Stellantriebs-Steuerung AUMATIC AC 01.2 Modbus RTU

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1 Stellantriebs-Steuerung AUMATIC AC 01.2 Modbus RTU Nur in Verbindung mit der Betriebsanleitung verwenden! Diese Kurzanleitung ersetzt NICHT die Betriebsanleitung! Sie ist nur für Personen bestimmt, die bereits mit der Betriebsanleitung vertraut sind, in der Sicherheitshinweise, Montage, Bedienung und Inbetriebnahme ausführlich beschrieben sind! Die Betriebsanleitung muss stets verfügbar sein! Kurzanleitung LWL-Anschluss

2 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis 1. Kurzbeschreibung LWL-Anschluss Grundlegende Hinweise 2.2. LWL-Anschlussraum öffnen 2.3. LWL-Leitungen anschließen 2.4. LWL-Anschlussraum schließen 3. Netztopologien Linientopologie 3.2. Sterntopologie 3.3. Ringtopologie (Zweifaserring) 4. Störungsbehebung LED Anzeigen 5. Technische Daten LWL-Anschluss-Platine 6. Anhang Messmethoden 6.2. Bezugsquellen 6.3. Literatur Adressen... Seite ? 2

3 Kurzbeschreibung 1. Kurzbeschreibung AUMA Stellantriebs-Steuerungen mit LWL-Anschluss sind zum Einsatz in optischen Feldbusnetzen vorgesehen. Der im Elektroanschluss eingebaute LWL-Anschluss ermöglicht die Umsetzung von elektrischen RS-485 Signalen in optische Signale und umgekehrt. Der LWL-Anschluss verhält sich am Bus transparent, d.h. die Ansteuerung der AUMA Antriebe über Bus erfolgt bei LWL wie bei einer Verkabelung über Kupferleitungen (RS-485). Im Gegensatz zu RS-485 basierten Systemen sind unterschiedliche Topologien möglich: Linientopologie Sterntopologie redundante Ringtopologie Neben den großen Entfernungen bietet LWL weitere Vorteile: bei EMV gestörter Umgebung Blitzschutz oder Überspannungsschutz Potentialausgleich und Erdung galvanische Trennung der Antriebe Verwendung gemeinsamer Leitungstrassen für Leistungs- und Signalleitungen Vermeidung von Störabstrahlungen entlang der Übertragungsstrecke Hieraus ergeben sich vielfältige Anwendungsgebiete wie Wasser/Abwasserversorgung, Tunneltechnik, Kraftwerke, thermische Industrie oder Fernwirktechnik. 3

4 LWL-Anschluss 2. LWL-Anschluss 2.1 Grundlegende Hinweise Gefährliche Spannung! Stromschlag möglich. Bei Nichtbeachtung können Tod oder schwere gesundheitliche Schäden die Folgen sein. Der Anschluss darf nur durch ausgebildetes Fachpersonal erfolgen. Vor dem Öffnen: System und Endgerät spannungsfrei schalten. Grundlegende Hinweise in diesem Kapitel beachten. Sicherheitshinweise der zum Stellantrieb passenden Betriebsanleitung beachten. Augenschäden durch offene Lichtwellenleiterenden! NIE direkt in offene Kabelenden oder LWL-Anschlüsse sehen. Verbindungs- bzw. Empfangsprobleme bei Nichtbeachtung der Installationshinweise! Nur LWL-Anschlüsse (Steckertypen) mit den in dieser Anleitung angegebenen Verbindungstechniken verwenden. Steckertypen die eine Verriegelung besitzen, nur in der dafür definierten Position montieren. Nicht benutzte LWL-Anschlüsse mit werkseitig ausgelierten Schutzkappen/Stopfen vor Verunreinigungen oder Staub schützen. Ankommender LWL mit dem optischen Empfänger, abgehender LWL mit dem optischen Sender verbinden. NICHT umgekehrt! LWL-Kabel NICHT knicken! Biegeradius des Kabelherstellers beachten. Kabel und Leitungstypen Tabelle 1: Kabel und Leitungen nach DIN VDE 0888 Teil 3 Faser Reichweite Dämpfungskoeffizient Multimode 62,5 (50)/125 μm Singlemode 9/125 μm 62,5 (50)/125 μm Glasfaser (Multimode): m 9/125 μm Glasfaser (Singlemode): 15 km Empfehlung: < 2,0 db/km (Multimode) bzw. < 0,4 db/km (Singlemode) Außenmantel auf eine Länge von ca. 42 cm abmanteln damit LWL im Anschlussraum ringförmig verlegt werden kann. Bild 1: Steckertypen: ST oder SC (je nach Ausführung) Steuerung auf Wandhalter Bei starken Vibrationen an der Armatur empfehlen wir die Montage der Stellantriebs-Steuerung getrennt vom Antrieb auf einem Wandhalter. Für Informationen zum Wandhalter siehe Betriebsanleitung zum Antrieb. 4

