KNX · ETS6 · USV Modbus · Gira X1 · Victron · BACnet · 10 Min. Lesezeit

KNX-Notstromüberwachung: Überwachung von USV, Generator und Batteriezustand in ETS6

Die KNX-Überwachung der Notstrominfrastruktur wandelt isolierte Alarme in eine koordinierte Gebäudereaktion um – aktiviert Notlichtszenen, schaltet nicht kritische Lasten ab und eskaliert Warnungen an die Gebäudeverwaltung, sobald die Netzspannung ausfällt oder die Batteriereserven zur Neige gehen.

Warum KNX-Überwachung für die Notstromversorgung

Ohne KNX-Integration wird ein Netzausfall oder ein niedriger Batterieladezustand einer USV nur durch eine LED an der Vorderseite oder einen lokalen Summer signalisiert – unsichtbar für die Gebäudeleittechnik und für Nutzer in entfernten Gebäudebereichen. Die KNX-Überwachung verbindet diese Statusmeldungen mit der gesamten Gebäudeautomationsebene und ermöglicht automatische und protokollierte Reaktionen.

Durch KNX ermöglichte automatische Reaktionen

Aktivierung des Notlichtszenarios bei Netzausfall
Lastabwurf von HLK und EV-Ladegeräten zur Verlängerung der Autonomiezeit
Benachrichtigung der Nutzer über Gira X1-Popup oder Raumdisplay
Integration des Energiemanagers zur Überwachung des Batteriezustands

Recorded data for O&M

Zeitstempel jedes Netzausfalls und jeder Wiederherstellung
Batterieladezustand (SOC) zu Beginn und Ende jedes Ereignisses
Dauer jedes Ausfalls für Versicherungs- und Compliance-Zwecke
Generator-Betriebsstundenzähler für Wartungsintervallverfolgung

KNX-Binäreingänge für Spannungsstatuskontakte

Die einfachste und zuverlässigste KNX-Energieüberwachung verwendet potenzialfreie Relaiskontakte von USV und ATS, die an KNX-Binäreingabemodule angeschlossen sind. Diese Methode funktioniert mit jeder USV- oder Generator-Marke, die Hilfskontakte bereitstellt – kein Gateway oder Protokollumwandlung erforderlich.

Verdrahtung der Binäreingänge und ETS6-Konfiguration

Input 1 — UPS mains fail:
  Source: UPS relay output (NC contact — closes on mains fail)
  KNX device: MDT BE-08230.02 or Siemens 5WG1-125 binary input
  ETS6 parameter: "Normal position = OPEN" → sends 1 on closure
  Group address: 8/0/0 — UPS Mains Fail
  DPT: 1.005 (alarm) — 1 = mains failed, 0 = mains OK
  Cyclical sending: every 10 minutes (heartbeat for monitoring)

Input 2 — Generator running:
  Source: ATS K2 contactor NO auxiliary (closes when on generator)
  Group address: 8/0/1 — Generator Running
  DPT: 1.001 (switch) — 1 = load on generator
  Reaction time: 10 ms (immediate — no filter delay needed)

Input 3 — Battery low:
  Source: UPS battery low relay (NO — closes at battery < 20%)
  Group address: 8/0/2 — Battery Low Alarm
  DPT: 1.005 (alarm) — 1 = battery below threshold
  Action: immediate load shedding + alarm escalation

Input 4 — Battery fault:
  Source: UPS fault relay (NO — closes on internal fault)
  Group address: 8/0/3 — UPS Fault
  DPT: 1.005 (alarm) — triggers maintenance notification

Hinweis zur Verdrahtung: Verwenden Sie für die UPS-Relaiskontakte zum KNX-Binäreingang ein geschirmtes Kabel – ein ungeschirmtes Kabel, das zusammen mit Stromkabeln im selben Kanal verlegt wird, kann Schaltspitzen aufnehmen, die als falsche Netzausfallmeldungen registriert werden. Schließen Sie die Kabelabschirmung nur an einem Ende (Binäreingangsseite) an Erde an, um Erdschleifen zu vermeiden.

Modbus TCP USV zu KNX: Eaton-Gateway-Integration

IP-fähige USV-Geräte von Eaton, APC und Riello stellen Batteriezustand, verbleibende Laufzeit und Alarmdaten über Modbus TCP oder SNMP bereit. Ein KNX-Modbus-Gateway fragt diese Werte ab und veröffentlicht sie als KNX-Gruppenadressen, sodass die Gebäudeautomation Entscheidungen basierend auf dem tatsächlichen Batterieprozentsatz treffen kann, anstatt nur auf einen einfachen Niedrigbatterie-Schwellenwert angewiesen zu sein.

