Capítulo 51 / Chapter 51

Protocolos de Comunicación

46.1 Introducción a los Protocolos de Comunicación

Los protocolos de comunicación son el conjunto de normas y estándares que permiten el intercambio de datos entre los diferentes componentes de una instalación fotovoltaica y los sistemas de monitorización remota. Solener utiliza protocolos estándar de la industria para garantizar la interoperabilidad y la fiabilidad de las comunicaciones.

La comunicación entre los equipos Solener se realiza a través de múltiples interfaces y protocolos, permitiendo la integración con sistemas SCADA, plataformas web y aplicaciones móviles para la supervisión y control remoto de las instalaciones.

Protocolos Solener - Estándares Industriales - Interoperabilidad Garantizada

46.2 Protocolos Implementados

Protocolo	Interfaz Física	Alcance	Velocidad	Aplicación
Modbus RTU	RS485	Hasta 1200 m	9600-115200 bps	Comunicación con sensores y actuadores
Modbus TCP/IP	Ethernet RJ45	100 m (sin switch)	10/100 Mbps	Integración con SCADA
HTTP/HTTPS	Ethernet/WiFi	Global (Internet)	Variable	Acceso web, APIs REST
MQTT	TCP/IP	Global (Internet)	Variable	IoT, telemetría ligera
LoRa/LoRaWAN	Radio 868 MHz	Hasta 15 km	0.3-50 kbps	Zonas remotas, bajo consumo
GSM/GPRS/4G	Red celular	Global	Hasta 100 Mbps	Monitorización remota
WiFi 802.11	Radio 2.4/5 GHz	Hasta 100 m	Hasta 600 Mbps	Red local

46.3 Protocolo Modbus RTU

El protocolo Modbus RTU es el más utilizado en la comunicación con equipos de campo en instalaciones fotovoltaicas. Utiliza una comunicación serie RS485 con topología bus multipunto.

Configuración típica:
- Velocidad: 9600 bps (configurable hasta 115200)
- Datos: 8 bits
- Paridad: Ninguna (N) o Par (E)
- Stop bits: 1 o 2
- Dirección: 1-247 (esclavos)

Trama Modbus RTU:
[Dirección 1 byte] [Función 1 byte] [Datos N bytes] [CRC 2 bytes]

Funciones principales:
0x03: Leer registros de retención (Holding Registers)
0x04: Leer registros de entrada (Input Registers)
0x06: Escribir registro individual
0x10: Escribir múltiples registros

46.4 Mapa de Registros Solener

Registro	Descripción	Tipo	Unidad	Acceso
40001	Tensión panel FV	Input Register	V (×0.1)	Lectura
40002	Intensidad panel FV	Input Register	A (×0.1)	Lectura
40003	Potencia instantánea	Input Register	W	Lectura
40004	Energía acumulada diaria	Input Register	Wh	Lectura
40005	Tensión batería	Input Register	V (×0.1)	Lectura
40006	Estado de carga (SOC)	Input Register	%	Lectura
40007	Temperatura batería	Input Register	°C (×0.1)	Lectura
40008	Irradiancia solar	Input Register	W/m²	Lectura
40009	Frecuencia de salida	Input Register	Hz (×0.1)	Lectura
40010	Caudal instantáneo	Input Register	l/min (×0.1)	Lectura
40101	Estado del sistema	Input Register	Bitfield	Lectura
40102	Código de alarma activo	Input Register	Código	Lectura
40201	Tensión de absorción	Holding Register	V (×0.1)	Lectura/Escritura
40202	Tensión de flotación	Holding Register	V (×0.1)	Lectura/Escritura
40203	Umbral desconexión baja tensión	Holding Register	V (×0.1)	Lectura/Escritura
40204	Umbral reconexión	Holding Register	V (×0.1)	Lectura/Escritura

46.5 Arquitectura de Comunicación

Nivel 1 - Campo (Field Level):
- Sensores (irradiación, temperatura, nivel, presión, caudal)
- Actuadores (contactores, válvulas, relés)
- Protocolo: Modbus RTU (RS485)

Nivel 2 - Control (Control Level):
- Controladores Solener (reguladores, inversores, VVF)
- Protocolo: Modbus RTU / Modbus TCP

Nivel 3 - Supervisión (SCADA Level):
- Servidor SCADA / Gateway de comunicación
- Protocolo: Modbus TCP / HTTP / MQTT

Nivel 4 - Gestión (Management Level):
- Plataforma web / Cloud / Aplicación móvil
- Protocolo: HTTPS / MQTT / REST API

46.6 Seguridad en Comunicaciones

✓ Cifrado TLS/SSL: Para comunicaciones HTTPS y MQTT
✓ Autenticación: Usuario/contraseña, certificados digitales
✓ Firewall: Filtrado de tráfico no autorizado
✓ VPN: Túnel seguro para acceso remoto
✓ Registro de eventos: Auditoría de accesos y cambios
✓ Actualización segura: Firmware firmado digitalmente

46.7 Gateway de Comunicación Solener

El gateway de comunicación Solener es el dispositivo central que conecta los equipos de campo con la plataforma de monitorización remota. Sus características principales son:

