Spannungsregler TAPCON 260

Spannungsregler TAPCON 260 Beiblatt 2531964/00 Protokollbeschreibung zur IEC 60870-5-101

Alle Rechte bei Maschinenfabrik Reinhausen Weitergabe sowie Vervielfältigung dieses Dokumentes, Verwertung und Mitteilung seines Inhalts sind verboten, soweit nicht ausdrücklich gestattet. Zuwiderhandlungen verpflichten zu Schadenersatz. Alle Rechte für den Fall der Patent-, Gebrauchsmuster- und Geschmacksmustereintragung vorbehalten. Nach Redaktionsschluss der vorliegenden Dokumentation können sich am Produkt Änderungen ergeben haben. Änderungen der technischen Daten bzw. Konstruktionsänderungen sowie Änderungen des Lieferumfanges bleiben ausdrücklich vorbehalten. Grundsätzlich sind die bei der Abwicklung der jeweiligen Angebote und Aufträge übermittelten Informationen und getroffenen Vereinbarungen verbindlich. Die Originalbetriebsanleitung wurde in deutscher Sprache erstellt.

Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis 1 Allgemeine Hinweise... 5 1.1 Zu diesem Dokument... 5 1.2 Hinweise zur Norm... 5 1.3 Verwendete Abkürzungen... 6 2 Anschlüsse des Spannungsreglers... 7 3 Einstellungen am Spannungsregler... 9 3.1 Kommunikationsschnittstelle RS232... 9 3.2 Kommunikationsschnittstelle RS485... 10 3.3 Lichtwellenleiter (optional)... 10 4 Datenpunkte... 11 4.1 Meldungsstruktur... 13 4.1.1 Typkennungen... 14 4.1.2 Funktionstypen... 14 4.2 Überwachungsrichtung... 14 4.3 Steuerungsrichtung... 16 4.3.1 Systemfunktionen... 17 4.3.2 Allgemeine Daten in Steuerungsrichtung... 18 Maschinenfabrik Reinhausen 2011 2531964/00 DE TAPCON 260 3

Inhaltsverzeichnis 5 Sequenzen... 19 5.1 Zeitsynchronisierung... 19 5.2 Generalabfrage... 20 5.3 Doppelbefehl (direkt)... 21 5.4 Stufenstellbefehl (direkt)... 22 5.5 Sollwertstellbefehl, verkürzte Gleitkommazahl (direkt)... 23 4 TAPCON 260 2531964/00 DE Maschinenfabrik Reinhausen 2011

1 Allgemeine Hinweise 1 Allgemeine Hinweise 1.1 Zu diesem Dokument Im vorliegenden Dokument wird die Implementierung des Schnittstellenprotokolls IEC60870-5-101 für den TAPCON 260 beschrieben. Lesen Sie die vorliegende Beschreibung gemeinsam mit den technischen Unterlagen für den TAPCON 260. 1.2 Hinweise zur Norm Der Spannungsregler stellt einen Ausschnitt an Befehlen und Meldungen aus dem Schnittstellenprotokoll IEC60870-5-101 für die Kommunikation zur Verfügung. Die Befehlsübertragung erfolgt direkt (direct command transmission), die Möglichkeit Anwahl und Ausführung (select and execute command) steht nicht zur Verfügung. Maschinenfabrik Reinhausen 2011 2531964/00 DE TAPCON 260 5

1 Allgemeine Hinweise 1.3 Verwendete Abkürzungen Abkürzung Bedeutung ASDU BCD CIC GA GPI GPO LWL MR RTC TAPCON trol Tabelle 1 Dienstdateneinheit der Anwendungsschicht (Application Service Data Unit) Binary Coded Decimal Kommunikationsschnittstelle (Communication Interface Card) Generalabfrage General Purpose Input General Purpose Output Lichtwellenleiter Maschinenfabrik Reinhausen Real Time Clock PC-Software zur Anzeige von Reglerdaten Abkürzungen 6 TAPCON 260 2531964/00 DE Maschinenfabrik Reinhausen 2011

