RTU560 Anschluss- und Einstellbeschreibung Hutschienen RTU 560CID11

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1 Anschluss- und Einstellbeschreibung Hutschienen RTU 560CID11 Anwendungen, Merkmale und technische Daten sind dem Hardware-Datenblatt zu entnehmen: 560CID11 1KGT V001 Einsatz Die RTU 560CID11 besteht aus einer integrierten Kommunikationseinheit (CMU), einer Multi-E/A- Karte (MIO) und einer Stromversorgung (PSU) in einem Metallgehäuse, das für die Hutschienenmontage vorgesehen ist. Ihre Hauptmerkmale sind: Erfassung von 8 analogen Signalen (ma oder V-Signale) Erfassung von 16 binären Signalen Ausgaben von 8 binären Befehlen (über Relais) (1 aus n)-prüfung Steuerung und Verwaltung der E/A- Module über den 10-poligen Wired-OR- Bus (WRB). Einlesen von Prozessereignissen von den Eingangsbaugruppen. Ausgabe von Befehlen an die Ausgabebaugruppen. Kommunikation mit Leitsystem und lokalen HMI-Systemen über die 4 integrierten seriellen Schnittstellen und die 2 Ethernet 10/100 BaseT LAN Schnittstellen. Verwaltung der Zeitbasis für die RTU560 und Synchronisierung der E/A-Module Benutzung des Web-Browsers über die Ethernet Schnittstelle Abb. 1: Blockdiagramm 560CID11 Über den Schiebeschalter Def. IP-Addr auf der Frontseite der CMU (siehe auch Abb. 16), kann die Ethernet-Adresse aus der Konfigurationsdatei durch einen Defaultwert ersetzt werden. Auf Position ON wird nach einem Restart die Ethernet- Schnittstelle mit der IP-Adresse initialisiert (Subnetz-Maske , Gateway ). Dok. Nr.: 1KGT V

2 Serielle Schnittstellen im RS232C Modus Switch Switch Def. Def IP-Addr. ON Position position? OFF Pin Signal Eingang/Ausgang 1 DCD Eingang Konfiguration an RTU senden IP-Adresse wird IP address aus dem Konfig.File gelesen 2 RxD Eingang 3 TxD Ausgang 4 DTR Ausgang Rx Tx RJ Switch Def. IP- Addr in Position OFF bringen 5 GND - 7 RTS Ausgang Jack 8 CTS Eingang Schirm Mit Gehäuse verbunden Abb. 2: Einsatz des Schalters Def. IP-Addr Serielle Schnittstellen Die seriellen Schnittstellen (CP1, CP2, CPA, CPB) sind auf der Frontplatte auf RJ45-Buchsen verfügbar. Auf den Schnittstellen können Signale der Schnittstellennormen RS485 (Tab. 1) oder RS232C (Tab. 2) verarbeitet werden. Pin Serielle Schnittstellen im RS485 Modus Signal E 1 - Nicht belegt 2 TA Data - RJ45 Tab. 2 Serielle Schnittstellen im RS232C Mode Die Schnittstellen sind auf der RJ45-Buchse der Frontplatte verfügbar und für den RS485 Standard ausgelegt Der Bus ist durch einen 1 kω Widerstand für die Schnittstellen abgeschlossen. CP1 und CP2 Schnittstelle An Schnittstellen CP1 und CP2 des USARTs (universal synchronous/asynchronous receiver/- transmitter) können unterschiedliche UART- Protokolle konfiguriert werden. CPA und CPB Schnittstelle Die Konfiguration erfolgt über das Projektierungstool RTUtil560. An Schnittstellen CPA und CPB können unterschiedliche UART-Zeichen basierende Protokolle konfiguriert werden. 3 TB Data + Rx Nicht belegt 5 GND Masse 6 - Tx Jack Nicht belegt 8 - Tab. 1 Serielle Schnittstellen im RS485 Mode Dok. Nr.: 1KGT V