Eaton USV Modbus TCP zu KNX-Gruppenadressen-Mapping

Eaton 5PX / 9PX with Network Management Card (NMC):
  Modbus TCP port: 502, unit ID: 1

Key Modbus registers → KNX group addresses:
  Register 0x0020 → Battery capacity (%)
    DPT 5.001 → GA 8/1/0 — UPS Battery SOC %
    Action: if < 30% → activate Stage 1 load shedding

  Register 0x0021 → Estimated remaining runtime (minutes)
    DPT 7.001 → GA 8/1/1 — UPS Runtime Remaining min
    Action: if < 10 min → activate Stage 2 load shedding

  Register 0x0024 → UPS status word (bitmask)
    DPT 7.001 → GA 8/1/2 — UPS Status Word
    Bit 3 = 1: on battery (mains fail)
    Bit 4 = 1: low battery
    Bit 5 = 1: fault condition

  Register 0x002F → Input voltage L1 (V × 10)
    DPT 9.020 → GA 8/1/3 — Mains Voltage V

KNX Modbus gateway options:
  Intesis IN701KNX002000 (Modbus TCP master)
  MDT KNX/Modbus Gateway (SCN-MBTCP.02)
  WAGO 750-362 with KNX coupler

ETS6-Logik: Notbeleuchtung und Lastabwurf

Das ETS6-Logikmodul (oder ein externer Logikcontroller wie MDT SCN-LOGM.01) verarbeitet die Gruppenadressen des Stromversorgungsstatus und löst proportionale Reaktionen basierend auf der Schwere des Stromereignisses aus – wobei zwischen einem kurzen Netzspannungseinbruch, einem längerem Generatorbetrieb und einem kritischen Niedrigbatteriezustand unterschieden wird.

ETS6-Logikmodul: Entscheidungsbaum für Stromereignisse

Condition 1: GA 8/0/0 (Mains Fail) = 1
  Delay: 5 seconds (ride-through momentary events)
  → Activate scene 10 "Emergency" on all lighting groups
    (dim non-critical areas to 20%, maintain escape routes at 100%)
  → Send value 0 to HVAC temperature setback GA (raise setpoint 4°C)
  → Send OFF to EV charger group address (shed ~7kW)
  → Send OFF to commercial refrigeration pre-cool group
  → Write event timestamp to GA 8/3/0 (Last Mains Fail Time)

Condition 2: GA 8/1/0 (Battery SOC) < 30%
  → Additionally shed: server room AC (transfer to local UPS cooling)
  → Notify Gira X1: popup "Battery below 30% — 30 min autonomy"
  → Send alarm to KNX IP router syslog

Condition 3: GA 8/1/1 (Runtime Remaining) < 10 minutes
  → Initiate graceful shutdown sequence for IT servers
  → Activate Stage 2 load shedding: all non-life-safety loads OFF
  → Priority: emergency lighting, fire alarm, security — maintained

Condition 4: GA 8/0/0 = 0 (mains restored)
  → Delay 90 seconds (allow retransfer and stabilisation)
  → Restore normal lighting scenes (staggered 10-second delays)
  → Restore HVAC setpoints (5-minute delay to limit inrush)
  → EV charger: restore after 3 minutes
  → Log restoration event with duration

KNX-Visualisierung: Gira X1 und HomeServer Dashboard

Ein spezielles Dashboard für die Stromversorgungs-Backup auf dem Gira X1 oder HomeServer bietet Facility-Managern einen Überblick über den Status aller Backup-Stromversorgungen, historische Ausfalldaten und Batteriezustandstrends. Das Dashboard wird im Gira Project Assistant (GPA) mit Standard-Widget-Typen konfiguriert, die mit den oben definierten Gruppenadressen verknüpft sind.

Gira X1 Power-Backup-Dashboard-Layout

Dashboard page: "Power Backup Status"

Row 1 — Status tiles (traffic light widgets):
  UPS Status:      GA 8/0/0 — green=OK, red=Mains Fail
  Generator:       GA 8/0/1 — grey=standby, green=running
  Battery Low:     GA 8/0/2 — green=OK, amber=low, red=critical
  UPS Fault:       GA 8/0/3 — green=OK, red=fault

Row 2 — Bargraph widgets:
  Battery SOC %:   GA 8/1/0 — 0–100%, threshold markers at 30% and 80%
  Mains Voltage:   GA 8/1/3 — 0–260V, limit lines at 207V and 253V

Row 3 — Numeric displays:
  Runtime remaining: GA 8/1/1 — minutes, unit label "min"
  Generator hours:   GA 8/4/0 — accumulated counter, unit "h"

Row 4 — Event log widget:
  Last mains fail:   GA 8/3/0 — timestamp (DPT 19.001)
  Last restoration:  GA 8/3/1 — timestamp
  Last outage duration: GA 8/3/2 — minutes

Victron Cerbo GX und KNX-Integration

Gebäude mit Victron Energy-Batteriesystemen – MultiPlus, Quattro oder EasySolar Wechselrichter-Ladegeräte mit einer Cerbo GX Überwachungseinheit – können den Batterieladezustand und Solardaten über eine Modbus TCP-Brücke in den KNX-Bus integrieren. Victron stellt alle Gerätedaten nativ auf Modbus TCP Port 502 ohne zusätzliche Lizenzen bereit.

