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ABB
ProtectIT – MNS Motor Management INSUM
MCU Handbuch Version 3.0
INSUM®
MCU User´s Guide
Software revision 2.1
1 1TGC 901021 M0101 Ausgabe Oktober 2003
INSUM® MCU Handbuch
Software Version 3.0
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MCU Handbuch
Software Version 3.0
2 1TGC 901021 M0101 Ausgabe Oktober 2003
HINWEIS Die in diesem Handbuch angegeben Daten gelten vorbehaltlich der Änderung und sind für ABB Schaltanlagentechnik GmbH nicht verbindlich. ABB Schaltanlagentechnik GmbH übernimmt keine Haftung für Irrtümer in diesem Handbuch. ABB Schaltanlagentechnik GmbH haftet unter keinen Umständen für unmittelbare, mittelbare, besondere, zusätzliche oder Folgeschäden jeglicher Art, die aus der Verwendung dieses Handbuchs entstehen, und ABB Schaltanlagentechnik GmbH haftet auch nicht für indirekte oder Folgeschäden aus der Verwendung von hier beschriebener Hard- oder Software. Dieses Dokument darf weder ganz noch teilweise ohne schriftliche Zustimmung von ABB Schaltanlagentechnik reproduziert oder kopiert werden, und der Inhalt darf nicht an Dritte weitergegeben oder für nicht genehmigte Zwecke verwendet werden. ABB Schaltanlagentechnik GmbH behält sich die Genehmigung zur Übersetzung dieses Dokuments vor. Nach Übersetzung ist das Handbuch zusammen mit einer Bestätigung, dass der Inhalt des Dokuments nicht geändert wurde, an ABB Schaltanlagentechnik GmbH einzusenden. Die in diesem Handbuch beschriebene Software wird gemäß einer Lizenz geliefert und darf nur gemäß den Lizenzbestimmungen verwendet, kopiert oder weitergegeben werden. 2003 ABB Schaltanlagentechnik GmbH, Deutschland Warenzeichen MNS und INSUM sind eingetragene Warenzeichen der ABB Schaltanlagentechnik GmbH. Microsoft, Windows und Windows NT sind eingetragene Warenzeichen der Microsoft Corporation. Echelon, LON, LONWORKS, LonTalk, Neuron sind Warenzeichen der Echelon Corporation, eingetragen in den USA und anderen Ländern. Internes Referenzdokument 1SCA022678R2480A ABB Control Oy Finland
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3 1TGC 901021 M0101 Ausgabe Oktober 2003
1 Einleitung ............................................................................................................................5 1.1 Zweck.........................................................................................................................5 1.2 Zugehörige Dokumentation........................................................................................5
2 Produktübersicht................................................................................................................6 2.1 Einleitung ...................................................................................................................6 2.2 Gerätetypen ...............................................................................................................7 2.3 Mechanischer Aufbau ................................................................................................7
2.3.1 MCU-Geräte ..................................................................................................7 2.3.2 Werkstoff des MCU-Gehäuses......................................................................7
3 MCU-SCHNITTSTELLEN....................................................................................................8 3.1 MCU-Anschlüsse .......................................................................................................8
3.1.1 Klemmenbezeichnungen...............................................................................8 3.1.2 Anschlussanordnung.....................................................................................9 3.1.3 Interner/externer Anschluss für E/A ..............................................................9
3.2 Spannungsversorgung.............................................................................................10 3.2.1 Eingangsnennspannung..............................................................................10 3.2.2 Leistungsaufnahme.....................................................................................10
3.3 Digital-Eingänge.......................................................................................................11 3.4 LED Ausgänge .........................................................................................................12
3.4.1 LED-Ausgangsklemmen..............................................................................12 3.4.2 LED–Funktionalität ......................................................................................12
3.5 Signalausgang Watchdog-Schütz............................................................................13 3.6 Ausgang Schütz-Steuerung .....................................................................................13 3.7 Digitale Universaleingänge ......................................................................................14 3.8 Digitale Universalausgänge .....................................................................................14 3.9 Analogausgang ........................................................................................................14 3.10 Drehzahlüberwachung .............................................................................................15 3.11 PTC Eingang............................................................................................................15 3.12 Feldbus-Schnittstelle................................................................................................15 3.13 Erdschlusswandler ...................................................................................................16 3.14 Phasenstrom-Messung ............................................................................................17
3.14.1 Klemme für Strommessung.........................................................................17 3.14.2 Strommessung mit Zwischenstromwandler.................................................17
3.15 Spannungsmessung ................................................................................................18 3.15.1 Anschluss für Spannungsmessung.............................................................18 3.15.2 Berechnung des Leistungsfaktors ...............................................................18
4 MCU–Funktionalität..........................................................................................................19 4.1 Antriebsarten............................................................................................................19
4.1.1 MCU-Antriebsarten......................................................................................19 4.1.2 Parameter....................................................................................................20 4.1.3 Antriebsarten mit obligatorischer Rückmeldeüberwachung ........................20 4.1.4 Geradeausantriebe (GA) .............................................................................20 4.1.5 Wendeantriebe (WA)...................................................................................21 4.1.6 Geradeaus- und Wendeantriebe mit optionaler Verklinkung ......................22 4.1.7 Geradeaus- und Wendeantriebe für Sanftanlauf ........................................24 4.1.8 Geradeausantriebe mit Remote Control Unit (GA/RCU).............................26 4.1.9 Wendantriebe mit Remote Control Unit (WA/RCU) ....................................28 4.1.10 Geradeausantriebe Stern/Dreieck (GA-S/D) ...............................................29 4.1.11 Wendeantriebe Stern/Dreieck (WA-S/D).....................................................31 4.1.12 Geradeausantriebe 2 Drehzahlen (GA-2N).................................................32 4.1.13 Wendeantriebe 2 Drehzahlen (WA-2N).......................................................34 4.1.14 Stellantriebe ................................................................................................35 4.1.15 Spartransformator-Antriebe.........................................................................38
4.2 Schutzfunktionen......................................................................................................40 4.2.1 Allgemeines.................................................................................................40 4.2.2 Deaktivierte Schutzfunktionen.....................................................................40 4.2.3 Unterstützte Schutzfunktionen ....................................................................41 4.2.4 Thermischer Überlastschutz........................................................................41 4.2.5 Phasenausfallschutz ...................................................................................49 4.2.6 Unterlastschutz............................................................................................50
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4 1TGC 901021 M0101 Ausgabe Oktober 2003
4.2.7 Unterlastschutz cosphi ................................................................................ 52 4.2.8 Leerlaufschutz............................................................................................. 52 4.2.9 Blockierschutz............................................................................................. 53 4.2.10 Erdschlussschutz ........................................................................................ 54 4.2.11 Schieflastschutz .......................................................................................... 55 4.2.12 Drehzahlüberwachung ................................................................................ 55 4.2.13 Thermischer Schutz .................................................................................... 56 4.2.14 Unterspannungsschutz ............................................................................... 57 4.2.15 Anlaufbegrenzungsschutz........................................................................... 58 4.2.16 Startverzögerung......................................................................................... 59
4.3 MCU-Funktionen und Überwachung ....................................................................... 60 4.3.1 Watchdog für Schaltschütz ......................................................................... 60 4.3.2 Selbstüberwachungsfunktion ...................................................................... 60 4.3.3 Rückmeldeüberwachung ............................................................................ 60 4.3.4 Hauptschalter in Teststellung...................................................................... 63 4.3.5 Automatenauslösung .................................................................................. 63 4.3.6 Not–Aus ...................................................................................................... 63 4.3.7 Externe Auslösung...................................................................................... 63 4.3.8 Hauptschalterauslösung ............................................................................. 64 4.3.9 Universalschnittstelle .................................................................................. 64 4.3.10 Schütz-Schaltspiele..................................................................................... 65 4.3.11 Motorbetriebsstunden ................................................................................. 65 4.3.12 Failsafe-Funktionalität ................................................................................. 65
4.4 Zeitsynchronisation.................................................................................................. 66 4.5 Steuerung der MCU Bus/Vorort ............................................................................... 67
4.5.1 Begriffsbestimmung .................................................................................... 67 4.5.2 Umschaltung der Steuerung Bus/Vorort ..................................................... 67 4.5.3 Schaltberechtigung Control Access (CA).................................................... 68
5 MCU-KOMMUNIKATIONSSCHNITTSTELLE .................................................................. 69 5.1 Protokoll und Funktionen ......................................................................................... 69 5.2 Konfiguration der MCU ............................................................................................ 69
5.2.1 Netzwerkinstallation und -konfiguration ...................................................... 69 5.2.2 Installation der Service-/Winkfunktion......................................................... 69
5.3 Netzwerk-Variablendaten ........................................................................................ 69 5.3.1 LON Standard-Netzwerkvariablentyp (SNVT)............................................. 69 5.3.2 Selbstidentifikation und Selbstdokumentation (SI/SD)................................ 69 5.3.3 Aktualisierung von Netzwerkvariablen im Hintergrund ............................... 69
5.4 Interne Dateien ........................................................................................................ 70 5.4.1 Gerätedatendatei ........................................................................................ 70 5.4.2 Warnungs- und Ereignispuffer .................................................................... 70
5.5 Warnungen und Ereignisse ..................................................................................... 70 6 MCU-Parametrierung ....................................................................................................... 72
6.1 Überblick .................................................................................................................. 72 6.2 MCU-Parameter....................................................................................................... 72
7 Technische Daten ............................................................................................................ 73 8 Vorschriften und Zulassungen ....................................................................................... 76
8.1 Vorschriften.............................................................................................................. 76 8.2 Elektromagnetische Verträglichkeit ......................................................................... 76 8.3 Elektromagnetische Verträglichkeit ......................................................................... 76
Anhang A. Anschlussbelegung .......................................................................................... 77 Anhang B. Parametrierfehler-Codes .................................................................................. 80 Anhang C. Digitaleingangs-Konfiguration von MCU1 und MCU2 ................................... 84 Anhang D. Übersicht MCU Hardware- und Softwarefunktionen...................................... 85 Anhang E. Verzeichnis der Abbildungen und Tabellen.................................................... 88 Anhang F. Begriffsbestimmungen und Abkürzungen ...................................................... 91
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5 aBB 1TGC 901021 M0101 Ausgabe Oktober 2003
Notizen: 1 Einleitung 1.1 Zweck
Dieses Benutzerhandbuch enthält die technischen Daten der Motor Control Units (MCU).