5 LWL-Anschluss 2.2 LWL-Anschlussraum öffnen Zum LWL-Anschluss ist im AUMA Rundsteckverbinder (SDE-Bus) eine Anschlussplatine eingebaut. Die Anschlussplatine ist nach Abnehmen des Deckels [1] gut zugänglich. Bild 2: AUMA Rundsteckverbinder SDE-Bus [1] Deckel (LWL-Anschlussraum) [2] Schrauben Deckel [3] O-Ring [4] Kabeleinführungen für LWL-Leitungen [5] Verschlussstopfen 1. Schrauben [2] lösen und Deckel [1] abnehmen. 2. Kabelverschraubungen passend zu LWL-Leitungen einsetzen. Die auf dem Typenschild angegebene Schutzart IP... ist nur gewährleistet, wenn geeignete Kabelverschraubungen verwendet werden. Beispiel: Typenschild Schutzart IP LWL-Leitungen anschließen 3. Nicht benötigte Kabeleinführungen [4] mit geeigneten Verschlussstopfen [5] versehen. 4. Leitungen in Kabelverschraubungen einführen. Bild 4: Anschluss-Platine mit Steckertypen SC (links), ST (rechts) [1] Kanal 1 [2] Kanal 2 (bei Ring oder Linientopologie) [3] Schutzkappe/Stopfen TX optischer Ausgang RX optischer Eingang 5

6 LWL-Anschluss Ein Aufkleber auf dem Stecker kennzeichnet die Verbindungstechnik (Fasertyp, Steckertyp). Tabelle 2: LWL Fasertyp SM = Singlemode MM = Multimode Kennzeichnungen auf Aufkleber LWL-Leitungen anschließen: LWL Steckertyp ST = straight tip (Bajonett Verriegelung) SC = subscriber connector (Snap-In Verriegelung) 1. Leitungen im Anschlussraum im Ring verlegen, um möglichst großen Biegeradius zu erreichen. Bild 5: Leitungsverlegung im Anschlussraum 2. Vor dem Anschluss Dämpfung der LWL-Leitungen messen und dokumentieren. 3. Steckverbinder über Kreuz anschließen: Ausgang TX Antrieb 1 mit Eingang RX Antrieb 2 Eingang RX Antrieb 1 mit Ausgang TX Antrieb 2 Bild 6: Beispiel mit ST-Bajonett Stecker Daraufen achten, dass: - bei Steckertyp ST der Bajonett-Anschluss richtig einrastet - bei Steckertyp SC die Steckerspitze vollständig in die LWL-Buchse eindringt. 4. Nicht benutzte LWL-Anschlüsse mit werkseitig ausgelieferten Schutzkappen/Stopfen vor Verunreinigungen oder Staub schützen. 6

7 LWL-Anschluss 2.4 LWL-Anschlussraum schließen Bild 7: AUMA Rundsteckverbinder SDE-Bus [1] Deckel [2] Schrauben Deckel [3] O-Ring [4] Kabeleinführungen LWL-Leitungen [5] Verschlussstopfen 1. Dichtflächen an Deckel [1] und Gehäuse säubern. 2. Dichtflächen mit säurefreiem Fett (z.b. Vaseline) leicht einfetten. 3. Prüfen, ob O-Ring [3] in Ordnung ist, O-Ring richtig einlegen. 4. Deckel [1] aufsetzen und Schrauben [2] gleichmäßig über Kreuz anziehen. 5. Kabelverschraubungen mit vorgeschriebenem Drehmoment festziehen, damit entsprechende Schutzart gewährleistet ist. 7