Victron Cerbo GX Modbus TCP zu KNX

Cerbo GX Modbus TCP setup:
  Enable in Cerbo GX: Settings > Services > Modbus-TCP: ON
  Default port: 502, static IP recommended

Key Modbus registers (unit ID 100 = system overview):
  Register 840 → Battery SOC (%)         → GA 8/5/0 DPT 5.001
  Register 842 → Battery voltage (V×100) → GA 8/5/1 DPT 9.020
  Register 843 → Battery power (W)       → GA 8/5/2 DPT 13.010
  Register 850 → Grid power (W)          → GA 8/5/3 DPT 13.010
  Register 855 → AC input status         → GA 8/5/4 DPT 1.001
    0 = disconnected, 1 = connected, 2 = ignore

Bridge options:
  Option A: KNX Modbus gateway (Intesis IN701KNX)
    → direct Modbus TCP polling, no middleware
  Option B: Node-RED on local server
    → node-red-contrib-victron (official Victron nodes)
    → node-red-contrib-knx (KNX/IP bridge)
    → Adds calculated values: self-consumption %, import cost

KNX action — battery SOC < 20% (GA 8/5/0):
  → Reduce EV charger to minimum 6A
  → Notify visualisation: "Battery low — grid backup active"

Cerbo GX zu KNX ohne Gateway: Wenn ein KNX-IP-Router im selben LAN erreichbar ist, bietet Node-RED auf einem Raspberry Pi in der Nähe des Cerbo GX die flexibelste Brücke. Die Bibliothek node-red-contrib-knx behandelt KNX/IP-Tunneling nativ und vermeidet die Kosten eines dedizierten Modbus-KNX-Gateways für reine Batterieinstallationen.

Alarmeskalation: BACnet, SCADA und SMS-Gateway

Für kritische Einrichtungen – Krankenhäuser, Rechenzentren, große Gewerbegebäude – muss die Alarmeskalation bei Stromausfall innerhalb von Sekunden die Facility-Management-Teams erreichen, unabhängig von der Tageszeit. Die Eskalationskette verläuft von KNX über BACnet oder SCADA zu SMS-, E-Mail- oder Pager-Benachrichtigung.

Alarmeskalationskette

Level 1 — KNX (immediate, building-wide):
  GA 8/0/0 = 1 → Emergency lighting + load shedding scenes
  KNX visualisation popup on all Gira X1 / touchpanel devices
  Reaction time: < 1 second

Level 2 — BACnet alarm (< 10 seconds):
  KNX/BACnet gateway (e.g. Intesis IN701BAC) publishes:
    BACnet Binary Value: UPS_Mains_Fail (instance 100)
    BACnet Analog Value: Battery_SOC (instance 101)
  BACnet BBMD broadcasts to building SCADA system
  SCADA: alarm acknowledged by operator → work order created

Level 3 — SMS/Email gateway (< 30 seconds):
  SCADA → SMS gateway (e.g. SMSEagle, Moxa OnCell) on mains fail
  Recipient group: FM engineer on-call, building manager
  Message: "MAINS FAIL [building name] [timestamp]
            Generator running: [YES/NO]
            Battery SOC: [%], Runtime: [min]"
  Escalation: if not acknowledged in 5 min → page duty manager

Level 4 — Restoration notification:
  GA 8/0/0 = 0 → SMS: "MAINS RESTORED [building] [timestamp]
                       Outage duration: [X] min"
  Auto-close SCADA alarm with duration logged

Anforderung für Krankenhäuser und Rechenzentren: HTM 06-01 (britische Krankenhaus-Elektroinfrastruktur) und EN 50171 (zentrale Stromversorgung für Sicherheitsbeleuchtung) verlangen protokollierte Aufzeichnungen jedes Netzausfallereignisses mit Dauer, Laststatus und nachgewiesener Batterieautonomie. Das KNX-Gruppenadressen-Ereignisprotokoll in Kombination mit dem SCADA-Alarmjournal erfüllt diese Anforderung – konfigurieren Sie beide Systeme so, dass sie einen Mindestverlauf von 12 Monaten speichern.

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