Lesen Sie dieses Handbuch sorgfältig durch, bevor Sie die Motor Control Unit installieren, parametrieren oder betreiben. Es wird erwartet, dass der Benutzer über Grundkenntnisse physikalischer und elektrischer Gesetze, elektrischer Verdrahtungspraxis und elektrischer Bauteile verfügt.
Alle Angaben beziehen sich auf die INSUM MCU Hardware-4, Softwareversion 3.0.
Dieses Dokument ist zusammen mit der MCU-Parameterbeschreibung V3.0 zu verwenden, in der die Parameter und ihre Anwendung eingehend erläutert sind.
Weitere Informationen zu INSUM finden Sie in der Dokumentation entsprechend der Auflistung in Kapitel 1.2.
1.2 Zugehörige Dokumentation
1TGC 901007 C0101 INSUM Technische Information 1TGC 901026 M0101 INSUM MCU Parameterbeschreibung V3.0 1TGC 901034 M0101 INSUM MMI Bedienungsanleitung V2.3 1TGC 901042 M0101 INSUM Modbus Gateway Handbuch V2.3 1TGC 901052 M0101 INSUM Profibus Gateway Handbuch V2.3 1TGC 901060 M0101 INSUM Ethernet Gateway Handbuch V2.3 1TGC 901080 M0101 INSUM Systemuhr Handbuch V2.3 1TGC 901090 M0101 INSUM Control Access Leitfaden V2.3 1TGC 901091 M0101 INSUM Failsafe Leitfaden V2.3 1TGC 901092 M0101 INSUM Leitfaden Redundante Ausführung V2.3 1TGC 901093 M0101 INSUM Leitfaden Netzwerk-Management V2.3
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6 aBB 1TGC 901021 M0101 Ausgabe Oktober 2003
Notizen: 2 Produktübersicht 2.1 Einleitung
Motor Control Units (MCU) sind eine Reihe von elektronischen Motorsteuerungs- und -schutzgeräten mit Feldbusschnittstelle. Die MCU ist typischerweise im Motorstarter platziert, wo sie vor allem Schutz-, Steuerungs- und Überwachungsfunktionen für einen 3-phasigen/1-phasigen Wechselstrommotor mit Motorstarter übernimmt. Die Motorsteuerung kommuniziert mit den weiteren Motorstarter-Geräten über digitale und analoge Ein- und Ausgänge sowie mit anderen MCUs und Leitsystemen über die Feldbusschnittstelle. Die Motor Control Units sind in zwei Ausführungen erhältlich:
• MCU1 ist eine Basis-Motorsteuerungs- und Schutzgerät mit grundlegenden Funktionen für Motor- und Starterschutz, -steuerung und -überwachung.
• MCU2 ist eine High-End Motorsteuerung basierend auf dem Funktionsumfang der MCU1. Die MCU2 bietet umfassendere Funktionen für Motor- und Starterschutz, -steuerung und -überwachung. Darüber hinaus steht für die MCU2 eine Spannungseinheit (Voltage Unit VU) für spannungsbezogene Schutzfunktionen zur Verfügung.
Abbildung 1. MCU2 mit Spannungseinheit.
Abbildung 2. INSUM Systemkonfiguration mit Motor Control Units (MCU).
Gateway: - Modbus - Profibus DP - Ethernet
Router Subnet 1/2
Router Subnet 3/4
MCU 1/1
MCU 1/32
MCU 2/1
MCU 2/32
MCU 3/1
MCU 3/32
MCU 4/1
MCU 4/32
Gateway: - Modbus - Profibus DP - Ethernet
MMI
or
PR1124/1
PR1124/32
INSUM OS (Anschluss über Ethernet GW)
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7 aBB 1TGC 901021 M0101 Ausgabe Oktober 2003
Notizen: 2.2 Gerätetypen
In der nachstehenden Tabelle sind die mit Hardware-Version -4 erhältlichen MCU1- und MCU2-Typen aufgeführt:
Tabelle 1. MCU-Typenbezeichnung (Hardware-Version –4)
Typenschlüssel Funktionalität In Vmeas Uaux1 Uaux2
MCU1A01C0-4 MCU1 0,1-3,2 A - 24 VDC -
MCU1A02C0-4 MCU1 2,0-63 A - 24 VDC -
MCU2A01C0-4 MCU2 0,1-3,2 A - 24 VDC -
MCU2A02C0-4 MCU2 2,0-63 A - 24 VDC -
MCU2A01V2-4 MCU2 0,1-3,2 A 380-690 VAC 24 VDC -
MCU2A02V2-4 MCU2 2,0-63 A 380-690 VAC 24 VDC -
MCU2AB1V2-4 MCU2 0,1-3,2 A 380-690 VAC 24 VDC 230 VAC
MCU2AB1V2-4 MCU2 2,0-63 A 380-690 VAC 24 VDC 230 VAC
2.3 Mechanischer Aufbau
2.3.1 MCU-Geräte
Die MCU besteht aus vier Elementen:
• Grundplatte • Hauptgerät • Strommessung • Spannungseinheit (optional nur für MCU2)
Grundplatte Die Grundplatte wird mechanisch auf der Montageschiene des Einschubs befestigt. Alle Abgangs-/Speiseleitungen der MCU (ausgenommen der Hauptstromkreise und des Thermistorschutzes) sind an die Grundplatte angeschlossen. Das Hauptgerät und die Strommessung werden in die Grundplatte eingesteckt.
Hauptgerät Das Hauptgerät enthält die Elektronik der Motorsteuerung. Das Hauptgerät wird in die Grundplatte eingesteckt.
Strommessung Die Strommessung enthält die Stromwandler. Sie wird in die Grundplatte eingesteckt und zusätzlich vom Hauptgerät fixiert. Es stehen zwei primärseitige Messbereiche zur Verfügung: 0.1 3.2 A und 2.0 63 A.
Spannungseinheit (optional nur für MCU2) Die Spannungseinheit enthält eine dreiphasige Spannungsmessung sowie die Elektronik für die zweite Hilfsspannungsversorgung (UAUX2). Sie ist über ein Flachbandkabel mit der Grundplatte verbunden und wird neben dem MCU-Hauptgerät auf der Montageschiene befestigt.
Die Spannungseinheit wird automatisch durch eine interne Codierung erkannt.
2.3.2 Werkstoff des MCU-Gehäuses
Das Gehäuse der MCU besteht aus Polykarbonat mit 10% Glasfaser. Die Zündschutzart des Werkstoffs ist UL 94 V-0, halogenfrei.
Das Gehäuse hat die Farbe RAL 7012.
Der Werkstoff ist wiederverwertbar und trägt die entsprechende Kennzeichnung innerhalb der Gehäuseteile.
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Notizen: 3 MCU-SCHNITTSTELLEN 3.1 MCU-Anschlüsse
3.1.1 Klemmenbezeichnungen
Die MCU1 besitzt 6 E/A-Klemmen, die MCU2 10 E/A-Klemmen. Für die E/A-Anschlüsse an der Unterseite des Geräts werden zur Verdrahtung die Führungen der Montageschiene genutzt; dies ist bei Ermittlung der Einbaumaße zu berücksichtigen.
Tabelle 2. Klemmenbezeichnung
Klemmebezeichnungen Verwendungszweck Anschlüsse MCU1 MCU2
L1 – T1; L2 – T2; L3 – T3 Strommessung Durchführung X X
X11 Ausgang Schütz-Steuerung X11.1..X11.6 X X
X12 Feldbus X12.1..X12.3 X X
X13 24 VDC E/A, außen am Einschub
X13.1..X13.34 X X
X14 24 VDC E/A, im Schub X14.1..X14.14 X X
X15 24 VDC LED-Ausgang X15.1..X15.6 X X
X16 PTC Eingang X16.1..X16.4 X
X17 Spannungsmessung X17.1..X17.3 X
X18 Hilfsspannungsversorgung (UAUX2)
X18.1 ..X18.2 X
Klemme Spannungseinheit
Anschluss Spannungs einheit
Nur für Spannungseinheit
X
Tabelle 3. Empfohlene Stecker und Kabel
Klemmen- bezeichnung
Stecker am Gerät Empfehlung für ...
Anmerkungen:
Stecker/Kontakte Leitung
L1 – T1; L2 – T2; L3 – T3
φ Öffnung 12 mm - -
X11 Phoenix MSTBV A2,5/6-G-5,08
Phoenix QC1/6-ST-5,08 - Querschnitt 1,0 mm²
X12 Phoenix MCV1,5 / 3-GF-3,81
Phoenix MC 1,5/3-STF-3,81
Unitronic-Bus LD 1x2xx0.22
X13 AMP 104128-6 AMP 102387-8 (1 Stck) /AMP 167301-4 (Einzellieferung) AMP 141708-1 (Rollenlieferung)
AWG20 Einzeldrähte, max. 34 Kontakte
X13 AMP 3-215882 und 3-100103-4
AWG28 Flachband-kabel
X14 AMP 826469-7 AMP 926476-7 (1 Stck) und AMP 926477-1 (2 Stck) /AMP 167301-4 (Einzellieferung) AMP 141708-1 (Rollenlieferung)
AWG20 Einzeldrähte, max. 13 Kontakte
X15 AMP 826469-3 AMP 926476-3 (1 Stck) und AMP 926477-1 (1 Stck) /AMP 167301-4 (Einzellieferung) AMP 141708-1 (Rollenlieferung)
AWG20 Einzeldrähte, max. 4 Kontakte
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Notizen: X16 AMP 215876-6 AMP 5-569031-3 -
X17 Leitungslänge 700 mm
Freies Ende. H07V2-K Querschnitt 2,5 mm²
X18 Leitungslänge 400 mm
Freies Ende. H07V-K Querschnitt 1,0 mm²
Klemme Spannungseinheit
- - - Spannungs-einheit Leitungslänge 200 mm
Anmerkung: Für INSUM stehen vorkonfektionierte Kabel zur Verfügung. Diese sind entsprechend einzusetzen.
