Stellantriebs-Steuerung AUMATIC ACExC 01.2 Modbus RTU

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1 Stellantriebs-Steuerung AUMATIC ACExC 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. Anschlussraum öffnen 2.3. LWL-Leitungen anschließen 2.4. Anschlussraum schließen 3. Netztopologien Linientopologie 3.2. Sterntopologie 4. Störungsbehebung LED Anzeigen 4.2. Fehlersuche Linien- und Sterntopologie 5. Technische Daten LWL Koppler 6. Anhang Berechnung der erzielbaren LWL Reichweite 6.2. Messmethoden 6.3. Bezugsquellen 6.4. Literatur Seite

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 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 Kerndurchmesser Faser Reichweite Dämpfungskoeffizient 62,5 µm oder 50 µm 62,5/125 µm Multimode Gradientenfaser 50/125 µm Glasfaser 62,5/125 µm: m 50/125 µm: m Empfehlung: < 3,0 db/km Außenmantel auf eine Länge von ca. 25 cm abmanteln damit LWL im Anschlussraum ringförmig verlegt werden kann. Bild 1: Steckertyp FSMA 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 Anschlussraum öffnen Bild 2: Steckverbinder: links KES, rechts KES-druckfest [1] Deckel [2] Schrauben Deckel [3] O-Ring [4] Anschlussraum: Zündschutzart Ex e [5] Anschlussraum: Zündschutzart Ex d [6] Rahmen Gefährliche Spannung! Stromschlag möglich. Vor Öffnen spannungsfrei schalten. 1. Schrauben [2] lösen und Deckel [1] abnehmen. Anschlussraum [4] bzw. [5] ist in Zündschutzart Ex e (erhöhte Sicherheit) oder in Zündschutzart Ex d (druckfeste Kapselung) ausgeführt. Der druckfeste Antriebsinnenraum (Ex d) bleibt dabei geschlossen. 2. Kabelverschraubungen mit Ex e-zulassung und passend zu Anschlussleitungen einsetzen. Die auf dem Typenschild angegebene Schutzart IP... ist nur gewährleistet, wenn geeignete Kabelverschraubungen verwendet werden. Beispiel: Typenschild Schutzart IP Nicht benötigte Kabeleinführungen mit für die Zündschutzart geeigneten und zugelassenen Verschlussstopfen versehen. 4. Leitungen abmanteln und in Kabelverschraubungen einführen. 5. Kabelverschraubungen mit vorgeschriebenem Drehmoment festziehen, damit entsprechende Schutzart gewährleistet ist. 5

6 LWL-Anschluss 2.3 LWL-Leitungen anschließen 1. Sicherungsbügel entfernen und LWL Koppler von Hutschiene lösen. Bild 3: LWL Koppler auf Hutschiene 2. LWL Koppler auf Montageblech in "Parkposition" stecken. Bild 4: LWL Koppler in "Parkposition" 3. LWL-Leitungen durch Kabelverschraubungen einführen. 4. LWL-Steckverbinder über Kreuz anschließen: Optischer Ausgang Antrieb 1 mit optischem Eingang Antrieb 2 Optischer Eingang Antrieb 1 mit optischem Ausgang Antrieb 2 Bild 5: Ankopplungsbeispiel 6

7 LWL-Anschluss 2.4 Anschlussraum schließen Bild 6: Steckverbinder: links KES, rechts KES-druckfest [1] Deckel [2] Schrauben Deckel [3] O-Ring [4] Anschlussraum: Zündschutzart Ex e [5] Anschlussraum: Zündschutzart Ex d [6] Rahmen 1. Dichtflächen an Deckel [1] und Gehäuse säubern. 2. Bei Steckverbinder KES-druckfest: Spaltflächen mit säurefreiem Korrosionsschutzmittel konservieren. 3. Prüfen, ob O-Ring [3] in Ordnung ist, falls schadhaft durch Neuen ersetzen. 4. O-Ring mit säurefreiem Fett (z.b. Vaseline) leicht einfetten und richtig einlegen. Druckfeste Kapselung, Explosionsgefahr! Tod oder schwere Verletzungen können die Folge sein. Deckel und Gehäuseteile sorgfältig behandeln. Spaltflächen dürfen keine Beschädigungen oder Verunreinigungen aufweisen. Deckel bei der Montage nicht verkanten. 5. Deckel [1] aufsetzen und Schrauben [2] gleichmäßig über Kreuz anziehen. 7