2 Anschlüsse des Spannungsreglers 2 Anschlüsse des Spannungsreglers Zur Datenübertragung über das Protokoll IEC60870-5-101 stehen am Spannungsregler die physikalischen Schnittstellen RS232, RS485 und optional Lichtwellenleiter zur Verfügung. Abbildung 1 CIC-Karte 1 RS232 (9 polige SUB-D Buchse) 2 RS485 3 Ethernet RJ45 (optional) 4 Lichtwellenleiter FH-ST oder F-SMA in 850 nm oder 660 nm (optional) 5 Reset-Taste 6 TxD LED für Sendesignal 7 RxD LED für Empfangssignal 8 Clk LED für Betriebszustand (Blinkperiode 2 Sekunden) 9 Schelle zur Verbindung des Kabelschirms mit der Funktionserde Maschinenfabrik Reinhausen 2011 2531964/00 DE TAPCON 260 7

2 Anschlüsse des Spannungsreglers RS232 RS485 Lichtwellenleiter (optional) 9 polige SUB-D Buchse Pin 2: TxD Pin 3: RxD Pin 5: GND 3 polige Buchse von Phönix (MC1,5/3 GF 3,5) Pin 1: GND (100 Ω Erdwiderstand) Pin 2: B (invertiert) Pin 3: A (nicht invertiert) Polarität: A > B um 200 mv entspricht 1. A < B um 200 mv entspricht 0. Eine offene Kommunikationsleitung entspricht 1. Das Startbit hat die Bezeichnung 0. Empfohlener Abschlusswiderstand 120 Ω. FH-ST (850 nm oder 660 nm) F-SMA (850 nm oder 660 nm) Tabelle 2 Verfügbare Schnittstellen Übertragung auf physikalischer Ebene: Asynchron mit 8 Datenbits, Parität gerade, 1 Stopbit (8E1) 8 TAPCON 260 2531964/00 DE Maschinenfabrik Reinhausen 2011

3 Einstellungen am Spannungsregler 3 Einstellungen am Spannungsregler In den folgenden Kapiteln ist beschrieben, wie die Parameter für die Kommunikation an der betreffenden Schnittstelle am TAPCON 260 eingestellt werden. > Konfiguration > Weiter* > Komm. Schnittst. Je nach Produktversion und Software müssen Sie unterschiedlich oft "Weiter" drücken, bis Sie zum Menü "Komm. Schnitt." gelangen. Weitere Informationen zur Einstellung der Parameter finden Sie in den technischen Unterlagen für den TAPCON 260. 3.1 Kommunikationsschnittstelle RS232 Kommunikationsschnittstelle Baudrate Kommunikation LWL Licht AN/AUS RS232 9.6/19.2/38.4/57.6 kbaud nicht verwendet Eigene SCADA Adresse Sendeverzögerung Tabelle 3 1...255 (0 = Broadcast-Meldung) 0...254 ms (z.b. 2 ms, um die Reaktionszeit eines externen Umformers RS485/RS232 beim Wechsel zwischen Sende- und Empfangsbetrieb auszugleichen) Einstellungen der Schnittstelle RS232 Maschinenfabrik Reinhausen 2011 2531964/00 DE TAPCON 260 9

3 Einstellungen am Spannungsregler 3.2 Kommunikationsschnittstelle RS485 Kommunikationsschnittstelle Baudrate Kommunikation LWL Licht AN/AUS RS485 9.6/19.2/38.4/57.6 kbaud nicht verwendet Eigene SCADA Adresse Sendeverzögerung Tabelle 4 1...255 (0 = Broadcast-Meldung) 0...254 ms (z.b. 2 ms, um die Reaktionszeit eines externen Umformers RS485/RS232 beim Wechsel zwischen Sende- und Empfangsbetrieb auszugleichen) Einstellungen der Schnittstelle RS485 3.3 Lichtwellenleiter (optional) Kommunikationsschnittstelle Baudrate Kommunikation LWL Licht AN/AUS Eigene SCADA Adresse Sendeverzögerung LWL 9.6/19.2/38.4/57.6 kbaud AN (1 entspricht Licht an) oder AUS (1 entspricht Licht aus) 1...255 (0 = Broadcast-Meldung) nicht verwendet Tabelle 5 Einstellungen der Schnittstelle LWL 10 TAPCON 260 2531964/00 DE Maschinenfabrik Reinhausen 2011