3.1.2 Anschlussanordnung
Abbildung 3. Anschlüsse an der Unterseite der MCU und der Spannungseinheit VU.
Abbildung 4. Anschlüsse an der Seite des Geräts.
3.1.3 Interner/externer Anschluss für E/A
Einige der Anschlüsse können zur Verwendung im Einschub oder außerhalb des Einschubes verwendet werden, d.h. sie stellen praktisch eine Querverbindung zwischen den Anschlüssen X13 und X14. dar. In der Praxis liegt der Unterschied zwischen den Anschlüssen in der Entstörung, die bei X13 größer ist als bei X14.
Aus diesem Grund darf der Benutzer nicht beide Anschlüsse gleichzeitig für einen Eingang verwenden oder belegen bzw. eine Querverbindung gemeinsamer Leitungen zwischen den Anschlüssen vornehmen.
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Notizen: 3.2 Spannungsversorgung
3.2.1 Eingangsnennspannung
Die MCU besitzt zwei Möglichkeiten der Spannungsversorgung. Die Hilfsspannungsversorgung 1 (UAUX1) wird an Klemme X13 angeschlossen. Die Hilfsspannungsversorgung 2 (UAUX2) wird an Klemme X18 der Spannungseinheit angeschlossen.
Verfügbare Hilfsspannungen:
Tabelle 4. Hilfsspannungsbereiche (UAUX1 und UAUX2) und Optionen
Spannungsbereich für UAUX1 Spannungsbereich für UAUX2
MCU1 +19…+33 VDC *)
MCU2 +19…+33 VDC **187…250 VAC
*) Nicht vorhanden **) Optional und entsprechend der Typenbezeichnung wählbar.
Tabelle 5. Eingangsklemmen und Pinbelegung für die Hilfsspannungsversorgung.
Klemme/Pin Bezeichnung Beschreibung
X13:25 UAUX1 (0 VDC) UAUX1 Eingang 0 VDC / Gemeinsam
X13:26 UAUX1 (0 VDC) UAUX1 Eingang 0 VDC
X13:27 UAUX1 (+24 VDC) UAUX1 Eingang +24 VDC
X13:28 UAUX1 (+24 VDC) UAUX1 Eingang +24 VDC
X18:01 UAUX2 (L) UAUX2 Eingang L (Spannungsversorgung durch Spannungseinheit)
X18:02 UAUX2 (N) UAUX2 Eingang N (Spannungsversorgung durch Spannungseinheit)
3.2.2 Leistungsaufnahme
Die Leistungsaufnahme der MCU beträgt typisch 4,7 W / 33 VDC. Die maximale Leistungsaufnahme beträgt 7,2 W / 33 VDC bei der MCU1, und 8,2 W / 33 VDC bei der MCU2. Die Leistungsaufnahme des Geräts hängt im wesentlichen vom Anschluss des Geräts sowie der Versorgungsspannung ab.
Für eine bestimmte Anwendung kann die maximale stationäre Leistungsaufnahme für MCU1 und MCU2 anhand der folgenden Werte berechnet werden. Bei der Berechnung wird der Einfluss der Versorgungsspannung im ungünstigsten Fall (33 VDC Versorgung) berücksichtigt.
Tabelle 6. Berechnung der Leistungsaufnahme (maximale stationäre Leistungsaufnahme).
Vorgabe Leistungsaufnahme / ein Eingang
Gerät (MCU1 oder MCU2) 2,5 W
Schütz-Steuerung 0,4 W
LED Ausgänge 0,8 W
Aktiver Eingang 0,1 W Die typische und die maximale Leistungsaufnahme lassen sich somit beispielhaft wie folgt berechnen:
Typisch 2,5W + 1 x 0,4W + 2 x 0,8W + 2 x 0,1W = 4,7W
Maximal (MCU1) 2,5W + 1 x 0,4W +4 x 0,8W +11 x 0,1W = 7,2W
Maximal (MCU2) 2,5W +2 x 0,4W +4 x 0,8W +17 x 0,1W = 8,2W
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Notizen: 3.3 Digital-Eingänge
Die MCU1 besitzt 12, die MCU2 17 digitale Eingänge vom Typ 10 mA / 24VDC. Ein digitaler Eingang ist aktiv, wenn er mit der entsprechenden gemeinsamen Klemme verbunden ist.
Die Eingänge können durch Parametrierung als Schließer oder Öffner definiert werden. Bei dieser Auswahl wird der Aktivzustand für jeden Eingang gesondert eingestellt. Die Standardpolarität und weitere Angaben sind im Anhang “KONFIGURATION DER DIGITALEN EINGÄNGE VON MCU1 und MCU2” enthalten.
Beispiel: Der Vorort-Eingang des Geräts MCU1A01C01-4 wird gesetzt, wenn Klemme X13.16 über einen Schalter mit Klemme X13.25 an demselben Anschluss verbunden wird. Bei Parametrierung des Eingangs als Schließer befindet sich das Gerät im VOR ORT Status.
Die digitalen Eingänge befinden sich an den Anschlüssen X13 und X14. Je nach Ursprung der Eingangsverdrahtung (extern oder intern am Einschub) wird einer der beiden Anschlüsse gewählt.
Hinweis! • Wird der digitale Eingang elektrisch gesetzt (NC), fließt auch der entsprechende Strom • Querverbindungen zwischen den Anschlüssen sind nicht zulässig.
Die digitalen Eingänge werden zyklisch abgefragt, und ein Widerstand von 1 kΩ oder weniger zwischen dem Eingang und dem gemeinsamen Anschluss wird als geschlossener Kontakt interpretiert. Der Kontakt wird auch als geschlossen interpretiert, wenn der Eingangsstrom zeitweise über 2,6 mA liegt, und als offen, wenn der Strom weniger als 0,8 mA beträgt.
Tabelle 7. Digitale Eingangsklemmen und Anschlüsse.
Klemme/ Pin
Bezeich-nung
Beschreibung MCU1 MCU2
X13:12 START1 Eingang Motorstart 1 (Rechtslauf, Auf) X X
X13:13 START2 Eingang Motorstart 2 (Linkslauf, zu) X X
X13:14 STOP Eingang Motorstop X X
X13:15 RESET Eingang Störung zurücksetzen X X
X13:16 VORORT Eingang Wahlschalter Bus/Vorort X X
X13:17 NOTAUS Eingang Hilfskontakt von Not-Aus-Schalter X X
X13:18 LIMIT1 Eingang Endlagenschalter 1 - X
X13:19 LIMIT2 Eingang Endlagenschalter 2 - X
X13:20 CFC/ DREHMOMENT
Schütz-Steuerung C, Rückmeldeeingang, Drehmomenteingang (Stellantrieb)
- X
X13:32 24VDIGI Gemeinsam für externe E/A X X
X14:01 TEST Trennschalter “Test”-Eingang und LON-“Service”-Eingang
X X
X14:02 SD Trennschalter Eingang Stellung 0/1 X X
X14:03 TRIP Eingang Auslösung extern X X
X14:04 24VDIGI Gemeinsam für interne E/A X X
X14:06 MCB Hilfskontakt für Sicherungsautomaten X X
X14:07 CFA Rückmeldeeingang Schütz-Steuerung A X X
X14:08 CFB Rückmeldeeingang Schütz-Steuerung B X X
X14:09 CFC Rückmeldeeingang Schütz-Steuerung C (im Schub) - X
X14:05 24VDIGI Gemeinsam für interne E/A X X
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Notizen: 3.4 LED Ausgänge
3.4.1 LED-Ausgangsklemmen
Die MCU1 und MCU2 besitzen jeweils 9 LED-Ausgänge mit Strombegrenzung. Die LED-Ausgänge werden über einen externen Primärwiderstand angeschlossen, über den die LED-Helligkeit der Anwendung angepasst werden kann. Zum Beispiel kann LED-Ausgang ‚READY‘ im Gerät MCU2A01V2-4 von Klemme X13.8 über einen Primärwiderstand mit der LED verbunden werden. Der Stromkreis wird über Pin X13.25 an derselben Klemme angeschlossen. Die LED leuchtet nun, wenn der Motor startbereit ist. Die LED-Ausgänge befinden sich an den Klemmen X13 und X15. Die LED-Ausgänge an Klemme 13 können aus dem Einschub herausgeführt werden, während Klemme X15 innerhalb des Einschubs verwendet wird.
Tabelle 8. LED-Ausgangsklemmen- und Pinbelegung.
Klemme /Pin
Name Anzeige MCU1 MCU2
X13:06 Rechtslauf LED-Ausgang Anzeige Motor EIN, Rechtslauf X X
X13:07 Linkslauf LED-Ausgang Anzeige Motor EIN, Linkslauf X X
X13:08 READY LED-Ausgang Anzeige startbereit X X
X13:09 ALARM LED-Ausgang Anzeige Warnung steht an X X
X13:10 TRIP LED-Ausgang Anzeige Störung steht an X X
X13:11 LOCAL LED-Ausgang Anzeige Steuerung Vorort X X
X13:25 0VDC UAUX1 Eingang 0 VDC / Gemeinsam X X
X15:03 DFP_RUNS LED-Ausgang Anzeige Motor EIN, Rechts-/Linkslauf X X
X15:04 DFP_READY LED-Ausgang Anzeige startbereit / Anzeige Winkbefehl
X X
X15:05 DFP_TRIP LED-Ausgang Anzeige Störung steht an X X
X15:06 0VDC Gemeinsam für Ausgänge LEDs an Einschubfront X X
3.4.2 LED–Funktionalität
Im Normalbetrieb sind bei entsprechender Verdrahtung ein oder mehrere LED-Ausgänge gesetzt. Die LED-Anzeigen gemäß nachstehender Tabelle dienen zur optischen Anzeige des Steuerungs- und Motorstatus.
