empfänger berechnet seinerseits über alle Bytes der erhaltenen Nachricht (ohne CRC) die Prüfsumme und vergleicht diese mit der empfangenen Prüfsumme. Wenn diese beiden Prüfsummen unterschiedlich sind, ist ein Fehler aufgetreten.

Es werden ungültige Registeradressen abgefragt.

des gültigen Bereichs. Dies gilt sowohl für die Felder einer Anforderung (z. B. ungültige Anzahl an Registern) als auch für ungültige Einstellungswerte der SunSpec Inverter Control Models.

Das angesprochene Gerät ist ausgeschaltet und kann nicht gefunden werden.

Die Berechnung der Prüfsumme beginnt mit dem Setzen aller Bits eines 16 Bit Registers (CRC Register) auf 1 (0xFFFF). Danach werden alle Bytes der Nachricht einzeln mit dem CRC Register verarbeitet. Nur die Datenbytes einer Nachricht werden zur Berechnung herangezogen. Start-, Stopp- und Paritätsbits werden nicht berücksichtigt.

Während der Berechnung der CRC wird jedes Byte mit dem CRC Register XORverknüpft. Danach wird das Ergebnis in Richtung des niederwertigsten Bits (LSB) verschoben und das höchstwertige Bit (MSB) auf 0 gesetzt. Das LSB wird betrachtet. Wenn das LSB vorhin 1 war, wird das CRC Register mit einem fix vorgegebenen Wert XOR-verknüpft. War das LSB 0, dann ist nichts zu tun.

Dieser Prozess wird so oft wiederholt, bis das CRC Register 8 Mal verschoben wurde. Nach dem letzten (achten) Schiebevorgang, wird das nächste Byte genommen und mit dem aktuellen CRC Register XOR-verknüpft. Danach beginnt der Schiebeprozess von vorne; wieder wird 8 Mal verschoben. Nach Abhandlung aller Bytes der Nachricht ist der Wert des CRC Registers die Prüfsumme.

CRC Prüfsumme berechnen

Berechnungsalgorithmus der CRC16

Initialisierung eines 16 Bit Registers (2 Bytes) mit 0xFFFF. Dieses Register

wird als CRC16 Register bezeichnet. XOR-Verknüpfung des ersten Bytes der Nachricht mit dem niederwertigen

Byte des CRC16 Registers. Das Ergebnis wird im CRC16 Register gespeichert.

Verschieben des CRC16 Registers um 1 Bit nach rechts (in Richtung LSB),

MSB mit 0 auffüllen. LSB betrachten. LSB Wert überprüfen

War das LSB 0: Gehe zu Schritt 3 (neuerlich verschieben).

War das LSB 1: XOR Verknüpfung des CRC16 Registers mit dem CRC

Polynom 0xA001 (1010 0000 0000 0001).

Wiederholung der Schritte 3 und 4 bis 8 Schiebeoperationen durchgeführt

worden sind. Wenn diese durchgeführt wurden, wurde ein komplettes Byte der Nachricht bearbeitet.

Wiederholung der Schritte 3 bis 5 für das nächste Byte der Nachricht. Das

ganze wiederholen bis alle Bytes der Nachricht abgearbeitet wurden. Nach dem letzten Byte enthält das CRC16 Register die Prüfsumme.

Wenn die Prüfsumme an die zu sendende Nachricht angehängt wird, dann

müssen die beiden Bytes wie unten beschreiben vertauscht werden.

CRC Prüfsumme zur Nachricht hinzufügen

Wenn die 16 Bit (2 Bytes) CRC Prüfsumme mit einer Nachricht versendet wird, dann wird das niederwertige vor dem höherwertigen Byte übertragen.

Zum Beispiel, wenn die CRC Prüfsumme 0x1241 (0001 0010 0100 0001) ist:

Addr Func Data

Count

Data Data Data Data CRC

CRC Hi

0x41 0x12

Allgemeines

Verwendete Abkürzungen

AC Wechselstrom

DC Gleichstrom

FW Firmware

PV Photovoltaik

RTC Echtzeit-Uhr

SF Skalierungsfaktor

SW Software

V Spannung (Volt)

VA Scheinleistung

VAr Blindleistung

VMax Maximale Spannung

VMin Minimale Spannung

VRef Referenzspannung

W Leistung (Watt)

WR Wechselrichter

Power Factor (cos j)

Wechselrichter Energiezähler

SID

Identifizierung als SunSpec Gerät

Common Block

Geräteinformationen

Inverter Model

Wechselrichter-Daten

Nameplate Model End Block

Basic Settings Model

Ext. Measurement Model

Immediate Controls Model

Multi. MPPT Inv. Ext. Model

Basic Storage Control

End Block

Die Registerlisten können von der Fronius Homepage heruntergeladen werden:

https://www.fronius.com/de/downloads / Solar Energy / Modbus Sunspec Maps, State Codes und Events

SID

Identifizierung als SunSpec Gerät

Common Block

Geräteinformationen

Meter Model

Energiezähler-Daten

Antwortzeiten Empfehlung für Timeout-Werte

Modbus-Abfragen sollten nur sequenziell und nicht parallel ausgeführt werden (maximal 2 Anfragen parallel). Die Abfragen mit einem Timeout von mindestens 1 Sekunden durchführen. Abfragen im Millisekunden-Takt können zu langen Antwortzeiten führen. Multiple Registerabfragen in einer Nachricht sind schneller als mehrere Abfragen einzelner Register.

Modbus GeräteID für Wechselrichter

Modbus GeräteID für Energiezähler

TCP: Die unit-id vom Wechselrichter ist immer 0x01. Die Identifikation ist durch die IP-Adresse möglich.

RTU: Die slave-id muss auf der Weboberﬂäche des GEN24 konfiguriert werden. Es können mehrere GEN24-Geräte zusammengeschalten werden. Jedes Gerät muss eine eindeutige Nummer besitzen.

Ist ein Energiezähler (z. B. Fronius Smart Meter 63A) per Modbus RTU angeschlossen, kann dieser per Modbus TCP über die einstellbare Modbus Geräte-ID ausgelesen werden.

Fronius Smart Meter Adresse Modbus Geräte-ID

1 200 (default, Achtung - 240 bei SnapINverter)

2 201

3 202

4 203

5 204

Registeradressen

WICHTIG!

Registeradressen bleiben nicht konstant.

Die tatsächlichen Registeradressen sind abhängig von der Zusammensetzung

der dynamischen Sunspec Registerliste.

Richtige Vorgehensweise:

das Model per Abfrage suchen (Startadresse ermitteln)

dann mit Offsets arbeiten

Um ein Register auszulesen muss in der Modbus-Anfrage die Startadresse des Registers angegeben werden.

SunSpec Basis Register: 40001

Register nicht mit dem Modicon Adress-Schema verwechseln: Beim Modicon Adress-Schema wird 40001 als 4x40001 dargestellt. Um Register 40001 auszulesen, die Adresse 40000 (0x9C40) verwenden.

Die ausgesendete Registeradresse ist also immer um 1 geringer als die eigentliche Registernummer.

WICHTIG!

Aufgrund der verwendeten Datentypen können sich die Längen von einzelnen Models verändern.

Daher werden bei einigen Registertabellen für SunSpec Models Startadressen angegeben. Diese Startadresse zusammen mit dem Offset aus der Tabelle ergibt dann den Wert der tatsächlichen Registernummer. Beispiel: Tabelle Nameplate Model (120) auf Seite 23: Das Register WRtg des Nameplate Model hat einen Offset von 4. Die Startadresse ist bei der Einstellung „ﬂoat“ mit 40131 angegeben. Somit ist die korrekte Registernummer: 40131 + 4 = 40135.

Beispiele für Modbus RTU:

1. Abfrage von 4 Registern ab Register 40005 (Mn, Manufacturer)

Senden (Bytes in Hexadezimal)

01 03 9C 44 00 04 2A 4C

Gerät

e-ID

Func-

tion

Code

Adresse

40004 (ent-

spricht

40005)

Anzahl der

auszulesen-

den Register

Checksum-

Low

Byte

High Byte

Empfangen (Bytes in Hexadezimal)

01 03 08 46 72 6F 6E 69 75 73 00 8A 2A

Gerät

e-ID

Func-

tion

Code

An-

zahl

der

Bytes

Adresse

40005

“F“ und “r“

Adresse

40006

“o“ und “n“

Adresse

40007

“i“ und “u“

Adresse

40008

“s“ und 0

Checksum-

Low

Byte

High Byte

2. Schreiben von 1 Register ab Register 40242 (WmaxLimPct)

01 10 9D 32 00 01 02 13 88 E3 DD

Gerät

e-ID

01 10 9D 32 00 01 8F AA

Gerät

e-ID

Func-

tion

Code

Func-

tion

Code

Adresse

40242

Adresse

40242

Anzahl der

zu schrei-

benden Re-

gister

Anzahl der geschriebenen Register

Anzahl Daten-

bytes, die

noch fol-

gen

Checksumme “i“ und “u“

Low

High

Byte

zu schrei-

bender

wert

0x1388 =

5000

400

08 “s“

und

Checksumme

Low

Byte

Beispiele für Modbus TCP:

High Byte

1. Abfrage von 4 Registern ab Register 40005 (Mn, Manufacturer)

Senden (Bytes in Hexadezimal)

MBAP Header

Details siehe Beschreibung MBAP Header

03 9C 44 00 04

Func-

tion

Code

Adresse 40004

(entspricht

Anzahl der

auszulesen-

den Register

Empfangen (Bytes in Hexadezimal)

MBAP Header

Details siehe Beschreibung MBAP Header

03 08 46 72 6F 6E 69 75 73 00

Func-

tion

Code

Anzahl

der

Bytes

Adresse

40005

“F“ und “r“

Adresse

40006

“o“ und “n“

Adresse

40007

“i“ und “u“

Adresse

40008

“s“ und 0

2. Schreiben von 1 Register ab Register 40242 (WmaxLimPct)

Nicht vorhandene Datensätze

MBAP Header

Details siehe Beschreibung MBAP Header

MBAP Hea-

10 9D 32 00 01 02 13 88

Func-

tion

Code

Adresse 40242 Anzahl der

zu schrei-

benden Re-

gister

Anzahl Da-

tenbytes,

die noch fol-

gen

zu schrei-

bender Re-

gisterwert

0x1388 =

5000

10 9D 32 00 01

der

Details siehe Beschreibung MBAP Header

Func-

tion

Code

Adresse 40242 Anzahl der

geschiebe-

nen Register

Fronius Wechselrichter können nicht immer alle Daten, die in den SunSpec-

Datenmodellen spezifiziert sind, zur Verfügung stellen. Diese Daten werden je nach Datentyp laut SunSpec Spezifikation durch folgende Werte dargestellt:

int16 (-32767 bis 32767):

uint16 (0 bis 65534):

acc16 (0 bis 65535):

enum16 (0 bis 65534):

bitfield16 (0 bis 0x7FFF):

pad (0x8000):

int32 (-2147483647 bis 2147483647) :

uint32 (0 bis 4294967294):

acc32 (0 bis 4294967295 ):

enum32 (0 bis 4294967294):

bitfield32 (0 bis 0x7FFFFFFF):

int64 (-9223372036854775807 bis

9223372036854775807): uint64 (0 bis 18446744073709551615):

acc64 (0 bis 18446744073709551615):

stringX:

0x8000 0xFFFF 0 0xFFFF 0xFFFF immer 0x8000 0x80000000 0xFFFFFFFF 0 0xFFFFFFFF 0xFFFFFFFF 0x8000000000000 000 0xFFFFFFFFFFFFF FFF 0 alle X Register mit

ﬂoat32 (Bereich siehe IEEE 754):

sunssf (Skalierungsfaktoren; -10 bis 10):

0x0000 gefüllt 0x7FC00000 (NaN) 0x8000

Das Prefix "0x" steht für hexadezimale Zahlen

HINWEIS!

Nicht unterstützte Datenpunkte sind in den Registertabellen in der Spalte „Range of values“ mit „Not supported“ gekennzeichnet.

In diesem Fall erhält man beim Auslesen je nach Datentyp den entsprechenden Wert aus der obigen Liste. In bestimmten Fällen kann es vorkommen, dass grundsätzlich als unterstützt angeführte Register ebenfalls einen solchen Wert zurückliefern. Der Grund dafür ist, dass einige Werte vom Gerätetyp abhängig sind, z.B. die Ströme AphB und AphC bei einem einphasigen Wechselrichter.