8 Netztopologien 3. Netztopologien 3.1 Linientopologie Bild 8: Struktur bei Linientopologie Die Struktur des Zusammenschlusses mehrerer Feldgeräte (Antriebe) zu einem Netz wird als Netztopologie bezeichnet. Bei AUMA stehen verschiene Netztopologien zur Verfügung. LWL-Reichweite max. in km (technische Daten beachten!) [1] Kanal 1 [2] Kanal 2 [3] Beliebiges Modbus RTU Feldgerät [4] LWL Koppler in der Leittechnik (zwingend erforderlich) [5] LWL Koppler für beliebiges Modbus RTU Feldgerät Besonderheiten der Linientopologie Fall A (Standard) Fall B (Option) Das optische Signal wird bei jedem Teilnehmer in ein elektrisches Signal umgewandelt. Zur Weiterleitung an den nächsten Teilnehmer erfolgt eine Rückwandlung des elektrischen Signals in ein optisches Signal. Bei Unterbrechung einer LWL-Leitung (Fall A), oder bei Ausfall einer LWL-Anschluss-Platine (Fall B) sind die dahinterliegenden Antriebe nicht mehr steuerbar: Sobald der Elektroanschluss von der AC 01.2 abgezogen wird, ist der LWL-Anschluss dieses Antriebs nicht mehr verfügbar. Demzufolge geht auch die Kommunikation zu den nachfolgenden Antrieben verloren. Als Abhilfe kann der in der AC 01.2 verwendete LWL-Anschluss mit 24 V DC extern versorgt werden. Sobald ein Antrieb ausgeschaltet wird (Motorspannung) ist die LWL-Anschluss-Platine dieses Antriebs nicht mehr verfügbar. Demzufolge geht auch die Kommunikation zu den nachfolgenden Antrieben verloren. Als Abhilfe kann die gesamte AC 01.2 mit 24 V DC extern versorgt werden. 8

9 Netztopologien Information Die Kommunikation nachfolgender Teilnehmer über Kanal 2 wird überwacht. Bei Kommunikationsausfall (d.h. keine Response vom nachfolgenden Teilnehmer) zeigt die AC 01.2 die Meldung: Wrn LWL. Falls der Antrieb letzter Teilnehmer der Linientopologie ist, sollte die Überwachungsfunktion ausgeschaltet werden (Parameter LWL Überwachung M0709 = Aus (Endgerät)). Beim RS-485 Anschluss der LWL Koppler auf korrekte Terminierung achten. 3.2 Sterntopologie Bild 9: Struktur bei Sterntopologie LWL-Reichweite max. in km (technische Daten beachten!) [1] Kanal 1 [2] Kanal 2 [3] Beliebiges Modbus RTU Feldgerät [4] LWL Koppler in der Leittechnik (zwingend erforderlich) [5] LWL Koppler für beliebiges Modbus RTU Feldgerät Besonderheiten der Sterntopologie Der Ausfall einer LWL-Strecke, bzw. einer LWL-Anschluss-Platine eines Antriebs hat keinerlei Auswirkung auf die Funktionsfähigkeit der übrigen Antriebe. Information Da alle AUMA Antriebe am Ende der LWL Strecke betrieben und über Kanal 1 angesteuert werden, sollte der Parameter LWL Überwachung M0709 auf Aus (Endgerät) eingestellt werden. Beim RS-485 Anschluss der LWL Koppler auf korrekte Terminierung achten. 9

10 Netztopologien 3.3 Ringtopologie (Zweifaserring) Bild 10: Struktur bei Ringtopologie LWL-Reichweite max. in Km (technische Daten beachten!) [1] Kanal 1 [2] Kanal 2 [3] Integration beliebiges Modbus RTU Feldgerät (Option) [4] LWL Koppler in der Leittechnik (zwingend erforderlich) [5] LWL Koppler für beliebiges Modbus RTU Feldgerät Besonderheiten der Ringtopologie Die Unterbrechung einer LWL-Leitung zwischen zwei Antrieben wird von den Redundanz-Modulen erkannt (über Parameter LWL Überwachung = Ein (kein Endgerät)). Gleichzeitig erfolgt über das Display und über den Bus die Meldung: Wrn LWL. Das Netz wird dann als optische Linie betrieben und alle Antriebe bleiben verfügbar. Fällt ein Modul aus (z.b. wenn die Spannungsversorgung unterbrochen ist), so wird nur der an diesem Modul angeschlossene Antrieb vom Ring abgekoppelt, das übrige Netz bleibt als Linie funktionsfähig. Alle anderen Antriebe bleiben verfügbar. Die Antriebe besitzen einen redundanten LWL-Anschluss mit einer Standard Modbus RTU-Schnittstelle (nicht redundant). Leitungsverlegung und Fehlerauswertung SPS Zur Erhöhung der Betriebssicherheit Leitungen für Hin- und Rückweg im Ring auf getrennten Trassen verlegen. Um eine vollständige Überwachung des redundanten optischen Rings zu erreichen, müssen alle LWL Fehlermeldungen (auch der Fehlerausgang des LWL- Kopplers am Master) von der SPS-Steuerung ausgewertet werden. 10