Tabelle 9. Funktionalität der LED-Ausgänge.
LED SITUATION War-
nung Stö-rung
Bereit EIN-RE
EIN- LI
DFP_TRIP
DFP bereit
DFP läuft
Vorort
Hauptschalter aus
AUS EIN AUS AUS AUS EIN AUS AUS AUS
Angehalten keine Störung
AUS
AUS
EIN
AUS
AUS
AUS
EIN
AUS
AUS
EIN keine Störung
AUS
AUS
AUS
EIN1)
EIN1)
AUS
AUS
EIN
AUS
Bereit Warnung
EIN
AUS
EIN
AUS
AUS
AUS
EIN
AUS
AUS
EIN Warnung
EIN
AUS
AUS
EIN1)
EIN1)
AUS
AUS
EIN
AUS
Störung - Reset nicht möglich
EIN
EIN
AUS
AUS
AUS
EIN
AUS
AUS
AUS
Störung - Reset möglich
AUS
EIN
AUS
AUS
AUS
EIN
AUS
AUS
AUS
Steuerung Vorort gewählt
X
X
X
X
X
X
X
X
EIN
BUS-Steuerung gewählt
X
X
X
X
X
X
X
X
AUS
INSUM® MCU Handbuch
13 aBB 1TGC 901021 M0101 Ausgabe Oktober 2003
Notizen: 1) Es leuchtet jeweils eine der beiden LEDs entsprechend der Drehrichtung. 2) Alle anderen Kombinationen sind zulässig.
Zusätzlich zu den vorstehenden Anzeigen leuchtet die ‚LOCAL‘-LED, wenn ‚Steuerung Vorort‘ angewählt ist, und Steuerungsbefehle können Vorort durch Drücken der Drucktaster an den digitalen Eingängen gegeben werden.
Zur Installation oder Kontrolle des Geräts steht die “Wink”-Funktionalität von LONWORKS in Form der blinkenden LEDs ‚READY‘ und ‚DFP_READY‘ zur Verfügung. Siehe Kapitel ‚MCU-Installation‘ in diesem Handbuch.
3.5 Signalausgang Watchdog-Schütz
Die MCU besitzt einen Signalrelaisausgang zur Statusanzeige des internen Watchdogs. Dieser Relaisausgang befindet sich an Klemme X13. Bei einer Störung wird der Watchdog aktiviert und die Relaiskontakte geschlossen.
Der Signalausgang für das Watchdog-Schütz wird auch beim Abschalten der Hilfsspannungsversorgung aktiviert.
Tabelle 10. Watchdog-Schütz Signalisierung – Klemmen- und Pinbelegung.
Klemme/ Pin
Bezeich-nung Anzeige MCU1 MCU2
X13:01 CWDAL A Ausgang Watchdog-Schütz-Signalisierung, Relaiskontakt 1
X X
X13:02 CWDAL B Ausgang Watchdog-Schütz-Signalisierung, Relaiskontakt 1
X X
3.6 Ausgang Schütz-Steuerung
Die Schütz-Steuerung des Motors erfolgt über drei Ausgänge an Klemme X11, siehe nachstehende Tabelle.
Tabelle 11. Schütz-Steuerunng – Klemmen- und Pinbelegung.
Klemme/ Pin
Bezeich-nung Beschreibung MCU1 MCU2
X11:01 CCWDLI Schütz-Steuerspannungseingang mit Watchdog-Relais
X X
X11:02 CCLI Schütz-Steuerspannungseingang ohne Watchdog-Relais
X X
X11:04 CCA Schütz-Steuerung A X X
X11:05 CCB Schütz-Steuerung B X X
X11:06 CCC Schütz-Steuerung C - X Die MCU unterstützt den Einsatz verschiedener Motorstarter. Zur Schütz-Steuerung nutzt der Mikroprozessor interne Relais (Ausgänge CCA, CCB und CCC). Bei der MCU1 erfolgt die Steuerung über die Relais CCA und CCB, bei MCU2 über die Relais CCA, CCB und CCC, sowie in einigen Fällen über eine vierte Schütz-Steuerung über den Ausgang GPO1.
Die Schaltung für die Schütz-Steuerung enthält ein weiteres Watchdog-Relais, über welches die Schütz-Steuerspannung bei einer Störung des Mikroprozessors abgeschaltet wird (Selbstüberwachungsfunktion des Geräts). Diese Funktionalität kann durch Direktanschluss umgangen werden.
Die MCU überwacht den Schütz-Status über den jeweiligen digitalen Eingang (CFA, CFB bzw. CFC). Die zyklisch abgefragten Eingangsdaten werden von der Rückmeldeüberwachungsfunktion verwendet, wenn diese aktiv ist. Die Funktionalität der Schützüberwachung wird an anderer Stelle in diesem Handbuch erläutert.
Die internen Relais CCA und CCB sind über eine Festverdrahtung verriegelt, um ein gleichzeitiges Schließen beider Schütze zu verhindern. Ist das Schließen eines Schützes vom Mikroprozessor veranlasst, wird somit verhindert, dass das andere Schütz gleichzeitig schließt.
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14 aBB 1TGC 901021 M0101 Ausgabe Oktober 2003
Notizen: Hinweis! Bei 230V 50Hz für die Schütz-Spule und einer Spulenleistung von < 800VA beim Schließen und 44VA/15W beim Halten (z.B. ABB Schütz A185 oder EH210) beträgt die Lebensdauer des Schütz-Steuerrelais (CC_) ca. 700.000 Schaltspiele.
3.7 Digitale Universaleingänge
Die MCU verfügt an Klemme X13 und X14 über digitale Universaleingänge (GPI1 und GPI2), die zum Auslesen des digitalen Zustands eines externen Schalters verwendet werden können. Die so erfasste Zustandsinformation steht anderen Geräten dann über den Feldbus zur Verfügung.
Tabelle 12. Digitale Unversaleingänge – Klemmen- und Pinbelegung.
Klemme/ Pin
Bezeich-nung
Beschreibung MCU1 MCU2
X13:21 GPI1 Universaleingang 1 (außen am Einschub) - X
X13:22 GPI2 Universaleingang 2 (außen am Einschub) - X
X13:32 24VDIGI Gemeinsam für externe E/A - X
X14:05 24VDIGI Gemeinsam für interne E/A - X
X14:10 GPI1 Universaleingang 1 (im Einschub) - X
X14:11 GPI2 Universaleingang 2 (im Einschub) - X Eine Zustandsänderung wird entsprechend dem zugehörigen Parameter in einen Wert umgewandelt. Derartige Werte können sowohl dem EIN- als auch dem AUS-Zustand externer Schalter zugewiesen werden.
Hinweis! Einige Antriebsarten (z.B. Drehmomentschalter) verwenden diese Eingänge standardmäßig, so dass sie nicht mehr zur universellen Nutzung zur Verfügung stehen.
3.8 Digitale Universalausgänge
Die MCU besitzt an Klemme X13 zwei Melderelais zur Ansteuerung externer Geräte (GPO1 und GPO2). Über diese Ausgänge kann ein externes Relais mit Hilfe von Signalen, die über den Feldbus übertragen werden, angesteuert werden.
Tabelle 13. Digitale Unversalausgänge - Klemmen- und Pinbelegung.
Klemme/ Pin
Bezeich-nung
Beschreibung MCU1 MCU2
X13:3 GPO1 Universal-Relaisausgang 1 - X
X13:4 Common Gemeinsamer Steuerspannungseingang - X
X13:5 GPO2 Universal-Relaisausgang 2 - X Die Steuerbefehle können durch separate Einstellung der EIN- und AUS-Werte parametriert werden, die dann als Steuerbefehle für das Ausgangsrelais interpretiert werden. Beide Ausgänge nutzen dieselbe gemeinsame Klemme.
Hinweis! Einige Antriebsarten verwenden Ausgang GPO1, so dass er nicht mehr zur universellen Nutzung zur Verfügung steht.
3.9 Analogausgang
Die MCU2 verfügt über einen Analogausgang zum Anschluss eines analogen Messgeräts, das in der Einschubfront montiert wird. Der Analogausgang befindet sich an Klemme X13. Über diesen Ausgang kann der höchste der drei gemessenen Phasenströme an einem externen Messgerät angezeigt werden. Als Analog-Ausgangssignal (0...20 mA oder 4...20 mA) wird das Verhältnis zwischen gemessenem Motorstrom und Sollstrom des Motors ausgegeben
Tabelle 14. Digitale Universalausgänge - Klemmen- und Pinbelegung.
Klemme/Pin Bezeichnung Beschreibung MCU1 MCU2
X13:24 ANALOGOUT Stromwertausgang - X
X13:25 UAUX1 (0 VDC) UAUX1 Eingang 0 VDC / Gemeinsam - X
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15 aBB 1TGC 901021 M0101 Ausgabe Oktober 2003
Notizen: 3.10 Drehzahlüberwachung
Die MCU2 besitzt einen Eingang für ein Digitalsignal eines Drehzahlmessers (RTM). RTM wird an Klemme X13 angeschlossen.
Die Drehzahlüberwachung ist ein externes Gerät, das nicht im Lieferumfang der MCU enthalten ist.
Tabelle 15. Drehzahlüberwachung - Klemmen- und Pinbelegung.
Klemme/Pin Bezeichnung
Beschreibung MCU1 MCU2
X13:23 RTM Eingang Drehzahlüberwachung - X
X13:26 0VDC UAUX1 Eingang 0 VDC / Gemeinsam für extern. E/A
- X
X13:32 24VDIGI Gemeinsam für externe E/A - X
Abbildung 5. Anschluss des Drehzahlgebers
RTM
24VDIGI
MCU2
Dreh-zahl-
messer0VDC
X13 - 23
X13 - 26
X13 - 32
3.11 PTC Eingang
An die MCU2 können zur Messung der Motorwicklungstemperatur ein oder mehrere PTC-Sensoren angeschlossen werden. Der PTC-Anschluss befindet sich seitlich an der MCU, Klemme X16.