Zeitverhalten der unterstützten Betriebsarten

Zeitverhalten am Beispiel einer Leistungsreduktion

Das Zeitverhalten des Wechselrichters in einer Betriebsart kann durch mehrere Zeitwerte festgelegt werden. In der Abbildung “Zeitverhalten am Beispiel einer Leistungsreduktion“ sind die drei möglichen Zeitwerte dargestellt:

WinTms 0 - 300 [Sekunden]

gibt ein Zeitfenster an, in dem die Betriebsart zufällig gestartet wird. Das Zeitfenster beginnt mit dem Startbefehl der Betriebsart (z.B. OutPF- Set_Ena = 1). Mit WinTms kann verhindert werden, dass alle Wechselrichter in der Anlage die Änderungen gleichzeitig übernehmen. Bei 0 (Standardwert) startet die Betriebsart sofort.

RvrtTms 0 - 28800 [Sekunden]

bestimmt, wie lange die Betriebsart aktiv sein soll. Mit jeder empfangenen Modbus Nachricht wird der Timer neu gestartet. Wenn während der Fallback-Zeit (= RvrtTms) keine neue Modbus Nachricht empfangen wurde, wird die Betriebsart automatisch beendet und auf die Betriebsart mit der nächsten Priorität zurückgeschaltet, beispielsweise auf dynamische Leistungsreduzierung. Ist RvrtTms = 0 (Standardwert) bleibt die Betriebsart so lange aktiv, bis diese manuell über das entsprechende Register wieder deaktiviert wird. Die Fallback Option steht in diesem Fall nicht zur Verfügung.

RmpTms

gibt vor, wie schnell die Änderungen durchgeführt werden sollen. Der entsprechende Wert wird in der angegebenen Zeit schrittweise vom alten zum neuen Wert hin verändert. Ist RmpTms = 0 (Standardwert) oder wird dieser Wert gar nicht unterstützt, wird sofort der neue Wert aktuell.

Vorzeichenkon-

(+kVAr, +kVArh)

(-kW,

-kWh)

(+kW, +kWh)

(-kVAr, -kVArh)

90°

0°

180°

270°

Quadrant 1

Quadrant 4

Quadrant 2

Quadrant 3

Power factor sign

convention

EEI: +

(Leading, capacitive)

Power factor sign

convention

EEI: +

(Leading, capacitive)

Power factor sign

convention

EEI: -

(Lagging, inductive)

Power factor sign

convention

EEI: -

(Lagging, inductive)

Apparent Power (VA)

Apparent Power (V

)

Apparent Power (VA)

par

ent

ower (VA)

Active Power Exported/Received (W)

Reactive Power

Exported/Received (Var)

Reactive Power

Exported/Received (Var)

Reactive Power

Exported/Received (Var)

Reactive Power

Exported/Received (Var)

vention für den Power Factor

Auf der Karte gespeicherte Werte

Die EEI-Vorzeichenkonvention1) für den Power Factor entspricht der SunSpec Spezifikation, und basiert auf den Angaben aus dem “Handbook for Electricity Metering“ und der IEC 61557-12 (2007).

Der Power Factor ist:

negativ bei positiver Blindleistung (übererregt, Quadrant 1)

positiv bei negativer Blindleistung (untererregt, Quadrant 4)

EEI = Edison Electrical Institute

Nameplate Model (IC120):

WRtg

AC Nennleistung des Wechselrichters

VARtg

AC Nennscheinleistung des Wechselrichters Standardwert = WRtg

VArRtgQ1

Maximale AC Blindleistung im 1. Quadranten (übererregt). Standardwert wird anhand von verfügbarem cos Phi (0.85) und der Nennscheinleistung berechnet. Skalierungsfaktor VArRtg_SF beachten

VArRtgQ4

Maximale AC Blindleistung im 4. Quadranten (untererregt). Standardwert wird anhand von verfügbarem cos Phi (0.85) und der Nennscheinleistung berechnet. Skalierungsfaktor VArRtg_SF beachten

ARtg

AC Nennstrom des Wechselrichters

Basic Settings Model (IC121):

WMax

Maximale AC Leistung Standardwert = WRtg

VRef

Referenzspannung am Einspeisepunkt

VRefOfs

Abweichung zur Referenzspannung

VMax

Maximale AC Spannung

VMin

Minimale AC Spannung

VAMax

Maximale AC Scheinleistung Standardwert = VARtg

Skalierungsfaktoren

Nicht beschreibbare Register

WICHTIG! Skalierungsfaktoren (auch bei Auswahl von "Float" möglich!) sind

nicht statisch, auch wenn diese als Fixwert in dieser BA angeben werden. Skalierungsfaktoren können sich bei jeder Firmware-Änderung und auch zur Laufzeit (auto-scale) verändern (z.B.: Skalierungsfaktor für Leistungsvorgabe).

Skalierungsfaktoren mit unveränderlichen Werten sind in den Tabellen in der Spalte "Range of values" angeführt. Aktuelldaten (Daten von Wechselrichtern und Energiezählern) können veränderliche Skalierungsfaktoren haben. Diese müssen aus den entsprechenden Registern ausgelesen werden.

Der Datentyp „sunssf“ ist ein signed integer mit 16bit. Rechenbeispiel: (Model 160): 1_DCW = 10000, DCW_SF = -1 -> Leistung = 10000 x 10^(-1) = 1000 W

Folgende Register können nicht beschrieben werden:

Read-Only (R) Register

aktuell nicht unterstützte Register

HINWEIS!

Wird versucht solche Register zu beschreiben, gibt der Wechselrichter keinen Exception Code zurück! Die in diese Register geschriebenen Werte werden ohne Fehlermeldung ignoriert. Im Model 123 und 124 kommt eine Exception beim Schreibzugriff, wenn die Steuerungsmöglichkeit im lokalen Webinterface deaktiviert wurden.

Schreiben ungültiger Werte

Einige Register lassen nur bestimmte Werte zu. Die gültigen Werte sind der jeweiligen Register-Tabelle zu entnehmen. Wird ein ungültiger Wert in ein Register geschrieben, so gibt der Fronius Datamanager den Exception Code 3 (Illegal Data Value) zurück. Der ungültige Wert wird ignoriert. Werden mehrere Register auf einmal beschrieben, werden alle gültigen Werte bis zu dem Register mit dem ungültigen Wert geschrieben. Anschließend wird der Schreibvorgang abgebrochen.

Einstellungen - Modbus

Allgemeines Über die Web-Schnittstelle des Wechselrichters können via Internet-Browser

Einstellungen für die Modbus Anbindung vorgenommen werden, welche über das Modbus-Protokoll nicht ansprechbar sind.

Einstellungen Modbus öffnen

Modbus Modbus RTU-Schnittstelle 0 / 1

Die Weboberﬂäche des Wechselrichters öffnen

Den Bereich “Kommunikation“ (1) auswählen

Den Menüpunkt “Modbus“ (2) öffnen

Wird eine der beiden Modbus RTU Schnittstellen auf Slave gestellt, stehen folgende Eingabefelder zur Verfügung:

„Baudrate“ Die Baudrate beeinﬂusst die Geschwindigkeit der Übertragung zwischen den einzelnen im System angeschlossenen Komponenten. Bei der Auswahl der Baudrate ist darauf zu achten, dass diese auf Sende- und Empfangsseite gleich sind.

„Parität“ Das Paritätsbit kann zur Paritätskontrolle genutzt werden. Diese dient der Erkennung von Übertragungsfehlern. Ein Paritätsbit kann dabei eine bestimmte Anzahl von Bits absichern. Der Wert (0 oder 1) des Paritätsbits muss beim Sender berechnet werden und wird beim Empfänger mithilfe der gleichen Berechnung überprüft. Die Berechnung des Paritätsbits kann für gerade oder ungerade Parität erfolgen..

„SunSpec Model Type“ Je nach Sunspec Model gibt es zwei verschiedene Einstellungen.

ﬂoat: SunSpec Inverter Model 111, 112, 113 bzw. 211, 212, 213. int + SF: SunSpec Inverter Model 101, 102, 103 bzw. 201, 202, 203.

„Zähleradresse“

Der eingegebene Wert ist die dem Zähler zugewiesene Identifikationsnummer (Unit ID). Zu finden auf der Webseite des Wechselrichters im Menü Kommunikation - Modbus. Werkseinstellung: 200

„Wechselrichteradresse“ Der eingegebene Wert ist die dem Wechselrichter zugewiesene Identifikationsnummer (Unit ID). Zu finden auf der Webseite des Wechselrichters im Menü Kommunikation - Modbus. Werkseinstellung: 1

Slave als Modbus TCP

Wird die Funktion „Slave als Modbus TCP“ aktiviert, stehen folgende Eingabefelder zur Verfügung:

„Modbus-Port“ Nummer des TCP Ports, der für die Modbus-Kommunikation zu verwenden ist.

„SunSpec Model Type“ Je nach Sunspec Model gibt es zwei verschiedene Einstellungen.

ﬂoat: SunSpec Inverter Model 111, 112, 113 bzw. 211, 212, 213. int + SF: SunSpec Inverter Model 101, 102, 103 bzw. 201, 202, 203.

„Zähleradresse“ Der eingegebene Wert ist die dem Zähler zugewiesene Identifikationsnummer (Unit ID). Zu finden auf der Webseite des Wechselrichters im Menü Kommunikation - Modbus. Werkseinstellung: 200

Wechselrichter-Steuerung über Modbus

Wenn diese Option aktiviert ist, erfolgt die Wechselrichter-Steuerung über Modbus. Zur Wechselrichter-Steuerung gehören folgende Funktionen:

Ein / Aus

Leistungsreduktion

Vorgabe eines konstanten Power Factors (cos Phi)

Vorgabe einer konstanten Blindleistung

Batteriesteuerungsvorgaben mit Batterie

Steuerung einschränken

Die Option “Steuerung einschränken“ ist nur beim Übertragungsprotokollen tcp verfügbar. Sie dient dazu Wechselrichter-Steuerungsbefehle durch Unbefugte zu verhindern, indem die Steuerung nur für bestimmte Geräte erlaubt wird.

Steuerung einschränken

Wenn diese Option aktiviert ist, dürfen nur bestimmte Geräte Steuerungsbefehle schicken.

IP-Adresse

Um die Wechselrichter-Steuerung auf ein oder mehrere Geräte zu beschränken, werden in diesem Feld die IP-Adressen jener Geräte eingetragen die Befehle an den Wechselrichter senden dürfen. Mehrere Einträge werden durch Beistriche getrennt.

Beispiele:

eine IP-Adresse: 98.7.65.4

Steuerung nur durch IP Adresse 98.7.65.4 zulässig

mehrere IP-Adressen: 98.7.65.4,222.44.33.1

Steuerung nur durch IP Adressen 98.7.65.4 und 222.44.33.1 zulässig

IP-Adressbereich z.B. von 98.7.65.1 bis 98.7.65.254 (CIDR Notation):

98.7.65.0/24 Steuerung nur durch IP Adressen 98.7.65.1 bis 98.7.65.254 zulässig

Common & Inverter Model

Common Block Register

Inverter Model Register

Die Beschreibung des Common Block inklusive der SID Register (Register 40001-40002) zur Identifizierung als SunSpec Gerät gilt für jeden Gerätetyp (Wechselrichter, Energiezähler). Jedes Gerät besitzt einen eigenen Common Block, in dem Informationen über das Gerät (Modell, Seriennummer, SW Version, etc.) aufgeführt sind.

Die Register Tabellen sind auf der Fronius Homepage zu finden oder direkt über den Link

http://www.fronius.com/QR-link/0024 abrufbar.

Für die Wechselrichter-Daten werden zwei verschiedene SunSpec Models unterstützt:

das standardmäßig eingestellte Inverter Model mit Gleitkomma-Darstellung

(Einstellung „ﬂoat“; 111, 112 oder 113) das Inverter Model mit ganzen Zahlen und Skalierungsfaktoren

(Einstellung „int+SF“; 101, 102 oder 103)

Die Registeranzahl der beiden Model-Typen ist unterschiedlich!

Die Register Tabellen sind auf der Fronius Homepage zu finden oder direkt über den Link

http://www.fronius.com/QR-link/0024 abrufbar.

