PMA Melde- & Alarmsystem für Schaltzustände

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1 PMA Melde- & Alarmsystem für Schaltzustände Merkmale Mikroprozessorgesteuerte, autarke Meldeeinheit. Die Grundausführung ist mit zwei I/O-Karten bestückt. Eine I/O-Karte umfasst 16 Eingangs- Kanäle und 2 Relaisumschaltkontakte. Der Maximalausbau bestehend aus vier I/O- Karten umfasst 64 Eingangskanäle und acht Relaisumschaltkontakte. Auf der Basisplatine sind zwei Relais mit je einem Umschaltkontakt implementiert: 1x Selbstüberwachung (Watchdog), 1x programmierbar. Das Gerät kommuniziert via Ethernet mittels IEC Protokoll inkl. PRP-1 (Parallel Redundancy Protocol IEC :2012). Schutzart IP 54 bei Schaltfeldeinbau. 5.0'' Display mit Touchscreen für die Anzeige der Fehlerzustände der Eingangssignale und deren Quittierung. Hohe Störfestigkeit. Allgemeines Die Meldeeinheit PMA14 ist eine eigenständige, mikroprozessorgesteuerte Kompaktbaugruppe. Sie überwacht die Eingangskanäle und hinterlegt deren Zustand auf dem IEC61850 Stack Im Fehlerfall werden die entsprechenden Eingänge zusätzlich auf dem Display angezeigt und die Relaisausgänge können entsprechend geschaltet werden. Der Benutzer hat die Möglichkeit, die auf dem Display angezeigten Fehler lokal zu quittieren. Das Gerät verfügt über 16 digitale Meldekanäle (Eingänge) und zwei Ausgangsrelais pro I/O-Karte. Die Eingänge werden in zwei achter Gruppen zusammengefasst (gemeinsames GND-Potential). Die Verknüpfung der Eingangssignale und Steuerbarkeit der Relais wird in der mitgelieferten Konfigurationsdatei definiert. Standardmässig ist pro Achter-Gruppe ein Ausgangsrelais vorgesehen. Mittels der mitgelieferten Konfigurationsdatei kann die Verknüpfung auf den Relaiskontakt angepasst werden. Pro Gerät gibt es maximal vier I/O-Karten. Standardmässig wird die Meldeeinheit PMA14 mit zwei I/O-Karten ausgeliefert. Die Meldeeinheit PMA14 ist mit einem IEC61850 Stack ausgestattet. Sie funktioniert als IEC61850 Server und bildet den Zustand der Eingangssignale sowie der Relais auf dem Stack ab. Dieser Zustand kann jederzeit von den im System integrierten Clients abgefragt werden. Alle anstehenden Fehler können gemeinsam und gleichzeitig über einen Client quittiert werden. Die Kommunikation nach IEC61850 erfolgt redundant mittels PRP-1 (Parallel Redundancy Protocol) nach IEC :2012 Abschnitt 4, Edition 2.0, Für den Fall der optischen Ethernet Kommunikation kann mittels Adapterplatine die bestehende Schnittstelle ergänzt werden. mailto: info@etec-systems.ch http\\ Seite 1 von 7