Tabelle 16. PTC-Eingang - Klemmen- und Pinbelegung.
Klemme/ Pin
Bezeich-nung Beschreibung MCU1 MCU2
X16:02 PTCA PTC-Messung Eingang A - X
X16:03 PTCB PTC-Messung Eingang B - X
3.12 Feldbus-Schnittstelle
Die Feldbus-Schnittstelle an Klemme X12 verwendet das LonTalk-Protokoll mit einem Transceiver FTT-10A. Zur Busverkabelung wird ein geschirmtes verdrilltes Leiterpaar benötigt. Klemme X12 enthält eine Verbindung zum Gerätegehäuse als Kabelschirm über einen Kondensator (100n) innerhalb des Geräts.
Tabelle 17. Feldbusschnittstelle - Klemmen- und Pinbelegung.
Klemme/ Pin
Bezeich-nung Beschreibung MCU1 MCU2
X12:01 SGBA Schaltanlagenbus (LON) Leiter A X X
X12:02 SGBB Schaltanlagenbus (LON) Leiter B X X
X12:03 SGB SHIELD Abschirmung Schaltanlagenbus (eingebauter Kondensator) X X
Wird die Masseverbindung anderswo und nicht an die MCU angeschlossen, wird empfohlen, einen Kondensator in Reihe zu schalten, d.h. es wird allgemein eine Direkterdung an Masse empfohlen. Mehrere Direktverbindungen zur Masse bieten besseren Schutz gegen hochfrequente Störungen, sind jedoch gegebenenfalls anfällig für Fehlerströme. Die MCU besitzt einen eingebauten Kondensator, an den der Schirm wie folgt angeschlossen wird.
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16 aBB 1TGC 901021 M0101 Ausgabe Oktober 2003
Notizen: Abbildung 6. Schirmung des Feldbuskabels und Feldbussteckers.
3.13 Erdschlusswandler
Die MCU2 ist für eine Erdschlussüberwachung durch den Stromwandler für Nullstromerfassung (RCT) ausgelegt. Der RCT wird über die Anschlüsse I0A - I0B an Klemme X13 oder X14 angeschlossen.
Klemme X14 wird immer dann verwendet, wenn sich der Sensor im Einschub befindet, X13 bei externem Sensor.
Tabelle 18. Erdschlusswandler - Klemmen- und Pinbelegung.
Klemme/ Pin
Bezeich-nung Beschreibung MCU1 MCU2
X13:33 I0A Erdschlusswandler Eingang A (extern) - X
X13:34 I0B Erdschlusswandler Eingang B (extern) - X
X14:13 I0A Erdschlusswandler Eingang A (extern) - X
X14:14 I0B Erdschlusswandler Eingang B (extern) - X An den Erdschlusswandlereingang sollten die im folgenden angegebenen Wandlertypen von ABB angeschlossen werden.
Tabelle 19. Erdschlusswandlertypen
Bauform Ident-Nummer Öffnungsdurchmesser MCU1 MCU2
Geschlossen 1SDA 037394 R0001 60 mm - X
Geschlossen 1SDA 037395R0001 110 mm - X
Geteilt 1SDA 037396R0001 110 mm - X
Geteilt 1SDA 037397R0001 180 mm - X
Geteilt 1SDA 037398R0001 230 mm - X Zusammen mit dem RCT sind gemäß den Anweisungen des Wandlerherstellers Lastwiderstände wie folgt einzubauen.
Tabelle 20. Lastwiderstandswerte bei Nutzung von Erdschlusswandlern.
Messbereich / A Lastwiderstand / Ω
0.1 – 1.0 330
>1.0 – 5.0 68
>5.0 – 50.0 7.5 Die Nennleistung der Lastwiderstände sollte 0,5W bei einer Toleranz von max. 1% betragen.
Hinweis! Die Genauigkeit des Lastwiderstands hat unmittelbare Auswirkungen auf die Genauigkeit der Erdstrommessung.
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17 aBB 1TGC 901021 M0101 Ausgabe Oktober 2003
Notizen: 3.14 Phasenstrom-Messung
3.14.1 Klemme für Strommessung
MCU1 und MCU2 messen ständig die drei Motorphasenströme. Die Werte der Phasenströme werden nach Umwandlung von Analog- in Digitalwerte von den Schutzfunktionen weiterverarbeitet und über den Feldbus übermittelt. Die Phasenströme werden sowohl absolut in Ampere als auch relativ protokolliert. Der relative Wert bezieht sich auf den Motornennstrom, der über den Parameter Motornennstrom (In) eingestellt wird.
Die MCU enthält Strommessklemmen mit drei internen Stromsensoren zur Umwandlung der Motorphasenströme auf ein für die Strommesselektronik geeignetes Niveau. Es stehen zwei Geräte mit verschiedenen Strommessbereichen zur Verfügung, diese sind mit den Bestelldaten auswählbar.
Die Strommessung ist abhängig vom Wert des Parameters Nennstrom (In), der entsprechend der Messklemme für den Strommessbereich eingestellt wird. Der Parameter Motornennstrom (In) bestimmt die interne Strombereichswahl für den Mikroprozessor und die Elektronik. Messbereich, Genauigkeit und protokollierte relative Stromwerte beziehen sich auf den eingestellten Nennstrom. Die Strommessung deckt praktisch den Bereich von 15% von In bis 10 x In ab, während das Minimum für den protokollierten Strom und die Nullstromerfassung 5 % von In beträgt.
Tabelle 21. Strommessung - interne Strombereiche.
Int. Messbereich In / A
Geräte-Messbereich In / A
1 2 3 4 5
0.1 – 3.2 0,1 ≤ In ≤ 0.2 0,2 < In ≤ 0,4 0,4 < In ≤ 0,8 0,8 < In ≤ 1,6 1,6 < In ≤ 3,2
2-63 2-4 4-8 8-16 16-32 32-63
Das Gerät bestimmt den echten Effektivwert für den Strom bei 910 Hz durch Messungen und Berechnung nach jeweils 91 Messungen; die Berechnungen werden durch weitere Berechnungen im Abstand von 100 ms aktualisiert. Die Protokollrate und das Totband für den protokollierten Wert sind parametrierbar.
Die Stromleitungen können von beiden Klemmenseiten aus durch die Stromsensoren geführt werden. Als Richtung kann L -> T oder T -> L gewählt werden, wobei alle Ströme in dieselbe Richtung fließen müssen.
Hinweis! Bei einphasigen Netzen wird der Strom nur für Phase 1 gemessen.
3.14.2 Strommessung mit Zwischenstromwandler
Motornennströme über 63 A werden nicht direkt gemessen, sondern es wird ein Zwischenstromwandler sekundärseitig mit der Strommessklemme der MCU verbunden.
Die empfohlenen Zwischenstromwandler sind in der nachstehenden Tabelle aufgeführt, wobei das Über-setzungsverhältnis über Parameter einzustellen ist.
Tabelle 22. Empfohlene Zwischenwandler - Typen und Bezeichnungen.
Stromwandler Typ Messbereich In (A) ILA-Bezeichnung
KORC1A105/1S 60 – 140 1SCA022387R7660
KORC1A185/1S 105 – 260 1SCA022387R7740
KORC1A310/1S 180 – 430 1SCA022387R7820
KORC3B630/5S 380 – 880 1SCA022126R5210
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18 aBB 1TGC 901021 M0101 Ausgabe Oktober 2003
Notizen: 3.15 Spannungsmessung
3.15.1 Anschluss für Spannungsmessung
Die MCU2 misst über die an Klemme X17 angeschlossene Spannungseinheit ständig alle drei Phasenspannungen. Die Spannungswerte werden von den Schutzfunktionen und zur Berechnung des Leistungsfaktors (cosphi) verwendet. Die Spannungswerte werden auch als Absolutwerte der gemessenen Phasen an den Feldbus ausgegeben.
Tabelle 23. Spannungsmessung - Klemmen- und Pinbelegung
Klemme/Pin Bezeichnung Verwendung MCU1 MCU2 1)
X17:01 MVML1 Spannungseingang Motorphase L1 - X
X17:02 MVML2 Spannungseingang Motorphase L2 - X
X17:03 MVML3 Spannungseingang Motorphase L3 - X 1) mit Spannungseinheit
3.15.2 Berechnung des Leistungsfaktors
Die MCU2 verfügt über eine Funktion zur Berechnung des Leistungsfaktors anhand der Erfassung von Strom und Spannung in Phase L1. Der Leistungsfaktor wird aus den im Abstand von 100 ms gemessenen Werten berechnet.
Der so ermittelte Leistungsfaktor dient zur weiteren Berechnung der Leistungsaufnahme des Motors und wird an den Feldbus gemeldet. Der Wertebereich liegt zwischen -1 ... 1, wobei ein negativer Wert eine kapazitive Last bezeichnet. Leistungsfaktor und rechnerische Leistungswerte werden über den Feldbus entsprechend der parametrierten Rate oder gemäß eines festen Schwellwertes (5% des zuvor ausgegebenen Wertes) ausgegeben.
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19 aBB 1TGC 901021 M0101 Ausgabe Oktober 2003
Notizen: 4 MCU–Funktionalität 4.1 Antriebsarten
4.1.1 MCU-Antriebsarten
Die Motor Control Unit ist für die in der folgenden Tabelle aufgelisteten Motorantriebsarten geeignet. Die geeigneten Antriebsarten sind gegenüber den jeweiligen Varianten hervorgehoben.
Tabelle 24. Antriebsarten für MCU1 und MCU2.