SunSpec Operating Codes

Name Wert Beschreibung

I_STATUS_OFF 1 Wechselrichter ist aus

I_STATUS_SLEEPING 2 Auto-Shutdown

I_STATUS_STARTING 3 Wechselrichter startet

I_STATUS_MPPT 4 Wechselrichter arbeitet normal

I_STATUS_THROTTLED 5 Leistungsreduktion aktiv

I_STATUS_SHUTTING_DOWN

I_STATUS_FAULT 7 Ein oder mehr Fehler existieren,

I_STATUS_STANDBY 8 Standby

* Inverter Model Register

6 Wechselrichter schaltet ab

siehe St *oder Evt * Register

Nameplate Model (120)

Allgemeines Dieses Modell entspricht einem Leistungsschild. Folgende Daten können ausge-

lesen werden:

DERType (3)

Art des Geräts. Das Register liefert den Wert 4 zurück (PV-Gerät)

WRtg (4)

Nennleistung des Wechselrichters

VARtg (6)

Nenn-Scheinleistung des Wechselrichters

VArRtgQ1 (8) - VArRtgQ4 (11)

Nenn-Blindleistungswerte für die vier Quadranten

ARtg (13)

Nennstrom des Wechselrichters

PFRtgQ1 (15) – PFRtgQ4 (18)

Minimale Werte für den Power Factor für die vier Quadranten

Nameplate Register

Startadresse:

bei Einstellung „ﬂoat“: 40131

bei Einstellung „int+SF“: 40121

Die Register Tabellen sind auf der Fronius Homepage zu finden oder direkt über den Link

http://www.fronius.com/QR-link/0024 abrufbar.

Basic Settings Model (121)

Local Bus

Utility Power System

Local Power System with

Line Resistors

DER interconnections

Point of Common

Coupling (PCC)

Example Settings

VRef = 120V

VRefOfs = 2V

VRefOfs = 4V

VRefOfs = 3V

= Electrical Connection Point (ECP)

Basic Settings Register

Referenzspannung

Startadresse:

bei Einstellung „ﬂoat“: 40159

bei Einstellung „int+SF“: 40149

Die Register Tabellen sind auf der Fronius Homepage zu finden oder direkt über den Link

http://www.fronius.com/QR-link/0024 abrufbar.

VRef (4)

Die Referenzspannung ist die Spannung an jenem gemeinsamen Anschlusspunkt, an welchem das lokale Netz mit dem öffentlichen Stromnetz verknüpft ist, und entspricht der Nennspannung des Wechselrichters. => siehe Abbildung “Gemeinsamer Anschlusspunkt“

Die Angabe erfolgt in Volt im Bereich von 0 (0x0000) bis 400 (0x0190).

Abweichung zur Referenzspannung

Gemeinsamer Anschlusspunkt

VRefOfs (5)

Je nach Verschaltung des lokalen Netzes kann es am Anschlusspunkt jedes einzelnen Wechselrichters an das lokale Netz zu einer Abweichung zur Referenzspannung kommen (siehe Abbildung “Gemeinsamer Anschlusspunkt“).

Extended Measurements & Status Model (122)

Allgemeines Dieses Modell liefert einige zusätzliche Mess- und Statuswerte, die das normale

Inverter Model nicht abdeckt:

PVConn (3)

Dieses Bitfeld zeigt den Status des Wechselrichter an

Bit 0: Verbunden

Bit 1: Ansprechbar

Bit 2: Arbeitet (Wechselrichter speist ein)

ECPConn (5)

Dieses Register zeigt den Verbindungsstatus zum Netz an

ECPConn = 1: Wechselrichter speist gerade ein

ECPConn = 0: Wechselrichter speist nicht ein

ActWH (6 - 9)

Wirkenergiezähler

StActCtl (36 - 37)

Bitfeld für zurzeit aktive Wechselrichter-Modi

Bit 0: Leistungsreduktion (FixedW; entspricht WMaxLimPct Vorgabe)

Bit 1: konstante Blindleistungs-Vorgabe (FixedVAR; entspricht VAr-

MaxPct) Bit 2: Vorgabe eines konstanten Power Factors (FixedPF; entspricht Out-

PFSet)

Extended Measurements & Status Register

TmSrc (38 - 41)

Quelle für die Zeitsynchronisation. Das Register liefert den String „RTC“ zurück.

Tms (42 - 43)

Aktuelle Uhrzeit und Datum der RTC Angegeben werden die Sekunden vom 1. Jänner 2000 00:00 (UTC) bis zur aktuellen Zeit

Ris

Iso Widerstand

Startadresse:

bei Einstellung „ﬂoat“: 40191

bei Einstellung „int+SF“: 40181

Die Register Tabellen sind auf der Fronius Homepage zu finden oder direkt über den Link

http://www.fronius.com/QR-link/0024 abrufbar.

Immediate Controls Model (123)

Allgemeines Mit den Immediate Controls können folgende Einstellungen am Wechselrichter

vorgenommen werden:

Unterbrechung des Einspeisebetriebs des Wechselrichters (Standby)

Konstante Reduktion der Ausgangsleistung

Vorgabe eines konstanten Power Factors

Vorgabe einer konstanten relativen Blindleistung

Am Webinterface des Wechselrichters muss in den Einstellungen unter Modbus die Einstellung „Wechselrichter-Steuerung über Modbus“ aktiviert sein, um hier schreibend aktiv werden zu können. Je nach eingestellter Steuerungs-Priorität (IO-Steuerung, Dynamische Leistungsreduzierung oder Steuerung über Modbus) werden Modbus Kommandos eventuell nicht angenommen.

Immediate Controls Register

Standby Conn_WinTms (3) bis Conn (5)

Startadresse:

bei Einstellung „ﬂoat“: 40237

bei Einstellung „int+SF“: 40227

Die Register Tabellen sind auf der Fronius Homepage zu finden oder direkt über den Link

http://www.fronius.com/QR-link/0024 abrufbar.

Diese Register dienen zur Steuerung des Standby Modus (kein Einspeisebetrieb) des Wechselrichters.

Conn_WinTms (3) und Conn_RvrtTms (4) Mit diesen Registern kann das Verhalten des Wechselrichters zeitlich gesteuert werden. => siehe Abschnitt “Zeitverhalten der unterstützten Betriebsarten“. Als Standard ist für alle Register 0 vorgegeben.

Conn (5)

Um den Wechselrichter in den Standby zu schalten schreibt man in dieses

den Wert 1

Leistungsreduktion

HINWEIS!

Ob der Wechselrichter einspeist oder nicht kann auch über das Register ECPConn aus dem Extended Measurements and Status Model ausgelesen werden.

WMaxLimPct (6) bis WMaxLim_Ena (10) Über diese Register kann beim Wechselrichter eine Reduktion der Ausgangsleistung eingestellt werden.

WMaxLimPct (6)

In Register WMaxLimPct können Werte zwischen 0% und 100% eingetragen wer-

den. Die Werte beschränken die maximal mögliche Ausgangsleistung des Gerätes, und haben daher nicht unbedingt eine Auswirkung auf die aktuelle Leistung.

WICHTIG! Den Skalierungsfaktor für dieses Register beachten! Weitere Informationen unter: http://sunspec.org/wp-content/uploads/2015/06/SunSpec-Information-Models-12041.pdf

WMaxLimPct_WinTms (7), WMaxLimPct_RvrtTms (8)

Mit diesen Registern kann das Verhalten des Wechselrichters für diese Betriebsart zeitlich gesteuert werden. => siehe Abschnitt “Zeitverhalten der unterstützten Betriebsarten“. Als Standard ist für alle Register 0 vorgegeben.

WMaxLim_Ena (10)

Zum Starten und Beenden diese Betriebsart

Wert 1 in das Register WMaxLim_Ena schreiben = Betriebsart starten

Wert 0 in das Register WMaxLim_Ena schreiben = Betriebsart beenden

HINWEIS!

Um bei einer aktiven Betriebsart Werte zu verändern (z.

B. ein anderes Leistungslimit oder eine andere Rückkehrzeit einstellen), folgendermaßen vorgehen:

neuen Wert in das entsprechende Register schreiben

▶

die Betriebsart über Register WMaxLim_Ena durch Setzen einer 1 erneut

▶

starten

Beispiel: Leistungsreduktion einstellen

Wenn mit Funktionscode 0x10 (write multiple registers) gearbeitet wird, kann eine Performance-Verbesserung bei den Leistungsvorgaben erreicht werden. Es kann mit nur einem statt zwei Modbusbefehlen die Leistung und das Enable gleichzeitig vorgegeben werden. Es können alle 5 Register (WMaxLimPct, WMaxLimPct_WinTms, WMaxLimPct_RvrtTms, WMaxLimPct_RmpTms, WMaxLim_Ena) mit einem Befehl geschrieben werden. Das Schreiben auf das "Read Only"-Register WMaxLimPct_RmpTms erfolgt ohne Rückgabe eines sonst üblichen Exception-(Fehler)-Codes. Z.B. Registerwerte für 80% Vorgabe ohne Timingvorgaben: 8000, 0, 0, 0, 1

Wert für die Reduktion der Ausgangsleistung in Register WMaxLimPct

schreiben (z. B. 3000 für 30%)

Optional die Start- und Rückkehrzeit über Register WMaxLimPct_WinTms

und WMaxLimPct_RvrtTms einstellen Durch Schreiben von 1 in Register WMaxLim_Ena die Betriebsart starten

WICHTIG! Den Skalierungsfaktor für dieses Register beachten!

Weitere Informationen unter: http://sunspec.org/wp-content/uploads/2015/06/SunSpec-Information-Models-12041.pdf

Beispiel: Ändern der Rückkehrzeit bei aktiver Leistungsreduktion

Leistungsreduktion ursprünglich mit WMaxLimPct_RvrtTms = 0 gestartet, das heißt die Betriebsart muss manuell beendet werden.

WMaxLimPct_RvrtTms auf z.B. 30 setzen

Durch Schreiben von 1 in Register WMaxLim_Ena Änderung übernehmen

Betriebsart wird nach 30 Sekunden selbständig beendet und auf die

nächste Priorität zurückgestellt (z.B.: Dynamische Leistungsreduzierung)

Auswirkungen der Blindleistungs-Vorgaben auf die Wirkleistung

Der Blindleistungs-Betrieb wird grundsätzlich durch den maximalen Ausgangsstrom (die maximale Scheinleistung) sowie durch die operative BlindleistungsGrenze des Wechselrichters begrenzt:

Die folgende Abbildung zeigt den möglichen Arbeitsbereich des Wechselrichters. Alle durch Wirkleistung P und Blindleistung Q definierten gültigen Arbeitspunkte sind innerhalb des grauen Bereiches.

Die Maximalwerte müssen über die Register VArRtgQ1 bis VArRtgQ4 und VArRtg_SF aus den Nameplate Model ausgelesen werden.

untererregt (induktiv) übererregt (kapazitiv)

Blindleistung und Power Factor

Legende:

W Leistung VAr

W VAr

max

Nennleistung Blindleistung

VAr

max

rel

Nenn-Blindleistung

relative Blindleistung (VAr/VArmax)

Konstanter Power Factor

OutPFSet (11) bis OutPFSet_Ena (15) Über diese Register kann beim Wechselrichter ein konstanter Power Factor vorgegeben werden.

OutPFSet (11)

In Register OutPFSet können positive und negative Werte für den Power

Factor eingegeben werden Die Werte sind mit Faktor im Register OutPFSet_SF zu skalieren

Die minimal möglichen Werte hängen vom Wechselrichter-Typ ab und

können dem Nameplate Model entnommen werden

HINWEIS!

Der Wert für den Power Factor muss mit dem korrekten Vorzeichen eingegeben werden, siehe Abschnitt “Vorzeichenkonvention für den Power Factor“

positiv für untererregt

▶

negativ für übererregt

▶

OutPFSet_WinTms (12), OutPFSet_RvrtTms (13) Mit diesen Registern kann das Verhalten des Wechselrichters für diese Betriebsart zeitlich gesteuert werden. => siehe Abschnitt “Zeitverhalten der unterstützten Betriebsarten“. Als Standard ist für alle Register 0 vorgegeben.

Beispiel: Konstanten Power Factor vorgeben

OutPFSet_Ena (15)

Zum Starten und Beenden dieser Betriebsart

Wert 1 in das Register OutPFSet_Ena schreiben = Betriebsart starten

Wert 0 in das Register OutPFSet_Ena schreiben = Betriebsart beenden

HINWEIS!

Um bei einer aktiven Betriebsart Werte zu verändern (z.B. ein anderen Power Factor oder eine andere Rückkehrzeit einstellen), folgendermaßen vorgehen:

neuen Wert in das entsprechende Register schreiben

▶

die Betriebsart über Register OutPFSet_Ena durch Setzen einer 1 erneut

▶

starten

OutPFSet_RmpTMS

Wert für den Power Factor in Register OutPFSet schreiben

(z. B. 950 für 0,95) Optional die Start- und Rückkehrzeit über Register OutPFSet_WinTms und

OutPFSet_RvrtTms einstellen Durch Schreiben von 1 in Register OutPFSet_Ena die Betriebsart starten

Konstante relative Blindleistung

VArMaxPct (17) bis VArPct_Ena (23) Über diese Register kann am Wechselrichter ein konstanter Wert für die Blindleistung eingestellt werden, die der Wechselrichter liefern soll.