✓ Entradas: RS485 (Modbus RTU), RS232, Digital I/O
✓ Salidas: Ethernet, WiFi, GSM/4G, LoRa
✓ Almacenamiento local: Buffer de datos para períodos sin conexión
✓ Alimentación: 12/24/48V DC (desde el propio sistema FV)
✓ Protección: IP65, rango de temperatura -20°C a +70°C
✓ Protocolos soportados: Modbus RTU/TCP, MQTT, HTTP, FTP

46.8 Integración con Sistemas de Terceros

Sistema	Protocolo	Interfaz
PLC Siemens	Modbus TCP / Profinet	Ethernet
PLC Schneider	Modbus RTU/TCP	RS485/Ethernet
SCADA Wonderware	Modbus TCP / OPC	Ethernet
SCADA Ignition	Modbus TCP / MQTT	Ethernet
Plataforma AWS IoT	MQTT / HTTPS	Internet
Plataforma Azure IoT	MQTT / AMQP	Internet
API REST personalizada	HTTPS / JSON	Internet

Resumen del Capítulo 46: Los protocolos de comunicación Solener permiten la integración completa de las instalaciones fotovoltaicas con sistemas de monitorización y control. Se utilizan protocolos estándar de la industria como Modbus RTU/TCP, MQTT, HTTP y LoRaWAN, garantizando la interoperabilidad con equipos de terceros. El gateway de comunicación Solener actúa como dispositivo central, conectando los equipos de campo con la plataforma de monitorización remota a través de múltiples interfaces (RS485, Ethernet, WiFi, GSM/4G). La seguridad se garantiza mediante cifrado TLS/SSL, autenticación y firewalls.

46.1 Introduction aux Protocoles de Communication

Les protocoles de communication sont l'ensemble des normes et standards qui permettent l'échange de données entre les différents composants d'une installation photovoltaïque et les systèmes de surveillance à distance. Solener utilise des protocoles standard de l'industrie pour garantir l'interopérabilité et la fiabilité des communications.

La communication entre les équipements Solener se réalise à travers de multiples interfaces et protocoles, permettant l'intégration avec des systèmes SCADA, des plateformes web et des applications mobiles pour la supervision et le contrôle à distance des installations.

Protocoles Solener - Standards Industriels - Interopérabilité Garantie

46.2 Protocoles Implémentés

Protocole	Interface Physique	Portée	Vitesse	Application
Modbus RTU	RS485	Jusqu'à 1200 m	9600-115200 bps	Communication avec capteurs et actionneurs
Modbus TCP/IP	Ethernet RJ45	100 m (sans switch)	10/100 Mbps	Intégration avec SCADA
HTTP/HTTPS	Ethernet/WiFi	Global (Internet)	Variable	Accès web, APIs REST
MQTT	TCP/IP	Global (Internet)	Variable	IoT, télémétrie légère
LoRa/LoRaWAN	Radio 868 MHz	Jusqu'à 15 km	0.3-50 kbps	Zones distantes, basse consommation
GSM/GPRS/4G	Réseau cellulaire	Global	Jusqu'à 100 Mbps	Surveillance à distance
WiFi 802.11	Radio 2.4/5 GHz	Jusqu'à 100 m	Jusqu'à 600 Mbps	Réseau local

46.3 Protocole Modbus RTU

Le protocole Modbus RTU est le plus utilisé dans la communication avec les équipements de terrain dans les installations photovoltaïques. Il utilise une communication série RS485 avec topologie bus multipoint.

Configuration typique:
- Vitesse: 9600 bps (configurable jusqu'à 115200)
- Données: 8 bits
- Parité: Aucune (N) ou Paire (E)
- Stop bits: 1 ou 2
- Adresse: 1-247 (esclaves)

Trame Modbus RTU:
[Adresse 1 octet] [Fonction 1 octet] [Données N octets] [CRC 2 octets]

Fonctions principales:
0x03: Lire registres de rétention (Holding Registers)
0x04: Lire registres d'entrée (Input Registers)
0x06: Écrire registre individuel
0x10: Écrire multiples registres

46.4 Carte des Registres Solener

Registre	Description	Type	Unité	Accès
40001	Tension panneau FV	Input Register	V (×0.1)	Lecture
40002	Intensité panneau FV	Input Register	A (×0.1)	Lecture
40003	Puissance instantanée	Input Register	W	Lecture
40004	Énergie accumulée quotidienne	Input Register	Wh	Lecture
40005	Tension batterie	Input Register	V (×0.1)	Lecture
40006	État de charge (SOC)	Input Register	%	Lecture
40007	Température batterie	Input Register	°C (×0.1)	Lecture
40008	Irradiance solaire	Input Register	W/m²	Lecture

46.5 Architecture de Communication

Niveau 1 - Terrain (Field Level):
- Capteurs (irradiance, température, niveau, pression, débit)
- Actionneurs (contacteurs, vannes, relais)
- Protocole: Modbus RTU (RS485)

Niveau 2 - Contrôle (Control Level):
- Contrôleurs Solener (régulateurs, onduleurs, VVF)
- Protocole: Modbus RTU / Modbus TCP

Niveau 3 - Supervision (SCADA Level):
- Serveur SCADA / Passerelle de communication
- Protocole: Modbus TCP / HTTP / MQTT

Niveau 4 - Gestion (Management Level):
- Plateforme web / Cloud / Application mobile
- Protocole: HTTPS / MQTT / REST API