Antriebs-art
Schütz Bemer-kung
Befehle MCU1
MCU2
Ansteuerung
Funktion (Vorort/Bus)
GA CCA Hauptschütz Start / Stop X X
CCA Hauptschütz (Rechtslauf) Start rechts/ Stop
WA
CCB Hauptschütz (Linkslauf) Start links / Stop
X X
CCA Hauptschütz Start
CCB Stop-Schütz MCU1 Stop
GA-RCU
CCC Stop-Schütz MCU2 Stop
X X
CCA Hauptschütz (Rechtslauf) Start rechts
CCB Hauptschütz (Linkslauf) Start links
WA-RCU
CCC Stop-Schütz Stop
X
CCA Hauptschütz Start GA / verklinkt
CCC Stop-Schütz Stop
X
CCA Hauptschütz (Rechtslauf) Start rechts
CCB Hauptschütz (Linkslauf) Start links
WA / verklinkt
CCC Stop-Schütz Stop
X
CCA Dreieck-Schütz
CCB Stern-Schütz
GA-SD
CCC Hauptschütz Start/Stop
X
CCA Dreieck-Schütz
CCB Stern-Schütz
CCC Hauptschütz Start/Stop
WA-SD
GPO1 Drehrichtung (rechts/links)
X
CCA Hauptschütz (N1) Start N1/ Stop
CCB Stern-Schütz (N2)
GA-2N
CCC Hauptschütz (N2) Start N2/ Stop
X
CCA Hauptschütz (N1) Start N1/ Stop
CCB Stern-Schütz (N2)
CCC Hauptschütz (N2) Start N2/ Stop
WA-2N
GPO1 Drehrichtung (rechts/links)
X
CCA Hauptschütz (offen) Drehmo.opt.
Offen / Stop Stell-antrieb
CCB Hauptschütz (geschlossen) Drehmo.opt.
Schließen / Stop
X
CCA Stern-Schütz
CCB Hauptschütz Start/Stop
Autotrafo
CCC Trafoschütz
X
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20 aBB 1TGC 901021 M0101 Ausgabe Oktober 2003
Notizen: Prinzipschaltbilder für den Anschluss der Schütz-Steuerung sind bei den einzelnen Antriebsarten ab Abschnitt 4.1.4 zu finden. Die Funktionalität Rückmeldeüberwachung (CFx) wird im Kapitel „Rückmelde-überwachung“ erläutert.
Einphasenmotoren und Sanftanläufer sind nicht als separate Motorstartertypen definiert, sondern werden über Parameter eingestellt.
Hinweis! Es wird empfohlen, für alle Antriebsarten einen Watchdog im Steuerkreis vorzusehen.
4.1.2 Parameter
Die Antriebsart wird vom Anwender über einen speziellen Parameter ausgewählt, der mit der Verdrahtung der Schütze und Motorsteuerung übereinstimmen muss. Die Funktionalität Rückmeldeüberwachung ist über Parameter einstellbar und muss von jedem Schütz entsprechend verdrahtet werden.
Einige Antriebsarten bieten mehr Parameter, die zusammen mit dem jeweiligen Starter aufgeführt sind. Die Parameter der Schutzfunktionen sind im Kapitel “Schutzfunktionen” erläutert.
Weitere Angaben zur Parametrierung sind dem Handbuch INSUM MCU Parameterbeschreibung zu entnehmen.
4.1.3 Antriebsarten mit obligatorischer Rückmeldeüberwachung
Die Rückmeldeüberwachung ist über Parameter für alle Antriebsarten einstellbar. Hierfür muss sie entsprechend verdrahtet werden. Mehr Informationen sind im Kapitel „Rückmeldeüberwachung“ zu finden.
Hinweis! • Es wird dringend empfohlen, die Rückmeldeüberwachung für alle Antriebsarten zu aktivieren. • Für Antriebe vom Typ GA/RCU und WA/RCU ist eine Rückmeldeüberwachung unbedingt
erforderlich, und die Rückmeldesignale der Schütze (CFA, CFB, CFC) sind entsprechend zu verdrahten.
4.1.4 Geradeausantriebe (GA)
GA-Antriebe sind der Grundtyp, mit dem ein Motor in eine Drehrichtung gestartet wird. Beim Empfang des Startbefehls vom Feldbus oder den lokalen E/A wird der Schütz-Steuerungsausgang gesetzt und bleibt aktiv, bis der Stopbefehl kommt oder eine Schutzfunktion anspricht.
Tabelle 25. GA-Antriebe, Schnittstelle zur Schütz-Steuerung
Bezeichnung Pin Beschreibung
CCWDLI X11:01 Schütz-Steuerspannungseingang mit Watchdog-Relais
CCLI X11:02 Spannungseingang Schütz-Steuerung
CCA X11:04 Schütz-Steuerung A
CFA X14:07 Rückmeldeeingang Schütz-Steuerung A
LOCAL X13:16 Eingang Wahlschalter Bus/Vorort
START1 X13:12 Eingang Motorstart 1 (Rechtslauf, auf)
STOP X13:14 Eingang Motorstopschalter
Die Ansteuerung dieser Antriebsart erfolgt über Drucktaster an den Geräte-E/A oder über die Feldbusschnittstelle.
Hinweis! • Einphasige Antriebe sind nur als GA-Antrieb konfigurierbar. • Bei einer GA-Schaltung können Anwendungen mit Magnetspule eingesetzt werden.
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21 aBB 1TGC 901021 M0101 Ausgabe Oktober 2003
Notizen: Abbildung 7. Steuerkreis für GA-Antriebe, MCU1 und MCU2.
N
K1
MCU
X11-4
X11-1
M
K1
Eingang Steuerspannung
CCA
(Eingang Steuerspannung)X11-2
L1 L2 L3
FDSP001
4.1.5 Wendeantriebe (WA)
WA-Antriebe steuern das Schütz für den Rechtslauf über den Schütz-Steuerungsausgang A, und für den Linkslauf über Schütz-Steuerungsausgang B. Der Motor wird durch Anlegen einer Spannung an das Schütz in eine der beiden Drehrichtungen gestartet und durch einen Befehl (Feldbus oder lokale E/A) oder Auslösung einer Schutzfunktion gestoppt (bzw. das Schütz fällt ab).
Tabelle 26. WA-Antriebe, Schnittstelle zur Schütz-Steuerung.
Bezeichnung Pin Beschreibung
CCWDLI X11.01 Schütz-Steuerspannungseingang mit Watchdog-Relais
CCLI X11:02 Spannungseingang Schütz-Steuerung
CCA X11:04 Schütz-Steuerung A
CFA X14:07 Rückmeldeeingang Schütz-Steuerung A
CCB X11:05 Schütz-Steuerung B
CFB X14:08 Rückmeldeeingang Schütz-Steuerung B
LOCAL X13:16 Eingang Wahlschalter Bus/Vorort
START1 X13:12 Eingang Motorstart 1 (Rechtslauf, auf)
START2 X13:13 Eingang Motorstart 2 (Linkslauf, zu)
STOP X13:14 Eingang Motorstopschalter
Abbildung 8. Steuerkreis für WA-Antriebe, MCU1 und MCU2.
M
K1 K2
N
K1
MCU
X11-4
X11-1
CCA
X11-2
CCB X11-5
K2
L1 L2 L3 L1 L2 L3
Eingang Steuerspannung (Eingang Steuerspannung)
FDSP025
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22 aBB 1TGC 901021 M0101 Ausgabe Oktober 2003
Notizen: WA-Antriebe besitzen eine integrierte Logik zum Erkennen von Umkehrbefehlen. Bei Änderung der Motordrehrichtung kann die Startabfolge wie folgt aussehen:
START1 - STOP - START2 START2 - STOP - START1
Hinweis! Die Versorgungsspannung des Motors muss so angeschlossen sein, dass die richtige Dreh-richtung gewährleistet ist (Rechts-/Linkslauf).
4.1.6 Geradeaus- und Wendeantriebe mit optionaler Verklinkung
Die MCU2 ist für die Steuerung von Direktstartern (GA oder WA) mit optionaler Verklinkung ausgelegt. Die Funktionalität basiert auf impulsbetätigten Schütz-Steuerungsausgängen.
Tabelle 27. Verklinkte Schütz-Steuerungsschnittstelle.
Bezeichnung Pin Beschreibung CCWDLI X11:01 Schütz-Steuerspannungseingang mit Watchdog-Relais
CCLI X11:02 Spannungseingang Schütz-Steuerung
CCA X11:04 Schütz-Steuerung A
CFA X14:07 Rückmeldeeingang Schütz-Steuerung A
CCB X11:05 Schütz-Steuerung B
CFB X14:08 Rückmeldeeingang Schütz-Steuerung B
CCC X11:06 Schütz-Steuerung C
CFC X14:09 Rückmeldeeingang Schütz-Steuerung C (im Einschub)
X13:20 Rückmeldeeingang Schütz-Steuerung C (außen am Einschub)
LOCAL X13:16 Eingang Wahlschalter Bus/Vorort
START1 X13:12 Eingang Motorstart 1 (Rechtslauf, auf)
START2 X13:13 Eingang Motorstart 2 (Linkslauf, zu)
STOP X13:14 Eingang Motorstopschalter
Abbildung 9. Steuerkreis für verklinkte GA-Antriebe mit normalen Schützen, MCU2.
MCU2
Eingang Steuerspannung
X11-1 X11-2
X11-4 X11-6
K1 K0
K1
K0
N
CCA CCC
CCWDLI CCLI
a)b)
a) Mit Watchdog
b) Ohne Watchdog
M
K1
L1 L2 L3
FDSP004
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23 aBB 1TGC 901021 M0101 Ausgabe Oktober 2003
Notizen: Abbildung 10. Steuerkreis für verklinkte WA-Antriebe mit normalen Schützen, MCU2.
MCU2
Eingang Steuerspannung
X11-1 X11-2 X11-4 X11-5
K1 K0
K1
K0
N
CCA CCB
CCWDLI CCLI
a)b)
a) Mit Watchdogb) Ohne Watchdog
X11-6 CCC
K2
K2
M
K1 K2
L1 L2 L3 L1 L2 L3
FDSP005
Abbildung 11. Steuerkreis für verklinkte GA-Antriebe, mechanisch verklinktes Schütz.