VArMaxPct (17)

zum Einstellen eines Wertes für die konstante Blindleistung

Die minimal und maximal möglichen Werte hängen vom Wechselrichter-Typ

HINWEIS!

Im praktischen Betrieb wird die tatsächlich verfügbare Blindleistung durch die Betriebsgrenzen des Wechselrichters vorgegeben.

Deshalb kann die Blindleistungs-Vorgabe nur dann erreicht werden, wenn ausreichend Wirkleistung eingespeist wird. Wird zu wenig Wirkleistung eingespeist, arbeitet der Wechselrichter an der Betriebsgrenze.

VArPct_WinTms (19), VArPct_RvrtTms (20)

VArPct_Mod (22)

dieses Register kann nicht verändert werden

liefert die (derzeit) unterstützte Betriebsart zurück

Blindleistung in Prozent der maximal möglichen Blindleistung

VArPct_Ena (23)

Zum Starten und Beenden dieser Betriebsart

Wert 1 in das Register VArPct_Ena schreiben = Betriebsart starten

Wert 0 in das Register VArPct_Ena schreiben = Betriebsart beenden

HINWEIS!

Um bei einer aktiven Betriebsart Werte zu verändern (z.

B. ein andere Blindleistung oder eine andere Rückkehrzeit einstellen), folgendermaßen vorgehen:

neuen Wert in das entsprechende Register schreiben

▶

die Betriebsart über Register VArPct_Ena durch Setzen einer 1 erneut star-

▶

ten

VArPct_RmpTms (23)

der relative Annäherungswert in %/s

Beispiel: Konstante Blindleistung vorgeben

Wert für die relative Blindleistung in Register VArMaxPct schreiben

(z. B. 80 für 80%) Optional die Start- und Rückkehrzeit über Register VArPct_WinTms und

VArPct_RvrtTms einstellen Durch Schreiben von 1 in Register VArPct_Ena den Betriebsart starten

Multiple MPPT Inverter Extension Model (160)

Allgemeines Das Multiple MPPT Inverter Extension Model beinhaltet die Werte der DC

Eingänge des Wechselrichters.

Verfügt der Wechselrichter über mehrere DC Eingänge, so werden Strom, Spannung, Leistung, Energie und Statusmeldungen der einzelnen Eingänge hier aufgelistet. Im Inverter Model (101 -103 oder 111 - 113) wird in diesem Fall nur die gesamte DC Leistung beider Eingänge ausgegeben. DC Strom und DC Spannung werden als "not implemented" angezeigt.

Die Anzahl der Blöcke wird anhand der DC-Eingänge automatisch angepasst. Bei Geräten mit einer Speicherlösung gibt es zwei zusätzliche Blöcke (Laden (MPP3) und Entladen (MPP4)). Die Registeradressen verschieben sich bei den nachfolgenden Models (absolutbezogen auf die Registeradressen).

Multiple MPPT Inverter Extension Register

Startadresse:

bei Einstellung „ﬂoat“: 40263

bei Einstellung „int+SF“: 40253

Die Register Tabellen sind auf der Fronius Homepage zu finden oder direkt über den Link

http://www.fronius.com/QR-link/0024 abrufbar.

Basic Storage Control Model (124)

Allgemeines Dieses Model ist nur für Wechselrichter mit einer Speicherlösung verfügbar.

Mit dem Basic Storage Control Model können folgende Einstellungen am Wechselrichter vorgenommen werden:

Vorgabe eines Leistungsfensters, in dem sich die Lade-/Entladeleistung vom

Energiespeicher bewegen soll. Vorgabe eines minimalen Ladestandes, den der Energiespeicher nicht unter-

schreiten soll Ladung des Energiespeichers vom Netz erlauben/verbieten

HINWEIS!

Alle Vorgaben verstehen sich als Empfehlungen! Der Wechselrichter kann von den Vorgaben abweichen, wenn dies aus Gründen der Betriebssicherheit erforderlich ist.

Bereitgestellte Informationen

Das Basic Storage Control Model stellt folgende Informationen lesend zu Verfügung:

WChaMax

Wenn ein Energiespeicher verfügbar ist liefert dieses Register den Bezugs-

wert für die Register OutWRte und InWRt zurück. WChaMax := max(MaxChaRte, MaxDisChaRte) Wenn kein Energiespeicher verfügbar ist liefert das Register den Wert 0

zurück.

ChaState

Ladestand des Energiespeicher in %:

Estimated_Capacity_Remaining [Wh] / Estimated_Capacity_Maximum [Wh]

ChaSt Betriebsstatus des Energiespeichers

OFF: Energiespeicher ist nicht verfügbar

EMPTY: Energiespeicher ist derzeit vollständig entladen

DISCHARGING: Energiespeicher wird derzeit entladen

CHARGING: Energiespeicher wird derzeit geladen

FULL: Energiespeicher ist derzeit vollständig geladen

HOLDING: Energiespeicher wird derzeit weder geladen noch entladen

TESTING: wird während Kalibrations- oder Service-Ladung benutzt

Leistungsfenster-Vorgaben

Für die folgenden Beispiele wird WchaMax = 3300 W angenommen.

Für resultierende Leistungsfenster gilt:

negative Leistungswerte entsprechen einer Ladung des Energiespeichers

positive Werte entsprechen einer Entladung des Energiespeichers

HINWEIS!

Die Werte in den folgenden Beispielen müssen nach dem Lesen und vor dem Schreiben entsprechend ihren Skalierungsfaktoren in den angegebenen Skalierungsregistern skaliert werden.

Die Manipulation der Register InWRte, OutWRte und StorCtl_Mod führt zu Änderungen des Batteriestatus in Fronius Solar.web, zum Beispiel „Erzwungene Nachladung“ und „Energiesparmodus“, abhängig von den Benutzereinstellungen und dem aktuellen Status der Batterie.

Beispiel 1: Nur Laden des Energiespeichers erlauben

Dieses Verhalten kann durch Limitierung der maximalen Entladeleistung auf 0% erreicht werden => resultiert in Fenster [-3300 W, 0 W]

OutWRte = 0% (setze Entladelimit auf 0% von WchaMax)

StorCtl_Mod = 2 (schaltet Entladegrenzwert aktiv, Bit-Muster: 10)

InWRte ist in diesem Fall nicht relevant

Beispiel 2: Nur Entladen des Energiespeichers erlauben

Dieses Verhalten kann durch Limitierung der maximalen Ladeleistung auf 0% erreicht werden => resultiert in Fenster [0 W, 3300 W]

InWRte = 0% (setze Ladelimit auf 0% von WchaMax)

StorCtl_Mod = 1 (Bit 1 schaltet Ladegrenzwert aktiv, Bit-Muster: 01)

OutWRte ist in diesem Fall nicht relevant

Beispiel 3: Weder Laden noch Entladen erlauben

Dieses Verhalten kann durch Limitierung der maximalen Ladeleistung auf 0% und Limitierung der maximalen Entladeleistung auf 0% erreicht werden => resultiert in Fenster [0 W, 0 W]

InWRte = 0% (setze Ladelimit auf 0% von WchaMax)

OutWRte = 0% (setze Entladelimit auf 0% von WchaMax)

StorCtl_Mod = 3 (schalte beide Grenzwerte aktiv, Bit-Muster: 11)

Beispiel 4: Laden und Entladen mit maximal 50% der nominalen Leistung

Dieses Verhalten kann durch Limitierung der maximalen Ladeleistung auf 50% und Limitierung der maximalen Entladeleistung auf 50% erreicht werden => resultiert in Fenster [-1650 W, 1650 W]

InWRte = 50% (setze Ladelimit auf 50% von WchaMax)

OutWRte = 50% (setze Entladelimit auf 50% von WchaMax)

StorCtl_Mod = 3 (schalte beide Grenzwerte aktiv, Bit-Muster: 11)

Beispiel 5: Laden im Bereich von 50% bis 75% der nominalen Leistung

Dieses Verhalten kann durch Limitierung der maximalen Ladeleistung auf 75% und Limitierung der maximalen Entladeleistung auf -50% erreicht werden => resultiert in Fenster [1650 W, 2475 W]

InWRte = 75% (setze Ladelimit auf 75% von WchaMax)

OutWRte = -50% (setze Entladelimit auf -50% von WchaMax)

StorCtl_Mod = 3 (schalte beide Grenzwerte aktiv, Bit-Muster: 11)

Der Batteriestatus in Fronius Solar.web wechselt zu „Erzwungene Nachla-

dung“

Beispiel 6: Entladen mit 50% der nominalen Leistung

Dieses Verhalten kann durch Limitierung der maximalen Ladeleistung auf -50% und Limitierung der maximalen Entladeleistung auf 50% erreicht werden => resultiert in Fenster [-1650 W, -1650 W]

InWRte = -50% (setze Ladelimit auf -50% von WchaMax)

OutWRte = 50% (setze Entladelimit auf 50% von WchaMax)

StorCtl_Mod = 3 (schalte beide Grenzwerte aktiv, Bit-Muster: 11)

Beispiel 7: Laden mit 50% bis 100% der nominalen Leistung

Dieses Verhalten kann durch Limitierung der maximalen Entladeleistung auf

-50% erreicht werden => resultiert in Fenster [1650 W, 3300 W] OutWRte = -50% (setze Entladelimit auf -50% von WchaMax)

StorCtl_Mod = 2 (schaltet Entladegrenzwert aktiv, Bit-Muster: 10)

InWRte ist in diesem Fall nicht relevant

Der Batteriestatus in Fronius Solar.web wechselt zu „Erzwungene Nachla-

dung“

Vorgabe des minmalen Ladestandes

Laden des Energiespeichers vom Netz

Basic Storage Controls Register

Durch Setzen von Register MinRsvPct kann ein minimal zu erhaltender Ladezustand des Speichers festgelegt werden. Beispielsweise kann durch Setzen von MinRsvPct=20% eine Reserve von 20% des Ladezustandes reserviert werden, die der Ladezustand nicht unterschreiten soll.

Mit dem Register ChaGriSet kann es dem Wechselrichter erlaubt oder verboten werden, den Speicher vom Netz zu laden. Das Register CharGriSet und das Feld ‚Batterieladung aus EVU Netz erlauben' in den Einstellungen der Fronius Anlagenüberwachung sind UND-verknüpft (Gerätekonfiguration - Komponenten Batterie). Soll das Verhalten über das Flag ChaGriSet gesteuert werden, muss das Häkchen bei ‚Batterieladung aus EVU Netz erlauben' gesetzt sein.

Die Batterie kann über das Modell IC124 aus dem Standby-Betrieb geweckt werden.Wird der SocMin unter den letzten bekannten SoC gesetzt während sich die Batterie im Standby befindet, wird diese aktiviert.

Startadresse:

bei Einstellung „ﬂoat“: 40313

bei Einstellung „int+SF“: 40303

Die Register Tabellen sind auf der Fronius Homepage zu finden oder direkt über den Link

http://www.fronius.com/QR-link/0024 abrufbar.

Mit Fronius Solar.web können Statusänderungen der Batterie visualisiert werden. Diese Änderungen können in Fronius Solar.web unter der Option Energiebilanz und dann Erzeugung oder Verbrauch eingesehen werden. Die Änderungen sind mit einem Blasenstatus gekennzeichnet, ein Klick auf eine Zustandsänderung zeigt den vorherigen Zustand gefolgt von einem Pfeil und dem neuen Zustand.

Änderung des Batteriezustandes von Inbetriebnahme zum Normalbetrieb

Batteriezustandsänderungen werden während des normalen Betriebs ausgelöst (wenn die Batterie betriebsbereit ist, aus Sicherheitsgründen...) oder durch Änderungen der Modbus-Register MinRsvPct, InWRte, OutWRte und StorCtl_Mod. Die Änderungen können wie folgt ausgelöst werden:

Über das Register MinRsvPct wird ein minimaler Ladezustand eingestellt, der

entsprechende Zustandswechsel ist der „Energiesparmodus“. Durch Setzen der Register InWRte, OutWRte, StorCtl_Mod könnte der Bat-

teriestatus auf „Erzwungene Nachladung“ wechseln.

