Physikalische Adressen: Jeder Teilnehmer hat seinen Platz

Wer eine KNX-Anlage in Betrieb nimmt, begegnet der physikalischen Adresse vom ersten Moment an. Jedes Gerät, das auf den Bus aufgesteckt wird, braucht eine eindeutige Adresse, bevor es sinnvoll kommunizieren kann. Diese Adresse beschreibt nicht, was ein Gerät tut, sondern wo es in der Topologie sitzt. Das ist ein wichtiger Unterschied, der im Projektalltag manchmal verwischt wird.

Dieser vierte Teil der Serie «KNX Grundlagen: die Schulungsreihe» erklärt, wie physikalische Adressen aufgebaut sind, welche Regeln bei der Vergabe gelten, wie die Programmiertaste dabei eine Rolle spielt und warum doppelte Adressen zu den häufigsten und gleichzeitig hartnäckigsten Fehlerquellen im KNX-Betrieb gehören. Wer die Topologie aus Teil 2 und die Installationsregeln aus Teil 3 kennt, findet hier die logische Fortsetzung auf der Softwareseite.

Was eine physikalische Adresse aussagt

Die physikalische Adresse eines KNX-Geräts folgt dem Schema Bereich.Linie.Teilnehmer. Jeder dieser drei Teile ist eine Zahl, die einen bestimmten Platz in der Topologie beschreibt. Ein Gerät mit der Adresse 1.3.10 sitzt im Bereich 1, in der Linie 3, und ist dort der zehnte Teilnehmer.

Die Bitbreite der drei Felder ist durch den Standard festgelegt. Der Bereich verwendet 4 Bit, die Linie ebenfalls 4 Bit, und der Teilnehmer 8 Bit. Daraus ergibt sich ein Adressraum, der die gesamte Topologie einer KNX-Anlage abbilden kann: bis zu 15 Bereiche, in jedem Bereich bis zu 15 Linien, in jeder Linie bis zu 255 Teilnehmer. Die Adresse 0.0.0 ist reserviert und wird nicht für reguläre Geräte vergeben.

Wichtig ist das Verständnis, dass die physikalische Adresse ausschliesslich die Position beschreibt. Sie sagt nichts darüber aus, welche Funktion ein Gerät hat oder mit welchen anderen Geräten es kommuniziert. Diese Zuordnung übernehmen die Gruppenadressen, die in Teil 5 dieser Serie behandelt werden. Die physikalische Adresse ist das Werkzeug der Inbetriebnahme und der Fehlersuche, nicht das Werkzeug der Steuerungslogik.

Im laufenden Betrieb ist die physikalische Adresse vor allem dann sichtbar, wenn die ETS mit einem Gerät kommuniziert, wenn ein Busmonitor Telegramme aufzeichnet oder wenn ein Gerät nach einem Fehler neu geladen werden muss. In diesen Situationen ist eine saubere, nachvollziehbare Adressstruktur der Unterschied zwischen einer schnellen Diagnose und einer langen Suche.

Der Adressraum und seine Grenzen

Ein Liniensegment im KNX-TP-System nimmt bis zu 64 Teilnehmer auf. Mit Linienverstärkern lässt sich eine Linie auf bis zu 4 Segmente erweitern, was theoretisch mehr physikalische Adressen zulässt, als Geräte physisch angeschlossen werden können. Der Adressraum einer Linie reicht bis zur Teilnehmernummer 255, aber die elektrische Belastbarkeit und die Leitungslängen setzen früher Grenzen. Mehr dazu steht in Teil 2 und Teil 3 dieser Serie.

Für die Adressvergabe bedeutet das: Nicht jede Adresse, die im Schema existiert, kann auch belegt werden. Die Teilnehmernummern 1 bis 255 stehen für reguläre Geräte zur Verfügung, wobei in der Praxis sinnvolle Reserven freigehalten werden sollten. Wer eine Linie von Beginn an bis auf den letzten Platz belegt, hat keinen Spielraum mehr für spätere Erweiterungen oder Ersatzgeräte.