4 Datenpunkte 4 Datenpunkte 4.1 Meldungsstruktur Im folgenden sind die Funktionstypen, Typkennungen und Datentypen erläutert, die in den Datentabellen aufgelistet sind. Feld der ASDU Länge Beschreibung Typkennung Variable Strukturkennung Übertragungsursache 1 Byte 1 Byte 1 Byte Ist 1 in allen Meldungen vom TAPCON 260 20 wenn die Meldung aufgrund einer Generalabfrage (GA) übertragen wird. 7 bei Bestätigung von Befehlen, GA und Zeitsynchronisation 10 nach Ende der GA 3 bei sonstigen Meldungen Bit 7 (P/N) wird gesetzt, wenn der Auftrag abgelehnt wurde (z.b. wenn Spannungsregler nicht auf Fern/Remote sondern auf Ort/Local steht). Adresse der ASDU 1 Byte am Gerät einstellbar Adresse des Informationsobjekts Informationselement 2 Byte n Byte 1. Byte = Infonummer 1.Oktett (entspricht Funktionstyp) 2. Byte = Infonummer 2.Oktett Tabelle 6 Meldungsstruktur Maschinenfabrik Reinhausen 2011 2531964/00 DE TAPCON 260 11

4 Datenpunkte 4.1.1 Typkennungen 3 = Doppelmeldung 4 = Doppelmeldung mit Zeitmarke 5 = Stufenstellungsmeldung 13 = Messwert, verkürzte Gleitkommazahl 14 = Messwert, verkürzte Gleitkommazahl mit Zeitmarke 46 = Doppelbefehl 47 = Stufenstellbefehl 50 = Sollwert-Stellbefehl, verkürzte Gleitkommazahl 100 = Generalabfragebefehl 103 = Uhrzeit-Synchronisationsbefehl 112 = Parameter für Messwerte, verkürzte Gleitkommazahl 4.1.2 Funktionstypen 3 = spontan 7 = Bestätigung der Aktivierung 10 = Beendigung der Aktivierung 20 = abgefragt durch Generalabfrage 12 TAPCON 260 2531964/00 DE Maschinenfabrik Reinhausen 2011

4 Datenpunkte 4.2 Überwachungsrichtung Alle spontanen Meldungen (bei Änderungen) werden mit Zeitstempel gesendet. Dieser Zeitstempel bezieht sich stets auf den Versand der Meldung. Eine Meldung aufgrund einer Generalabfrage wird ohne Zeitstempel gesendet. Typkennung Infonr. Byte 2 Infonr. Byte 1 Klasse Beschreibung 3/4 0 16 1 Auto/Hand (Ein = Automatikbetrieb; Aus = Handbetrieb) 3/4 0 19 1 Spannungssollwert1 Ein 3/4 0 20 1 Spannungssollwert2 Ein 3/4 0 21 1 Spannungssollwert3 Ein 3/4 0 27 1 SI-Befehl1 aktiv* 3/4 0 28 1 SI-Befehl2 aktiv* 3/4 0 29 1 SI-Befehl3 aktiv* 3/4 0 31 1 Motorantrieb läuft Parametrierbare Meldungen: Der TAPCON 260 verfügt über 4 parametrierbare Meldungen. Diese können auf einen Eingang oder ein Relais gelegt werden. Die Meldungen sind EIN, wenn ein Signal am parametrierten Eingang anliegt oder das parametrierte Relais anspricht. 3/4 0 33 1 Meldung Nr. 1 3/4 0 34 1 Meldung Nr. 2 3/4 0 43 1 Meldung Nr. 3 3/4 0 39 1 Meldung Nr. 4 3/4 0 35 1 Parallellauf Ein Der Parallellauf ist nur aktiv, wenn alle Bedingungen für einen Parallellauf erfüllt sind. 3/4 0 36 1 Parallellaufmethode Master Ein (Rückmeldung der eingestellten Parallellaufmethode) 3/4 0 37 1 Parallellaufmethode Follower Ein (Rückmeldung der eingestellten Parallellaufmethode) 3/4 0 38 1 Parallellaufmethode Kreisblindstrom Ein (Rückmeldung der eingestellten Parallellaufmethode) 3/4 0 40 1 Fehler Parallellauf Maschinenfabrik Reinhausen 2011 2531964/00 DE TAPCON 260 13

