Bedienungsanleitung Steuer-/Schaltgerät SSG K 001 Leistungsnetzgerät 0-20 V / max. 10 A manuell, per Analogschnittstelle, per RS-232 einstellbar Zwei Schalter 150V / 15 A Ein H Brücken (+ / -) Schalter 150V / 15A Manuell oder per TTL-Signal steuerbar Im 19 / 4HE / 84TE / 500 mm tiefen Tischgehäuse Ver Industrie-Elektronik Mess- und Prüftechnik IBT -
Inhaltsverzeichnis 1 WARN- UND GEFAHRENHINWEISE... 3 2 WICHTIGE BETRIEBSHINWEISE... 4 3 GERÄTEFUNKTIONEN... 5 3.1 BLOCKSCHALTBILD... 5 3.2 ÜBERSICHT...6 3.3 LEISTUNGSNETZGERÄT ZUP 20-10... 6 3.3.1 Spezielle Hinweise für den RS-232-Betrieb... 7 3.3.1.1 Einstellungen:... 7 3.3.1.2 Beispiel: Geräte-Identifier auslesen... 7 3.3.1.3 Zusätzliche Hinweise... 7 3.4 ELEKTRONISCHE SCHALTER... 8 3.4.1 Freilaufbeschaltung (Einzelschalter und H-Brücke)... 8 3.4.2 Masseschaltende Einzelschalter... 8 3.4.2.1 Anschlussschema für eine Schaltstufe... 8 3.4.3 H-Brücken-Schalter... 9 3.4.3.1 Anschlussschema H-Brücke... 9 4 BEDIENELEMENTE LEDS UND ANSCHLÜSSE... 10 4.1 VORDERSEITE... 10 4.2 RÜCKSEITE... 11 5 ANSCHLUß DES PRÜFLINGS... 12 5.1.1 Prüflingsanschluß Einzelschalter... 12 5.1.2 Prüflingsanschluß H-Brücke... 12 6 STECKERBELEGUNG... 12 6.1 SIGNALTYPEN:... 12 6.2 8-POLIGER COMBICON UND BANANENBUCHSEN (GERÄTERÜCKSEITE)... 12 6.3 BNC-BUCHSEN (GERÄTERÜCKSEITE)... 13 6.4 RS-232-NETZGERÄT (GERÄTERÜCKSEITE)... 13 7 TECHNISCHE DATEN... 14 Stand: 24.06.2008 tu Steuer-/Schaltgerät SSG K 001 Seite 2 von 14
ACHTUNG : Dieses Gerät wird elektrisch betrieben. Ein einwandfreier und sicherer Betrieb setzt eine sachgerechte Handhabung und Bedienung voraus. Das Personal für die Installation, Wartung und Bedienung dieses Gerätes muß mit dem Inhalt dieses Handbuches vertraut sein. Beachten Sie besonders die Abschnitte Warn- und Gefahrenhinweise Sowie Wichtige Betriebshinweise 1 Warn- und Gefahrenhinweise ACHTUNG: Eine Nichtbeachtung folgender Hinweise kann lebensgefährliche Auswirkungen oder hohe Sachschäden zur Folge haben. Die elektrische Funktionssicherheit (BA 3, VBG 4, VDE 0701, VDE 0702) muß regelmäßig überprüft werden: bei stationärem Betrieb: bei mobilem Betrieb: mindestens alle 12 Monate mindestens alle 12 Wochen Vor jeder Inbetriebnahme ist der ordnungsgemäße Zustand des Gerätes zu überprüfen, da dieses besonders im mobilen Betrieb stark beansprucht wird. Bei oder nach Eindringen von Feuchtigkeit / Flüssigkeit darf das Gerät auf keinen Fall betrieben werden, ebensowenig in feuchter Umgebung. Front- und Rückwandplatten werden jeweils über 2 bzw. 4 Spezialfedern geerdet. Diese sind in die Führungsnuten der Gewindeleisten eingesetzt. Die Front-/Rückwandplatten werden beim Festziehen der Halsschrauben über diese Spezialfedern kontaktiert. Bei Beschädigung oder Verlust müssen die Spezialfedern ersetzt werden. Im Gerät