Bereichskoppler und Linienkoppler erhalten ebenfalls physikalische Adressen, und diese folgen einer eigenen Logik. Ein Linienkoppler, der Linie 3 im Bereich 1 an den Backbone anschliesst, erhält die Adresse 1.3.0. Die Teilnehmernummer 0 ist in jeder Linie für den Koppler reserviert. Ein Bereichskoppler, der Bereich 2 an den Backbone anschliesst, erhält die Adresse 2.0.0. Diese Adressen dürfen nicht für reguläre Geräte verwendet werden. Wer sie versehentlich vergibt, erzeugt Konflikte, die sich im Betrieb als sporadische Kommunikationsfehler zeigen können.

Koppler und ihre reservierten Adressen

Die Koppler nehmen in der physikalischen Adressstruktur eine besondere Stellung ein. Sie verbinden Linien untereinander und mit dem Backbone, und ihre Adressen definieren gleichzeitig die Struktur der Topologie in der ETS. Wer in der ETS eine neue Linie anlegt und ihr einen Linienkoppler zuweist, legt damit fest, welche physikalische Adresse dieser Koppler erhält.

Ein Linienkoppler in Bereich 1, Linie 3 erhält die Adresse 1.3.0. Der Koppler auf der Backbone-Seite, also der Bereichskoppler für Bereich 1, erhält die Adresse 1.0.0. Diese Systematik ist nicht zufällig: Die Teilnehmernummer 0 signalisiert in jedem Fall, dass es sich um ein Kopplergerät handelt, das eine übergeordnete Funktion in der Topologie übernimmt.

In Anlagen mit IP-Backbone werden IP-Koppler eingesetzt, die auf der einen Seite am TP-Bus hängen und auf der anderen Seite über KNXnet/IP kommunizieren. Auch diese Geräte erhalten physikalische Adressen nach demselben Schema. Ihre Konfiguration in der ETS unterscheidet sich etwas von klassischen TP-Kopplern, aber die Adresslogik bleibt identisch.

Wer die Topologie einer Anlage in der ETS aufbaut, sollte die Koppleradressen von Beginn an konsequent vergeben und dokumentieren. Nachträgliche Änderungen an der Topologiestruktur können dazu führen, dass Koppler umprogrammiert werden müssen, was bei laufenden Anlagen aufwendig ist.

Vergabe in der ETS: Schritt für Schritt

Die ETS ist das zentrale Werkzeug für die Vergabe physikalischer Adressen. Jedes Gerät, das in ein ETS-Projekt aufgenommen wird, erhält dort eine physikalische Adresse, bevor es auf den Bus programmiert werden kann. Die ETS schlägt beim Anlegen eines Geräts automatisch die nächste freie Adresse in der gewählten Linie vor. Dieser Vorschlag kann übernommen oder manuell angepasst werden.

In der Praxis empfiehlt es sich, die Adressen nicht einfach fortlaufend zu vergeben, sondern nach einem Konzept vorzugehen. Geräte desselben Typs oder derselben Funktion lassen sich in bestimmten Adressbereichen bündeln. Taster und Sensoren könnten beispielsweise die Nummern 1 bis 50 belegen, Aktoren die Nummern 51 bis 120, und spezielle Geräte wie Logikmodule oder Wetterstationen die Nummern 150 aufwärts. Dieses Vorgehen ist keine Pflicht, aber es erleichtert die Orientierung erheblich, wenn eine Anlage später erweitert oder analysiert werden muss.

Reserven sind kein Luxus, sondern eine Investition in die Wartbarkeit. Wer in einer Linie mit 30 Geräten die Nummern 1 bis 30 vergibt, hat keinen Spielraum mehr, wenn ein Raum nachträglich mit zusätzlichen Tastern ausgestattet wird. Wer dagegen von Beginn an Lücken einplant, kann neue Geräte logisch einordnen, ohne die bestehende Struktur zu verschieben.