3 Ethernet Schnittstelle E1 und E2 Die Ethernet-Schnittstellen auf der Frontplatte unterstützen unterschiedliche Funktionen: Webserver-Diagnose mit Download von Konfigurationsfiles und Firmware Protokolle IEC , DNP3, Integrierte HMI Die Signale sind gemäß Tab. 3 beschaltet: Ethernet Schnittstelle Pin Signal Eingang/Ausgang 1 TD + Ausgang 2 TD - Ausgang Stromversorgung DC- In (MPS) Die Versorgungsspannung für die 560CID11 beträgt 24VDC. Der Anschluss X4 besteht aus einer 3 poligen steckbaren Schraubklemme von 5,08mm (siehe Tab.4, Abb. 14 und Abb. 15). Der Eingang besitzt einen elektronischen Verpolschutz. Die maximale Eingangsleistung beträgt 67 Watt. Pin Stromversorgung DC-IN 1 + Vin 2 - Vin 3 Erdung Tab. 4: 3 poliger Netzgerätestecker 3 RD + Eingang 4 Nicht belegt 5 6 RD - Eingang RJ45 Lnk Act Jack 1 8! Für den Eingang DC-In ist unter Umständen eine externe Potentialtrennung notwendig. Hierfür stehen z.b. die Versorgungsgeräte 560PSU40/41 zur Verfügung. 7 8 Schirm Nicht belegt Mit Gehäuse verbunden Tab. 3: Ethernet Schnittstelle E/A-Bus Die Verbindung zu den lokalen E/A Baugruppen erfolgt über ein 20-poliges Flachbandkabel. Der E/A-Bus ist als Wired OR-Bus (WOR) ausgeführt. Die 560CID11 hat auf der Frontseite eine 20 polige Stiftbuchse, die mit I/O Bus beschriftet ist (siehe Abb. 16). Im Lieferumfang des 23AD62/ 211ADD52 Moduls ist ein Flachbandkabel enthalten (Das Flachbandkabel sollten eine Länge von 50cm (20inch) nicht überschreiten). 560CID11 Erdung Für die Personensicherheit und den EMC Schutz ist es wichtig, dass die Erdungsverbindung so kurz wie möglich gehalten wird (z.b. über DIN- Schienen oder Montageplatten). Hierzu kann ein gewöhnliches Multi-Core Kabel (grün/gelb) verwendet werden, das eine Länge von 100cm nicht überschreiten sollte. Pin X4-3 der 3 poligen Klemme ist der Erdungspin (siehe Tab. 4). Der Erdungsschutz muss dort verbunden werden. Die Stromversorgungsklemme X4-2 (-) ist intern mit dem Gehäusepotenzial durch den Jumper X9 verbunden (siehe Fig. 6 oder Fig. 7).! Vorsicht: Es ist nicht zulässig, das Flachbandkabel während des Betriebes zu ziehen oder einzustecken. Damit sind Schäden an der 23AD6X/ 211ADD52 möglich. Dok. Nr.: 1KGT V

4 Signalisierung Die Leuchtdioden auf der 560CID11 unterliegen der Softwarekontrolle (ausgenommen Tx und Rx). Definition und Verhalten der Diode ERR können der versionsspezifischen Funktionsbeschreibung entnommen werden. Die Leuchtdioden Rx und Tx sind direkt mit den Sendern/Empfängern der entsprechenden Schnittstelle verbunden. Die Dioden Act und Lnk sind direkt mit dem Ethernet-Controller verbunden. Tab. 5 beschreibt die Bedeutung der 560CID11 Leuchtdioden: Firmware Version Auf einer bestellten Speicherkarte befindet sich die aktuelle Firmware. Firmware Updates erfolgen über das Web-Diagnosetool und werden auf der steckbaren CompactFlash TM Karte gespeichert. Im Auslieferzustand ist keine CompactFlash TM Karte eingesetzt. Ein Tauschen der CompactFlash TM Speicherkarte ist möglich: Hierfür muss die rechte Gehäuseseite geöffnet werden (siehe Abb. 16). LED Farbe Bedeutung ERR (1x) rot Warnung / Fehler Tx (4x) grün Sendedaten (CP1, CP2, CPA, CPB)! Zum Wechseln der CompactFlash TM Speicherkarte, befolgen Sie bitte untenstehende Anweisungen: Rx (4x) grün Empfangsdaten (CP1, CP2, CPA, CPB) Act (2x) grün Ethernet Aktivität (E1, E2) Lnk (2x) gelb Ethernet Link (E1, E2) IO-Bus (1x) grün Serieller Peripheriebus PF (1x) rot Eine Systemspannung fehlt RUN (1x) grün Die CMU ist über Ethernet erreichbar RUN (1x) gelb Die Firmware läuft, ist jedoch nicht über Ethernet erreichbar RUN OFF Keine Firmware läuft Def. IP-Addr (1x) rot Die Default-IP-Adresse ist aktiv BI (16x) gelb Signalisiert den Zustand der digitalen Eingabebaugruppen BO (8x) gelb Signalisiert den Zustand der digitalen Ausgabebaugruppen 1. Trennen Sie zunächst die Stromverbindung der 560CID Achten Sie auf den ESD Schutz, bevor Sie das Gehäuse öffnen. 3. Öffnen Sie nun die vier Schrauben auf der rechten Gehäuseseite (siehe Abb. 16). 4. Berühren Sie beim Einsetzen/Entnehmen der CF Karte keine anderen Komponenten der 560CID Verschließen Sie das Gehäuse, bevor Sie die Stromverbindung wieder herstellen. Tab. 5: Bedeutung der Leuchtdioden Dok. Nr.: 1KGT V

5 Eingabe / Ausgabe Die Multi-IO-Baugruppe der 560CID11 erfasst digitale und analoge Signale und bereitet sie auf der Basis vorgegebener Parameter für die RTU560 auf. Die Baugruppe ist in zwei Versionen (Rubriken) verfügbar: R0001: R0002: V DC Spannung 110 / 125 V DC Spannung Generell kann die 560CID11 folgende Signale verarbeiten: Max. 8 Analogeingaben Max. 16 Binäreingaben Max. 8 Binärausgaben Zusätzlich verfügt die 560CID11 über einen Prüfkreis zur (1-aus-n)-Prüfung. Verarbeitungsfunktionen Analogeingabe Allgemein kann die 560CID11 folgende Verarbeitungsfunktionen pro Eingangssignal (siehe Abb. 15 und Abb. 17) durchführen: Nullpunktüberwachung Schalthandlungserkennung Glättung Zyklische Übertragung zur CMU unabhängig von der Schwellwertüberwachung Schwellwertüberwachung und Übertragung des Eingangssignals bei einer Überschreitung Eingangssignal-Umwandlung Die 560CID11 überträgt den Messwert mit 12 Bit plus Vorzeichen an die CMU. Die Anpassung an die Darstellung im Fernwirkprotokoll übernimmt die CMU. Binäreingabe Die 16 Binäreingaben der 560CID11 sind in 2 Gruppen zu je 8 Eingaben unterteilt (s. Abb. 15 und 17). Jede Gruppe ihre eigene gemeinsame Rückführung. Die 560CID11 scannt jede Millisekunde alle 16 Binäreingaben und stellt sie für die RTU auf der Basis der vorher festgelegten Parameter bereit. Die 560CID11 unterstützt: 16 Einzelmeldungen mit Zeitstempel 8 Doppelmeldungen mit Zeitstempel 2 Zustandsmeldungen (8-Bit) 1 Zustandsmeldung (16-Bit) 16 Zählwerte, davon ein Eingang für Zählereignisse bis 16 KHz (Kanal 1) und alle Anderen bis 120 Hz (an den unteren Eingängen) Binärausgabe Die 560CID11 hat 8 Binärausgabekanäle, die mit Relais ausgestattet sind. Die Ausgänge sind mittels Optokoppler vom elektronischen Teil getrennt. Jeder Ausgang hat seine eigene Rückführung. Die 560CID11 kann die folgenden Befehle verarbeiten: Schaltbefehle mit 1- oder 2-poliger Anschaltung ohne (1-aus-n) Prüfung Schaltbefehle mit 1- oder 2-poliger Anschaltung mit (1-aus-n) Prüfung Stufenstellbefehle, 1-, 2-polig Sollwert-Stellbefehle (8 Bit) Bitmuster 1, 2 oder 8 Bit (1-aus-n)-Prüfung Über zwei Transistor-Ausgänge können zwei externe Relais X1-4 und X1-5 angeschlossen werden, um die integrierte (1-aus-n)-Prüfung der 560CID11 zu nutzen. Die integrierte (1-aus-n)-Prüfung kann auch für andere Binärausgabe-Baugruppen verwendet werden. Der Widerstandsmessbereich der integrierten (1- aus-n)-prüfung kann zwischen 100Ω bis 10KΩ in 10Ω-Schritten im Projektierungstool RTUtil560 konfiguriert werden. Dok. Nr.: 1KGT V

6 Einstellungen Analogeingabe Einstellung Eingangsbereich Der Spannungs-/Strommessbereich der Analogeingaben wird über die Schalter (DIP-Switches) S1 und S2 (siehe Abb. 14) unabhängig für jeden Kanal eingestellt. X3-1, X3-3, X3-5 X3-7, X3-9 X7-7, X7-5, X7-3 X3-2, X3-4, X3-6 X3-8, X3-10 X7-6, X7-4, X7-2! + - Shunts DIP-Switch Abb. 3: Analogeingabeteil 560CID11 Mit dem Schalter S1 können die Messbereiche für die Kanäle 1 bis 5 (X3-1 bis X3-10) und mit dem Schalter S2 die Messbereiche für die Kanäle 6 bis 8 (X7-7 bis X7-2) eingestellt werden. Die Einstellungen der Schalter S1 und S2 muss im Projektierungstool RTUtil560 übernommen werden. Für jeden Kanal ist immer ein Schalterpaar gültig. Die Einstellung der verschiedenen Messbereiche ist in Tab. 6 dargestellt. Im Auslieferzustand sind alle 8 Analogeingaben für die Spannungsmessung konfiguriert! CH1 S1-1 S1-2 CH2 S1-3 S1-4 CH3 S1-5 S1-6 CH4 S1-7 S1-8 CH5 S1-9 S1-10 CH6 S2-1 S2-2 CH7 S2-3 S2-4 CH8 S2-5 S2-6 Tab. 6: Analogeingabe Messbereichseinstellung Dok. Nr.: 1KGT V

7 Einstellung Netzfrequenz Neben den Angaben über den eingestellten Messbereich ist die Information über die Netzfrequenz für die A/D-Wandlung erforderlich. Die eingestellte Netzfrequenz gilt für alle acht Kanäle, und wird über einen Parameter im Projektierungstool RTUtil560. Netzfrequenz [Hz] Wandlungszeit [ms] Zykluszeit [ms] Tab. 7: Einstellung Netzfrequenz Zusätzlich können maximal 2 Kanäle exklusiv im Fast-Scan-Modus arbeiten (die restlichen 6 Kanäle sind im FS-Modus deaktiviert). Für den Fast- Scan-Modus gelten folgende Werte: Anschlüsse Versorgungsspannung Die Versorgungsspannung wird für die 560CID11 R0001 (siehe Abb. 7) und für die 560CID11 R0002 (siehe Abb. 8) über die Schraubklemme X4-2 (-) und X4-1 (+) eingespeist (siehe Abb. 14) und intern an das oberhalb montierte Netzgerät PSU12 weitergeleitet. Die Versorgungsspannung X4-2 (-) ist intern mittels X9 (siehe Abb. 7 und Abb. 8) mit dem Gehäusepotenzial verbunden. Die Schutzerde muss bei beiden 560CID11 Versionen an die Schraubklemmen X4-3 (siehe Abb. 14) angeschlossen werden. In seltenen Fällen muss die Jumperverbindung X43 gelöst werden (z.b. wenn man + erdet). Das Öffnen des Gehäuses erfolgt auf die gleiche Weise wie das Wechseln der CF- Karte, die gegenüberliegende Seite muss jedoch geöffnet werden. Netzfrequenz [Hz] Wandlungszeit [ms] Zykluszeit [ms] Tab. 8: Einstellung Netzfrequenz FS-Modus Werksabgleich Ein Abgleich des A/D-Wandlers ist während des Betriebs nicht notwendig. Die 560CID11 wird im Werk für alle Kanäle und Messbereiche abgeglichen. Während des Abgleichs ermittelt die Firmware einen Korrekturwert pro Messbereich und Kanal und speichert diesen Korrekturwert in einem EEPROM ab. Binäreingabe Der Binäreingabeteil der 560CID11 verfügt über keine Schalter oder Steckbrücken für die Binäreingaben. Binärausgabe Die Ausgaberelaisschaltung (24VDC) wird während der Ausgabe überwacht. Fällt die Spannung unter 19V, werden die Relais nicht geschaltet. Abb. 4: Stelle des X9 (Oberseite der Leiterplatte im Innern des Gehäuses) Analogeingabe Die Prozess-Signale werden an die Schraubklemmen X3-1 bis X3-10 (Kanal 1 bis 5) und X7-7 bis X7-2 (Kanal 6 bis 8) angeschlossen (siehe Abb. 3 und Abb. 14). Die Analogeingabe ist für Ströme in den Bereichen von 2mA, 5mA, 10mA, 20mA und 40mA (bipolar) und für Spannungen von 2V und 20V (bipolar) ausgelegt. Binäreingabe Die Prozess-Signale werden an die Schraubklemmen X5-19 bis X5-12 (Kanal 1 bis 8) und X5-8 bis X5-1 (Kanal 9 bis 16) angeschlossen (siehe Abb. 9 und Abb. 14). Die gemeinsame Rückführung für die ersten 8 Kanäle liegt auf X5-11, die der zweiten 8 Kanäle auf X5-9. Dok. Nr.: 1KGT V

8 Binärausgabe Die Prozess-Signale werden an die Schraubklemme X2 (Kanal 1 bis 8) angeschlossen (siehe Abb. 14). Die 1-polige Anschaltung zeigt die Abb. 10. Bei einer 2-poligen Anschaltung (siehe Abb. 11 und Abb. 12) werden zwei interne Relais der 560CID11 verwendet (z.b. bei Doppelbefehlen K1 und K3, oder K2 und K4). ALARM Ausgang (ALR) Im Falle eines Fehlers kann ein ALARM- Ausgang geschaltet werden. Die RTU- Fehlerbedingungen müssen der Funktionsbeschreibung der RTU 560 Release entnommen werden. Der ALARM- Ausgang ist ein normal geschlossener Kontakt, der geöffnet wird, wenn der Alarm- Status ausgeschaltet ist. (1-aus-n)-Prüfkreis Für die (1-aus-n) Prüfung werden zwei externe Relais benötigt (siehe Abb. 13), die an X1-4 (GO- Relais R9, optional) und X1-5 (Mess-Relais R10) angeschlossen werden (siehe Abb. 13). Die Versorgungsspannung der Relais beträgt 24V. Der Prüfkreis wird über X1-6 (+) und X1-7 (-) verbunden. Alarm eingeschaltet Alarm ausgeschaltet X6-1 X6-2 Kontakt geschlossen Kontakt offen! Die beiden externen Relais sind im Lieferumfang nicht enthalten! ABB empfiehlt folgendes Relais: Fa. Finder, Typ: Bevor eine Messung gestartet werden kann, muss die Messverzögerungszeit (Zeit bis das Messrelais geschlossen ist) abgewartet werden. Prozess-Spannung (U P ) Überwachung Die Prozess-Spannung wird an X1-3 (+) und X1-2 (-) angeschlossen (siehe Abb. 14) An die Schraubklemme X1-1 (PE) kann eine Funktionserde angeschlossen werden. Main Versorgungsüberwachung (MSS) Bei Verwendung eines AC-Netzteils (z.b. 23VG23) mit Batterieladekontrolle ist eine MSS notwendig. Dazu wird der Anpassungsbaugruppe 23AC62 benötigt. Die MSS zeigt an, dass die Batterie in einem guten Zustand ist und die Verkabelung und die Absicherung in Ordnung sind. Abb. 6: Alarmzustand Signalisierung Analogeingabe Der Analog-Eingabeteil der 560CID11 verfügt über keine Signalisierung. Binäreingabe 16 gelbe Leuchtdioden (LED) zeigen den Zustand der Eingangskanäle an. Sie befinden sich auf r Frontseite der 560CID11. Binärausgabe 8 gelbe Leuchtdioden (LED) zeigen den Zustand der Ausgabekanäle an. Sie befinden sich auf der Frontseite der 560CID11. Abb. 5: Main Versorgungsüberwachung Dok. Nr.: 1KGT V

9 Abb. 7: Spannungsversorgung 560CID11 R0001 Abb. 8: Spannungsversorgung 560CID11 R002 Dok. Nr.: 1KGT V

10 Abb. 10: Binärausgabeteil 560CID11, 1-polige Anschaltung E 1 E 9 E 2 E 10 E 8 E 16 X5-19 X5-8 X5-18 X5-7 X5-13 X5-12 X5-2 X5-1 - Prozess-Spannung + Abb. 9: Binäreingabeteil 560CID11 K 1 K 8.. GO Relais X2-1 X2-2 X2-15 X2-16 R1.. R8 + U P - 1-polige Anschaltung Dok. Nr.: 1KGT V

11 K 1 K 2 GO Relais X2-1 X2-2 X2-3 X2-4 R1 + U P - Einzelbefehl 2-polige Anschaltung Abb. 11: Binärausgabeteil, 2-polige Anschaltung, Einzelbefehl K1 K2 K3 K4 GO Relais X2-1 X2-2 X2-5 X2-6 X2-3 X2-4 X2-7 X2-8 Ein Aus - U P + Doppelbefehl 2-polige Anschaltung Abb. 12: Binärausgabeteil, 2-polige Anschaltung, Doppelbefehl Dok. Nr.: 1KGT V

12 K1.. K8 GO Relais (1 aus n) Prüfkreis X2-1 X2-2 X2-15 X2-16 X Coil voltage + 24V X1-4 X1-5 (1 aus n) X R1.. R8 - + Prozess Spannung R9 R10 Abb. 13: Binärausgabeteil, (1-aus-n)-Prüfung Abb. 14: Lage der Anschluss- und Bedienelemente (MIO-Platine) Dok. Nr.: 1KGT V

13 Einstellungen Die Einstellungen zur Hardware und zum Betrieb der Kommunikationsschnittstellen der 560CID11 und der E/A-Einstellungen werden mit dem Projektierungstool RTUtil560 vorgenommen. Die genaue Vorgehensweise zur Konfiguration der Kommunikationsschnittstellen und des E/A Bus ist dem RTUtil560 Benutzerhandbuch zu entnehmen. Für alle seriellen Protokolle müssen die folgenden Parameter definiert werden: Baudrate: 50 bis Baud Direkte Verbindung (nur TxD / RxD) WT Verbindung voll-duplex (560FSM10/11 kein Handshake) WT Verbindung halb-duplex (560FSM10/11 RTS/DCD Handshake) WT Verbindung halb-duplex (560FSM10/11 RTS/CTS Handshake) Wählverbindung (externes Modem kein Handshake) Ringumschaltung (nur Protokoll RP570/71 Host-Schnittstelle) Verbindung mit Kollisions-Vermeidung (TxD, RxD, DCD, ohne Handshake) (nur Protokoll DNP3.0) Für die Ethernet-Schnittstellen sind zusätzlich die folgenden Parameter zu definieren: Knotenname IP-Adresse Subnetz-Maske Default Gateway(s) Routing Informationen Anzahl der Host Schnittstellen Dok. Nr.: 1KGT V

14 Abb. 15: Oberseite des 560CID11 Gehäuses Schrauben Abb. 16: Front- und Seitenteilansicht (rechts) des 560CID11 Gehäuses Schrauben Abb. 17: Unterseite des 560CID11 Gehäuses Dok. Nr.: 1KGT V

15 Anschluss- und Einstellbeschreibung Hutschienen RTU 560CID11 Hinweis: Technische Änderungen der Produkte sowie Änderungen im Inhalt dieses Dokuments behalten wir uns jederzeit ohne Vorankündigung vor. Bei Bestellungen sind die jeweils vereinbarten Beschaffenheiten maßgebend. Die ABB AG übernimmt keinerlei Verantwortung für eventuelle Fehler oder Unvollständigkeiten in diesem Dokument. Wir behalten uns alle Rechte an diesem Dokument und den darin enthaltenen Gegenständen und Abbildungen vor. Vervielfältigung, Bekanntgabe an Dritte oder Verwertung seines Inhaltes auch von Teilen ist ohne vorherige schriftliche Zustimmung durch die ABB AG verboten. Copyright 2012 ABB Alle Rechte vorbehalten Dok. Nr.: 1KGT V