11 Störungsbehebung 4. Störungsbehebung 4.1 LED Anzeigen Bild 11: LEDs auf Anschluss-Platine [1] Kanal 1 [2] Kanal 2 LED Bezeichnung PWR ERROR STATUS RX Fail Limit Link/Act Fail Limit Link/Act Farbe grün rot rot grün rot gelb grün rot gelb grün Funktion Gerät betriebsbereit (Spannungsversorgung ist vorhanden) LWL Sammelfehler: wird aktiv wenn entweder LED 5, 6 oder LED 8 bzw. 9 leuchten bzw. wenn die interne RS-485 Verbindung fehlerhaft ist. Byte mit Formatfehler auf RS-485 empfangen Byte auf RS-485 empfangen Optisches Empfangssignal (Kanal 1) fehlerhaft (kein oder ungenügender RX Empfangspegel). Gleichzeitig erfolgt über das Display und über Modbus die Meldung: Wrn LWL Leuchtet zusammen mit LED 7 (grün): Systemreserve (Kanal 1) erreicht (kritischer aber noch zulässiger Empfangspegel). Im Display wird folgende Meldung angezeigt: Diagnose > LWL > LWL Pegel Kanal 1 = Pegel kritisch, kein Rx bzw. Pegel kritisch, Rx Weiterhin erfolgt über das Display der AUMATIC und auch über Modbus die Meldung: Wrn LWL Budget Leuchtet und LED 6 (gelb) ist aus: Guter Empfangspegel an RX (Kanal 1). Blinkt: Daten werden auf RX (Kanal 1) empfangen. Im Display wird folgende Meldung angezeigt: Diagnose > LWL > LWL Pegel Kanal 1 = Pegel gut, kein Rx bzw. Pegel gut, Rx Optisches Empfangssignal (Kanal 2) fehlerhaft (kein oder ungenügender RX Empfangspegel). Gleichzeitig erfolgt über das Display und über Modbus die Meldung: Wrn LWL Leuchtet zusammen mit LED 10 (grün): Systemreserve (Kanal 2) erreicht (kritischer aber noch zulässiger Empfangspegel). Im Display wird folgende Meldung angezeigt: Diagnose > LWL > LWL Pegel Kanal 2 = Pegel kritisch, kein Rx bzw. Pegel kritisch, Rx Weiterhin erfolgt über das Display der AUMATIC und auch über Modbus die Meldung: Wrn LWL Budget Leuchtet und LED 9 (gelb) ist aus: Guter Empfangspegel an RX (Kanal 2). Blinkt: Daten werdenauf RX (Kanal 2) empfangen. Im Display wird folgende Meldung angezeigt: Diagnose > LWL > LWL Pegel Kanal 2 = Pegel gut, kein Rx bzw. Pegel gut, Rx 11

12 Technische Daten 5. Technische Daten Information In den folgenden Tabellen sind neben der Standardausführung auch Optionen angegeben. Die genaue Ausführung muss dem Technischen Datenblatt zum Auftrag entnommen werden. Das Technische Datenblatt zum Auftrag steht im Internet unter zum Download in deutscher und englischer Sprache zur Verfügung (Angabe der Kommissionsnummer erforderlich). 5.1 LWL-Anschluss-Platine LWL-Anschluss Kanäle (optisch) Datenrate Übertragungsart Signallaufzeit Faser Optisches Budget LWL-Reichweite max. Wellenlänge Betriebstemperatur Spannungsversorgung ST (Bajonett Verriegelung) oder SC (Snap-In Verriegelung) bei Linientopologie: 2 x IN/OUT bei Sterntopologie: 1 x IN/OUT bei Ringtopologie: 2 x IN/OUT maximal 115,2 KBit/s automatische Erkennung folgender Datenraten: 9,6KBit/s, 19,2KBit/s, 38,4KBit/s, 57,6KBit/s, 115,2KBit/s Halbduplex RS-485 Fiber OpticLWL: < 3 TBit Tx Rx: 11 TBit Multimode 62,5 (50)/125 μm Singlemode 9/125 μm bei Multimode Faser: 13 db bei Singlemode Faser: 17 db 62,5/125 μm Glasfaser (Multimode): m (Dämpfung des LWL-Kabels max. 2,0 db/km, ohne zusätzliche Dämpfung) 50/125 μm Glasfaser (Multimode): m (Dämpfung des LWL-Kabels max. 2,0 db/km, ohne zusätzliche Dämpfung) 9/125 μm Glasfaser (Singlemode): 15 km (Dämpfung des LWL-Kabels max. 0,4 db/km, ohne zusätzliche Dämpfung) 1310 nm 25 C bis +50 C 24 V DC/70 ma intern über Netzteil der AUMATIC versorgt. Externe Spannungsversorgung der AUMATIC 24 V DC/500 ma möglich. Nur bei externer Spannungsversorgung der AUMATIC wird der Bus bei Ausfall der Betriebsspannung eines Antriebs nicht unterbrochen. 12