MCU2 Eingang Steuerspannung
X11-1 X11-2 X11-4 X11-6
N
CCA
CCC
K1 As
a)
a) Ohne Watchdog
Hinweis! „Rückmeldewarnung CFC“ ausblenden“!
CCLI
M
K1
L1 L2 L3
FDSP006
Abbildung 12. Steuerkreis für verklinkte GA-Antriebe, magnetisch verklinktes Schütz.
MCU2
X11-1 X11-2 X11-4 X11-6
CCA
CCC
a) Ohne Watchdog Hinweis! “Rückmeldewarnung CFC” ausblenden!
CCLI
M
K1
L1 L2 L3
Eingang Steuerspannung
A1 A2 A3 1 0
K1
P N
a)
FDSP007
Das verklinkte Schütz wird gesondert parametriert und kann mit GA- und WA-Antrieben eingesetzt werden.
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24 aBB 1TGC 901021 M0101 Ausgabe Oktober 2003
Notizen: 4.1.7 Geradeaus- und Wendeantriebe für Sanftanlauf
Der Sanftanlauf wird parametriert, um ein Sanftanlaufmodul (Motorzubehör) anzusteuern. Die MCU2 gibt Start- und Stopbefehle an das Sanftanlaufmodul aus, das wiederum die Motorspannung über eigene Parameter regelt. Mehr Informationen über den Sanftanlauf sind im Handbuch Sanftanlauf zu finden.
Diese Antriebsart unterstützt im Normalbetrieb (EIN) alle Schutzfunktionen. Während des Anlaufens und Anhaltens werden von den Parametern einige Schutzfunktionen deaktiviert, mehr Informationen sind im Kapitel „Deaktivierte Schutzfunktionen“ zu finden.
Abbildung 13. Steuerkreis für GA-Sanftanläufer, MCU2.
M
L1 L2 L3
X11-2 X11-4
MCU2
K1
Eingang Steuerpannung
CCA (Eingang Steuerspannung)
N
X11-1
K1
Strom- und Spannungsmessung, MCU2Phase L1Phase L2Phase L3
FDSP021
Für Anwendungen mit Drehrichtungsumkehr sind entsprechend zwei Sanftanlaufmodule zu wählen.
Abbildung 14. Steuerkreis mit Sanftanläufer für WA, MCU2.
M
L1 L2 L3
X11-2
X11-4
MCU2
X11-5
K1
Eingang Steuerspannung
CCA (Eingang Steuerspannung)
CCB
N
K2
X11-1
L1 L2 L3
K1 K2FDSP023
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Notizen: Anwendung für Sanftanlauf mit verklinkten Schützen:
Abbildung 15. Steuerkreis für GA-Sanftanläufer, verklinkte Schütze.
M
L1 L2 L3
X11-2 X11-4
MCU2
K1
Eingang Steuerspannung
CCA (Eingang Steuerspannung)
N
X11-1
K1
Strom- und Spannungsmessung, MCU2Phase L1Phase L2Phase L3
K2 K2
X11-6 CCC FDSP022
Abbildung 16. Steuerkreis mit Sanftanläufer für WA, verklinkte Schütze.
M
L1 L2 L3
X11-2
X11-4
MCU2
X11-5
K1
Eingang Steuerspannung
CCA
(Eingang Steuerspannung)
CCB
N
K2
X11-1
L1 L2 L3
K3 K3
K1 K2
X11-6CCC
K3
FDSP024
Der Sanftanlauf wird realisiert, indem die MCU vor dem Sanftanlaufmodul und dem Motor an den Hauptkreis des Motors (Strom- und Spannungsmessung) angeschlossen wird. Der Steuerkreis mit Prinzip-schaltbild des Messkreises ist im Anhang dieses Handbuchs beschrieben. Der Steuerkreis wird über Schütz-Steuerung entsprechend der Antriebsart (GA oder WA) realisiert. Je nach Art des Sanft-anlaufmoduls kann eine verklinkte oder normale Schütz-Steuerung gewählt werden, um den Auslösebefehl (Start/Stop) an das Gerät auszugeben.
Die Sanftanlaufoption wird über spezielle Parameter konfiguriert. Zur Ansteuerung des Sanftanlaufs werden je nach Anwendung folgende Parameter definiert:
Tabelle 28. Sanftanlauf-Parameter.
Parameter Erläuterung Zustand
A Sanftstartzeit Startzeit für den Prozess Gleich dem Parameter im Sanftanlaufmodul
B Sanftstopzeit Stopzeit für den Prozess Gleich dem Parameter im Sanftanlaufmodul
C Motoranlaufzeit Die Zeitdauer, in der definierte Schutzfunktionen deaktiviert sind < Sanftstartzeit
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Notizen: Abbildung 17. Startabläufe für Sanftanläufer mit Verzögerungszeiten.
Anlauf
Sanftanlaufzeit
Motoranlaufzeit
Läuft
Schutzfunktionen aktiviert
Anlauf abgeschlossenAlle Schutzfunktionen
aktiviert
t
Die Sanftstopzeit ist die Zeitspanne, nach der der gemessene Strom auf Null sein muss. Sie läuft ab dem Befehl Motor Stop. Wird immer noch Strom gemessen, d.h. läuft der Motor noch, so gilt:
• Alarm „Motor läuft noch“ wird ausgegeben, und Relais CCWDLI (X11:4) fällt ab.
Abbildung 18. Stopabläufe für Sanftanläufer mit Verzögerungszeiten.
Hält an
Sanftstopzeit
Angehalten
Nullstromerfassung
Warnungen und Störungen
t
4.1.8 Geradeausantriebe mit Remote Control Unit (GA/RCU)
Die RCU (Remote Control Unit oder Fernsteuerung) ist eine Antriebsart, bei der die Schütze direkt über einen speziellen RCU-Schalter in der Nähe des Motors angesteuert werden. Diese Antriebsart wird von beiden MCU-Varianten unterstützt. GA/RCU ermöglicht bei entsprechender Konfiguration die Steuerung des Motors über den RCU-Schalter, selbst wenn die RCU nicht einsatzbereit ist.
Tabelle 29. GA/RCU-Antriebe, Schnittstelle zur Schütz-Steuerung.
Bezeichnung Pin Beschreibung
CCWDLI X11:01 Schütz-Steuerspannungseingang mit Watchdog-Relais
CCLI X11:02 Spannungseingang Schütz-Steuerung
CCA X11:03 Schütz-Steuerung A
CFA X14:07 Rückmeldeeingang Schütz-Steuerung A
CCB X11:05 Schütz-Steuerung B
CFB X14:08 Rückmeldeeingang Schütz-Steuerung B
CCC X11:06 Schütz-Steuerung C
CFC X14:09 Rückmeldeeingang Schütz-Steuerung C (im Einschub)
X13:20 Rückmeldeeingang Schütz-Steuerung C (außen am Einschub)
LOCAL X13:16 Eingang Wahlschalter Bus/Vorort
START1 X13:12 Eingang Motorstart 1 (Rechtslauf, auf)
STOP X13:14 Eingang Motorstopschalter
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Notizen: Abbildung 19. Steuerkreis für GA/RCU-Antriebe für MCU1.
N
X11-2
MCU1
X11-4 X11-5
K1
K1 K0
Stop
CCLI
CCA
CCB
M
K1
Eingang Steuerspannung
L1 L2 L3
K0
Start
FDSP002
Abbildung 20. Steuerkreis für GA/RCU-Antriebe für MCU2.
X11-2
MCU2
X11-4 X11-6
K1
K1 K0
Stop
CCLI
CCA
CCCM
K1
Eingang Steuerspannung
N
L1 L2 L3
K0
Start
FDSP003
Als RCU-Schalter kann z.B. ein Ein-Aus-Ein-Tastschalter (mit Federrückstellung des Schalters in Stellung Aus) verwendet werden. Der RCU-Anschluss kann aber auch über normale Schalter erfolgen, wie in der Beispielschaltung im Anhang dargestellt.
Bei einem GA/RCU-Antrieb startet und stoppt die MCU1 den Motor durch Impulse der Schütz-Steuerungen A und B. Die Schütze müssen durch entsprechende Verdrahtung der Hilfskontakte verklinkt sein. Die MCU2 verwendet entsprechend die Schütz-Steuerungen A und C.
Wird ein Motor über den RCU-Schalter gestartet oder gestoppt, gibt die MCU entsprechende Ereignisse “Motor von RCU-Schalter im Rechtslauf gestartet” bzw. “Motor von RCU-Schalter gestoppt“ aus.
Die Rückmeldeüberwachung hat in Zusammenhang mit einem RCU-Antrieb besondere Funktionen. Diese Funktionalität wird im Kapitel „Rückmeldeüberwachung“ erläutert.
Hinweis! Für die Antriebsarten GA/RCU oder WA/RCU ist die Unterspannung/Auslöseverzögerung auf Null (0) zu stellen.
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Notizen: 4.1.9 Wendantriebe mit Remote Control Unit (WA/RCU)
WA/RCU-Starter sind in der MCU2 implementiert. Die Funktionalität dieser Antriebsart entspricht der von GA/RCU-Antrieben, wobei zusätzlich die Drehrichtungsumkehr des Motors unterstützt wird.
Tabelle 30. WA/RCU-Antriebe, Schnittstelle zur Schütz-Steuerung.