Die ETS zeigt im Projektbaum für jede Linie, welche Adressen vergeben sind und welche noch frei sind. Diese Übersicht ist ein wichtiges Hilfsmittel bei der Planung und bei der Erweiterung bestehender Anlagen. Wer das ETS-Projekt sauber pflegt, hat diese Information jederzeit griffbereit.

Die Programmiertaste: Verbindung zwischen Gerät und Adresse

Die physikalische Adresse wird nicht manuell am Gerät eingestellt, sondern über die ETS in das Gerät geladen. Dafür braucht es eine Verbindung zwischen dem Gerät auf dem Bus und dem Eintrag im ETS-Projekt. Diese Verbindung stellt die Programmiertaste her.

Der Ablauf ist einfach: In der ETS wird das Gerät ausgewählt, dem eine Adresse zugewiesen werden soll. Dann wird am physischen Gerät die Programmiertaste gedrückt. Das Gerät wechselt in den Programmiermodus, erkennbar an der roten Programmier-LED. Die ETS sendet die physikalische Adresse über den Bus, das Gerät übernimmt sie und quittiert den Empfang. Die LED erlischt, und das Gerät ist unter seiner neuen Adresse erreichbar.

Dieser Vorgang klingt simpel, birgt aber in der Praxis einige Tücken. Wenn mehrere Geräte gleichzeitig im Programmiermodus sind, kann die ETS nicht eindeutig zuordnen, welches Gerät die Adresse erhalten soll. Das Ergebnis ist entweder eine Fehlermeldung oder, schlimmer, eine falsche Zuweisung. Deshalb gilt die Regel: immer nur ein Gerät gleichzeitig in den Programmiermodus versetzen.

Bei schwer zugänglichen Geräten, etwa in Unterputzdosen oder hinter Verkleidungen, kann die Programmiertaste eine logistische Herausforderung sein. Manche Hersteller bieten Geräte an, bei denen der Programmiermodus auch über den Bus ausgelöst werden kann, sofern die alte Adresse bekannt ist. Das ist bei Tauscharbeiten im Bestand hilfreich, setzt aber voraus, dass das ETS-Projekt aktuell ist.

Doppelte Adressen: die stille Fehlerquelle

Doppelte physikalische Adressen gehören zu den häufigsten Fehlern in KNX-Anlagen, und sie sind gleichzeitig besonders schwer zu finden, wenn man nicht weiss, wonach man sucht. Das Problem entsteht, wenn zwei Geräte dieselbe physikalische Adresse tragen. Das kann passieren, wenn ein Gerät ausgetauscht wird und das Ersatzgerät die Werksadresse behält, wenn bei der Inbetriebnahme ein Fehler im Ablauf passiert, oder wenn Geräte aus einem anderen Projekt übernommen werden, ohne ihre Adressen anzupassen.

Im laufenden Betrieb zeigen sich doppelte Adressen oft als sporadische Kommunikationsfehler. Ein Gerät reagiert manchmal, manchmal nicht. Telegramme kommen an, aber die Quittierung schlägt fehl. Der Busmonitor zeigt Kollisionen oder unerwartete Antworten. Diese Symptome sind unspezifisch und können viele Ursachen haben, was die Diagnose erschwert.

Der zuverlässigste Weg, doppelte Adressen zu finden, ist der Busmonitor in der ETS oder ein externes Diagnosewerkzeug. Wer jeden Teilnehmer einzeln anspricht und die Antworten auswertet, kann Konflikte aufdecken. Wie diese Analyse im Detail funktioniert, beschreibt Teil 2 der Serie «KNX in Betrieb und Bestand» unter dem Titel «Fehlersuche im KNX-Bestand mit Busmonitor und Telegrammanalyse».

Vorbeugend hilft eine konsequente Disziplin bei der Inbetriebnahme: Neue Geräte erhalten ihre physikalische Adresse erst, wenn sie einzeln auf den Bus aufgesteckt werden. Geräte, die aus dem Lager kommen, tragen in der Regel die Werksadresse 15.15.255. Diese Adresse ist bewusst ausserhalb des normalen Betriebsbereichs gewählt, damit Neugeräte nicht sofort mit bestehenden Geräten in Konflikt geraten. Trotzdem sollte man nie mehrere Neugeräte gleichzeitig auf den Bus stecken, bevor ihre Adressen vergeben sind.