4 Datenpunkte Typkennung Infonr. Byte 2 Infonr. Byte 1 Klasse Beschreibung 3/4 0 42 1 Ort/Fern (Ein = Fern bzw. Remote; Aus = Ort bzw. Local) Der TAPCON 260 Release I verfügt nicht über einen Ort-Fern-Schalter. Die Funktion Ort-Fern-Bedienung kann aber auf einen Eingang parametriert werden. 3/4 0 44 1 Überspannung U> 3/4 0 45 1 Unterspannung U< 3/4 0 46 1 Überstrom I> 3/4 0 49 1 Spannungsreglerfehler EIN bei Erfassung eines Parametrierfehlers. 3/4 0 51 1 Funktionsüberwachungsfehler "Regelabweichung 15-min. vorhanden 13 0 144 2 Istspannung 13 0 145 2 Regelspannung 13 0 146 2 Wirkstrom (Prozentwert) 13 0 147 2 Blindstrom (Prozentwert) 13 0 148 2 Scheinstrom (Prozentwert) 5 0 54 1 Stufenstellung Das Bit zur Anzeige des Übergangsstadiums wird nicht genutzt (immer 0). Einstellwerte Da die eingestellten Werte als Datentyp "Short real" übertragen werden, können Abweichungen zwischen dem eingestellten Wert und dem über die Schnittstelle übertragenen Wert auftreten, wenn der eingestellte Wert nicht genau als ein "Short Real"-Wert dargestellt werden kann. 13/14 0 55 1 Sollwert Tabelle 7 Datenpunkte in Überwachungsrichtung 14 TAPCON 260 2531964/00 DE Maschinenfabrik Reinhausen 2011

4 Datenpunkte 4.3 Steuerungsrichtung Damit Befehle vom Leitsystem am Monitoringsystem ausgeführt werden, muss der Modus Fern (Remote) am TAPCON 260 eingeschaltet sein. 4.3.1 Systemfunktionen Typkennung Beschreibung 100 Start der allgemeinen Abfrage 103 Synchronisation der Uhr Tabelle 8 Systemfunktionen Der Spannungsregler sendet den empfangenen Befehl mit Übertragungsursache 7, wenn die Auftragsmeldung angenommen wurde. Eine Meldung, die das Ende der allgemeinen Abfrage anzeigt, wird nach der letzten Info-Meldung des Generalabfragezyklus gesendet. Diese Meldung hat die Übertragungsursache 10. Eine Info-Meldung in einem Generalabfragezyklus wird ohne Zeitstempel gesendet. Maschinenfabrik Reinhausen 2011 2531964/00 DE TAPCON 260 15