treten Spannungen von bis zu 250V ac und 200 V dc auf. Reparaturen dürfen nur von ausdrücklich autorisierten Fachbetrieben durchgeführt werden. Der Abgleich darf nur auf speziell dafür eingerichteten Arbeitsplätzen von Elektrofachkräften mit isoliertem Abgleichwerkzeug durchgeführt werden. Das Gerät darf nur auf einem ESD-Arbeitsplatz geöffnet werden, da ansonsten die elektronischen Bauteile durch elektrostatische Entladungen beschädigt oder zerstört werden. Dabei sind Netz- und Prüfspannungen zuvor abzuklemmen (Völlige Spannungsfreiheit!!) Stand: 24.06.2008 tu Steuer-/Schaltgerät SSG K 001 Seite 3 von 14
2 Wichtige Betriebshinweise - Die Schaltstufen schützen sich beim Abschaltvorgang selbst gegen zu große kurzzeitige Überspannungen. Gegen eine direkte Einspeisung einer zu hohen Spannung direkt am Schalteingang sind die Schaltstufen nicht geschützt, sondern nur in Verbindung mit einer vorgeschalteten Last (Ventil, Magnet) oder einer Strombegrenzung im Leistungsnetzgerät. - Die Schaltstufe ist nicht gegen Überstrom abgesichert (dies würde den Schaltwiderstand deutlich erhöhen). Deshalb muß die Strombegrenzung des externen Netzgerätes auf den maximal möglichen Strom der Schaltstufen eingestellt werden. - Für den Anschluß von Prüfling und DC-Spannungsquelle ist auf einen ausreichenden Kabelquerschnitt und eine entsprechende Absicherung der Zuleitung zu achten. Für dieses Gerät (max. 15 A) sollte ein Mindestquerschnitt von 2,5 qmm verwendet werden - Wegen des Lüfters in der Geräterückwand muss ein Mindestabstand von 40 mm zwischen Lüfter und nächstem Gerät bzw. Wand eingehalten werden. - Die maximale Schaltfrequenz ist auf Grund der Entprellschaltung für den manuellen Schalter/Taster auf ca. 290 Hz begrenzt. Bei einem langsamen Überschreiten der Grenzfrequenz bleibt die Schaltstufe dauern eingeschaltet. Bei einer sofortigen höheren Frequenzeinstellung bleiben die Schaltstufen ausgeschaltet Stand: 24.06.2008 tu Steuer-/Schaltgerät SSG K 001 Seite 4 von 14
3 Gerätefunktionen 3.1 Blockschaltbild Stand: 24.06.2008 tu Steuer-/Schaltgerät SSG K 001 Seite 5 von 14
3.2 Übersicht Das SSG K 001 besteht aus: - Leistungsnetzgerät ZUP 20-10 (0..20V, max. 10A, max. 200W zur Bestromung des Prüflings - Zwei einzelnen masseschaltenden Leistungsschalter (max. 150V, max. 15 A). Hier kann der Prüfling nur in jeweils eine Richtung bestromt werden - Eine Leistungs-H-Brücke (max. 150V, max 15 A). Damit kann der Prüfling positiv oder negativ bestromt werden. Die Steuereingänge für jeden Schalter sind TTL-kompatibel. Die Schaltschwelle liegt bei ca. 3V/3mA. 3.3 Leistungsnetzgerät ZUP 20-10 Eine separate ausführliche Beschreibung des Leistungsnetzgerätes liegt bei (bzw. als pdf auf CD). Das Leistungsnetzgerät stellt die zur Bestromung des Prüflings notwendige Leistung bereit. Strom und Spannung können wie folgt eingestellt werden: - Manuell über den Drehknopf am Netzgerät - Per RS-232-Schnittstelle - Per Analogsignal 0.. 4 V := 0.. 105 % der U/I-Nennwerte (für Strom und Spannung) Je nach Vorgabeart für die Sollwerte muss der Umschalter Sollwerte U/I ZUP 20-10 entsprechend eingestellt werden (Frontseite, oberhalb des Netzgerätes). Sollwertvorgabe Manuell, per Drehknopf am Netzgerät Per RS-232-Schnittstelle Per Analogschnittstelle 0.. 4V Stellung des Umschalters Sollwerte U/I ZUP 20-10 Intern / RS-232 Intern / RS-232 extern Stand: 24.06.2008 tu Steuer-/Schaltgerät SSG K 001 Seite 6 von 14
3.3.1 Spezielle Hinweise für den RS-232-Betrieb 3.3.1.1 Einstellungen: Baudrate 2400 (9600 Baud funktionieren nicht zuverlässig) Parity ohne Stoppbit 1 Adresse 1 (Geräteadresse gilt auch für RS-232-Betrieb) ASCII-Format 8 Bit PC-Verbindungskabel Endezeichen 1:1 (3... 9-adriges Kabel) LF (0A(hex )oder CR (0Dhex) (muss nach jedem Befehl zusätzlich gesendet werden) 3.3.1.2 Beispiel: Geräte-Identifier auslesen :ADR01; CR :MDL; CR 1. Befehl: Adresse für nächste Befehle vorgeben CR := Endezeichen 0D(hex) 2. Befehl: MDL-Befel senden CR := Endezeichen 0D(hex) Antwort: NEMIC-Lamda 20ZUP 20V-10A + Endezeichen LF +CR Bei 2400 Baud können auch Doppelbefehle gesendet werden : Zum Beispiel: :ADR01;:MDL; CR 3.3.1.3 Zusätzliche Hinweise Eine Baudrate von 9600 funktioniert nicht immer korrekt: besser 2400 Baud einstellen dann funktioniert auch : ":ADR01;:VOL!;" (mit 9600 gehen Doppelbefehle nicht) vor jedem Befehl möglichst ":ADR01;" senden falls am Leistungs-Netzgerät die REMOTE-Taste on ==> off geschaltet wurde : Adresse geht verloren: ":ADR01;" muss erneut gesendet werden Bevor Spannung/Stromwerte am Display abgelesen werden können: erst mit ":OUT1;" den Ausgang einschalten Ist der Netzgeräte-Ausgang nicht eingeschaltet, so wird auch keine Spannung/Strom angezeigt. (mit ":VOL!;" kann aber der eingestellte Soll-Wert gelesen werden) Stand: 24.06.2008 tu Steuer-/Schaltgerät SSG K 001 Seite 7 von 14
3.4 Elektronische Schalter 3.4.1 Freilaufbeschaltung (Einzelschalter und H-Brücke) Die Schaltstufen sind nicht mit einer Freilaufdiode beschaltet. Diese muss evtl. kundenseitig ergänzt werden. Allerdings ist die Schaltstufe selbst durch eine Schutzbeschaltung (max. ca. 160V) geschützt. Der maximale Wert für die Freilaufdiode ist betriebsspannungsabhängig und kann wie folgt berechnet werden: U Freilauf(max) := 160V - U Netzgerät 3.4.2 Masseschaltende Einzelschalter Der Schalter kann auf zwei Arten betätigt werden 1. per manuellem Schalt-Taster (nach oben schaltend, nach gedrückt nur tastend) 2. per externem Signaleingang (hier TTL-Signal, Schaltschwelle ca. 3 V, 3 ma) Der Schaltausgang wird im Ein-Zustand auf Masse geschaltet. Die manuellen Schalter sind entprellt. 3.4.2.1 Anschlussschema für eine Schaltstufe Freilaufbeschaltu Schalter S+ S- P- Prüfling P+ + - Netzgerät Umax := 150V dc Stand: 24.06.2008 tu Steuer-/Schaltgerät SSG K 001 Seite 8 von 14
3.4.3 H-Brücken-Schalter Der Schalter kann auf zwei Arten betätigt werden 3. per manuellem Schalt-Taster (nach oben schaltend, nach gedrückt nur tastend) 4. per externe Signaleingänge (hier TTL-Signal, Schaltschwelle ca. 3 V, 3 ma) Der Schaltausgang kann je nach Ansteuerung den Prüfling in Plus- oder in Minusrichtung bestromen. Die manuellen Schalter sind entprellt. Sobald gleichzeitig +Strom und -Strom Signale erkannt werden, sperrt eine Logikschaltung die Ansteuerung der H-Brücke. 3.4.3.1 Anschlussschema H-Brücke Freilaufbeschaltu S1 S2a + Strom H+ P+ P- H- Prüfling + - Netzgerät Umax := 150V dc S2b S1b - Strom Manuell oder mit TTL-Signal Stand: 24.06.2008 tu Steuer-/Schaltgerät SSG K 001 Seite 9 von 14
4 Bedienelemente LEDs und Anschlüsse 4.1 Vorderseite 10 A B C D 3 3 6 7 E 9 1 2 2 4 5 8 Funktion Funktion A Netzversorg. 1 Netzschalter für Gesamtgerät B C Baugruppe Element Leistungsschalter 1 Leistungsschalter 2 D H - Brücke 6 E Leistungsnetzgerät Kommentar 2 Manueller Schalter / Taster Prüfling bestromen 3 LED Ein Leuchtet falls Schalter ein 2 Manueller Schalter / Taster Prüfling bestromen 3 LED Ein Leuchtet falls Schalter ein 4 Manueller Schalter / Taster Prüfling negativ bestromen 5 Manueller Schalter / Taster Prüfling positiv bestromen LED Strom + LED Strom - LED Freigabe LED Temp 7 Tasten für Betriebartenauswahl Püfling wird positiv bestromt Püfling wird negativ bestromt Bestromung ist freigegeben Temperatur der Schaltstufe ist zu hoch, Schalter ist gesperrt 8 Netzschalter nur für das Netzgerät 9 Werte einstellen U,I, Parameter 10 Umschalter Sollwerte U/I ZUP 20-10 Interne Sollwerte oder anloge externe Sollwerte verwenden Stand: 24.06.2008 tu Steuer-/Schaltgerät SSG K 001 Seite 10 von 14
4.2 Rückseite 4 1 5 2 3 Element Funktion Kommentar 1 Netzanschluss 230V/ 50/60 Hz für Gesamtgerät, inklusive Sicherungeinsatz 2 Steckbarer Anschluss-Stecker Leistungs-Anschlüsse der Schalter, H-Brücke 3 Bananenbuchsen Leistungs-Anschlüsse der Schalter, H-Brücke 4 RS-232-Anschluss des Netzgerätes ZUP 20-10 Für 1:1 Kabel zu PC 5 BNC - Signaleingänge Für Steuereingänge der Schalter, H-Brücke und Analog-Sollsignal (0.. 4V) für Strom- /Spannungsvorgabe (Leistungsnetzgerät) Stand: 24.06.2008 tu Steuer-/Schaltgerät SSG K 001 Seite 11 von 14
5 Anschluß des Prüflings 5.1.1 Prüflingsanschluß Einzelschalter Siehe unter 3.4.2.1 und Blockschaltbild 5.1.2 Prüflingsanschluß H-Brücke Siehe unter 3.4.3.1 und Blockschaltbild 6 Steckerbelegung 6.1 Signaltypen: DE: Digitaleingang GND AE A TTL : 0.. 0,8 V := LOW, 3... 5 := HIGH Massebezug Analogeingang Ausgang 6.2 8-poliger Combicon und Bananenbuchsen (Geräterückseite) Klemme Signal- Typ Signalname Bananenbuchsen Funktion 1 A 1-20V/10A rot +Spannung aus Netzgerät ZUP 20-10 2 GND GNDP schwarz Masseanschluss für Spannung aus Netzgerät 3 DE S1+ rot + Anschluss des Leistungsschalters #1 4 GND GNDP schwarz - Anschluss des Leistungsschalters #1 5 DE S2+ rot + Anschluss des Leistungsschalters #2 6 GND GNDP schwarz - Anschluss des Leistungsschalters #2 7 DE H+ rot + Anschluss der H-Brücke 8 DE H- schwarz - Anschluss der H-Brücke Die Bananenbuchsen sind beschriftet Stand: 24.06.2008 tu Steuer-/Schaltgerät SSG K 001 Seite 12 von 14
6.3 BNC-Buchsen (Geräterückseite) Klemme Signal- Signal- Funktion Typ name S1 DE DE1 Signaleingang Leistungs-Schalter #1 S2 DE DE2 Signaleingang Leistungs-Schalter #2 S3+ DE DE3 Signaleingang H-Brücke positive Bestromung S3- DE DE4 Signaleingang H-Brücke negative Bestromung Usoll AE AE1 Sollwert 0.. 4V := 0... 21 V (Spannungsvorgabe) Isoll AE AE1 Sollwert 0.. 4V := 0.. 10,5A (Stromvorgabe) 6.4 RS-232-Netzgerät (Geräterückseite) Die 9-polige COM-Anschlussbuchse (RS-232) des PCs wird über ein 1:1 Kabel mit diesem Anschluss des Schalt-/Steuergerätes verbunden. 9-polige SUB-D-Buchse (Schalt-/Steuergerät) Pin Signalname Funktion 2 RxD 3 TxD 5 Signal-GND Stand: 24.06.2008 tu Steuer-/Schaltgerät SSG K 001 Seite 13 von 14
7 Technische Daten Netzanschluss Versorgung 230 V ac +10 / -15%, max. 300 VA Sicherung 2 A T Ableitstrom kleiner 1.0 ma (Netz-Entstörfilter) Schaltstufen, H-Brücke maximale Spannung 150 Vdc (Dauer), 160 Vdc(transient) maximaler Strom 15 Adc (dauer) 20 Adc kurzzeitig, ED ca. 50 %) max. Schaltfrequenz (50% ED) 270 +/- 20 Hz max. Schaltwiderstand Masseschaltende Schaltstufe: ca, 0,15 Ohm H-Brücke: noch nicht bestimmt (ca. 0,5 Ohm) galvanische Trennung zur 4 kv (VDE-Optokoppler) Ablaufsteuerung Schmelzsicherung keine Signalein-/ausgänge Eingangswiderstand (TTL-Eingang) ca. 1 kohm Schaltschwelle des Signaleinganges TTL: 3V, 3 ma Analogeingänge für Leistungsnetzgerät 0.. 4 V := 0... 105% des Nennwertes, (hier max. 21V, max. 10,5 A) Zulässige Umgebungstemperatur Betrieb +10... + 40 C Lagerung - 25... + 70 C Abmessungen Tischgerät 19" 4 HE/84 TE 520(B) x 220(H) x 500 1 /580 2 (T) mm Sonstiges Gewicht 16 kg Leistungs-Anschlußklemmen 8-poliger Leistungs-Schraubklemmstecker und Bananenbuchsen Steuersignale BNC-Buchsen Die angegebenen Daten dienen allein der Produktbeschreibung (typische Werte) und sind nicht als zugesicherte Eigenschaften im Rechtssinne aufzufassen. Technische Änderungen bleiben vorbehalten. 1 Gehäusetiefe 2 Inkl. 20 mm frontseitige Bedienelemente, inklusive 60 mm rückseitiger Platzbedarf für Steckeranschluss/Lüfter Stand: 24.06.2008 tu Steuer-/Schaltgerät SSG K 001 Seite 14 von 14