Adressvergabe bei Erweiterungen und Sanierungen

Bestehende KNX-Anlagen werden selten auf einen Schlag erweitert. Meistens kommen im Laufe der Jahre einzelne Räume, Etagen oder Funktionen hinzu. Wer die physikalische Adressstruktur von Beginn an mit Reserven geplant hat, kann solche Erweiterungen ohne grossen Aufwand integrieren. Wer das nicht getan hat, steht vor der Wahl: entweder bestehende Adressen verschieben, was Umprogrammierungen erfordert, oder neue Geräte in Lücken quetschen, was die Übersichtlichkeit weiter verschlechtert.

Bei Sanierungen kommt ein weiteres Problem hinzu: Das ETS-Projekt ist oft nicht mehr aktuell. Geräte wurden ausgetauscht, Adressen wurden nicht dokumentiert, oder das Projekt liegt bei einem Unternehmer, der nicht mehr erreichbar ist. In solchen Fällen muss die Adressstruktur zuerst durch eine Bestandsaufnahme rekonstruiert werden, bevor neue Geräte integriert werden können. Wie man dabei vorgeht, behandelt Teil 3 der Serie «KNX in Betrieb und Bestand» unter dem Titel «KNX-Bestandsanlagen modernisieren statt ersetzen».

Eine bewährte Praxis bei Erweiterungen ist es, neue Geräte in einer eigenen Linie zu führen, wenn die bestehenden Linien bereits gut belegt sind. Das setzt voraus, dass noch freie Linienadressen im Bereich vorhanden sind, und dass ein Linienkoppler installiert werden kann. Dieser Aufwand lohnt sich, weil er die bestehende Anlage nicht berührt und die neue Linie sauber dokumentiert werden kann.

Wer bei einer Erweiterung die Gelegenheit nutzt, das ETS-Projekt zu bereinigen und die Adressstruktur zu dokumentieren, schafft eine Grundlage, die den nächsten Schritt wieder einfacher macht. KNX-Anlagen haben lange Lebenszyklen, und eine saubere Dokumentation zahlt sich über viele Jahre aus.

Adresskonzept als Teil der Planung

Die physikalische Adressstruktur sollte nicht erst bei der Inbetriebnahme entstehen, sondern bereits in der Planungsphase festgelegt werden. Ein einfaches Adresskonzept, das die Bereiche und Linien den Gebäudebereichen zuordnet und Reserven definiert, ist ein wertvolles Dokument für alle Beteiligten.

Ein solches Konzept muss nicht komplex sein. Es reicht, wenn es folgende Punkte festhält: welcher Bereich welchem Gebäudeteil entspricht, welche Linien in jedem Bereich vorgesehen sind, welche Adressbereiche für welche Gerätetypen reserviert sind, und wie viele freie Adressen pro Linie als Reserve eingeplant werden. Dieses Dokument begleitet das ETS-Projekt und wird bei jeder Erweiterung aktualisiert.

In grösseren Projekten mit mehreren Bereichen und einem IP-Backbone ist das Adresskonzept eng mit der Topologieplanung verknüpft, die in Teil 2 dieser Serie beschrieben wird. Die physikalischen Adressen der Koppler ergeben sich direkt aus der Topologie, und Änderungen an der Topologie können Adressänderungen nach sich ziehen. Deshalb sollten Topologie und Adresskonzept gemeinsam geplant und gemeinsam dokumentiert werden.

Wer das ETS-Projekt als lebendes Dokument versteht und es konsequent aktuell hält, hat die beste Grundlage für eine langlebige und erweiterbare KNX-Anlage. Dass das ETS-Projekt dem Bauherrn gehört und nicht beim Unternehmer verbleibt, ist ein eigenes Thema, das in Teil 5 der Serie «KNX richtig planen» unter dem Titel «Das ETS-Projekt gehört dem Bauherrn» ausführlich behandelt wird.