8 Netztopologien 3. Netztopologien 3.1 Linientopologie Die Struktur des Zusammenschlusses mehrerer Feldgeräte (Antriebe) zu einem Netz wird als Netztopologie bezeichnet. Bei AUMA stehen verschiene Netztopologien zur Verfügung. Bild 7: Struktur bei Linientopologie LWL-Reichweite max. in km (technische Daten beachten!) [1] LWL T-Koppler im Elektroanschluss der ACExC 01.2 [2] LWL Stichkoppler in der Leittechnik (zwingend erforderlich) [3] LWL Stichkoppler für beliebiges Modbus RTU Feldgerät [4] Beliebiges Modbus RTU Feldgerät Tabelle 2: Anzahl hintereinander schaltbarer LWL-Endgeräte (Antriebe) Baudrate [kbit/s] 9,6 19,2 38,4 57,6 115,2 Max. Anzahl LWL-Endgeräte Besonderheiten der Linientopologie 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: Fall A (Standard) Sobald der Elektroanschluss von der ACExC 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 ACExC 01.2 verwendete LWL-Anschluss mit 24 V DC extern versorgt werden. 8

9 Netztopologien Fall B (Option) 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 ACExC 01.2 mit 24 V DC extern versorgt werden. 3.2 Sterntopologie Bild 8: Struktur bei Sterntopologie LWL-Reichweite max. in km (technische Daten beachten!) [1] LWL Stich-Koppler im Elektroanschluss der ACExC 01.2 [2] LWL Stich-Koppler in der Leittechnik (zwingend erforderlich) [3] LWL Stich-Koppler für Beliebiges Modbus RTU Feldgerät [4] Beliebiges Modbus RTU Feldgerät Tabelle 3: Anzahl hintereinander schaltbarer LWL-Endgeräte (Antriebe) Baudrate [kbit/s] 9,6 19,2 38,4 57,6 115,2 Max. Anzahl LWL-Endgeräte Besonderheiten der Sterntopologie Der Ausfall einer LWL-Strecke, bzw. einer LWL-Anschluss-Platine eines Antriebs hat keinerlei Auswirkung auf die Funktionsfähigkeit der übrigen Antriebe. 9

10 Störungsbehebung 4. Störungsbehebung 4.1 LED Anzeigen Bild 9: LEDs auf LWL Koppler [BA] [U] L Bus aktiv (gelb) Betrieb (grün) Tabelle 4: Funktionsübersicht LED BA U L Farbe gelb grün Funktion LED flackert: Daten vom RS485 Kanal werden über die optische Schnittstelle übertragen. LED leuchtet: Die Spannungsversorgung (24 V DC) für den LWL Koppler ist vorhanden. Die interne Betriebsspannung (5 V) ist vorhanden. 4.2 Fehlersuche Linien- und Sterntopologie Zur Fehlersuche liefern die LEDs auf dem LWL Koppler wichtige Informationen. In den folgenden Tabellen in diesem Kapitel sind die grundlegenden Schritte zur Fehlersuche und -Behebung über diese LEDs beschrieben. Darüber hinaus können über das Display der ACExC 01.2 (Menü Diagnose M0022) verschiedene Zustände der Feldbus-Schnittstelle zur Störungsbehebung abgefragt werden. Weitere Informationen hierzu sind im Handbuch (Geräteintegration Feldbus) AC 01.2/ACExC 01.2 beschrieben. Tabelle 5: Fehlersuchtabelle 1 2 Antrieb lässt sich über den Feldbus ansteuern? Grüne LED [U L ] leuchtet? Ja Nein Ja Nein Ursachen und Abhilfe weiter mit 4 weiter mit 2 LWL Koppler wird mit Spannung (24 V DC) versorgt. weiter mit 4 weiter mit 3 10