46.6 Sécurité des Communications

✓ Chiffrement TLS/SSL: Pour les communications HTTPS et MQTT
✓ Authentification: Utilisateur/mot de passe, certificats numériques
✓ Firewall: Filtrage du trafic non autorisé
✓ VPN: Tunnel sécurisé pour accès à distance
✓ Journal d'événements: Audit des accès et changements
✓ Mise à jour sécurisée: Firmware signé numériquement

46.7 Passerelle de Communication Solener

La passerelle de communication Solener est le dispositif central qui connecte les équipements de terrain avec la plateforme de surveillance à distance. Ses principales caractéristiques sont:

✓ Entrées: RS485 (Modbus RTU), RS232, Digital I/O
✓ Sorties: Ethernet, WiFi, GSM/4G, LoRa
✓ Stockage local: Tampon de données pour les périodes sans connexion
✓ Alimentation: 12/24/48V DC (depuis le propre système FV)
✓ Protection: IP65, plage de température -20°C à +70°C
✓ Protocoles supportés: Modbus RTU/TCP, MQTT, HTTP, FTP

46.8 Intégration avec des Systèmes Tiers

Système	Protocole	Interface
PLC Siemens	Modbus TCP / Profinet	Ethernet
PLC Schneider	Modbus RTU/TCP	RS485/Ethernet
SCADA Wonderware	Modbus TCP / OPC	Ethernet
SCADA Ignition	Modbus TCP / MQTT	Ethernet
Plateforme AWS IoT	MQTT / HTTPS	Internet
Plateforme Azure IoT	MQTT / AMQP	Internet
API REST personnalisée	HTTPS / JSON	Internet

Résumé du Chapitre 46: Les protocoles de communication Solener permettent l'intégration complète des installations photovoltaïques avec des systèmes de surveillance et de contrôle. Des protocoles standard de l'industrie sont utilisés tels que Modbus RTU/TCP, MQTT, HTTP et LoRaWAN, garantissant l'interopérabilité avec des équipements tiers. La passerelle de communication Solener agit comme dispositif central, connectant les équipements de terrain avec la plateforme de surveillance à distance à travers de multiples interfaces (RS485, Ethernet, WiFi, GSM/4G). La sécurité est garantie par le chiffrement TLS/SSL, l'authentification et les firewalls.

46.1 Introduction to Communication Protocols

Communication protocols are the set of standards and norms that allow data exchange between the different components of a photovoltaic installation and remote monitoring systems. Solener uses industry standard protocols to guarantee interoperability and communication reliability.

Communication between Solener equipment is carried out through multiple interfaces and protocols, allowing integration with SCADA systems, web platforms and mobile applications for remote monitoring and control of installations.

Solener Protocols - Industry Standards - Guaranteed Interoperability

46.2 Implemented Protocols

Protocol	Physical Interface	Range	Speed	Application
Modbus RTU	RS485	Up to 1200 m	9600-115200 bps	Communication with sensors and actuators
Modbus TCP/IP	Ethernet RJ45	100 m (without switch)	10/100 Mbps	SCADA integration
HTTP/HTTPS	Ethernet/WiFi	Global (Internet)	Variable	Web access, REST APIs
MQTT	TCP/IP	Global (Internet)	Variable	IoT, lightweight telemetry
LoRa/LoRaWAN	Radio 868 MHz	Up to 15 km	0.3-50 kbps	Remote areas, low consumption
GSM/GPRS/4G	Cellular network	Global	Up to 100 Mbps	Remote monitoring
WiFi 802.11	Radio 2.4/5 GHz	Up to 100 m	Up to 600 Mbps	Local network

46.3 Modbus RTU Protocol

The Modbus RTU protocol is the most widely used in communication with field equipment in photovoltaic installations. It uses RS485 serial communication with multipoint bus topology.

Typical configuration:
- Speed: 9600 bps (configurable up to 115200)
- Data: 8 bits
- Parity: None (N) or Even (E)
- Stop bits: 1 or 2
- Address: 1-247 (slaves)

Modbus RTU Frame:
[Address 1 byte] [Function 1 byte] [Data N bytes] [CRC 2 bytes]

Main functions:
0x03: Read Holding Registers
0x04: Read Input Registers
0x06: Write Single Register
0x10: Write Multiple Registers

46.4 Solener Register Map

Register	Description	Type	Unit	Access
40001	PV panel voltage	Input Register	V (×0.1)	Read
40002	PV panel current	Input Register	A (×0.1)	Read
40003	Instantaneous power	Input Register	W	Read
40004	Daily accumulated energy	Input Register	Wh	Read
40005	Battery voltage	Input Register	V (×0.1)	Read
40006	State of charge (SOC)	Input Register	%	Read
40007	Battery temperature	Input Register	°C (×0.1)	Read
40008	Solar irradiance	Input Register	W/m²	Read

46.5 Communication Architecture

Level 1 - Field Level:
- Sensors (irradiance, temperature, level, pressure, flow)
- Actuators (contactors, valves, relays)
- Protocol: Modbus RTU (RS485)

Level 2 - Control Level:
- Solener controllers (regulators, inverters, VVF)
- Protocol: Modbus RTU / Modbus TCP

Level 3 - SCADA Level:
- SCADA Server / Communication Gateway
- Protocol: Modbus TCP / HTTP / MQTT

Level 4 - Management Level:
- Web platform / Cloud / Mobile application
- Protocol: HTTPS / MQTT / REST API