Der rote Faden zu unseren Fachbeiträgen

Dieser Artikel baut direkt auf den vorangegangenen Teilen dieser Serie auf. Die Topologie mit Liniensegmenten, Bereichen und IP-Backbone ist das Thema von Teil 2 «KNX-Topologie: Liniensegment, Linie, Bereich und Backbone». Die Installationsregeln für Busleitung und Spannungsversorgung erklärt Teil 3 «Spannungsversorgung, Busleitung und Installation nach den Regeln». Wer verstehen will, wie Geräte nach der Adressvergabe miteinander kommunizieren, findet die Antwort in Teil 5 «Gruppenadressen: So sprechen KNX-Geräte miteinander».

Für die Fehlersuche bei doppelten Adressen und anderen Kommunikationsproblemen ist Teil 2 der Serie «KNX in Betrieb und Bestand» relevant: «Fehlersuche im KNX-Bestand mit Busmonitor und Telegrammanalyse». Wer eine bestehende Anlage sanieren oder erweitern will, findet in Teil 3 derselben Serie unter dem Titel «KNX-Bestandsanlagen modernisieren statt ersetzen» praxisnahe Hinweise zum Umgang mit unvollständigen Projekten und veralteten Adressstrukturen.

Die Frage, wem das ETS-Projekt gehört und wie es übergeben werden sollte, behandelt Teil 5 der Serie «KNX richtig planen»: «Das ETS-Projekt gehört dem Bauherrn». Und wer die Inbetriebnahme als Ganzes verstehen will, findet in Teil 1 der Serie «KNX in Betrieb und Bestand» unter dem Titel «Inbetriebnahme und Abnahme einer KNX-Anlage» den passenden Überblick.

Fazit

Die physikalische Adresse Bereich.Linie.Teilnehmer ist das Fundament jeder KNX-Anlage. Sie beschreibt, wo ein Gerät in der Topologie sitzt, und macht es für die ETS und für Diagnosewerkzeuge eindeutig identifizierbar. Eine saubere Vergabe mit klaren Reserven, konsequent dokumentiert im ETS-Projekt, erspart bei Erweiterungen und Fehlersuchen erheblichen Aufwand.

Die wichtigsten Regeln lassen sich kurz zusammenfassen: Koppleradressen mit Teilnehmernummer 0 sind reserviert und dürfen nicht für reguläre Geräte verwendet werden. Neue Geräte erhalten ihre Adresse einzeln über die Programmiertaste, nie mehrere gleichzeitig. Doppelte Adressen entstehen leicht und sind schwer zu finden, weshalb Disziplin bei der Inbetriebnahme die beste Vorbeugung ist. Und ein Adresskonzept gehört zur Planung, nicht zur Nacharbeit.

Sie haben Fragen dazu?

Sie planen eine neue KNX-Anlage und möchten die Adressstruktur von Beginn an sauber aufsetzen? Oder Sie haben eine Bestandsanlage, bei der die Adressvergabe über die Jahre unübersichtlich geworden ist? Wir helfen Ihnen bei der Analyse und beim Aufbau einer tragfähigen Struktur. Nehmen Sie Kontakt auf über wenget.ch oder info@wenget.ch.

Quellenverzeichnis

• KNX Association: KNX System Specification, Systemhandbuch (sinngemäss verwendet für Adressaufbau, Topologie, Programmiermodus und Koppleradressen)
• ISO/IEC 14543-3: Information technology, Home Electronic System (HES), Part 3: Communication layers (KNX-Norm, sinngemäss verwendet)
• EN 50090: Home and Building Electronic Systems (HBES), europäische Normreihe für KNX
• KNX und ETS sind eingetragene Marken der KNX Association, Brüssel (www.knx.org); Landesorganisation Schweiz: KNX Swiss
• Eigene Projekterfahrung der WENGET GmbH aus KNX-Planung, Inbetriebnahme und Bestandsanalysen