11 Störungsbehebung 3. 4 Spannungsversorgung (24 V DC) des LWL Kopplers prüfen: Gelbe LED [BA] flackert? Spannungsversorgung (24 V DC) ist vorhanden? Spannungsversorgung (24 V DC) ist nicht vorhanden? Ja Nein Ursachen und Abhilfe Mögliche Ursachen und Abhilfen: LWL Koppler ist defekt Koppler austauchen Abhilfen: Sicherungen in der ACExC 01.2 prüfen Spannungsversorgung herstellen Mögliche Ursachen: Sender an Koppler defekt LWL Verbindung des Senders nicht funktionsfähig Mögliche Ursachen: Slave nicht richtig angeschlossen Slave defekt Master defekt Empfänger des LWL Kopplers oder LWL-Verbindung des Empfängers defekt Ist der richtige LWL Koppler (BARTEC Bestell-Nr.: WP/6000 bzw. /4000) auf der Masterseite installiert? 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 Koppler Explosionsschutz (nach EN bis EN 50020) EG-Baumusterprüfbescheinigungen LWL-Anschluss Kanäle (optisch) Datenrate Übertragungsart Faser Optisches Budget LWL-Reichweite max. Wellenlänge Betriebstemperatur Spannungsversorgung Anzeigen (LEDs) Geeignete Bussysteme Erforderliche LWL-Module für den Master Max. Anzahl von LWL-Antrieben Ex de [ib] IIC Koppler: PTB 97 ATEX 1068 U Einbau: TÜV 99 ATEX 1404 X FSMA LWL-Steckverbinder bei Linientopologie: 1 x IN/OUT oder 2 x IN/OUT bei Sterntopologie: 1 x IN/OUT maximal 115,2 kbit/s Halbduplex Multimode 62,5 (50)/125 µm 8 db bei 62,5 µm 4 db bei 50 µm Faser 62,5 µm Glasfaser: m (Dämpfung des LWL-Kabels max. 3,0 db/km, ohne zusätzliche Dämpfung) 50 µm Glasfaser: m (Dämpfung des LWL-Kabels max. 3,0 db/km, ohne zusätzliche Dämpfung) 850 nm 25 C bis +60 C 24 V DC/75 ma intern über Netzteil der ACExC 01.2 versorgt. Bei Linien und Sterntopologie: Externe Spannungsversorgung der ACExC 01.2 mit 24 V DC/500 ma möglich. Nur bei externer Spannungsversorgung der ACExC 01.2 wird der Bus bei Ausfall der Betriebsspannung eines Antriebs nicht unterbrochen. LED UL (grün) = Gerät betriebsbereit (Spannungsversorgung ist vorhanden) LED BA (gelb) = Bus aktiv: Daten werden über den RS-485 Kanal empfangen. Modbus RTU Firma BARTEC, Bezugsquelle AUMA oder LWL-Koppler für Linien- bzw. Sterntopologie - 1 Kanal LWL Stichkoppler (BARTEC Bestell-Nr.: WP/6000) (AUMA Bestell-Nr.: K ) - 2 Kanal LWL T-Koppler (BARTEC Bestell-Nr.: WP/4000) (AUMA Bestell-Nr.: K ) Koppler am Master (bei 57,4 kbit/s) 12

13 Anhang 6. Anhang 6.1 Berechnung der erzielbaren LWL Reichweite L max P a K Anz K a L Maximal erzielbare Leitungslänge des LWL Kabels/Leitung [km]. Optisches Budget [db] (einkoppelbare Leistung). Dämpfung der Kupplungen [db]. Typische Werte für FST = 0,4 0,6 db, für FSMA = 0,6 1,6 db. Zusätzliche Anzahl der LWL Kupplungen in der LWL Leitung zwischen zwei Antrieben (ohne die LWL Kupplungen am Elektroanschluss der AUMA Antriebe, da deren Dämpfung bereits im optischen Budget enthalten ist). Spezifische Dämpfung der Leitung [db/km], siehe technische Daten des Lichtwellenleiters. Beispiel 1 Standardsituation, d.h. keine zusätzlichen Kupplungen: P = 8 db; Anz K = 0; a K = 0,6 db; a L = 3,0 db/km L max = m Beispiel 2 Zwei Kupplungen in der Leitung: P = 8 db; Anz K = 2; a K = 0,6 db; a L = 3,0 db/km L max = m Bild 10: Beispiel: Zwei Kupplungen in der Leitung [1] 1. Kupplung FSMA a K = 0,6 db [2] 2. Kupplung FSMA a K = 0,6 db 13

14 Anhang 6.2 Messmethoden Bild 11: Dämpfungs-Messung 6.3 Bezugsquellen Erforderliche LWL-Koppler für den Master: BARTEC Top Holding GmbH Max-Eyth-Straße 16 D Bad Mergentheim Tel.: Fax: LWL Kabel und Leitungen: LWL-Lösungen aus einer Hand eks Engel GmbH & Co. KG Schützenstr. 2, Wenden-Hillmicke, Tel.: , Literatur 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/1.13 Detaillierte Informationen zu den AUMA Produkten finden Sie im Internet unter: