sentron Technologieführer bei Leistungsschaltern: SENTRON Kommunikationslösungen

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1 Seite 1 Die Informationen in dieser Broschüre enthalten lediglich allgemeine Beschreibungen bzw. Leistungsmerkmale, welche im konkreten Anwendungsfall nicht immer in der beschriebenen Form zutreffen bzw. welche sich durch Weiterentwicklung der Produkte ändern können. Die gewünschten Leistungsmerkmale sind nur dann verbindlich, wenn sie bei Vertragsschluss ausdrücklich vereinbart werden. Siemens Aktiengesellschaft Automation and Drives Niederspannungs-Schalttechnik Postfach 3240, D Erlangen SENTRON Kommunikationshandbuch SENTRON Kommunikationshandbuch 1. Auflage 14:08 Uhr Technologieführer bei Leistungsschaltern: SENTRON Kommunikationslösungen sentron s Änderungen vorbehalten 10/03 Bestell-Nr. E20001-A210-P307 Dispostelle PDSS KG Siemens 2003 Printed in Germany Buchhülle.qxd Handbuch für die kommunikationsfähigen Leistungsschalter SENTRON WL und SENTRON VL s 1 SENTRON VL Moulded-Case Circuit-Breaker 11 Metering Function or Metering Function Plus 2 Electronic Trip Unit (ETU/LCD) 12 ZSI (Zone-Selective Interlocking) Module 3 COM10 PROFIBUS Module incl. ZSi 13 Digital Output Module 4 Breaker Data Adapter (BDA) 5 BDA Plus with Ethernet Interface 6 Device with web-browser (e. g. notebook) 15 Analoge Output Module 7 SENTRON WL Circuit Breaker 16 Digitale Input Module 8 COM15 PROFIBUS Module 17 Switch ES Power on PC 9 Breaker Status Sensor (BSS) 18 PLC (e.g. SIMATIC S7) 10 Electronic Trip Unit (ETU) infowerk ag Ihr Ansprechpartner: Frau Hanek, NS: P64275: sn, Vol. siemens1 Siemens1_Aufträge A&D MK / FrameMaker Sentron Buchhülle.qxd s.1 as Relay or Opto-Coupler 14 Digital Output Module as Relay or Opto-Coupler *, Configurable 19 Power Management Software

2 Seite 2 The information provided in [this brochure/product catalog, etc.] containsmerely general descriptions or characteristics of performance which in case of actual use do not always apply as described or which may change as a result of further development of the products. An obligation to provide the respective characteristics shall only exist if expressly agreed in the terms of contract. Siemens AG Automation and Drives Low voltages switch gear for energy distribution P.O. Box 3240, Erlangen, Germany Technological leader amongst the circuit-breakers: SENTRON Communication SENTRON communication manual SENTRON communication manual 1. Edition 14:08 Uhr sentron s Subject to change without prior 10/03 Bestell-Nr. E20001-A210-P307-X-7600 Dispostelle PDSS KG Siemens 2003 Printed in Germany Buchhülle.qxd User manual for communication capable SENTRON WL and SENTRON VL circuit braker s 1 SENTRON VL Moulded-Case Circuit-Breaker 11 Metering Function or Metering Function Plus 2 Electronic Trip Unit (ETU/LCD) 12 ZSI (Zone-Selective Interlocking) Module 3 COM10 PROFIBUS Module incl. ZSi 13 Digital Output Module 4 Breaker Data Adapter (BDA) 5 BDA Plus with Ethernet Interface 6 Device with web-browser (e. g. notebook) 15 Analoge Output Module 7 SENTRON WL Circuit Breaker 16 Digitale Input Module 8 COM15 PROFIBUS Module 17 Switch ES Power on PC 9 Breaker Status Sensor (BSS) 18 PLC (e.g. SIMATIC S7) 10 Electronic Trip Unit (ETU) as Relay or Opto-Coupler 14 Digital Output Module as Relay or Opto-Coupler *, Configurable 19 Power Management Software *) only a max. of 2 digital output module can be used simultaneously. infowerk ag Ihr Ansprechpartner: Frau Hanek, NS: P64275: sn, Vol. siemens1 Siemens1_Aufträge A&D MK / FrameMaker Sentron Buchhülle.qxd s.2 5

3 Einleitung und Übersicht SENTRON WL SENTRON VL PROFIBUS-Datenübertragung SENTRON WL und SENTRON VL Switch ES Power Breaker Data Adapter (BDA) Breaker Data Adapter Plus (BDA Plus) Datenbibliothek

4 Sicherheitstechnische Hinweise Dieses Handbuch enthält Hinweise, die Sie zu Ihrer persönlichen Sicherheit sowie zur Vermeidung von Sachschäden beachten müssen. Gefahr bedeutet, dass Tod, schwere Körperverletzung oder erheblicher Sachschaden eintreten werden, wenn die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen nicht getroffen werden. Warnung bedeutet, dass Tod, schwere Körperverletzung oder erheblicher Sachschaden eintreten können, wenn die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen nicht getroffen werden. Vorsicht bedeutet, dass eine leichte Körperverletzung oder ein Sachschaden eintreten können, wenn die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen nicht getroffen werden. Achtung ist eine wichtige Information über das Produkt, die Handhabung des Produktes oder den jeweiligen Teil der Dokumentation, auf den besonders aufmerksam gemacht werden soll. Qualifiziertes Personal Inbetriebsetzung und Betrieb eines Gerätes dürfen nur von qualifiziertem Personal vorgenommen werden. Qualifiziertes Personal im Sinne der sicherheitstechnischen Hinweise dieses Handbuchs sind Personen, die die Berechtigung haben, Geräte, Systeme und Stromkreise gemäß den Standards der Sicherheitstechnik in Betrieb zu nehmen, zu erden und zu kennzeichnen. Bestimmungsgemäßer Gebrauch Beachten Sie folgendes: Warnung Das Gerät darf nur für die im Katalog und in der technischen Beschreibung vorgesehenen Einsatzfälle und nur in Verbindung mit von Siemens empfohlenen bzw. zugelassenen Fremdgeräten und -komponenten verwendet werden. Der einwandfreie und sichere Betrieb des Produktes setzt sachgemäßen Transport, sachgemäße Lagerung, Aufstellung und Montage sowie sorgfältige Bedienung und Instandhaltung voraus. Marken SIMATIC, SIMATIC HMI, SIMATIC NET und SENTRON sind Marken der SIEMENS AG. Die übrigen Bezeichnungen in dieser Schrift können Marken sein, deren Benutzung durch Dritte für deren Zwecke die Rechte der Inhaber verletzen können. Copyright Siemens AG 2003 All rights reserved Weitergabe sowie Vervielfältigung dieser Unterlage, Verwertung und Mitteilung ihres lnhalts ist nicht gestattet, soweit nicht ausdrücklich zugestanden. Zuwiderhandlungen verpflichten zu Schadenersatz. Alle Rechte vorbehalten, insbesondere für den Fall der Patenterteilung oder GM-Eintragung. Haftungsausschluss Wir haben den Inhalt der Druckschrift auf Übereinstimmung mit der beschriebenen Hard- und Software geprüft. Dennoch können Abweichungen nicht ausgeschlossen werden, so dass wir für die vollständige Übereinstimmung keine Gewähr übernehmen. Die Angaben in dieser Druckschrift werden regelmäßig überprüft, notwendige Korrekturen sind in den nachfolgenden Auflagen enthalten. Für Verbesserungsvorschläge sind wir dankbar. Technical Assistance: Telephone: +49 (0) (8 16 MEZ) Fax: +49 (0) Internet: Technical Support: Telephone: +49 (0) Siemens AG Bereich Automatisierungs- und Antriebstechnik Geschäftsgebiet Niederspannungs-Schalttechnik D Erlangen Siemens AG 2003 Technische Änderungen bleiben vorbehalten. Siemens Aktiengesellschaft

5 Weitere Systemhandbücher und Literatur Wenn Sie weitere Informationen zum Leistungsschalter SENTRON WL (z.b. Montage) brauchen, benötigen Sie die Betriebsanleitung des Leistungsschalters SENTRON WL; Bestellnummer: 3ZX1812-0WL00-0AN0 Wenn Sie mit IM308C und COM PROFIBUS arbeiten, dann benötigen Sie zusätzlich das Systemhandbuch Dezentrales Peripheriesystem ET200; Bestellnummer: 6ES998-3ES12 Wenn Sie mit STEP7 arbeiten, dann benötigen Sie zusätzlich das Systemhandbuch Systemhandbuch für S7 300/400 System- und Standardfunktionen; Referenzhandbuch Bestellnummer: 6ES7810-4CA04-8AR0 Weitere Informationen zu Anlagen in der Energieverteilung finden Sie in Schalten, Schützen, Verteilen in Niederspannungsnetzen; 4., wesentlich überarbeitete Auflage 1997; Publicis Corporate Publishing Weitere grundlegende Informationen zum PROFIBUS-DP sowie die Einbindung von PROFIBUS-Slaves ist in Weigmann/Kilian; Dezentralisieren mit PROFIBUS-DP/DPV1; 3., überarbeitete Auflage 2002; Publicis Corporate Publishing Weitere Informationen rund um das Thema PROFIBUS finden Sie in PROFIBUS-Nutzer-Organisation e.v.; Version Oktober 2002; PROFIBUS-Technologie und -Anwendung, Systembeschreibung; Bestellnummer 4.001; downloadbar unter PROFIBUS-Nutzer-Organisation e.v.; Version 1.0, Dezember 2002; PROFIBUS profile for Low Voltage Switchgear; Nur als Acrobat PDF verfügbar, für PROFIBUS-Mitglieder downloadbar unter PROFIBUS-Nutzer-Organisation e.v.; Version 1.0 September 1998; PROFIBUS Technische Richtlinie, Aufbaurichtlinien für PROFIBUS-DP/FMS; Bestellnummer 2.111; Nur als Acrobat PDF verfügbar, für PROFIBUS-Mitglieder downloadbar unter

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7 Einleitung und Übersicht Aufbau des Handbuches Übersicht der Bussysteme Kommunikation mit Leistungsschaltern

8 Einleitung und Übersicht Allgemeines Das vorliegende Handbuch wendet sich an alle, die sich mit den vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten kommunikationsfähiger Leistungsschalter in der Energieverteilung auseinandersetzen. Es enthält einen detaillierten Leitfaden zur Inbetriebnahme, Betrieb, Diagnose und Wartung der neuen kommunikationsfähigen Leistungsschalter SENTRON WL und SENTRON VL. Aufbau des Handbuchs Das Kapitel 1 dieses Handbuchs enthält eine kurze allgemeine Einführung zum Thema Kommunikation in der Energieverteilung sowie eine Übersicht über Nutzen und Anwendungsmöglichkeiten kommunikationsfähiger Leistungsschalter. Das Kapitel endet mit einer kurzen Beschreibung der wichtigsten Bussysteme. Eine ausführliche Beschreibung des kommunikationsfähigen offenen Leistungsschalters SENTRON WL inklusive Informationen zu Bestelldaten, Projektierungsdaten und Inbetriebnahmehinweisen ist in Kapitel 2 enthalten. Kapitel 3 enthält die gleichen Informationen zum kommunikationsfähigen Kompaktleistungsschalter SENTRON VL. Die Einbindung der SENTRON Leistungsschalter in ein PROFIBUS- DP-System sowie das gemeinsame Profil der beiden Leistungsschalter für den PROFIBUS-DP ist im Kapitel 4 beschrieben. Kapitel 5 beschreibt die Inbetriebnahme und die Anwendungsmöglichkeiten der Parametrier-, Diagnose- und Wartungssoftware Switch ES Power über den PROFIBUS-DP. SENTRON WL und SENTRON VL sind die ersten Leistungsschalter, die auch ohne Nutzung von Feldbussystemen und übergeordneten B&B (Bedienen und Beobachten) Systeme über die Ferne parametriert, diagnostiziert und gewartet werden können. Dies funktioniert mit Hilfe des innovativen Internet-fähigen Leistungsschalterparametriergeräts, dem Breaker Data Adapter (BDA), welcher im Kapitel 6 beschrieben wird. Das Herzstück der kommunikationsfähigen SENTRON Leistungsschalter bildet die gemeinsame Datenbibliothek. In dieser sind alle verfügbaren Datenpunkte (Status, Messwerte, Parameter,...) beschrieben inkl. Formate und Skalierungsfaktoren. Diese Datenbibliothek wird in Kapitel 7 verständlich dargestellt. Einleitung Die Ansprüche in der Industrieautomation in Bezug auf Kommunikationsfähigkeit, Datentransparenz und Flexibilität wachsen ständig. Damit die Industrie-Schaltgerätetechnik diesen Forderungen genügen kann, ist der Einsatz von Bussystemen und intelligenten Schaltgeräten unumgänglich, da die Kommunikationstechnologie nicht mehr aus dem Einsatz in der industriellen Produktion und im Gebäudemanagement wegzudenken ist. Die wachsenden Anforderungen an die elektrischen und mechanischen Eigenschaften der Leistungsschalter, an ihre Anpassungsfähigkeit und ihre Wirtschaftlichkeit haben dazu beigetragen, dass Leistungsschalter in den letzten Jahren in einem unerwarteten Umfang weiterentwickelt worden sind. Beschleunigt wurde dieser Prozess durch die fortschreitende Rationalisierung und Automatisierung. Die neuen kommunikationsfähigen offenen Leistungsschalter SENTRON WL und Kompaktleistungsschalter SENTRON VL in Energieverteilungsanlagen können über Bussysteme wichtige Informationen für Diagnosemanagement, Störungsmanagement, Instandhaltungsmanagement und Kostenstellenmanagement an eine zentrale Leitwarte übertragen. Bei der Nutzung der sich daraus ergebenden Möglichkeiten wird aus einem Leistungsschalter mehr als nur ein reines Schalt- und Schutzgerät. Durchgängige Kommunikation, Datenerfassung, Weiterleitung, Auswertung und Visualisierung der Daten lassen sich nur dann realisieren, wenn die eingesetzten Komponenten der Automatisierungs- und Niederspannungsschalttechnik in vollem Funktionsumfang anwenderfreundlich in eine Kommunikationslösung integrierbar sind. 1-1

9 So erhöhen Statusinformationen und Warnmeldungen, Auslöseinformationen und Schwellwertüberschreitungen (z.b. Überstrom, Phasenunsymmetrie, Überspannung) die Transparenz in der Energieverteilung und ermöglichen eine schnelle Reaktion auf solche Zustände. Wichtige Meldungen können über Zusatzmodule (z.b. WinCC und Funkserver Pro) via SMS auf das Handy des Wartungspersonals übertragen werden. Die rechtzeitige Auswertung dieser Daten ermöglicht den gezielten Eingriff in den Prozess und verhindert Anlagenausfälle. Informationen zur vorbeugenden Wartung (z.b. Anzahl der Schaltspiele oder Betriebsstunden) ermöglichen die rechtzeitige Einplanung von Personal und Material. Dadurch erhöht sich die Anlagenverfügbarkeit. Eine Zerstörung empfindlicher Anlagenteile durch Ausfälle wird verhindert. Mit Hilfe der Kommunikation erhält man schnell gezielte Informationen über Ort und Ursache von Energieausfällen. Durch die Aufzeichnung der Phasenströme kann die exakte Störungsursache ermittelt werden (z.b. Auslösung durch Kurzschluss von 2317 A in Phase L2 am um 14:27 Uhr). Das ist die Basis für eine schnelle Behebung der Störung und schafft ein erhebliches Potential für Kosteneinsparungen. Die Erfassung der Leistungen, der Arbeit und des Leistungsfaktors cos ϕ eröffnet weitere Möglichkeiten. Durch die transparente Darstellung des Energieverbrauchs für die kaufmännische Auswertung, lassen sich Energieprofile erstellen und die Kosten klar zuordnen. Nachgelagert lassen sich so durch den Ausgleich von Lastspitzen und -tälern die Energiekosten optimieren. SENTRON Leistungsschalter Modular und intelligent Wenige Bauteile als Basis für Tausende von Kombinationen: Das ist SENTRON. Eine neue Generation von Leistungsschaltern von 16 A bis 6300 A, die durch ihre Modularität jede erdenkliche Anwendung in der Energieverteilung erlauben kostensparend, flexibel planbar und durch Kommunikation in übergreifende Systemlösungen integrierbar. Cost Saving Modul für Modul setzt SENTRON am entscheidenden Punkt an: Kosten für Arbeitsprozesse, Raum und Energie. Die Vorteile reichen von der einfachen Nachrüstung bis zur kompakten Bauweise und kommen jedem zugute, der mit SENTRON arbeitet. Ob in der Planung, im Handel, beim Schaltanlagenbauer oder beim Betreiber von Anlagen. Grafik 1-1 Kosten sparen erhöht die Produktivität Easy Planning Bei Einsatz der SENTRON Leistungsschalter und des Planungstools SIMARIS design, welches vor allem für Planungsbüros, aber auch für Schaltschrankbauer die Möglichkeit bietet, bislang langwierige und schwierige Prozesse bequem zu lösen. System Solutions Durch die Einbettung der SENTRON Leistungsschalter in ein übergeordnetes Kommunikationssystem ergibt sich die Möglichkeit die Leistungsschalter über PROFIBUS-DP, Ethernet oder Internet zu parametrieren oder sogar die gesamte Energieverteilung durch ein integriertes Power Management System zu optimieren. Grafik 1-2 Vereinfachung der Planung in allen Schritten des Prozesses Grafik 1-3 System Solutions steht für die einfache Interoperabilität der SENTRON Leistungsschalter 1-2

10 Einleitung und Übersicht Bussysteme Bussysteme dienen zur Verbindung von verteilten Geräten mit mehr oder weniger Intelligenz. Die verschiedenen Bussysteme sind durch unterschiedliche Strukturen und Mechanismen teils ganz spezifisch auf Anwendungsfälle, andere mehr auf offene Applikationen ausgerichtet. Nachfolgend sind die wichtigsten Bussysteme im Umfeld der Automatisierung und der Energieverteilung beschrieben. PROFIBUS-DP Der PROFIBUS-DP ist ein offenes, standardisiertes und herstellerunabhängiges Feldbussystem. Er ist nach DIN (E) Teil 3 / EN genormt und damit die ideale Basis für die hohen Anforderungen beim Datenaustausch im Bereich der dezentralen Peripherie und der Feldgeräte. Bis heute (Stand: Juni 2002) bieten mehr als Hersteller über Produkte an und die Nutzerorganisationen in 23 Ländern betreuen weltweit die Anwender der über 4 Mio. installierten PROFIBUS-Knoten. Eine weitere Integration und die Anbindung an die gängigen Konzepte der Automatisierung ist ebenso unproblematisch, da alle großen Hersteller für speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) PROFIBUS-DP-Master-Baugruppen anbieten und durch die hohen Übertragungsraten von bis zu 12 MBaud die Systeme annähernd in Echtzeit arbeiten. Das Protokoll, das für die Kommunikation der PROFIBUS-DP-Teilnehmer verwendet wird, gewährleistet eine Kommunikation zwischen den komplexen, gleichberechtigten Automatisierungsgeräten (Master). Dabei erledigt jeder Teilnehmer innerhalb eines festgelegten Zeitrasters seine Kommunikationsaufgaben. Weiterhin wird für die Kommunikation zwischen einem Master und den zugeordneten einfachen Peripheriegeräten (Slaves) ein zyklischer Datenaustausch mit geringem Aufwand realisiert. Der PROFIBUS-DP verwendet dafür eine hybrid aufgebaute Buszugriffssteuerung, bestehend aus einem zentralen Token-Passing-Verfahren zwischen den aktiven Busteilnehmern (Master) und einem zentralen Master-Slave-Verfahren für den Datenaustausch zwischen den aktiven und den passiven Busteilnehmern. Logischer Tokenring zwischen den Master-Geräten Aktive Stationen, Master-Geräte PROFIBUS Passive Stationen, Slave-Geräte Grafik 1-4 Kommunikation am PROFIBUS: Token-Passing zwischen den vorhandenen Mastern; Polling zwischen Master- und Slaveteilnehmern 1-3

11 Mit dieser Buszugriffssteuerung können folgende Systemkonfigurationen realisiert werden: Reines Master-Slave-System Reines Master-Master-System mit Token-Passing Ein System durch eine Kombination aus beiden Verfahren Grafik 1-4 zeigt ein Beispiel mit 3 Masterbaugruppen und 7 Slaves. Die 3 Master- Geräte bilden einen logischen Ring. Die Kontrolle über das Token übernimmt die MAC (Buszugriffssteuerung). Sie erzeugt in der Hochlaufphase das Token und überwacht, ob wirklich nur ein Token im logischen Ring kreist. Jedem Slave, der zyklisch über PROFIBUS-DP kommuniziert, ist ein Master Klasse 1 zugeordnet. Der zyklische Datenverkehr läuft dabei nach dem DP-Norm-Profil (DPV0) ab. Ein Master Klasse 1 dient hauptsächlich dazu, Automatisierungsaufgaben zu erfüllen. Zusätzlich zum zyklischen Datenaustausch kann ein Master Klasse 1 auch eine azyklische Kommunikationsverbindung zu seinen Slaves aufbauen und damit die erweiterten Funktionen eines Slaves nutzen. Ein Master Klasse 2 eignet sich besonders zur Inbetriebnahme, zur Diagnose und zu Visualisierungsaufgaben. Er wird zusätzlich zum Master Klasse 1 an den PROFIBUS-DP angeschlossen und kann über azyklische Dienste Slaves ansprechen und Daten austauschen, sofern das die Slaves zulassen. Die azyklische Datenübertragung wird über DPV1 realisiert. Die bestehende PROFIBUS-Norm wird durch DPV1 um einige Funktionen erweitert. Damit ist es unter anderem möglich, die Slavekonfiguration im laufenden Betrieb umzuparametrieren und einen azyklischen Datenverkehr aufzubauen. Mit Hilfe von DPV1 können auch Daten direkt vom Slave durch einen Master Klasse 2 gelesen werden, obwohl dieser noch eine logische Verbindung zu einem Master Klasse 1 hat. Physikalisch läuft sowohl die DPV1- als auch die DP-Norm-Übertragung über eine Leitung. Die azyklische Datenübertragung findet beispielsweise Anwendung beim Einsatz von Bedien- und Beobachtungssystemen wie WinCC oder Konfigurationssoftware wie Switch ES Power (siehe Kapitel 5). Der dabei verwendete PC mit eingebauter PROFIBUS-DP-Schnittstellenkarte übernimmt dann die Funktion als Master Klasse 2. Von dort aus werden die Datensätze über DPV1 übermittelt und die neuen Werte gesetzt, z.b. bei einer Änderung des Wertes für den Auslösestrom. Dabei läuft jedoch der zyklische Datenaustausch zwischen dem Leistungsschalter und der SPS weiter. Ethernet Das Industrial Ethernet ist ein leistungsfähiges Zellennetzwerk nach Standard IEE (ETHERNET). Die seit mehr als 10 Jahren erfolgreiche 10 Mbit/s Technologie und die neue 100 Mbit/s Technologie (Fast Ethernet nach IEEE 802.3u) in Verbindung mit Switching Full Duplex und Autosensing geben die Möglichkeit, die benötigte Performance in dem Netz genau den jeweiligen Anforderungen anzupassen. Dabei wird die Datenrate je nach Bedarf gewählt, denn die durchgängige Kompatibilität erlaubt eine stufenweise Einführung der Technologie. Ethernet ist heute mit einem Anteil von 80% das Netzwerk Nummer eins in der LAN Landschaft weltweit. SIMATIC NET setzt auf diese bewährte Technik. Weit mehr als Anschlüsse hat Siemens weltweit in oft rauhe und EMV-belastete Bereiche der Industrie geliefert. Darüber hinaus bietet die neue Technologie des Internets vielfältige Möglichkeiten der weltweiten Vernetzung. SIMATIC NET bietet mit Industrial Ethernet das Medium, welches sich auch nahtlos in die neue Medienwelt integrieren lässt. Die vielfältigen Möglichkeiten von Intranet, Extranet und Internet, welche im Bürobereich heute schon zur Verfügung stehen, können auch in der Fertigungs- und Prozessautomatisierung genutzt werden. Das Ethernet ist nicht nach einem Master/Slave Prinzip wie der PROFIBUS-DP aufgebaut. Alle Teilnehmer sind gleichberechtigte Partner am Bus, jeder kann Sender und/oder Empfänger sein. Ein Sender kann nur dann das Senden auf dem Bus beginnen, wenn momentan kein anderer Teilnehmer sendet. Dies wird dadurch realisiert, dass jeder Teilnehmer immer lauscht, ob Telegramme für ihn bestimmt sind oder aktuell kein Sender aktiv ist. Hat ein Sender mit dem Senden begonnen, überprüft er sein versendetes Telegramm auf Verfälschungen. Erfolgt keine Veränderung seines Telegramms wird die Übertragung fortgesetzt. 1-4

12 Erkennt der Sender eine Verfälschung seiner Daten, muss ein anderer Sender bereits früher begonnen haben als er und beide beenden den Sendebetrieb. Nach einer Zufallszeit beginnt der Sender danach wieder zu Senden. Dieses Zugriffsverfahren wird CSMA/CD genannt. Durch dieses zufällige Zugriffsverfahren kann nicht gewährleistet werden, dass innerhalb einer Zeitspanne eine Antwort erfolgt. Dies hängt sehr stark von der Busauslastung ab. Deshalb ist es momentan nicht möglich, Echtzeitanwendungen mit Ethernet zu realisieren. Um die Daten der SENTRON Leistungsschalter am PROFIBUS-DP auf das Ethernet zu übertragen, gibt es mehrere Lösungen. Stellvertretend sollen hier zwei Lösungen mit SIEMENS-Komponenten genannt werden: Lösung 1: Eine SIMATIC S7 Steuerung ist mit einer PROFIBUS-DP-Schnittstelle (CPU interne Schnittstelle oder Baugruppen mit Kommunikationsprozessoren) und einer Ethernet Schnittstelle ausgestattet. Die von den Leistungsschaltern über den PROFIBUS-DP übertragenen Daten werden in der SIMATIC umsortiert und über das Ethernet kommuniziert. Als mögliche Ethernet Kommunikationsprozessoren für die S7 stehen die CP 343-1, CP IT, CP PN, CP und die CP IT zur Verfügung. Lösung 2: Das IE/PB Link bildet als eigenständige Komponente den nahtlosen Übergang zwischen Industrial Ethernet und PROFIBUS-DP. So können z.b. Bedienund Beobachtungssysteme über das Routen von Datensätzen durch den IE/PB Link einfach auf Feldgeräte am PROFIBUS-DP zugreifen. Bestellinformationen sowie weitere Möglichkeiten der Netzübergänge siehe IK PI Katalog Kapitel 7. LON (Local Operating Network) Grundlage dieses Bussystems sind VLSI Schaltkreise, die die Kommunikation von bis zu Netzknoten steuern. Die Knoten sind in Teilnetzen mit jeweils max. 64 Teilnehmern angeordnet. Die Verbindung zwischen den Teilnetzen übernehmen sogenannte Router, die ebenfalls mit diesen Schaltkreisen, den sogenannten Neuronchips, aufgebaut werden. Der Hersteller ECHELON hat die Spezifikationen offengelegt. Als Übertragungsmedium kommen bei unterschiedlichen Datenraten Stromleitungen, Funkkanäle, Infrarotstrecken, Koaxialkabel und Lichtwellenleiter in Frage. Der LON-Bus stellt ein stark dezentralisiertes Bussystem dar, bei dem jedes Feldgerät integrierte Intelligenz vor Ort besitzt. Das Haupteinsatzgebiet von LON ist vor allem die Gebäudeautomatisierung sowie zum Teil auch die Fertigungsindustrie. Ein Nachteil ist, wenn ein Gateway zum Einsatz kommt, dass bei der Umsetzung zwischen zwei Bussystemen immer eine zusätzliche Zeitverzögerung in die Anlage kommt: Die Daten müssen von der einen Seite gepuffert, umgesetzt und auf der anderen Seite wieder ausgegeben werden. Außerdem können nicht alle Funktionen genutzt werden, die die PROFIBUS-DP-Geräte bieten, wenn sie am PROFIBUS-DP eingesetzt werden, z.b. ereignisgesteuerte Diagnosemeldungen. Es ist grundsätzlich möglich, in ein bestehendes LON-Bussystem einen bzw. mehrere PROFIBUS-DP-fähige Leistungsschalter einzubinden. Dazu benötigt man einen Buskoppler (Gateway) zwischen den beiden unterschiedlichen Bussystemen. Damit ist es dann möglich über den LON-Bus mit PROFIBUS-DP- Geräten zu kommunizieren. Mit dem LONtoX-Gateway mit der Ausprägung PROFIBUS der Fa. HERMOS ( ist kein stand-alone Betrieb möglich, es wird immer eine SIMATIC S7 auf der PROFIBUS-Seite benötigt, um die Daten für das Gateway vorzubereiten. Modbus Modbus ist ein offenes serielles Kommunikationsprotokoll, das auf der Master-Slave-Architektur basiert. Da es recht einfach auf beliebigen seriellen Schnittstellen zu implementieren ist, hat es eine weite Verbreitung gefunden. Modbus besteht aus einem Master und mehreren Slaves, wobei die Kommunikation ausschließlich durch den Master gesteuert wird. Modbus verfügt über zwei grundlegende Kommunikationsmechanismen: Frage/Antwort (Polling): Der Master sendet ein Anfragetelegramm an eine beliebige Station und erwartet deren Antworttelegramm. Broadcast: Der Master sendet einen Befehl an alle Stationen im Netz, die diesen ohne Rückmeldung ausführen. Die Telegramme erlauben das Schreiben und Lesen von Prozessdaten (Ein-/Ausgangsdaten) wahlweise einzeln oder gruppenweise. Die Daten können entweder ASCII codiert sein oder im RTU-Format gepackt übertragen werden. Modbus wird auf unterschiedlichen Übertragungsmedien verwendet. Weit verbreitet ist die Implementierung auf der RS485-Busphysik, eine verdrillte geschirmte Zweidrahtleitung mit Abschlusswiderständen wie bei PROFIBUS-DP. Das Modbus Protokoll wurde ursprünglich für die Vernetzung von Steuerungen entwickelt, es wird jedoch auch häufig für die Anbindung von Ein-/Ausgangsbaugruppen verwendet. Aufgrund der niedrigen Übertragungsrate von maximal 38,4 kbaud empfiehlt sich der Einsatz von Modbus vor allem für Applikationen mit wenigen Busteilnehmern oder geringen zeitlichen Anforderungen. Durch den Anschluss einer Kommunikationsbaugruppe mit Twisted-Pair- Anschluss an die SIMATIC S7-300 oder S7-400 wäre eine Ankopplung eines Modbus-Plus-Systems an den PROFIBUS-DP möglich. 1-5

13 Für den Betrieb muss jedoch erst das Modbus Protokoll als Treiber für die Kommunikationsbaugruppe CP 341 oder CP implementiert werden. Im Anschluss ist noch die Gatewayfunktion in der SPS selbst zu realisieren. Eine Lösung ist somit möglich, jedoch wegen des unverhältnismäßig großen Aufwands nicht zu empfehlen. Kommunikationsstruktur der SENTRON Leistungsschalter Das folgende Bild zeigt einen Überblick über die Vielzahl der Kommunikationsmöglichkeiten der SENTRON Leistungsschalter und ihrer Module. die hohe Flexibilität des Systems mit der Möglichkeit, neue, innovative Ideen zu verwirklichen. Angefangen auf unterster Ebene bei der einfachen Parametrierung der Leistungsschalter, über die Feldebene mit einer SPS und dem Softwaretool Switch ES Power bis hin zur Anbindung an Intranet/Internet und der damit verbundenen Möglichkeit über intelligentes Power Management Energiekosten zu sparen. Die einzelnen Leistungsschalter und deren Module werden in den folgenden Kapiteln beschrieben. Grafik 1-5 Die Systemarchitektur der SENTRON Leistungsschalter: Identisches PROFIBUS-DP-Kommunikationsprofil. Dadurch ist die Nutzung von gemeinsamen Softwarewerkzeugen (Switch ES Power; PCS7 Faceplates; SPS-Programme) möglich. 1-6

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15 SENTRON WL Kurzbeschreibung SENTRON WL Der c Kommunikationseigenschaften der Überstromauslöser Das COM15 PROFIBUS-Modul Das Modul Breaker Status Sensor Die Messfunktion und Messfunktion Plus Beschreibung wichtiger Funktionen/Parameter für die Kommunikation Externe c Module Externe Stromaufnahme eines SENTRON WL mit i

16 SENTRON WL Einstieg und Übersicht Die Ansprüche in der Energieverteilung in Bezug auf Kommunikationsfähigkeit, Datentransparenz, Flexibilität und Integration wachsen ständig. Der SENTRON WL ist der technologisch offene Leistungsschalter, der die Anforderungen der Zukunft bereits jetzt erfüllt. Kurzbeschreibung SENTRON WL Leistungsschalter haben heute nicht mehr nur die Aufgabe Anlagen, Transformatoren, Generatoren und Motoren zu schützen. Viele Anwender wollen einen kompletten Überblick über die Anlage von einer zentralen Warte aus haben; sämtliche Informationen sollen jederzeit zur Verfügung stehen. Die Vernetzung der Schalter untereinander sowie mit anderen Komponenten ist das Merkmal einer modernen Energieverteilung. Die Familie der offenen Leistungsschalter SENTRON WL bieten noch mehr: Künftig werden Diagnose und Service auch von Ferne über Internet möglich sein. Das Bedienpersonal wird rechtzeitig über Störungen oder Warnmeldungen in der Anlage informiert. Keine Zukunftsvision sondern jetzt schon Realität. Der Leistungsschalter SENTRON WL deckt mit drei Baugrößen den kompletten Bereich von 250 A bis 6300 A ab. Das sowohl in dreipoliger als auch in vierpoliger Ausführung, ob für den Festeinbau oder als Einschub-Variante. Die Geräte stehen in verschiedenen Schaltleistungsklassen zur Verfügung, so können Kurzschlussströme bis 150 ka sicher abgeschaltet werden. Die Anpassung an die Anlagenverhältnisse ist in jeder Situation gewährleistet. So kann z.b. mittels eines Bemessungsstrommoduls jeder Schalter falls erforderlich auf den jeweils passenden Grafik 2-1 Die Systemarchitektur des SENTRON WL mit seinem c erlaubt eine gleichzeitige Kommunikation über den PROFIBUS DP sowie über den BDA auf ein Notebook bzw. ins Ethernet/Intranet/Internet. 2-1

17 Bemessungsstrom eingestellt werden. Damit wird ein optimales Schutzverhalten auch bei Änderungen in der Anlage gewährleistet. Der Wechsel des Moduls geschieht innerhalb weniger Sekunden, ohne aufwändigen Wandlerwechsel. Auch eine Umschaltung zwischen zwei verschiedenen Parametersätzen ist möglich. Diese Funktion wird überall dort wichtig, wo beispielsweise bei Stromausfall automatisch von Netz- auf Generatorbetrieb umgeschaltet wird und sich möglicherweise sämtliche Auslösebedingungen ändern. Für erhöhte Sicherheit bei kritischen Prozessen sorgen zahlreiche Verriegelungs- und Abschließmöglichkeiten. Jegliches Zubehör, ob Hilfsauslöser, Motorantrieb bis hin zur Kommunikation, ist einfach und schnell nachrüstbar. Dies wird noch dadurch vereinfacht, dass das Zubehör über die gesamte Reihe gleich ist. Das Prinzip, die Teilevielfalt zu reduzieren, wurde hier konsequent umgesetzt. Daraus ergibt sich weniger Bestellaufwand und die Lagerhaltung wird kostengünstiger. Das Herzstück eines jeden Schalters ist der elektronische Überstromauslöser (ETU). Um die Schutz-, Mess- und Meldefunktionen ganz den Bedürfnissen der Anlage anzupassen, gibt es verschiedene Ausprägungen: Vom einfachen Überlast- und Kurzschluss-Schutz bis hin zum fernparametrierbaren Auslöser mit einer Vielzahl von Mess- und Meldefunktionen. Kommunikationsfähig sind alle Leistungsschalter mit Auslösern des Typs ETU45B, ETU55B und ETU76B. Bei diesen kommunikationsfähigen Auslösern können zusätzliche Komponenten eingebaut werden, die intern über den c vernetzt werden. Um einen SENTRON WL mit dem Auslöser ETU15B, ETU25B oder ETU27B kommunikationsfähig zu machen, muss der Überstromauslöser ausgetauscht werden, da dieser Auslöser keine Anschlussmöglichkeit an den c besitzt. Eine Anbindung des Leistungsschalters an den PROFIBUS-DP erfolgt über die RS485-Schnittstelle des COM15 Modul. Über den Breaker Data Adapter (siehe Kapitel 6) ist es zudem möglich, eine Vernetzung/Kommunikation auf höherer Ebene (Intranet/Internet) zu betreiben. Der c Rückgrat der durchgängigen und modularen Architektur des SENTRON WL ist der c, der alle intelligenten Komponenten innerhalb des SENTRON WL verbindet und den einfachen und sicheren Anschluss weiterer externer Zusatzkomponenten ermöglicht. Der c ist in allen Komplettschaltern mit den Auslösern ETU45B, ETU55B und ETU76B bereits enthalten und angeschlossen (i). Die hohe Modularität des Systems erlaubt jederzeit die Nachrüstung von Kommunikationsfunktionen (z.b. der Messfunktion). Auch die Hochrüstung eines noch nicht kommunikationsfähigen SENTRON WL (z.b. Wechsel von ETU25B auf ETU45B mit c) ist problemlos noch vor Ort in der Anlage möglich. Alle Module am c können direkt auf die vorhandenen Quelldaten des Leistungsschalters zugreifen und gewährleisten damit schnellstmöglichen Zugriff auf Informationen und die Reaktion auf Ereignisse. Darüber hinaus lassen sich durch den Anschluss externer Zusatzmodule an den c kostengünstige Lösungen zur Automatisierung weiterer Geräte in der Schaltanlage realisieren. Kommunikationsfähigkeit der Auslöser ETUs Die elektronischen Auslöser ETU45B, ETU55B und ETU76B sind grundsätzlich kommunikationsfähig. Der c ist im Schalter an den Klemmen X8:1 bis X8:4 herausgeführt. Die kommunikationsfähigen Auslöser unterscheiden sich in ihrer Ausführung. Die ETU45B besitzt an ihrer Front Drehkodierschalter zum Einstellen der Schutzparameter. Diese können über die Kommunikation nur gelesen werden. Optional kann die ETU45B mit einem vierzeiligen Display zur Anzeige der Messwerte ausgestattet werden. Die ETU55B besitzt weder Drehkodierschalter noch Display. Die Schutzparameter können nur über PROFIBUS-DP oder BDA verändert werden. Sie können ohne Softwarewerkzeug nicht verändert werden, weshalb die ETU55B als Sicherheitsauslöser bezeichnet werden darf. Die Schutzparameter können nicht nur remote sondern auch in kleineren Schritten eingestellt werden. Funktionsgleich mit der ETU55B bietet die ETU76B ein vollgrafisches Display, welches über ein tastengeführtes, übersichtliches Menü verfügt. In diesem können nicht nur Messwerte, Statusinformationen und Wartungsinformationen angezeigt werden, sondern auch alle zur Verfügung stehenden Parameter gelesen und passwortgeschützt auch verändert werden. 2-2

18 Funktionsübersicht des Überstromauslösesystems 2-1 Grundfunktionen ETU15B ETU25B ETU27B Überlastschutz Funktion ein-/ausschaltbar Einstellbereich I R = I n... 0,5-0,6-0,7-0,8-0,9-1 0,4-0,45-0,5-0,55-0,6-0,4-0,45-0,5-0,55-0,6- L 0,65-0,7-0,8-0,9-1 0,65-0,7-0,8-0,9-1 Umschaltbarer Überlastschutz (I 2 t- oder I 4 t-abhängige Funktion) Einstellbereich Trägheitsgrad t R bei 6 I R für I 2 t 10 s fest 10 s fest 10 s fest Einstellbereich Trägheitsgrad t R bei 6 I R für I 4 t Thermisches Gedächtnis Phasenausfallempfindlichkeit bei t sd = 20 ms (M) bei t sd = 20 ms (M) N N-Leiterschutz Funktion ein-/ausschaltbar (per Schiebeschalter) N-Leiter Einstellbereich I N = I n Kurzverzögerter Kurzschlussschutz Funktion ein-/ausschaltbar S Einstellbereich I sd = I n... 1,25-1,5-2-2, ,25-1,5-2-2, Einstellbereich Verzögerungszeit t sd 0-M M Umschaltbarer kurzverzögerter Kurzschlussschutz (I 2 t-abhängige Funktion) Einstellbereich Verzögerungszeit t sd bei I 2 t ZSS-Funktion Unverzögerter Kurzschlussschutz I Funktion ein-/ausschaltbar Einstellbereich I i = I n fest bei I i 20 x I n, max. 50 ka fest bei I i 20 x I n, max. 50 ka Erdschlussschutz fest eingebaut Auslöse- und Alarmfunktion Auslösefunktion ein-/ausschaltbar (per Drehkodierschalter) Alarmfunktion ein-/ausschaltbar Erfassung des Erdschlussstromes über Summenstromwandlung mit internem oder externem N-Leiter-Wandler Erfassung des Erdschlussstromes über externen G Schutzleiter-Wandler Einstellbereich des Ansprechstromes I g für Auslösung OFF-A-B-C-D-E Einstellbereich des Ansprechstromes I g für Alarm Einstellbereich der Verzögerungszeit t g ms Umschaltbarer Erdschlussschutz (I 2 t-abhängige Funktion) Einstellbereich Verzögerungszeit t g bei I 2 t ZSS-g-Funktion Parametersätze umschaltbar LCD LCD alphanumerisch (4-zeilig) LCD grafisch Kommunikation CubicleBUS integrated Kommunikationsfähig über PROFIBUS-DP Messfunktion Messfunktionsfähig mit Messfunktion/Messfunktion Plus Anzeige durch LED Überstromauslöser aktiv Alarm ETU-Fehler L-Auslösung S-Auslösung I-Auslösung N-Auslösung G-Auslösung G-Alarm Auslösung durch erweiterte Schutzfunktion Kommunikation Meldungen durch Meldeschalter mit ext. CubicleBUS Modul (Opto oder Relais) Lastaufnahme Lastabwurf Voreilende Meldung Überlastauslösung 200 ms Temperaturalarm Phasenunsymmetrie Unverzögerte Kurzschlussauslösung Kurzverzögerte Kurzschlussauslösung Überlastauslösung Neutralleiterauslösung Erdschlussschutz-Auslösung Erdschlussalarm ETU-Fehler Die Funktionsübersicht über das Auslösesystem zeigt die verschiedenen Funktionen und Optionen der nicht kommunikationsfähigen Auslöser ETU15B, ETU25B und ETU27B sowie der kommunikationsfähigen Auslöser ETU45B, ETU55B und ETU76B. 2-3

19 Grundfunktionen ETU45B ETU55B ETU76B Überlastschutz Funktion ein-/ausschaltbar (ein/aus per Comm) Einstellbereich I R = I n... 0,4-0,45-0,5-0,55-0,6-0,4 bis 1 0,4 bis 1 0,65-0,7-0,8-0,9-1 Umschaltbarer Überlastschutz (per Schiebeschalter) (per Comm) (I 2 t- oder I 4 t-abhängige Funktion) Einstellbereich Trägheitsgrad t R bei 6 I R für I 2 t , s 2 bis 30 s 2 bis 30 s Einstellbereich Trägheitsgrad t R bei 6 I R für I 4 t s 1-5 s 1-5 s Thermisches Gedächtnis (ein/aus per Schiebeschalter) (ein/aus per Comm) (ein/aus per Menü/Comm) Phasenausfallempfindlichkeit bei t sd = 20 ms (M) bei t sd = 20 ms (M) bei t sd = 20 ms (M) N-Leiterschutz Funktion ein-/ausschaltbar per Schiebeschalter (per Comm) (per Menü/Comm) N-Leiter Einstellbereich I N = I n ,5-1 0,5 bis 2 0,5 bis 2 Kurzverzögerter Kurzschlussschutz Funktion ein-/ausschaltbar (per Drehkodierschalter) (per Comm) (per Menü/Comm) Einstellbereich I sd = I n... 1,25-1,5-2-2, ,25 bis 12 I n (Comm) 1,25 I n... <0,8 I cw Einstellbereich Verzögerungszeit t sd M OFF ms 20- bis max ms 20- bis max ms Umschaltbarer kurzverzögerter Kurzschlussschutz (per Drehkodierschalter) (per Comm) (per Menü/Comm) (I 2 t-abhängige Funktion) Einstellbereich Verzögerungszeit t sd bei I 2 t ms ms; OFF ms; OFF ZSS-Funktion als c-modul als c-modul als c-modul Unverzögerter Kurzschlussschutz Funktion ein-/ausschaltbar (per Drehkodierschalter) (per Comm) (per Menü/Comm) Einstellbereich I i = I n... 1,5-2, ,8 I CS -OFF 1,5 I n bis 0,8 I cs 1,5 I n bis 0,8 I cs Erdschlussschutz Nachrüstbares Modul Nachrüstbares Modul Nachrüstbares Modul Auslöse- und Alarmfunktion Auslösefunktion ein-/ausschaltbar (per Drehkodierschalter) (per Comm) (per Menü/Comm) Alarmfunktion ein-/ausschaltbar (per Comm) (per Menü/Comm) Erfassung des Erdschlussstromes über Summenstromwandlung mit internem oder externem N-Leiter-Wandler Erfassung des Erdschlussstromes über externen Schutzleiter-Wandler Einstellbereich des Ansprechstromes I g für Auslösung OFF-A-B-C-D-E 10% I n bis max A 10% I n bis max A Einstellbereich des Ansprechstromes I g für Alarm A-B-C-D-E 10% I n bis max A 10% I n bis max A Einstellbereich der Verzögerungszeit t g ms ms ms Umschaltbarer Erdschlussschutz (I 2 t-abhängige Funktion) Einstellbereich Verzögerungszeit t g bei I 2 t ms 100 bis 500 ms 100 bis 500 ms ZSS-g-Funktion als c-modul als c-modul als c-modul Parametersätze umschaltbar LCD LCD alphanumerisch (4-zeilig) LCD grafisch Kommunikation CubicleBUS integrated Kommunikationsfähig über PROFIBUS-DP (COM15) Messfunktion Messfunktionsfähig mit Messfunktion/Messfunktion Plus 3 Anzeige durch LED Überstromauslöser aktiv Alarm ETU-Fehler L-Auslösung S-Auslösung I-Auslösung N-Auslösung G-Auslösung (nur mit Erdschlussschutzmodul) (nur mit Erdschlussschutzmodul) (nur mit Erdschlussschutzmodul) G-Alarm (nur mit Erdschlussschutzmodul) (nur mit Erdschlussschutzmodul) (nur mit Erdschlussschutzmodul) Auslösung durch erweiterte Schutzfunktion Kommunikation Meldungen durch Meldeschalter mit ext. Modul Lastaufnahme Lastabwurf Voreilende Meldung Überlastauslösung 100 ms Temperaturalarm Phasenunsymmetrie Unverzögerte Kurzschlussauslösung Kurzverzögerte Kurzschlussauslösung Überlastauslösung Neutralleiterauslösung Erdschlussschutz-Auslösung (nur mit Erdschlussschutzmodul) (nur mit Erdschlussschutzmodul) (nur mit Erdschlussschutzmodul) Erdschlussalarm (nur mit Erdschlussschutzmodul) (nur mit Erdschlussschutzmodul) (nur mit Erdschlussschutzmodul) ETU-Fehler 2-4

20 Verfügbarkeit der Daten auf dem c Alle Teilnehmer, die an dem c angeschlossen sind, können Daten von anderen Modulen über den Bus anfordern und generieren selbst auch Daten, die dann von anderen Teilnehmern gelesen werden können. Jeder Datenpunkt aus der umfangreichen Datenbibliothek der SENTRON Leistungsschalter kann nur von einem einzigen Modul erzeugt werden, die sogenannte Datenquelle. Ist diese Datenquelle (Teilnehmer) vorhanden, sind die der Datenquelle zugeordneten Datenpunkte ebenfalls vorhanden. Das Vorhandensein wird in den sogenannten Eigenschaftsbytes beschrieben und auch kommuniziert. Ist eine Datenquelle (Teilnehmer) nicht vorhanden, existiert auch der Datenpunkt nicht, was auch in dem zugehörigen Eigenschaftsbyte erkannt werden kann. Einen Überblick über die internen c Teilnehmer und deren zugeordneten Datenpunktgruppen (Zusammenfassung mehrerer Datenpunkte) zeigt die nachfolgende. Eine genaue Beschreibung der einzelnen Datenpunkte ist in Kapitel 7 Datenbibliothek beschrieben und kann dort nachgeschlagen werden. Datenpunktgruppe Datenpunkte mit gleicher Quelle Schutzparametersatz A Schutzparametersatz B (nicht für ETU45B) ETU ab ETU45B cteilnehmer BSS COM15 Messfunktion Messfunktion Plus Erweiterte Schutzparameter Parameter für Schwellwerte PROFIBUS Kommunikationsparameter Parameter zur Messwerteinstellung Daten zur Geräteidentifikation Schalterpositionsangaben Statusinformation (Schalter ein/aus, Federspeicher,...) Warnungen Auslösungen Schwellwertmeldungen Wartungsinformationen Temperatur im Leistungsschalter Temperatur im Schaltschrank Ströme 3-phasig Strom im N-Leiter, Erdschlussstrom; je nach Ausstattung Spannungen 3-phasig Leistungen P, Q, S, Energie cos ϕ Frequenz, Klirrfaktor, Formfaktor, Scheitelfaktor Harmonische Analyse Kurvenformspeicher Logbuch für Ereignisse und Auslösungen Systemzeit 2-2 Die zeigt auf, welche Datenpunkte aus der Datenbibliothek von welchem c Modul erzeugt werden. Damit lässt sich schnell erfassen, welche Module für das gewünschte System notwendig sind. 2-5

21 SENTRON WL PROFIBUS-DP-Modul COM15 und BSS Mit dem COM15 kann der SENTRON WL Leistungsschalter über den PROFIBUS-DP zeitgleich mit zwei Mastern Daten austauschen. Einige der wichtigsten Informationen über den Status des Schalters (Ein/Aus, Federspeicher, Einschaltbereit,...) holt sich das COM15 über den c aus dem BSS (Breaker Status Sensor). Deshalb werden beide Module zusammen als PROFIBUS-DP-Kommunikationsanschluss (Option F02) angeboten. PROFIBUS-DP-Modul COM15 Das COM15 für den SENTRON WL ermöglicht den Anschluss des Leistungsschalters an den PROFIBUS-DP. Es unterstützt die PROFIBUS-Protokolle DP und DPV1 und kann damit mit 2 Mastern gleichzeitig kommunizieren. Das erleichtert insbesondere die Inbetriebnahme von Parametrier- und Diagnosewerkzeugen wie Switch ES Power sowie von Bedien- und Beobachtungssystemen (z.b. WinCC) für den SENTRON WL. Es ist möglich, den steuernden/schreibenden Zugriff auf den Leistungsschalter über Hardware und Software zu verriegeln, falls dies aus Sicherheitsgründen notwendig ist, um z.b. das Schalten über den PROFIBUS (Hand-/ Automatikbetrieb) oder das Ändern von Parametern zu unterbinden. Grafik 2-2 Alle wichtigen Ereignisse erhalten von der integrierten Uhr einen Zeitstempel, um beispielsweise den exakten Verlauf einer Störung nachverfolgen zu können. Die Uhr kann über einen einfachen Mechanismus mit der Uhr des Automatisierungssystems synchronisiert werden. Ein im COM15-Modul integrierter Temperatursensor misst die Temperatur im Schaltschrank. Über drei eingebaute Mikroschalter an der Unterseite des COM15 wird die Schalterposition (Betriebs-, Test-, Trennstellung und nicht anwesend) erfasst und kann über PROFIBUS-DP ausgelesen werden. Der Leistungsschalter kann nur in der Betriebs- und Teststellung einund ausgeschaltet werden. Der Aufdruck auf dem COM15 zeigt die externe Anschlussbelegung zum Anschluss des Einschaltmagnets und der Spannungsauslöser sowie des PROFIBUS- Schreibschutzes und des freien Ein-/Ausgangs. Anschlussbelegung Angeschlossen wird das COM15 durch das Aufstecken auf das Hilfsleiterstecksystem an der Stelle X7. Außerdem müssen die elektrische Verbindung zum Leistungsschalter und die cverbindung zu den leistungsschalterinternen c Teilnehmern (ETU, BSS, Messfunktion) hergestellt werden. Dazu werden die auf der Rückseite des COM15 herausgeführten vier Leitungen am Hilfsleiterstecksystem Abschnitt X8 angeschlossen. Sind die Ein- und Ausschaltmagneten für größere Spannungen als 24 V DC ausgelegt, müssen Koppelrelais eingesetzt werden. Wird zum Ausschalten über PROFI- BUS-DP nicht der erste Hilfsauslöser (F1), sondern der zweite Hilfsauslöser (F2, F3, F4) benutzt, dann müssen die Anschlusspunkte X5:11 und X5:12 benutzt werden. Der freie Benutzerausgang kann beliebig genutzt werden, der Anschluss muss wie der eines Koppelgliedes in Grafik 2-4 erfolgen. Ein Anwendungsbeispiel wäre z.b. die Ansteuerung des F7-Magneten zum Zurückholen des roten Ausgelöststößels, wenn die Option K10 installiert ist. Verwendet werden können wie bei Open und Close nur Spannungen bis 24 V DC (Polung beachten!), bei anderen Spannungen müssen Koppelglieder verwendet werden. Auf der Vorderseite des COM15 ist an der 9-poligen Schnittstelle die PROFIBUS-Leitung anzuschließen. Auf der Rückseite befindet sich der canschluss für RJ45-Stecker, an der die externen c Module angeschlossen werden können. Wird kein externes c Modul angeschlossen, so ist der mitgelieferte 2-6

22 Abschlusswiderstand in Form eines RJ45-Steckers einzusetzen. Der freie Benutzereingang kann über ein Schaltglied mit der von Pin1 zur Verfügung gestellten Spannung von 24 V DC verbunden werden, um damit den Zustand des Schaltgliedes zu übertragen. PROFIBUS-Aufbaurichtlinien Das COM15 ist gemäß den Aufbaurichtlinien für PROFIBUS-DP/FMS (Bestellnummer 2.111), herausgegeben von der PROFIBUS-Nutzer-Organisation (PNO, aufzubauen. Vor allem zu beachten ist dabei der Potentialausgleich und die Schirmung. PROFIBUS-Schreibschutz (DPWriteEnable) In realen Anwendungsfällen in der Energieverteilung ist es erforderlich, den Schreibzugriff über PROFIBUS vorübergehend oder permanent zu sperren. Dazu existiert auf dem COM15 ein Hardwareeingang. Pin1 stellt die 24 V-DC Versorgung zur Verfügung, die z.b. über ein Schaltglied auf Pin2 (DPWriteEnable) zurückgeführt werden kann. Wird dieser Eingang nicht gebrückt (d.h. aktiv freigegeben!), ist mit Ausnahmen kein Schreibzugriff möglich. Ohne Brücke am Eingang des Schreibschutzes werden die nachfolgenden Aktionen gesperrt: Ein- bzw. Ausschalten Rücksetzen der aktuellen Auslösung Ändern der Schutzparameter Ändern der Parameter für die erweiterte Schutzfunktion (Messfunktion) Ändern der Parameter für die Kommunikation Ändern der Parameter für die Messwerteinstellung (Messfunktion) Rücksetzen von Wartungsinformationen (Zähler) Forcen der Digitalen Ausgänge (im Fenster Bedienen Module von Switch ES Power) DPV1-Anlaufparameter aus dem Objektmanager von Switch ES Power Grafik 2-3 Grafik 2-4 Die Grafik zeigt, wie das COM15 mit den Hilfsstromsteckkontakten verdrahtet werden muss, wenn über den PROFIBUS ein- bzw. ausgeschaltet werden soll. Diese Grafik ist nur für Schaltglieder mit 24 V DC relevant! Sind Schaltglieder mit Spannungen ungleich 24 V DC eingebaut, müssen Koppelrelais eingesetzt werden. Wird nicht F1 zum Ausschalten verwendet, müssen die Anschlusspunkte X5:11/X5:12 für F2 bis F4 angeschlossen werden. 2-7

23 Auch ohne Brücke werden folgende Steuerungen durchgelassen: Ändern und Setzen der Triggerfunktionen für den Kurvenformspeicher Auslesen des Inhaltes des Kurvenformspeichers Ändern der Parameter für Schwellwerte Setzen/Ändern der Systemzeit Ändern der freien Texte (Kommentar, Anlagenkennzeichen) Rücksetzen der min./max. Werte Ändern des freien Benutzerausgangs Sinn und Zweck dieses Schreibschutzes ist es, dass alle notwendigen Informationen übertragen werden können, aber am Status des Schalters nichts verändert werden kann. Dies bleibt dem Betreiber der Energieverteilungsanlage vorbehalten. Warum werden auch mit Schreibschutz einige Aktionen zugelassen? Alle nicht gesperrten Aktionen dienen lediglich zur Ferndiagnose, sie wirken nicht auf den aktuellen Status. Es ist aber möglich, Auslösungen und Kurvenverläufe genauer, auch aus der Ferne, zu diagnostizieren. Bild 2-1 Anschlussklemmen PROFIBUS-LED c-led Kommunikations-LED am Auslöser Das PROFIBUS-Modul des SENTRON WL von vorne gesehen mit dem PROFIBUS- Anschluss und den beiden LEDs. Das untere Bild zeigt einen Ausschnitt der ETU45B und deren LEDs zur Zustandsanzeige. Abschlusswiderstand Datenaustausch über das COM15 Bei der Konfiguration des COM15 für den Datenaustausch ist zu beachten, dass das COM15 standardmäßig mit der PROFIBUS-DP-Adresse 126 ausgeliefert wird. Diese muss bei der Konfiguration des Systems vom Anwender geändert werden (z.b. mit BDA, Switch ES Power, Display der ETU76B). Zur Diagnose der Kommunikation besitzt das COM15 zwei LEDs mit den Bezeichnungen PROFIBUS und c. Daran lässt sich der Betriebszustand für den PROFIBUS-DP und den c ablesen. Zur Beurteilung eines funktionsfähigen c im Schalter müssen zwei LEDs betrachtet werden. Die LED COMM am Auslöser muss grün sein, d.h. mindestens ein weiterer c Teilnehmer ist aus Sicht des Auslösers erkannt worden. Im worst case ist das nur die Messfunkti- Bild 2-2 Bedeutung Das COM15 von hinten. Gut zu erkennen ist der RJ45-Anschluss für die externen c Module. Wird kein externes c Modul angeschlossen, dann ist der Bus mit dem mitgelieferten Abschlusswiderstand abzuschließen. c X8:1 c + X8:2 24 V DC + X8:3 24 V DC Masse X8:4 2-3 Position und Aufdruck auf dem Kabel Die 4 schwarzen Kabel, die aus dem COM15 kommen, müssen an die Klemmleiste X8 angeschlossen werden. Hierüber wird das COM15 mit den Teilnehmern am c im Schalter verbunden. 2-8

24 Leuchtdiode PROFIBUS Aus Rot Grün 2-4 Bedeutung Keine Spannung am COM15 Busfehler keine Kommunikation möglich keine Kommunikation mit Master Klasse 1 PROFIBUS Kommunikation funktioniert zyklischer Datenverkehr mit Master Klasse 1 Die LED PROFIBUS gibt Aufschluss über den Zustand der PROFIBUS-Kommunikation des COM15 Moduls. Leuchtdiode c Aus Rot Grün blinkend Grün Dauerlicht 2-5 Bedeutung Keine c Module gefunden c Fehler Es ist ein c Teilnehmer gefunden worden, allerdings keine Messfunktion/Messfunktion Plus und kein Auslöser c Teilnehmer gefunden und Verbindung mit Messfunktion/Messfunktion Plus und/oder Auslöser Die LED c gibt Aufschluss über den Zustand der c Kommunikation des COM15 Moduls. Schalterstellung Schalter hinten (S46) Schalter mittig (S47) Schalter vorne (S48) Betriebsstellung Test-/Prüfstellung Trennstellung Schalter nicht vorhanden Das COM15 besitzt 3 Mikrotaster zur Erfassung der Schalterposition im Einschubrahmen. Je nach betätigtem Schalter wird über Kommunikation die oben beschriebene Schalterstellung kommuniziert (1 = betätigt). on/messfunktion Plus, falls der c danach unterbrochen wurde. Als zweites muss die c LED am COM15 betrachtet werden. Leuchtet diese mit grünem Dauerlicht, dann besteht eine Verbindung vom COM15 mindestens bis zur Messfunktion/Messfunktion Plus. Leuchten beide LEDs grün (Dauerlicht von c am COM15 und COMM am Auslöser), besteht eine durchgängige Kommunikation zwischen Auslöser und COM15. Der Datenaustausch funktioniert dann nach folgendem Prinzip: Im COM15 ist immer ein aktuelles Abbild des gesamten Datenumfangs des SENTRON WL (mit Ausnahme des Kurvenformspeichers) abgelegt. Eine Abfrage nach Daten kann deshalb vom COM15 in Richtung PROFIBUS-DP innerhalb weniger Millisekunden beantwortet werden. Schreibende Daten vom PROFIBUS-DP werden an den richtigen Adressaten am c weitergeleitet. Auf der Unterseite des COM15 befinden sich drei Mikrotaster, die die Position eines Einschubschalters im Einschubrahmen feststellen und die über das COM15 kommuniziert wird. Die Definition der Position kann aus der 2-6 entnommen werden. Beim Verfahren des Schalters wird zuerst der betätigte Mikrotaster entlastet, bevor der nächste betätigt wird. In der Zwischenzeit wird kein Mikrotaster betätigt. Für die Kommunikation bedeutet das, dass beim Verfahren des Schalters der alte Zustand so lange kommuniziert wird, bis ein neuer definierter Zustand (siehe 2-6) erreicht ist. Nach der Entlastung des Schalters Trennstellung kann nicht erkannt werden, in welche Richtung der Schalter bewegt wird. Wird er eingefahren, ist die nächste Position die Teststellung. Bis der Taster Teststellung betätigt wird, kommuniziert das COM15, dass der Schalter nicht anwesend ist. Damit beim Einfahren des Schalters trotz der Meldung des fehlenden Schalters nicht eine Diagnose auslöst, wird diese um 10 Sekunden verzögert. D.h. Wird der Taster Trennstellung entlastet, wird über den zyklischen Kanal und auch über die DPV1 Datensätze sofort Schalter nicht anwesend kommuniziert, die Diagnosemeldung erscheint aber verzögert. Wird vor Ablauf der 10 Sekunden der Mikrotaster Teststellung betätigt, wird keine Diagnose ausgelöst. Wird er nach außen gefahren, wird kein Mikrotaster mehr betätigt. Im zyklischen Kanal sowie in den DPV1-Datensätzen wird sofort die Stellung Schalter nicht vorhanden kommuniziert. Bei Festeinbauschaltern ist eine Gegenplatte fest mit dem COM15 verschraubt, damit wird die Betriebsstellung übertragen. Im COM15 ist ein Temperatursensor integriert, der bedingt durch den Einbauort außerhalb des Leistungsschalters die Temperatur im Schaltschrank zur Verfügung stellt. Ebenfalls enthalten ist eine Uhr, die allen Ereignissen wie minimalen, maximalen Messwerten sowie Warnungen und Auslösungen einen Zeitstempel hinzufügt. Diese Uhr kann ebenso wie die des COM10 des SENTRON VL (Kapitel 3), über PROFIBUS-DP synchronisiert werden. 2-9

25 COM15 unterstützt ebenso wie COM10 die automatische Baudratensuche auf dem PROFIBUS-DP, eine Einstellung der Baudrate ist deshalb nicht notwendig. Breaker Status Sensor BSS BSS steht für Breaker Status Sensor. Alle Mikrotaster, die Informationen über den Zustand des Leistungsschalters aufnehmen, sind auf dem BSS angebracht oder mit ihm verbunden. Diese digitalen Informationen stellt das BSS auf dem c zur Verfügung. Möchte man also die schalterinternen Zustände z.b. am Schaltschrank anzeigen oder über PROFIBUS-DP auslesen, so ist der Einbau des BSS-Moduls einschließlich der benötigten Meldeschalter notwendig, soweit dies nicht schon vorhanden ist. Dazu muss der Leistungsschalter einen elektronischen Auslöser vom Typ ETU45B oder höher besitzen. Ein SENTRON WL kann auch nachträglich mit dem BSS ausgerüstet werden. Das BSS erfasst folgende Informationen: Zustand des Federspeichers Stellung der Hauptkontakte (Schalter Ein/Aus) Einschaltbereitschaftsmeldung Ausgelöst-Meldeschalter am Auslöser (verbunden mit dem roten Ausgelöststößel) Meldeschalter am ersten Hilfsauslöser Meldeschalter am zweiten Hilfsauslöser Temperatur im Leistungsschalter bedingt durch den Einbauort im Schalter Das BSS ist in der Bestelloption Z=F02 (PROFIBUS-DP-Kommunikation) bereits enthalten. Wird ein BSS ohne PROFIBUS-DP-Kommunikation gewünscht (z.b. für den Betrieb des BDA), so kann dies bereits bei der Bestellung des Schalters mit der Option Z=F01 angegeben oder als Ersatzteil nachträglich bestellt werden. c zur Messfunktion oder zur ETU Ausgelöst-Meldeschalter an der ETU c zur X8 oder Abschlusswiderstand Meldung über Einschaltbereitschaft 2. Hilfsauslöser Schaltstellung Ein/Aus Speicherzustandsmeldung 1. Hilfsauslöser Bild 2-3 Das Bild zeigt die Meldekontakte des BSS und wie diese angeschlossen werden müssen. 2-10

26 SENTRON WL Messfunktion und Messfunktion Plus Die integrierte Messfunktion kann mit allen Auslösern mit c Anschluss betrieben werden. Sie erweitert die Schutzfunktionen des Auslösers und stellt weitere Warnschwellen und zusätzliche Diagnosemöglichkeiten zur Verfügung. Mit den umfangreichen Messwerten ist die integrierte Messfunktion im SENTRON WL eine gute Alternative zu externen Multifunktionsmessgeräten. zum Spannungswandler X8:5 bis X8:8 Anschluss für die optionalen externen N- und G-Wandler Bild 2-4 Rückseite der ETU Messfunktion c c Anschluss für das Schalterkennmodul Die Messfunktion/Messfunktion Plus sitzt auf der Rückseite des Auslösers. Die Anschlüsse sind bei Bestellung mit der Option F04 bzw. F05 bereits richtig angeschlossen. Allgemein Die Messfunktion stellt zusätzlich zu den vom Auslöser gelieferten Stromwerten alle notwendigen Messwerte in der Energieverteilung (Spannungen, Leistungen etc.) zur Verfügung, um PowerManagement betreiben zu können. Zusätzlich bietet die Messfunktion weitere Möglichkeiten zur Überwachung und zum Schutz der angeschlossenen Energieverteilungsanlage durch die erweiterte Schutzfunktion (z.b. Überspannung). Durch die Möglichkeit, Warnungen bei Überschreitung von einstellbaren Schwellwerten generieren zu lassen, kann noch früher auf Störungen in der Anlage bzw. ungewöhnliche Anlagenzustände reagiert werden. Somit lässt sich durch den Einsatz der Messfunktion die Anlagenverfügbarkeit zusätzlich erhöhen. Die Messfunktion ist auf der Rückseite des Auslösers (ETU) montiert, wie das Bild 2-4 zeigt. Über eine High-Speed- Synchronschnittstelle tauschen der Auslöser und die Messfunktion alle Stromdaten untereinander aus. Die Parameter für die erweiterte Schutzfunktion, für die Schwellwerte und die Messwerteinstellungen sowie die ermittelten Messwerte stellt die Messfunktion über den c allen angeschlossenen Modulen (z.b. COM15 oder BDA) für eine Weiterverarbeitung zur Verfügung. Über die zwei c Anschlüsse wird die Messfunktion einmal mit dem Auslöser und dann entweder mit der BSS oder direkt mit dem Anschlussblock X8 verbunden. Dies hängt von der Ausstattung des Schalters ab. Die Messfunktion kann mit allen Schaltern mit ETU45B, ETU55B und ETU76B betrieben werden. Wird die Messfunktion mit der Kurzangabe Z=F04 (Messfunktion) oder Z=F05 (Messfunktion Plus) zusammen mit dem Leistungsschalter bestellt, ist diese bereits eingebaut und betriebsbereit. Die Messfunktion (und auch die Messfunktion Plus) kann jederzeit nachgerüstet werden, wenn der Schalter mit einem der oben genannten Auslöser bestückt ist. Einfach an den Auslöser anschrauben und die c Leitungen einklicken. Achtung: Im Falle einer kundenseitigen Nachrüstung ist die Messfunktion nicht mit dem Auslöser zusammen kalibriert, d.h. die Genauigkeitsangaben in 2-7 können nicht garantiert werden. 2-11

27 Messfunktion Plus Die Messfunktion Plus beinhaltet alle Funktionen der Messfunktionen und erweitert diese um die Funktionen der Harmonischen Analyse und der Erfassung der Kurvenformen. Harmonische Analyse Die Messfunktion Plus tastet die anliegenden Ströme und die Spannung ab, speichert die Messwerte und führt eine Fast Fourier Transformation durch. Das Ergebnis ist die prozentuale Verteilung der harmonischen Schwingungen bis zur 29. Harmonischen. Die ermittelten Werte stehen über den c zur Verfügung und können über Switch ES Power und den BDA (siehe Kapitel 5 und 6) angezeigt und als eine Excel-kompatible *.csv Datei zur späteren Diagnose abgespeichert werden. Beim Auslöser der ETU76B können die gemessenen und errechneten Werte zusätzlich auch im Display angezeigt werden. Mit der Harmonischen Analyse können die Qualität des Netzes untersucht und protokolliert werden sowie mögliche Störursachen diagnostiziert und daraufhin vorbeugend unterbunden werden. Kurvenformspeicher Die Messfunktion Plus besitzt zwei unabhängige Kurvenformspeicher (A und B). Jeder dieser Kurvenformspeicher besitzt 8 Kanäle, je einen für die Ströme I L1, I L2, I L3, I N und I g sowie für die Spannungen U L1N, U L2N und U L3N. Jeder Kanal wird mit einer Frequenz von 1,649 khz abgetastet und die Werte durch ein Schieberegister (Länge 1 Sekunde) geschoben. Das Durchschieben durch das Schieberegister kann durch ein parametrierbares Triggerereignis gestoppt werden. Als Triggerereignisse stehen Auslösungen, Warnungen und Schwellwertwarnungen zur Verfügung, so dass z.b. der Spannungsverlauf bei einer Unterspannungsauslösung aufgezeichnet werden kann. Das Triggerereignis kann für jeden Kurvenformspeicher einzeln eingestellt werden. Zusätzlich kann hinterlegt werden, an welcher Position im gestoppten Kurvenformspeicher sich der Trigger be- Bild 2-5 Bild 2-6 Die Messfunktion Plus analysiert die Harmonischen. Die Abbildung zeigt einen Screenshot der Software Switch ES Power mit der Darstellung des Ergebnisses der Analyse. Mit der Messfunktion Plus kann die aktuelle Kurvenform erfasst werden. Diese lässt sich z.b. mit Switch ES Power darstellen und exportieren. Hier abgebildet ist eine I-Auslösung. 2-12

28 finden soll. Mit dieser Einstellung kann das Verhältnis von Vorgeschichte zu Nachgeschichte eingestellt werden. Soll die Vorgeschichte des Triggerereignisses analysiert werden, kann die Position z.b. auf 80% eingestellt werden. Wenn das Ereignis eintritt, stehen 0,8 Sekunden Vorgeschichte und 0,2 Sekunden Nachgeschichte im Kurvenformspeicher bereit, ein vorhandenes COM15 fügt dem Triggerereignis einen Zeitstempel hinzu. Jeder Kurvenformspeicher stoppt separat je nach Triggerereignis und kann nach der Analyse wieder scharf geschaltet werden. Die umfangreichen Daten der Analyse (ca. 25 kbyte pro Kurvenform) können mit Switch ES Power, dem BDA und dem Display der ETU76B heruntergeladen und analysiert werden. Dabei stehen je nach Programm verschiedene Zoommöglichkeiten sowie Exportfunktionen zur Verfügung. Bei einem Download sollte vorher selektiert werden, welche Kanäle notwendig sind, da pro Kanal ca. 1 Minute Downloadzeit vergeht. Die Dauer der Zeit lässt sich damit erklären, dass einerseits die Messfunktion neben den Messwerterfassungen, der Berechnung der Harmonischen und der erweiterten Schutzfunktion höher prioritäre Aufgaben zyklisch zu erledigen hat und deshalb der Kommunikationsprozess länger dauert. Andererseits wird auch eine nicht unerhebliche Datengröße übermittelt. Der Fortschritt dieses Prozesses wird in Switch ES Power und BDA mit einem Fortschrittsbalken dargestellt. Spannungswandler Aus Sicherheitsgründen wird für den Betrieb der Messfunktion und Messfunktion Plus ein Spannungswandler verwendet. Damit wird unterbunden, dass Spannungssignale von bis zu 1 kv direkt über die Hilfsleiteranschlüsse bis auf die Rückseite der ETU gelangen. Der Spannungswandler wandelt die hohe Primärspannung in eine Sekundärspannung von 100 V bis 120 V je nach Ausführung. Grafik 2-5 Die Abbildung zeigt den Anschluss des Spannungswandlers für den Betrieb mit einer Messfunkion. Primärseitig besteht die Möglichkeit, den Wandler in Stern oder in Dreieck zu beschalten. Details hierzu siehe Betriebsanleitung. Auf der Primärseite kann der Spannungswandler als Stern oder als Dreieck angeschlossen werden. Sekundärseitig wird er immer in einer Sternschaltung an das Hilfsleiterstecksystem (X8:5 bis X8:8) angeschlossen, siehe Grafik 2-5. Soll die in den nachfolgenden n genannte Genauigkeit erreicht werden, dann muss ein Spannungswandler der Klasse 0,5 eingesetzt werden. Die Bürde der Messfunktion beträgt 27 kω, so dass an einen Spannungswandler mit einer Scheinleistung von 2,5 VA gleichzeitig bis zu 6 Messfunktionen angeschlossen werden können (Genauigkeitsklasse und Kabellänge beachten!). Die Genauigkeit der Spannungswandler ist von der Anzahl der angeschlossenen Messfunktionen pro Spannungswandler abhängig: Klasse 0,5 für 1 3 Messfunktionen Klasse 3 für 4 6 Messfunktionen Diese Angaben gelten für Umgebungstemperaturen von C und einer primärseitigen Spannung von % für die Dauer von einem Jahr. Maximale Entfernung vom Spannungswandler Die maximale Entfernung ist abhängig vom Querschnitt und von der zu erreichenden Genauigkeitsklasse. Bei einem angenommenen Querschnitt von 1,5 mm 2 beträgt die maximale Entfernung vom Spannungswandler bei Klasse 0,5 50 m und bei Klasse m. Bei zu erwartender EMV Belastung sind geschirmte Leitungen zu verwenden. Parameter für die Messwerteinstellung Für die Ermittlung der Messwerte müssen die Daten des Spannungswandlers berücksichtigt und in der Messfunktion eingestellt werden. Hierzu zählen u.a.: Primärspannung des Spannungswandlers (Werkseinstellung: 400 V) Sekundärspannung des Spannungswandlers (Werkseinstellung: 100 V) Art des Anschlusses auf der Primärseite (Werkseinstellung: Dreieck) Müssen die Parameter verändert werden, so gibt es folgende Einstellmöglichkeiten: Mit Switch ES Power Mit dem BDA/BDA Plus Mit dem Display der ETU76B Datensatz 129 über PROFIBUS-DP 2-13

29 Die Messfunktion stellt nachfolgende Messwerte für die Kommunikation zur Verfügung Messwert Wertebereich Ströme I L1, I L2, I L3, I N A ± 1% Erdschlussstrom I g (Messung mit externem G-Wandler) A ± 5% Außenleiterspannungen U L12, U L23, U L % U n ± 1% Sternpunktspannungen U L1N, U L2N, U L3N % U n ± 1% Momentaner Mittelwert der Außenleiterspannungen U LLavg % U n ± 1% Momentaner Mittelwert der Sternpunktspannungen U LNavg % U n ± 1% Scheinleistungen S L1, S L2, S L kva ± 2% Summe der Scheinleistungen S total kva ± 2% Wirkleistungen P L1, P L2, P L kw ± 3% (cos ϕ > 0,6) Summe der Wirkleistungen P total kva ± 3% (cos ϕ > 0,6) Blindleistungen Q L1, Q L2, Q L kvar ± 4% (cos ϕ > 0,6) Summe der Blindleistungen Q total kvar ± 4% (cos ϕ > 0,6) Leistungsfaktoren cos ϕ L1, cos ϕ L2, cos ϕ L3 0, ,6 ± 0,04 Leistungsfaktoren cos ϕ avg 0, ,6 ± 0,04 Langzeitmittelwert der Ströme I L1, I L2, I L A ± 1% Langzeitmittelwert Strom 3-phasig A ± 1% Langzeitmittelwert der Wirkleistungen P L1, P L2, P L kw ± 3% (cos ϕ > 0,6) Langzeitmittelwert der Wirkleistung 3-phasig kw ± 3% (cos ϕ > 0,6) Langzeitmittelwert der Scheinleistungen S L1, S L2, S L kva ± 2% Langzeitmittelwert der Scheinleistung 3-phasig kva ± 2% Langzeitmittelwert der Blindleistung 3-phasig kvar ± 4% (cos ϕ > 0,6) Wirkarbeit in Normalrichtung MWh ± 2% Wirkarbeit gegen die Normalrichtung MWh ± 2% Blindarbeit in Normalrichtung Mvarh ± 4% Blindarbeit gegen die Normalrichtung Mvarh ± 4% Frequenz Hz ± 0,1 Hz Genauigkeit (bei Direktbestellung Schalter+Auslöser+Messfunktion oder Messfunktion Plus) 1 Klirrfaktoren für Strom und Spannung % ± 3% vom Messbereich bis zur 29. Harmonischen Phasenunsymmetrie Strom und Spannung % ± 1% 2-7 Neben den oben angegebenen Messwerten stellt die Messfunktion je einen minimalen und einen maximalen Messwert zur Verfügung. Die angegebenen Genauigkeitswerte können bei kundenseitiger Nachrüstung der Messfunktion aufgrund der fehlenden Kalibrierung mit dem Auslöser nicht garantiert werden. 1.) Genauigkeit wird folgendermaßen angegeben: ± (x%) vom Messbereichsendwert + 2 LSD (Least Significant Digit) für ein Jahr nach der Kalibrierung; Verwendung von Spannungswandler der Klasse 0,5 sowie der maximale Anschluss von 3 SENTRON WL an diesen Spannungswandler. Referenzbedingungen: Eingangsstrom I nmax ± 1% Eingangsspannung U n ± 1% Frequenz f = 50Hz Leistungsfaktor cos ϕ = 1 Kurvenform Sinus, Klirrfaktor 5%; symmetrische Belastung Umgebungstemperatur 35 C ± 5 C Hilfsspannung DC 24 V nach DIN / EN Anwärmzeit 2 Stunden Relative Luftfeuchtigkeit bis zu 90% Fremdfelder keine Messbereich: Strom 0,2...1,2 I nmax Spannung 0,8...1,2 U nmax 2-14

30 Die erweiterte Schutzfunktion der Messfunktion kann nachfolgende Kriterien beobachten und bei Überschreiten eine Auslösung des Auslösers initiieren Parameter Einstellbereich Mögliche Verzögerung Phasenunsymmetrie Strom % s Klirrfaktor Strom % s Phasenunsymmetrie Spannung % s Unterspannung V s Überspannung V s Klirrfaktor Spannung % s Phasendrehsinn Wirkleistung in Normalrichtung kw s Wirkleistung gegen die Normalrichtung kw s Unterfrequenz Hz s Überfrequenz Hz s 2-8 Über die erweiterte Schutzfunktion der Messfunktion können zusätzliche Auslösekriterien eingestellt werden. Durch eine parametrierbare Verzögerungszeit kann ein Entprellen von kurzzeitig auftretenden Ereignissen erreicht werden. Der Schalter löst damit erst aus, wenn das eingestellte Ereignis länger als die Verzögerungszeit anliegt. Diese Schwellwerte stellt die Messfunktion zur Verfügung Parameter Einstellbereich Mögliche Verzögerung Überstrom A s Überstrom Erdschluss A s Überstrom N-Leiter A s Phasenunsymmetrie Strom % s Langzeitmittelwert Strom A s Klirrfaktor Strom % s Unterspannung V s Überspannung V s Phasenunsymmetrie Spannung % s Klirrfaktor Spannung % s Scheitelfaktor und Formfaktor 1...3, s Wirkleistung in Normalrichtung kw s Wirkleistung gegen die Normalrichtung kw s Leistungsfaktor kapazitiv , s Leistungsfaktor induktiv 0...0, s Langzeitmittelwert Wirkleistung kw s Scheinleistung kva s Blindleistung in Normalrichtung kvar s Blindleistung gegen die Normalrichtung kvar s Langzeitmittelwert Scheinleistung kva s Langzeitmittelwert Blindleistung kvar s Unterfrequenz Hz s Überfrequenz Hz s 2-9 Es kann parametriert werden, ob beim Über-/Unterschreiten eines Schwellwertes eine Warnung generiert werden soll. Diese kann wie auch schon die erweiterte Schutzfunktion verzögert werden. Diese Warnungen werden auf dem c kommuniziert (z.b. für das konfigurierbare Ausgangsmodul oder als Trigger für die Kurvenformspeicher) und über das COM15 übertragen. 2-15

31 SENTRON WL Beschreibung einiger wichtiger Funktionen und Parameter für die Kommunikation Die SENTRON WL Leistungsschalter bieten durch ihren modularen Aufbau und die vielfältigen Module einen sehr großen Funktionsumfang, der weit über die reinen Schutzfunktionen hinausgeht. Es handelt sich dabei z.b. um Lastmanagement, Schwellwerte oder um die zusätzlichen Auslösebedingungen der erweiterten Schutzfunktion. Die Nutzung dieser Funktionen sind zwar auch ohne Kommunikation möglich, entfalten aber ihre vollen Möglichkeiten erst mit dem Einsatz der Kommunikation. Lastmanagement Für ein lokales Lastmanagement stellt der SENTRON WL ab dem Auslöser ETU45B zwei Stromschwellen zur Verfügung. Dabei ist Lastabwurf die obere Schwelle, Lastaufnahme die untere Schwelle. Wichtig: Ein Über- oder Unterschreiten dieser Schwellen führt niemals zu einer Auslösung! Überschreitet der Strom in einer Phase den eingestellten Parameter Lastabwurf, so wird ein kommendes Ereignis 1000A 800A 600A 400A 200A 0A Warnung Lastabwurf kommend gehend +t x +t x Parameter Lastaufnahme 200A Lastabwurfwarnung erzeugt. Erst beim Unterschreiten dieser Schwelle mit allen drei Phasen wird ein gehendes Lastabwurfereignis erzeugt. Die Warnmeldungen werden direkt als Warnungen im BDA und Switch ES Power angezeigt und führen zu einem gelben Hintergrund im Statusbild auf der Hauptübersicht. Sie fließen aber ebenso in das Ereignisbuch ein und werden dort mit einem Zeitstempel versehen. Hinweis: Das Ereignisbuch ist nur mit COM15 verfügbar! Strom einer Phase Parameter Lastabwurf 800A +t x +t x kommend gehend Warnung Lastaufnahme t Bei der Schwelle Lastaufnahme ist es entsprechend umgekehrt. Unterschreiten alle drei Phasen den eingestellten Parameter, so wird eine kommende Lastaufnahmewarnung erzeugt. Überschreitet nur einer der drei Ströme den Wert des Parameters, so wird eine gehende Lastaufnahme erzeugt. Um zu vermeiden, dass kurzzeitige Stromspitzen und -täler diese Warnungen erzeugen, können diese um die Verzögerungszeit t x von 1 s bis 15 s verzögert werden. Die Parameter für das Lastmanagement sind im Parameterbaum von BDA und Switch ES Power unter Geräteparameter Schalter Schutzfunktion Zusatz zu finden. Zum automatischen Ab- und Zuschalten von Komponenten stehen die Signale Lastabwurf/Lastaufnahme als Ausgänge am digitalen Ausgangsmodul mit Drehkodierschalter zur Verfügung. Auch das konfigurierbare Ausgangsmodul kann so eingestellt werden, dass die Ausgänge den Status von Lastabwurf und Lastaufnahme ausgeben. Erweiterte Schutzfunktion Die erweiterte Schutzfunktion der Messfunktion oder Messfunktion Plus fügt den Auslösekriterien des Auslösers weitere hinzu. Wird eine zusätzliche Auslösebedingung aus der erweiterten Schutzfunktion aktiviert (z.b. Phasenunsymmetrie Spannung >8%) so führt dies immer zu einer Auslösung, welche die Messfunktion über den Auslöser initiiert. Als zusätzliche Überwachungskriterien stehen die in der 2-8 angegebenen Möglichkeiten zur Verfügung. Grafik 2-6 Anhand eines Beispiels wird die Funktionsweise der Lastmanagement-Funktionen Lastabwurf und Lastaufnahme erklärt. Zu Grunde gelegt wird ein Leistungsschalter mit einem Überlastparameter von 1000 A. 2-16

32 Schwellwerte Die Messfunktion bzw. Messfunktion Plus stellt neben der Möglichkeit zum Lastmanagement (Lastabwurf/Lastaufnahme) noch eine weitere Möglichkeit zur Verfügung, Betriebsdaten automatisch zu überwachen und beim Verlassen eines Normalzustandes eine Warnung zu generieren. Im Allgemeinen stehen die gleichen Überwachungsfunktionen für die Schwellwerte zur Verfügung wie für die erweiterte Schutzfunktion. Der größte Unterschied ist allerdings, dass das Überschreiten eines Schwellwertes niemals zu einer Auslösung führt. Zusammen mit der erweiterten Schutzfunktion lassen sich so zwei Schwellen definieren (z.b. für Überspannung), bei der niedrigeren wird über die Schwellwertfunktion (z.b. >410 V) lediglich eine Warnung generiert und bei einem weiteren Ansteigen der Spannung wird eine Auslösung (z.b. >430 V) angestoßen. Untergrenze Stromübertragung Trotz einer sehr hohen Genauigkeit der Stromerfassung über einen großen Dynamikbereich entsteht bei einem Schalter mit großem Nennstrom (z.b A) bei 1% Genauigkeit im unteren Bereich ein Fehlerstrom. Dies kann unter anderem dazu führen, dass bei ausgeschaltetem Schalter (Hauptkontakte geöffnet) ein Stromfluss von bis zu 40 A angezeigt und über die Kommunikation übertragen wird. Um dies zu vermeiden gibt es die Möglichkeit, über den Parameter Untergrenze Stromübertragung alle erfassten Stromwerte kleiner gleich dieses Parameters zu Null zu machen. Im Auslieferzustand ist dieser Wert auf 50 A eingestellt. D.h. alle Werte kleiner gleich 50 A werden sowohl im Display als 0 angezeigt, für interne Berechnungen (Leistung) als 0 verwendet als auch über die Kommunikation mit 0 übertragen. Wird dieser Parameter auf 0 verändert, so ist diese Funktion ausgeschaltet, alle erfassten Strommesswerte werden direkt verwendet. Der Parameter dafür ist im Parameterbaum von BDA und Switch ES Power unter Geräteparameter Schalter Messwerteinstellungen zu finden. Einspeiserichtung Vor allem für Kuppelschalter ist es von Interesse, in welcher Richtung momentan die Energie fließt bzw. wieviel Energie bisher in beide Richtungen geflossen ist. Dafür ist es notwendig, eine Normalrichtung zu definieren. Diese kann dann entweder Von oben nach unten oder Von unten nach oben sein. In Abhängigkeit davon erhalten die gemessenen Wirkleistungen ein positives Vorzeichen (in Normalrichtung) oder ein negatives Vorzeichen (gegen die Normalrichtung). Die gemessenen Ströme sind dagegen immer mit einem positiven Vorzeichen behaftet! Bei der Energie fließen die übertragenen Energiewerte in zwei Zähler ein, Wirkarbeit in und Wirkarbeit gegen die Normalrichtung. Beide Energiezähler haben kein Vorzeichen. Bild 2-7 Ereignisbuch: Auslösebuch: Ereignis und Auslösebuch Alle Ereignisse (mit Ausnahme von Auslösungen) werden mit einem Zeitstempel und einer kommenden (+) oder ein gehenden ( ) Indikation versehen und in das Ereignisbuch eingetragen. Das Ereignisbuch hat eine Tiefe von 10 Ereignissen und arbeitet wie ein Fifo- Speicher, d.h. bei Eintreffen eines neuen Ereignisses fällt das Letzte aus dem Ereignisbuch heraus. Das Ausgelöstbuch funktioniert ähnlich wie das Ereignisbuch, allerdings werden dort nur die letzten 5 Auslösungen mit Zeitstempel eingetragen. Eine kommende oder gehende Meldung erübrigt sich in diesem Fall. Hinweis: Das Ereignis- und das Auslösebuch sind nur mit dem COM15 Modul verfügbar! Im Ereignisbuch werden die letzten 10 Ereignisse auf dem c gespeichert. Das Auslösebuch trägt die letzten 5 Auslösungen. Beide können über den BDA oder Switch ES Power ausgewertet werden. 2-17

33 SENTRON WL Externe c Module Durch den Anschluss von externen Zusatzmodulen an den c können schalterinterne Informationen ausgegeben sowie Daten aus der Schaltanlage in das System eingelesen werden. Damit lassen sich kostengünstige Lösungen zur Automatisierung weiterer Geräte in der Schaltanlage realisieren. Allgemeines Externe c Module dienen der Kommunikation des Leistungsschalters SENTRON WL mit Sekundärgeräten im Leistungsschalterfeld. Mit Ihrer Hilfe lassen sich z.b. Analoganzeigen ansteuern, Warnmeldungen und Auslösegrund des Leistungsschalters übertragen und zusätzliche Steuersignale einlesen. Mit Hilfe eines dieser Module kann des Weiteren eine zeitverkürzte Selektivitätssteuerung für den Kurzschlussfall realisiert werden. Fünf verschiedene c Module können dabei Daten aus dem c System ausgeben (vier digitale Ausgangsmodule und ein analoges Ausgangsmodul). Ein digitales Eingangsmodul kann Daten aus dem Schaltschrank auf den PROFIBUS-DP übertragen und ein ZSS Modul ermöglicht eine zeitverkürzte Selektivitätsstaffelung unter den Leistungsschaltern. 50 Drehkodierschalter Alle externen c Module werden über Drehkodierschalter konfiguriert, mit Ausnahme des konfigurierbaren Ausgangsmoduls. Es ist jeweils die Funktion aktiv, auf die der Zeiger des Drehkodierschalters zeigt. Bei einigen Modulen (z.b. digitales Ausgangsmodul) ist zuerst auf die Testknopf Gruppenauswahl (z.b. 1st Module in Stellung links; farblich gekennzeichnet) und danach auf eine evtl. zusätzliche Bedeutung (z.b. Zeitverzögerung) zu achten. Näheres hierzu ist auch bei den einzelnen Modulen beschrieben. Montage Die externen c Module werden im Schaltfeld auf eine standardmäßige 35 mm Hutschiene aufgeschnappt. Dabei ist zu beachten, dass die Länge der Anschlussleitung des ersten Moduls zum Leistungsschalter maximal 2 m betragen darf. Für die Verbindung der c Module untereinander und zum Leistungs- Anzeige LED Drehkodierschalter X1: c X2: c X3: c X5: Ein-/Ausgänge X4: Ein-/Ausgänge Grafik 2-7 In diesem Beispiel wurde der Drehkodierschalter auf die Funktion 0,2 eingestellt. Bild 2-8 Alle externen c Module besitzen das gleiche Gehäuse. Der c kann an X1 und X2 mit einem RJ45-Stecker angeschlossen oder an X3 angeklemmt werden. Dies hängt davon ab, ob ein COM15 vorhanden ist. 2-18

34 schalter sind ausschließlich die vorkonfektionierten, mitgelieferten oder extra zu bestellenden Leitungen zu verwenden. Diese Leitungen ermöglichen sowohl die Kommunikation als auch die Spannungsversorgung der c Module mit 24 V DC. Spannungsversorgung Der c muss einmal auf seiner Länge mit 24 V DC versorgt werden. Hierzu bieten sich entweder die Anschlüsse X8:3 und X8:4 oder die 4-poligen Stecker der externen c Module (X3) an. Wie schon erwähnt, werden die 24 V über die c Leitungen mit übertragen. Die benötigte Leistung der 24 V DC-Versorgung hängt vom Ausbau des c ab, die technischen Daten der externen c Module sind in diesem Kapitel aufgeführt. Das Steuerungssystem (der c) muss an eine gesicherte Spannungsversorgung angeschlossen werden, da im Falle eines Kurzschlusses die Netzspannung auf einen unbestimmten Wert zurückgeht. Hinweis: Hotplugging (Stecken und Ziehen unter Spannung) von c Leitungen/Modulen ist nicht erlaubt. Der Maximalausbau des c Der c kann aus maximal 13 Teilnehmern bestehen. Dies sind im Einzelnen: Auslöser ETU Messfunktion oder Messfunktion Plus Breaker Status Sensor BSS COM15 BDA oder BDA Plus ZSS-Modul Digitales Ausgangsmodul mit Schalterstellung links (1. Modul) Digitales Ausgangsmodul mit Schalterstellung rechts (2. Modul) Digitales konfigurierbares Ausgangsmodul Digitales Eingangsmodul mit Schalterstellung links Digitales Eingangsmodul mit Schalterstellung rechts Analoges Ausgangsmodul mit Schalterstellung links (1. Modul) Analoges Ausgangsmodul mit Schalterstellung rechts (2. Modul) In der Praxis werden in der Regel nur eine Auswahl dieser Module benötigt. Aufbaurichtlinien für den c Gesamtlänge der cleitungen max. 10 m Für die Verbindung der c Module sind ausschließlich die vorkonfektionierten Leitungen zu verwenden An dem letzten Modul ist die Leitung mit einem Abschlusswiderstand von 120 Ω, der jedem Modul beiliegt, abzuschließen Die Verbindung der Leitungen hat immer von Modul zu Modul zu erfolgen. Stichleitungen sind nicht zulässig! Die Spannungsversorgung ist durch ein Netzteil 24 V DC üblicher Toleranz Anschlussbelegung der X3 am c Modul X3:1 24 V DC Masse X3:2 X3:3 c Kommunikationsleitung c Kommunikationsleitung + X3:4 24 V DC An X3 kann der c einfach mit 24 V DC versorgt werden. X8 am Schalter cleitungen cleitungen mit RJ45-Stecker Abschlusswiderstand Spannungsversorgung Bild 2-9 Sollen externe c Module an den SENTRON WL angeschlossen werden und ein COM15 ist nicht vorhanden, dann muss die erste Verbindung mit vier Drähten erfolgen. Danach kann der c mit den mitgelieferten c Leitungen mit RJ45-Steckern verbunden werden, die Spannungsversorgung wie gezeigt zusätzlich an X

35 X8 am Schalter cleitungen COM15 cleitungen mit RJ45-Stecker Abschlusswiderstand Spannungsversorgung Bild 2-10 Ist ein COM15 vorhanden, so können die externen c Module durch das Verbinden mit den mitgelieferten c Leitungen in das System integriert werden. Am Ende muss der c mit einem Abschlusswiderstand versehen werden. Die Spannungsversorgung kann über die X3-Schnittstelle einfach angeschlossen werden. Leuchtdiode DEVICE Rot Gelb Grün 2-11 Bedeutung Interner Fehler im c Modul c Modul im Testmodus Modul in Betrieb Die LED DEVICE gibt Aufschluss über den Zustand des externen c Moduls. Leuchtdiode c Grün Aus 2-12 Bedeutung Verbindung zu einem anderen c Modul besteht Kein anderes c Modul erkannt Mittels der c LED an den externen c Modulen kann erkannt werden, ob eine Kommunikationsbeziehung mit anderen Modulen besteht. Diese ermöglicht eine einfache Diagnose. Alle anderen LEDs Gelb Aus 2-13 Bedeutung Beim Eingangsmodul bedeutet dies ein High-Signal am entsprechenden Eingang. Bei digitalen Ausgangsmodulen ist der Ausgang aktiv und der Kontakt geschlossen. Beim analogen Ausgangsmodul ist bei einer gelben LED 20% des Wertes bei Endausschlag überschritten. Wenn keiner der oben genannten Zustände vorliegt, ist die LED grau Die LEDs geben Auskunft, ob die Ausgänge gesetzt oder die Eingänge mit 24 V DC versorgt und damit aktiviert wurden. und den auf der Seite 2-31ff aufgeführten Eigenschaften sicher zu stellen Beim Einsatz des ZSS Moduls ist dieses als erstes externes Modul anzuschließen. Wird der BDA an die Frontschnittstelle des Auslösers angesteckt, darf die Länge des Kabels nicht größer als 0,5 m sein. Anzeige der LEDs Die LEDs an den externen c Modulen erlauben eine einfache Diagnose und den Test des Moduls. Wie in den n 2-11 bis 2-13 erklärt, kann der interne Status sowie die Kommunikationsverbindung diagnostiziert und damit auf korrekte Verkabelung überprüft werden. 2-20

36 Modultest für das digitale Eingangsmodul sowie für die digitalen Ausgangsmodule Um Fehlfunktionen des Leistungsschalters oder einer seiner Komponenten zu vermeiden, darf der Test nur vor einer Inbetriebnahme durchgeführt werden. Die korrekte Funktion der c Module kann im Testmodus überprüft werden. Dabei ist zwischen den einzelnen Modulen zu unterscheiden. Ein einmaliges Drücken der Taste Test am c Modul startet den Testmodus. Daraufhin werden alle Einbzw. Ausgänge und die dazugehörigen LEDs ausgeschaltet. Die Farbe der DEVICE-LED wechselt von grün auf gelb. Mehrmaliges Betätigen der Taste Test kurz hintereinander bewirkt bei eingeschalteter LED abwechselndes Ein- und Ausschalten des jeweiligen Ein- bzw. Ausgangs. Beim Eingangsmodul werden neben den LEDs der Eingänge auch die Signale über den c und dann auch auf einen evtl. angeschlossenen PROFI- BUS übertragen. Bei den digitalen Ausgängen werden jeweils die LEDs sowie die zugehörigen Ausgänge durchgeschaltet. Damit ist eine Überprüfung der angeschlossenen Geräte möglich. Der Testmodus des analogen Ausgangsmoduls und des ZSS Moduls werden im entsprechenden Modulkapitel erläutert. Die Eingänge des Eingangsmoduls, die Ausgänge des Ausgangsmoduls, der S-Eingang und der ZSS-Ausgang können über die Kommunikation des BDA und Switch ES Power geforced werden. D.h. der Testmodus kann über die Kommunikation eingeschaltet werden und die Ein- bzw. Ausgänge zu Testzwecken überschrieben werden. Der Testmodus wird nach 30 Sekunden automatisch verlassen, wenn die Testtaste nicht mehr gedrückt wurde oder über Kommunikation keine Veränderung angesteuert wurde. Die Testszenarien für das analoge Ausgangsmodul sowie für ZSS sind in den jeweiligen Beschreibungen erklärt. Prüfen der Ein- bzw. Ausgänge der digitalen Ein- bzw. Ausgangsmodule Normaler Betrieb Taste Test drücken Taste Test drücken Nach einer Pause, die länger als 2 s war, Taste Test drücken Nach einer Pause, die länger als 2 s war, Taste Test drücken Nach einer Pause, die länger als 2 s war, Taste Test drücken Nach einer Pause, die länger als 2 s war, Taste Test drücken Nach einer Pause, die länger als 2 s war, Taste Test drücken Nach einer Pause, die länger als 2 s war, Taste Test drücken Taste Test innerhalb von 5 s drücken Normaler Betriebszustand des Ein- bzw. des Ausgangsmoduls. Die Ein- bzw. Ausgänge sind je nach Beschaltung bzw. nach vorliegenden Meldungen ein oder aus. Danach geht das Modul in den Testmodus, angezeigt durch die gelbe DEVICE- LED. Durch einmaliges Drücken wird der Ein- bzw. Ausgang 1 selektiert. Dies wird an der grünen LED 1 angezeigt. Danach kann durch schnelles Drücken der Taste Test (1 s) der Ausgang abwechselnd ein- oder ausgeschaltet werden bzw. die Ein- bzw. Ausmeldung des Eingangs übertragen werden. Ein- bzw. Ausgang 2 selektiert. Wie bei 1 kann hier durch schnelles Drücken der Ausgang geschaltet werden. Bei Relaismodulen ist ein Klicken zu vernehmen. Ein- bzw. Ausgang 3 selektiert. Bei Eingangsmodulen wird das Anliegen von 24 V DC am entsprechenden Eingang simuliert und über den c übertragen. Ein- bzw. Ausgang 4 selektiert. Schnelles Drücken der Taste Test testet den selektierten Ein- bzw. Ausgang. Ein- bzw. Ausgang 5 selektiert. Schnelles Drücken der Taste Test testet den selektierten Ein- bzw. Ausgang. Ein- bzw. Ausgang 6 selektiert. Schnelles Drücken der Taste Test testet den selektierten Ein- bzw. Ausgang. LED-Gesamttest. Erfolgt innerhalb von 5 s kein weiteres Drücken der Taste Test, wird der Testmodus verlassen. Testdurchlauf kann von vorne beginnen. Die zeigt das Testschema zum Prüfen der digitalen Ein- bzw. Ausgänge am c. Wird die Taste Test länger als 30 s nicht betätigt, wird der Testmodus automatisch verlassen. 2-21

37 Digitales Eingangsmodul Funktion Eingangsmodul Das digitale Eingangsmodul bietet die Anschlussmöglichkeit für bis zu 6 zusätzliche binäre Signale (24 V DC). Signale wie z.b. den Zustand eines Buchholzrelais, der Offen-/Geschlossen- Meldung der Schaltschranktür oder der Überschreitung einer vorgegebenen Temperatur können direkt über PROFIBUS-DP übertragen und auf Feldbusebene verarbeitet werden. Ebenso kann der Status eines nicht direkt kommunikationsfähigen MCCBs oder eines Lasttrennschalters auf den PROFIBUS-DP übertragen werden. Im Zusammenspiel mit dem konfigurierbaren Ausgangsmodul können diese Schutzgeräte auch geschaltet werden, so dass sich eine kostengünstige Alternative zu anderen Lösungen mit zusätzlichen PROFIBUS-DP-Ein-/Ausgabebaugruppen ergibt. In der Schalterstellung Profibus Input stehen insgesamt 6 Eingänge zur Verfügung. Befindet sich der Drehkodierschalter in der Stellung Parameter Switch, stehen ebenfalls 6 Eingänge zur Verfügung, allerdings bewirkt in dieser Konfiguration der erste Eingang das Umschalten des aktiven Parametersatzes. Besitzt die angeschlossene ETU keine zwei Parametersätze (z.b. ETU45B), so kann auch dieser Eingang ohne Einschränkung benutzt werden. Funktion Parametersatzumschaltung Die Auslöser ETU55B und ETU76B besitzen zwei verschiedene Parametersätze für die Schutzfunktion. Diese wird überall dort wichtig, wo beispielsweise bei Stromausfall automatisch von Netz- auf Generatorbetrieb umgeschaltet wird und sich möglicherweise sämtliche Auslösebedingungen ändern. Die Umschaltung zwischen den beiden Parametersätzen kann durch die PROFI- BUS-DP-Kommunikation, durch den BDA, durch das Display in der ETU76B oder durch das digitale Eingangsmodul vorgenommen werden. Dazu wird in der Stellung Parameter Switch des Drehkodierschalters der erste Eingang am Modul verwendet. Wird dort ein 1 -Signal (LED am Eingang 1 ist gelb) erkannt, wird die Umschaltung auf den Parametersatz B an den Auslöser gemeldet. Wechselt das Eingangssignal zurück auf 0, wird die Umschaltung auf Parametersatz A kommuniziert und die LED am Eingang 1 geht aus. Da der c ein ereignisgesteuerter Bus ist, schaltet der Auslöser ETU55B oder ETU76B jeweils dann auf den anderen Parametersatz um, wenn über den c eine Umschaltanforderung gestellt wird. D.h. wird z.b. über den BDA auf den Parametersatz B umgeschaltet, obwohl der Eingang am digitalen Eingangsmodul auf 0 (Parametersatz A) steht, wechselt der aktive Parametersatz im Auslöser auf Parametersatz B. Erst wenn der Eingang am digitalen Eingangsmodul auf 1 und danach wieder auf 0 gesetzt wird, wird auf dem c ein Ereignis zur Umschaltung auf den Parametersatz A initiiert. Es können maximal zwei digitale Eingangsmodule gleichzeitig an einem c betrieben werden, einmal als Modul mit der Stellung Profibus Input und einmal als Parameter Switch. Die Polarität der Eingänge muss nicht beachtet werden. Technische Daten des digitalen Eingangsmoduls Betriebsspannung auf dem c min./max. (V) 19,2/28,8 Stromaufnahme aus dem c min./max. (ma) 29/43 Anzahl der potentialfreien Kanäle pro digitalem Eingangsmodul 6 Spannungswert zur sicheren Erkennung eines 1 -Signals (V) Stromaufnahme pro Eingang bei einem 1 -Signal (ma) 7,5 Spannungswert zur sicheren Erkennung eines 0 -Signals (V) Stromaufnahme pro Eingang bei einem 0 -Signal (ma) 0 Anzahl der maximal möglichen Module an einem c 2 >16 V <1 V Verlustleistung min./max. (W) 0,72/0,94 Abmessungen B/H/T (mm) 70/86/95 Gewicht (kg) 0,223 Temperaturbereich ( C) 20/ Die gibt genauen Aufschluss über die technischen Daten des digitalen Eingangsmoduls am c. Bild 2-11 Die Stellung des Drehkodierschalters wählt die Betriebsart aus. 2-22

38 Digitales Ausgangsmodul mit Drehkodierschalter Über das digitale Ausgangsmodul können sechs binäre Informationen über den Schalterzustand (Warnungen und Auslösungen) an externe Meldegeräte (z.b. Leuchte, Hupe) ausgegeben werden oder zum gezielten Abschalten weiterer Anlagenteile (z.b. Frequenzumrichter) genutzt werden. Durch die Meldungen Lastabwurf und Lastaufnahme kann eine Last abhängig von der Auslastung des Leistungsschalters automatisch ab- oder zugeschaltet werden. Das ist die erste Stufe zu einem Energiemanagement. Das digitale Ausgangsmodul ist in zwei Ausführungen erhältlich. Die Ausführung Optokoppler besitzt elektronische Relais, welche nur als Schließerkontakt genutzt werden können. Die Stromtragfähigkeit eines Ausgangs beträgt dabei 150 ma, die maximale Spannung beträgt 24 V DC. Es kann nur Gleichspannung geschaltet werden. Die Ausführung Relais dagegen bietet als Kontakte je einen Wechsler an mit einer maximalen Belastung von bis zu 12 A, Spannungen bis 230 V und Wechselspannung sind möglich. Zusätzlich sind die Relaiskontakte potentialfrei. Die Konfiguration des Moduls wird über einen Drehkodierschalter eingestellt, der sowohl eine der zwei Ausgangsbelegungen als auch die zugehörige Verzögerungszeit auswählt. Schalterstellung Links Befindet sich der Drehkodierschalter in der linken Stellung, werden die Ausgänge 1 bis 6 mit den nachfolgenden Ereignismeldungen belegt: 1: Auslösung durch Überlast (L) 2: Kurzzeitverzögerte Kurzschlussauslösung (S) 3: Unverzögerte Kurzschlussauslösung (I) 4: Erdschlussauslösung (G) 5: Erdschlussalarmmeldung 6: Auslösung durch Überlast im Neutralleiter (N) Schalterstellung Rechts Wurde der Drehkodierschalter auf eine der rechten Positionen gedreht, werden die 6 Ausgänge automatisch mit diesen Funktionen belegt: 1: Voreilende Meldung der Überlastauslösung (Verzögerungszeit 0 s) 2: Fehler im Auslöser (ETU) 3: Lastabwurf 4: Lastaufnahme 5: Temperaturalarm 6: Phasenunsymmetrie Strom Verzögerungszeit Neben der Belegung der Ausgänge kann über den Drehkodierschalter eine zusätzliche Verzögerungszeit eingestellt werden. Zur Verfügung stehen 0, 0,2 s, 0,5 s, 1 s und 2 s. Dies kann z.b. dafür genutzt werden, nur kurz andauernde Ereignisse zu unterdrücken und erst nach längerem Anstehen diese auszugeben (z.b. Phasenunsymmetrie). Die Meldung der voreilenden Überlastauslösung, welche zum vorzeitigen Abschalten und Schutz angeschlossener Frequenzumrichter genutzt werden kann, ist unabhängig von der eingestellten Verzögerungszeit immer unverzögert. An einem c können maximal zwei digitale Ausgangsmodule mit Drehkodierschalter gleichzeitig betrieben werden. Dazu müssen diese einmal in der Betriebsart Schalterstellung Links und einmal in der Schalterstellung Rechts konfiguriert werden. Die LEDs zeigen den aktuellen Zustand der 6 Ausgänge an. Ist die LED aus, ist auch der zugehörige Ausgang nicht gesetzt. Ist der Ausgang aktiviert, zeigt dies eine gelbe LED an. Technische Daten des digitalen Ausgangsmoduls mit Drehkodierschalter Betriebsspannung auf dem c min./max. (V) 19,2/28,8 Stromaufnahme aus dem c min./max. (ma) Optokoppler. 29/63 Stromaufnahme aus dem c min./max. (ma) Relais 29/250 Anzahl der potentialfreien Kanäle pro digitalem Ausgangsmodul, Optokopplerausgänge sind potentialgebunden 6 Max. tragbarer Strom; Optokopplerausgang bei 24 V DC (ma) 100 Max. tragbarer Summenstrom aller 6 Ausgänge; Relaisausgang bei 24 V DC/250 V AC/250 V DC (A) 10/10/2,5 Max. tragbarer Strom bei Relaisausgängen pro Kanal bei 24 V DC (A) 2,7 Anzahl der maximal möglichen Module an einem c 2 Verlustleistung min./max. (W) 0,74/5,4 Abmessungen B/H/T (mm) 70/86/95 Gewicht (kg) Optokoppler/Relais 0,223/0,321 Temperaturbereich ( C) 20/ Die gibt genauen Aufschluss über die technischen Daten des digitalen Ausgangsmoduls mit Drehkodierschalter am c. Bild 2-12 Schalterstellung links selektiert die Ereignisse in dem dunkelgrauen Feld. Rechts entsprechend. 2-23

39 Digitales konfigurierbares Ausgangsmodul Das digitale konfigurierbare Ausgangsmodul besitzt ebenfalls sechs Ausgänge. Es ist wie das digitale Ausgangsmodul mit Drehkodierschalter in den Varianten mit Optokopplerausgängen und Relaisausgängen verfügbar. Im Unterschied zu den Modulen mit dem Drehkodierschalter wird die Belegung der Ausgänge nicht über einen Auswahlschalter, sondern über Software vorgenommen. Als Konfigurationssoftware stehen Switch ES Power sowie der BDA zur Verfügung. Bei beiden Tools ist im Navigationsbaum je ein eigener Knoten Konfig. Ausgangsmodul verfügbar, über den die Belegung der Ausgänge mit den in der nebenstehenden angegebenen Ereignissen mittels Drop-Down-Feldern möglich ist. Die ersten drei Ausgänge des Moduls können mit bis zu sechs Ereignissen belegt werden, die über eine ODER-Verknüpfung auf den Ausgang verschaltet werden. Damit lässt sich als Beispiel eine Art Sammelmeldung realisieren, wenn sich der Schalter entweder in einer Überlastanregung befindet oder eine Warnung für eine Phasenunsymmetrie vorliegt. Die letzten drei Ausgänge können nur direkt mit einem der Ereignisse belegt werden. Als Ereignisse zur Konfiguration stehen Statusmeldungen, Warnungen, Ausgelöstmeldungen, Meldungen über Schwellwertüberschreitungen, eingetretene Trigger der Kurvenformspeicher sowie direkt über den PROFIBUS ansprechbare Bits und der aktive Parametersatz zur Verfügung. Über die PROFIBUS-DP-Bits, die über den Datensatz 69 an Byteposition 13 übertragen werden, können die Ausgänge des Moduls direkt über PROFIBUS-DP (z.b. von einer SPS) angesteuert werden. Zusammen mit dem digitalen Eingangsmodul ist es möglich, nicht direkt kommunikationsfähige Schaltgeräte in ein Kommunikationssystem einzubinden. Diese Ereignisse stehen dem digitalen konfigurierbaren Ausgangsmodul zur Verfügung (Teil 1) Status Warnungen Auslösungen PROFIBUS-Ausgangsbits Aktiver Parametersatz 2-17 Schalter ein Schalter aus Federspeicher gespannt Einschaltbereitschaft Sammelwarnung Sammelausgelöst PROFIBUS-Schreibschutz aktiv PROFIBUS-Kommunikation OK Überlast Überlast im N-Leiter Lastabwurf Lastaufnahme Erdschlussalarm Übertemperatur ETU-Fehler Phasenunsymmetrie Strom Überlast (L) Kurzzeitverzögerter Kurzschluss (S) Unverzögerter Kurzschluss (I) Erdschluss (G) Überlast im Neutralleiter (N) Phasenunsymmetrie Strom Phasenunsymmetrie Spannung Unterfrequenz Überfrequenz Unterspannung Überspannung Wirkleistung in Normalrichtung Wirkleistung gegen die Normalrichtung Klirrfaktor Strom Klirrfaktor Spannung Umkehr Phasendrehsinn PROFIBUS Bit 1 PROFIBUS Bit 2 PROFIBUS Bit 3 PROFIBUS Bit 4 PROFIBUS Bit 5 PROFIBUS Bit 6 Parametersatz A aktiv Parametersatz B aktiv Die Ereignisse dieser (Teil 1 und Teil 2) stehen am c zur Verfügung. Diese können über das konfigurierbare digitale Ausgangsmodul ausgegeben werden. 2-24

40 Der Status kann über das Eingangsmodul eingelesen werden, über das digitale konfigurierbare Ausgangsmodul könnte damit z.b. ein Motorantrieb einund ausgeschaltet werden. Es sind aber noch weitere vielfältige Applikationen denkbar. Im Gegensatz zu dem digitalen Ausgangsmodul mit Drehkodierschalter ist es nicht möglich, dem Ereignis noch eine Zeitverzögerung hinzuzufügen. Soll z.b. ein Schwellwert über das digitale konfigurierbare Ausgangsmodul verzögert ausgegeben werden, dann kann dies allerdings dadurch erreicht werden, dass der Schwellwert an sich schon verzögert wird. Wie bei dem digitalen Ausgangsmodul mit Drehkodierschalter zeigt auch dieses Modul den Status der Ausgänge über die beschrifteten LEDs an. Diese Ereignisse stehen dem digitalen konfigurierbaren Ausgangsmodul zur Verfügung (Teil 2) Schwellwerte Eingetretenes Triggerereignis 2-18 Überstrom Überstrom im Neutralleiter Überstrom Erdschluss Phasenunsymmetrie Strom Phasenunsymmetrie Spannung Langzeitmittelwert Strom Unterspannung Überspannung Klirrfaktor Strom Klirrfaktor Spannung Scheitelfaktor Formfaktor Unterfrequenz Überfrequenz Wirkleistung in Normalrichtung Wirkleistung gegen Normalrichtung Scheinleistung Blindleistung in Normalrichtung Blindleistung gegen Normalrichtung Leistungsfaktor kapazitiv Leistungsfaktor induktiv Langzeitmittelwert Wirkleistung Langzeitmittelwert Blindleistung Langzeitmittelwert Scheinleistung Kurvenformspeicher A Kurvenformspeicher B Dies ist der zweite Teil der aller Ereignisse am c, die über das digitale konfigurierbare Ausgangsmodul ausgegeben werden können. Die Konfiguration ist mit Switch ES Power oder mit dem BDA vorzunehmen. Bild 2-13 Die Konfiguration der Ausgänge wird ausschließlich über Software vorgenommen. Technische Daten des digitalen konfigurierbaren Ausgangsmoduls Betriebsspannung auf dem c min./max. (V) 19,2/28,8 Stromaufnahme aus dem c min./max. (ma) Anzahl der potentialfreien Kanäle pro digitalem Ausgangsmodul, Optokopplerausgänge sind potentialgebunden Max. tragbarer Strom pro Kanal bei 24 V DC Relais/Optokoppler (A) 0,1/2,7 29/39 (250 Rel.) Max. Summenstrom (6 Kanäle) Relais bei 24 V DC/250 V AC/250 V DC (A) 10/10/0,25 Anzahl der maximal möglichen Module an einem c 1 Verlustleistung min./typ./max. (W) 0,74/5,4 Abmessungen B/H/T (mm) 70/86/95 Gewicht (kg) Optokoppler/Relais 0,223/0,321 Temperaturbereich ( C) 20/ Die gibt genauen Aufschluss über die technischen Daten des digitalen konfigurierbaren Ausgangsmoduls am c

41 Analoges Ausgangsmodul Über das analoge Ausgangsmodul können die wichtigsten, über den c publizierten, Messwerte an analoge Anzeigeinstrumente, z.b. Drehspulinstrumente, in der Schaltschranktür ausgegeben werden. Dafür stehen in jedem analogen Ausgangsmodul vier Kanäle zur Verfügung. Die Signale stehen an zwei physikalischen Schnittstellen zur Verfügung, einer ma- und einer V-Schnittstelle. Über den Stecker X4 am c Modul können die Messwerte in der Form als V abgegriffen werden, an X5 ist die ma-schnittstelle verfügbar. Beide Ausgabeformen sind immer gleichzeitig aktiv. Die Auswahl der Messwerte, die über die vier Kanäle ausgegeben werden, wird über einen Drehkodierschalter vorgenommen. Es stehen die Ausgabeformen I, U, P, f und cos ϕ zur Verfügung. An einem c können maximal zwei analoge Ausgangsmodule betrieben werden. Das Auswahlfeld des Drehkodierschalters ist vertikal geteilt. Wird der Schalter auf einen Wert in der linken Hälfte gestellt, ist das Modul automatisch als Modul 1 adressiert, ein mögliches zweites Modul muss deshalb zwangsweise auf einen Wert in der rechten Hälfte gestellt werden. Nur so ist ein gleichzeitiger Betrieb mit zwei analogen Ausgangsmodulen möglich. Als Anzeigegerät können alle Drehspulinstrumente eingesetzt werden, die einen Innenwiderstand von mehr als 20 kω (als Spannungsausgang) und zwischen 50 Ω und 250 Ω (als Stromausgang) besitzen. Die LEDs für die Kanäle leuchten gelb, wenn der aktuelle Wert 20% des Endausschlages übersteigt (bei U, I, P), der cos ϕ größer als 0,8 oder die Frequenz größer als 45 Hz ist. Schalterstellung I In der Schalterstellung I werden die gemessenen Stromwerte linear ausgegeben: A01: Strom in Phase I L1 A02: Strom in Phase I L2 A03: Strom in Phase I L3 A04: Strom im Neutralleiter Da der Leistungsschalter für unterschiedliche Bemessungsströme ausgelegt werden kann, muss eine automatische Skalierung auf den Skalenendwert bzw. die Interpretation des maximalen Ausgabewertes des analogen Ausgangsmoduls erfolgen. Hierfür wird der Wert des momentan eingesetzten Bemessungsstromsteckers (Rating Plug) benutzt. Der Maximalwert wird berechnet, in dem der Wert des Bemessungsstromsteckers mit 1,2 multipliziert und dann auf den nächsthöheren 100er Wert aufgerundet wird. Beispiel: Bei einem Rating Plug von 1600 A muss der Skalenendwert des Drehspulinstruments 2000 A sein (1600 mal 1,2 = 1920 > 2000 A). D.h. 0 V/4 ma entsprechen 0 A, 10 V/20 ma entsprechen 2000 A. Schalterstellung U Die nachfolgenden Spannungen werden in dieser Stellung des Drehkodierschalters an die vier Analogausgänge gelegt: A01: Außenleiterspannung U L12 A02: Außenleiterspannung U L23 A03: Außenleiterspannung U L31 A04: Phasenspannung U L1N In den meisten Fällen werden die Außenleiterspannungen an den Schaltschranktüren ausgegeben. Deshalb sind die ersten drei Kanäle mit diesen Messwerten belegt. Sollte die Spannung zwischen einer Phase und dem Neutralleiter benötigt werden, steht diese über den Ausgang vier zur Verfügung. Der Endausschlag für das Drehspulinstrument ergibt sich aus der Multiplikation der Bemessungsspannung des Netzes (Primärspannung des Spannungswandlers) mit 1,1 und dem nachfolgenden Aufrunden auf den nächsthöheren 50er Wert. Beispiel: Die Bemessungsspannung des Netzes beträgt 400 V. Der Skalenendwert beträgt dann 450 V (400 V mal 1,1 = 440 V > 450 V). Schalterstellung P Steht der Drehkodierschalter auf der Stellung P, werden die Messwerte der Leistungen über die vier Kanäle ausgegeben: A01: Wirkleistung Phase P L1 A02: Wirkleistung Phase P L2 A03: Wirkleistung Phase P L3 A04: Summe der Scheinleistungen S ges Zur Ermittlung des Endausschlages der Wirkleistung pro Phase muss der Wert des Bemessungsstromsteckers (Rating Plug) mit der Bemessungsspannung des Netzes multipliziert werden. Der Wert des Endausschlags wird danach in einen Wertebereich eingeteilt, welcher in der abgebildet ist. Für die Summe der Scheinleistungen und die Summe der Wirkleistungen (Stellung f) muss der berechnete Wert noch mit 3 multipliziert werden, bevor der Endausschlag aus der entnommen werden kann. Wertebereiche für Leistungen [W/VA] von bis Endausschl Nach der Multiplikation wird der Endausschlag der Leistung in den Wertebereich sortiert. Beispiel: I R = 1600 A, Bemessungsspannung = 400 V; > Endausschlag = W 2-26

42 Schalterstellung f Da in allen Netzen davon auszugehen ist, dass in den drei Phasen die Frequenz nicht unterschiedlich ist, wird die Schalterstellung f dazu genutzt, als Ausgabe der wichtigsten Messwerte, außer den Strömen, einen Gesamtüberblick zu bekommen. In Zusammenarbeit mit einem weiteren Modul in der Stellung I werden so alle wichtigen Messwerte angezeigt: A01: Frequenz des Netzes A02: Mittelwert der Außenleiterspg. A03: Summe der Wirkleistungen A04: Mittelwert der Leistungsfaktoren Die Skala für die Anzeige der Frequenz muss von 45 Hz bis 65 Hz gehen. Damit ist es möglich, die Standardfrequenzen in den IEC- und UL-geprägten Ländern anzuzeigen. Beispiel: 45 Hz entsprechen 0 V/4 ma und 65 Hz entsprechen 10 V/20 ma. Die Skalierungen der anderen Messwerte können in den jeweiligen Schalterstellungen nachgelesen werden. Schalterstellung cos ϕ Die nachfolgenden Messwerte werden in der Schalterstellung cos ϕ ausgegeben: A01: Leistungsfaktor cos ϕ L1 A02: Leistungsfaktor cos ϕ L2 A03: Leistungsfaktor cos ϕ L3 A04: Phasenunsymmetrie Strom in % Die Anzeige der Leistungsfaktoren geht von 0,7 kapazitiv (entspricht 0 V/4 ma) über 1 (entspricht 5 V/12 ma) bis 0,7 induktiv (entspricht 10 V/20 ma). Die Ausgabe der Phasenunsymmetrie der drei Ströme erfolgt von 0% (0 V/4 ma) bis hin zu 50% (10 V/20 ma). Beim Anschluss ist auf die richtige Polung zu achten. Testfunktion Der Testmodus wird durch Drücken der Taste TEST aktiviert. Der Testmodus wird durch die gelbe DEVICE-LED angezeigt. Während des Testmodus werden die Messwerte weiterhin aktualisiert, aber nicht an dem entsprechenden Kanal ausgegeben. Durch Drücken der Taste TEST wird in den Testmodus geschaltet. Mit dem nächsten Tastendruck auf TEST wird der Ausgang 1 gewählt, was durch die LED A01 angezeigt wird. Das Testausgangssignal wird ausgegeben. Bei Strömen, Spannungen und Leistungen entspricht dies dem Skalenendwert, beim cos ϕ 1 und bei der Frequenz 55 Hz. Mit dem nächsten Tastendruck wird der Ausgang 2 gewählt, was durch die LED A02 angezeigt wird. Damit wird automatisch der Wert am Ausgang 1 gelöscht und der Wert am Ausgang 2 gesetzt. Durch Wiederholen des vorhergehenden Schrittes können nach und nach alle vier Ausgänge bezüglich ihrer Verdrahtung und korrekten Skalierung geprüft werden. Ist der Ausgang A04 gewählt und die Taste TEST wird betätigt, werden alle vier LEDs aktiviert, aber kein Ausgang ausgegeben. Mit dem nächsten Tastendruck wird wieder der Ausgang 1 gewählt. Wenn nach dem Auswählen eines Ausgangs 30 Sekunden die Taste TEST nicht mehr betätigt wird, dann wird der Testmodus automatisch verlassen und der normale Betriebsmodus aktiviert. Die im Hintergrund immer aktuell vorliegenden Werte werden nun wieder an den Ausgängen ausgegeben. Bild 2-14 Die Auswahl für die analogen Kanäle wird per Drehkodierschalter vorgenommen. Technische Daten des analogen Ausgangsmoduls Betriebsspannung auf dem c min./max. (V) 19,2/28,8 Stromaufnahme aus dem c min./max. (ma) 63/150 Innenwiderstand des Drehspulinstruments Spannung min./max. Innenwiderstand des Drehspulinstruments Strom min./max. Anzahl der maximal möglichen Module an einem c 2 20 kω/ 20/250 Ω Verlustleistung min./typ./max. (W) 0,74/5,4 Abmessungen B/H/T (mm) 70/86/95 Gewicht (kg) 0,223/0,321 Temperaturbereich ( C) 20/ Die gibt genauen Aufschluss über die technischen Daten des analogen Ausgangsmoduls am c. 2-27

43 ZSS Modul Um die ZSS-Funktion beim SENTRON WL Leistungsschalter verwenden zu können, muss das externe c ZSS Modul eingesetzt werden. Die Zeitverkürzte Selektivitätssteuerung ZSS (Zone Selective Interlocking ZSI) bietet volle Selektivität bei der äußerst geringen Verzögerungszeit t ZSS = 50 ms, unabhängig von der Anzahl der Staffelebenen und dem Ort des Kurzschlusses in der Verteilungsanlage. Der Vorteil wird um so größer, je mehr Staffelebenen in ausgedehnten Anlagen vorhanden sind und je länger die dadurch erforderlichen Verzögerungszeiten bei der üblichen Zeitstaffelung werden. Durch diese Verkürzung der Abschaltzeit durch ZSS werden die im Kurzschlussfall in der Schaltanlage auftretenden Beanspruchungen und Schäden wesentlich verringert. Arbeitsweise In einer aus mehreren Staffelebenen bestehenden Verteilungsanlage die ZSS verwendet, fragt im Kurzschlussfall jeder vom Kurzschluss durchflossene Schalter die ihm direkt nachgeordneten Schalter ab, ob der Kurzschluss auch in der nächsten, unteren Staffelebene auftritt: Tritt der Kurzschluss auch in der nachgeordneten Staffelebene auf, so verzögert der jeweils vorgeschaltete Schalter seine Auslösung, damit der dem Kurzschluss direkt vorgeschaltete Schalter genügend Zeit hat den Kurzschluss abzuschalten. Melden die Schalter der nachgeordneten Staffelebene keinen Kurzschluss, das heißt, befindet sich der Kurzschluss zwischen den beiden betrachteten Staffelebenen, so löst nach Ablauf der einprogrammierten Verzögerungszeit t ZSS von 50 ms einer der vorgeschalteten Schalter aus. Beispiel bezogen auf das Szenario in Grafik 2-8. Die Grafik zeigt den Teil einer Energieverteilungsanlage, die mit der Funktion ZSS ausgestattet wurde. Es sind sowohl SENTRON VL als auch SENTRON WL Leistungsschalter in verschiedenen Staffelebenen eingesetzt. Kurzschluss bei 3: Der Schalter -Q5 sowie -Q3 und -Q1 stellen einen Kurzschluss fest. -Q5 blockiert durch das ZSS-Signal den -Q3 und damit auch den -Q1, damit diese nicht in 50 ms auslösen. Da -Q5 seinerseits kein Blockiersignal eines untergeordneten Schalters bekommt, liegt es an ihm, den Kurzschluss schnellstmöglich abzuschalten. Passiert dies nicht, weil z.b. der Schalter durch einen Überstrom funktionsunfähig ist, löst -Q3 als Backup nach der zeitselektiven Einstellzeit von 150 ms aus. SENTRON WL -Q2 t s =200ms X4 ZSI SENTRON WL -Q1 t s =300ms 1 SENTRON WL -Q4 t s =60ms X4 ZSI SENTRON WL -Q3 t s =150ms ZSI X4 ZSI X4 X4 3 SENTRON WL -Q5 t s =80ms 3 ZSI Grafik 2-8 Die Grafik zeigt die Funktionsweise der ZSS-Funktion anhand eines Beispiels in der Energieverteilung auf. 2-28

44 Bild 2-15 Die Funktion des ZSS Moduls wird über Drehkodierschalter ausgewählt. Kurzschluss bei 2: -Q1 und -Q3 stellen den Kurzschluss fest, -Q5 stellt ihn nicht fest. Deshalb bekommt -Q3 auch kein Blockiersignal von -Q5, stellt seinerseits aber ein Blockiersignal für -Q1 bereit. Aufgrund dieser Information weiß -Q3, dass er dem Kurzschluss am nächsten liegt und löst mit einer Verzögerung von t S = 50 ms statt t sd = 150 ms aus. Zeitersparnis = 100 ms. Kurzschluss bei 1: Nur -Q1 stellt diesen Kurzschluss fest, bekommt auch kein Blockiersignal einer untergeordneten Staffelebene und löst deshalb nach t ZSS = 50 ms aus. Zeitersparnis = 250 ms. Die Funktion des ZSS kann für den Kurzschluss zwischen den Phasen (S), den Kurzschluss gegen Erde (G) oder für beide gleichzeitig (S+G) benutzt werden. Die Betriebsart wird über einen Drehkodierschalter eingestellt. Steht dieser in der Stellung OFF, ist die ZSS-Funktion ausgeschaltet. Das ZSS Modul stellt das Blockiersignal auch für die Mittelspannungsebene zur Verfügung. Die verwendete Physik des ZSS Moduls ist kompatibel zum 3WN6. Wird in der Energieverteilung ein Koppelschalter eingesetzt, so kann auch dieser mit der ZSS-Funktion ausgestattet und in das Konzept eingebunden werden. An den ZSS IN können bis zu 8, an den ZSS OUT bis zu 20 Leistungsschalter angeschlossen werden. Das ZSS Modul muss immer als erstes externes c Modul an das COM15 oder an X8 angeschlossen werden. Testfunktion In der Schalterstellung TEST am Drehkodierschalter werden die Ausgänge gesetzt (d.h. an andere Schalter ein Blokkiersignal gesendet). Beim Drücken der Taste TEST wechselt das ZSS Modul in den Testmodus. Der Testmodus wird durch die gelbe DEVICE-LED angezeigt. Das Auswählen der Ein- bzw. Ausgänge funktioniert wie bei den digitalen Ein-/Ausgangsmodulen. Wenn der Eingang des ZSS Moduls angewählt ist, kann durch Drücken und Loslassen der TEST-Taste der Eingang intern getoggelt werden. Wenn die Ausgänge angewählt sind, dann können durch Drücken und Loslassen der TEST- Taste die Ausgänge getoggelt werden. Eine Überprüfung der Verkabelung ist somit möglich. Technische Daten des ZSS Moduls Die aktivierten Ein- bzw. Ausgänge werden durch eine gelbe LED angezeigt. Das ZSS-Signal sollte über eine paarweise verdrillte Signalleitung von mindestens 0,75 mm 2 Querschnitt übertragen werden. Die maximale Länge darf 400 m nicht übersteigen. Empfohlener Leitungstyp: Geschirmte MSR-Leitung LSYCY (2 x 0,75 mm 2 ) Fabr. Siemens Betriebsspannung auf dem c min./max. (V) 19,2/28,8 Stromaufnahme aus dem c min./max. (ma) 31/61 Automatische Rücksetzung der Ausgänge nach spätestens Kürzeste Zeit des Anliegens des Blockiersignals an den Ausgängen LV Kürzeste Zeit des Anliegens des Blockiersignals an den Ausgängen MV Typische Auslösezeit inkl. aller Verzögerungen Maximale Anzahl der an ZSS IN anschließbaren Schalter 20 Maximale Anzahl der an ZSS OUT anschließbaren Schalter 8 Anzahl der maximal möglichen Module an einem c 1 Maximale Leitungslänge bei 2 x 0,75 mm 2 3 s 100 ms 500 ms ca. 80 ms 400 m Verlustleistung min./typ./max. (W) 0,8/1,76 Abmessungen B/H/T (mm) 70/86/95 Gewicht (kg) 0,223 Temperaturbereich ( C) 20/ Die gibt genauen Aufschluss über die technischen Daten des ZSS Moduls am c. 2-29

45 ZSI Grafik 2-9 Diese Grafik besteht aus zwei Teilen: Der obere Teil stellt einen Anschlussplan dar, wie die ZSS-Funktion bei Mehrfacheinspeisungen und mehreren Abgängen, auch mit 3WN6 zu verdrahten ist. Die untere Grafik zeigt die Beschaltung bei der Verwendung eines Koppelschalters. 2-30

46 SENTRON WL Externe Stromaufnahme eines SENTRON WL mit i Die Leistungsschalter SENTRON WL mit c sollen auch dann intern und extern kommunizieren und anzeigen, wenn die Hauptkontakte geöffnet sind. Deshalb ist es notwendig, eine externe Stromversorgung anzuschließen. Der Strombedarf ist dabei je nach Ausbaugrad/Optionen unterschiedlich. Allgemeines Die Wandler bei den Leistungsschaltern SENTRON WL bestehen aus zwei Teilen. Die Rogowski Spulen liefern die Stromwerte, die Energiewandler versorgen die Auslöser mit Energie. Bei Schaltern ohne zusätzliche externe Versorgung werden die Auslöser bereits ab 80 A dreiphasig für Baugröße 1 und 2 sowie ab 150 A dreiphasig für Baugröße 3 aktiviert und überwachen die Energieverteilung. Die Energie aus den Wandlern ist ausreichend, um bei dem Auslöser ETU45B nicht nur die Schutzfunktionen zu aktivieren, sie ist auch ausreichend, um das vierzeilige Display zu aktivieren. Lediglich für die Hintergrundbeleuchtung wird eine Hilfsenergie benötigt. Ist der c mit 24 V DC angeschlossen, so nimmt sich das Display der ETU45B die Energie aus dieser Spannung. Das vollgrafische Display der ETU76B benötigt zum Betrieb mehr Energie als der Energiewandler liefern kann. Deshalb funktioniert das Display der ETU76B nur dann, wenn eine externe c Versorgungsspannung angeschlossen ist. Die Schutzfunktionen sind davon nicht betroffen! Werden in einem Leistungsschalter SENTRON WL mehr c Komponenten eingesetzt als nur der Auslöser, so muss dieser Schalter mit einer externen 24 V DC Hilfsspannung versorgt werden. Der c besteht aus vier Adern, zwei für die Kommunikation und zwei für die 24 V DC-Energieversorgung. zur Berechnung der Stromaufnahme der c Module für ein c System c Modul Anzahl der Module pro c Max. Dauerstrom pro Modul aus dem c Auslöser ETU45B ma 2000 ma Auslöser ETU55B ma 2000 ma Auslöser ETU76B ma 2000 ma Messfunktion oder Messfunktion Plus ma 120 ma Breaker Status Sensor BSS 1 40 ma 110 ma COM15 PROFIBUS-Kommunikationsmodul ma 280 ma ZSI-Modul 1 50 ma 125 ma Digitales Ausgangsmodul mit Drehkodierschalter, Relaisausgänge ma 125 ma Digitales Ausgangsmodul mit Drehkodierschalter, Optokoppler ma 125 ma Digitales Ausgangsmodul konfigurierbar, Relaisausgänge ma 125 ma Digitales Ausgangsmodul konfigurierbar, Optokoppler 1 50 ma 125 ma Analoges Ausgangsmodul ma 800 ma Digitales Eingangsmodul ma 125 ma BDA oder BDA Plus ma 350 ma 2-23 Summe Max. Anlaufstrom pro Module aus dem c Zur Auswahl der geeigneten Spannungsversorgung für einen SENTRON WL Leistungsschalter mit c muss die Dauerstromentnahme und der max. Hochlaufstrom beachtet werden. Dazu dient diese. 2-31

47 Angeschlossen wird der c an der externen Klemme X8:1 bis X8:4, die + 24 V DC müssen an X8:3 und die Masse von 24 V DC an X8:4 angeschlossen werden. Um die richtige Spannungsversorgung auszuwählen, müssen zwei Punkte besonders beachtet werden. Zunächst muss anhand der vorhandenen c Module der maximale Dauerstrom, den die c Module aus der c Versorgung ziehen berechnet werden. Als zweite Größe muss noch die Einschaltspitze aller Module berechnet werden. Die Stromversorgung muss für eine Dauer von 100 ms die maximale Einschaltspitze tragen können. Gemäß dieser beiden Kenngrößen muss eine Spannungsversorgung ausgewählt werden. Natürlich können auch mehrere SENTRON WL Leistungsschalter an eine Spannungsversorgung angeschlossen werden. Dazu müssen aber die Summen der Dauerströme und Anlaufströme berücksichtigt werden. Aus dem Siemens Spektrum der SITOP Power Reihe können die entsprechenden Spannungsversorgungen ausgewählt werden. Beispiel: Ein Schalter besteht aus einer ETU45B, BSS, COM15, Messfunktion und einem Ausgangsmodul mit Relaiskontakten. Der maximale Dauerstrom beträgt 585 ma, der maximale Anlaufstrom 2635 ma. D.h. ein SITOP Power 2 ist ausreichend für die Energieversorgung. Auswahl einer geeigneten Spannungsversorgung aus dem SITOP-Spektrum Max. Dauerstrom Max. Anlaufstrom Typ Bestellnummer 0 bis 2 A bis 7 A bis zu 300 ms SITOP Power 2 6EP1331-2BA00 2 A bis 5 A bis 20 A bis zu 350 ms SITOP Power 5 6EP1333-2AA00 5 A bis 10 A bis 38 A bis zu 200 ms SITOP Power 10 6EP1334-2AA Für einen oder mehrere SENTRON WL kann eine Spannungsversorgung aus dem SITOP-Spektrum ausgewählt werden. Weitere technische Daten finden Sie im Katalog KT 10.1 oder in der Mall online ( 2-32

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49 SENTRON VL Kurzbeschreibung des SENTRON VL PROFIBUS-Anbindung mit dem COM10 Modul PROFIBUS-Anbindung mit SIMOCODE-DP

50 SENTRON VL Kurzbeschreibung Die Leistungsschalter SENTRON VL160X bis VL1600 erfüllen durch ihr kompaktes Design die hohen Anforderungen heutiger elektrischer Verteilungsanlagen. Sie sind sowohl mit thermisch-magnetischen Überstromauslöser (16 A bis 630 A) als auch mit elektronischem Überstromauslöser (63 A bis 1600 A) erhältlich. Abhängig von der gewünschten Vielfalt der Daten kann der SENTRON VL über das COM10 Modul oder über den SIMOCODE-DP an den PROFIBUS-DP angeschlossen werden. Kurzbeschreibung SENTRON VL Der Leistungsschalter, der in der Grundausführung für den Festeinbau konzipiert ist, lässt sich mit dem passenden Bausatz einfach in eine steckbare oder eine Einschub-Ausführung ändern. Die 3- und 4-polig erhältlichen Leistungsschalter SENTRON VL eignen sich insbesondere für Anwendungen im Bereich des Anlagen-, Motor- bzw. Generatorschutzes, bei Starterkombinationen oder als Leistungs-Trennschalter. Der SENTRON VL kann über das PROFIBUS-DP-Modul COM10 oder über SIMOCODE-DP am PROFIBUS-DP angeschlossen werden. Über den BDA bzw. BDA Plus (Breaker Data Adapter) ist es zusätzlich möglich, eine Kommunikation auf höherer Ebene (Ethenet/ Intranet/Internet) zu betreiben. Beide Vernetzungsarten gestalten sich denkbar einfach. Für erhöhte Sicherheit bei kritischen Prozessen sorgen Verriegelungs- und Abschließmöglichkeiten. Jegliches Zubehör, ob Hilfsauslöser, Motorantrieb SPS z.b. SIMATIC S7 Datenerfassung und -verarbeitung PC mit Switch ES Power Parametrierungstool über den PROFIBUS-DP Ethernet Intranet Internet Ausgabegerät z.b. Notebook mit Browser COM10 BDA BDA Plus SENTRON VL mit LCD ETU Grafik 3-1 Die Systemarchitektur des SENTRON VL erlaubt sowohl die Kommunikation über den PROFIBUS-DP als auch über den Breaker Data Adapter auf ein Notebook bzw. ins Ethernet/Intranet/Internet. Ein gemeinsames PROFIBUS-Profil zusammen mit den SENTRON WL ermöglicht die Nutzung von gemeinsamen Programmen, sowohl in einer SPS, als auch auf einem PC. 3-1

51 bis hin zur Kommunikation, ist einfach und schnell nachrüstbar. Überblick über das Zubehör Für die Leistungsschalter SENTRON VL ist zahlreiches Zubehör erhältlich. Es gibt Äußeres Zubehör, z.b. Überstromauslöser, PROFIBUS-DP-Modul COM10, Frontdrehantrieb. Äußeres Zubehör wird außerhalb des SENTRON VL montiert. Inneres Zubehör, z.b. Alarmschalter, Spannungsauslöser. Inneres Zubehör wird innerhalb des SENTRON VL unter der Frontplatte in sogenannten Taschen montiert. Dadurch wird kein zusätzlicher Platz benötigt. Die Taschen befinden sich links und rechts neben dem Kipphebel. Dabei ist zu beachten, das bestimmtes inneres Zubehör nur in bestimmten Taschen montiert werden darf (siehe Absatz Bestückung der Zubehörfächer )! Folgendes Bild zeigt eine Übersicht über das Zubehör: 1. Einschub-/Stecksockel 2. Einschubseitenteile 3. Phasentrennwände 4. Anschlussschienen für vergrößerten Polabstand 5. Gerade Anschlussschienen 6. Rundleiteranschlussklemme für Al/Cu 7. Rahmenklemme für Cu 8. Verlängerte Anschlussabdeckung 9. Standardanschlussabdeckung 10. Blend-/Abdeckrahmen für Türausschnitt 11. Motorantrieb mit Federspeicher 12. Frontdrehantrieb 13. Türkupplungsdrehantrieb 14. Leistungsschalter SENTRON VL 15. Internes Zubehör 16. Elektronischer Überstromauslöser 17. Thermisch/magnetischer Überstromauslöser 18. DI-Baustein RCD 19. Rückseitige Anschlüsse flach und rund 20. COM10 Kommunikationsmodul zum PROFIBUS-DP 21. Handprüfgerät für elektronische Auslöser Grafik 3-2 Das Bild zeigt einen Überblick über das verfügbare Zubehör des SENTRON VL. 3-2

52 Eigenschaften der Auslöser Grundsätzlich kann jeder Auslöser des SENTRON VL mit dem entsprechenden Zubehör kommunikationsfähig gemacht werden. Sie unterscheiden sich jedoch in ihrer Ausstattung (u.a. Display) und den Einstellmöglichkeiten der Schutzparameter (Drehkodierschalter, Tastatur, Software). Die thermisch-magnetischen Überstromauslöser sind für Bemessungsströme im Bereich von 16 A bis 630 A einsetzbar. Eine Kommunikation über den PROFIBUS-DP mit einem SENTRON VL mit thermisch-magnetischem Auslöser ist nur über den SIMOCODE-DP möglich. Werte z.b. für den Strom einzelner Phasen, abgelesen werden können. Bei den elektronischen Auslösern (ETU) ist für die PROFIBUS-DP-Anbindung der SIMOCODE-DP erforderlich. Bei den elektronischen Auslösern mit Display (LCD ETU) ist der Anschluss an den PROFIBUS-DP sowohl über SIMOCODE-DP, als auch mit Hilfe des PROFIBUS-DP-Moduls COM10 möglich. Das COM10 bietet dabei eine einfachere Installation, mehr Funktionen und höhere Flexibilität als SIMOCODE-DP. Die nachfolgende zeigt die Schutzfunktionen der verschiedenen Auslöser und deren Einstellbereiche auf. Die elektronischen Überstromauslösesysteme ETU und LCD ETU sind für Bemessungsströme im Bereich von 63 A bis 1600 A geeignet. Der Unterschied der ETU zur ETU mit LCD ist, dass bei der ETU die Einstellungen für Auslösestrom, Verzögerungszeit, etc. noch per Drehkodierschalter vorgenommen werden müssen. Beim SENTRON VL mit LCD ETU hingegen können die Einstellungen komfortabel über ein menügeführtes Display vorgenommen werden, worauf auch während des Betriebs aktuelle Auslöser TM ETU 10 ETU 12 ETU 20 ETU 22 LCD ETU 40 LCD ETU 40M LCD ETU 42 Ausführung Thermischmagnetisch elektronisch Elektronisch mit LCD-Anzeige Funktion LI LI LIG LSI LSIG LSI LSI LI, LS, LSI, LSIG Überlastschutz (L) Trägheitsgrad t R 2,5 30 2,5 30 2,5 30 2,5 30 2,5 30 Kurzzeitverzögerter Kurzschlussschutz (S) Verzögerungszeit t sd (ms) Unverzögerter Kurzschlussschutz (I) Erdschlussschutz (G) I n I n Thermisches Gedächtnis Phasenausfall In-Rush-Protection Kommunikationsfähig mit SIMOCODE-DP Kommunikationsfähig mit COM10 Modul Überblick über die Auslöser und ihre Eigenschaften

53 Bestückung der Zubehörfächer Unter der anthrazitfarbenen Abdeckung in der Mitte der SENTRON VL Leistungsschalter befinden sich zwei Zubehörfächer in die zusätzliche Module integriert werden können. Zur Verfügung stehen Spannungsauslöser, Unterspannungsauslöser, Hilfsund Alarmschalter. Spannungsauslöser Der Spannungsauslöser wird zum Fernauslösen des Leistungsschalters verwendet. Die Spule des Spannungsauslösers ist für Kurzzeitbetrieb ausgelegt. Eine Spulenabschaltung ist intern eingebaut. Unterspannungsauslöser Der Leistungsschalter kann erst eingeschaltet werden, wenn der Unterspannungsauslöser an Spannung liegt. Liegt keine Spannung am Unterspannungsauslöser führt ein Betätigen des Schalters zu Leerschaltungen. Diese sollten mit Rücksicht auf die Lebensdauer des Leistungsschalters vermieden werden. Hilfsschalter Hilfsschalter werden zum Melden der Stellung EIN/AUS verwendet. Alarmschalter Die Alarmschalter melden die mechanische Stellung TRIPPED. Diese wird erreicht, wenn der Leistungsschalter durch eine Überstromsituation, z.b. Überlastung oder Kurzschluss, ausgelöst wurde. Sie werden jedoch auch aktiviert, wenn der Leistungsschalter durch einen Spannungs- oder Unterspannungsauslöser ausgelöst wurde. Bestückung bei den Leistungsschaltern VL160 bis VL250 Die linke Tasche enthält den Auslösemagneten mit den Ein/Aus-Meldekontakten. Die Ein/Aus-Meldekontakte sind direkt mit der LCD ETU verbunden. Die rechte Tasche muss einen Alarmschalter enthalten. Dieser muss direkt mit dem COM10 verbunden werden und meldet, dass sich der Schalter in Position Tripped befindet. Hinweis Die rechte Tasche kann nicht anders belegt werden, z.b. mit einem Unterspannungsauslöser! Soll der SENTRON VL mit Kommunikation und einem Spannungsauslöser bzw. Unterspannungsauslöser betrieben werden, gibt es zwei Möglichkeiten: Auf den Alarmschalter verzichten und den Zustand Tripped softwaremäßig in der SPS generieren. Wird beim Einschalten über die Kommunikation bzw. bei einem Erkennen des Ein-Zustandes der Auslösegrund der letzten Auslösung jeweils zurückgesetzt, dann kann anhand eines später folgenden Neueintrages des Auslösegrundes in der Statusinformation im zyklischen Telegramm und der gleichzeitigen Aus-Meldung auf eine Auslösung geschlossen werden. Einen 4-poligen Leistungsschalter verwenden, der eine weitere Tasche zur Aufnahme des Alarmschalters besitzt. Grafik 3-3 Bestückungsmöglichkeiten der isolierten Zubehörfächer. Leistungsschalter ab VL400 Der Auslösemagnet ist in der LCD ETU enthalten. Zwei Drähte führen in die linke Tasche. Dort muss ein Hilfsschalter eingebaut werden, der über die LCD ETU Ein / Aus meldet. Dort kann auch der notwendige Alarmschalter eingebaut werden. Dieser ist direkt mit dem COM10 verbunden und meldet, dass 3-4

54 sich der Schalter in Position Tripped befindet. Der Alarmschalter kann auch in die rechte Tasche eingebaut werden. Ermittlung des Stromes im Neutralleiter und gegen Erde Der Erdschlussauslöser G erfasst Fehlerströme, die durch die Erde abfließen und Brände in der Anlage verursachen könnten. Mehreren in Reihe geschalteten Leistungsschaltern kann durch die einstellbare Verzögerungszeit eine gestaffelte Selektivität zugewiesen werden. Die folgenden Messmethoden können angewendet werden, um Neutralleiter- und Erdschlussströme zu erfassen: Vektorielle Summenstrombildung Erdschlusserfassung in symmetrisch belasteten Systemen Die drei Phasenströme werden über die vektorielle Summenstrombildung ausgewertet. Bei 4-poligen Leistungsschaltern ist der 4. Stromwandler für den Neutralleiter intern installiert. Direkte Erfassung des Erdschlussstromes über einen Stromwandler im geerdeten Sternpunkt des Transformators Der Stromwandler ist direkt im geerdeten Sternpunkt des Transformators installiert. 3-polige Leistungsschalter, Stromwandler im geerdeten Sternpunkt des Transformators. Erdschlusserfassung in unsymmetrisch belasteten Systemen Der Neutralleiterstrom wird direkt gemessen und bei den 3-poligen Schaltern nur für den Erdschlussschutz, bei den 4-poligen Schaltern auch für den Neutralleiter-Überlastschutz ausgewertet. Der Überstromauslöser berechnet über die vektorielle Summenstrombildung den Erdschlussstrom der drei Phasenströme und des Neutralleiterstromes. 3-polige Leistungsschalter, Stromwandler im Neutralleiter. 3-5

55 COM10 vs. SIMOCODE-DP Um Daten der SENTRON VL Leistungsschalter über den PROFIBUS-DP zu übertragen, gibt es zwei Möglichkeiten, erstens über das COM10 und zweitens über den SIMOCODE-DP. Die Varianten unterscheiden sich vor allem im Datenumfang, in der Flexibilität, im Installationsaufwand und in den Kosten. Übertragbare Daten Auslöser + SIMOCODE Befehle: Ein- bzw. Ausschalten (in Verbindung mit Motorantrieb) Warn- und Auslösespeicher löschen min./max. Messwerte löschen Wartungsinformationen löschen Anschluss über das COM10 Modul Das COM10 Modul wird an die LCD ETU des SENTRON VL angeschlossen. Über diese Verbindung werden alle verfügbaren Daten (siehe unten) aus dem Auslöser ausgelesen und über den Bus zur Verfügung gestellt. Diese Möglichkeit stellt die direkte Kommunikation des SENTRON VL an den LCD ETU + COM10 BDA bzw. BDA Plus Betriebszustände: EIN- bzw. AUS-Status Ereignismeldungen: Ausgelöstmeldung Ausgelöstmeldungen mit Auslöseursache, Auslösestrom und Zeitstempel Warnmeldung (z.b. Überlast) Warnmeldungen mit Zeitstempel (z.b. Überlast, Phasenunsymmetrie Strom, usw.) Schwellwertüberschreitung mit Zeitstempel (z.b. Phasenströme) Messwerte: Max. Phasenstrom einer Phase Phasenströme mit min./max. Wert und Zeitstempel Neutralleiterstrom mit min./max. Wert und Zeitstempel Parameterwerte: LCD ETU lesen / schreiben Einstellwerte SIMOCODE-DP Wartungsinformationen: Anzahl und Art der Auslösungen LSIG Anzahl der Schaltspiele Betriebsstunden Daten zur Geräteidentifikation: Art des Auslösers: LSIG 3- / 4-poliger Schalter Current Sensor Rating Serien-Nr. des Auslösers SW-Version des Auslösers und des COM10 Uhrzeitsynchronisation ZSS-Funktionalität 3-2 ohne min./max. Anbindung der unterschiedlichen Auslöser des SENTRON VL an den PROFIBUS-DP über den SIMOCODE-DP und das COM10. PROFIBUS-DP dar. Die mechanische Stellung der Hauptkontakte muss separat über einen Alarmschalter an das COM10 angeschlossen werden, um eine Ausgelöstmeldung zu erhalten. Für den Anschluss an das COM10 muss der SENTRON VL Leistungsschalter mit einer LCD ETU ausgerüstet sein. Anschluss über den SIMOCODE-DP Die Alternative über den SIMOCODE-DP stellt eine indirekte Kommunikation zum SENTRON VL dar. Eine direkte Kommunikationsbeziehung zum Auslöser besteht nicht. Der Maximalstrom wird durch die im SIMOCODE-DP integrierten Wandler ermittelt und in Prozentanteilen des Einstellstromes übermittelt. Über die Eingänge des SIMOCODE-DP werden die Schalterzustände über die Hilfs- und Alarmschalter auf den PROFIBUS-DP gelegt. Die Ausgänge des SIMOCODE-DP können genutzt werden, um über einen optionalen Motorantrieb den Schalter ein- bzw. auszuschalten. Anschluss über den BDA Der BDA wird direkt an die LCD ETU angeschlossen. Es werden alle Daten des Auslösers und bei vorhandenem COM10 auch teilweise dessen Daten an den BDA kommuniziert. Eine zusätzliche Spannungsversorgung des BDA ist notwendig und versorgt auch die LCD ETU mit der notwendigen Energie. Die Daten des Leistungsschalters werden zusammen mit der notwendigen Software zum Anzeigen aus dem BDA zum PC übertragen. Ein Browser mit JAVA reicht aus, um die zur Verfügung stehenden Daten des SENTRON VL anzuzeigen und ggf. Parameter einzustellen. Beim BDA besteht die Verbindungsstrecke vom BDA zum PC aus einem Nullmodemkabel, beim BDA Plus steht zusätzlich eine Ethernet- Schnittstelle für den direkten Zugriff auf den BDA aus dem Ethernet/Intranet/Internet zur Verfügung. Im Kapitel 6 befindet sich eine detaillierte Beschreibung des BDA bzw. des BDA Plus. 3-6

56 SENTRON VL Anschluss über das PROFIBUS-DP-Modul COM10 Mit dem COM10 kann der SENTRON VL Leistungsschalter über den PROFIBUS-DP zeitgleich mit zwei Mastern Daten austauschen. Das erleichtert insbesondere die Inbetriebnahme mit Parametrier- und Diagnosewerkzeugen wie Switch ES Power sowie von Bedien- und Beobachtungssystemen (z.b. WinCC) für den SENTRON VL. einer Störung nachverfolgen zu können. Die Uhr kann über einen einfachen Mechanismus mit der Uhr des Automatisierungssystems synchronisiert werden. Die Funktionalität der zeitverkürzten Selektivitätssteuerung ZSS ist im COM10 realisiert und kompatibel zum SENTRON WL und 3WN6/3WN1. Datenaustausch mit dem COM10 Das COM10-Modul für den SENTRON VL ermöglicht den Anschluss des Leistungsschalters an den PROFIBUS-DP. Es unterstützt die PROFIBUS-Protokolle DP und DPV1 und kann damit mit 2 Mastern gleichzeitig kommunizieren. Das erleichtert insbesondere die Inbetriebnahme von Parametrier- und Diagnosewerkzeugen wie Switch ES Power. Nach der Projektierung und dem Anlauf kommuniziert das COM10 mit dem PROFIBUS-Master Klasse 1 über das zyklische Telegramm. In diesem stehen drei Basistypen mit variablen Inhalten zur Verfügung. Zusätzlich können vom Anwenderprogramm (PC und/oder SPS) aus größere Datenblöcke, die sogenannten Datensätze, auf Anfrage angefordert werden. Durch die Vorbelegung in den Basistypen wird ein Anschluss LCD ETU einfacher und schneller Einstieg/ Inbetriebnahme sichergestellt, durch die Flexibiliät werden auch die Anforderungen an komplexere Systeme erfüllt. Das mit dem SENTRON WL gemeinsame PROFIBUS Profil ist in Kapitel 4 beschrieben, die Datensätze sind in Kapitel 7 Datenbibliothek aufgelistet. Durch einen Hardwarepin ist möglich, den steuernden/schreibenden Zugriff auf den Leistungsschalter über Hardware und Software zu verriegeln, falls dies aus Sicherheitsgründen notwendig ist. Z.B. um das Schalten über PROFIBUS-DP (Hand-/Automatikbetrieb) oder das Ändern von Parametern zu unterbinden. Alle wichtigen Ereignisse erhalten von der integrierten Uhr einen Zeitstempel, um beispielsweise den exakten Verlauf Anschlussklemmen Anschluss PROFIBUS-DP Einstellen der PROFIBUS-Adresse des COM10 Bei der Konfiguration des COM10 für den Datenaustausch ist zu beachten, dass das COM10 standardmäßig mit der PROFIBUS-DP-Adresse 126 ausgeliefert wird. Diese muss dann bei der Konfiguration des Systems vom Anwender geändert werden (z.b. mit BDA, Switch ES Power oder mit dem Display der LCD ETU). Ändern der Adresse des COM10 (SENTRON VL) mit dem LCD-Menü Die PROFIBUS-DP-Adresse des COM10 kann auch lokal mit Hilfe des Menüs der LCD ETU des SENTRON VL ausgelesen und verändert werden. Dazu muss aus der Stromanzeige das Menü mit ESC und danach mit ENTER geöffnet werden. Danach mit den Auf/Ab-Tasten den Punkt Ändern Sollwerte und wiederum in diesem Unterverzeichnis "Kom Aendern Adresse" auswählen. Danach kann die Adresse mit den Auf/Ab-Tasten eingestellt und bestätigt werden. Die weiteren Möglichkeiten zur Änderung der PROFIBUS-Adresse sind im Kapitel 4 beschrieben. LEDs SENTRON VL PROFIBUS COM10 STATUS Anschlussklemmen Bild 3-1 Das PROFIBUS-DP-Modul COM10 des SENTRON VL von vorne gesehen mit den Anschlüssen und LEDs. Bild 3-2 Einstellen der Adresse über das LCD ETU-Menü des SENTRON VL Leistungsschalters. 3-7

57 ZSS-Anschlüsse X SENTRON VL mit LCD ETU X PROFIBUS Schreibschutz V DC Alarmschalter Mechanisches Ausgelöstsignal Grafik 3-4 Diese Grafik zeigt den prinzipiellen Anschluss des COM10 an einen SENTRON VL inkl. der LEDs und des PROFIBUS-Schreibschutzes DPWriteEnable. Zusätzlich zur Kommunikationsverbindung zwischen dem Auslöser und dem COM10 wird zur Übertragung der TRIP-Position eine 2-adrige Verbindungsleitung benötigt. Anschlussbelegung Das COM10 muss zum Betrieb mit 24 V DC versorgt werden, die an den Klemmen X14.9/X14.10 (Masse) und X14.11/X14.12 (+) angelegt werden müssen. Diese Spannung wird über die Kommunikationsleitung zum LCD ETU (Auslöser) weitergeschleift, so dass dieser auch bei geöffneten Hauptkontakten in Betrieb ist und das LCD-Menü zur Verfügung steht. Ohne diese Versorgung wäre die LCD ETU nicht in der Lage, bei fehlender Eigenversorgung Diagnoseinformationen, wie z.b. der Grund der letzten Auslösung, zu kommunizieren. An die Anschlüsse X14.15 und X14.16 wird der Alarmschalter angeschlossen, der in einer der Taschen des SENTRON VL eingebaut ist und das mechanische Ausgelöstsignal an das COM10 meldet. PROFIBUS-Aufbaurichtlinien Das COM10 ist gemäß den Aufbaurichtlinien für PROFIBUS-DP/FMS (Bestellnummer 2.111), herausgegeben von der PROFIBUS-Nutzer-Organisation (PNO, aufzubauen. Vor allem zu beachten ist dabei der Potentialausgleich und die Schirmung. PROFIBUS-DP-Schreibschutz (DPWriteEnable) In realen Anwendungsfällen in der Energieverteilung ist es erforderlich, den Schreibzugriff über PROFIBUS vorübergehend oder permanent zu sperren. Für die Einstellung der PROFIBUS- DP-Adresse und der Auslöserwerte, ist darauf zu achten, dass der Fernzugriff möglich ist. Dazu müssen die Eingänge X14.17 und X14.18 (DPWriteEnable) am COM10 gebrückt oder über einen Schalter geschlossen werden. Ist das nicht der Fall, so können keine Einstellungen in das COM10 und in die LCD ETU geschrieben werden. Außerdem ist keine Bedienung des Motorantriebs über PROFIBUS-DP möglich. Wenn das COM10 mit 24 V DC versorgt wird, versorgt es auch den Auslöser LCD ETU, auch wenn dieser nicht stromdurchflossen ist. Damit kann die LCD ETU verstellt werden, ohne das die Anlage eingeschaltet werden muss. Kommunikationsverbindung zur LCD ETU Auf der nachfolgenden Seite ist beschrieben, wie die Kommunikationsverbindung vom COM10 zum SENTRON VL mit LCD ETU aufzubauen ist. 3-8

58 Bei den Schaltern von VL400 bis VL1600 ist der Mikroschalter für die EIN/AUS-Position nicht im Maglatch enthalten, wie dies bis zum VL250 der Fall ist. Für die Übertragung des EIN/AUS-Zustands muss in der linken Tasche deshalb ein Hilfsschalter eingebaut und mit den zwei blauen Adern kontaktiert werden. Je nach Baugröße muss der Alarmschalter für die TRIP-Posi- Grafik 3-5 Diese Grafik erläutert den Anschluss des Hilfsschalters, der die EIN/AUS-Position des Schalters vom VL400 bis zum VL1600 meldet. Bei den kleineren Baugrößen befindet sich der Hilfsschalter direkt am Maglatch in der linken Tasche und übermittelt die Position über die Maglatch-Schnittstelle an den Auslöser. 3-9

59 3VL9 0008AQ10 für: VL400 VL630 VL800 3VL9 0008AQ30 für: VL160 VL250 VL1250 VL1600 Verlängerungskabel 3VL9 0008AQ20 Feldbuskabel für PROFIBUS-DP mit 9-poliger SUB-D-Buchse am COM10 Grafik 3-6 Je nach verwendetem SENTRON VL Schalter müssen unterschiedliche Anschlussstecker verwendet werden. Diese liegen jedem COM10 Set bei. Bei Bedarf kann die Kommunikationsstrecke mit Hilfe des Verlängerungskabels verlängert werden. 3-10

60 Anschluss des optionalen Motorantriebs Soll der Leistungsschalter auch über den Bus ein- oder ausgeschaltet werden, so ist hierfür der elektrische Motorantrieb mit Federspeicher erforderlich. Hinweis Für die Remote-Funktion muss der Kontakt zwischen X14.17 und X14.18 geschlossen sein! Ohne diese Brücke kann über den PROFIBUS-DP der SENTRON VL nicht ein- bzw. ausgeschaltet werden. X14.22 X14.21 X14.20 Hinweis: Für das Schalten über PROFIBUS-DP muss sich der Motorantrieb im Automatikbetrieb befinden! X20.3 X V 0 V DC Nähere Informationen zum Einbau des Motorantriebs befinden sich in der Montageanleitung zum Motorantrieb. L1 + L1 - GND X20.4 X20.1 X20.5 M Motor COM10 extern L2 X V S2A X20.2 X14.20 S2B X20.3 X14.21 L1+ X20.4 X14.22 PE X20.5 GND 3-3 zum Anschluss des Motorantriebs. Grafik 3-7 Anschlussplan zum Verbinden des COM10 an den Motorantrieb. Technische Daten des COM10 Betriebsspannung min./max. (V) Stromaufnahme inkl. angeschlossener LCD ETU bei 24 V DC (ma) 18/ Verlustleistung min./max. (W) 1,5/4,1 Temperaturbereich min./max. ( C) 20/ Die gibt Aufschluss über die technischen Daten des COM10 PROFIBUS-Moduls. Bild 3-3 Soll der SENTRON VL über das COM10 geschaltet werden, dann muss der Motorantrieb auf AUTO stehen. 3-11

61 LED-Anzeigen am COM10 Zur Überwachung, ob das COM10 betriebsbereit ist und ein Datenaustausch stattfindet, sind drei Leuchtdioden mit den Bezeichnungen SENTRON VL, PROFIBUS und COM10 STATUS auf der Frontblende des COM10 untergebracht. Daran lassen sich die in den nebenstehenden n erklärten Betriebszustände ablesen. ZSS-Funktion des COM10 Moduls ZSS bedeutet zeitverkürzte Selektivitätssteuerung (ZSI = Zone Selective Interlocking). Die ZSS-Funktion bietet volle Selektivität bei einer äußerst kurzen Verzögerungszeit von maximal 100 ms, unabhängig von der Anzahl der Staffelebenen und dem Ort des Kurzschlusses in der Verteilungsanlage. Der Vorteil wird um so größer, je mehr Staffelebenen in ausgedehnten Anlagen vorhanden sind und je länger die dadurch erforderlichen Verzögerungszeiten bei der üblichen Zeitstaffelung werden. Durch diese Verkürzung der Abschaltzeit durch ZSI werden die im Kurzschlussfall in der Schaltanlage auftretenden Beanspruchungen und Schäden wesentlich verringert. Leuchtdiode SENTRON VL Aus Rot Grün 3-5 Bedeutung Keine Spannung am COM10 Keine Kommunikation mit SENTRON VL Kommunikation mit SENTRON VL aufgebaut Die LED SENTRON VL gibt Aufschluss über den Aufbau der Kommunikation mit einem SENTRON VL. Leuchtdiode PROFIBUS Aus Rot Grün 3-6 Bedeutung Keine Spannung am COM10 Busfehler keine Kommunikation mit Master Klasse 1 PROFIBUS-Kommunikation funktioniert zyklischer Datenverkehr mit Master Klasse 1 Die LED PROFIBUS gibt Aufschluss über den Zustand der PROFIBUS-DP-Kommunikation des COM10. Leuchtdiode COM10 STATUS Aus Rot Grün blinkend 3-7 Bedeutung Keine Spannung am COM10 Interner Fehler keine Kommunikation möglich Interner Selbsttest ohne Fehler abgeschlossen Die LED COM10 STATUS gibt Aufschluss über den Zustand des COM10. Arbeitsweise In einer aus mehreren Staffelebenen bestehenden Verteilungsanlage die ZSI verwendet, fragt im Kurzschlussfall jeder vom Kurzschluss durchflossene Schalter die ihm direkt nachgeordneten Schalter ab, ob der Kurzschluss auch in der nächsten, unteren Staffelebene auftritt: Tritt der Kurzschluss auch in der nachgeordneten Staffelebene auf, so verzögert der jeweils vorgeschaltete Schalter seine Auslösung, damit der dem Kurzschluss direkt vorgeschaltete Schalter genügend Zeit hat den Kurzschluss abzuschalten. Melden die Schalter der nachgeordneten Staffelebene keinen Kurzschluss, das heißt, befindet sich der Kurzschluss zwischen den beiden betrachteten Staffelebenen, so löst nach Ablauf der einprogrammierten Verzögerungszeit t ZSI von 100 ms einer der vorgeschalteter Schalter aus. Bei Verwendung der ZSS-Funktion, ist der ZSS-Ausgang (ZSI OUT) am COM10 mit einem ZSS-Eingang (ZSI IN) des COM10 der übergeordneten Staffelebene zu verbinden. Bei Aufbau der ZSS-Struktur gibt es drei verschiedene Möglichkeiten: Möglichkeit 1: Möglichkeit 1 zeigt die Schalter auf der untersten Ebene (Ebene 3) mit COM10, die über die ZSI-Anschlüsse verbunden sind. In der Ebene 3 werden in den LCD ETUs nur ZSI OUT eingestellt. Durch die ODER-Verknüpfung der einzelnen Signale und durch die Einstellung nur ZSI OUT wird ein in der Ebene 3 auftretendes ZSI-Signal an die übergeordnete Ebene weitergegeben. In den Ebenen 1 und 2 werden die LCD ETUs auf ZSI IN&OUT eingestellt. Möglichkeit 2: Ebene 3 ist eingestellt auf nur ZSI OUT ; in Ebenen 1 und 2 wird der Modus ZSI IN&OUT verwendet. Möglichkeit 3: Die Einstellungen entsprechen denen in Möglichkeit 1 und 2. Hinweis: An jeden ZSS-Eingang am COM10 kann maximal eine Leitung angeschlossen werden. Es können pro COM10 maximal drei weitere Signale von anderen COM10 erfasst werden. Die Verbindung zwischen den ZSS- Schnittstellen wird mit einer verdrillten Zweidrahtleitung (Twisted Pair) hergestellt, deren Länge 10 Meter nicht überschreiten darf. 3-12

62 Beim SENTRON VL greift die ZSS nur bis zur Höhe des maximalen Kurzschlussstromes des vom Kurzschluss durchflossenen Schalters. Übersteigt der Kurzschlussstrom diesen zulässigen Maximalwert erfolgt eine unverzögerte Auslösung des Schalters. A B C D Twisted Pair max. 10 m Technik 2 Technik 1 Technik 3 Grafik 3-8 Die drei verschiedenen Anschlusstechniken der ZSS-Funktion des COM

63 SENTRON VL Anschluss über den SIMOCODE-DP Eine weitere Möglichkeit, Daten des SENTRON VL auf den PROFIBUS zu übertragen, ist der Anschluss an einen SIMOCODE-DP. Diese Variante bietet weit weniger Daten, da keine direkte Verbindung zum Auslöser besteht. Sie ist deshalb aber auch für die Auslöser ETU (Elektronik) und TM (Thermisch-magnetisch) anwendbar. AS L1 L2 L3 Verbraucher z.b. 230 V AC 24V 0V DC SENTRON VL HS A1 A2 T1 T SIMOCODE-DP B A PE L2 + Ready Bus Gen. Fault M X20.2 X20.1 X20.4 X20.5 X20.3 L1 - L2 + GND Anschluss an den SIMOCODE-DP Die Alternative über den SIMOCODE-DP stellt eine indirekte Kommunikation zum SENTRON VL dar. Eine direkte Kommunikationsbeziehung zum Auslöser besteht nicht. Der Maximalstrom wird durch die im SIMOCODE-DP integrierten Wandler ermittelt und in Prozentanteilen des Einstellstromes übermittelt. Über die Eingänge des SIMOCODE-DP werden die Schalterzustände über die Hilfs- (Ein/Aus) und Alarmschalter (Ausgelöst) auf den PROFIBUS-DP gelegt. Die Ausgänge des SIMOCODE-DP können genutzt werden, um über einen optionalen Motorantrieb den Schalter einbzw. auszuschalten. Der SIMOCODE-DP ist nur bis zu einer Baugröße von 800 A verfügbar. Soll ein größerer SENTRON VL angeschlossen werden, muss ein zusätzlicher Stromwandler eingesetzt werden. Für die Erfassung des Stromes muss der SIMOCODE-DP in die Hauptstrombahnen eingebaut werden, was gegenüber der COM10 Lösung als Nachteil (Platzbedarf, Verdrahtungsaufwand) gesehen werden muss. Die Zuordnung der Ein- bzw. Ausgänge sowie des maximalen Phasenstromes geschieht mit Hilfe der Software Win-Simocode-DP. Eine vordefinierte Parameterdatei kann unter link.exe heruntergeladen werden. Weitere Informationen über die PROFIBUS-DP-Konfiguration des SIMOCODE-DP befinden sich im SIMOCODE-DP-Handbuch, Bestellnummer 3UF AA00-0. Grafik 3-9 Schaltplan zum Anschluss des SENTRON VL an das Motorschutz- und Steuergerät SIMOCODE-DP. 3-14

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65 PROFIBUS-Kommunikation mit SENTRON WL und SENTRON VL Einbindung der Leistungsschalter in ein Automatisierungssystem PROFIBUS-Profil der SENTRON Leistungsschalter Datenaustausch über DPV1 Diagnose Programmierbeispiele

66 PROFIBUS-DP-Kommunikation mit SENTRON WL und SENTRON VL Einbindung in ein Automatisierungssystem Für die Einbindung der SENTRON Leistungsschalter in ein Automatisierungssystem gibt es vielseitige Möglichkeiten. Der Neueinsteiger wird vor allem die schnellen und einfachen Startoptionen schätzen, während die Bedürfnisse des professionellen Nutzers durch die flexiblen Mechanismen voll erfüllt werden. Ein gemeinsames Profil (Art und Inhalt der Datenübertragung) für SENTRON WL und SENTRON VL ermöglicht zudem die Nutzung von identischen Programmen auf der Automatisierungs- und PC-Ebene. Kommunikationsmöglichkeiten In den vorangegangenen Kapiteln wurden die PROFIBUS-DP-Module COM15 für den SENTRON WL und COM10 für den SENTRON VL kurz vorgestellt. Beide Module sind Schnittstellen der Leistungsschalter mit der Informationswelt. Dabei verhalten sich COM15 und COM10 aus Sicht des PROFIBUS-DP absolut identisch. Dies hat den Vorteil, dass für alle Leistungsschalter von 16 A bis 6300 A eine gemeinsame GSD (Gerätestammdatei) zur Einbindung in PROFIBUS-DP-Systeme benutzt werden kann. Eine Unterscheidung kann und muss nicht vorgenommen werden. Natürlich besteht bei einem identischen PROFIBUS-DP-Profil die Möglichkeit, den angesprochenen Leistungsschalter im Detail zu identifizieren (z.b. Gerätebeschreibung, Bestellnummer, Prüfdatum etc.). Grafik 4-1 Im Bild sind die verschiedenen Kommunikationsmöglichkeiten in einem Chart wiedergegeben. Ein Master Klasse 1 ist der sogenannte Projektierungsmaster, der im Anlauf dem Slave entweder die Einstellungen aus der GSD-Datei oder aus dem Objektmanager übermittelt. 4-1

67 Ein weiterer grosser Vorteil eines gemeinsamen Kommunikationsprofils ist die Nutzung identischer Software für Automatisierungssysteme, PCs und für Bedien- und Beobachtungssoftware wie WinCC. Als Grundlage des Profils diente das bei der PNO (PROFIBUS-Nutzer-Organisation) hinterlegte und genormte Profil für Leistungsschalter (PNO-Profile 3.122). Kommunikation mit einem PROFIBUS-DP-Master Klasse 1 Ein Master Klasse 1 ist der sogenannte Projektierungsmaster, der im Anlauf bestimmt, in welchem Modus der Slave kommunizieren soll. Ein Master Klasse 1 ist in den meisten Fällen eine SPS, z.b. eine SIMATIC S7 mit PROFIBUS-DP- Schnittstelle. Es gibt dabei zwei Arten der Projektierung: über eine GSD-Datei über einen Objektmanager Beide Projektierungen werden auf den nachfolgenden Seiten im Detail erklärt. Wichtig ist aber, dass unabhängig von der gewählten Projektierung immer die Möglichkeit besteht, zusätzlich eine Kommunikation mit DPV1 aufzunehmen und azyklisch Datensätze zu lesen oder zu schreiben. Kommunikation mit einem PROFIBUS-DP-Master Klasse 2 Meistens sind PCs mit PROFIBUS-DP- Karten Master Klasse 2, z.b. bei Verwendung von Switch ES Power. Die Kommunikation mit einem Master Klasse 2 erfolgt immer über DPV1. Einbindung mit der GSD-Datei Eine stets aktuelle Version der GSD-Datei für die SENTRON Leistungsschalter kann von der A&D Service and Support Homepage downgeloaded werden. link.exe In der blauen Titelzeile auf Suchen drücken, sentron gsd eingeben und auf go drücken. Im Suchergebnis enthält die Datei 3WL_3VL.zip alle benötigten Dateien. Die Geräteparameter werden mit einem Projektierungstool projektiert, welches jeder PROFIBUS-DP-Master besitzt. Bei Verwendung einer SIMATC S7 als Master ist dies HW Konfig des SIMATIC STEP7- Pakets. Handelt es sich nicht um eine SIMATIC S7, so kann masterabhängig z.b. mit COM PROFIBUS projektiert werden. GSD installieren Wenn die GSD-Datei, die die Geräte- Stamm-Daten des Leistungsschalters enthält, noch nicht installiert ist, muss diese vorab in das Projektierungstool eingebunden werden. Um die GSD-Datei in die SIMATIC-Entwicklungsumgebung einzubinden, steht der Hardware Konfigurationseditor HW Konfig zur Verfügung. Hierfür muss im SIMATIC-Manager das Objekt Hardware geöffnet werden. Dort befindet sich in der Menüleiste Extra die Option Neue GSD installieren.... Anschließend muss die Quelle, z.b. Diskette, und die Datei Siem80C0.gs* gewählt werden. Der Platzhalter * steht für den jeweiligen Sprachindex, g = deutsch, e = englisch. Danach steht der SENTRON WL/VL für die weitere Projektierung im HW-Katalog, unter PROFI- BUS-DP\Weitere Feldgeräte\Schaltgeräte, zur Verfügung. Hinweis: Die GSD-Datei ist sowohl für den DP-Norm, wie auch für den erweiterten Datenaustausch mit DPV1 einsetzbar. Nicht vorgesehen ist das Parametrieren von gerätespezifischen Parametern während der Anlaufphase über PROFIBUS-DP. Sollte dies erforderlich sein, muss mit Hilfe des Objektmanagers von Switch ES Power der SENTRON WL/VL als S7-Slave eingebunden werden. Natürlich kann man auch Parametereinstellungen über das S7-Programm steuern. Hierfür stehen geeignete Systemfunktionen zur Verfügung, die Datensätze über den DPV1-Kanal an den Slave übertragen. Mastersystem erzeugen Zuerst muss mit dem Konfigurationseditor HW Konfig ein DP-Mastersystem erzeugt werden. Vergeben einer Masteradresse zwischen (z.b. 11) Auswahl der gewünschten Übertragungsgeschwindigkeit (z.b. 1,5 Mbit/s) Auswahl des Profils PROFIBUS-DP Hinweis: Je nach PROFIBUS-DP-Konfiguration könnte es sein, dass weitere Einstellungen im Mastersystem erforderlich sind. Auf diese wird hier nicht näher eingegangen. Slave einfügen und adressieren Zuerst im Hardware Katalog den SENTRON WL/VL auswählen und per Drag&Drop auf das Mastersystem ziehen. Hinweis: Bei Anwahl vom Slave SENTRON WL/VL wird als Information nur eine MLFB Nummer (z.b. 3WL9111-0AT15-0AA0) angezeigt. Funktional hat das keine Auswirkungen. Anschließend muss ein Basistyp ausgewählt und mit OK bestätigt werden. Zum Betrieb des Slaves am PROFIBUS-DP ist es noch notwendig, eine an diesem PROFIBUS-DP-Strang einmalige Adresse zu vergeben und einzustellen. Sollen an den Eigenschaften Änderungen vorgenommen werden, muss dies nach dem Auswählen des Slaves mit dem Aufruf von Eigenschaften DP-Slave durchgeführt werden. 4-2

68 Bild 4-1 Mit dem Konfigurationstool von STEP7 HW Konfig können sowohl das Automatisierungssystem der S7 als auch deren Feldbusse konfiguriert werden. Um einen SENTRON Leistungsschalter einzufügen, muss entweder eine CPU mit integrierter PROFIBUS-DP- Schnittstelle oder eine PROFIBUS-DP-CP-Karte im Rack konfiguriert und PROFIBUS-DP zugewiesen sein. Hinweis: Die Einstellungen in der Registerkarte Hex-Parametrierung brauchen in unserem Fall nicht berücksichtigt werden. Die PROFIBUS-DP-Adressen 0 und 126 können nicht vergeben werden. Adresse 0 ist für das PG vorgesehen (Master Klasse 2) und 126 dient vorwiegend für IBS-Zwecke oder wird auch häufig als Auslieferzustand von DP- Slaves verwendet. Durch die Einbindung mit der GSD-Datei ist der SENTRON Leistungsschalter immer als ein DP-Normslave eingebunden. Optional ist es aber problemlos möglich auch über DPV1 noch zusätzliche Daten zu übertragen und z.b. Parameter zu verändern. Bild 4-2 Nach Drag&Drop des SENTRON VL/WL aus der Gerätebibliothek erscheint dieses Popup. Darin muss der Basistyp des Schalters ausgewählt werden, mit dem er von der SPS konfiguriert wird. 4-3

69 Bild 4-3 Nach der Auswahl des Basistyps ist ein SENTRON Leistungsschaltersymbol am PROFIBUS-DP angeschlossen. Im unteren Bereich des Splitterfensters kann/muss die Ein-/Ausgangsadresse der S7 eingestellt werden, auf die im STEP7-Programm zugegriffen werden kann. Einbindung mit dem Objektmanager von Switch ES Power Hinweis: Informationen zum Proramm, sowie zur Installation von Switch ES Power und dem Objektmanager finden Sie in Kapitel 6. Die Einbindung mit dem Objektmanager ist nur bei Verwendung einer SIMATIC-S7-Steuerung mit STEP7-Software möglich. Bei der Projektierung mittels des Objektmanagers von Switch ES Power muss im HW Konfig keine GSD vorhanden sein. Der Objektmanager fügt die ihm bekannten PROFIBUS-Geräte bei der Installation in den Hardwarekatalog von HW Konfig ein. Damit ist man in der Lage alle Einstellungen über den Objektmanager durchzuführen. Zur Parametrierung des SENTRON Leistungsschalters wird dann aus dem HW Konfig heraus der Objektmanager durch einen Doppelklick gestartet. Nach dem Start werden alle PROFIBUS-DP-relevanten Einstellungen für den SENTRON automatisch auf die erforderlichen Werte gesetzt. Danach ist es auch möglich weitere Geräteparameter einzustellen. Bei der Rückkehr zum HW Konfig werden die eingestellten Parameter in die Datenbasis von HW Konfig übernommen. Beim Überspielen des Projektes in die SIMATIC S7 werden diese Daten übertragen und an die Slaves gesendet. Eine Mischkonfiguration von GSD-Datei und dem Objektmanager von Switch ES Power ist in einer SIMATIC S7 möglich. Vorteile des Objektmanagers Wird ein SENTRON Leistungsschalter über die GSD-Datei in ein PROFIBUS-DP- System eingebunden, werden nur die Informationen des Basistyps sowie die PROFIBUS-DP-Adresse in der Step7-Datenbank gespeichert und im Anlauf an den Slave übertragen. Mit der Nutzung des Objektmanagers werden alle in Switch ES Power eingestellten Parameter in der Step7-Datenbank gespeichert und im Anlauf in den Schalter übertragen. Dies sind: Messwertparameter Schutzparameter Parameter der erw. Schutzfunktion Schwellwertparameter Identifikationsdaten Kommunikationsparameter (z.b. die Auswahl der Daten im zyklischen Kanal) Einstellungen für das konfigurierbare Ausgangsmodul Dies bedeutet, dass durch die Nutzung des Objektmanagers die gesamten Einstellungen des Automatisierungsprozesses und des PROFIBUS-DP, sowie die der Energieverteilung in einer gemeinsamen Datenbank abgelegt sind. Damit wird sichergestellt, dass sich die notwendigen Informationen immer am richtigen Platz befinden. Deutlich wird dies z.b. beim Austausch eines Leistungsschalters. Nachdem derneue Schalter eingebaut ist und die Versorgungsspannung des c wieder eingeschaltet wird, erhält er von der SIMATIC automatisch alle Daten und Parameter über PROFIBUS-DP, die vorher über den Objektmanager von Switch ES Power eingestellt wurden. Die Ausfallzeit bis zur wieder in Betriebnahme wird somit drastisch reduziert. Die Integration in die Step7-Datenbank sowie das automatische Parametrieren bedeutet die Einbindung der SENTRON Leistungsschalter in das Totally Integrated Automation (TIA) Konzept. 4-4

70 Grafik 4-2 Das dreistufige Kommunikationskonzept ermöglicht sowohl einen sehr einfachen und schnellen Einstieg als auch eine Anpassung für gehobene Ansprüche. Die Stufe 1 ist immer notwendig, Stufe 2 und 3 sind optional möglich. Das dreistufige Kommunikationskonzept Dieses Konzept ermöglicht einen schnellen und einfachen Einstieg in die PROFIBUS-DP-Kommunikation mit SENTRON Leistungsschaltern. 1 Stufe Stufe 1 ermöglicht einen schnellen und einfachen Einstieg in die PROFIBUS-DP- Kommunikation. Trotzdem enthält diese Stufe bereits so viele Daten, dass die meisten Anforderungen erfüllt werden. Kommunikation der Stufe 1 findet immer mit einem Master Klasse 1 statt. 2 Stufe Bei den zyklischen Daten sind bestimmte Inhalte vordefiniert. Diese können in den drei Basistypen verändert werden und damit an die Anforderungen einfach angepasst werden (z.b. Ersetzen der Außenleiterspannung UL12 durch die Anzahl der Betriebsstunden). Dies ist eine Option auf die Stufe 1. 3 Stufe In der Stufe 3 können mit dem SENTRON Leistungsschalter von einem Master Klasse 1 oder 2 optional azyklische Datensätze gelesen oder geschrieben werden. Dies ist sinnvoll, um z.b. Daten anzufordern, die sehr umfangreich sind. Diese müssen dafür aber nicht zyklisch gelesen werden, z.b. Daten des Kurvenformspeichers. Switch ES Power nutzt diese Stufe zur Kommunikation mit dem Leistungsschalter. 4-5

71 Einstellen der PROFIBUS Adresse des COM10/COM15 In den PROFIBUS-DP-Modulen COM10 und COM15 der Leistungsschalter sind die PROFIBUS-DP-Adressen gespeichert. Im Auslieferzustand ist die Adresse 126 voreingestellt. Auf dem PROFIBUS-DP müssen alle Teilnehmern eine eineindeutige Adresse haben. Deshalb muss bei der Inbetriebnahme der PROFIBUS- DP-Module eine neue Adresse zugewiesen werden. Das COM10 des SENTRON VL übernimmt die neue Adresse. Wirksam bleibt aber noch die alte Adresse, bis die Verbindung mit einem Master Klasse 1 unterbrochen wird. Besteht kein zyklischer Datenaustausch mit einem Master Klasse 1, dann wird die geänderte Adresse sofort wirksam. Bei Switch ES Power äußert sich das so: Während des Downloads von Parametern mit einer neuen Adresse wird diese übernommen, aktiviert und deshalb die Verbindung mit Switch ES Power sofort unterbrochen. Der Slave ist ab jetzt unter der neuen Adresse erreichbar, Switch ES Power muss neu gestartet werden. Das COM15 des SENTRON WL übernimmt die neue Adresse, der Betrieb mit der geänderten Adresse wird aber erst später wirksam, wenn die 24-V-DC-Versorgungsspannung des c für kurze Zeit unterbrochen wurde. Erst bei Spannungswiederkehr wird die neue Adresse aktiv. Ändern der Adresse mit Switch ES Power Um die PROFIBUS-DP-Adresse über Switch ES Power zu verändern, muss zuerst sichergestellt werden, dass die aktuelle Adresse (z.b. 126 bei Erstinbetriebnahme) nur einmal vergeben ist. Deshalb dürfen niemals alle neuen COM10/COM15-Module gleichzeitig am PROFIBUS-DP angeschlossen werden, da sonst alle Module mit der gleichen Adresse die neue annehmen würden. Es ist daher erforderlich, dass die neuen Module nach und nach am PROFIBUS-DP angeschlossen und jeweils einzeln adressiert werden. Bild 4-4 Bild 4-5 Bild 4-6 Die PROFIBUS-Adresse sowie der Inhalt des zyklischen Datenverkehrs kann mit Hilfe von Switch ES Power eingestellt werden. Die gleichen Einstellungen bzgl. der Kommunikationsparameter können ebenfalls mit dem BDA eingestellt werden. Zusätzlich sind die Parameter für den Betrieb am Ethernet/Intranet/Internet einstellbar. Über Step7 kann ebenfalls die PROFIBUS-Adresse verändert werden. Voraussetzung hierfür ist aber, dass der PC mit Step7 entweder über eine MPI- oder PROFIBUS-Schnittstelle mit dem Slave verbunden ist. 4-6

72 Zum Ändern der Adresse muss aus dem Menü Schaltgerät der Punkt Online Öffnen gewählt werden. Im darauf erscheinenden Dialog muss über den entsprechenden Zugangspunkt der Applikation und die gewählte PROFIBUS-DP- Schnittstelle die aktuell wirksame PROFIBUS-DP-Adresse des Slaves ausgewählt werden, dessen Adresse verändert werden soll. Bei neuen PROFIBUS-DP-Modulen COM10/COM15 muss die 126 gewählt werden. Mit OK werden sämtliche Parameter inkl. der Kommunikationsparameter aus dem Gerät in Switch ES Power geladen und können dort verändert werden. Im Baum auf der rechten Seite den Punkt Kommunikation auswählen und aus dem DropDown-Feld die gewünschte neue Adresse aussuchen. Danach muss im Menü Zielsystem der Eintrag Laden in Schaltgerät gewählt werden. Damit werden alle aktuell in Switch ES Power angezeigten Parameter an das Schaltgerät übertragen. Achtung: Ist der PROFIBUS-Schreibschutz am COM10/COM15 aktiv, werden die Adressänderungen verworfen. Ändern der Adresse über den BDA oder BDA Plus (siehe auch Kapitel 6) Wenn die Verbindung mit dem Leistungsschalter hergestellt wurde (z.b. über eine lokale PointToPoint (PPP) Kommunikation oder über Ethernet) muss wie bei Switch ES Power der Punkt Geräteparameter Schalter Kommunikation gewählt und darin die Adresse verändert werden. Im Unterschied zum Zugang über den PROFIBUS-DP ist es unerheblich, ob der PROFIBUS-DP-Schreibschutz aktiviert ist oder nicht. Wie im Kapitel 6 beschrieben, sind alle Schreibaktionen vom BDA zum Schalter mit einem Passwortschutz versehen. Die Änderungen werden nach korrekter Eingabe des Passwortes sofort wirksam. Ändern der Adresse über Step7 (Set_Slave_Address) Beide PROFIBUS-DP-Module unterstützen die PROFIBUS-DP-Funktion Set_Slave_Add. Mit Hilfe dieser Master Klasse 2-Funktion kann die Adresse eines Slaves am PROFIBUS-DP verändert werden. Die Adresse kann entweder im SIMATIC Manager oder in HW Konfig aus dem Step7-Software-Paket geändert werden. Dazu muss in einem der beiden Programme aus dem Menü Zielsystem der Eintrag PROFIBUS-Adresse vergeben ausgewählt werden. Danach öffnet sich ein Fenster, welches nach dem Erkennen der angeschlossenen Teilnehmer die Möglichkeit bietet, die Adresse von DP-Slaves zu verändern. Die Änderung der Adresse ist nur im Wait_Prm-Zustand möglich, das heißt, der Slave darf keine zyklische Verbindung mit einem Master Klasse 1 haben. Die Adressänderung wird danach umgehend ausgeführt. Ändern der Adresse über DS160 Im Datensatz 160 an Byteposition 5 befindet sich die PROFIBUS-DP-Adresse des entsprechenden Slaves. Diese kann nicht nur gelesen, sondern auch durch Schreiben des DS160 geändert werden. D.h. durch einen einmalig angestossenen Auftrag zum azyklischen Schreiben des DS160 im Anwenderprogramm der SPS kann die Adresse verändert werden. Siehe hierzu auch das Beispiel am Ende dieses Kapitels. Ändern der Adresse des COM15 (SENTRON WL) mit Hilfe der ETU76B Die ETU76B bietet durch das strukturierte Menü auch die Möglichkeit, die PRO- FIBUS-DP-Adresse zu verändern. Dazu muss zunächst der Bildschirmschoner mit der Anzeige der Stromwerte mit zweimal ESC verlassen werden. Der erste Tastendruck auf ESC (oder jede andere der drei Tasten) schaltet die Hintergrundbeleuchtung ein, das zweite ESC wechselt auf das Hauptmenü. Anschließend muss mit den Tasten Auf/Ab der Eintrag Parameter ändern ausgewählt und mit ENTER bestätigt werden. Im Untermenü Kommunikation PROFIBUS auswählen. Ändern der Adresse des COM10 (SENTRON VL) mit dem LCD-Menü Die PROFIBUS-DP-Adresse des COM10 kann auch lokal mit Hilfe des Menüs der LCD ETU des SENTRON VL ausgelesen und verändert werden. Dazu muss aus der Stromanzeige das Menü mit ESC und danach mit ENTER geöffnet werden. Danach mit den Auf/Ab-Tasten den Punkt Ändern Sollwerte und wiederum in diesem Unterverzeichnis Kom Aendern Adresse auswählen. Danach kann die Adresse mit den Auf/Ab-Tasten eingestellt und bestätigt werden. Bild 4-7 Bild 4-8 Das Display der ETU76B ermöglicht auch die Änderung der Kommunikationsparameter. Einstellen der Adresse über das LCD ETU Menü des SENTRON VL Leistungsschalters. 4-7

73 PROFIBUS-Kommunikation mit SENTRON WL und SENTRON VL PROFIBUS-Profil für SENTRON Leistungsschalter Die Erstellung von gemeinsamen, herstellerübergreifenden Profilen für unterschiedliche Geräteklassen (z.b. Motorstarter, Messgeräte etc.) wird von der PROFIBUS-Nutzerorganisation PNO vorangetrieben. Im Bereich der Niederspannungsschaltgeräte wurde ein eigenes Profil für Leistungsschalter spezifiziert. Dieses bildet die Grundlage für das gemeinsame PROFIBUS- Profil für die Leistungsschalter SENTRON VL und SENTRON WL. Ergänzt wurde das PNO-Profil um die Funktionen der Diagnose und der DPV1-Erweiterungen. Zyklischer Datenverkehr Beim zyklischen Datenverkehr wird mit jedem Telegramm eine festgelegte Anzahl Nutzdaten übertragen. Bei der Parametrierung des Slaves (hier der SENTRON WL oder SENTRON VL) muss festgelegt werden, wie viele Daten zyklisch zwischen dem Leistungsschalter und der SPS übertragen werden. Der zyklische Datenaustausch ist die beste Möglichkeit zur Übertragung von Informationen, die fortlaufend und schnell benötigt werden. Der zeitliche Abstand zwischen zwei Werten ist abhängig von der Teilnehmerzahl, der Datenmenge und der Baudrate. Eine Änderung der Datenmenge während des Betriebs ist nicht möglich. Deshalb ist der ausschließlich zyklische Datenaustausch für eine Kommunikation sehr gut geeignet, die grundsätzlich mit einer kleinen Menge an Nutzdaten auskommt. Sollen jedoch für gelegentliche Einstellungs- und Wartungsüberprüfungen größere Datenpakete übertragen werden, ist der zyklische Datenverkehr eher ungeeignet. Dazu müsste bei jedem Telegramm, diese nur gelegentlich benötigte Kapazität berücksichtigt werden, wodurch die Telegramme sehr lang und die Übertragung damit langsamer wird. Basistypen für den zyklischen Datenverkehr Durch die große Menge an Daten, welche die SENTRON Leistungsschalter zur Verfügung stellen, musste ein Kompromiss zwischen dem Datenvolumen und der Performance auf dem PROFIBUS-DP gefunden werden. Wenn bei der Übertragung von vielen Informationen mit jedem Datenaustausch (Data_Exchange) nur wenige genutzt werden, so beeinträchtigt das die Leistungsfähigkeit auf dem PROFIBUS-DP. Deshalb stehen drei Basistypen für eine effiziente und flexible Übertragung zur Verfügung. Je nach Anwendungsfall kann bei der Projektierung der am besten geeignete Basistyp mit der dazugehörigen Buskonfiguration ausgewählt werden. Projektiert wird mit einem PROFIBUS-DP-Projektierungstool wie z.b. COM PROFIBUS oder HW Konfig der SIMATIC S7. Die Basistypen sind bereits vorbelegt und bieten eine gute Möglichkeit, eine schnelle Inbetriebnahme ohne zusätzliche Konfiguration/Parametrierung vorzunehmen. Natürlich ist es auch möglich, eine benutzerdefinierte Konfiguration innerhalb eines Basistyps mit Hilfe von Switch ES Power oder mit dem BDA zusammenzustellen. Hinweis: Daten, die nicht ständig benötigt werden, können zusätzlich über DPV1 übertragen werden. PNO-Profil Das Kommunikationsprofil am PROFIBUS-DP der SENTRON Leistungsschalter wurde in das Profil für Niederspannungsschaltgeräte (Teil Leistungsschalter) der PROFIBUS-Nutzerorganisation (PNO) eingebracht und dort verabschiedet. Beide SENTRON Leistungsschalter kommunizieren somit nach dem neuesten Standard in der Kommunikationstechnologie. Das Dokument kann bei der PROFIBUS- Nutzerorganisation heruntergeladen werden. Bild 4-9 SENTRON WL und VL sind konform zu dem PROFIBUS-Profil für Leistungsschalter der PNO. 4-8

74 Byte Defintion Basistyp 1 0/1 Binäre Statusinformationen 2/3 Datenblock 1 4/5 Datenblock 2 6/7 Datenblock 3 8/9 Datenblock 4 10 EB von Datenblock 1 11 EB von Datenblock 2 12 EB von Datenblock 3 13 EB von Datenblock Der Basistyp 1 besteht aus den binären Statusinformationen und vier Datenblöcken. Byte Defintion Basistyp 2 0/1 Binäre Statusinformationen 2/3 Datenblock 1 4/5 Datenblock 2 6/7 Datenblock 3 8/9 Datenblock 4 10/11 Datenblock 5 12/13 Datenblock 6 14/15 Datenblock 7 16/17 Datenblock 8 18 EB von Datenblock 1 19 EB von Datenblock 2 20 EB von Datenblock 3 21 EB von Datenblock 4 22 EB von Datenblock 5 23 EB von Datenblock 6 24 EB von Datenblock 7 25 EB von Datenblock Jeder Datenblock besitzt ein zugehöriges Eigenschaftsbyte. Byte Defintion Basistyp 3 0/1 Binäre Statusinformationen 2/3 Datenblock 1 4/5 Datenblock 2 6/7 Datenblock 3 8/9 Datenblock 4 10/11 Datenblock 5 12/13 Datenblock 6 14/15 Datenblock 7 16/17 Datenblock 8 18/19 Datenblock 9 20/21 Datenblock 10 22/23 Datenblock 11 24/25 Datenblock 12 26/27 Datenblock 13 28/29 Datenblock EB von Datenblock 1 31 EB von Datenblock 2 32 EB von Datenblock 3 33 EB von Datenblock 4 34 EB von Datenblock 5 35 EB von Datenblock 6 36 EB von Datenblock 7 37 EB von Datenblock 8 38 EB von Datenblock 9 39 EB von Datenblock EB von Datenblock EB von Datenblock EB von Datenblock EB von Datenblock Der Basistyp 3 besitzt im 44 Byte Eingangsdaten bei der SPS. 4-9

75 Byte Defaultbeleg. Basistyp 1 0/1 Binäre Statusinformationen 2/3 Strom in Phase 1 4/5 Strom in Phase 2 6/7 Strom in Phase 3 8/9 Max. Strom in höchstbelasteter Phase 10 EB vom Strom Phase 1 11 EB vom Strom Phase 2 12 EB vom Strom Phase EB vom max. Strom in höchstbelasteter Phase Die Vorbelegung des Basistyps 1 ist speziell auf Stromübertragung ausgelegt. Byte Defaultbeleg. Basistyp 2 0/1 Binäre Statusinformationen 2/3 Strom in Phase 1 4/5 Strom in Phase 2 6/7 Strom in Phase 3 8/9 Max. Strom in höchstbelasteter Phase 10/11 Strom im Neutralleiter 12/13 14/15 16/17 Mittelwert der Außenleiterspannungen Mittelwert der Leistungsfaktoren der drei Phasen Summe der Wirkarbeiten der drei Phasen 18 EB vom Strom Phase 1 19 EB vom Strom Phase 2 20 EB vom Strom Phase 3 21 EB vom max. Strom in höchstbelasteter Phase 22 EB vom Strom im Neutralleiter EB vom Mittelwert der Außenleiterspannungen EB vom Mittelwert der drei Leistungsfaktoren EB von der Summe der Wirkarbeiten Der Basistyp 2 mit seinen Vorbelegungen. Byte Defaultbeleg. Basistyp 3 0/1 Binäre Statusinformationen 2/3 Strom in Phase 1 4/5 Strom in Phase 2 6/7 Strom in Phase 3 8/9 Max. Strom in höchstbelasteter Phase 10/11 Strom im Neutralleiter 12/13 Außenleiterspannung L 12 14/15 Außenleiterspannung L 23 16/17 Außenleiterspannung L 31 18/19 Sternpunktspannung L 1N 20/21 Sternpunktspannung L 2N 22/23 Sternpunktspannung L 3N 24/25 26/27 28/29 Mittelwert der Leistungsfaktoren der drei Phasen Summe der Wirkarbeiten der drei Phasen Summe der Scheinleistung der drei Phasen 30 EB vom Strom Phase 1 31 EB vom Strom Phase 2 32 EB vom Strom Phase 3 33 EB vom max. Strom in höchstbelasteter Phase 34 EB vom Strom im Neutralleiter 35 EB der Außenleiterspannung L EB der Außenleiterspannung L 23 EB der Außenleiterspannung L 31 EB der Sternpunktspannung L 1N EB der Sternpunktspannung L 2N EB dersternpunktspannung L 3N EB des Mittelwerts der drei Leistungsfaktoren EB der Summe der Wirkarbeiten EB der Summe der Scheinleistungen Basistyp 3 beinhaltet in der Vorbelegung 14 Messwerte und deren Eigenschaftsbytes. 4-10

76 Vorbelegung der drei Basistypen Nach der Auswahl eines Basistyps durch das Konfigurationstool des PROFIBUS-DP-Masters wird dieser konfigurierte Slave durch den Master beim Start aufgefordert, in dem eingestellten Basistyp zu kommunizieren. Jeder einzelne der SENTRON Leistungsschalter kann individuell mit einem anderen Basistyp konfiguriert werden. Mit der Auswahl des Basistyps wird zunächst die Anzahl der Daten und damit die Länge des Telegramms festgelegt. Ohne weitere Einstellungen ist es nun möglich, die wichtigsten Daten des Leistungsschalters zu übertragen. Allen drei Basistypen gleich ist der Status des Leistungsschalter. Dieses Informationsfeld ist 2 Byte groß und wird später noch genauer erklärt. Nach dem Statusfeld bestehen die Basistypen aus 4 bis 14 Datenblöcken. Diese sind vorbelegt. Das Format für alle vorbelegten Messwerte ist Integer mit einer Länge von 1 Wort. Dieses muss als Motorola-Format interpretiert werden, welches als Quasi- Standard auf dem PROFIBUS-DP angesehen werden kann. Basistyp 1 Nach den 2-Byte-Statusinformationen besteht der Basistyp 1 aus vier Datenblöcken. Diese sind so vorbelegt, dass sie vor allem für eine Nutzung mit einem SENTRON VL und einem SENTRON WL ohne Messfunktion sinnvoll sind. Dabei werden die wichtigsten Ströme der Phasen übertragen. Diese Vorbelegung kann geändert werden. Es ist nicht sinnvoll, bei einem dreipoligen SENTRON VL den Strom im Neutralleiter zu übertragen. Statt dessen kann dort ein anderer Wert aus der Datenbibliothek übertragen werden, zum Beispiel die Anzahl der Schaltspiele. Dieser Wert wird anstatt des Stromes im Neutralleiter im zyklischen Telegramm an der Stelle des vierten Datenblockes übertragen. Eine Änderung der Konfiguration des Inhaltes bzw. eine Veränderung der voreingestellten Werte kann mit Switch ES Power oder mit dem BDA durchgeführt werden. Der Basistyp 1 eignet sich vor allem für den SENTRON VL und/oder den SENTRON WL ohne Messfunktion. Basistyp 2 Der Basistyp 2 besitzt 8 Datenblöcke, die für einen SENTRON WL mit Messfunktion vorbelegt sind. Allerdings werden dabei nicht alle Spannungen im Detail übertragen, sondern nur deren Mittelwert, was in den meisten Fällen ausreichend ist. Basistyp 3 Beim Basistyp 3 sind die 14 Datenblöcke mit Messwerten belegt. Auch dieser Basistyp ist so vorbelegt, dass eine unveränderte Nutzung nur mit einem SENTRON WL mit Messfunktion sinnvoll ist. Wie bereits beschrieben, ist es jedoch möglich, den Basistyp 3 auszuwählen und die vorbelegten, nicht verfügbaren Messwerte (z.b. Außenleiterspannung) durch Wartungs- oder Parameterdaten geeignet zu ersetzen. Zum Tausch mit den vorbelegten Daten können alle Informationen verwendet werden, die eine Länge von maximal 2 Byte besitzen. Alle anderen Werte werden gecastet, d.h. abgeschnitten und angepasst, lediglich die niederwertigsten 2 Byte werden davon übertragen. Defintion des Eigeschaftsbytes Niederwertiges Nibble Höherwertiges Nibble 4-7 Wert Datenpunkt ist... 0x 0 0x 1 0x 2 0x 3 0x0 0x4 0x5 0x6 0x7 Eigenschaftsbyte (EB) In jedem der Basistypen folgen nach den belegten Datenblöcken die zugehörigen Eigenschaftsbytes. Jeder Datenblock besitzt ein eigenes Eigenschaftsbyte. Das Eigenschaftsbyte ist eine Zusatzinformation zum zugehörigen Datenblock. Diese muss nicht ausgewertet werden, besitzt aber u.u. für die Applikation wichtige Informationen. Auch in den DPV1-Datensätzen ist für jeden Datenpunkt ein Eigenschaftsbyte vorhanden. Wird der Inhalt eines oder mehrerer Datenblöcke des zyklischen Telegramms ausgetauscht, so passt sich das Eigenschaftsbyte automatisch an. Mit Hilfe des Eigenschaftsbytes kann z.b. ermittelt werden, ob ein Wert verfügbar ist. Bei der Standardbelegung des Basistypes 2 und Nutzung eines SENTRON VL sind die Spannungswerte als nicht verfügbar gekennzeichnet. Damit kann z.b. eine Standardoberfläche in einem B&B (Bedien- und Beobachtungssystem) gestaltet werden, die abhängig von diesem Bit das Feld einoder ausblendet. Messwerte sind immer nur lesbar, manche Wartungsinformationen sind nur lesbar, aber rücksetzbar. Parameter sind je nach Quelle (z.b. ETU) lese- und schreibbar oder nur lesbar. All diese Informationen können aus den Eigenschaftsbytes bestimmt werden. lese- und schreibbar nur lesbar, aber rücksetzbar (z.b. Wartung) nur lesbar, schreibbar nur im Werk nur lesbar nicht vorhanden vorhanden, aber Option abgeschaltet vorhanden, aber Option ausgeschalten und außerhalb des Bereiches vorhanden und eingeschaltet, aber außerhalb des Bereiches vorhanden, eingeschaltet, im Bereich und gültig Das Eigenschaftsbyte beschreibt die Eigenschaften des zugehörigen Datenpunktes. 4-11

77 Binäre Statusinformationen im zyklischen Kanal Die binären Statusinformationen im zyklischen Kanal werden mit jedem Datenaustausch übertragen. Dabei ist es irrelevant, welcher Basistyp ausgewählt wurde, die Statusinformationen sind identisch und werden immer am Anfang des Datentelegramms übertragen. Die binären Statusinformationen bestehen aus zwei Byte (nicht aus einem Wort, d.h. die Bytes müssen zur Darstellung im Motorola-Format nicht gedreht werden!). Weitere Erklärungen zu Formaten von Daten sind im Kapitel 7 Datenbibliothek beschrieben. Die Informationscodierung ist bei SENTRON WL und SENTRON VL identisch, soweit die Daten verfügbar sind. Binäre Statusinformationen im zyklischen Telegramm Byte Bit SENTRON WL SENTRON VL 0/1 Position des Leistungschalters 0 = Trennstellung 1 = Betriebsstellung 2 = Prüf-/Teststellung 3 = Schalter ist nicht anwesend Position des Leistungsschalters Es wird immer 1 = Betriebsstellung übertragen Byte n Byte n /3 Status des Leistungsschalters 0 = Nicht bereit 1 = AUS (Hauptkontakte getrennt) 2 = EIN (Hauptkontakte geschlossen) 3 = Schalter hat ausgelöst 4 Einschaltbereitschaftsmeldung liegt vor Nicht verfügbar 5 Unterspannungsauslöser liegt an Spannung Nicht verfügbar 6 Federspeicher ist gespannt Nicht verfügbar Status des Leistungsschalters 0 = Nicht bereit 1 = AUS (Hauptkontakte getrennt) 2 = EIN (Hauptkontakte geschlossen) 3 = Schalter hat ausgelöst 7 Überlastwarnung liegt an Überlastwarnung liegt an 0 Ein aktivierter Schwellwert wurde überschritten Ein aktivierter Schwellwert wurde überschritten 1 Aktuell liegt eine Warnmeldung an Aktuell liegt eine Warnmeldung an 2 PROFIBUS-Schreibschutzsperre DPWriteEnable ist aktiviert, ein Schreiben wird unterbunden 3 Status des freien Benutzereinganges am COM15 Nicht verfügbar 4/5/6 Auslösegrund der letzten Auslösung 0 = keine Auslösung bzw. letzte Auslösung quittiert 1 = Überlastauslösung (L) 2 = Unverzögerter Kurzschluss (I) 3 = Kurzzeitverzögerter Kurzschluss (S) 4 = Erdschluss (G) 5 = Auslösung durch erweiterte Schutzfunktion 6 = Überlast im Neutralleiter 7 Lastabwurfwarnung Nicht verfügbar PROFIBUS-Schreibschutzsperre DPWriteEnable ist aktiviert, ein Schreiben wird unterbunden Auslösegrund der letzten Auslösung 0 = keine Auslösung bzw. letzte Auslösung quittiert 1 = Überlastauslösung (L) 2 = Unverzögerter Kurzschluss (I) 3 = Kurzzeitverzögerter Kurzschluss (S) 4 = Erdschluss (G) 5 = Nicht verfügbar 6 = Überlast im Neutralleiter Die binären Statusinformationen sind in allen drei Basistypen identisch, können auch nicht verändert werden und werden mit jedem Telegramm vom Leistungsschalter übertragen. Zwei Bytes geben Auskunft über die wichtigsten Statusinformationen des Schalters. 4-12

78 Steuerbytes Die drei Basistypen unterscheiden sich im Umfang und Inhalt der Daten, die vom Leistungsschalter an den Master Klasse 1 (z.b. SPS) mit jedem Data_Exchange gemeldet werden. Diese Daten werden definitionsgemäß Eingangsdaten aus Sicht der SPS genannt. Die Ausgangsdaten des Masters der Klasse 1 sind in allen drei Basistypen identisch. Die Steuerbytes in Richtung Schalter sind immer zwei Byte lang. Über diese Steuerbytes kann der Schalter ein- und ausgeschaltet werden, Auslösungen quittiert und Speicherinhalten zurückgesetzt werden. Für alle Steuerungen reicht es aus, die entsprechenden Bits für 0,5 bis 5 Sekunden zu setzen, denn das Setzen der Ausgänge ist flankengesteuert. Danach müssen diese Steuerbits wieder zurückgesetzt werden, um nachfolgend keine ungewünschten Aktionen auszulösen. PROFIBUS-Schreibschutz (DPWriteEnable) Es ist möglich, alle wichtigen Schreibzugriffe vom PROFIBUS-DP zu verhindern. Dazu exisitiert auf dem COM10 und dem COM15 jeweils ein Hardwareeingang. Wird dieser Eingang nicht gebrückt (d.h. aktiv freigegeben!), ist mit Ausnahmen kein Schreibzugriff möglich. Die genaue Belegung der Schreibschutzeingänge (DPWriteEnable) ist jeweils in den Kapiteln für SENTRON VL und SENTRON WL erklärt. Ohne Brücke am Eingang des Schreibschutzes werden die nachfolgenden Aktionen gesperrt: Ein- bzw. Ausschalten Rücksetzen der aktuellen Auslösung Ändern der Schutzparameter Ändern der Parameter für die erweiterte Schutzfunktion (Messfunktion) Ändern der Parameter für die Kommunikation Ändern der Parameter für die Messwerteinstellung (Messfunktion) Rücksetzen von Wartungsinformationen (Zähler) Forcen der Digitalen Ausgänge (im Fenster Bedienen Module von Switch ES Power) DPV1 Anlaufparameter aus dem Objektmanager von Switch ES Power (siehe hierzu auch Kapitel 5 Switch ES Power ) Steuerbytes in Richtung SENTRON Leistungsschalter Byte Bit SENTRON WL SENTRON VL Byte n Byte n /1 2 Leistungsschalter Schalten 0 = nicht definiert (keine Aktion) 1 = Ausschalten (Öffnen der Hauptkontakte) 2 = Einschalten (Schließen der Hauptkontakte) 3 = nicht definiert (keine Aktion) Eine momentan anliegende Auslösung wird quittiert und zurückgesetzt 3 Nicht verwendet Nicht verwendet 4 Ansteuerung des freien Benutzerausgangs am COM15 Leistungsschalter Schalten 0 = nicht definiert (keine Aktion) 1 = Ausschalten (Öffnen der Hauptkontakte) 2 = Einschalten (Schließen der Hauptkontakte) 3 = nicht definiert (keine Aktion) Eine momentan anliegende Auslösung wird quittiert und zurückgesetzt Nicht verwendet 5 Nicht verwendet Nicht verwendet 6 Nicht verwendet Nicht verwendet 7 Nicht verwendet Nicht verwendet 0/1 Nicht verwendet Nicht verwendet 2 Auslöse- und Ereignisprotokoll löschen Auslöse- und Ereignisprotokoll löschen 3 Alle Min-/Maximalwertspeicher zurücksetzen (außer Temperatur) 4 Min-/Maximale Temperaturen zurücksetzen Nicht verfügbar 5 Nicht verwendet Nicht verwendet 6 7 Alle rücksetzbaren Wartungsinformationen und Zähler zurücksetzen Bit zur Synchronisation der Systemzeit auf die aktuelle halbe Stunde Alle Min-/Maximalwertspeicher zurücksetzen Alle rücksetzbaren Wartungsinformationen und Zähler zurücksetzen Bit zur Synchronisation der Systemzeit auf die aktuelle halbe Stunde Alle drei Basistypen enthalten einen zwei Byte großen Block über die wichtigsten binären Informationen zum Steuern des Leistungsschalters, die mit jedem Telegramm übertragen werden. 4-13

79 Auch ohne Brücke werden folgende Steuerungen durchgelassen: Ändern und Setzen der Triggerfunktionen für den Kurvenformspeicher. Auslesen des Inhaltes des Kurvenformspeichers. Ändern der Parameter für Schwellwerte. Setzen/Ändern der Systemzeit. Ändern der freien Texte (Kommentar, Anlagenkennzeichen). Rücksetzen der min./max. Werte. Ändern des freien Benutzerausgangs beim COM15. Sinn und Zweck dieses Schreibschutzes ist, dass in der Automatisierungsebene alle notwendigen Informationen zur Verfügung stehen, der Status des Schalters aber nicht ohne weiteres verändert werden kann. Dies bleibt nur dem Betreiber der Energieverteilungsanlage vorbehalten. Warum werden auch mit Schreibschutz einige Aktionen zugelassen? Alle nicht gesperrten Aktionen dienen lediglich zur Ferndiagnose, sie wirken nicht auf den aktuellen Status. Es ist aber möglich, Auslösungen und Kurvenverläufe genauer, auch aus der Ferne, zu diagnostizieren. SYNC und FREEZE Um den Datenaustausch zu koordinieren, bietet der PROFIBUS-DP dem Anwender die Steuerkommandos SYNC (Synchronisieren der Ausgänge) und FREEZE (Einfrieren der Eingänge) an. Ein DP-Master mit entsprechender Funktionalität kann an eine Gruppe von DP-Slaves gleichzeitig die Steuerkommandos (Broadcast-Telegramme) SYNC und/oder FREEZE senden. Die DP-Slaves werden hierzu in SYNC- und FREEZE- Gruppen zusammengefasst. Für ein Mastersystem können maximal 8 Gruppen gebildet werden. Jeder DP-Slave kann allerdings nur maximal einer Gruppe zugeordnet werden. Mit SFC11 DPSYNC_FR werden die Steuerkommandos aus dem Anwenderprogramm der S7 heraus ausgelöst. Nicht jeder Master unterstützt diese Funktion. Das Steuerkommando SYNC ermöglicht dem Anwender, die Ausgänge an mehreren Slaves gleichzeitig zu synchronisieren. Mit Erhalt des Steuerkommandos SYNC schalten die angesprochenen DP-Slaves die Daten des letzten Data_Exchange-Telegramms vom DP-Master in Ihrem Übergabepuffer auf die Ausgänge. Dies ermöglicht ein zeitgleiches Aktivieren (Synchronisieren) von Ausgangsdaten an mehreren DP-Slaves. Mit dem Steuerkommando UNSYNC wird der SYNC-Mode der angesprochenen DP-Slaves aufgehoben. Der DP-Slave befindet sich anschließend wieder im zyklischen Datentransfer, d.h. die vom DP-Master gesendeten Daten werden sofort auf die Ausgänge geschaltet. Das Steuerkommando FREEZE ermöglicht dem Anwender, die Eingangsdaten von DP-Slaves einzufrieren. Wird an eine Gruppe von DP-Slaves ein FREEZE- Kommando geschickt, so frieren alle diese DP-Slaves zeitgleich die momentan an ihren Eingängen anliegenden Signale ein. Diese können anschließend vom DP-Master gelesen werden. Aktualisiert werden die Eingangsdaten an den DP-Slaves erst nach Empfang eines neuen FREEZE-Kommandos. Das Steuerkommando UNFREEZE hebt den FREEZE-Mode der angesprochenen DP-Slaves auf, so dass diese wieder in den zyklischen Datentransfer mit dem DP-Master übergehen. Die Eingangsdaten werden vom DP-Slave sofort aktualisiert und können vom DP-Master anschließend sofort gelesen werden. Beachten Sie, dass ein DP-Slave nach einem Neu- bzw. Wiederanlauf erst dann in den SYNC- bzw. FREEZE-Mode wechselt, wenn er vom DP-Master die ersten SYNC- bzw. FREEZE-Kommandos erhalten hat. Die SENTRON Leistungsschalter VL und WL unterstützen sowohl den SYNC- als auch den FREEZE-Mode. Zeitsynschronisation Jeder SENTRON Leistungsschalter verfügt über eine interne Uhr, die in den PROFIBUS-DP-Modulen COM10 und COM15 integriert ist. Eine Pufferung der Systemzeit während eines Spannnungsausfalls ist nicht möglich. Eine genaue Zeitangabe ist notwendig z.b. für die Nachverfolgung von Fehlerquellen bei mehreren Auslösungen (Feststellen der Fehlerquelle!). Auch die gespeicherten Meldungen und die minimalen/maximalen Werte werden mit einem Zeitstempel versehen und abgelegt. Ohne eine Systemzeit im Endgerät wäre eine Zeitstempelung von Ereignissen nur in einer angeschlossenen SPS und mit eingeschränkter Genauigkeit möglich. Um eine verlässliche Uhrzeit in Zusammenhang mit allen anderen Leistungsschaltern zu erhalten, muss die Uhr in jedem Gerät regelmäßig zusammen mit den anderen Schaltern auf die korrekte Zeit synchronisiert werden. Der Mechanismus sieht folgendermaßen aus: Zunächst muss die aktuelle Uhrzeit in jeden Leistungsschalter von der SPS eingespielt werden. Dazu muss zuerst der Datensatz 68 mit der aktuellen Systemzeit an alle Schalter über die azyklischen Dienste des DPV1-Kanals gesendet werden (Siehe Kapitel 7 zur genauen Belegung). 4-14

80 Die Uhrzeit muss nicht absolut genau sein, da die Synchronisierung dies vornimmt. Danach wird kurz vor Vollendung der halben Stunde (29:50) ein SYNC-Befehl an alle betroffenen Geräte abgesetzt. Danach wird das Bit zur Synchronisierung der Uhren (Bit 7 des Bytes 1 der Steuerbytes) gesetzt (29:55). Auf die Millisekunde genau wird dann um halb (30:00) nochmals ein SYNC-Befehl gesendet. Damit werden bei allen Geräten innerhalb der SYNC-Gruppe die Uhren auf die halbe Stunde auf- oder abgerundet. Es wird nicht auf eine ganze Stunde synchronisiert, da vorauslaufende Uhren dann eine Stunde weiter wären als nachlaufende Uhren. Danach müssen noch ein UNSYNC- Befehl gesendet und das Synchronisierungsbit (Bit 7 des Bytes 1 der Steuerbytes) zurückgesetzt werden, damit der Data_Exchange weitergehen kann. Dieser Mechanismus sollte zeitgesteuert z.b. durch GPS in einer S7 regelmäßig durchgeführt werden. Diagnosemeldung Durch das Anfordern der Diagnosedaten prüft der DP-Master in der Anlaufphase, ob der DP-Slave vorhanden und für die Parametrierung bereit ist. Die vom DP-Slave mitgeteilten Diagnosedaten bestehen aus einem in der EN50170 festgelegten Diagnosedatenteil und spezifischen DP-Slave-Diagnoseinformationen. Über die Diagnosedaten teilt der DP-Slave dem DP-Master seinen Betriebszustand (PROFIBUS-DP technisch) und im Diagnosefall die Ursache für die Diagnosemeldung mit. Ein DP-Slave hat die Möglichkeit, über die Layer-2- Telegrammpriorität high-prio des Data_Exchange-Response-Telegramms in Layer 2 dem DP-Master ein lokales Diagnoseereignis zu melden. Anschließend fordert der DP-Master die Diagnosedaten zur Auswertung vom DP-Slave an. Liegen keine aktuellen Diagnoseereignisse vor, besitzt das Data_Exchange- Response-Telegramm eine low-prio - Kennung. Die Diagnosedaten eines DP-Slaves können auch ohne spezielle Meldung von Diagnoseereignissen jederzeit von einem DP-Master angefordert werden. Diagnosemeldung bei S7 Stationen Diagnosefähige Baugruppen in der dezentralen Peripherie sind in der Lage, Ereignisse, wie zum Beispiel einen teilweisen Stationsausfall, Drahtbruch bei Signalbaugruppen, Kurzschluss/Überlast eines Peripheriekanals oder Ausfall der Lastspannungsversorgung, über einen Diagnosealarm zu melden. Bei einem kommenden und gehenden Diagnosealarm wird vom CPU-Betriebssystem der Organisationsbaustein für Diagnosealarm OB82 aufgerufen. Tritt ein Diagnosealarm auf und der OB82 ist nicht programmiert, geht die CPU in den STOP-Zustand. Ein Ausfall (kommendes Ereignis) oder die Wiederkehr (gehendes Ereignis) eines DP-Slaves wird durch das Betriebssystem der S7-CPU über OB86 gemeldet. Wurde der OB86 nicht programmiert, geht die S7-CPU bei Ereigniseintritt in den Betriebszustand STOP. Diagnose des SENTRON WL Dem SPS-Master wird nach der Norm eine externe Diagnosemeldung vom Slave gemeldet, wenn er das Byte 0 statt 00 auf 08 setzt. Dies wird automatisch durch den ASIC generiert. Liegt eine externe Diagnosemeldung vor, dann wird im Byte 7 statt 00 die 01 gesetzt. Dies ist ein Hinweis, dass eine externe Diagnose vorliegt. Die externe Diagnose beim SENTRON WL wird nur dann ausgelöst, wenn einer der folgenden Zustände auftritt: COM15 ist nicht betriebsbereit. Bit 18.2 oder/und 18.3 melden eine Zahl ungleich 0 (also eigentlich eine Wartungsmeldung). Bit 18.4 gesetzt ist, d.h. der Schalter ist nicht anwesend. Eines der Bits von Byte 19 wird gleich 1. In den Bytes 24 bis 27 wird die Modulanwesenheit am c eingetragen. Kommt ein Modul dazu, wird eines entfernt oder auf einem Modul ein Fehler erkannt, dann wird das entsprechende Bit in Byte 19 (19.2, 19.3, 19.4) gesetzt und das betroffene Modul in den Bytes 20 bis 23 angezeigt. Daraufhin wird eine kommende (d.h. 08 0C 00 xx 80 C F ) Diagnosemeldung am PROFIBUS-DP ausgelöst. Wenn sich beim Diagnose auslösenden Modul nichts mehr ändert, geht die Meldung nach 10 sek. wieder (solange keine weiteren Gründe für eine Diagnose vorliegen, d.h. 00 0C 00 xx 80 C F ). Die Information über die letzte Änderung (19.2, 19.3 oder 19.4 plus Modulnummer Byte 20 bis 24) bleibt bis zu einer weiteren Meldung erhalten. Wird ein Modul hinzugefügt, dann wird das entsprechende Modul in den Bytes 20 bis 24 angezeigt. In der Modulanwesenheitsliste wird das dazugekommene Modul erst nach der gehenden Diagnosemeldung (10 sek.) erscheinen. Der Anwender kann jeder Zeit sehen, welches Modul am c zuletzt dazugekommen ist. 4-15

81 Aufbau der PROFIBUS-Diagnose Teil der Diagnose Byte.Bit Bedeutung beim SENTRON WL Bedeutung beim SENTRON VL DP-Norm Kennungsbezogene Diagnose Zusätzlicher Header Gerätespezifische Diagnose Stationsstatus 1 Stationsstatus 1 1 Stationsstatus 2 Stationsstatus 2 2 Stationsstatus 3 Stationsstatus 3 3 PROFIBUS-Masteradresse PROFIBUS-Masteradresse 4 Identnummer High Byte (0x80) Identnummer High Byte (0x80) 5 Identnummer Low Byte (0xC0) Identnummer Low Byte (0xC0) 6 0x42 fest 0x42 fest 7 0x00 wenn keine gerätespez. Diagnose vorliegt 0x01 wenn eine gerätespez. Diagnose vorliegt 8 0x05 fest 0x05 fest 9 0x82 fest 0x82 fest 10 0x00 fest 0x00 fest 11 0x00 fest 0x00 fest 12 0x00 fest 0x00 fest 13 0x0F fest 0x0F fest 14 0x81 fest 0x81 fest 15 0x01 fest 0x01 fest 16 0x00 fest 0x00 fest 17 0x00 nicht verwendet 0x00 nicht verwendet 0x00 wenn keine gerätespez. Diagnose vorliegt 0x01 wenn eine gerätespez. Diagnose vorliegt 18.0 COM15 ist nicht betriebsbereit COM10 ist nicht betriebsbereit 18.1 nicht verwendet nicht verwendet 18.2 / 18.3 Zustand der Hauptkontakte 0 = OK 1 = Sichtprüfung der Hauptkontakte durchführen 2 = Sofortige Prüfung der Hauptkontakte 3 = nicht verwendet nicht verwendet 18.4 Leistungsschalter ist nicht anwesend nicht verwendet nicht verwendet 19.0 c nicht angeschlossen nicht verwendet 19.1 nicht verwendet nicht verwendet 19.2 Letzte Aktion am c: Modul entfernt nicht verwendet 19.3 Letzte Aktion am c: Modul hinzugekommen Kommunikation SENTRON VL mit COM10 unterbrochen nicht verwendet 19.4 Letzte Aktion am c: Fehler erkannt nicht verwendet nicht verwendet c Modul, welches entfernt, hinzugekommen ist oder Fehler meldet (19.2 bis 19.4) Modulanwesenheitsliste am c nicht verwendet nicht verwendet nicht verwendet Der Aufbau der Diagnose der Leistungsschalter SENTRON VL und WL ist identisch, der SENTRON VL unterstützt aber nicht alle Funktionen (siehe c Modulanwesenheit). 4-16

82 Erklärung der Bytes 20 bis 27 in der Diagnosemeldung des SENTRON WL Byte / Bit /24 nicht belegt nicht belegt nicht belegt nicht belegt nicht belegt nicht belegt nicht belegt nicht belegt 21/25 nicht belegt Messfunktion oder Messfunktion Plus Analoges Ausgangsmodul Modul Nr. 1 Analoges Ausgangsmodul Modul Nr. 2 Grafikdisplay ETU76B nicht belegt BDA/BDA Plus nicht belegt 22/26 nicht belegt Digitales Eingangsmodul Stellung PROFIBUS-Eingänge Digitales Ausgangsmodul Drehkodierschalter Modul Nr. 1 Breaker Status Sensor Digitales Eingangsmodul Stellung Parametersatzumschaltung Digitales Ausgangsmodul Drehkodierschalter Modul Nr. 2 nicht belegt Konfigurierbares Ausgangsmodul 23/27 nicht belegt nicht belegt nicht belegt nicht belegt nicht belegt ZSS Modul Auslöser ETU COM In dieser sind die Bytes 20 bis 23 bzw. 24 bis 27 der gerätespezifischen Diagnose des SENTRON WL näher erläutert. In den Bytes 20 bis 23 wird jenes Modul angezeigt, welches zur Diagnosemeldung 19.2 bis 19.4 referenziert wird. In den Bytes werden alle an den c angeschlossenen Module angezeigt. Gleiches gilt für das Entfernen von Modulen mit dem Unterschied, dass entfernte Module erst nach der gehenden Diagnosemeldung aus der Modulanwesenheit entfernt werden. Bei Fehlermeldungen auf einem Modul verbleibt das c Modul in der Modulanwesenheitsliste. Diagnose des SENTRON VL Der SENTRON VL besitzt weniger Diagnosemeldungen als der SENTRON WL. Auch hierbei gibt es kommende und gehende Diagnosemeldungen. Es liegt keine Diagnosemeldung vor: 00 0C 00 xx 80 C F Das COM10 ist außer Betrieb: 08 0C 00 xx 80 C F Die Kommunikationsverbindung zwischen COM10 und SENTRON VL ist unterbrochen: 08 0C 00 xx 80 C F Bild 4-10 Die Online Diagnose im STEP7 Tool HWKonfig stellt die Informationen der Diagnose als Text dar. Es sind die erkannten Module am c sowie die letzte Aktion am c erkennbar. Ausserdem liegt eine Wartungsinformation Diagnosealarm bei S7 und S7V1 Betriebsart Werden die SENTRON Leistungsschalter über den Objektmanager projektiert, so werden diese in der Betriebsart S7V1 aktiviert. Dabei führt eine Diagnosemeldung nicht automatisch zum Ausführen des OB82. Diagnosealarme werden nicht unterstützt. Die Diagnoseinformationen können jedoch jederzeit über den SFC13 vom Slave gelesen werden. 4-17

83 Adresse/Kennung ersichtlich ist bzw. angegeben wurde. Je nachdem, ob eine Ein- oder Ausgangsadresse vorliegt, wird beim Parameter IOID die Kennung B#16#54 bei Eingang und B#16#55 bei Ausgang angegeben. Falls die Adressen der Ein- und Ausgänge gleich sind, wird ebenfalls die Kennung für Eingänge B#16#54 parametriert. Weitere Informationen zu den SFCs finden Sie im Referenzhandbuch Systemsoftware für S7-300/400 System- und Standardfunktionen. Bild 4-11 Im Diagnosepuffer der S7 liegt momentan die oben angezeigte Diagnoseinformation des SENTRON WL vor. Eine kommende Diagnosemeldung liegt nicht vor. Datenaustausch über DPV1 PROFIBUS-DPV1 (DPV1) ist eine Erweiterung des PROFIBUS-DP-Protokolls. Dabei können an einem Leitungsstrang sowohl Geräte für den PROFIBUS-DP als auch für den DPV1 angeschlossen werden. Es ist abwärtskompatibel, daher können das PROFIBUS-DP und das DPV1-Protokoll über den gleichen Leitungsstrang laufen. Mit DPV1 können zusätzlich Datensätze azyklisch mit bis zu 240 Byte Nutzdaten durch Anwenderprogramme wie STEP7, Switch ES Power oder WinCC übertragen werden. Das DPV1-Protokoll bildet somit die Basis für einen komfortablen Datenaustausch von z.b. Parameter-, Diagnose-, Steuer- und Testdaten. Voraussetzung dafür ist, dass ein DPV1-fähiger Master Klasse 1 oder ein Master Klasse 2 zur Verfügung steht. Mit ihnen können über einen zusätzlich aufgebauten Kanal die oben genannten Daten übertragen werden. Mit dem Master Klasse 2 ist es sogar möglich, eine Kommunikation zu Slaves herzustellen, die nicht von diesem Master konfiguriert und parametriert wurden und die noch eine Verbindung zu einem Master Klasse 1 haben. Ein Master Klasse 2 eignet sich besonders zur Inbetriebnahme, zur Diagnose und für Visualisierungsaufgaben z.b. mit den Programmen Switch ES Power oder WinCC. Für den erweiterten Datenaustausch über DPV1 stehen in der SIMATIC S7 spezielle Systemfunktionen zur Verfügung, die das Senden und Empfangen von Datensätzen ermöglichen. Das folgende Beispiel zeigt das Lesen und Schreiben eines Datensatzes vom SENTRON WL/VL. Es werden die Systemfunktionen SFC58 (schreiben) und SFC 59 (lesen) verwendet. Hinweis: Die Angabe am Parameter IOID ist abhängig von der logischen Basisadresse LADDR. Als logische Basisadresse wird immer die kleinere Adresse der Ein- bzw. Ausgänge angegeben, die unter Eigenschaften DP-Slave in der Registerkarte Zyklische (wiederkehrende) Verwendung von azyklischen Diensten Sollten über den C1-Kanal (DPV1 Master Klasse1) oder über den C2-Kanal (DPV1 Master Klasse 2, z.b. Switch ES Power) in einem wiederkehrenden Zeitraster Daten gelesen werden, muss sichergestellt werden, dass der minimale Abstand zwischen zwei Leseaufträgen pro Kanal 200 ms beträgt. Schreibaufträge über den C1- oder C2- Kanal sollten generell nicht in einem wiederkehrendem Zeitraster, sondern nur ereignisgesteuert gesendet werden. Werden diese Zeiten unterschritten, kann es zu Resourcenproblemen in den Kommunikationsschnittstellen kommen und die Kommunikation des C1- und/oder C2-Kanals könnte daraufhin unterbrochen werden. 4-18

84 Beispiel zum Lesen und Schreiben von Datensätzen mit einer S7 Das Beispiel basiert auf einer S7-300 CPU mit integrierter DP-Schnittstelle unter der Verwendung von STEP 7 Version 5.1. Datensatz Schreiben In diesem Beispiel wird der Datensatz DS129 mit den Schutzparametern vom SFC58 geschrieben. Die Daten sind im DB 129 abgelegt und beinhalten die aktuelle Parametrierung, die an den Leistungsschalter gesendet werden soll. Die logische Basisadresse ist in unserem Fall für die Ein- und Ausgänge gleich, d.h. es wird die Kennung W#16#54 angeben. Mit einer Flanke an Merker M20.0 wird der Auftrag angestoßen und nach ordnungsgemäßer Bearbeitung wird dieser mit einer Flanke an Merker M20.1 wieder zurückgesetzt. Das DS-Schreiben kann so durch den Anwender gesteuert werden. Die Bearbeitungszeit ist abhängig von der Anlagenkonfiguration und kann durchaus mehrere CPU-Zyklen dauern. Beim Auftreten eines Fehlers steht das MW22 als Information zur Verfügung. Nähere Angaben finden Sie im Referenzhandbuch Systemhandbuch für S7 300/400 System- und Standardfunktionen. Datensatz Lesen In diesem Beispiel wird der Datensatz DS94 (Betriebsdaten), vom SFC59 gelesen. Die Daten werden im DB 94 abgelegt und beinhalten so die aktuellen Betriebsdaten des Leistungsschalters. Die Arbeitsweise und Parametrierung ist analog zur Systemfunktion SFC58, daher wird hier nicht näher darauf eingegangen. Bild 4-12 Bild 4-13 Der Programmcode aus STEP7 zeigt, wie der DS129 in seiner vollen Länge aus dem Datenbaustein DB129 in das Geräte geschrieben wird. Durch den Merker M20.0 wird das Schreiben einmalig angestoßen. Das Programmbeispiel zeigt, wie in STEP7 der Datensatz DS94 gelesen und im Datenbaustein DB94 abgelegt wird. Der Anstoß erfolgt durch Setzen des Merkers M20.4, eine zyklische Aktualisierung erfolgt nicht. 4-19

85 Bild 4-14 Die Erteilung des Zertifikats für SENTRON WL und SENTRON VL stellt ein Novum dar: Erstmals wurde zwei Produkten, die in unterschiedlichen Prüfzentren (Fürth, Deutschland und Johnson City, USA) getestet wurden, ein gemeinsames PROFIBUS Zertifikat erteilt. 4-20

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87 Switch ES Power Lieferform, Systemvoraussetzungen und Installation Start von Switch ES Power über den Objektmanager Anlegen einer Switch ES Power Beispieldatei Erklärung der Bedienoberfläche Beschreibung der Onlinefunktionen

88 Switch ES Power Parametrieren, Bedienen, Beobachten und Testen der SENTRON Leistungsschalter über PROFIBUS-DP Switch ES Power dient als gemeinsame Softwareplattform für die gerätespezifischen Ausprägungen der kommunikationsfähigen Schaltgeräte. Mit der Variante Switch ES Power können die SENTRON VL und SENTRON WL Leistungsschalter parametriert, bedient, beobachtet und diagnostiziert werden. Durch den verfügbaren Objektmanager können die SENTRON Leistungsschalter in STEP7 vollständig integriert werden. zum Parametrieren, Beobachten, Diagnostizieren und Testen der Leistungsschalter. STEP7-Objekt-Manager zur Einbindung der Leistungsschalter als S7-Slave in SIMATIC S7 zum Aufruf von Switch ES aus STEP7 Systemvoraussetzungen: SIMATIC: S7, M7, C7, PCS7 STEP7: Version 5.1 SP3 oder höher Was ist Switch ES Power? Mit Switch ES Power können die kommunikationsfähigen Leistungsschalter bei der Inbetriebnahme auf einfachste Weise parametriert, im laufenden Betrieb überwacht und im Servicefall aussagekräftig diagnostiziert werden. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, zum Zweck der vorbeugenden Wartung diverse Statistikdaten (z.b. Betriebsstunden, Abschaltströme etc.) auszulesen. Der Anwender wird hierbei durch umfangreiche Hilfsfunktionen und Klartextanzeigen unterstützt. Switch ES Power kommuniziert mit den SENTRON Leistungsschaltern über den PROFIBUS-DP und nutzt dafür das neue Kommunikationsprotokoll DPV1. Durch die Unterstützung des azyklischen Kommunikationskanals können die SENTRON Leistungsschalter gleichzeitig mit einem PROFIBUS-DP-Master Klasse 1 (z.b. eine SPS) und mit Switch ES Power kommunizieren. Switch ES Power kann entweder als Stand-Alone-Programm betrieben werden oder über einen Objektmanager in STEP7 ab V5.1 SP3 integriert werden. Durch Switch ES Power wird sowohl bei der Inbetriebnahme als auch im laufenden Betrieb eine Menge an Zeit eingespart. Alle Parameter werden im Klartext angezeigt und eingestellt. Zu jedem Parameter sind umfangreiche Beschreibungen in der Onlinehilfe verfügbar. Fehler werden somit schon im Vorfeld vermieden. Falscheingaben werden unterbunden. Lieferform Switch ES Power ist auf CD-ROM mit der Bestellnummer 3WL AS01 erhältlich. Auf der CD-ROM sind außerdem enthalten: Internet Explorer für die HTML- Online-Hilfe und zum Ausdrucken. Acrobat Reader zum Öffnen von Handbüchern/Betriebsanleitungen im PDF-Format. Kommunikationshandbuch der SENTRON Leistungsschalter. GSD Datei In diesem Kapitel In diesem Kapitel werden die Funktionen von Switch ES beschrieben. Windows-Grundfunktionen wie Drucken und Speichern werden nicht näher beschrieben. Um mit Switch ES Power arbeiten zu können, müssen folgende Voraussetzungen erfüllt sein: Voraussetzungen Software Betriebssysteme Microsoft Windows 95/98, NT 4.x, 2000 oder ME, XP Professional. Internet-Explorer V4.01 (oder höher) für Online-Hilfe, ist auf der CD-ROM enthalten. Switch ES Power V 1.0 als Stand-Alone-Programm Voraussetzungen Hardware PROFIBUS-DP-Anschaltung: CP5411 (ISA), CP5412 (ISA), CP5511 (PCM- CIA), CP5611 (PCI), CP5613, CP5614 und MPI-Schnittstelle auf PG7xx und deren Treiber-Software (siehe interaktiver Katalog CA01) CD-ROM-Laufwerk Hinweise/ Erforderliche Kenntnisse Beachten Sie die Betriebsanleitungen / Gerätehandbücher der SENTRON Leistungsschalter Sie benötigen Kenntnisse über Microsoft Windows Gegraute Schaltflächen zeigen an, dass die entsprechende Funktion nicht aktiv ist oder nicht zur Verfügung steht. Online mit Switch ES Power Für den Online-Betrieb muss der Leistungsschalter über den PROFIBUS-DP mit dem PC/PG verbunden sein. Beim Online-Betrieb werden 2 verschieden Zugriffsarten unterschieden: Zugriff nur bei entsprechendem Menü-Befehl, z.b. mit Schaltgerät > Online öffnen. Switch ES liest die Daten einmal aus dem Leistungsschalter ein. Bearbeitet werden die Parameter im Arbeitsspeicher des PC/PG. 5-1

89 Mit Zielsystem > Laden in Schaltgerät schreibt Switch ES die Daten zurück. Zykischer Zugriff, z.b. mit Zielsystem > Diagnose Schalter. Die Diagnose-Daten werden im Sekunden-Takt aktualisiert. Offline mit Switch ES Power Für den Offline-Betrieb muss der Leistungsschalter nicht mit dem PC/PG verbunden sein. In dem Fall sind die entsprechenden Menü-Befehle für den Online-Betrieb gegraut und nicht aktiv. Im Offline-Betrieb können vor der Inbetriebnahme bereits Geräteparameter eingegeben, bearbeitet und in einer Datei abgespeichert werden. Installation der Software Lesen Sie die Liesmich.txt -Datei, bevor Sie Switch ES Power installieren. Das Installationsprogramm startet nach dem Einlegen der CD automatisch. Wenn Sie diese Funktion bei Ihrem Rechner ausgeschaltet haben, dann gehen Sie beim Installieren von Switch ES, OM Switch (Integration in Step7) und/oder den anderen Komponenten folgendermaßen vor: 1.Legen Sie die Switch ES-CD in das CD-ROM-Laufwerk ein. 2.Öffnen Sie in diesem Laufwerk das Root-Verzeichnis. 3.Starten Sie das Setup-Programm, indem Sie auf die Datei setup.exe doppelklicken. Das Setup-Programm führt Sie durch die gesamte Installation von Switch ES, OM Switch und den anderen Komponenten. Soll der Objektmanager von Switch ES Power installiert werden, muss zuvor Switch ES auf dem Rechner installiert sein. Bei der Installation des Objektmanagers werden die Geräteeinstellungen der SENTRON Leistungsschalter in die auf dem Rechner vorhandene STEP7 Hardwarekonfiguration eingebunden. Nach der Installation des Objektmanagers werden bei Start des SIMATIC- Managers die neuen Metafiles erzeugt. Bild 5-1 Installation von Switch ES Power und weiteren Komponenten. Vor der Integration in Step7 muss zuerst Switch ES Power installiert werden. Danach stehen die SENTRON Leistungsschalter in Hardwarekatalog unter PROFIBUS Schaltgeräte Leistungsschalter zur Verfügung. Achtung: Zur Installation von Switch ES Power und des Objektmanagers werden auf Rechnern mit den Betriebssystemen Windows NT4.0, 2000 und XP Professional Administratorrechte benötigt. Nach Beendigung des Setup-Programms und eventuellem Neustart Ihres Rechners können Sie Switch ES folgendermaßen starten: Programmstart von Switch ES Power auf dem PC Mit Doppelklick auf die Ikone Switch ES auf dem Desktop Mit Start > SIRIUS NET > Switch ES 5-2

90 Programmstart von Switch ES Power aus dem HWKonfig von STEP7 (Integration über den Objektmanager) Gehen Sie folgendermaßen vor: Starten Sie den SIMATIC Manager und daraus HW Konfig. Bei der Installation des Objektmanagers werden die SENTRON Knoten unter PROFIBUS Schaltgeräte eingefügt. Per Drag&Drop ziehen Sie den gewünschten SENTRON Leistungsschalter und den ausgewählten Basistyp auf den PROFIBUS-DP-Strang. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf die Adresszeile. Das Eigenschaftsfenster erscheint. Drücken Sie auf das Registerblatt Parameter. Die Daten werden von STEP7 an Switch ES Power übergeben. Nun starten Sie Switch ES Power. Zunächst muss in der Gerätekonfiguration der entsprechende Schalter konfiguriert werden. Danach müssen die Parameter für diesen Leistungsschalter eingestellt werden. Beenden Sie Switch ES Power mit- Schaltgerät > Beenden und Rückkehr zu Step7. Die eingestellten Parameter sind nun in der STEP7 Datenhaltung hinterlegt und werden im Anlauf an die Schalter weitergegeben. Für weitere Schalter gehen Sie entsprechen vor. Sollen Parameter verändert werden, muss Switch ES Power wieder aus dem HW Konfig aufgerufen werden, um eine konsistente Datenhaltung zu gewährleisten. Warnung: Ist beim Start des PROFIBUS-DP (automatisches Herunterladen der Parameter) der PROFIBUS Schreibschutz am Leistungsschalter nicht abgeschaltet, werden die heruntergeladenen Parameter verworfen! Beispiel zur Bedienung Anhand des nachfolgenden Beispiels wird die Bedienung von Switch ES Power erklärt. Siehe hierzu das Bild 5-3. Bild 5-2 Switch ES Power kann über den mitgelieferten Objektmanager in STEP7 integriert werden. Die dort eingestellten Parameter werden in die STEP7 Datenhaltung übernommen und beim Neustart in den Schalter geladen. 5-3

91 Beispiel: Anlegen einer Switch ES-Datei 1. Schaltgerät > Neu Neues Schaltgerät auswählen 2. Gerätekonfiguration festlegen 3. Parameter eingeben 4. Datei speichern Mindest erforderliche Eingaben (Roter Indikator ): Gerätekonfiguration Parametersatz A/B Kommunikation Bild 5-3 Anlegen einer Switch ES Datei. 5-4

92 Switch ES Bedienoberfläche Titelzeile Menüleiste Funktionsleiste Titelzeile Die Titelzeile enthält: Den Pfad der sdp-datei (Switching Device Parameters). Den Gerätestatus, Online oder Offline. Bei Online ist die Titelzeile hellblau eingefärbt. Die PROFIBUS-DP-Adresse bei Gerätestatus Online. Menüleiste Die Menüleiste enthält die Menüs Schaltgerät Zielsystem Ansicht Extras Hilfe Funktionsleiste Die Funktionsleiste enthält Symbole, mit denen Sie per Mausklick auf einige Optionen aus den Menüs zugreifen können. Wenn Sie für ca. 1 Sekunde auf dem Symbol bleiben, bekommen Sie dessen Funktion im Klartext angezeigt. Hauptfenster Das Hauptfenster enthält im rechten Teil alle Parameter, die Sie einstellen können. Im linken Teil sind Parameter, die eingestellt werden müssen, z.b. bei Schaltgerät > Neu oder bei Schaltgerät > Werksgrundeinstellung mit einem roten Intikator gekennzeichnet. Sobald Sie diese Werte verändern und übernehmen, erscheint ein blauer Indikator im linken Fenster. Statuszeile Die Statuszeile enthält: Den Hinweis Drücken Sie F1, um Hilfe zu erhalten. Den Gerätestatus Online oder Offline. Wenn sich Switch ES im Online-Modus befindet, läuft Online als Laufschrift durch. Bild 5-4 Bild 5-5 Bedienoberfläche von Switch ES. Online öffnen Datei öffnen Datei neu Hauptfenster Statuszeile Soll/Ist-Vergleich Bedienen Wartung und Statistik Betriebsdaten Harmonische Analyse Kurvenform Analyse Diagnose Schalter Hauptübersicht Parameter aus Schalter in PC laden Parameter aus PC in Schalter laden Über die Buttons in der Funktionsleiste können die wichtigsten Funktionen auf einen Knopfdruck ausgeführt werden. 5-5

93 Switch ES Menüstruktur Bild 5-6 Die Screenshots zeigen die Menüstruktur von Switch ES Power. Unter Schaltgerät können die Parameter u.a. gespeichert und ausgedruckt werden. Im Menüpunkt Zielsystem stehen können die Online Fenster aktiviert werden. Schaltgerät Neu... Vorhandene Schaltgeräte anzeigen lassen und eines zur Bearbeitung auswählen. Öffnen... Dateien öffnen. Alle Switch ES-Dateien haben die Dateiendung *.sdp (switching device parameters). Parameter aus Datei... (Import) Parameter aus einer Switch ES-Datei einlesen und bearbeiten. Hinweis Mit diesem Menübefehl werden die Parameter im Arbeitsspeicher ohne weitere Nachfrage überschrieben! Online Öffnen... Datensätze aus einem Schaltgerät in den Arbeitsspeicher einlesen. Voraussetzung dafür ist eine bestehende Verbindung zwischen Ihrem PC und dem Schaltgerät. Speichern Parameter im Standardformat (*.sdp) auf einem Datenträger speichern. Speichern unter... Aktuelle Daten unter einem neuen Namen speichern. Kopie speichern unter... (Export) Daten aus dem Arbeitsspeicher in eine Switch ES-Datei kopieren. Schaltgerät schließen Schaltgerät schließen. Wenn die Parameter verändert worden sind, dann können diese in eine Datei gespeichert werden, wenn sie mit Schaltgerät > Neu oder Schaltgerät > Öffnen geöffnet worden sind in das Schaltgerät geladen werden, wenn sie mit Schaltgerät > Online Öffnen geöffnet worden sind In beiden Fällen erscheint die Sicherheitsabfrage, ob das Schaltgerät gespeichert oder geladen werden soll. Zielsystem Laden in Schaltgerät Aktuelle Parameter in das Schaltgerät laden. Laden in PC Aktuelle Parameter aus dem Schaltgerät in den PC laden. Export in Schaltgerät Aktuelle Parameter über PROFIBUS-DP in ein Schaltgerät laden, außer der Adresse PROFIBUS-DP. Dieser Menübefehl ist zum Duplizieren von Geräteparametern in weitere Schaltgeräte gedacht. Import von Schaltgerät Aktuelle Parameter über PROFIBUS-DP aus einem Schaltgerät in den PC laden, außer der Adresse PROFIBUS-DP. Strangsicht Die Strangsicht zeigt die am PROFI- BUS-DP-Strang angeschlossenen Slaves in einem Bild an. Damit kann sehr leicht erkannt werden, welche Geräte sich mit Switch ES öffnen und bearbeiten lassen. 5-6

94 Zielsystem (Fortsetzung) Hauptübersicht Bild 5-7 Die Hauptübersicht erlaubt die Erfassung der wichtigsten Schalterinformationen des SENTRON Leistungsschalters auf einen Blick. Die Hauptübersicht zeigt alle wichtigen Informationen des Leistungsschalters auf einen Blick an. Sie wird in mehrere Teile unterteilt: Zustandsbild (Schalter Ein/Aus, Position im Einschubrahmen); die Hintergrundfarbe grün zeigt an, dass keine Warnung, Auslösung oder Schwellwertwarnung anliegt; rot bedeutet, dass die letzte Auslösung noch nicht quittiert wurde; gelb heisst, dass eine Warnung oder Schwellwertwarnung anliegt. Strombalken (der Strombalken zeigt den aktuellen Strom im Verhältnis zum Überlastparameter IR (dargestellt durch den roten Strich) an. Hierbei wird auch berücksichtigt, ob Parametersatz A oder B aktiv ist). Zeit bis zur Auslösung, wenn eine Überlast anliegt Messwerte und Uhrzeit. PROFIBUS-Kommunikation, zeigt den Verbindungsstatus mit einem PROFIBUS-DP Master Klasse 1 an; grün bedeute aktiv, rot bedeutet keine Kommunikation. Ereignisbuch mit den letzten 10 Ereignissen. Ausgelöstbuch mit den letzten 5 Auslösungen. Über die Buttons Ein/Aus/Clear kann der Zustand des Schalters verändert werden. Diagnose Schalter, Das Onlinefenster Diagnose Schalter besteht aus vier Registerblättern: Schalter Status zeigt die wichtigsten Informationen zum Status an; Zustand des Federspeichers, PROFIBUS- Schreibschutzsperre, c-kommunikation, Einschaltbereitschaft, Sammelwarn- und Sammelausgelöstmeldungen etc. Unter Warnungen werden die aktuell anliegenden Warnungen mit einer gelben LED angezeigt. Das Registerblatt Auslösungen (siehe Bild 5-7) zeigt die letzte Auslösung an, soweit diese noch nicht quittiert wurde. Eingeschaltete (grün) und überschrittene Schwellwerte (gelb) werden im Registerblatt Schwellwerte angezeigt. Diese stehen nur in Verbindung mit einer Messfunktion oder Messfunktion Plus zur Verfügung. Bild 5-8 Mit den vier Registern von Diagnose Schalter kann der aktuelle Status des Schalters diagnostiziert werden. 5-7

95 Zielsystem (Fortsetzung) Kurvenformanalyse Bild 5-9 Die zwei zur Verfügung stehenden Kurvenformspeicher erlauben die ereignisgesteuerte Aufzeichnung von Strömen und Spannungen. Ist der Leistungsschalter SENTRON WL mit einer Messfunktion Plus ausgestattet, steht die Kurvenform Analyse zur Verfügung. In der Messfunktion Plus stehen zwei Kurvenformspeicher zur Verfügung, durch die laufend die aktuellen Werte der Ströme (I L1, I L2, I L3, I N und I g ) sowie die drei Außenleiterspannungen (U L12, U L23 und U L31 ) geschoben werden. Dieses Durchlaufen der Messwerte kann durch einstellbare Ereignisse gestoppt und somit ein Momentanabbild des Netzes fotografiert werden. Jeder der beiden Speicher kann einzeln gestoppt und auch manuell wieder gestartet werden. Beide Speicher, A und B genannt, besitzen pro Stromphase oder Außenleiterspannung 1649 Werte, die sich über eine Länge von 1 Sekunde gleichmäßig verteilen. Näherungsweise liegt also alle 0,6 ms ein Messwert vor. Bei einer Netzfrequenz von 50 Hz macht das ca. 33 Messwert pro Grundschwingung (2π). Beim Einfrieren der Speicher werden immer alle 8 Kanäle gleichzeitig angehalten. An welcher Position sich das Triggerereignis befindet kann zwischen 0 % und 100 % eingestellt werden. Damit kann der Anwender sich entscheiden, ob der Schwerpunkt seiner Analyse sich mehr auf die Vorgeschichte oder auf die Nachgeschichte liegt. Als Triggerereignis stehen u.a. alle Ausgelöstmeldungen, Warnmeldungen, Schwellwertwarnungen etc. zur Verfügung. Diese Daten können auch exportiert werden. Harmonische Analyse Diese Funktion ist nur mit dem SENTRON WL und Messfunktion Plus verfügbar. Die Messfunktion Plus ermittelt die Harmonischen für Strom und Spannung getrennt und stellt sie in diesem Fenster dar. Die Aktualisierung geschieht ca. alle 5 Sekunden. Die Daten der ermittelten Harmonischen werden im Excelkompatiblen *.csv Format ausgegeben und im Unterverzeichnis \UserData abgelegt. Einer Integration dieser Messergebnisse in ein Protokoll steht nichts mehr im Wege. Bild 5-10 Die Messfunktion Plus analysiert die Harmonischen von Strom und Spannung und stellt die Ergebnisse zur Verfügung. 5-8

96 Zielsystem (Fortsetzung) Betriebsdaten Je nach Ausstattung des Leistungsschalters stehen mehr oder weniger Betriebsdaten zur Verfügung. Daten, die nicht zur Verfügung stehen werden gegraut. 12 Registerblätter zeigen die aktuellen Messwerte und die minimalen und maximalen Messwerte mit Zeitstempel an. Bild 5-11 Das Onlinefenster Betriebsdaten zeigt die aktuellen Messwerte an. Wartung und Statistik, Die Informationen über Wartung und Statistik sind die Grundlage für eine vorbeugenden Wartung. Damit wird auf empirischem Weg der Zustand der Hauptkontakte beim SENTRON WL ermittelt und Wartungshinweise gegeben. Einigen der Statistikinformationen können über das Onlinefenster Bedienen Allgemein zurückgesetzt werden. Bild 5-12 Statistikdaten und Wartungshinweise sind die Basis für eine vorbeugende Wartung und notwendig, um kostenintensiven Ausfallzeiten entgegenzutreten. 5-9

97 Zielsystem (Fortsetzung) Bedienen Allgemein Auf dieser Seite können verschiedene Speicher gelöscht werden und auch die Systemzeit gesetzt werden. In diesem Fenster wird die aktuelle Computerzeit angezeigt, welche entweder unbearbeitet und nach einer Korrektur durch Setzen in den Schalter übertragen wird. Warnung: Werden die Wartungsinformationen ohne einen Austausch der Hauptkontakte zurückgesetzt, stimmt die Berechnung des Zustandes der Hauptkontakte nicht mehr mit der Realität überein. Dies kann zur Zerstörung der Hauptkontakte führen. Bild 5-13 Die Onlinemakse Bedienen Allgemein ermöglicht u.a. das Rücksetzen von min/max Speichern und das Setzen der Systemzeit Bedienen von Modulen, Dieses Fenster dient zur Diagnose und kann dem Benutzer in der Phase der Inbetriebsetzung helfen. Es zeigt den Status der PROFIBUS-DP-Module, des Auslösers und der Messfunktion an. Ebenso werden die Ein- bzw. Ausgänge der c-module angezeigt. Die Ausgänge können geforced (überschrieben) werden, um die externe Verdrahtung zu überprüfen. Nach 30 Sekunden werden die Ausgänge wieder auf den ursprünglichen Wert zurückgesetzt. Bild 5-14 Bedienen von Modulen erlaubt u.a. das Testen der Verdrahtung der digitalen Ausgangsmodule 5-10

98 Zielsystem (Fortsetzung) Soll/Ist-Vergleich, Mit dem Soll/Ist Vergleich wird der Inhalt der aktuellen Parameter im Computer mit den Parametern im Gerät verglichen. Damit kann z.b. überprüft werden, ob alle heruntergeladenen Parameter übernommen wurden. die Parameter noch mit den Daten übereinstimmen, die bei der Inbetriebnahme dokumentiert wurden. ob die Parameter mit den Parametern von anderen Schaltern übereinstimmen. Bild 5-15 Soll/Ist-Vergleich ermöglicht die Online Überprüfung der Schalterparameter mit denen von Switch ES Power. Ansicht Statuszeile Statuszeile am unteren Rand des Applikationsfensters ein-/ausblenden. Funktionsleiste Funktionsleiste am obereren Rand des Applikationsfensters ein-/ausblenden. Extras Einstellungen Mit dem Menübefehl Extras > Einstellungen können Sie verschiedene individuelle Einstellungen dieser Applikation ändern: Sprache Verzeichnis Startup-Bild angezeigen PC/PG-Schnittstelle einstellen. Hilfe Hilfethemen Hilfethemen zum Parametrieren von Schaltgeräten. Info Hier finden Sie Informationen über Switch ES Version Copyright Software Support 5-11

99 Unterschiedliche Darstellungen von Daten Switch ES Power kann für alle kommunikationsfähigen SENTRON VL und SEN- TRON WL Leistungsschalter benutzt werden. Die Varianz an verfügbaren Parametern, Messwerten und Statusinformationen ist gross. Je nach konfiguriertem Schalter stehen mehr oder weniger Daten zur Verfügung. Switch ES Power macht dieses durch eine unterschiedliche Darstellung sichtbar. Im Bild 5-15 ist dieses beispielhaft an dem Überlastparameter IR dargestellt. Einstellen von Parametern Beim Verlassen eines Parametereingabefeldes wird automatisch eine Überprüfung des Wertes vorgenommen. Überprüft werden: Stimmt das Format, es kann kein Buchstabe in ein Zahlenfeld eingetragen werden. Wurde der hinterlegte minimale Wert unterschritten oder der maximale Wert überschritten? Es wird dann automatisch der minimalste oder der maximalste Wert eingetragen: Ein krummer Wert (z.b A) wird über eine Schrittweitentabelle aufoder abgerundet. In diesem Beispiel wird daraus 1400 A. Achtung: Ein eingegebener Parameter wird erst nach der Überprüfung in den programminternen Speicher geschrieben. Wird eine Eingabe nicht durch z.b. TAB oder einen Mausklick in ein anderes Eingabefeld abgeschlossen, wird dieser Parameter nicht übernommen und wird damit auch bei einem Download nicht ins Gerät übertragen. Achtung: Im SENTRON VL erfolgt keine automatische Anpassung von nicht zutreffenden Werten. Parameter, die nicht als gültig im SENTRON VL hinterlegt sind, werden verworfen. Die 5-1 gibt über gültige Parameter Auskunft. 1. Wert lesbar und schreibbar 2. Wert nur lesbar 3. Wert nicht verfügbar Bild 5-16 Anhand der Darstellung kann erkannt werden, welche der Daten aus der umfangreichen Datenbibliothek beim angeschlossenen (Online) oder ausgewählten (Offline) Schalter zur Verfügung stehen. über die zulässigen Parameter des SENTRON VL Phasenunsymmetrie Strom Überlastparameter I R Trägheitsgrad t R Kurzschlussschutz unverzögert I i Kurzschlussschutz verzögert I sd Verzögerungszeit Kurzschlussschutz t sd Erdschlussschutz I g Verzögerungszeit Erdschlussschutz t g Überlastschutz Neutralleiter I N bis 50% in 5er-Schritten 0,4 bis 1,0-fachen des Schalterbemessungsstroms 25, 40, 60, 80, 100, 140, 170, 200, 250 oder 300 s 78 bis (1,25 bis 11-fachen Schalterbemessungsstrom) 94 bis 1600 (1,5 bis 10-fachen Schalterbemessungsstrom) 100, 200, 300, 400 oder 500 ms 25 bis 1600 (0,4 bis 1,0-fachen) Schalterbemessungsstrom 100, 200, 300, 400 oder 500 ms 0,5 bis 1,0-fachen des Schalterbemessungsstromes in Schritten von 5% (0,05) Die beschreibt die gültigen Parameter des SENTRON VL. Stimmen die Parameter nicht mit den möglichen Werten überein, werden diese vom SENTRON VL nicht übernommen. 5-12

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101 Breaker Data Adapter (BDA) Breaker Data Adapter Plus (BDA Plus) Kurzbeschreibung des BDA/BDA Plus Systemvoraussetzungen Anschluss des BDA/BDA Plus an die SENTRON Leistungsschalter Kommunikation mit dem BDA/BDA Plus über die serielle Schnittstelle Kommunikation mit dem BDA Plus über die Ethernet-Schnittstelle Hinweise zur Bedienung Troubleshooting

102 Breaker Data Adapter (BDA) und BDA Plus Kurzbeschreibung und Systemvoraussetzungen Der Breaker Data Adapter (BDA) ist das erste Leistungsschalter-Parametriergerät mit integriertem Webserver zum Parametrieren, Bedienen, Beobachten und Diagnostizieren der Leistungsschalter SENTRON WL und SENTRON VL. Der BDA Plus besitzt zusätzlich eine Ethernet-Schnittstelle zum Anschluss an das Ethernet/Intranet/Internet. Beschreibung Mit Hilfe des BDA können die Parameter der Leistungsschalter SENTRON WL und SENTRON VL ausgelesen und verändert werden, Messwerte angezeigt, Diagnosedaten visualisiert, analysiert und abgespeichert werden. Der Breaker Data Adapter (BDA) besteht aus einem Microcomputer, auf dem ein Embedded Linux Betriebssystem mit einer Webserver-Applikation läuft. Auf dem internen Flash sind sowohl die HTML-Seiten als auch die Java Programmcodes abgespeichert, die über einen Browser angezeigt werden. Der Browser selbst stellt die HTML-Seiten dar, die komplexeren Funktionen sind über Java-Applets realisiert. Für die Java-Applets wird eine Java Virtual Machine (VM) benötigt. Diese steht für viele Browser und Betriebssysteme kostenlos zur Verfügung. Auf dem BDA sind alle Anzeigeseiten in den Sprachen Deutsch und Englisch gespeichert, die Sprache wird beim Erstaufruf im Browser gewählt. Im laufenden Betrieb kann die Sprache erneut ausgewählt werden, wenn im Baum der oberste Punkt SENTRON WL/VL ausgewählt wird. Der BDA wird durch das mitgelieferte Kabel mit dem SENTRON Leistungsschalter verbunden. Beim SENTRON WL kann er entweder direkt an den Auslöser oder an das letzte c Modul gesteckt werden. Beim SENTRON VL wird er direkt auf die ETU gesteckt. Das Anzeigegerät mit der Browserapplikation (z.b. Notebook) wird über ein Nullmodemkabel an den BDA angeschlossen. Der Breaker Data Adapter Plus bietet darüber hinaus noch eine Ethernet Schnittstelle an, so dass der BDA Plus auch über das Intranet/Internet angesprochen werden kann. Die Kommunikationsmöglichkeiten über das Intranet/Internet wird nur durch die Netzwerkadministration eingeschränkt. Alle Schreibhandlungen (Ändern von Parametern oder Schaltaktionen) sind mit einem Passwortschutz gesichert. Der BDA kann genutzt werden, um temporär angeschlossen die Parameter auszulesen und zu verändern, eine Diagnose durchzuführen oder Messwerte anzuzeigen. Dafür wird mit dem BDA ein Magnet mitgeliefert, der das Anschnappen an allen eisenhaltigen Türen oder sonstigen Elementen ermöglicht. Wird der BDA permanent angeschlossen, kann der mitgelieferte Hutschienen-Montagesatz benutzt werden. Je nach Anwendung wird bei einem permanenten Anschluss meist der BDA Plus verwendet. Damit wird die Erreichbarkeit über das Ethernet/Intranet/Internet realisiert. Soll über den BDA der SENTRON WL einbzw. ausgeschaltet werden können, muss zusätzlich das PROFIBUS-DP-Modul COM15 vorhanden sein. Dieses beinhaltet die Anschlüsse zum Aktivieren der Ein-/Ausschaltmagneten bzw. des Motorantriebs. Die PROFIBUS-DP-Kommunikation muss dafür nicht in Betrieb genommen werden. Vorteile des BDA: Es muss keine spezielle Software installiert werden die Software zur Anzeige kommt zusammen mit den Leistungsschalterdaten direkt aus dem BDA. Auch die entsprechenden Hilfeseiten sind direkt im BDA gespeichert und somit immer erreichbar, wenn sie benötigt werden. Die konsequente Verwendung der Java Technologie ermöglicht die Betriebssystemunabhängigkeit. Diese bedeutet, dass der BDA mit allen Windows Versionen, mit Linux und allen weiteren Betriebssystemen funktioniert, die die entsprechende Java Virtual Machine zur Verfügung stellen. Kleinere Handhelds mit PocketPC als Betriebssystem sind ebenso einsetzbar wie PCs oder Notebooks, wenn sie die Systemvoraussetzungen erfüllen. Die Strukturierung und Aufbereitung zur Anzeige der Daten im BDA und in Switch ES Power ist weitestgehend identisch, die Seiten verfügen über das gleiche Look & Feel. Die Speicherformate zum Ablegen und Dokumentieren der eingestellten Schalterparameter sind identisch mit Switch ES Power. Mit Switch ES Power generierte Dateien können auch mit Hilfe des BDA in die Schalter übertragen werden und umgekehrt. Das vermeidet unnötigen Dokumentationsaufwand und erleichtert z.b. das Austauschen eines Leistungsschalters. 6-1

103 BDA im Offline Mode (alternativ: BDA Plus) Im Offline Modus ist der BDA oder der BDA Plus nur mit einem Notebook (stellvertretend für alle Ein-/Ausgabegeräte) verbunden. In diesem Betriebsmodus können alle notwendigen Parameter eingestellt und für eine spätere Verwendung (Download in die Leistungsschalter) abgespeichert werden. Das Speicherformat ist identisch mit dem der PROFIBUS-DP-Software Switch ES Power. Über die COM-Schnittstelle des Notebooks erfolgt keine Energieversorgung, deshalb muss an den BDA eine zusätzliche Stromversorgung (DC 24 V) angeschlossen werden. Grafik 6-1 Der BDA im Offline Modus muss extern mit 24 V DC versorgt werden. Parameter können eingestellt, abgespeichert und ausgedruckt werden. BDA als Handbediengerät (alternativ: BDA Plus) Der BDA wird als Handbediengerät benutzt, indem er temporär an die jeweiligen Auslöserschnittstellen des SENTRON VL/WL angesteckt wird. Mit nur einem BDA lassen sich nacheinander alle SENTRON Leistungsschalter einer Anlage parametrieren und die Parameterdaten zur Weiterverarbeitung auf ein Notebook abspeichern. Zusätzlich lassen sich über den BDA sämtliche Diagnosedaten des Leistungsschalters auslesen. Ein Austausch der Parameterdaten mit der PROFIBUS-DP Parametriersoftware Switch ES Power ist ebenfalls möglich. Eine zusätzliche 24-V-DC-Versorgung ist notwendig, wenn der Leistungsschalter noch nicht mit Energie versorgt wird (z.b. durch Strom auf den Hauptstrombahnen; beim SENTRON WL durch externe 24 V DC auf dem c; beim SENTRON VL muss generell eine zusätzliche 24 V DC-Spannungsversorgung angeschlossen werden). Grafik 6-2 Beim tempöraren Betriebsmodus des BDA wird meist die Montage über den Magneten zum Einsatz kommen. 6-2

104 BDA Plus als Interface zum Ethernet Wird der BDA Plus eingesetzt, ist neben den bisher genannten Funktionen des BDA zusätzlich ein Zugriff auf die Daten über das Ethernet möglich. Die Leistungsschalterdaten werden dabei nicht als Nettodaten übertragen, sondern bereits im anwendungsspezifischen Format auf "HTML"-Seiten dargestellt. Eine Einbindung der Leistungsschalter in übergeordnete Visualisierungssysteme (z.b. WinCC) ist über den BDA/BDA Plus nicht möglich. Sollen in einer Schaltanlage ohne Nutzung des PROFIBUS-DP mehrere SENTRON VL/WL Leistungsschalter 24-h-Online über Kommunikation angezeigt werden können, ist ein BDA Plus pro Leistungsschalter erforderlich. Die Auswahl des Leistungsschalters erfolgt in diesem Fall über die Eingabe der BDA-spezifischen IP-Adresse im Browser. Ein Passwortschutz im BDA und BDA Plus schützt vor dem Zugriff durch Unberechtigte. Durch entsprechende Einstellungen an der Firewall ist ein Zugriff auf die SENTRON VL/WL Leistungsschalter auch über Intranet und Internet möglich. Grafik 6-3 In Abhängigkeit der Netzwerkeinstellungen (Routingtabellen und Firewalleinträge) kann der Leistungsschalter von allen PCs mit Internetanschluss diagnostiziert werden. 6-3

105 Systemvoraussetzungen Zum Betrieb des BDA oder des BDA Plus sind einige Voraussetzungen notwendig. Auf dem Ausgabegerät (z.b. Notebook) muss einer der beiden Standardbrowser (Internet Explorer ab Version V5.5 oder Netscape Navigator ab V6.2) installiert sein. Die Kompatibilität zu anderen Browsern kann zum derzeitigen Stand nicht garantiert werden. Damit eine Unabhägigkeit von Betriebssystemen und Browsern erreicht wird, wurden alle Seiten in HTML-Code und Java-Applets geschrieben. Zur Darstellung ist eine Java Virtual Machine notwendig. Was ist Java? Java ist eine plattformunabhängige objektorientierte Programmiersprache, die ursprünglich von der Firma Sun Microsystems entwickelt wurde. Java wird in allen IT-Bereichen von Handel, Industrie und Verwaltung eingesetzt und ist für unzählige Betriebssysteme und Plattformen, vom mobilen Telefon bis hin zur Echtzeit-Großrechneranlage kostenlos verfügbar. Java-Applets werden im Gegensatz zu vielen anderen Compiler-Sprachen nicht direkt in eine für einen echten Prozessor verständliche Menge an Befehlen übersetzt, sondern zunächst in den sog. Java Bytecode umgewandelt. Dieser Bytecode ist sehr maschinennah, benötigt aber auf der Zielmaschine eine sogenannte Java Virtual Machine (VM), die für alle Java-Applets einen einheitlichen Prozessor emuliert. Da bei Java für gewöhnlich zweimal kompiliert wird (einmal beim Entwickler und einmal beim Nutzer), wird dieses Prinzip Just-In-Time Compiler (JIT) genannt. Dies hat neben den genannten Vorteilen natürlich auch den Nachteil, dass Java-Applets länger zum Starten benötigen, da während der Initialisierung der Maschinen-Code erzeugt wird. Aber: Ein- und dasselbe Java-Applet läuft ohne Änderung auf allen unterstützten Systemen!! Für die Darstellung der BDA-Seiten ist die Java Virtual Machine V2 V1.4.0_01 notwendig. Beim ersten Aufruf prüft der BDA, ob auf dem Browser diese Java VM2 vorhanden ist. Wird dieser noch benötigt, erscheint automatisch ein Fenster mit einem Hinweis und verbindet den User automatisch auf die entsprechende Seite von Sun Microsystems. Damit die automatische Installation funktioniert, muss eine Verbindung zum Internet bestehen. Ist dies nicht der Fall, kann für die Microsoft Windows Betriebssysteme die notwendige Virtual Machine unter der nachfolgenden Adresse heruntergeladen werden: ve/j2se/1.4.0_01/index.html Nach der Installation muss die Option Java 2VM V1.4.0_01 im Browser aktiviert werden, wenn dies noch nicht der Fall sein sollte. Um Konflikte zu anderen Java-Versionen zu vermeiden, wird empfohlen, ältere Versionen von Java zu deinstallieren und den Cache im Browser zu löschen. Das Zielsystem mit dem Browser benötigt zusätzlich eine oder beide der nachfolgenden Kommunikations-Schnittstellen: Eine serielle Schnittstelle mit RS232- Physik, wie sie z.b. bei herkömmlichen PCs standardmäßig integriert sind (z.b. COM1) für die Point to Point (PPP) Kommunikation mit dem BDA. Eine LAN-Schnittstelle zur Kommunikation mit dem BDA Plus über das Ethernet. Anschliessbare Leistungsschalter Der BDA kann an alle SENTRON WL Leistungsschalter mit c angeschlossen werden. Dies sind alle Schalter mit den Auslösern ETU45B, ETU55B oder ETU76B. Es kann entweder direkt an den Auslöser oder an das letzte externe c Modul angeschlossen werden. Es können auch Leistungsschalter mit dem BDA kommunizieren, bei denen die Kommunikationsfunktion nachgerüstet wurde. Bei SENTRON VL Leistungsschalter kann der BDA nur mit Auslösern mit der LCD ETU (ETU40M, ETU40 oder ETU42) kommunizieren. Der Anschluss erfolgt über die Frontschnittstelle. Erstinbetriebnahme des BDA Plus Bei der Erstinbetriebnahme des BDA Plus müssen die Einstellungen für die IP-Adresse, das Standard Gateway und der Subnet Maske über eine serielle Verbindung (Nullmodemkabel) eingestellt werden. Danach muss der BDA Plus mit gestecktem Ethernetkabel erneut gebootet werden. 6-4

106 Breaker Data Adapter (BDA) und BDA Plus Verbinden mit den SENTRON Leistungsschaltern Um den BDA zu betreiben, muss dieser auf der einen Seite mit einem Zielsystem (z.b. einem PC) und auf der andere Seite mit einem SENTRON Leistungsschalter verbunden werden. Je nach Anwendungsfall sind hierbei verschiede Szenarien möglich. SENTRON WL Beim SENTRON WL bestehen grundsätzlich zwei Möglichkeiten, den BDA anzuschliessen. Oberseite Unterseite 24 V DC-Versorgung Temporär Soll der BDA wie ein lokales Parametriertool eingesetzt und nacheinander mehrere Leistungsschalter eingestellt werden, so bietet sich die lokale Frontschnittstelle des Auslösers an. Das benötigte Kabel liegt dem BDA bei. Eine zusätzliche 24 V DC-Versorgung ist notwendig, wenn der Leistungsschalter noch nicht über den c mit Spannung versorgt ist. Dazu befindet sich auf der Oberseite des BDA neben Anschluss an den Leistungsschalter der Schnittstelle zum SENTRON Leistungsschalter ein Spannungsanschluss. Zur mechanischen Befestigung im temporären Modus (als Ersatz des früheren Handbediengerätes) kann der BDA mit auf der Rückseite angebrachter Magnete schnell und universell am Schaltschrank befestigt werden. Permanent Soll ein BDA oder ein BDA Plus permanent mit einem SENTRON WL Leistungsschalter verbunden werden, so eignet sich dazu die Schnittstelle am Auslöser durch den Frontanschluss nicht. Besser geeignet hierfür ist der Anschluss an das letzte c Modul, z.b. COM15 oder eines der anderen Module. Für diesen Anwendungsfall wird ein Kabel dem BDA beigelegt, welches direkt in den RJ45-Steckkontakt des c Moduls gesteckt wird. In den meisten Fällen wird bei der permantenten Montage ein BDA Plus verwendet. Durch den mitgelieferten Hutschienenmontagesatz ist auch eine permanente mechanische Befestigung gewährleistet. Für die Spannungsversorgung gilt gleiches wie für den temporären Betrieb, ist der c mit Spannung versorgt, funktioniert der BDA auch ohne weitere Stromversorgung. Ansonsten muss der BDA zusätzlich an eine 24 V DC-Versorgung angeschlossen werden. SENTRON VL Wird der BDA an der Frontschnittstelle der LCD ETU angeschlossen, dann muss in diesem Fall der BDA immer mit einer 24 V DC-Versorgung betrieben werden, da er nicht durch den Leistungsschalter versorgt wird. RS232-Stecker für PPP-Verbindung Ethernet-Schnittstelle Reset-Taster Bild 6-1 Das Bild zeigt die physikalischen Schnittstellen des BDA. Auf der Oberseite die Verbindung zum Schalter und die optionale Stromversorgung, unten die RS232- Schnittstelle, beim BDA Plus die Ethernet Schnittstelle und den Reset Taster. 6-5

107 Betrieb Der BDA ist ein kleiner Mikrocomputer und muss wie ein richtiger PC gebootet werden. Dieser Prozess benötigt ca. 40 Sekunden und beginnt automatisch, wenn die Versorgungsspannung angelegt wird. In dieser Zeit wird der Inhalt aus dem Flashspeicher in den Arbeitsspeicher geladen, ein interner Selbsttest durchgeführt, das Betriebssystem (Embedded Linux) gebootet und die Applikation des Webservers gestartet. Durch den Reset Taster auf der Unterseite kann ein manueller Neustart jederzeit ausgeführt werden. Während des Bootvorgangs zeigen die LEDs den Betriebszustand an. Zunächst ist die obere DEVICE LED rot/grün, die untere c LED nur rot. Diese wechselt nach ca. 10 Sekunden ebenfalls auf rot/grün. Während des Ladevorgangs wird der Ethernet- Anschluss auf ein angeschlossenes Netz überprüft. Nur dann wird der entsprechende Treiber geladen. Der BDA Plus soll mit einer Ethernet Verbindung betrieben werden, deshalb muss bereits beim Bootvorgang eine physikalische Verbindung zum Ethernet bestehen. Auslöser ETU45B Breaker Data Adapter Lokale Schnittstelle des Auslösers PPP-Verbindung zum PC Bild 6-2 Der BDA kann für einen kurzzeitigen Betrieb an die lokale Schnittstelle des Auslösers angeschlossen werden. Meist wird in dieser Konfiguration nur die RS232- Verbindung zum PC genutzt. Bedeutung der LEDs auf dem BDA LED Anzeige Bedeutung DEVICE rot grün rot/grün grün c 6-1 rot rot/grün aus BDA gestört BDA in Betrieb BDA bootet BDA ist im Onlinemode und die Verbindung zum Schalter ist gestört Verbindung zum c oder zum SENTRON VL besteht BDA bootet Der BDA befindet sich im Offlinemode, auch wenn ein Schalter angeschlossen ist. Die LEDs am BDA zeigen den aktuellen Betriebszustand an. BDA Plus Externes c Modul Hutschiene Verbindung zum Ethernet Bild 6-3 Bei einer permanenten Montage sollte der BDA an das letzte externe c Modul angeschlossen werden. Die mech. Fixierung kann dann entweder über einen Magnet oder wie dargestellt über eine Hutschiene vorgenommen werden. 6-6

108 Nach dem Abschluss des Bootvorgangs wechselt die DEVICE-LED auf grün, die c LED geht je nach Anschluss auf grün oder aus. Wird der BDA nicht über den cdes SENTRON WL versorgt, so muss er durch eine externe 24 V DC-Versorgung aktiviert werden. Dazu kann das Netzgerät für den Betrieb der seriellen Kommunikation des 3WN6 mit Win3WN6, falls der 3WN6 nicht fremdversorgt wird, benutzt werden. Die Bestellnummer lautet: 3WX3647-6JA02. Andere 24 V DC-Netzgeräte, die den erforderlichen Strom liefern, können ebenfalls eingesetzt werden. Verbindungskabel BDA SENTRON VL 24 V DC-Versorgung LCD ETU PPP-Verbindung zum PC Verbindung zum COM10 Verbindung zum Ethernet Bild 6-4 Wird der BDA mit dem SENTRON VL betrieben, wird auf jeden Fall eine 24 V DC- Versorgung benötigt. Beim BDA Plus kann zusätzlich die Ethernet Schnittstelle benutzt werden. Technische Daten des BDA und des BDA Plus Betriebsspannung min./max. (V) 19,2/28,8 Stromaufnahme aus dem c oder der Stromversorgung min./typ./max. (ma) 100 ma/300 ma Verlustleistung min./typ./max. (W) 3/5/7 Abmessungen B/H/T (mm) 82/153/38 Gewicht (kg) 0,38 Temperaturbereich ( C) 0 bis 55 C 6-2 Die gibt genauen Aufschluss über die technischen Daten des BDA und des BDA Plus 6-7

109 Breaker Data Adapter (BDA) und BDA Plus Verbindung zum BDA über die serielle Kommunikation Um den BDA zu betreiben, muss dieser auf der einen Seite mit einem Zielsystem (z.b. einem PC) und auf der andere Seite mit einem SENTRON Leistungsschalter verbunden werden. Je nach Anwendungfall und Betriebssystem gibt es verschiedene Möglichkeiten. Damit das Zielsystem mit dem BDA über eine serielle Kommunikation aufbauen kann, sind folgende Schritte durchzuführen. Anschliessen des BDA an den Schalter und versorgen mit Energie. Verbinden des BDA mittels eines vollbelegten Nullmodemkabels mit der COM-Schnittstelle des Zielsystems (z.b. PC). Achtung: Beim Nullmodemkabel müssen sowohl die Pins 2 und 3, 4 und 6, als auch 7 und 8 belegt und gegeneinander verdreht sein. Der verwendete COM-Port darf nicht durch eine andere Applikation (z.b. Sychronisationsprogramme) belegt sein. Installation eines Standardmodems. Nachdem die physikalische Verbindung mit einem Nullmodemkabel hergestellt wurde, muss auf jedem PC einmalig ein Standardmodem eingerichtet werden. Die Einrichtung des Modems ist je nach Betriebssystem ein wenig unterschiedlich. In den nachfolgenden Seiten ist mit Screenshots das Vorgehen Punkt für Punkt erklärt und abgebildet. Das auszuwählende Standardmodem bps hat nichts mit der tatsächlichen Übertragungsrate zu tun. Die Beispiele sind jeweils für den Anschluss an die COM1- Schnittstelle dargestellt, andere Schnittstellen müssen entsprechend eingestellt werden. Die Einrichtung beginnt immer in der Systemsteuerung des Betriebssystems. In den Eigenschaften Fenstern des Modems können meist die Default- Einstellungen verbleiben, sie sind nur bei evtl. auftretenden Problemen zum Abgleich abgebildet. Die auf den nachfolgenen Seiten gezeigten Screenshots für Windows98 sind identisch für Windows95, WindowsNT und WindowsME. Bilder für WindowsXP sind fast abbildungsgleich mit denen von Windows2000. Einrichten einer DFÜ-Verbindung. Nach der Einrichtung eines Standardmodems muss einmalig über dieses Modem noch eine Kommunikationsstrecke spezifiert werden. Dazu muss eine DFÜ-Verbindung eingerichtet werden, und zwar über Arbeitsplatz > DFÜ-Netzwerk. Nach der Auswahl des zugehörigen Modems muss erneut die maximale Geschwindigkeit ausgewählt werden. Der Name der Verbindung kann beliebig gewählt werden, dagegen muss als Benutzername ppp und als Rufnummer 555 verwendet werden, eine Vorwahl und ein Kennwort darf nicht eingetragen sein. All diese Einstellungen sind in den nachfolgenden Seiten dargestellt. Für die Betriebssysteme Windows95, Windows98; WindowsNT und WindowsME sind stellvertretend die Screenshots von Windows98 abgebildet. Für Windows2000 und WindowsXP sind nur die Masken von WindowsXP dargestellt. Aufbau der Verbindung Durch das Aktivieren der eingerichteten DFÜ-Verbindung wird eine Kommunikationsstrecke aufgebaut. Nach dem korrekten Überprüfen des Benutzernamens und des Kennwortes (es darf keines eingetragen werden!), verschwindet das Verbindungsaufbaufenster im Systray von Windows. Das Systray ist der Bereich rechts unten neben der Systemuhr in der Taskleiste des Computers. Dort erscheint nun ein kleines Symbol mit zwei Computern. Ein Doppelklick öffnet ein Fenster mit den Eigenschaften dieser Verbindung. Eine korrekte Verbindung kann optional mit einem Testping überprüft werden. Nach dem Öffnen des Eingabefensters Start > Ausführen und eintippen von ping erscheint eine DOS-Box, in der entweder Antwort von nach... (Verbindung OK) oder Zeitüberschreitung der Anforderung (Verbindung nicht vorhanden) angezeigt wird. Starten des Browsers, Internet Explorer oder Netscape Navigator. Eintippen der Ziel IP-Adresse In der Adresszeile muss eingetragen werden. Das übliche muss nicht hinzugefügt werden. Nach Betätigen der ENTER-Taste werden die Seiten aus dem BDA geladen. Hinweis: Evtl. muss die Adresse in die Liste der Adressen aufgenommen werden, für die kein Proxy-Server verwendet wird. Die Verwendung eines Proxy-Servers ist je nach Netzwerk optional. Wird die Verbindung zum BDA häufiger eingesetzt, bieten sich Links auf dem Desktop an. Um einen Link des Internet Explorers mit der lokalen IP-Adresse des BDA auf dem Desktop anzulegen, muss das kleine Internet Explorer Symbol in der Adresszeile links neben der Adresse per Drag und Drop auf den Desktop gezogen werden. Als anderes Icon bietet sich das BDA-Startbild an. Es wird mit der linken Taste als Bitmap auf der Festplatte gespeichert und im Eigenschaftsfenster des auf dem Desktop abgelegten Links als Symbol spezifiziert. 6-8

110 # Bild 6-5 Einrichten eines Standardmodems mit Windows98 Teil 1 (identisch zu Windows95, WindowsNT und WindowsME): Über die Systemsteuerung wird ein Standardmodem bps ausgewählt und installiert. Dazu muss die automatische Erkennung abgeschaltet werden. 6-9

111 # Bild 6-6 Einrichten eines Standardmodems mit Windows98 Teil 2 (identisch zu Windows95, WindowsNT und WindowsME): Nach der Installation des Standardmodems muss dieses nur noch auch die max. Geschwindigkeit von eingestellt werden, die anderen Fenster verbleiben in den Standardeinstellungen. 6-10

112 # Bild 6-7 Einrichten einer DFÜ-Verbindung zum BDA mit Windows98 Teil 1 (identisch zu Windows95 und WindowsME): Nun muss nur noch eine DFÜ-Verbindung zum BDA hersgestellt werden. Dazu muss in der Systemsteuerung auf Neue Verbindung herstellen doppelgeklickt werden. Danach die Fenster wie abgebildet ausfüllen. 6-11

113 # Bild 6-8 Einrichten einer DFÜ-Verbindung zum BDA mit Windows98 Teil 2 (identisch zu Windows95 und WindowsME): Steht die Kommunikation, verschwindet das Verbindungsfenster im Systray von Windows. Im Browser muss die Adresse eingetragen werden, um die Seiten das BDAs zu starten. Mit einem Doppelklick im Systray öffnet sich das Verbindungsfernster. # Bild 6-9 Einrichten eines Standardmodems mit WindowsXP Teil 1 (identisch zu Windows2000): Zum Einrichten eines Standardmodems in WindowsXP muss in der Systemsteuerung das Telefon und Modemoptionen -Icon doppelgeklickt werden. 6-12

114 # Bild 6-10 Einrichten eines Standardmodems mit WindowsXP Teil 2 (identisch zu Windows2000): Das Standardmodem auswählen und auf eine freie COM-Schnittstelle legen. 6-13

115 # Bild 6-11 Einrichten eines Standardmodems mit WindowsXP Teil 3 (identisch zu Windows2000): Nach der Installation muss noch die maximale Geschwindigkeit auf angepasst werden. Danach ist die Installation beendet. 6-14

116 # Bild 6-12 Einrichten einer DFÜ-Verbindung zum BDA mit WindowsXP Teil 1: Von der Systemsteuerung in Netzwerkumgebungen wechseln und auf Neue Verbindung erstellen, wie im Bild dargestellt, klicken. Danach den Anweisungen des Installationsassistenten folgen. 6-15

117 # Bild 6-13 Einrichten einer DFÜ-Verbindung zum BDA mit WindowsXP Teil 2: Weiter den Anweisungen des Assistenten folgen und die Fenster wie abgebildet bedienen bzw. ausfüllen. 6-16

118 # Bild 6-14 Einrichten einer DFÜ-Verbindung zum BDA mit WindowsXP Teil 3: Nach dem korrekten Einrichten der DFÜ-Verbindung baut WindowsXP bei Wählen eine Verbindung mit dem BDA auf. 6-17

119 # Bild 6-15 Einrichten einer DFÜ-Verbindung zum BDA mit WindowsXP Teil 4: Steht die Verbindung, muss der Browser gestartet und die Adresse eingetippt werden. Bei einem Doppelklick auf das entsprechende Symbol im Systray öffnet sich ein Fenster mit den Verbindungseigenschaften zur Kontrolle. 6-18

120 # Bild 6-16 Einrichten einer DFÜ-Verbindung zum BDA mit Windows2000 Teil 1 (ähnlich zu WindowsNT): Die Installation eines Modems für Windows2000 funktioniert wie bei WindowsXP. Danach muss noch die Datenfernübertragung zum BDA eingerichtet werden. Dazu muss verfahren werden, wie in den Screenshots aufgezeigt. 6-19

121 # Bild 6-17 Einrichten einer DFÜ-Verbindung zum BDA mit Windows2000 Teil 2 (ähnlich zu WindowsNT): Im Großen und Ganzen sieht die Einrichtung der DFÜ-Verbindung bei WindowsNT ähnlich aus, wie hier exemplarisch für Windows2000 abgebildet. 6-20

122 # Bild 6-18 Einrichten einer DFÜ-Verbindung zum BDA mit Windows2000 Teil 3 (ähnlich zu WindowsNT): Nach der Fertigstellung der Einrichtung und dem Aufbau der Verbindung über das Nullmodemkabel muss der Browser mit der Adresse gestartet werden. Der PC nimmt temporär dafür die Adresse an. 6-21

123 Breaker Data Adapter (BDA) und BDA Plus Verbindung zum BDA Plus über die Ethernet-Schnittstelle Der BDA Plus stellt zusätzlich zur Kommunikation über den seriellen RS232- Kanal noch eine Ethernet-Schnittstelle zur Verfügung. Soll der BDA Plus über dieses Interface angesprochen werden, muss er in das lokale Ethernet (LAN) integriert werden. Dazu werden in diesem Kapitel einige Grundbegriffe erklärt beziehungsweise Einstellungen beschrieben. Ethernet Das Ethernet ist nicht nach einem Master/Slave-Prinzip wie der PROFIBUS-DP aufgebaut. Alle Teilnehmer sind gleichberechtigte Partner am Bus, jeder kann Sender und/oder Empfänger sein. Ein Sender kann nur dann das Senden auf dem Bus beginnen, wenn momentan kein anderer Teilnehmer sendet. Dies wird dadurch realisiert, dass jeder Standort-Proxy Grafik 6-4 Firmen-Proxy Firewall Intranet Standort-Proxy Internet Teilnehmer immer lauscht, ob Telegramme für ihn bestimmt sind oder aktuell kein Sender aktiv ist. Hat ein Sender mit dem Senden begonnen, überprüft er, ob sein versendetes Telegramm verfälscht wird. Wird sein Telegramm nicht verfälscht, wird die Übertragung fortgesetzt. Erkennt der Sender eine Verfälschung seiner Daten, muss er aufhören zu senden, da ein anderer Sender bereits früher begonnen hat. Standort-Proxy Gateway Standort-Proxy Teilnehmer Teilnehmer Teilnehmer Repeater Der Aufbau eines Ethernets, die Zusammenführung zu einem Intranet und die Verbindung zum Internet inklusive der Schnittstellen ist in diesem Bild dargestellt. Nach einer Zufallszeit beginnt der Sender wieder zu senden. Dieses Zugriffsverfahren wird CSMA/CD genannt. Durch dieses zufällige Zugriffsverfahren kann nicht gewährleistet werden, dass innerhalb einer Zeitspanne eine Antwort erfolgt. Dies hängt sehr stark von der Busauslastung ab. Deshalb ist es derzeit noch nicht möglich, Echtzeitanwendungen mit Ethernet zu realisieren. Begriffsdefinitionen Werden viele Ethernetstränge über Gateways innerhalb einer Firma miteinander verbunden, so spricht man vom Intranet. Der Aufbau eines Intranets kann so heterogen sein wie der des Internets, es kann sich auf einen Standort beschränken oder weltweit verteilt sein. Die Stränge des Ethernets/Intranets werden über Repeater, Bridges/Switch, Router und Gateways miteinander verbunden. Die genannten Module arbeiten auf verschiedenen Ebenen im ISO/OSI 7-Schichten-Modell. Der Repeater (auch Sternkoppler genannt) regeneriert und verstärkt lediglich das elektrische Signal, es findet keine Bit-Interpretation statt. Die Bridge (auch Switch genannt) nimmt eine physikalische Trennung von Netzen vor und führt Fehler- und Lasttrennungen vor. Mechanismen zum Filtern und zur Wegfindung sind meist implementiert. Eine Entkopplung der Netze auf logischer Ebene (d.h. Protokollebene) nimmt der Router über die angegebenen Adressen vor. Über sogenannte Routingtabellen weiß er, welche Telegramme er an welche Adresse schicken soll. Er arbeitet aber weiterhin protokollabhängig. Das Gateway erweitert die Funktionen des Routers zusätzlich um die Umwandlung von Diensten. 6-22

124 Es ist deshalb in der Lage, Security- Mechanismen wie eine Firewall-Funktion zu übernehmen, kann aber auch gleichzeitig als Proxy fungieren. Ein Proxy ist ein Programm in einem Gateway, das sowohl als Server als auch als Client arbeitet. Er bearbeitet Anfragen, übersetzt diese gegebenenfalls und reicht diese an den Adressaten weiter. Proxies dienen dazu, Zugriffe zu steuern ( Firewall ) und Anfragen für nicht unterstützte Protokolle weiterzureichen. Bekannt ist der Proxy bei den Anwendern im Intranet vor allem durch seine Caching-Funktionalität von Intranet/Internet Seiten. Angeschlossen wird das Intranet an das Internet über einen Firmen-Proxy, der zusätzlich als Firewall agieren kann. Möchte ein PC (User) vom Internet aus auf einen Bereich des Intranets zugreifen, so muss der Firewall mitgeteilt werden, welche Adressen von extern angesprochen werden dürfen. IP-Adressen Um im weit verzweigten Intranet/Internet einen Partner ansprechen zu können, muss dieser eine eindeutige Adresse besitzen. Dazu wird das IP- Adressformat verwendet, welches nach der Version 4 vier Zahlen von 0 bis 255 enthält, die durch einen Punkt voneinander getrennt werden. Beispiel: Die Adresse ist 32 Bit lang. Um die Adressen weltweit zu strukturieren und dafür zu sorgen, dass keine Adressen doppelt auftreten, wurden 3 Klassen geschaffen. Die IP-Adresse besteht aus einem kleinem Header, welcher die Klasse beschreibt, einer Netznummer und einer Hostnummer. In der Netznummer ist die Adresse eines Unternetzes (z.b. eines Intranets) verschlüsselt. Die Hostnummer zum Schluss ist die eindeutige Adresse eines Teilnehmers in einem Netz der Klasse X und des Unternetzes Y. IP-Adressen der Klasse A haben in ihrem ersten Byte eine Zahl von 0 bis 127, also z.b. 98.x.x.x. In dieser Klasse können maximal 128 Unternetze existieren mit je ca. 16 Millionen Anschlüssen. Da Netze der Klasse A sehr begrenzt zur Verfügung stehen, werden nur großen globalen Unternehmen/Organisationen diese Adressen zur Verfügung gestellt. Die Vergabe der Klassen und Netznummern nimmt ein Network Information Center (NIC) vor. Netze der Klasse B (beginnend mit 128.x.x.x bis 191.x.x.x) haben maximal Unternetze mit je bis zu Teilnehmern. Die meisten größeren Unternehmen oder Provider besitzen eine Adresse aus der Klasse B. Mit ca. 2,1 Millionen Unternetzen mit je bis zu 256 Teilnehmern werden die Adressen der Klasse C oft von kleineren Providern und Firmen benutzt, die nicht mehr als 256 Anschlüsse in ihrem Firmennetzwerk besitzen. Die IP-Adressen beginnen mit 192.x.x.x bis 223.x.x.x Subnetzmaske Die Subnetzmaske sagt aus, wie groß das Subnetz (Unternetz) ist und welches Adressenband sich darin befindet. Damit weiß der eigene Teilnehmer, ob sich die anzusprechende IP-Adresse im eigenen Subnetz befindet oder ob er sich an das Gateway richten muss. Beispiel: IP-Adresse 1. BDA: IP-Adresse 2. BDA: IP-Adresse Gateway: IP-Adresse Browser: Subnetzmaske: Die Subnetzmaske bedeutet nun, dass alle Adressen mit den identischen ersten 3 Byte der eigenen Teilnehmer-Adresse sich am Strang des Teilnehmers befinden. Diese können direkt angesprochen werden, im Beispiel vom Browser der erste BDA. Bei der Adresse des zweiten BDA ergibt ein Vergleich mit der Subnetzmaske, dass diese Adresse sich nicht am Strang des Teilnehmers befindet. Deshalb muss das Gateway angesprochen werden. Darüber wird dann die Anfrage an den zweiten BDA weitergeleitet. Die Subnetzmaske muss vom Netzwerkadministrator erfragt werden, sie ist zumeist IP-Adresse BDA Zum Betrieb des BDA an einem Ethernet muss ihm eine eigene, eindeutige und bisher nicht benutzte IP-Adresse zugewiesen werden. Diese muss sich in dem Band befinden, in dem sich auch die anderen Adressen an diesem Strang befinden. Dazu muss evtl. der Netzwerkadministrator kontaktiert werden. IP-Adresse Gateway Wird im Browser eine Adresse angesprochen, die sich nicht im Subnetz befindet, dann wird die Anfrage an das Gateway gerichtet. Das Gateway weiß durch seine Konfiguration, an wen die Anfrage weiterzuleiten ist. Die IP-Adresse des Gateways muss beim Netzwerkadministrator angefragt werden. Ist als IP-Adresse Gateway die eingestellt, so ist kein Zugang zu einem Gateway konfiguriert. Betrieb Nachdem die Adressen eingestellt wurden, sollte über das Ethernet der BDA Plus aufgerufen werden können. Zu Testzwecken kann dies mit einem Ping überprüft werden. Dazu in Start > Ausführen ping x.x.x.x eingeben, wobei x.x.x.x der Platzhalter für die IP-Adresse des anzusprechenden BDA sein muss. In der erscheinenden DOS-Box steht nun entweder, dass eine Antwort von der angepingten IP-Adresse kommt oder dass die Anforderung wegen einer Zeitüberschreitung abgebrochen wurde. In dem Fall besteht noch keine Verbindung vom BDA Plus zum Zielsystem. Hinweis: Evtl. muss die IP-Adresse des BDA Plus in die Liste der Adressen aufgenommen werden, für die kein Proxy- Server verwendet wird. Die Verwendung eines Proxy-Servers ist je nach Netzwerk optional. Steht die Verbindung, muss der Browser gestartet und die IP-Adresse des BDA Plus in der Adresszeile eingetragen werden. 6-23

125 Breaker Data Adapter (BDA) und BDA Plus Bedienungshinweise und Troubleshooting Der BDA unterstützt die neuesten Technologien in der Kommunikationstechnik. Er kann Betriebssystem- und Browserunabhängig eingesetzt werden, sein strukturierter Baum und die dargestellten Seiten sind mit dem Tool Switch ES Power harmonisiert. Einige Bedienungshinweise sollen zeigen, wie Einstellungen vorgenommen werden können. Eine Troubleshootingtabelle soll bei Problemen erste Hilfe leisten. Sprachen und Hilfe Die Oberfläche des BDA ist in Deutsch und Englisch realisiert. Die Sprache wird bei jedem Neustart des Browsers gewählt. Soll während des Betriebes von einer Sprache in die andere umgeschaltet werden, so muss dazu im Baum der oberste Punkt SENTRON WL/VL gewählt werden. Auf der rechten Seite erscheint danach das Sprachauswahlfenster. Der BDA hat nicht nur die HTML-Seiten und die Java-Applets in verschiedenen Sprachen gespeichert, sondern auch die zugehörigen Hilfeseiten. Die entsprechenden Hilfeseiten können, dort wo sie zur Verfügung stehen, über das Fragezeichen rechts oben in der Ecke aufgerufen werden. Sie sind immer dann verfügbar, wenn der BDA aktiv ist. Auch die Hilfe ist in den Sprachen Deutsch und Englisch verfügbar. wird durch eine grüne c LED angezeigt. Wird die Verbindung zum Leistungsschalter unterbrochen, wird in den Offlinemodus geschaltet. Dies passiert ebenso, wenn eine Datei unter Parametertransfer geöffnet oder vom Schalter empfangen wurde. Offlinemodus Wird der BDA mit 24V DC versorgt und ist an keinem Schalter angeschlossen, dann startet der BDA im Offlinemodus. Dieser wird durch eine ausgeschaltete c LED angezeigt. Der Offlinemodus dient dazu, auch ohne angeschlossenen Schalter eine Konfiguration vorzunehmen und dieses Datei für eine spätere Verwendung abzuspeichern. Es können auch von Switch ES Power erstellte Dateien geöffnet und bearbeitet werden. Um von dem Offlinemodus in den Onlinemodus umzuschalten, muss zuerst ein Schalter angeschlossen sein. Danach muss in Parametertransfer der Button Online oder Parameter senden gedrückt werden. Darstellung der Daten SENTRON VL und SENTRON WL verwenden die sogenannten Eigenschaftsbytes. Das Eigenschaftsbyte gibt Auskunft über den gewünschten Wert, ob dieser verfügbar, lesbar und/oder schreibbar ist. Abhängig von diesem Eigenschaftsbyte ändert sich die Anzeige. Ist ein Wert nicht verfügbar, z.b. weil der Schalter keinen Neutralleiterschutz hat (Parameter N-Leiterschutz), dann wird dieses durch ein weißes Feld ohne Umrandung und ohne Inhalt dargestellt. Ist ein Wert verfügbar, dann wird unterschieden, ob dieser nur lesbar oder auch schreibbar ist. Daten mit der Eigenschaft read only werden mit schwarzer Schrift auf grauem Hintergrund in einem schwarz umrahmten Feld dargestellt. Ist der Wert auch schreibbar, dann wechselt der Hintergrund auf weiß. Werte, die zwar verfügbar sind, aber momentan nicht gültig, werden mit einer roten Schrift gekennzeichnet. Dies Offline/Onlinemodus Der BDA (und auch der BDA Plus) können in zwei verschiedenen Betriebsmodi betrieben werden. Onlinemodus Der Onlinemodus ist dann automatisch aktiviert, wenn der BDA an einen Schalter angesteckt wird. In diesem Modus werden die aktuellen Betriebs- und Diagnosedaten sowie die Parameter angezeigt und nach dem Verändern direkt in den Schalter geladen. Der Onlinemodus Parameter lese- und schreibbar Messwert nur lesbar Parameter nur lesbar Parameter nicht verfügbar Messwert nicht gültig Bild 6-19 DIe Anzeige der Daten in den Seiten des BDA ist abhängig vom Eigenschaftsbyte. Daran kann einfach erkannt werden, welche Daten nur lesbar sind, beschrieben werden können oder gar nicht zur Verfügung stehen. 6-24

126 kann z.b. der Fall sein, wenn für die Berechnung der Langzeitmittelwerte des Stromes noch nicht genug Messwerte zur Verfügung stehen, da der Schalter erst vor kurzem eingeschaltet wurde. Passwortschutz Alle Schreibaktionen, die eine Änderung des Status oder eines Parameters im Leistungsschalter zur Folge hätte, sind mit einem Passwortschutz versehen. Das bedeutet, dass ohne dieses Passwort kein Ändern der Parameter, aber auch kein Schalten möglich ist. Hinweis: Zum Ein- bzw. Ausschalten des SENTRON WL über den BDA werden die elektronischen Relais des COM15 Moduls benötigt. Im Auslieferzustand ist das Passwort auf sentron eingestellt. Dieses kann unter Extras > Passwort im Baum des BDA verändert werden (wird ausdrücklich empfohlen). Dazu muss das neue Passwort zweimal eingegeben werden. Nach einem Klick auf OK fragt der BDA nach dem alten Passwort. Wurde das Passwort vergessen, so kann dies durch ein Masterpasswort zurückgesetzt werden. Dazu muss der Technical Assistance der SIEMENS AG, A&D CD kontaktiert werden. Tel.: mailto: Beispiel zur Bedienung Anhand eines Beispiels soll die Funktionalität des BDA beschrieben werden. Die PROFIBUS-DP-Adresse des COM15 eines SENTRON WL soll eingestellt werden. Dazu muss im Baum der Knoten Kommunikation unter dem Ast Geräteparameter > Schalter geöffnet werden. Danach muss das Ein-/Ausgabefeld neben dem Text der PROFIBUS-Adresse angeklickt und entsprechend der neuen Adresse bearbeitet werden. Nachdem dieser Parameter verändert und das Feld verlassen wurde, wird die Umrandung blau gefärbt als Kennzeichnung von noch nicht in den Schalter übertragenen Parametern. Es können danach noch weitere Parameter geändert werden. Sollen die geänderten Parameter in den Schalter übertragen werden, muss auf dieser Seite auf OK gedrückt werden. Ist die Übertragung der Parameter die erste Schreibaktion in dieser Sitzung, so wird nach dem Passwort gefragt. Nach erfolgreicher Eingabe des Passwortes werden die Daten an den Schalter weitergegeben. Sollen die geänderten Parameter wieder zurückgesetzt werden, so kann dies durch einen Klick auf den Undo -Button erreicht werden. Wird die Parameterseite ohne Betätigen des OK-Buttons verlassen, dann werden die Änderungen verworfen. Drucken Da Java-Applets verwendet werden, führt die normale Druckoption des Browsers in den Parameterseiten zu keinem zufriedenstellenden Ergebnis. Sollen die Parameter für Dokumentationszwecke ausgedruckt werden, müssen die auszudruckenden Seiten über den Baum im BDA geöffnet werden. Unter Extras > Drucken sind alle Parameterseiten nochmals abgebildet, die dann einzeln nach Bedarf über das Druckmenü des Browsers ausgedruckt werden können. Parametervergleich Mit dem Parametervergleich wird überprüft, ob die in Switch ES Power oder BDA eingestellten Parameter mit denen im Gerät übereinstimmen. Es werden folgende Parameter auf Übereinstimmung überprüft: Schutzparameter A und B Parameter der erweiterten Schutzfunktion Schwellwerteinstellungen Einstellungen der Messfunktion Kommunikationsparameter Einstellungen des konfigurierbaren Ausgangsmoduls Der Parametervergleich kann z.b. herangezogen werden, um nach einem Download ins Gerät die einwandfreie Übernahme der eingestellten Parameter sicherzustellen. Wegen der Komplexität der SENTRON Leistungsschalter kann bei einem Download nicht sofort mit Sicherheit gesagt werden, ob die ins Gerät geladenen Parameter und Einstellungen tatsächlich übernommen wurden. Gründe dafür sind u.a.: Parameteränderungen werden durch das BDA nur weitergereicht. Eine Verifizierung der Korrektheit eines Parameters kann nur im Speicherort (z.b. im Auslöser) festgestellt werden. Ändert dieser den Wert, z.b. weil Parameter ein den Maximalwert überschritten hat, dann wird der geänderte Wert zurück an das BDA gemeldet. Bei einem nachfolgenden Parametervergleich fällt dieser Unterschied auf. In der Oberfläche des BDA werden nicht alle Eventualitäten bezüglich der Abhängigkeiten von min./max. Werten in Abhängigkeiten von anderen Parametern überprüft. Es ist also durchaus möglich, einen Parameter einzugeben, der so im Schutzgerät nicht übernommen werden kann. 6-25

127 Baumwurzel, nachträgliches Umschalten der Sprache möglich zeigt die wichtigsten Informationen des Schalters auf einen Blick Parameterdateien öffnen und speichern Welcher Schalter ist angeschlossen Detailinformationen über den Schalter z.b. Identnummer und MLFB Beschreibungstexte, z.b. Anlagenkennzeichen und Kommentar Mit welchen Kommunikationsoptionen ist der Schalter ausgestattet Enthält Einstellmöglichkeiten für Spannungswandler, Energieflussrichtung etc. Alle Schutzparameter des Auslösers (ETU45B, ETU55B und ETU76B) sind enthalten ETU55B und ETU76B besitzen eine Parametersatz B Parameter für Lastabwurf und Lastaufnahme Erweiterte Schutzfunktionen (nur mit Messfunktion) führen immer zur Auslösung! z.b. wegen Phasenunsymmetrie Strom z.b. wegen Überspannung, Unterspannung, Phasenunsymmetrie Spannung z.b. wegen Wirkleistung in Normalrichtung, Wirkleistung gegen die Normalrichtung z.b. wegen Unterfrequenz, Überfrequenz Schwellwerte (nur mit Messfunktion) führen nie zur Auslösung, nur zur Warnung! z.b. wegen Überstrom, Phasenunsymmetrie Strom z.b. wegen Überspannung, Unterspannung, Klirrfaktor Spannung z.b. wegen Wirkleistung in Normalrichtung, Wirkleistung gegen die Normalrichtung z.b. wegen Scheinleistung z.b. wegen Unterfrequenz, Überfrequenz Parameter für Kommunikation, z.b. PROFIBUS-Adresse, IP-Adresse BDA Plus Einstellungen für die Ausgangsbelegung des konfigurierbaren Ausgangsmoduls Ein/Aus, Schalterposition im Rahmen, Ereignis- und Auslösebuch etc. Alle aktuell anliegenden Warnungen werden hier angezeigt Die letzte noch nicht quittierte Auslösung wird hier angezeigt Aktivierte Schwellwerte sowie überschrittene Schwellwerte sind hier eingetragen Anzeige von Strom- und Spannungskurven, nur mit Messfunktion Plus Anzeige der Harmonischen Analyse für Strom und Spannung Aktuelle Strommesswerte pro Phase etc. Minimale und maximale Ströme seit dem letzen Rücksetzen mit Zeitstempel Aktuelle Spannungen; Außenleiter- und Sternpunktspannungen Minimale und maximale Spannungen seit dem letzen Rücksetzen mit Zeitstempel Aktuelle Leistungswerte sowei Leistungsfaktor Minimale und maximale Leistungswerte seit dem letzen Rücksetzen mit Zeitstempel Aktuelle Leistungswerte pro Phase Wirkarbeit in und gegen die Normalrichtung, die bei Messwerteinstellungen def. ist Aktuelle Frequenz Minimale und maximale Frequenz seit dem letzen Rücksetzen mit Zeitstempel Aktuelle Temperatur im Schalter und im Schaltschrank Minimale und maximale Temperaturen seit dem letzen Rücksetzen mit Zeitstempel Informationen zu Wartung und Statistik, Anzahl der Auslösungen, Schaltspiele etc. Rücksetzen von min./max. Speicher, Setzen der Systemzeit etc. Status der CubicleBUS-Module Vergleich der Parameter im Schalter mit denen in einer gespeicherten Datei Verändern und Rücksetzen des Passwortes ist hier möglich Alle Parameterseiten sind hier nochmals in einer druckbaren Version abgelegt Generierung einer bei Fragen und Problemen Auszüge dieses Handbuchs als pdf Bild 6-20 Der Baum des BDA wurde hier ausgerollt, um die Inhalte der einzelnen Seite kurz und bündig zu erklären. Der schwarz gefärbte Teil des Baums ist identisch mit dem von Switch ES Power, der blaue Teil enthält die Online Seiten. Diese sind bei Switch ES Power über das Menü Zielsystem erreichbar, beim BDA wurden diese Seiten in den Baum mit aufgenommen. 6-26

128 Troubleshootingliste Fehlerbeschreibung Behebung Sicherstellen, dass ein vollbelegtes Nullmodemkabel verwendet wird. Beim Nullmodemkabel müssen sowohl die Pins 2 und 3, 4 und 6, als auch 7 und 8 belegt und gegeneinander verdreht sein. Vor dem Start des BDA das Nullmodemkabel vom BDA entfernen und nach einem Reboot des BDA (DEVICE-LED ist grün) wieder aufstecken. Beim Aufbau der PPP-Verbindung mit dem BDA erscheint eine Fehlermeldung, z.b. Modem nicht initialisiert etc. Der verwendete COM-Port des Zielsystems darf nicht von einer anderen Applikation belegt sein, bitte ggfs. freimachen. Die Einstellungen des Modems und der DFÜ-Verbindung überprüfen, es muss die Nummer 555 gewählt werden, nur der Benutzername ppp führt zum Erfolg. In der Systemsteuerung muss bei der verwendeten COM-Schnittstelle die Baudrate ebenfalls auf eingestellt werden. Sicherstellen, dass die Option Verwenden Sie Java v1.4.0 <applet> im Browser aktiviert ist. Den Cachespeicher des Browsers löschen. Nach der Sprachauswahl auf der ersten Seite tut sich nichts mehr. In der Systemsteuerung das Bedienfeld des Java-Plug-in öffnen. Darin überprüfen, ob das Plug-in aktiviert ist und unter Erweitert auch die Version ausgewählt ist. Im Registerblatt Browser muss der verwendete Browser aktiviert sein, und zur Sicherheit kann der Cache der Java-VM gelöscht werden. Danach einen Neustart durchführen. Sollte das Problem weiter bestehen, sollten ältere evtl. vorhandene Java- Versionen entfernt werden. Die Einstellungen des Gateways, der Subnetzmaske und des Proxies nochmals überprüfen. Im Proxy die Adresse des anzusprechenden BDA eintragen, dass diese nicht über den Proxy geroutet wird. Dies geht nur dann, wenn sich der BDA im Netz, welches die Subnetzmaske spezifiziert, befindet. Die Verbindung über das Ethernet zum BDA Plus kommt nicht zu Stande. Mit einem Ping auf die BDA Adresse überprüfen, ob die TCP/IP-Kommunikation dorthin funktioniert. Funktioniert der Ping, nicht, bitte mit dem Netzwerkadministrator erneut die Netzwerkkonfiguration überprüfen. Antwortet der BDA auf einen Ping, aber nicht auf den Aufruf des Browsers, sollte dieses Problem nach einem Reset des BDA nicht mehr vorliegen. Es erscheint ein Hinweis zur Sicherheitseinstellung, danach unterbleibt das Laden der BDA-Seiten. 6-3 Der BDA muss bereits mit einem angesteckten Ethernet-Kabel gebootet haben, damit die Ethernet-Schnittstelle aktiviert wird. Zur Behebung aktives Ethernetkabel anstecken und einen Bootvorgang des BDA anstoßen. Die Sicherheitsstufe des Browsers ist auf sicher eingestellt und unterbindet z.b. das Ausführen von Java-Applets. Deshalb muss die Sicherheitsstufe so lange reduziert werden, bis die Sicherheitsmeldung nicht mehr erscheint und die Seiten des BDA angezeigt werden. Die Troubleshootingliste dient als erste Hilfe, falls es bei der Kommunikation mit dem BDA zu Problemen kommt. Bei weiteren Problemen steht der Technical Assistance der SIEMENS AG, A&D CD zur Verfügung. 6-27

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131 Datenbibliothek Alle Daten der SENTRON Leistungsschalter geordnet nach - Funktion - DPV1 Datensätze Erklärung der Spezialformate