4 Datenpunkte 4.3.2 Allgemeine Daten in Steuerungsrichtung Typkennung Infonr. Byte 2 Infonr. Byte 1 Beschreibung 46 0 16 Auto/Hand (Ein = Automatikbetrieb; Aus = Handbetrieb) 47 0 17 Höher (Ein = höher; Aus = tiefer; nur bei Handbetrieb) 47 0 18 Tiefer (Ein = tiefer; Aus = keine Funktion; nur bei Handbetrieb) 50 0 55 Sollwert setzen 46 0 19 Spannungssollwert Höher/Tiefer Höher = Ein Tiefer = Aus Diese Funktion ist optional. Die Parametrierung erfolgt bei der MR. Die Funktion Spannungssollwert 1/2/3 ist unter folgenden Bedingungen möglich: - keine Eingänge für Spannungssollwertauswahl 2 und 3 parametriert - Funktion Spannungssollwert Höher/Tiefer nicht parametriert Die Parametrierung erfolgt bei der MR. 46 0 19 Spannungssollwert 1 46 0 20 Spannungssollwert 2 46 0 21 Spannungssollwert 3 Jeder dieser Befehle setzt im TAPCON 260 einen Merker. Der Status der Merker kann bei den IO- oder UC-Modulen zur Aktivierung oder Deaktivierung einer Funktion des TAPCON 260 wie ein Eingang benutzt werden. Beispiel: Wenn der Parameter "Eingang Parallelgruppe auf "SI:cmd1" für zwei TAPCON 260 eingestellt ist, so kann die Parallelsteuerung dieser TAPCON 260 durch Einstellen des Befehls "SI command 1" on/off für beide TAPCON 260 ein oder ausgestellt werden. 46 0 27 SI-Befehl 1 46 0 28 SI-Befehl 2 46 0 29 SI-Befehl 3 Tabelle 9 Datenpunkte in Steuerungsrichtung 16 TAPCON 260 2531964/00 DE Maschinenfabrik Reinhausen 2011

5 Sequenzen 5 Sequenzen Nach Erhalt eines gültigen Befehls sendet der Spannungsregler die Befehlsmeldung als positive Bestätigung zurück. Die Übertragungsursache ist dabei auf 7 eingestellt. Die Meldung wird als Antwort zur nächsten Anfrage nach Daten der Klasse 1 gesendet. 5.1 Zeitsynchronisierung Beispiel Zeitsynchronisierungsbefehl: 68 f f 68 43 01 67 1 6 1 0 0 86 d4 33 91 13 a9 f7 16 Code (hexadezimal) Bedeutung 68 f f 68 43 01 Start Nachricht Typkennung = 103 (dezimal) = Uhrzeit-Synchronisationsbefehl 67 6 Übertragungsursache = 6 = Aktivierung Funktionstyp (bzw. Adresse Informationsobjekt 0 1.Oktett) = 0 Infonummer (bzw. Adresse Informationsobjekt 0 2.Oktett) = 0 86 d4 33 91 13 a9 Zeitstruktur CP56Zeit2a f7 16 Ende Nachricht Tabelle 10 Beispiel Zeitsynchronisierungsbefehl Nach einer Zeitsynchronisierung sendet der Spannungsregler die Zeitsynchronisierungsrückmeldung als positive Bestätigung zurück. Die Übertragungsursache ist dabei auf 7 eingestellt. Die Meldung wird als Antwort zur nächsten Anfrage nach Daten der Klasse 1 gesendet. Diese Zeitangabe wird nur für die Anzeige in der Visualisierungssoftware TAPCON trol verwendet, der Regler arbeitet intern mit einer kontinuierlichen RTC. Der Zeitstempel in den Telegrammen des Reglers wird durch die Kommunikationskarte erzeugt und erst dann gesetzt, wenn das Telegramm versendet wird. Maschinenfabrik Reinhausen 2011 2531964/00 DE TAPCON 260 17

5 Sequenzen 5.2 Generalabfrage Beispiel Generalabfrage (GA): 68 9 9 68 43 1 64 1 0 1 0 0 0 aa 16 Code (hexadezimal) Bedeutung 68 9 9 68 43 1 Start Nachricht 64 Typkennung = 100 (dezimal) Generalabfrage 0 Übertragungsursache = 0 = nicht verwendet Funktionstyp (bzw. Adresse Informationsobjekt 0 1.Oktett) = 0 Infonummer (bzw. Adresse Informationsobjekt 0 2.Oktett) = 0 aa 16 Ende Nachricht Tabelle 11 Beispiel Generalabfrage (GA) Die erste Meldung, die vom Spannungsregler als Antwort auf die Generalabfrage gesendet wird, ist die Meldung GA-Start mit Typkennung 100 und Übertragungsursache 7 (Bestätigung der Aktivierung). Nach der letzten Datenmeldung des Generalabfrage-Zyklus erfolgt die Meldung "GA beendet mit Typkennung 8 und Übertragungsursache 10. Die Meldung wird als Antwort zur nächsten Anfrage nach Daten der Klasse 1 gesendet. 18 TAPCON 260 2531964/00 DE Maschinenfabrik Reinhausen 2011

5 Sequenzen 5.3 Doppelbefehl (direkt) Beispiel Doppelbefehl (direkt): 68 f f 68 43 1 2e 1 6 1 14 0 2 90 16 Code (hexadezimal) Bedeutung 68 9 9 68 43 1 Start Nachricht 2e Typkennung = 46 (dezimal) = Doppelbefehl 6 Übertragungsursache = 6 = Aktivierung Funktionstyp (bzw. Adresse Informationsobjekt 14 1.Oktett) = 20 (dezimal) = Sollwert 2 Infonummer (bzw. Adresse Informationsobjekt 0 2.Oktett) = 0 2 Wert = ON 90 16 Ende Nachricht Tabelle 12 Beispiel Doppelbefehl (direkt) Nach Erhalt eines gültigen Befehls sendet der Spannungsregler die Befehlsmeldung als positive Bestätigung zurück. Die Übertragungsursache ist dabei auf 8 eingestellt. Kann der Befehl nicht ausgeführt werden, wird das P/N-Bit im Byte Übertragungsursache gesendet. Die Meldung wird als Antwort zur nächsten Anfrage nach Daten der Klasse 1 gesendet. Maschinenfabrik Reinhausen 2011 2531964/00 DE TAPCON 260 19

5 Sequenzen 5.4 Stufenstellbefehl (direkt) Beispiel Stufenstellbefehl (direkt): 68 9 9 69 43 1 2f 1 6 1 11 0 2 8e 16 Code (hexadezimal) Bedeutung 68 9 9 69 43 1 Start Nachricht 2f Typkennung = 47 (dezimal) = Stufenstellbefehl 6 Übertragungsursache = 6 = Aktivierung Funktionstyp (bzw. Adresse Informationsobjekt 11 1.Oktett) = 17 (dezimal) = Höher Infonummer (bzw. Adresse Informationsobjekt 0 2.Oktett) = 0 2 Wert = ON 8e 16 Ende Nachricht Tabelle 13 Beispiel Stufenstellbefehl (direkt) Nach Erhalt eines gültigen Befehls sendet der Spannungsregler die Befehlsmeldung als positive Bestätigung zurück. Die Übertragungsursache ist dabei auf 8 eingestellt. Kann der Befehl nicht ausgeführt werden, wird das P/N-Bit im Byte Übertragungsursache gesendet. Die Meldung wird als Antwort auf die nächste Anfrage nach Daten der Klasse 1 gesendet. 20 TAPCON 260 2531964/00 DE Maschinenfabrik Reinhausen 2011

5 Sequenzen 5.5 Sollwertstellbefehl, verkürzte Gleitkommazahl (direkt) Beispiel Sollwertstellbefehl: 68 d d 68 43 1 32 1 6 1 38 0 0 0 e1 42 0 d9 16 Code (hexadezimal) Bedeutung 68 d d 68 43 1 Start Nachricht 32 Typkennung = 50 (dezimal) = Sollwertstellbefehl, verkürzte Gleitkommazahl 6 Übertragungsursache = 6 = Aktivierung 38 Funktionstyp (bzw. Adresse Informationsobjekt 1.Oktett) = 56 (dezimal) = Sollwert 2 0 Infonummer (bzw. Adresse Informationsobjekt 2.Oktett) = 0 0 0 e1 42 0 Wert (Short real) d9 16 Ende Nachricht Tabelle 14 Beispiel Sollwertstellbefehl Nach Erhalt eines gültigen Befehls sendet der Spannungsregler die Befehlsmeldung als positive Bestätigung zurück. Die Übertragungsursache ist dabei auf 8 eingestellt. Kann der Befehl nicht ausgeführt werden, wird das P/N-Bit im Byte Übertragungsursache gesendet. Die Meldung wird als Antwort auf die nächste Anfrage nach Daten der Klasse 1 gesendet. Maschinenfabrik Reinhausen 2011 2531964/00 DE TAPCON 260 21

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