Meter Model

Meter Model Register

Die Daten eines per Modbus RTU mit dem Fronius Datamanager verbundenen Energiezählers können per Modbus TCP über die entsprechenden SunSpec Models ausgelesen werden. Ähnlich wie bei den Inverter Models gibt es auch hier zwei verschiedene SunSpec Models:

das Meter Model mit Gleitkommadarstellung

(Einstellung „ﬂoat“; 211, 212 oder 213) das Meter Model mit ganzen Zahlen und Skalierungsfaktoren

(Einstellung „int+SF“; 201, 202 oder 203)

Die Registeranzahl der beiden Model-Typen ist unterschiedlich!

Die Modbus Geräte-ID des Energiezählers ist konfigurierbar (default = 200).

Die Register Tabellen sind auf der Fronius Homepage zu finden oder direkt über den Link

http://www.fronius.com/QR-link/0024 abrufbar.

Es gibt 4 verschiedene Meter-Locations, diese werden durch die Locationnummer beschrieben (siehe Tabelle). Je nachdem, wo sich der Smart Meter befindet und ob der Wechselrichter produziert oder konsumiert, ändern sich die Vorzeichen der PowerReal-Werte und der Energy-Werte. Diese werden in der folgenden Tabelle aufgezeigt:

Meter_Location

PowerReal_P_Sum (+ positive)

PowerReal_P_Sum (negative)

Energy plus (absolute counter)

Energy minus (absolute counter)

*Tritt nur bei Ausnahmen auf. Zum Beispiel bei einem versteckten Generator.

0 (grid) 1 (load) 3 (ext. gene-

rator)

Konsumieren vom Netz

Einspeisung ins Netz

Importieren vom Netz = Energie konsumieren

Exportieren ins Netz = Energie produzieren

Power produzieren

Normaler Konsum

Power produzieren* = Energie produzieren

Konsumieren = Energie konsumieren

Generieren Load produ-

Konsumieren Normaler

Generieren = Energie produzieren

Konsumieren = Energie konsumieren

256-511 (subload)

ziert Power

Konsum

Power produzieren* = Energie produzieren

Konsumieren = Energie konsumieren

End Block

Allgemeines Zwei Register nach dem letzten Datenmodell zeigen an, dass keine weiteren Sun-

Spec-Modelle mehr folgen. Die Adressen dieser beiden Register sind je nach Gerätetyp (Wechselrichter, String Control, Energiezähler) und ausgewähltem Datentyp („ﬂoat“ oder „int +SF“) verschieden.

Wechselrichter:

- Startadresse für bei Einstellung „ﬂoat“: 40313

- Startadresse bei Einstellung „int+SF“: 40303

String Control:

- Startadresse: 40127

Energiezähler:

- Startadresse für bei Einstellung „ﬂoat“: 40195

- Startadresse bei Einstellung „int+SF“: 40176

End Block Die Register Tabellen sind auf der Fronius Homepage zu finden oder direkt über

den Link

http://www.fronius.com/QR-link/0024 abrufbar.

Table of contents

The Modbus Protocol 41

General 41 Structure of Modbus Messages 41 Modbus TCP – MBAP Header 42 Supported function codes 42 03 (0x03) Read Holding Registers 43 06 (0x06) Write Single Register 43 16 (0x10) Write Multiple Registers 44 Exception codes 44 CRC Calculation for Modbus RTU 45 Calculating CRC Checksum 46 Adding CRC Checksum to the Message 47

General 48

Abbreviations Used 48 Register maps 48 Response times 49 Modbus device ID for inverters 49 Modbus device ID for energy meters 49 Register addresses 49 Unavailable data records 52 Time response of the supported operating modes 52 Sign Convention for the Power Factor 53 Values saved on the card 54 Scale factors 54 Non-writable registers 55 Entering Invalid Values 55

Modbus Settings 56

General 56 Open the Modbus settings 56 Modbus 56 Limiting control 57

Common & Inverter Model 58

Common Block Register 58 Inverter Model Register 58 SunSpec Operating Codes 58

Nameplate Model (120) 59

General 59 Nameplate Register 59

Basic Settings Model (121) 60

Basic Settings Register 60 Reference Voltage 60 Deviation from reference voltage 60

Extended Measurements & Status Model (122) 61

General 61 Extended Measurements & Status Register 61

Immediate Control Model (123) 62

General 62 Immediate Controls Register 62 Standby 62 Power reduction 62 Example: setting a power reduction 63 Example: Changing the Return Time When Power Reduction Has Been Activated 63 Effects of reactive power specifications on effective power 64 Constant power factor 65 Example: Setting a Constant Power Factor 65 Constant relative reactive power 66 Example: Setting Constant Reactive Power 66

Multiple MPPT Inverter Extension Model (160) 67

General 67 Multiple MPPT Inverter Extension Register 67

EN-US

Basic Storage Control Model (124) 68

General 68 Information Provided 68 Power Window Specifications 68 Setting the Minimum Charge Level 70 Charging the energy storage via the grid 70 Basic Storage Controls Register 70 Register manipulation and Battery status changes in Fronius Solar.web 70

Meter Model 72

Meter Model Register 72

End Block 73

General 73 End Block 73

The Modbus Protocol

General The description of the protocol is largely taken from the Modbus specifications,

which are publicly available at www.modbus.org/specs.php.

Modbus is a simple, open communication protocol, with which master-slave or client-server communication can be carried out between the devices connected to the network. The basic principle of Modbus is: a master sends a request and a slave responds to this. In Modbus TCP, the master is referred to as the client and a slave as a server. The function is the same. The descriptions of the protocol functions provided below will use the more common names master and slave, irrespective of the RTU and TCP variants. In cases where there are differences between RTU and TCP, this will be specifically indicated.

Modbus can be used in two ways on the inverter:

Modbus TCP

using TCP/IP via Ethernet (connected by cable or via WLAN) Modbus RTU

using asynchronous serial transmission via RS-485 (EIA/TIA-485-A)

In the case of Modbus RTU, there can only ever be one master in the system. In principle, only one master may initiate requests. A slave may only give a response if it has been addressed by the master; the slaves cannot communicate with each other. If a broadcast request (request to all available slaves via slave ID or unit ID 0) is sent, none of the slaves can respond. Broadcasts can therefore only be used for write commands.

If a master sends a request to a slave, then it expects a response. In the event of a request from a master, there are five options:

If the slave receives the request without communication errors and can pro-

cess this request without errors, then a normal response will be sent with the required data. If the slave does not receive the request due to a communication error, then

no response is sent. This leads to a timeout on the master. If the slave receives the request, but discovers a communication error (pari-

ty, CRC, etc.), then no response is sent. This leads to a timeout on the master. If the slave receives the request without communication errors, but cannot

process it without errors (e.g., if a register that is not available needs to be read), then an error message (exception response) is returned with the reason for the error. If the slave receives a broadcast request, which also goes to all other de-

vices, then no response will be sent either in the event of an error or if the request has been successfully processed. Broadcast requests are therefore only suitable for write commands.

EN-US

Structure of Modbus Messages

Modbus devices provide data in 16 bit large data blocks (registers). In certain cases, individual data points may also cover several data blocks (e.g., 2 registers = 32 bit value).

In principle, a Modbus message is made up of the protocol data unit (PDU). This is independent of the underlying communication layers. Depending on the bus or network that is used, additional fields can also be added. This structure is then referred to as the application data unit (ADU).

ADU

Address field Function code Data CRC

Modbus TCP – MBAP Header

PDU

Structure of a Modbus message for Modbus RTU

ADU

MBAP header Function code Data

PDU

Structure of a Modbus message for Modbus TCP

Modbus TCP uses its own header to identify the application data unit. This header is called MBAP header (MODBUS application protocol header).

The size of the protocol data unit (PDU) is limited due to the first Modbus implementations in a serial network (max. RS-485 ADU = 256 bytes). This results in the following for the size of the protocol data unit PDU: PDU = 256 – slave ID (1 byte) – CRC (2 bytes) = 253 bytes This results in:

Modbus RTU ADU = 253 + slave ID (1 byte) + CRC (2 bytes) = 256 bytes

Modbus TCP ADU = 253 bytes + MBAP (7 bytes) = 260 bytes

The MBAP header includes 7 bytes:

Transaction ID (2 bytes): Is used in order to synchronize request and respon-

se. The slave adopts the transaction ID from the request into the response. Protocol ID (2 bytes): Is always 0 (Modbus protocol).

Length (2 bytes): The length field includes the number of bytes of the subse-

quent fields, including unit ID and data fields. Unit ID (1 byte): This field is used for addressing devices connected to the in-

verter (gateway function). The unit ID corresponds to the slave ID in Modbus RTU. The value is specified by the master and is returned unchanged by the slave with the response. For details about the addressing of the devices, see:

Modbus device ID for inverters on page 49

Modbus device ID for energy meters on page 49

Supported function codes

IMPORTANT! The correct unit ID must always be specified, even if the Fro-

nius Datamanager is only connected to one individual inverter.

The function code determines the action to be carried out on the slave. Three function codes for read and write operations are supported:

03 (0x03) 06 (0x06) 16 (0x10)

read holding registers

write single register

write multiple registers

If an error occurs on the slave during the processing of a request, an error message is sent as the response (exception response). In the event of this kind of response, the most significant bit of the function code is set to 1 (corresponds to

adding 0x80 to the function code)

and an exception code is added, which indi-

cates the reason for the error.

The prefix "0x" stands for hexadecimal numbers.

03 (0x03) Read Holding Registers

This function code is used to read the content of one or more successive registers of a device. The request contains the address of the first register to be read and the number of registers to be read. Registers are addressed in the request starting at 0. This means that registers 1 to 16 will be addressed via addresses 0 to 15.

06 (0x06) Write Single Register

Request

Function code 1 byte 0x03

Start address 2 bytes 0x0000 to 0xFFFF (0 to 65535)

Number of registers 2 bytes 1 to 125

Response

Function code 1 byte 0x03

Number of bytes 1 byte 2 x N*

*N = number of registers

Error

Error code 1 byte 0x83

Exception code 1 byte 01 or 02 or 03 or 04 or 11

This function code is used in order to write a single register. The request only contains the address of the register to be written. Registers are addressed starting at 0. This means that register 1 is addressed via address 0. The normal response is a copy of the request, which is sent after successfully writing the register.

EN-US

Request

Function code 1 byte 0x06

Response

Function code 1 byte 0x06

Error

Error code 1 byte 0x86

Exception code 1 byte 01 or 02 or 03 or 04 or 11

16 (0x10) Write Multiple Registers

This function code is used in order to write a block of successive registers. The request contains the address of the first register to be written, the number of registers to be written, the number of bytes to be written, and the values to be written (2 bytes per register). The normal response contains the function code, the start address, and the number of registers written.

Request

Function code 1 byte 0x10

Start address 2 bytes 0x0000 to 0xFFFF (0 to 65535)

Number of registers 2 bytes 1 to 123

Number of bytes 1 byte 2 x N*

*N = number of registers

Response

Function code 1 byte 0x10

Start address 2 bytes 0x0000 to 0xFFFF (0 to 65535)

Number of registers 2 bytes 1 to 123

Error

Error code 1 byte 0x90

Exception code 1 byte 01 or 02 or 03 or 04 or 11

Exception codes An error message (exception response) has two fields, which distinguishes it from

a normal response:

Function code field

In a normal response, the function code of the request is adopted into the function code field of the response. In all function codes, the most significant bit (MSB) is 0 (the values of the function codes are all lower than 0x80). In an error message, the MSB is set to 1. This means that 0x80 is added to the value for the function code. The master can identify the response as an error message due to the set MSB.

Data field

A normal response contains data or statistical values in the data field. In an error message, an exception code is returned in the data field. This exception code indicates the reason for the error message.

Modbus exception codes

Code Name Meaning

01 ILLEGAL FUNCTION The function code in the request is not sup-

ported by the slave.

02 ILLEGAL DATA AD-

DRESS

Invalid register addresses have been requested.

Modbus exception codes

Code Name Meaning

03 ILLEGAL DATA VALUE A value in the request is outside of the valid

range. This applies both for the fields of a request (e.g., invalid number of registers) and for invalid setting values for the SunSpec inverter control models.

04 SLAVE DEVICE FAILU-REAn error occurred during an attempt to wri-

te one or more registers.