13 Technische Daten Anzeigen (LEDs) Geeignete Bussysteme Erforderliche LWL-Module für den Master 2 LEDs zur allgemeinen Diagnose: LED PWR (grün) = Gerät betriebsbereit (Spannungsversorgung ist vorhanden) LED ERROR (rot) = Fehler 2 Status LEDs für die RS-485 Schnittstelle: LED RX (grün) = Byte auf RS-485 empfangen LED STATUS (rot) =Byte mit Formatfehler auf RS-485 empfangen 3 Status LEDs für jeden Kanal: LED FAIL (rot) = kein oder ungenügendes Signal auf RX LED LIMIT (gelb) = Kritischer, aber noch zulässiger Empfangspegel LED Link/Act (grün) = Guter Empfangspegel an RX. Daten werden über den RS-485 Kanal empfangen Modbus RTU d-light RS485 der Firma eks Engel GmbH & Co. KG, Bezugsquelle AUMA oder Ausführungen: 13-MM-ST, 13-MM-SC, 13-SM-ST, 13-SM-SC LWL-Koppler für Linien- bzw. Sterntopologie: - RS485/MOD-1KANAL-MM-ST-AC2 (AUMA Artikel.-Nr.: K ) / (EKS Bestell-Nr.: FV) - RS485/MOD-1KANAL-MM-SC-AC2 (AUMA Artikel.-Nr.: K ) / (EKS Bestell-Nr.: FV) - RS485/MOD-1KANAL-SM-ST-AC2 (AUMA Artikel.-Nr.: K ) / (EKS Bestell-Nr.: L-FV) - RS485/MOD-1KANAL-SM-SC-AC2 (AUMA Artikel.-Nr.: K ) / (EKS Bestell-Nr.: L-FV) LWL-Koppler für Ringtopologie: - RS485/MOD-RING-MM-ST-AC2 (AUMA Artikel.-Nr.: K ) / (EKS Bestell-Nr.: FV) - RS485/MOD-RING-MM-SC-AC2 (AUMA Artikel.-Nr.: K ) / (EKS Bestell-Nr.: FV) - RS485/MOD-RING-SM-ST-AC2 (AUMA Artikel.-Nr.: K ) / (EKS Bestell-Nr.: L-FV) - RS485/MOD-RING-SM-SC-AC2 (AUMA Artikel.-Nr.: K ) / (EKS Bestell-Nr.: L-FV) 13

14 Anhang 6. Anhang 6.1 Messmethoden Bild 12: Dämpfungs-Messung 6.2 Bezugsquellen 6.3 Literatur Erforderliches LWL-Modul für den Master: eks Engel GmbH & Co. KG Schützenstr. 2, Wenden-Hillmicke, Tel.: , Christoph P. Wrobel Optische Übertragungstechnik in der Praxis Grundlagen, Komponenten, Installation, Anwendungen Hüthig Verlag ISBN

15 Anhang 15

16 AUMA Riester GmbH & Co. KG Postfach 1362 D Müllheim Tel Fax riester@auma.com Werk Ostfildern - Nellingen Postfach 1151 D Ostfildern Tel Fax riester@wof.auma.com Service-Center Köln Postfach 1151 D Köln Tel Fax service@sck.auma.com Y /001/de/4.12 Detaillierte Informationen zu den AUMA Produkten finden Sie im Internet unter: