AO 046 S-DIAS Analog Ausgangsmodul

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1 AO 046 S-DIAS Analog Ausgangsmodul Erstellungsdatum: Versionsdatum: Artikelnummer: D

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3 S-DIAS ANALOG AUSGANGSMODUL AO 046 S-DIAS Analog Ausgangsmodul AO 046 mit 4 Ausgängen (Spannung/Strom umschaltbar) Das S-DIAS Analog Ausgangsmodul AO 046 verfügt über vier analoge Ausgänge ±10,8 V bzw. 0-21,6 ma mit einer Auflösung von 16 Bit. Die Versorgung für die Analogausgänge erfolgt durch eine externe +24 V- Speisung. Das Analogausgabesystem ist vom Potential des S-DIAS- Busses galvanisch getrennt Seite 1

4 AO 046 S-DIAS ANALOG AUSGANGSMODUL Inhaltsverzeichnis 1 Technische Daten Spezifikation analoge Ausgänge Spannung Ausgabegenauigkeit analoge Ausgänge Spannung Spezifikation analoge Ausgänge Strom Ausgabegenauigkeit analoge Ausgänge Strom Einschwingzeit der Analogausgänge Elektrische Anforderungen Spannungsüberwachung externe +24 V-Versorgung Sonstiges Umgebungsbedingungen Mechanische Abmessungen Anschlussbelegung Status LEDs Zu verwendende Steckverbinder Beschriftungsfeld Verdrahtung Anschlussbeispiel Hinweise Montage Adressierung...18 Seite

5 S-DIAS ANALOG AUSGANGSMODUL AO Technische Daten 1.1 Spezifikation analoge Ausgänge Spannung Anzahl der Kanäle 4 Ausgangsbereich V V Ausgabewert Ausgangsbereich Overrange -10,8 +10,8 V 0 +10,8 V Ausgabewert Overrange Auflösung 16 Bit (ca. 0,3 mv/lsb) 16 Bit (ca. 0,15 mv/lsb) Refreshzeit aller Kanäle Belastbarkeit der minimal 100 µs (entspricht der S-DIAS-Zykluszeit) maximal 2 ma Ausgangsspannung Zulässige kapazitive Last Kurzschlussschutz Einschwingzeit maximal 100 nf ja 200 µs typisch für C < 100 nf (99,9 % des Endwertes) Galvanische Trennung ja (500 V) (1) Ausgabegenauigkeit ±0,04 % vom maximalen Ausgabewert 1.2 Ausgabegenauigkeit analoge Ausgänge Spannung Grundgenauigkeit inkl. Abgleichfehler und Rauschen 25 C Temperaturgang C 0-55 C 0,015 % 0,008 % 0,015 % Linearität 0,010 % Übersprechen < 0,001 % Gesamtfehler C 0-55 C ±0,035 % (±3,5 mv) ±0,045 % (±4,5 mv) Toleranzen, die durch Alterung hervorgerufen werden, sind nicht berücksichtigt. Eine Kalibrierung nach spätestens 12 Monaten ist notwendig Seite 3

6 AO 046 S-DIAS ANALOG AUSGANGSMODUL 1.3 Spezifikation analoge Ausgänge Strom Anzahl der Kanäle 4 Ausgangsbereich 0-20 ma 4-20 ma Ausgabewert Ausgangsbereich Overrange 0-21,6 ma 3,8-21,6 ma Ausgabewert Overrange Auflösung Strom Refreshzeit aller Kanäle Einschwingzeit 16 Bit (ca. 0,3 µa/lsb) minimal 100 µs (entspricht der S-DIAS-Zykluszeit) 200 µs typisch für L < 0,5 mh bei 50 Ω 200 µs typisch für L < 5 mh bei 500 Ω Bürde Zulässige Ausgangsinduktivität maximal 500 Ω maximal 0,5 mh bei 50 Ω maximal 5 mh bei 500 Ω Kabelbruchüberwachung ja Galvanische Trennung ja (500 V) (1) Ausgabegenauigkeit ±0,17 % vom maximalen Ausgabewert (1) Die galvanische Trennung besteht zwischen S-DIAS-Bus und den Analogausgängen gemeinsam. 1.4 Ausgabegenauigkeit analoge Ausgänge Strom Grundgenauigkeit inkl. Abgleichfehler und Rauschen 25 C Temperaturgang C 0-55 C 0,045 % 0,028 % 0,055 % Linearität 0,035 % Übersprechen < 0,001 % Gesamtfehler C 0-55 C ±0,140 % (±28 µa) ±0,170 % (±34 µa) Toleranzen, die durch Alterung hervorgerufen werden, sind nicht berücksichtigt. Eine Kalibrierung nach spätestens 12 Monaten ist notwendig. Seite

7 1.5 Einschwingzeit der Analogausgänge S-DIAS ANALOG AUSGANGSMODUL AO 046 Das Diagramm soll das Einschwingverhalten der Analogausgänge darstellen. Es ist ein modulinterner Offset zum S-DIAS-Sync-Zeitpunkt einstellbar. Ab diesem Zeitpunkt beginnt der von der Zeit betrachtet konstante Schreibvorgang vom S-DIAS-Slave in Richtung Digital-Analog-Konverter. Am Ende dieses Zeitpunktes werden die neuen Analogwerte aller Kanäle gleichzeitig von den Digital-Analog-Konvertern auf den Ausgang des Konverters umgeschaltet. Ab diesem beginnt bei allen Kanälen die Einschwingzeit am Ausgang mit 200 µs. Am Ende dieser Zeit sind die Analogeingänge auf den neuen Ausgangswert eingeschwungen Seite 5

8 AO 046 S-DIAS ANALOG AUSGANGSMODUL 1.6 Elektrische Anforderungen Externe Versorgung +24 V V DC Stromaufnahme externe Versorgung +24 V ohne Belastung der Analogausgänge Stromaufnahme externe Versorgung +24 V mit Belastung der Analogausgänge je 20 ma typisch 34 ma typisch 92 ma maximal 44 ma maximal 122 ma Versorgung vom S-DIAS-Bus Stromaufnahme am S-DIAS-Bus (+5 V-Versorgung) Versorgung vom S-DIAS-Bus +5 V V Stromaufnahme am S-DIAS-Bus (+24 V-Versorgung) typisch 22 ma maximal 26 ma Wird dieses S-DIAS-Modul an einem S-DIAS-Versorgungsmodul mit mehreren S- DIAS-Modulen eingesetzt, müssen die Summenströme der verwendeten S-DIAS- Module ermittelt und überprüft werden. Der Summenstrom der +24 V-Versorgung darf 1,6 A nicht überschreiten! Der Summenstrom der +5 V-Versorgung darf 1,6 A nicht überschreiten! Die Angabe der Stromaufnahme findet man in der modulspezifischen technischen Dokumentation unter Elektrische Anforderungen. Seite

9 S-DIAS ANALOG AUSGANGSMODUL AO Seite 7

10 AO 046 S-DIAS ANALOG AUSGANGSMODUL 1.7 Spannungsüberwachung externe +24 V-Versorgung Versorgungsspannung +24 V Abfrage der Versorgungsspannung mit Hysterese: Spannung > 18,0 V -> LED an, ExternVoltageOk=1 Spannung < 16,0 V -> LED aus, ExternVoltageOk=0 (DC OK-LED leuchtet grün) 1.8 Sonstiges Artikelnummer Hardwareversion 1.x Normung UL (in Vorbereitung) 1.9 Umgebungsbedingungen Lagertemperatur C Umgebungstemperatur C Luftfeuchtigkeit 0-95 %, nicht kondensierend Betriebsbedingungen Verschmutzungsgrad 2 nur im Innenbereich Höhe bis zu 2000 m EMV-Störfestigkeit EMV-Störaussendung nach EN (Industriebereich) nach EN (Industriebereich) Schwingungsfestigkeit EN ,5 mm von 5-8,4 Hz 1 g von 8,4-150 Hz Schockfestigkeit EN g Schutzart EN IP20 Seite

11 2 Mechanische Abmessungen S-DIAS ANALOG AUSGANGSMODUL AO Seite 9

12 AO 046 S-DIAS ANALOG AUSGANGSMODUL 3 Anschlussbelegung WICHTIG: Es kann pro Kanal nur entweder Spannung oder Strom ausgegeben werden! Zwischen den Kanälen kann beliebig zwischen Spannung und Strom ausgewählt werden! Die Anschlüsse der +24 V-Versorgung (X5: Pin 1 und Pin 2) bzw. der GND- Versorgung (X5: Pin 3 und Pin 4) sind intern gebrückt. Zur Versorgung des Moduls ist jeweils der Anschluss nur eines +24 V-Pins (Pin 1 oder Pin 2) und eines GND-Pins (Pin 3 oder Pin 4) erforderlich. Die gebrückten Anschlüsse dürfen zum Weiterschleifen der +24 V-Versorgung und der GND-Versorgung verwendet werden. Es muss jedoch berücksichtigt werden, dass durch das Weiterschleifen ein Summenstrom von 6 A je Anschluss nicht überschritten wird! Seite

13 S-DIAS ANALOG AUSGANGSMODUL AO Status LEDs Modul Status grün EIN Modul aktiv AUS BLINKT (5 Hz) Keine Versorgung vorhanden Keine Kommunikation User gelb EIN Von Applikation einstellbar AUS BLINKT (2 Hz) (z.b. kann die LED des Moduls über die Visualisierung blinkend eingestellt werden um die Modulfindung im Schaltschrank zu erleichtern) BLINKT (4 Hz) Ausgangsstatus Ux gelb EIN Analogausgang Spannung aktiv BLINKT Analogausgang Spannung Fehler AUS Analogausgang Spannung inaktiv Ausgangsstatus Ix gelb EIN Analogausgang Strom aktiv BLINKT Analogausgang Strom Fehler AUS Analogausgang Strom inaktiv USER LED ist optional über Applikation ansteuerbar DC OK grün EIN +24 V-Versorgung für Analogausgang ist vorhanden AUS Keine Versorgungsspannung vorhanden Seite 11

14 AO 046 S-DIAS ANALOG AUSGANGSMODUL 3.2 Zu verwendende Steckverbinder Steckverbinder: X1, X2: Steckverbinder mit Federzugklemme (im Lieferumfang enthalten) Die Federzugklemmen sind für den Anschluss von ultraschallverdichteten (ultraschallverschweißten) Litzen geeignet. Anschlussvermögen: Abisolierlänge/Hülsenlänge: Steckrichtung: 10 mm Leiterquerschnitt starr: 0,2-1,5 mm 2 Leiterquerschnitt flexibel: 0,2-1,5 mm 2 Leiterquerschnitt Litzen ultraschallverdichtet: 0,2-1,5 mm 2 Leiterquerschnitt AWG/kcmil: Leiterquerschnitt flexibel m. Aderendhülse ohne Kunststoffhülse: 0,25-1,5 mm 2 Leiterquerschnitt flexibel m. Aderendhülse mit Kunststoffhülse: parallel zur Leiterachse bzw. zur Leiterplatte 0,25-0,75 mm 2 (Reduzierungsgrund d2 der Aderendhülse) Seite

15 S-DIAS ANALOG AUSGANGSMODUL AO Beschriftungsfeld Hersteller Typ Weidmüller MF 10/5 CABUR MC NE WS Artikelnummer Weidmüller Kompatibler Drucker Typ Weidmüller Printjet Advanced 230V Artikelnummer Weidmüller Seite 13

16 AO 046 S-DIAS ANALOG AUSGANGSMODUL 4 Verdrahtung 4.1 Anschlussbeispiel Es kann pro Kanal nur Spannung oder Strom ausgegeben werden! Seite

17 S-DIAS ANALOG AUSGANGSMODUL AO Hinweise Die vom Analogmodul erfassbaren Signale sind im Vergleich zu den digitalen Signalen sehr klein. Um eine einwandfreie Funktion zu gewährleisten, ist eine sorgfältige Leitungsführung unbedingt einzuhalten: Der 0 V-Anschluss der Versorgungsspannung muss auf kürzestem Weg zum 0 V- Sammelpunkt geführt werden. Die Hutschiene muss eine ordentliche Masseverbindung aufweisen. Die Verbindungsleitungen zu den Analogsignalquellen müssen so kurz wie möglich und unter Vermeidung von Parallelführung zu digitalen Signalleitungen verdrahtet werden. Die Signalleitungen müssen geschirmt sein. Die Schirmung ist auf einer Schirmungssammelschiene anzulegen. Schutzbeschaltung aller Schützspulen (RC-Glieder oder Freilaufdioden) Korrekte Masseführung. Erdungsschiene nach Möglichkeit mit Schaltschrank-Erdungsschiene verbinden! WICHTIG: Das S-DIAS Modul darf NICHT unter Spannung an- oder abgesteckt werden! Seite 15

18 AO 046 S-DIAS ANALOG AUSGANGSMODUL 5 Montage Die S-DIAS Module sind für den Einbau im Schaltschrank vorgesehen. Zur Befestigung der Module ist eine Hutschiene erforderlich. Diese Hutschiene muss eine leitfähige Verbindung zur Schaltschrankrückwand herstellen. Die einzelnen S-DIAS Module werden aneinandergereiht in die Hutschiene eingehängt und durch Schließen der Rasthaken fixiert. Es ist nur die waagrechte Einbaulage (Modulbezeichnung oben) mit ausreichend Abstand der Lüftungsschlitze des S-DIAS Modulblocks zu umgebenden Komponenten bzw. der Schaltschrankwand zulässig. Das ist erforderlich, um die optimale Kühlung und Luftzirkulation zu erreichen, sodass die Funktionalität bis zur maximalen Betriebstemperatur gewährleistet ist. Seite

19 S-DIAS ANALOG AUSGANGSMODUL AO 046 Empfohlene Minimalabstände der S-DIAS Module zu umgebenden Komponenten bzw. der Schaltschrankwand: a, b, c Abstände in mm (inch) Seite 17

20 AO 046 S-DIAS ANALOG AUSGANGSMODUL 6 Adressierung Adresse (hex) Größe (Byte) Zugriffstyp Beschreibung Resetwert 000E 18 r/w PDO Write 000E 2 w16 LED Overwrite Register Bit 1 0: LED Kanal 1 00 = aus (HW Status aktiv, kein SW Overwrite) 01 = Enable SW Overwrite 0 11 = Enable SW Overwrite 1 10 = Reserviert Bit 3...2: LED Kanal 2 Bit 5 4: LED Kanal 3 Bit 7...6: LED Kanal 4 Bit : Reserviert w16 Analog-Ausgang w16 Analog-Ausgang w16 Analog-Ausgang w16 Analog-Ausgang w16 Offsetzeit der Ausgabe im Zyklus Ausgang 1 [1 µs] A 2 w16 Offsetzeit der Ausgabe im Zyklus Ausgang 2 [1 µs] C 2 w16 Offsetzeit der Ausgabe im Zyklus Ausgang 3 [1 µs] E 2 w16 Offsetzeit der Ausgabe im Zyklus Ausgang 4 [1 µs] r/w Reserve 00 Seite

21 S-DIAS ANALOG AUSGANGSMODUL AO r/w PDO Read r Status Register Bit 0: Flankenbegrenzung Analogausgang 1 Bit 1: Flankenbegrenzung Analogausgang 2 Bit 2: Flankenbegrenzung Analogausgang 3 Bit 3: Flankenbegrenzung Analogausgang 4 Bit 4: Temperatur > 142 C Analog Ausgang 1 Bit 5: Temperatur > 142 C Analogausgang 2 Bit 6: Temperatur > 142 C Analogausgang 3 Bit 7: Temperatur > 142 C Analogausgang 4 Bit 8: Überstrom Analogausgang 1 (Spannung) zu hohe Spannung Analogausgang 1 (Strom) Bit 9: Überstrom Analogausgang 2 (Spannung) zu hohe Spannung Analogausgang 2 (Strom) Bit 10: Überstrom Analogausgang 3 (Spannung) zu hohe Spannung Analogausgang 3 (Strom) Bit 11: Überstrom Analogausgang 4 (Spannung) zu hohe Spannung Analogausgang 4 (Strom) Bit 12: Abgleichdaten konnten nicht gelesen werden Bit 13: Abgleichdaten ungültig (CRC Fehler) Bit 14: DC OK am DAC Bit 15: Zeiten der Offsets mussten korrigiert werden (wird beim lesen gelöscht) r/w Reserviert Seite 19

22 AO 046 S-DIAS ANALOG AUSGANGSMODUL r/w SDO Rohwert-Ausgang 1 (für PMB) Rohwert-Ausgang 2 (für PMB) 0000 w Rohwert-Ausgang 3 (für PMB) Rohwert-Ausgang 4 (für PMB) (1) r/w16 004A 1 w DAC Control Bit 0: PMB Modus Bit 1: Offsetzeit enable Bit 3 2: Reserviert Bit 4: DAC SW Reset Analogausgang 1 Bit 5: DAC SW Reset Analogausgang 2 Bit 6: DAC SW Reset Analogausgang 3 Bit 7: DAC SW Reset Analogausgang 4 Bit 8: Ausgang 1 (0 = Spannung, 1 = Strom) Bit 9: Ausgang 2 (0 = Spannung, 1 = Strom) Bit 10: Ausgang 1 (0 = Spannung, 1 = Strom) Bit 11: Ausgang 1 (0 = Spannung, 1 = Strom) Bit 12: Modus Ausgang 1 0 = Spannung -10 V bis +10 V oder 0 = Strom 0 ma bis 24 ma 1 = Spannung 0 V bis +10 V oder 1 = Strom 4 ma bis 20 ma Bit 13: Modus Ausgang 2 Bit 14: Modus Ausgang 3 Bit 15: Modus Ausgang 4 Microblaze Control Bit 4...0: Reserve Bit 5: µc Operational (nur lesend) Bit 6: Konfiguration neu laden (1 = Tick zu MicroBlaze, irq_config) Bit 7: MicroBlaze (µc) Reset (1 = MicroBlaze im Reset) 00F B 693 r/w Reserviert r/w DPRAM für Abgleichdaten - (1) Bemerkung: Wenn auf dieses Register geschrieben wird, werden die Werte sofort an den DAC geschickt. Seite

23 Änderungen der Dokumentation S-DIAS ANALOG AUSGANGSMODUL AO 046 Änderungsdatum Betroffene Seite(n) Kapitel Vermerk Spezifikation analoge Ausgänge Strom Werte Overrange geändert Anschlussbelegung Intern verbunden hinzugefügt Ausgangsgenauigkeit analoge Ausgänge Spannung 1.4 Ausgangsgenauigkeit analoge Ausgänge Strom 1.7 Spannungsüberwachung externe +24 V-Versorgung Kapitel neu Kapitel neu Kapitel neu Spannungsüberwachung externe +24V-Versorgung Spannungsangaben korrigiert Umgebungsbedingungen 3.2 Zu verwendende Steckverbinder 3.3 Beschriftungsfeld 5 Montage Verschmutzungsgrad Hülsenlänge hinzugefügt Informationen bzgl. ultraschallverschweißter Litzen ergänzt Kapitel ergänzt Grafik ersetzt Anschlussbelegung Merksatz hinzugefügt Seite 21

24 AO 046 S-DIAS ANALOG AUSGANGSMODUL Seite