EN-US

CRC Calculation for Modbus RTU

11 GATEWAY TARGET

DEVICE FAILED TO RESPOND

Each Modbus RTU message is equipped with a checksum (CRC, Cyclic Redundancy Check) in order to be able to identify transmission errors. The size of the checksum is 2 bytes. It is calculated by the sending device and attached to the message to be sent. For its part, the receiver calculates the checksum from all bytes of the received message (without CRC) and compares this with the received checksum. If these two checksums are different, then an error has occurred.

The calculation of the checksum starts with setting all bits of a 16 bit register (CRC register) to 1 (0xFFFF). All bytes of the message are then individually processed with the CRC register. Only the data bytes of one message are used for the calculation. Start, stop, and parity bits are not considered.

During the calculation of the CRC, each byte is XOR-linked with the CRC register. The result is then moved in the direction of the least significant bit (LSB) and the most significant bit (MSB) is set to 0. The LSB is considered. If the LSB was previously 1, then the CRC register is XOR-linked with a fixed assigned value. If the LSB was 0, then nothing needs to be done.

The addressed device is switched off and cannot be found.

This process is repeated until the CRC register has been moved eight times. After the last (eighth) movement, the next byte is taken and XOR-linked to the current CRC register. The write process then starts from the beginning; it is again moved eight times. After dealing with all bytes of the message, the value of the CRC register is the checksum.

Calculation algorithm of the CRC16

Calculating CRC Checksum

Initialize a 16 bit register (2 bytes) with 0xFFFF. This register is referred to as

the CRC16 register. XOR-link the first byte of the message with the less significant byte of the

CRC16 register. The result is saved in the CRC16 register. Move the CRC16 register 1 bit to the right (in the direction of the LSB), fill

MSB with 0. Look at LSB. Check LSB value

If the LSB was 0: Go to step 3 (move again).

If the LSB was 1: XOR-link the CRC16 register with the CRC polynomial

0xA001 (1010 0000 0000 0001).

Repeat steps 3 and 4 until eight movement operations have been carried out.

When these have been carried out, a complete byte of the message will have been processed.

Repeat steps 3 to 5 for the next byte of the message. Repeat everything until

all bytes of the message have been processed. After the last byte, the CRC16 register contains the checksum.

When the checksum is added to the message to be sent, then the two byes

must be inverted as described below.

Adding CRC Checksum to the Message

If the 16 bit (2 bytes) CRC checksum is sent with a message, then the less significant byte is transferred before the more significant one.

For example, if the CRC checksum is 0x1241 (0001 0010 0100 0001):

Addr Func Data

Count

0x41 0x12

Data Data Data Data CRC

CRC Hi

EN-US

General

Abbreviations Used

AC Alternating current

DC Direct current

FW Firmware

PV Photovoltaics

RTC Real-time clock

SF Scale factor

SW Software

V Voltage (volts)

VA Apparent power

VAr Reactive power

VMax Maximum voltage

VMin Minimum voltage

VRef Reference voltage

W Power (watts)

IN Inverter

Power factor (cos j)

Inverter Energy meter

SID

Identification as a SunSpec device

Common Block

Device information

Inverter Model

Inverter data

Nameplate Model End Block

Basic Settings Model

Ext. Measurement Model

Immediate Controls Model

Multi. MPPT Inv. Ext. Model

Basic Storage Control

End Block

The register lists can be downloaded from the Fronius website:

https://www.fronius.com/de/downloads / Solar Energy / Modbus Sunspec Maps, State Codes and Events

SID

Identification as a SunSpec device

Common Block

Device information

Meter Model

Energy meter data

Response times Recommendation for timeout values

Modbus requests should only be executed sequentially and not in parallel (maximum 2 queries in parallel). Perform the requests with a timeout of at least 1 second. Requests in millisecond intervals can lead to long response times. Multiple register requests in one message are faster than multiple requests of individual registers.

EN-US

Modbus device ID for inverters

Modbus device ID for energy meters

TCP: The unit-id of the inverter is always 0x01. Identification is possible by the IP address.

RTU: The slave-id must be configured on the web interface of the GEN24. Several GEN24 devices can be connected together. Each device must have a unique number.

If an energy meter (e.g., Fronius Smart Meter 63A) is connected via Modbus RTU, it can be read out via the settable Modbus device ID using Modbus TCP.

Fronius Smart Meter address Modbus device ID

1 200 (default, note: 240 on SnapINverter)

2 201

3 202

4 203

5 204

IMPORTANT!

The actual register addresses depend on the composition of the dynamic

SunSpec register list.

Correct procedure:

Search for the model by making a request (determine start address)

Then work with offsets

To read a register, the register's start address must be specified in the Modbus request.

SunSpec Basic Register: 40001

Registers begin at 1 and do not represent a function code.

Do not confuse the registers with the Modicon address scheme: in the Modicon address scheme, 40001 is displayed as 4x40001. To read register 40001, use address 40000 (0x9C40).

The register address that is output therefore always has 1 number less than the actual register number.

IMPORTANT!

The lengths of individual models may vary due to the data types used.

Start addresses are therefore specified for SunSpec models in the case of some register tables. This start address, together with the offset from the table, then produces the value of the actual register number. Example: Table Nameplate Model (120) on page 59: the register WRtg of the Nameplate Model has an offset of 4. The start address is specified as 40131 with the setting "ﬂoat". Therefore, the correct register number is: 40131 + 4 = 40135.

Examples for Modbus RTU:

1. Request for 4 registers starting from register 40005 (Mn, Manufacturer)

Send (bytes in hexadecimal)

01 03 9C 44 00 04 2A 4C

Device

Func-

tion

code

Address 40004 (corresponds to

40005)

Number of

registers to

be read

Checksum

Low

byte

High byte

Receive (bytes in hexadecimal)

01 03 08 46 72 6F 6E 69 75 73 00 8A 2A

Device

2. Enter one register starting from register 40242 (WmaxLimPct)

01 10 9D 32 00 01 02 13 88 E3 DD

Device

Func-

tion

code

Func-

tion

code

Number of bytes

Address

40242

Address

40005

"F" and "r"

Number of

registers to

be entered

Address

40006

"o" and "n"

Number

bytes still

to follow

of data

Address

40007

"i" and "u"

value to

be ente-

red

Address

40008

"s" and 0

Checksum

Low

byte

Checks-

0x1388 =

01 10 9D 32 00 01 8F AA

Device

Func-

tion

code

Address

40242

Number of registers entered

Checksums "i" and "u"

5000

400

08 "s"

and

Low

byte

High byte

Low

byte

High byte

Examples for Modbus TCP:

1. Request for 4 registers starting from register 40005 (Mn, Manufacturer)

Send (bytes in hexadecimal)

MBAP header

For details, see

description of MBAP header

03 9C 44 00 04

Func-

tion

code

Address 40004 (corresponds to register 40005)

Number of

registers to

be read

Receive (bytes in hexadecimal)

MBAP header

For details, see

description of MBAP header

2. Enter one register starting from register 40242 (WmaxLimPct)

03 08 46 72 6F 6E 69 75 73 00

Func-

tion

code

Num-

ber of

bytes

Address

40005

"F" and "r"

Address

40006

"o" and "n"

Address

40007

"i" and "u"

Address

40008

"s" and 0

EN-US

MBAP header

For details, see

description of MBAP header

MBAP header

For details, see

description of MBAP header

10 9D 32 00 01 02 13 88

Func-

tion

code

Address 40242 Number of

registers to

be entered

Number of data bytes

still to fol-

low

lue to be en-

tered

0x1388 =

5000

10 9D 32 00 01

Func-

tion

code

Address 40242 Number of

registers en-

tered

Unavailable data records

Fronius inverters cannot always provide all the data specified in the SunSpec

data models. Depending on the data type, this data is represented by the following values in accordance with the SunSpec specification:

int16 (-32767 to 32767):

uint16 (0 to 65534):

acc16 (0 to 65535):

enum16 (0 to 65534):

bitfield16 (0 to 0x7FFF):

pad (0x8000):

int32 (-2147483647 to 2147483647):

uint32 (0 to 4294967294):

acc32 (0 to 4294967295):

enum32 (0 to 4294967294):

bitfield32 (0 to 0x7FFFFFFF):

int64 (-9223372036854775807 to

9223372036854775807): uint64 (0 to 18446744073709551615):

acc64 (0 to 18446744073709551615):

stringX:

0x8000 0xFFFF 0 0xFFFF 0xFFFF always 0x8000 0x80000000 0xFFFFFFFF 0 0xFFFFFFFF 0xFFFFFFFF 0x8000000000000 000 0xFFFFFFFFFFFFF FFF 0

all X registers filled

ﬂoat32 (range see IEEE 754):

sunssf (scale factors; -10 to 10):

with 0x0000 0x7FC00000 (NaN) 0x8000

Time response of the supported operating modes

The prefix "0x" stands for hexadecimal numbers.

NOTE!

Data points that are not supported are marked with "Not supported" in the "Range of values" column in the register tables.

In this case, during reading, the corresponding value from the list above is obtained depending on the data type. In certain instances, registers which are basically listed as supported may also return this value. This is because some values depend on the device type, e.g., currents AphB and AphC in the case of a single-phase inverter.

Time response illustrated by power reduction

The inverter's time response in an operating mode can be defined by several time

(+kVAr, +kVArh)

(-kW,

-kWh)

(+kW, +kWh)

(-kVAr, -kVArh)

90°

0°

180°

270°

Quadrant 1

Quadrant 4

Quadrant 2

Quadrant 3

Power factor sign

convention

EEI: +

(Leading, capacitive)

Power factor sign

convention

EEI: +

(Leading, capacitive)

Power factor sign

convention

EEI: -

(Lagging, inductive)

Power factor sign

convention

EEI: -

(Lagging, inductive)

Apparent Power (VA)

Apparent Power (V

)

Apparent Power (VA)

par

ent

ower (VA)

Active Power Exported/Received (W)

Reactive Power

Exported/Received (Var)

Reactive Power

Exported/Received (Var)

Reactive Power

Exported/Received (Var)

Reactive Power

Exported/Received (Var)

values. Three possible time values are shown in the figure "Time response illustrated by power reduction":

WinTms 0–300 [seconds]

Specifies a time window in which the operating mode is randomly started. The time window starts when the start command for the operating mode is issued (e.g., OutPFSet_Ena = 1). WinTms can be used to prevent all the inverters in the system from applying the changes at the same time. If the time window is set to 0 (the default value), the operating mode will start immediately.

RvrtTms 0–28800 [seconds]

Determines how long the operating mode will remain active. The timer is restarted with every Modbus message received. If no new Modbus message was received during the fallback time (= RvrtTms), the operating mode is automatically ended and the operating mode with the next highest priority becomes active, e.g., dynamic power reduction. If RvrtTms is 0 (the default value), the operating mode remains active until it is manually deactivated via the corresponding register. In this instance the fallback option is not available.

RmpTms

Specifies how quickly the changes are to be made. The corresponding value gradually changes during the specified time period from the old to the new value. If RmpTms is 0 (the default value) or if this value is not supported, the new value will be valid immediately.

EN-US

Sign Convention for the Power Factor

The EEI sign convention1) for the power factor is in line with the SunSpec specification and is based on the information contained in the "Handbook for Electricity Metering" and IEC 61557-12 (2007).

The power factor is:

negative if the reactive power is positive (over-excited, quadrant 1)

positive if the reactive power is negative (under-excited, quadrant 4)

EEI = Edison Electrical Institute

Values saved on the card

Nameplate Model (IC120):

WRtg

AC nominal output of inverter

VARtg

AC nominal apparent output of inverter. Default value = WRtg

VArRtgQ1

Maximum AC reactive power in the first quadrant (over-excited). Default value is calculated based on the available cos Phi (0.85) and the nominal apparent power. Note the scale factor VArRtg_SF

VArRtgQ4

Maximum AC reactive power in the fourth quadrant (under-excited). Default value is calculated based on the available cos Phi (0.85) and the nominal apparent power. Note the scale factor VArRtg_SF

ARtg

AC nominal current of inverter

Basic Settings Model (IC121):

WMax

Maximum AC power Default value = WRtg

VRef

Reference voltage at the feed-in point

VRefOfs

Deviation from reference voltage

VMax

Maximum AC voltage

VMin

Minimum AC voltage

VAMax

Maximum AC apparent power Default value = VARtg

Scale factors IMPORTANT! Scale factors (also possible when selecting "Float"!) are not static,

even if they are entered as a fixed value in these Operating Instructions. Scale factors can change every time the firmware is changed and also change with the runtime (auto-scale) (e.g., scale factor for power specification).

Scale factors with constant values are listed in the tables in the column "Range of values". Current data (data of inverters and energy meters) may have variable scale factors. These must be read from the corresponding registers.

The data type "sunssf" is a signed integer with 16 bits. Example calculation: (Model 160): 1_DCW = 10000, DCW_SF = -1 -> Power = 10000 x 10^(-1) = 1000 W

Non-writable registers

The following registers cannot be written:

Read-only (R) registers

Registers which are currently not supported

NOTE!

Entering Invalid Values

If an attempt is made to write to such registers, the inverter does not return an exception code! The values written to these registers are ignored without an error message. In Model 123 and 124, an exception occurs during write access if the control option in the local web interface has been deactivated.

Some registers only permit certain values. The valid values can be found in the relevant register table. If an invalid value is entered into a register, the Fronius Datamanager will return exception code 3 (illegal data value). The invalid value is ignored. If several registers are written at the same time, all the valid values will be entered up to the register containing the invalid value. The write operation will then be canceled.

EN-US

Modbus Settings

General From your web browser, you can use the inverter web interface to apply the Mod-

bus connection settings which cannot be accessed via the Modbus protocol.

Open the Modbus settings

Modbus Modbus RTU interface 0 / 1

Open the web interface of the inverter

Select the "Communication" section (1)

Open the "Modbus" menu item (2)

If one of the two Modbus RTU interfaces is set to slave, the following input fields are available:

"Baud rate" The baud rate inﬂuences the speed of the transmission between the individual components connected in the system. When selecting the baud rate, it should be ensured that this is the same on the transmit and receive side.

"Parity" The parity bit can be used for parity checks. This is used to identify transmission errors. In this case, a parity bit can ensure a specified number of bits. The value (0 or 1) of the parity bit must be calculated at the transmitter, and is checked at the receiver using the same calculation. The calculation of the parity bit can be carried out for even or odd parity.

"SunSpec Model Type" There are two different settings, depending on the Sunspec model.

ﬂoat: SunSpec Inverter Model 111, 112, 113 or 211, 212, 213. int + SF: SunSpec Inverter Model 101, 102, 103 or 201, 202, 203.

"Meter address"

The value entered is the identification number (Unit ID) assigned to the meter. Can be found on the inverter's website in the Communication - Modbus menu. Factory setting: 200

"Inverter address" The value entered is the identification number (Unit ID) assigned to the inverter. Can be found on the inverter's website in the Communication - Modbus menu. Factory setting: 1

Slave as Modbus TCP

If the function "Slave as Modbus TCP" is activated, the following input fields are available:

"Modbus-Port" Number of the TCP port to be used for Modbus communication.

"SunSpec Model Type" There are two different settings, depending on the Sunspec model.

ﬂoat: SunSpec Inverter Model 111, 112, 113 or 211, 212, 213. int + SF: SunSpec Inverter Model 101, 102, 103 or 201, 202, 203.

"Meter address" The value entered is the identification number (Unit ID) assigned to the meter. Can be found on the inverter's website in the Communication - Modbus menu. Factory setting: 200

"Inverter address" The value entered is the identification number (Unit ID) assigned to the inverter. Can be found on the inverter's website in the Communication - Modbus menu. Factory setting: This value is invariably defined as 1.

Inverter control via Modbus

If this option is activated, the inverter is controlled via Modbus. Inverter control includes the following functions:

On/off

Power reduction

Setting a constant power factor (cos phi)

Setting a constant reactive power

Battery control specifications with battery

Limiting control The "Limit Control" option is only available for the TCP transmission protocols.

It is used to block inverter control commands from unauthorized users by only permitting control for specific devices.

EN-US

Limit Control

If this option is activated, only certain devices will be able to send control commands.

IP address

To limit inverter control to one or more devices, enter the IP addresses of the devices which are permitted to send commands to the inverter in this field. Multiple entries are separated by commas.

Examples:

One IP address: 98.7.65.4

Control only permitted by IP address 98.7.65.4

Several IP addresses: 98.7.65.4,222.44.33.1

Control only permitted by IP addresses 98.7.65.4 and 222.44.33.1

IP address range, e.g., from 98.7.65.1 to 98.7.65.254 (CIDR notation):

98.7.65.0/24 Control only permitted by IP addresses 98.7.65.1 to 98.7.65.254

Common & Inverter Model

Common Block Register

Inverter Model Register

SunSpec Operating Codes

The description of the Common Block including the SID register (register 40001–40002) for identification as a SunSpec device applies for each device type (inverter, energy meter). Each device has its own Common Block, which lists information about the device (model, serial number, SW version, etc.).

The register tables can be found on the Fronius website or opened using the link:

http://www.fronius.com/QR-link/0024 .

Two different SunSpec models are supported for the inverter data:

the default set inverter model with ﬂoating point display

(setting "ﬂoat"; 111, 112 or 113) the inverter model with integers and scale factors

(setting "int+SF"; 101, 102 or 103)

The register number of the two model types is different!

The register tables can be found on the Fronius website or opened using the link:

http://www.fronius.com/QR-link/0024 .

Name Value Description

I_STATUS_OFF 1 Inverter is off

I_STATUS_SLEEPING 2 Auto shutdown

I_STATUS_STARTING 3 Inverter starting

I_STATUS_MPPT 4 Inverter working normally

I_STATUS_THROTTLED 5 Power reduction active

I_STATUS_SHUTTING_DOWN

I_STATUS_FAULT 7 One or more faults present, see

I_STATUS_STANDBY 8 Standby

* Inverter model register

6 Inverter shutting down

St*or Evt* register

Nameplate Model (120)

General This model corresponds to a rating plate. The following data can be read:

DERType (3)

Type of device. The register returns the value 4 (PV device).

WRtg (4)

Nominal power of inverter.

VARtg (6)

Nominal apparent power of inverter.

VArRtgQ1 (8) – VArRtgQ4 (11)

Nominal reactive power values for the four quadrants.

ARtg (13)

Nominal current of inverter.

PFRtgQ1 (15) – PFRtgQ4 (18)

Minimal power factor values for the four quadrants.

EN-US

Nameplate Register

Start address:

for "ﬂoat" setting: 40131

for "int+SF" setting: 40121

The register tables can be found on the Fronius website or opened using the link:

http://www.fronius.com/QR-link/0024 .

Basic Settings Model (121)

Local Bus

Utility Power System

Local Power System with

Line Resistors

DER interconnections

Point of Common

Coupling (PCC)

Example Settings

VRef = 120V

VRefOfs = 2V

VRefOfs = 4V

VRefOfs = 3V

= Electrical Connection Point (ECP)

Basic Settings Register

Start address:

for "ﬂoat" setting: 40159

for "int+SF" setting: 40149

The register tables can be found on the Fronius website or opened using the link:

http://www.fronius.com/QR-link/0024 .

Reference Volta-geVRef (4)

The reference voltage is the voltage at the joint connection point where the local grid is connected to the public grid. The reference voltage is the same as the inverter's nominal voltage. => See figure "Joint Connection Point."

The value is given in volts in the range of 0 (0x0000) to 400 (0x0190).

Deviation from reference voltage

Joint Connection Point

VRefOfs (5)

Depending on the wiring of the local grid, there may be a deviation from the reference voltage at the point where each individual inverter is connected to the local grid (see "Joint connection point" diagram).

Extended Measurements & Status Model (122)

General This model provides some additional measurement and status values which the

normal inverter model does not cover:

PVConn (3)

This bit field displays the inverter's status

Bit 0: Connected

Bit 1: Responsive

Bit 2: Operating (inverter feeds energy in)

ECPConn (5)

This register displays the status of connection to the grid

ECPConn = 1: inverter is currently feeding power into the grid

ECPConn = 0: inverter is not feeding power into the grid

ActWH (6–9)

Active energy meter

StActCtl (36–37)

Bit field for currently active inverter modes

Bit 0: power reduction (FixedW; corresponds to WMaxLimPct specificati-

on) Bit 1: constant reactive power specification (FixedVAR; corresponds to

VArMaxPct) Bit 2: specification of a constant power factor (FixedPF; corresponds to

OutPFSet)

TmSrc (38–41)

Source for the time synchronization, the register returns the string "RTC"

EN-US

Extended Measurements & Status Register

Tms (42–43)

Current time and date of the RTC The seconds are specified from January 1, 2000 00:00 (UTC) to the current time.

Ris

Iso Resistance

Start address:

for "ﬂoat" setting: 40191

for "int+SF" setting: 40181

The register tables can be found on the Fronius website or opened using the link:

http://www.fronius.com/QR-link/0024 .

Immediate Control Model (123)

General The immediate controls can be used to make the following settings on the inver-

ter:

deactivation of inverter's grid power feed operation (standby)

constant reduction of output power

specification of a constant power factor

specification of a constant relative reactive power

In the settings on the inverter's web interface, the setting "Inverter control via Modbus" must be enabled under Modbus for write functions to be possible. Depending on the control priority that has been set (IO control, dynamic power reduction, or control via Modbus), Modbus commands may not be accepted.

Immediate Controls Register

Standby Conn_WinTms (3) to Conn (5)

Start address:

for "ﬂoat" setting: 40237

for "int+SF" setting: 40227

The register tables can be found on the Fronius website or opened using the link:

http://www.fronius.com/QR-link/0024 .

These registers are used to control the standby mode (no grid power feed operation) of the inverter.

Conn_WinTms (3) and Conn_RvrtTms (4) These registers can be used to control the inverter's time response. => See section "Time Response of the Supported Operating Modes". 0 is set as the default for all registers.

Conn (5)

Register Conn indicates whether or not the inverter is currently feeding power into the grid (0 = standby, 1 = grid power feed operation).

In order to switch the inverter to standby, enter the value 0 into this register.

In order to reactivate the inverter, enter the value 1 into this register.

NOTE!

To find out whether or not the inverter is feeding power into the grid, you can also use the ECPConn register and check the extended measurements and status model.

Power reduction WMaxLimPct (6) to WMaxLim_Ena (10)

These registers can be used to set an output power reduction in the inverter.

WMaxLimPct (6)

Values between 0% and 100% can be entered in register WMaxLimPct. The values limit the maximum possible output power of the device, and therefore do not necessarily have an effect on the current power.

IMPORTANT! Observe the scale factor for this register. Further information can be found at: http://sunspec.org/wp-content/uploads/2015/06/SunSpec-Information-Models-12041.pdf

WMaxLimPct_WinTms (7), WMaxLimPct_RvrtTms (8)

These registers can be used to control the inverter's time response for this operating mode. => See section "Time response of the supported operating modes". 0 is set as the default for all registers.

WMaxLim_Ena (10)

Used to start and end this operating mode

Enter value 1 into register WMaxLim_Ena = start operating mode

Enter value 0 into register WMaxLim_Ena = end operating mode

NOTE!

To change values in an active operating mode (e. g.

to set a different power limit or a different return time), proceed as follows:

Enter the new value into the relevant register

▶

Restart the operating mode using register WMaxLim_Ena by setting a 1

▶

EN-US

Example: setting a power reduction

If you are working with function code 0x10 (write multiple registers), performance specifications can be used to achieve a higher level of performance. Instead of using two Modbus commands, it is now possible to preset both the power and enable at the same time with just one command. All 5 registers (WMaxLimPct, WMaxLimPct_WinTms, WMaxLimPct_RvrtTms, WMaxLimPct_RmpTms, WMaxLim_Ena) can be written with one command. Writing to the "Read Only" register WMaxLimPct_RmpTms takes place without returning an otherwise usual exception (error) code. For example, register values for 80% specification without timing specification: 8000, 0, 0, 0, 1

Enter the value for the output power reduction in register WMaxLimPct

(e.g., 3000 for 30%). As an option, you can set the start and return time using registers

WMaxLimPct_WinTms and WMaxLimPct_RvrtTms. Start the operating mode by entering 1 in register WMaxLim_Ena.

IMPORTANT! Observe the scale factor for this register.

Further information can be found at: http://sunspec.org/wp-content/uploads/2015/06/SunSpec-Information-Models-12041.pdf

Example: Changing the Return Time When Power Reduction Has Been Activated

If the power reduction was originally started using WMaxLimPct_RvrtTms = 0, the operating mode must be manually deactivated.

Set WMaxLimPct_RvrtTms to 30, for example

Apply the change by entering 1 in register WMaxLim_Ena

The operating mode is automatically deactivated after 30 seconds and

the mode with the next highest priority becomes active (e.g., dynamic power reduction)

Effects of reactive power specifications on effective power

In principle, reactive power operation is limited by the maximum output current (the maximum apparent power) and by the operative reactive power limit of the inverter:

the following diagram shows the possible working range of the inverter. All valid operating points defined by effective power P and reactive power Q are within the gray area.

The maximum values must be read out from the Nameplate Model via registers VArRtgQ1 to VArRtgQ4 and VArRtg_SF.

Under-excited (inductive) Over-excited (capacitive)

Reactive power and power factor

Key:

W Power VAr

W VAr

max

Nominal power Reactive power

VAr

max

rel

Nominal reactive power

Relative reactive power (VAr/VArmax)

Constant power factor

OutPFSet (11) to OutPFSet_Ena (15) These registers can be used to set a constant power factor in the inverter.

OutPFSet (11)

In register OutPFSet it is possible to enter both positive and negative values

for the power factor. The values must be scaled up by the factor in register OutPFSet_SF.

The lowest possible values depend on the inverter type and can be found in

the Nameplate Model.

NOTE!

The power factor value must be entered with the correct sign, see section "Sign convention for the power factor"

positive for under-excited

▶

negative for over-excited.

▶

OutPFSet_WinTms (12), OutPFSet_RvrtTms (13) These registers can be used to control the inverter's time response for this operating mode. => See section "Time response of the supported operating modes". 0 is set as the default for all registers.

OutPFSet_Ena (15)

Used to start and end this operating mode

Enter value 1 into register OutPFSet_Ena = start operating mode

Enter value 0 into register OutPFSet_Ena = end operating mode.

EN-US

Example: Setting a Constant Power Factor

NOTE!

Proceed as follows to change values when an operating mode is active (e.g., when setting a different power factor or return time):

Enter the new value into the relevant register

▶

Restart the operating mode using register OutPFSet_Ena by setting a 1.

▶

OutPFSet_RmpTMS

Enter the power factor value in register OutPFSet

(e.g., 950 for 0.95). As an option, you can set the start and return time using registers OutPF-

Set_WinTms and OutPFSet_RvrtTms. Start the operating mode by entering 1 in register OutPFSet_Ena.

Constant relative reactive power

VArMaxPct (17) to VArPct_Ena (23) These registers can be used to set on the inverter a constant value for the reactive power to be produced by the inverter.

VArMaxPct (17)

Used to set a value for constant reactive power.

The minimum and maximum limits depend on the type of inverter.

NOTE!

In practical operation, the reactive power that is actually available is specified by the inverter's operating limits.

For this reason, the reactive power specification can only be reached if enough effective power is fed into the grid. If too little effective power is fed into the grid, the inverter will operate at its operating limit.

VArPct_WinTms (19), VArPct_RvrtTms (20)

VArPct_Mod (22)

This register cannot be changed.

It returns the (currently) supported operating mode.

Reactive power as a percentage of the maximum possible reactive power.

Example: Setting Constant Reactive Power

VArPct_Ena (23)

Used to start and end this operating mode

Enter value 1 into register VArPct_Ena = start operating mode

Enter value 0 into register VArPct_Ena = end operating mode.

NOTE!

To change values in an active operating mode (e. g.

to set a different reactive power or a different return time), proceed as follows:

Enter the new value into the relevant register

▶

Restart the operating mode using register VArPct_Ena by setting a 1.

▶

VArPct_RmpTms (23)

the relative approximation value in %/s

Enter the relative reactive power value in register VArMaxPct

(e.g., 80 for 80%). As an option, you can set the start and return time using registers

VArPct_WinTms and VArPct_RvrtTms. Start the operating mode by entering 1 in register VArPct_Ena.

Multiple MPPT Inverter Extension Model (160)

General The Multiple MPPT Inverter Extension Model contains the values of the DC inver-

ter inputs.

Multiple MPPT Inverter Extension Register

If the inverter has several DC inputs, then this is where the current, voltage, power, energy, and status codes for the individual inputs are listed. In the inverter model (101–103 or 111–113), only the full DC power of both inputs is output in this case. DC current and DC voltage are displayed as "not implemented".

The number of blocks is automatically adjusted based on the DC inputs. For devices with a storage solution, there are two additional blocks (charging (MPP3) and discharging (MPP4)). The register addresses are shifted in the following models (absolutely related to the register addresses).

Start address:

for "ﬂoat" setting: 40263

for "int+SF" setting: 40253

The register tables can be found on the Fronius website or opened using the link:

http://www.fronius.com/QR-link/0024 .

EN-US

Basic Storage Control Model (124)

General This model is only available for inverters with a storage solution.

The Basic Storage Control Model can be used to make the following settings on the inverter:

Setting a power window within which the charge/discharge capacity of the

energy storage may ﬂuctuate. Setting a minimum charge level that the energy storage must not fall below.

Permitting/preventing grid charging of the energy storage.

NOTE!

All specifications are to be considered recommendations. The inverter may deviate from the specifications if this is necessary for operational safety reasons.

Information Provided

Power Window Specifications

The Basic Storage Control Model provides the following read-only information:

WChaMax

If energy storage is available, this register feeds back the baseline value for

the registers OutWRte and InWRt. WChaMax := max(MaxChaRte, MaxDisChaRte) If energy storage is not available, the register feeds back a value of 0.

ChaState

Energy storage charge level in %:

Estimated_Capacity_Remaining [Wh] / Estimated_Capacity_Maximum [Wh]

ChaSt Energy storage operating status

OFF: Energy storage is not available

EMPTY: Energy storage is currently fully discharged

DISCHARGING: Energy storage is in the process of being discharged

CHARGING: Energy storage is in the process of being charged

FULL: Energy storage is currently fully charged

HOLDING: Energy storage is currently neither charged nor discharged

TESTING: used during calibration or service charge

The following examples assume that WchaMax = 3300 W.

The following applies for the resulting power windows:

Negative power values indicate that the energy storage is charging

Positive values indicate that the energy storage is discharging

NOTE!

The values in the following examples must be scaled according to their scale factors in the specified scale registers after reading and before writing.

Manipulating the registers InWRte, OutWRte and StorCtl_Mod will generate changes in the battery status in Fronius Solar.web, ex: Forced Recharge and Energy saving mode, depending on user settings and current status of the battery.

Example 1: Only permit energy storage charging

This behavior can be achieved by limiting the maximum discharge capacity to 0% => results in window [-3300 W, 0 W]

OutWRte = 0% (set discharge limit of WchaMax to 0%)

StorCtl_Mod = 2 (activates discharge limit, bit pattern: 10)

InWRte is not relevant in this case

Example 2: Only permit energy storage discharging

This behavior can be achieved by limiting the maximum charge capacity to 0% => results in window [0 W, 3300 W]

InWRte = 0% (set charge limit of WchaMax to 0%)

StorCtl_Mod = 1 (bit 1 activates charge limit, bit pattern: 01)

OutWRte is not relevant in this case

EN-US

Example 3: Do not permit charging or discharging

This behavior can be achieved by limiting the maximum charge capacity to 0% and the maximum discharge capacity to 0% => results in window [0 W, 0 W]

InWRte = 0% (set charge limit of WchaMax to 0%)

OutWRte = 0% (set discharge limit of WchaMax to 0%)

StorCtl_Mod = 3 (activate both limit values, bit pattern: 11)

Example 4: Charging and discharging with maximum 50% of the nominal power

This behavior can be achieved by limiting the maximum charge capacity to 50% and the maximum discharge capacity to 50% => results in window [-1650 W, 1650 W]

InWRte = 50% (set charge limit of WchaMax to 50%)

OutWRte = 50% (set discharge limit of WchaMax to 50%)

StorCtl_Mod = 3 (activate both limit values, bit pattern: 11)

Example 5: Charging in the range of 50% to 75% of the nominal power

This behavior can be achieved by limiting the maximum charge capacity to 75% and the maximum discharge capacity to -50% => results in window [1650 W, 2475 W]

InWRte = 75% (set charge limit of WchaMax to 75%)

OutWRte = -50% (set discharge limit of WchaMax to -50%)

StorCtl_Mod = 3 (activate both limit values, bit pattern: 11)

Battery status in Fronius Solar.web will change to Forced Recharge

Example 6: Discharging with 50% of the nominal power

This behavior can be achieved by limiting the maximum charge capacity to -50% and the maximum discharge capacity to 50% => results in window [-1650 W, -1650 W]

InWRte = -50% (set charge limit of WchaMax to -50%)

OutWRte = 50% (set discharge limit of WchaMax to 50%)

StorCtl_Mod = 3 (activate both limit values, bit pattern: 11)

Example 7: Charging with 50% to 100% of the nominal power

This behavior can be achieved by limiting the maximum discharge capacity to

-50% => results in window [1650 W, 3300 W] OutWRte = -50% (set discharge limit of WchaMax to -50%)

StorCtl_Mod = 2 (activates discharge limit, bit pattern: 10)

InWRte is not relevant in this case

Battery status in Fronius Solar.web will change to Forced Recharge

Setting the Minimum Charge Level

Charging the energy storage via the grid

Basic Storage Controls Register

By setting register MinRsvPct, a minimum state of charge of the energy storage can be set. For example, by setting MinRsvPct to 20%, a reserve of 20% of the state of charge can be reserved that the state of charge should not fall below.

The ChaGriSet register can be used to allow or prevent inverter storage charging via the grid. The register ChaGriSet and the field "battery charging from DNO grid" in the Fronius system monitoring settings are AND-linked (Device configuration - Components - Battery). If the behavior is to be controlled by the ChaGriSet ﬂag, "battery charging from DNO grid" must be checked.

The battery can be woken from standby mode via the IC124 model. If the So- cMin under the last known SoC is set while the battery is in standby mode, this will be enabled.

Start address:

for "ﬂoat" setting: 40313

for "int+SF" setting: 40303

The register tables can be found on the Fronius website or opened using the link:

http://www.fronius.com/QR-link/0024 .

Fronius Solar.web allow users to visualize status changes from the battery. These changes can be seen in Fronius Solar.web under the option Energy balance then Production or Consumption. The changes are marked with a bubble status, clicking on a state change will show the previous state followed by an arrow and the new state.

Battery state change from Start-up to Normal Operation.

Battery status changes are triggered during normal operation (when the battery is ready to enter in operation, security reasons,etc) or by manipulating the modbus registers MinRsvPct, InWRte, OutWRte and StorCtl_Mod. The changes could be triggered as follows:

A minimum state of charge is set using the register MinRsvPct, the corre-

sponding state change is “Energy-saving mode”. Setting the registers InWRte, OutWRte, StorCtl_Mod the battery status

could change to “Forced Recharge”.

EN-US

Meter Model

Meter Model Register

The data of an energy meter connected with the Fronius Datamanager via Modbus RTU can be read by the relevant SunSpec models via Modbus TCP. In a similar way to the inverter models, there are also two different SunSpec models in this case:

the meter model with ﬂoating point display

(setting "ﬂoat"; 211, 212 or 213) the meter model with integers and scale factors

(setting "int+SF"; 201, 202 or 203)

The register number of the two model types is different!

The Modbus device ID of the energy meter is configurable (default = 200).

The register tables can be found on the Fronius website or opened using the link:

http://www.fronius.com/QR-link/0024 .

There are 4 different meter locations, which are described by the location number (see table). Depending on where the Smart Meter is located and whether the inverter is producing or consuming, the signs of the PowerReal values and the Energy values change. These are shown in the following table:

Meter_Location

PowerReal_P_Sum (+ positive)

0 (grid) 1 (load) 3 (ext. gene-

rator)

consuming from grid

producing power

generation load is produ-

256-511 (subload)

cing power

PowerReal_P_Sum (negative)

energy plus (absolute counter)

energy minus (absolute counter)

*is not typically. May occur when other power generation is located in load path and producing more power than load can consume.

feeding in to grid

import from grid = energy consumed

export to grid = energy produced

normal consumption

producing power* = energy produced

consumption = energy consumed

consumption normal con-

sumption

generation = energy produced

consumption = energy consumed

producing power* = energy produced

consumption = energy consumed

End Block

General Two registers according to the last data model indicate that no further SunSpec

models will follow. The addresses of these two registers are different depending on the device type (inverter, String Control, energy meter) and selected data type ("ﬂoat" or "int +SF").

Inverter:

- Start address for setting "ﬂoat": 40313

- Start address for setting "int+SF": 40303

Fronius String Control:

- Start address: 40127

Energy meter:

- Start address for setting "ﬂoat": 40195

- Start address for setting "int+SF": 40176

End Block The register tables can be found on the Fronius website or opened using the link:

http://www.fronius.com/QR-link/0024 .

EN-US

Fronius Fronius GEN24 - Modbus TCP and RTU Operating Instruction [DE, EN]

Specifications and Main Features

Frequently Asked Questions

User Manual