46.6 Communication Security

✓ TLS/SSL Encryption: For HTTPS and MQTT communications
✓ Authentication: Username/password, digital certificates
✓ Firewall: Unauthorized traffic filtering
✓ VPN: Secure tunnel for remote access
✓ Event logging: Access and change audit
✓ Secure update: Digitally signed firmware

46.7 Solener Communication Gateway

The Solener communication gateway is the central device that connects field equipment with the remote monitoring platform. Its main features are:

✓ Inputs: RS485 (Modbus RTU), RS232, Digital I/O
✓ Outputs: Ethernet, WiFi, GSM/4G, LoRa
✓ Local storage: Data buffer for offline periods
✓ Power supply: 12/24/48V DC (from the PV system itself)
✓ Protection: IP65, temperature range -20°C to +70°C
✓ Supported protocols: Modbus RTU/TCP, MQTT, HTTP, FTP

46.8 Third-Party System Integration

System	Protocol	Interface
PLC Siemens	Modbus TCP / Profinet	Ethernet
PLC Schneider	Modbus RTU/TCP	RS485/Ethernet
SCADA Wonderware	Modbus TCP / OPC	Ethernet
SCADA Ignition	Modbus TCP / MQTT	Ethernet
AWS IoT Platform	MQTT / HTTPS	Internet
Azure IoT Platform	MQTT / AMQP	Internet
Custom REST API	HTTPS / JSON	Internet

Chapter 46 Summary: Solener communication protocols allow the complete integration of photovoltaic installations with monitoring and control systems. Industry standard protocols such as Modbus RTU/TCP, MQTT, HTTP and LoRaWAN are used, guaranteeing interoperability with third-party equipment. The Solener communication gateway acts as a central device, connecting field equipment with the remote monitoring platform through multiple interfaces (RS485, Ethernet, WiFi, GSM/4G). Security is guaranteed through TLS/SSL encryption, authentication and firewalls.

46.1 مقدمة عن بروتوكولات الاتصال

بروتوكولات الاتصال هي مجموعة المعايير والقواعد التي تسمح بتبادل البيانات بين المكونات المختلفة للمنشأة الكهروضوئية وأنظمة المراقبة عن بعد. تستخدم Solener بروتوكولات صناعية قياسية لضمان التوافق التشغيلي وموثوقية الاتصالات.

يتم التواصل بين معدات Solener من خلال واجهات وبروتوكولات متعددة، مما يسمح بالتكامل مع أنظمة SCADA والمنصات الويب وتطبيقات الهاتف المحمول للمراقبة والتحكم عن بعد في المنشآت.

بروتوكولات Solener - معايير صناعية - توافق تشغيلي مضمون

46.2 البروتوكولات المطبقة

البروتوكول	الواجهة المادية	النطاق	السرعة	التطبيق
Modbus RTU	RS485	حتى 1200 م	9600-115200 بت/ث	الاتصال بأجهزة الاستشعار والمشغلات
Modbus TCP/IP	Ethernet RJ45	100 م (بدون مفتاح)	10/100 ميغابت/ث	التكامل مع SCADA
HTTP/HTTPS	Ethernet/WiFi	عالمي (إنترنت)	متغير	الوصول إلى الويب، واجهات REST
MQTT	TCP/IP	عالمي (إنترنت)	متغير	إنترنت الأشياء، القياس عن بعد خفيف
LoRa/LoRaWAN	راديو 868 ميغاهرتز	حتى 15 كم	0.3-50 كيلو بت/ث	المناطق النائية، استهلاك منخفض
GSM/GPRS/4G	شبكة خلوية	عالمي	حتى 100 ميغابت/ث	المراقبة عن بعد
WiFi 802.11	راديو 2.4/5 جيجاهرتز	حتى 100 م	حتى 600 ميغابت/ث	الشبكة المحلية

46.3 بروتوكول Modbus RTU

بروتوكول Modbus RTU هو الأكثر استخدامًا في الاتصال بمعدات الميدان في المنشآت الكهروضوئية. يستخدم اتصالًا تسلسليًا RS485 بتوبولوجيا ناقل متعدد النقاط.

التكوين النموذجي:
- السرعة: 9600 بت/ث (قابل للتكوين حتى 115200)
- البيانات: 8 بت
- التكافؤ: لا شيء (N) أو زوجي (E)
- بتات التوقف: 1 أو 2
- العنوان: 1-247 (العبيد)

إطار Modbus RTU:
[العنوان 1 بايت] [الوظيفة 1 بايت] [البيانات N بايت] [CRC 2 بايت]

الوظائف الرئيسية:
0x03: قراءة سجلات الاحتفاظ (Holding Registers)
0x04: قراءة سجلات الإدخال (Input Registers)
0x06: كتابة سجل فردي
0x10: كتابة سجلات متعددة

46.4 خريطة سجلات Solener

السجل	الوصف	النوع	الوحدة	الوصول
40001	جهد اللوح الكهروضوئي	سجل إدخال	فولت (×0.1)	قراءة
40002	شدة اللوح الكهروضوئي	سجل إدخال	أمبير (×0.1)	قراءة
40003	القدرة اللحظية	سجل إدخال	واط	قراءة
40004	الطاقة المتراكمة اليومية	سجل إدخال	واط ساعة	قراءة
40005	جهد البطارية	سجل إدخال	فولت (×0.1)	قراءة
40006	حالة الشحن (SOC)	سجل إدخال	%	قراءة

46.5 بنية الاتصال

المستوى 1 - مستوى الميدان:
- أجهزة الاستشعار (الإشعاع، الحرارة، المستوى، الضغط، التدفق)
- المشغلات (القاطعات، الصمامات، المرحلات)
- البروتوكول: Modbus RTU (RS485)

المستوى 2 - مستوى التحكم:
- وحدات تحكم Solener (المنظمات، العواكس، VVF)
- البروتوكول: Modbus RTU / Modbus TCP

المستوى 3 - مستوى المراقبة (SCADA):
- خادم SCADA / بوابة الاتصال
- البروتوكول: Modbus TCP / HTTP / MQTT

المستوى 4 - مستوى الإدارة:
- منصة الويب / السحابة / تطبيق الهاتف المحمول
- البروتوكول: HTTPS / MQTT / REST API

46.6 أمان الاتصالات

✓ تشفير TLS/SSL: لاتصالات HTTPS و MQTT
✓ المصادقة: اسم المستخدم/كلمة المرور، الشهادات الرقمية
✓ جدار الحماية: تصفية حركة المرور غير المصرح بها
✓ VPN: نفق آمن للوصول عن بعد
✓ سجل الأحداث: تدقيق الوصول والتغييرات
✓ تحديث آمن: برنامج ثابت موقع رقميًا

46.7 بوابة اتصال Solener

بوابة اتصال Solener هي الجهاز المركزي الذي يربط معدات الميدان بمنصة المراقبة عن بعد. ميزاتها الرئيسية هي:

✓ المدخلات: RS485 (Modbus RTU)، RS232، إدخال/إخراج رقمي
✓ المخرجات: Ethernet، WiFi، GSM/4G، LoRa
✓ التخزين المحلي: مخزن مؤقت للبيانات لفترات انقطاع الاتصال
✓ التغذية: 12/24/48 فولت تيار مستمر (من نظام PV نفسه)
✓ الحماية: IP65، نطاق درجة الحرارة -20°م إلى +70°م
✓ البروتوكولات المدعومة: Modbus RTU/TCP، MQTT، HTTP، FTP

46.8 التكامل مع أنظمة الطرف الثالث

النظام	البروتوكول	الواجهة
PLC Siemens	Modbus TCP / Profinet	Ethernet
PLC Schneider	Modbus RTU/TCP	RS485/Ethernet
SCADA Wonderware	Modbus TCP / OPC	Ethernet
SCADA Ignition	Modbus TCP / MQTT	Ethernet
منصة AWS IoT	MQTT / HTTPS	الإنترنت
منصة Azure IoT	MQTT / AMQP	الإنترنت
واجهة REST مخصصة	HTTPS / JSON	الإنترنت

ملخص الفصل 46: تسمح بروتوكولات اتصال Solener بالتكامل الكامل للمنشآت الكهروضوئية مع أنظمة المراقبة والتحكم. يتم استخدام بروتوكولات صناعية قياسية مثل Modbus RTU/TCP و MQTT و HTTP و LoRaWAN، مما يضمن التوافق التشغيلي مع معدات الطرف الثالث. تعمل بوابة اتصال Solener كجهاز مركزي، يربط معدات الميدان بمنصة المراقبة عن بعد من خلال واجهات متعددة (RS485، Ethernet، WiFi، GSM/4G). يتم ضمان الأمان من خلال تشفير TLS/SSL والمصادقة وجدران الحماية.

46.1 مقدمه‌ای بر پروتکل‌های ارتباطی

پروتکل‌های ارتباطی مجموعه‌ای از استانداردها و قواعد هستند که تبادل داده بین اجزای مختلف یک تأسیس فتوولتائیک و سیستم‌های نظارت از راه دور را ممکن می‌سازند. Solener از پروتکل‌های استاندارد صنعتی برای تضمین تعامل‌پذیری و قابلیت اطمینان ارتباطات استفاده می‌کند.

ارتباط بین تجهیزات Solener از طریق رابط‌ها و پروتکل‌های متعدد انجام می‌شود و امکان ادغام با سیستم‌های SCADA، پلتفرم‌های وب و اپلیکیشن‌های موبایل برای نظارت و کنترل از راه دور تأسیسات را فراهم می‌کند.

پروتکل‌های Solener - استانداردهای صنعتی - تعامل‌پذیری تضمین شده

46.2 پروتکل‌های پیاده‌سازی شده

پروتکل	رابط فیزیکی	برد	سرعت	کاربرد
Modbus RTU	RS485	تا 1200 متر	9600-115200 بیت بر ثانیه	ارتباط با حسگرها و عملگرها
Modbus TCP/IP	Ethernet RJ45	100 متر (بدون سوئیچ)	10/100 مگابیت بر ثانیه	ادغام با SCADA
HTTP/HTTPS	Ethernet/WiFi	جهانی (اینترنت)	متغیر	دسترسی وب، API‌های REST
MQTT	TCP/IP	جهانی (اینترنت)	متغیر	IoT، تله‌متری سبک
LoRa/LoRaWAN	رادیو 868 مگاهرتز	تا 15 کیلومتر	0.3-50 کیلوبیت بر ثانیه	مناطق دورافتاده، مصرف کم
GSM/GPRS/4G	شبکه سلولی	جهانی	تا 100 مگابیت بر ثانیه	نظارت از راه دور
WiFi 802.11	رادیو 2.4/5 گیگاهرتز	تا 100 متر	تا 600 مگابیت بر ثانیه	شبکه محلی

46.3 پروتکل Modbus RTU

پروتکل Modbus RTU پرکاربردترین پروتکل در ارتباط با تجهیزات میدانی در تأسیسات فتوولتائیک است. از ارتباط سری RS485 با توپولوژی باس چند نقطه‌ای استفاده می‌کند.

پیکربندی معمول:
- سرعت: 9600 بیت بر ثانیه (قابل تنظیم تا 115200)
- داده: 8 بیت
- توازن: هیچ (N) یا زوج (E)
- بیت‌های توقف: 1 یا 2
- آدرس: 1-247 (برده)

قاب Modbus RTU:
[آدرس 1 بایت] [تابع 1 بایت] [داده N بایت] [CRC 2 بایت]

توابع اصلی:
0x03: خواندن رجیسترهای نگهداری (Holding Registers)
0x04: خواندن رجیسترهای ورودی (Input Registers)
0x06: نوشتن رجیستر تکی
0x10: نوشتن چندین رجیستر

46.4 نقشه رجیسترهای Solener

رجیستر	توضیحات	نوع	واحد	دسترسی
40001	ولتاژ پنل فتوولتائیک	رجیستر ورودی	ولت (×0.1)	خواندن
40002	شدت پنل فتوولتائیک	رجیستر ورودی	آمپر (×0.1)	خواندن
40003	توان لحظه‌ای	رجیستر ورودی	وات	خواندن
40004	انرژی انباشته شده روزانه	رجیستر ورودی	وات ساعت	خواندن
40005	ولتاژ باتری	رجیستر ورودی	ولت (×0.1)	خواندن
40006	وضعیت شارژ (SOC)	رجیستر ورودی	%	خواندن

46.5 معماری ارتباطی

سطح 1 - سطح میدانی:
- حسگرها (تابش، دما، سطح، فشار، جریان)
- عملگرها (کنتاکتورها، شیرها، رله‌ها)
- پروتکل: Modbus RTU (RS485)

سطح 2 - سطح کنترل:
- کنترل‌کننده‌های Solener (تنظیم‌کننده‌ها، اینورترها، VVF)
- پروتکل: Modbus RTU / Modbus TCP

سطح 3 - سطح نظارت (SCADA):
- سرور SCADA / دروازه ارتباطی
- پروتکل: Modbus TCP / HTTP / MQTT

سطح 4 - سطح مدیریت:
- پلتفرم وب / ابر / اپلیکیشن موبایل
- پروتکل: HTTPS / MQTT / REST API

46.6 امنیت ارتباطات

✓ رمزگذاری TLS/SSL: برای ارتباطات HTTPS و MQTT
✓ احراز هویت: نام کاربری/رمز عبور، گواهی‌های دیجیتال
✓ فایروال: فیلتر کردن ترافیک غیرمجاز
✓ VPN: تونل امن برای دسترسی از راه دور
✓ ثبت رویدادها: حسابرسی دسترسی‌ها و تغییرات
✓ به‌روزرسانی امن: فریمور امضا شده دیجیتال

46.7 دروازه ارتباطی Solener

دروازه ارتباطی Solener دستگاه مرکزی است که تجهیزات میدانی را به پلتفرم نظارت از راه دور متصل می‌کند. ویژگی‌های اصلی آن عبارتند از:

✓ ورودی‌ها: RS485 (Modbus RTU)، RS232، ورودی/خروجی دیجیتال
✓ خروجی‌ها: Ethernet، WiFi، GSM/4G، LoRa
✓ ذخیره‌سازی محلی: بافر داده برای دوره‌های بدون اتصال
✓ تغذیه: 12/24/48 ولت DC (از خود سیستم فتوولتائیک)
✓ محافظت: IP65، محدوده دما -20°س تا +70°س
✓ پروتکل‌های پشتیبانی شده: Modbus RTU/TCP، MQTT، HTTP، FTP

46.8 ادغام با سیستم‌های شخص ثالث

سیستم	پروتکل	رابط
PLC Siemens	Modbus TCP / Profinet	Ethernet
PLC Schneider	Modbus RTU/TCP	RS485/Ethernet
SCADA Wonderware	Modbus TCP / OPC	Ethernet
SCADA Ignition	Modbus TCP / MQTT	Ethernet
پلتفرم AWS IoT	MQTT / HTTPS	اینترنت
پلتفرم Azure IoT	MQTT / AMQP	اینترنت
API REST سفارشی	HTTPS / JSON	اینترنت

خلاصه فصل 46: پروتکل‌های ارتباطی Solener امکان ادغام کامل تأسیسات فتوولتائیک با سیستم‌های نظارت و کنترل را فراهم می‌کنند. از پروتکل‌های استاندارد صنعتی مانند Modbus RTU/TCP، MQTT، HTTP و LoRaWAN استفاده می‌شود که تعامل‌پذیری با تجهیزات شخص ثالث را تضمین می‌کند. دروازه ارتباطی Solener به عنوان دستگاه مرکزی عمل می‌کند و تجهیزات میدانی را از طریق رابط‌های متعدد (RS485، Ethernet، WiFi، GSM/4G) به پلتفرم نظارت از راه دور متصل می‌کند. امنیت از طریق رمزگذاری TLS/SSL، احراز هویت و فایروال‌ها تضمین می‌شود.

46.1 Introdução aos Protocolos de Comunicação

Os protocolos de comunicação são o conjunto de normas e padrões que permitem a troca de dados entre os diferentes componentes de uma instalação fotovoltaica e os sistemas de monitorização remota. A Solener utiliza protocolos padrão da indústria para garantir a interoperabilidade e a fiabilidade das comunicações.

A comunicação entre os equipamentos Solener realiza-se através de múltiplas interfaces e protocolos, permitindo a integração com sistemas SCADA, plataformas web e aplicações móveis para a supervisão e controlo remoto das instalações.

Protocolos Solener - Padrões Industriais - Interoperabilidade Garantida

46.2 Protocolos Implementados

Protocolo	Interface Física	Alcance	Velocidade	Aplicação
Modbus RTU	RS485	Até 1200 m	9600-115200 bps	Comunicação com sensores e atuadores
Modbus TCP/IP	Ethernet RJ45	100 m (sem switch)	10/100 Mbps	Integração com SCADA
HTTP/HTTPS	Ethernet/WiFi	Global (Internet)	Variável	Acesso web, APIs REST
MQTT	TCP/IP	Global (Internet)	Variável	IoT, telemetria leve
LoRa/LoRaWAN	Rádio 868 MHz	Até 15 km	0.3-50 kbps	Zonas remotas, baixo consumo
GSM/GPRS/4G	Rede celular	Global	Até 100 Mbps	Monitorização remota
WiFi 802.11	Rádio 2.4/5 GHz	Até 100 m	Até 600 Mbps	Rede local

46.3 Protocolo Modbus RTU

O protocolo Modbus RTU é o mais utilizado na comunicação com equipamentos de campo em instalações fotovoltaicas. Utiliza comunicação série RS485 com topologia barramento multiponto.

Configuração típica:
- Velocidade: 9600 bps (configurável até 115200)
- Dados: 8 bits
- Paridade: Nenhuma (N) ou Par (E)
- Stop bits: 1 ou 2
- Endereço: 1-247 (escravos)

Trama Modbus RTU:
[Endereço 1 byte] [Função 1 byte] [Dados N bytes] [CRC 2 bytes]

Funções principais:
0x03: Ler registos de retenção (Holding Registers)
0x04: Ler registos de entrada (Input Registers)
0x06: Escrever registo individual
0x10: Escrever múltiplos registos

46.4 Mapa de Registos Solener

Registo	Descrição	Tipo	Unidade	Acesso
40001	Tensão painel FV	Registo de Entrada	V (×0.1)	Leitura
40002	Intensidade painel FV	Registo de Entrada	A (×0.1)	Leitura
40003	Potência instantânea	Registo de Entrada	W	Leitura
40004	Energia acumulada diária	Registo de Entrada	Wh	Leitura
40005	Tensão bateria	Registo de Entrada	V (×0.1)	Leitura
40006	Estado de carga (SOC)	Registo de Entrada	%	Leitura

46.5 Arquitetura de Comunicação

Nível 1 - Nível de Campo:
- Sensores (irradiância, temperatura, nível, pressão, caudal)
- Atuadores (contatores, válvulas, relés)
- Protocolo: Modbus RTU (RS485)

Nível 2 - Nível de Controlo:
- Controladores Solener (reguladores, inversores, VVF)
- Protocolo: Modbus RTU / Modbus TCP

Nível 3 - Nível de Supervisão (SCADA):
- Servidor SCADA / Gateway de comunicação
- Protocolo: Modbus TCP / HTTP / MQTT

Nível 4 - Nível de Gestão:
- Plataforma web / Cloud / Aplicação móvel
- Protocolo: HTTPS / MQTT / REST API

46.6 Segurança das Comunicações

✓ Cifragem TLS/SSL: Para comunicações HTTPS e MQTT
✓ Autenticação: Utilizador/senha, certificados digitais
✓ Firewall: Filtragem de tráfego não autorizado
✓ VPN: Túnel seguro para acesso remoto
✓ Registo de eventos: Auditoria de acessos e alterações
✓ Atualização segura: Firmware assinado digitalmente

46.7 Gateway de Comunicação Solener

O gateway de comunicação Solener é o dispositivo central que conecta os equipamentos de campo com a plataforma de monitorização remota. As suas principais características são:

✓ Entradas: RS485 (Modbus RTU), RS232, Digital I/O
✓ Saídas: Ethernet, WiFi, GSM/4G, LoRa
✓ Armazenamento local: Buffer de dados para períodos sem ligação
✓ Alimentação: 12/24/48V DC (do próprio sistema FV)
✓ Proteção: IP65, gama de temperatura -20°C a +70°C
✓ Protocolos suportados: Modbus RTU/TCP, MQTT, HTTP, FTP

46.8 Integração com Sistemas de Terceiros

Sistema	Protocolo	Interface
PLC Siemens	Modbus TCP / Profinet	Ethernet
PLC Schneider	Modbus RTU/TCP	RS485/Ethernet
SCADA Wonderware	Modbus TCP / OPC	Ethernet
SCADA Ignition	Modbus TCP / MQTT	Ethernet
Plataforma AWS IoT	MQTT / HTTPS	Internet
Plataforma Azure IoT	MQTT / AMQP	Internet
API REST personalizada	HTTPS / JSON	Internet

Resumo do Capítulo 46: Os protocolos de comunicação Solener permitem a integração completa das instalações fotovoltaicas com sistemas de monitorização e controlo. Utilizam-se protocolos padrão da indústria como Modbus RTU/TCP, MQTT, HTTP e LoRaWAN, garantindo a interoperabilidade com equipamentos de terceiros. O gateway de comunicação Solener atua como dispositivo central, conectando os equipamentos de campo com a plataforma de monitorização remota através de múltiplas interfaces (RS485, Ethernet, WiFi, GSM/4G). A segurança é garantida através de cifragem TLS/SSL, autenticação e firewalls.

46.1 通信协议简介

通信协议是允许光伏装置的不同组件与远程监控系统之间进行数据交换的一组标准和规范。 Solener使用行业标准协议来保证互操作性和通信可靠性。

Solener设备之间的通信通过多种接口和协议进行,允许与SCADA系统、Web平台和移动应用程序集成,用于对装置进行远程监控和控制。

Solener协议 - 工业标准 - 保证互操作性

46.2 实施的协议

协议	物理接口	范围	速度	应用
Modbus RTU	RS485	最远1200米	9600-115200 bps	与传感器和执行器通信
Modbus TCP/IP	Ethernet RJ45	100米(无交换机)	10/100 Mbps	SCADA集成
HTTP/HTTPS	Ethernet/WiFi	全球(互联网)	可变	Web访问,REST API
MQTT	TCP/IP	全球(互联网)	可变	IoT,轻量级遥测
LoRa/LoRaWAN	无线电868 MHz	最远15公里	0.3-50 kbps	偏远地区,低功耗
GSM/GPRS/4G	蜂窝网络	全球	最高100 Mbps	远程监控
WiFi 802.11	无线电2.4/5 GHz	最远100米	最高600 Mbps	本地网络

46.3 Modbus RTU协议

Modbus RTU协议是光伏装置中与现场设备通信中使用最广泛的协议。它使用具有多点总线拓扑结构的RS485串行通信。

典型配置:
- 速度: 9600 bps(可配置至115200)
- 数据: 8位
- 奇偶校验: 无(N)或偶(E)
- 停止位: 1或2
- 地址: 1-247(从站)

Modbus RTU帧:
[地址 1字节] [功能 1字节] [数据 N字节] [CRC 2字节]

主要功能:
0x03: 读取保持寄存器(Holding Registers)
0x04: 读取输入寄存器(Input Registers)
0x06: 写入单个寄存器
0x10: 写入多个寄存器

46.4 Solener寄存器映射

寄存器	描述	类型	单位	访问
40001	光伏板电压	输入寄存器	V (×0.1)	读取
40002	光伏板电流	输入寄存器	A (×0.1)	读取
40003	瞬时功率	输入寄存器	W	读取
40004	日累计能量	输入寄存器	Wh	读取
40005	电池电压	输入寄存器	V (×0.1)	读取
40006	充电状态(SOC)	输入寄存器	%	读取

46.5 通信架构

第1层 - 现场层:
- 传感器(辐照度、温度、液位、压力、流量)
- 执行器(接触器、阀门、继电器)
- 协议: Modbus RTU (RS485)

第2层 - 控制层:
- Solener控制器(调节器、逆变器、VVF)
- 协议: Modbus RTU / Modbus TCP

第3层 - 监控层(SCADA):
- SCADA服务器 / 通信网关
- 协议: Modbus TCP / HTTP / MQTT

第4层 - 管理层:
- Web平台 / 云 / 移动应用程序
- 协议: HTTPS / MQTT / REST API

46.6 通信安全

✓ TLS/SSL加密: 用于HTTPS和MQTT通信
✓ 认证: 用户名/密码,数字证书
✓ 防火墙: 未授权流量过滤
✓ VPN: 远程访问的安全隧道
✓ 事件日志: 访问和更改审计
✓ 安全更新: 数字签名的固件

46.7 Solener通信网关

Solener通信网关是连接现场设备与远程监控平台的中央设备。其主要特性包括:

✓ 输入: RS485 (Modbus RTU), RS232, 数字I/O
✓ 输出: Ethernet, WiFi, GSM/4G, LoRa
✓ 本地存储: 离线期间的数据缓冲区
✓ 电源: 12/24/48V DC(来自光伏系统本身)
✓ 防护: IP65, 温度范围-20°C至+70°C
✓ 支持的协议: Modbus RTU/TCP, MQTT, HTTP, FTP

46.8 第三方系统集成

系统	协议	接口
PLC Siemens	Modbus TCP / Profinet	Ethernet
PLC Schneider	Modbus RTU/TCP	RS485/Ethernet
SCADA Wonderware	Modbus TCP / OPC	Ethernet
SCADA Ignition	Modbus TCP / MQTT	Ethernet
AWS IoT平台	MQTT / HTTPS	互联网
Azure IoT平台	MQTT / AMQP	互联网
自定义REST API	HTTPS / JSON	互联网

第46章摘要: Solener通信协议允许光伏装置与监控和控制系统的完全集成。使用行业标准协议如Modbus RTU/TCP、MQTT、HTTP和LoRaWAN,保证与第三方设备的互操作性。Solener 通信网关作为中央设备,通过多种接口(RS485、Ethernet、WiFi、GSM/4G)将现场设备连接到远程监控平台。安全性通过TLS/SSL加密、认证和防火墙来保证。