2 Anwendungsbereich Die mit dem IEC61850 Kommunikationsprotokoll ausgestattete Meldeeinheit PMA14 findet überwiegend in folgenden Bereichen Verwendung: Hoch- und Mittelspannungsschaltanlagen Industrieanlagen und -prozesse Gebäudetechnik usw. Darüber hinaus kann das Meldesystem überall dort eingesetzt werden, wo eine ständige Überwachung oder Kontrolle von Kontakten zur sofortigen Störungserkennung, -identifikation gewünscht ist. Mit den Ausgangsrelais können sowohl optische wie auch akustische Alarmgeber angeschlossen werden, um auf eine Abweichung oder die Zustandsänderung eines Prozessparameters aufmerksam zu machen. Die Meldekanal-Eingänge reagieren auf Eingangsspannung. Die zwischen 48 und 250 [VDC] liegenden Eingangsspannungen werden durch die Software entprellt und ausgewertet. Im Mikroprozessor erfolgt ein zyklischer Vergleich der eingehenden mit den zuvor gespeicherten Informationen. Beim Erkennen einer Zustandsänderung wird der zugehörige IEC61850 Kanal auf dem Stack aktualisiert. Die Ausgangsrelais reagieren auf diese Situation entsprechend der vorgegebenen Konfigurationsdatei. Die Quittierung oder Rücksetzung des Melders erfolgt über den Touchscreen auf der Geräte-Frontseite. Alternativ können alle anstehenden Fehler über das IEC61850 Protokoll durch die Clients gemeinsam und gleichzeitig quittiert werden. Systemübersicht Das System besteht aus folgenden Komponenten: 1 Versorgungs-Karte mit zwei separaten Relaisumschaltkontakten 2, 3 oder 4 I/O-Karten mit je 16 Eingängen und je zwei separaten Relaisumschaltkontakten 5.0'' TFT Touch Display, 800x480 Mechanischer Aufbau Das System ist so aufgebaut, dass es einen Drittel eines 19'' Racks mit 3HE in Anspruch nimmt. Pro 19'' Einschub können maximal drei PMA14s verbaut werden. Funktionsbeschreibung Die Grundfunktionen der Meldeeinheit PMA14 sind aus nachfolgendem Blockschaltbild ersichtlich. Spannungseingänge Acht digitale Eingänge werden zu einer Gruppe zusammengefasst, beide Gruppen liegen auf dem gleichen GND-Potential. Die zwischen [VDC] liegenden digitalen Eingänge werden von einem AD- Wandler eingelesen. Mittels Konfigurationsdatei kann pro I/O-Karte definiert werden, ab welchem Pegel das Eingangssignal als high, bzw. ab welchem Pegel das Eingangssignal als low erkannt wird (Hysterese). Die Karte ist aber nicht darauf ausgelegt, analoge Signale zu erfassen. Die Eingänge sind gegenüber dem Mikroprozessor der Meldeeinheit galvanisch getrennt. Die Auswertung und Entprellung der Eingänge erfolgt per Software. Der Zustand des Signals (Fehler wenn Signal High / Low) kann pro Meldekanal individuell konfiguriert werden. mailto: info@etec-systems.ch http\\ Seite 2 von 7

3 Meldekanal - Funktion Nach der galvanischen Trennung wird das Signal entprellt. Dabei kann zwischen den unter dem Block Filterzeit notierten Zeiten gewählt werden. Liegt das Signal genügend lang an, wird ein gültiger Signalwechsel erkannt. Der Mikroprozessor überprüft alle 10 [ms] die Eingänge nach Signaländerung und wertet diese gemäss Konfigurationsdatei aus. Um einen gültigen Signalwechsel zu erkennen, muss das Signal mindestens 30 [ms] unverändert anliegen. Anschliessend wird das Display und der Zustand der Ausgangsrelais aktualisiert. Für den IEC61850 Stack wird zusätzlich im Mikroprozessor ausgewertet, ob es sich beim entsprechenden Eingang um ein Signal des Typs Oscillatory handelt. Dies ist erfüllt, falls das auszuwertende Signal in der letzten Sekunden drei Signalwechsel durchläuft. Das Qualitätsattribut des Signals wird entsprechend auf dem IEC61850 Stack angepasst. Folgende Zustände kann ein Eingangssignal haben: Ausgangsrelais I/O-Karte Jede I/O-Karte besitzt zwei Ausgangsrelais. Die Relais sind gemäss der Konfigurationsdatei mit den Fehlersignalen aus Gruppe 1 und Gruppe 2 verknüpft. Per Basiseinstellung ist jedes Relais für eine Gruppe zuständig. Fe hle r Ja Qu itti ert Nei n Beschrieb Fehlersignal ist aktiv aber wurde noch nicht quittiert. Die Fehlermeldung erscheint auf der Fehlerliste und blinkt auf dem Display. Fehlermeldung Ja Ja Das Fehlersignal ist weiterhin aktiv, wurde aber in der Zwischenzeit quittiert. Die bleibt auf der Liste, sie blinkt jedoch nicht mehr. Nic ht me hr Nei n Fehlersignal ist nicht mehr aktiv, aber wurde noch nicht quittiert. Die Fehlermeldung bleibt auf der Fehlerliste und blinkt auf dem Display. Optische Stigmatisation Nic ht me hr Ja Fehlersignal ist nicht mehr aktiv und wurde quittiert. Das Signal wird aus der Fehlerliste gelöscht. Die Fehlersignale werden auf dem Display dargestellt. Es werden pro Seite höchstens vier Fehlersignale angezeigt. Ein neues Fehlersignal wird der Liste angehängt. Das neuste Fehlersignal erscheint zuoberst auf der Liste, die vorherigen Fehlermeldungen werden nach unten geschoben. Gibt es mehr als vier Fehlermeldungen, kann mit den Navigationsbuttons zu den weiteren Fehlermeldungen geblättert werden. Die Fehlermeldungen werden über den Touchscreen quittiert. Die Fehlermeldungen werden je mittels eines Tasters dargestellt. Wird dieser Taster gedrückt, gilt die Fehlermeldung als quittiert. mailto: info@etec-systems.ch http\\ Seite 3 von 7

4 Mittels Konfigurationsdatei kann die Logikverknüpfung der Fehlersignale für die Ausgangsrelais geändert werden. Es steht die Möglichkeit einer zweistufigen Logik mit AND/OR Funktionalität zur Verfügung. Die Klemmblöcke zur Verdrahtung sämtlicher Ein- und Ausgänge befinden sich auf der Rückseite der Meldeeinheit PMA14. Anschlüsse: I/O-Karte: - Pheonix Contact ZFL 1,5 32D - Adapterplatine Versorgungs-Karte - PhoenixContact ZFKKDS 1, PhoenixContact FFKDS Ethernet - 1 USB Host Type A - 1 RS232, 10 polige Stiftleiste, Adapterkabel zu DB9 M - Schutzplatte zum Abdecken der Poweranschlüsse Federleiste 32D Ausgangsrelais Versorgungs-Karte Die Versorgungs-Karte besitzt zwei Ausgangsrelais. Beim ersten Relais können die Relaiszustände der vorhandenen Relais der I/O-Karten in einer zweistufigen Logik mit AND/OR Funktionalität kombiniert werden. mailto: info@etec-systems.ch http\\ Seite 4 von 7

5 Programmierung Keine Meldungen Anstehend Die Meldeeinheit PMA14 ist ein Standardgerät, dessen Funktionen für den individuellen Einsatz programmiert werden müssen. Die Programmierung erfolgt über die Ethernetschnittstelle mit Hilfe eines bei der Meldeeinheit PMA14 implementierten WebServers. Alternativ können auf Linux - Ebene über die RS232 Schnittstelle die entsprechenden Konfigurationsdateien angepasst werde. Schnellansicht Meldungen anstehend: 1. Titel 7 Statusleiste 2. Schnellübersicht Einsganszustand der I/O-Kare 1 3. Schnellübersicht Einsganszustand der I/O-Kare 2 4. Schnellübersicht Einsganszustand der I/O-Kare 3 5. Schnellübersicht Einsganszustand der I/O-Kare 4 6. Anstehende Meldungen 7. Bedienfeld für Naviagtion/Sustandsänderung mailto: info@etec-systems.ch http\\ Seite 5 von 7

6 Meldekanäle: Anzahl der kraftbetätigten Meldekanäle pro I/O-Karte 16 Typ des Kontaktes Digitaler Eingang Zulässige Spannung [VDC] Minimale Anstehzeit, bis Signal als gültig bewertet wird, frei wählbare Werte (Vielfaches von 10 [ms]) [ms] Ausgangsrelais: Anzahl der Ausgangsrelais pro I/O-Karte 2 Anzahl der Ausgangsrelais Versorgungs-Karte 2 Typ des Kontaktes Potentialfreie Relaiskontakte mit 1 Umschaltkontakt Zulässige Spannung, Strom [VDC], 2 [A] Steuereingänge externe Quittierung/Rücksetzung Für Kanal-Quittierung/ Rücksetzung Touchscreen IEC61850 Client (alle Fehler gemeinsam) Anbindung ans Netzwerk Protokoll 2x Ethernet (PRP-1, IEC :2012, Edition 2.0, ) Optisches Ethernet IEC61850 RJ45 optional: mittels optisches Ethernet Interface mailto: info@etec-systems.ch http\\ Seite 6 von 7

7 Prüfspannungen Spannung für Isolationsprüfung gem. IEC Impulsprüfspannung gem. IEC Hochfrequenztest gem. IEC Funkentest gem. SS kv, 50 Hz, 1 min 5 kv, 1,2/50 ms, 0,5 J 2,5 kv, 1 MHz kv, 2 min Umgebungsbedingungen Betriebstemperatur Lagertemperatur Wärme und Feuchtigkeit gem. IEC C C <95 % max. 56 d/a bei +40 C Schutzart bei Kapselung IP 54 Gewicht tbd Hilfsenergie Spannungsversorgung Leistungsaufnahme [VAC], [VDC] oder [VDC] tbd 19 -Baugruppenträger, 3 HE mit 1 PMA14 mailto: info@etec-systems.ch http\\ Seite 7 von 7