Verwendung der Digitaleingänge der SENTRON PACs. Für welche Aufgaben können die Digitaleingänge der SENTRON PACs verwendet werden?

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1 1 FRAGE Für welche Aufgaben können die Digitaleingänge der SENTRON PACs verwendet werden? Was ist jeweils dabei zu beachten? 2 ANTWORT Die Digitaleingänge (DIs) der SENTRON PACs können grundsätzlich in passive Digitaleingänge (Beschaltung mit angelegter Hilfsspannung 24V DC) aktive Digitaleingänge mit interner Hilfsenergie (Beschaltung mit potentialfreien Kontakten) unterteilt werden: Anzahl passive DIs Anzahl aktive DIs MLFB SENTORN PAC KM3133-0BA00-3AA0 SENTRON PAC KM2112-0BA00-2AA0 7KM2112-0BA00-3AA0 7KM2111-1BA00-3AA KM4212-0BA00-2AA0 7KM4212-0BA00-3AA0 SENTRON Erweiterungsmodul PAC 4DI/2DO KM9200-0AB00-0AA0 Tabelle 1: Anzahl und Typ der Digitaleingänge Die Einsatzmöglichkeiten der Digitaleingänge sind sehr vielseitig. Die wichtigsten davon werden in dieser FAQ kurz vorgestellt: Statuserfassung und -überwachung Zähleingang, z.b. für Gas-, Wasser- Elektrizitäts- oder Wärmezähler Steuereingang zur Umschaltung von Hochtarif / Niedertarif Synchronisation der Messperioden der Lastgangaufzeichnung Uhrzeitsynchronisation über Minutenimpuls Steuereingang für Prozessenergie- und betriebsstundenzähler o o o Start / Stopp Zurücksetzen Kopieren und Zurücksetzen Seite 1

2 2.1 STATUSERFASSUNG UND -ÜBERWACHUNG ÜBERSICHT Mit den Digitaleingängen der SENTRON PACs kann z.b. der Status weiterer Geräte in der Niederspannungsenergieverteilung erfasst und an ein übergeordnetes System kommuniziert werden. Dies hat den Vorteil, dass der Anwender des übergeordneten Systems einen umfassenden Überblick über die Niederspannungsenergieverteilung erhält und im Fehlerfall die Störstelle schneller eingrenzen kann. Beispiele für Geräte, deren Status über die Digitaleingänge der SENTRON PACs erfasst werden können, sind die Leistungsschalter SENTRON 3VL, SENTRON 3WL, die Sicherungs-Lasttrennleisten SENTRON 3NJ6 und Sicherungslasttrennschalter mit Sicherungsüberwachung SENTRON 3NP1. Beim können zusätzlich die Signale der integrierten Digitaleingänge als Parameter für interne Logikverknüpfungen verwendet werden. Abbildung 1 zeigt einen möglichen Aufbau zur Statuserfassung von fünf SENTRON 3VL Leistungsschaltern über ein mit zwei Erweiterungsmodulen PAC 4DI/2DO. Von den fünf Leistungsschaltern sind jeweils die beiden Signale on/off und tripped/not tripped an die Digitaleingänge des PAC4200 angeschlossen. Die Visualisierung der PAC4200 Messwerte und der Schalterzustände erfolgt direkt am Gerät und zusätzlich in der Anwendersoftware SENTRON powermanager. SENTRON powermanager Ethernet-Netzwerk PAC4200 mit zwei Erweiterungsmodulen 4DI/2DO Digitaleingänge 3VL Abbildung 1: zur Statuserfassung von fünf 3VL-Leistungsschaltern An die acht aktiven Digitaleingänge der beiden Erweiterungsmodule PAC 4DI/2DO können die Ausgänge der Leistungsschalter direkt ohne externe Hilfsenergie angeschlossen werden. Beim Anschluss an die beiden internen passiven Digitaleingänge des PAC4200 ist eine zusätzliche externe Hilfsenergie von 24V DC notwendig. Seite 2

3 2.1.2 UNTERSTÜTZTE GERÄTE Der Anwendungsfall Statuserfassung wird von folgenden Multifunktionsmessgeräten unterstützt: SENTRON PAC3100 SENTRON PAC3200 mit SENTRON Erweiterungsmodul PAC 4DI/2DO 2.2 ZÄHLEINGANG ÜBERSICHT Die Digitaleingänge der SENTRON PACs können als Zähleingänge für Statusänderungen, z.b. von weiteren Geräten in der Niederspannungsenergieverteilung (siehe Kapitel 2.1) Energieimpulse (S 0 -Impulse) von weiteren Energiezählern verwendet werden. Abbildung 2 zeigt die Verwendung eines als zentrales Gerät zum zur Verbrauchserfassung von Stromzählern (Wirk-, Blind- und Scheinenergie) Wasserzählern Druckluft- / Dampfzählern Gaszählern Seite 3

4 3~ Stromzähler 2 x PAC 4DI/2DO 1~ Stromzähler Gaszähler 3~ Multifunktionsmessgeräte kwh / kvarh Wasserzähler Druckluft-/ Dampfzähler Abbildung 2: PAC4200 zur Energieerfassung verschiedener Zähler Die Verbräuche der verschiedensten Energiearten werden in der Regel über S 0 -Impulse an das übertragen und dort in voneinander unabhängigen Energiezählern gespeichert. Für jeden dieser Energiezähler können sowohl die Einheit als auch die Wertigkeit (z.b. 10 Impulse entsprechen 1 kwh) separat festgelegt werden. Des Weiteren ist es möglich, mehrere Digitaleingänge - auch mit unterschiedlichen Wertigkeiten - auf einen gemeinsamen Zähler zu legen. Auf diese Weise können die Energiewerte mehrere Zähler aufsummiert werden UNTERSTÜTZTE GERÄTE Der Anwendungsfall Zähleingang für Statusänderungen wird von folgenden Multifunktionsmessgeräten unterstützt: SENTRON PAC3200 mit SENTRON Erweiterungsmodul PAC 4DI/2DO Der Anwendungsfall Zähleingang für beliebige Energiearten wird von folgenden Multifunktionsmessgeräten unterstützt: SENTRON PAC3200 (nur elektrische Einheiten) mit SENTRON Erweiterungsmodul PAC 4DI/2DO Seite 4

5 2.3 UMSCHALTUNG HOCHTARIF / NIEDERTARIF ÜBERSICHT Ein Hauptanwendungsfall der SENTRON PAC Multifunktionsmessgeräte ist das Erfassen von elektrischer Energie. Dies erfolgt über interne Zähler und optional über die in Kapitel 2.2 beschriebenen externen Geräte. Bei SENTRON PAC3200 und gibt es für die intern erfasste Energie separate Zähler für Hoch- und Niedertarif. Die Umschaltung zwischen diesen beiden Tarifen erfolgt über ein externes Signal an einem Digitaleingang UNTERSTÜTZTE GERÄTE Der Anwendungsfall Umschaltung Hochtarif / Niedertarif wird von folgenden Multifunktionsmessgeräten unterstützt: SENTRON PAC3200 mit SENTRON Erweiterungsmodul PAC 4DI/2DO 2.4 SYNCHRONISATION DER MESSPERIODEN ZUR LASTGANGAUFZEICHNUNG ÜBERSICHT Bei Unternehmen mit einem hohen Stromverbrauch setzt sich die Stromrechnung aus zwei Posten zusammen: Leistungspreis (abhängig vom höchsten 15-Minuten Leistungsmittelwert) Arbeitspreis (abhängig vom tatsächlichen Energieverbrauch) Für die Verhandlungen mit dem Stromlieferanten über das Netznutzungsentgelt ist es also wichtig, sowohl die den höchsten 15-Minuten Leistungsmittelwert als auch den ungefähren Verbrauch für den zukünftigen Vertragszeitraum zu wissen. Ist der tatsächliche höchste 15-Minuten Leistungsmittelwert höher als der vereinbarte, dann sind in der Regel Nachzahlungen an den Stromliefertanten fällig. Die 15-Minuten Leistungsmittelwerte bilden zusammen den sogenannten Lastgang. Da die Ermittlung der Lastgangwerte sehr wichtig für potentielle Strafen sind, ist es wichtig, die 15-Minuten Messperioden zwischen den SENTRON PACs und dem Energiezähler des Stromlieferanten zu synchronisieren. Diese Synchronisation (Start der Messperioden) kann über die Digitaleingänge der SENTRON PACs erfolgen. Seite 5

6 2.4.2 UNTERSTÜTZTE GERÄTE Der Anwendungsfall Synchronisation der Lastgangperioden über Digitaleingang wird von folgenden Multifunktionsmessgeräten unterstützt: SENTRON PAC3200 mit SENTRON Erweiterungsmodul PAC 4DI/2DO Neben einer Synchronisation der Lastgangperioden über Digitaleingang können die Lastgangperioden auch über Kommunikation synchronisiert werden. Dies ist zusätzlich zu den oben genannten Geräten auch für SENTRON PAC3100 möglich. 2.5 UHRZEITSYNCHRONISATION ÜBER MINUTENIMPULS ÜBERSICHT hat eine interne Uhr, von der die Zeitstempel für Maximal- und Minimalwerte der Messgrößen Einträge im Ereignisspeicher Einträge im Lastgangspeicher abgeleitet werden. Zusätzlich ist es möglich, die in Kapitel 2.4 beschriebenen Lastgangperioden über die Uhrzeit zu synchronisieren. Für all diese Anwendungszwecke ist eine möglichst genaue Uhrzeit im Gerät wichtig. Eine Möglichkeit zur Synchronisation der Geräteuhrzeit mit einer externen Mutteruhr ist der sogenannte Minutenimpuls. Falls das einen solchen Minutenimpuls bekommt, werden abhängig von der aktuellen Geräteuhrzeit die Sekunden auf null gesetzt und die Minuten mathematisch korrekt gerundet: Beispiel 1: Die aktuelle Geräteuhrzeit ist 12:06:51 und das bekommt einen Minutenimpuls. Dieser bewirkt eine neue Geräteuhrzeit von 12:07:00. Beispiel 2: Die aktuelle Geräteuhrzeit ist 12:07:11 und das bekommt einen Minutenimpuls. Dieser bewirkt eine neue Geräteuhrzeit von 12:07:00. Seite 6

7 2.5.2 UNTERSTÜTZTE GERÄTE Der Anwendungsfall Uhrzeitsynchronisation über Minutenimpuls wird von folgenden Multifunktionsmessgeräten unterstützt: mit SENTRON Erweiterungsmodul PAC 4DI/2DO 2.6 STEUEREINGANG FÜR PROZESSENERGIEZÄHLER ÜBERSICHT Für viele Fertigungsprozesse ist es erforderlich, dass der Energieverbrauch pro Herstellungs- oder Teilprozess erfasst wird. Hierzu eignen sich die Prozesszähler des PAC4200 ideal. Diese erfassen Wirk-, Blind- und Scheinenergie und können über die Digitaleingänge wahlweise werden. gestartet und gestoppt, zurückgesetzt oder in einen temporären Zwischenspeicher kopiert und zurückgesetzt Der Energieverbrauch pro Stück bzw. pro Herstellungs- oder Teilprozess ist sowohl eine gute Basis für verursachergerechte Kostenzuordnungen als auch zur Optimierung des Energieverbrauchs von Teilprozessen bei gleichbleibender Qualität und damit eine Senkung der Energiekosten UNTERSTÜTZTE GERÄTE Der Anwendungsfall Prozessenergiezähler wird von folgenden Multifunktionsmessgeräten unterstützt: mit SENTRON Erweiterungsmodul PAC 4DI/2DO Seite 7

8 2.7 EINSCHRÄNKUNGEN Die Digitaleingänge der Multifunktionsmessgeräte SENTRON PAC können, wie oben gezeigt, sehr vielseitig eingesetzt werden. Prinzip bedingt ist bei dem Einsatz mehrerer Multifunktionsmessgeräte allerdings darauf zu achten, dass keine passiven Eingänge mit aktiven Eingängen parallel oder in Reihe geschaltet werden. Anzahl passive DIs Anzahl aktive DIs SENTORN PAC SENTRON PAC SENTRON Erweiterungsmodul PAC 4DI/2DO Tabelle 2: Anzahl und Typ der Digitaleingänge Falls z.b. bei mehreren Multifunktionsmessgeräten die Tarifumschaltung Hochtarif / Niedertarif über ein gemeinsames Signal erfolgen soll, sind hierfür nur folgende Kombinationen zulässig: Kombination 1: SENTRON PAC3200 und / oder (mit oder ohne Erweiterungsmodul PAC 4DI/2DO) Ausschließliche Verwendung der internen Digitaleingänge Kombination 2: mit Erweiterungsmodul PAC 4DI/2DO Ausschließliche Verwendung der Digitaleingänge des Erweiterungsmoduls Die folgenden Abbildungen zeigen die entsprechenden erlaubten und nicht unterstützen Verdrahtungsvarianten am Beispiel der internen passiven Digitaleingänge eines PAC4200 und einem Erweiterungsmodul PAC 4DI/2DO Seite 8

9 2.7.1 ANSCHLUSSBEISPIELE: INTERNE DIGITALEINGÄNGE PAC4200 Abbildung 3: Anschlussbeispiele für die integrierten Eingänge bei PAC4200 (DIC = +) Abbildung 4: Anschlussbeispiele für die integrierten Eingänge bei PAC4200 (DIC = -) Abbildung 5: Nicht unterstütztes Anschlussbeispiel für die integrierten Eingänge bei PAC4200 Seite 9

10 2.7.2 ANSCHLUSSBEISPIELE: DIGITALEINGÄNGE ERWEITERUNGSMODUL PAC 4DI/2DO Abbildung 6: Anschlussbeispiele für Erweiterungsmodul PAC 4DI/2DO Abbildung 7: Anschlussbeispiele für Erweiterungsmodul PAC 4DI/2DO (DIC = -) Abbildung 8: Nicht unterstütztes Anschlussbeispiel für Erweiterungsmodul PAC 4DI/2DO (DIC = +) Seite 10

11 2.7.3 ANSCHLUSSBEISPIELE: KOMBINATIONEN Abbildung 9: Parallelschaltung von aktiven und passiven Eingängen ist so nicht möglich Abbildung 10: Parallelschaltung von aktiven und passiven Eingängen ist so nicht möglich (DIC = +) Abbildung 11: Parallelschaltung von aktiven und passiven Eingängen ist so nicht möglich (DIC = -) Seite 11

12 Abbildung 12: Parallelschaltung von aktiven und passiven Eingängen ist so nicht möglich (DIC = +) Abbildung 13: Parallelschaltung von aktiven und passiven Eingängen (DIC = -) Seite 12