Bezeichnung Klemme Beschreibung
CCWDLI X11:01 Schütz-Steuerspannungseingang mit Watchdog-Relais
CCLI X11:02 Spannungseingang Schütz-Steuerung
CCA X11:04 Schütz-Steuerung A
CFA X14:07 Rückmeldeeingang Schütz-Steuerung A
CCB X11:05 Schütz-Steuerung B
CFB X14:08 Rückmeldeeingang Schütz-Steuerung B
CCC X11:06 Schütz-Steuerung C
CFC X14:09 Rückmeldeeingang Schütz-Steuerung C (im Einschub)
X13:20 Rückmeldeeingang Schütz-Steuerung C (außen am Einschub)
LOCAL X13:16 Eingang Wahlschalter Bus/Vorort
START1 X13:12 Eingang Motorstart 1 (Rechtslauf, auf)
START2 X13:13 Eingang Motorstart 2 (Linkslauf, zu)
STOP X13:14 Eingang Motorstopschalter
Wird ein Motor über den RCU-Schalter gestartet oder gestoppt, gibt die MCU entsprechende Ereignisse “Motor von RCU-Schalter im Rechtslauf gestartet” bzw. “Motor von RCU-Schalter gestoppt“ aus.
Hinweis! Für die Antriebsarten GA/RCU oder WA/RCU ist die Unterspannung/Auslöseverzögerung auf Null (0) zu stellen.
Abbildung 21. Steuerkreis für WA/RCU-Starter für MCU2.
X11-2
MCU2
X11-4 X11-5
K1 K0
K0
CCLI
CCA CCB
M
K1 K2
K2
X11-6 CCC
L1 L2 L3 L1 L2 L3
K2 K1 K1 K2
Eingang Steuerspannung
N
Stop
Start 1 Start 2
FDSP008
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29 aBB 1TGC 901021 M0101 Ausgabe Oktober 2003
Notizen: 4.1.10 Geradeausantriebe Stern/Dreieck (GA-S/D)
Die MCU2 unterstützt GA-S/D-Starter. Der Motoranlaufstrom wird bei Sternschaltung auf 1/3 des Stromes in Dreieckschaltung reduziert, und gleichzeitig wird das Drehmoment verringert.
Tabelle 31. GA-S/D-Antriebe, Schnittstelle zur Schütz-Steuerung.
Bezeichnung Pin Beschreibung
CCWDLI X11:01 Schütz-Steuerspannungseingang mit Watchdog-Relais
CCLI X11:02 Spannungseingang Schütz-Steuerung
CCA X11:04 Schütz-Steuerung A
CFA X14:07 Rückmeldeeingang Schütz-Steuerung A
CCB X11:05 Schütz-Steuerung B
CFB X14:08 Rückmeldeeingang Schütz-Steuerung B
CCC X11:06 Schütz-Steuerung C
CFC X14:09 Rückmeldeeingang Schütz-Steuerung C (im Einschub)
X13:20 Rückmeldeeingang Schütz-Steuerung C, Drehmomenteingang (Stellantrieb)
LOCAL X13:16 Eingang Wahlschalter Bus/Vorort
START1 X13:12 Eingang Motorstart 1 (Rechtslauf, auf)
STOP X13:14 Eingang Motorstopschalter
Abbildung 22. Steuerkreis für GA-S/D-Antriebe, MCU2.
M
K3
K2
K1
L1 L2 L3
X11-2
X11-4
MCU2
X11-5
K3 (M) K1 (D)
Eingang Steuerspannung
CCA (Eingang Steuerspannung)
CCB
N
K2 (Y)
X11-6CCC
X11-1
FDSP009
GA-S/D-Antriebe verwenden zusätzlich folgende Parameter:
• Motoranlaufzeit • S/D Umschaltkriterium • S/D Umschaltstrom Die Umschaltung von Stern- auf Dreieckschaltung erfolgt entsprechend der dargestellten Steuerungslogik. Zur Umschaltung von Stern- auf Dreieckschaltung gibt es zwei mögliche Bedingungen. Als Umschaltbedingungen stehen zur Verfügung:
• Strom • Zeit Tabelle 32. Parameter zur Auswahl der Umschaltbedingung.
Parameter Wert Parameter / Wert
S/D Umschaltkriterium Zeit Motoranlaufzeit
Strom S/D Umschaltstrom
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30 aBB 1TGC 901021 M0101 Ausgabe Oktober 2003
Notizen: Bei Auswahl von Strom als Umschaltkriterium wird die Stromgrenze über einen speziellen Parameter eingestellt (S/D-Umschaltstrom, siehe 1 in nachstehender Abbildung). Beim Motorstart in Sternschaltung muss der gemessene Strom unter dieser Stromgrenze liegen und über 1 sec auf dieser Höhe bleiben, bevor die Umschaltung auf Dreieckschaltung erfolgt. Erfüllt der Strom diese Bedingung vor Ablauf der voreingestellten Zeit ( Parameter Motoranlaufzeit, siehe 2 in Abbildung) nicht, geht der Motor in Störung, und die Warnung „Blockiertstörung“ wird ausgegeben.
Bei Auswahl der Zeit als Umschaltkriterium wird als Zeitdauer (Motoranlaufzeit) die Dauer der Sternschaltung parametriert, nach der die Umschaltung auf Dreieckschaltung erfolgt.
Abbildung 23. GA-S/D-Antriebe Umschaltparameter, Prinzipdiagramm.
> 1 sec
1
2 Motor läuft / Dreieck Motor läuft / Stern
AuslösungI
t
Die MCU2 steuert die Schaltschütze in der in der Abbildung der Steuerungslogik dargestellten Reihenfolge an. Bevor ein Schütz eine Schaltbedingung akzeptiert, muss zunächst die vorherige Bedingung erfüllt sein, bevor ein neuer Befehl ausgeführt wird (Rückmeldeüberwachung aktiv). Löst die Rückmeldeüberwachung eine Störung aus, wird der Start entsprechend abgebrochen.
Hinweis! Es wird empfohlen, bei GA-S/D-Antrieben immer die Rückmeldeüberwachung zu aktivieren.
GA-S/D-Antriebe werden normalerweise über drei Schütze gesteuert (s. Anschlussbeispiel im Steuerkreis für GA-S/D Antriebe), die MCU bietet jedoch auch die Möglichkeit der Ansteuerung von Sterndreieckantrieben mit zwei Schützen über Schütz-Steuerung CCA und CCB. Für eine Ansteuerung über zwei Schütze wird empfohlen, die Rückmeldung des dritten Schützes über ein Hilfsrelais zu simulieren, das an den Schütz-Steuerungsausgang CCC angeschlossen wird. Bei anderer Verschaltung kann eine mögliche Rückmeldewarnung aufgrund des nicht verwendeten Rückmeldeeingangs (CFc) vom Leitsystem unterdrückt werden.
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Notizen: 4.1.11 Wendeantriebe Stern/Dreieck (WA-S/D)
Wendeantriebe als Sterndreieckstarter (WA-S/D) benötigen zur Motorsteuerung vier Schütz-Steuerungsausgänge. Die Funktionalität entspricht der für GA-S/D-Antriebe, wobei jedoch ein zusätzliches Schütz für die Drehrichtungsumkehr benötigt wird. Das vierte Schütz wird über GPO1 angeschlossen, und die Rückmeldung erfolgt über Eingang GPI1 und GPI2.
Tabelle 33. WA-S/D-Antriebe, Schnittstelle zur Schütz-Steuerung.
Bezeichnung Pin Beschreibung
CCWDLI X11:01 Schütz-Steuerspannungseingang mit Watchdog-Relais
CCLI X11:02 Spannungseingang Schütz-Steuerung
CCA X11:04 Schütz-Steuerung A
CFA X14:07 Rückmeldeeingang Schütz-Steuerung A
CCB X11:05 Schütz-Steuerung B
CFB X14:08 Rückmeldeeingang Schütz-Steuerung B
CCC X11:06 Schütz-Steuerung C
CFC X14:09 Rückmeldeeingang Schütz-Steuerung C (im Einschub)
X13:20 Rückmeldeeingang Schütz-Steuerung C (außen am Einschub)
GPO1 X13:03 Universal-Relaisausgang 1
GPI1 X13:21 Universaleingang 1 (außen am Einschub)
X14:10 Universaleingang 1 (im Einschub)
GPI2 X13:22 Universaleingang 2 (außen am Einschub)
X14:11 Universaleingang 2 (im Einschub)
LOCAL X13:16 Eingang Wahlschalter Bus/Vorort
START1 X13:12 Eingang Motorstart 1 (Rechtslauf, auf)
START2 X13:13 Eingang Motorstart 2 (Linkslauf, zu)
STOP X13:14 Eingang Motorstopschalter
Der Anwender kann den Antrieb (Start- und Stopbefehl) wie beim GA-S/D-Starter ansteuern. Der Motor wird entweder vor Ort durch Setzen des Stopeingangs oder extern über den Feldbus oder das Ansprechen einer Schutzfunktion gestoppt.
Die folgenden Abläufe sind zulässig: • Start Rechts/ Stop • Start links / Stop • Start rechts/ Stop / Start links • Start links / Stop / Start rechts
Abbildung 24. Steuerkreis für WA-S/D-Starter, MCU2.
Eingang Steuerspannung
M
K3
K2
K1
K4
L1 L2 L3
X11-2
X11-4
MCU2
X11-5
CCA
(Eingang Steuerspannung)
CCB
N
X11-6CCC
X11-1
X13-8GPO1
K2 (Y)
R1 24DC Versorgung
-
K1 (D) K3 (Main)
R1...
K5
L1 L2 L3
K5K4
K4K5
GPI2
GPI1 -K4
-K5
Cfa
Cfb
Cfc
-K1
-K2
-K3
GPOCOM X13-4
FDSP010
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32 aBB 1TGC 901021 M0101 Ausgabe Oktober 2003
Notizen: 4.1.12 Geradeausantriebe 2 Drehzahlen (GA-2N)
Die MCU2 unterstützt Geradeausantriebe mit zwei Drehzahlen (GA-2N). GA-2N benötigt drei Schütz-Steuerungen zur Ansteuerung der Motordrehzahl. Die Drehzahl kann im Betrieb und ohne zwischengeschalteten Stopbefehl geändert werden.
Tabelle 34. GA-2N-Antriebe, Schnittstelle zur Schütz-Steuerung
Bezeichnung Pin Beschreibung
CCWDLI X11:01 Schütz-Steuerspannungseingang mit Watchdog-Relais
CCLI X11:02 Spannungseingang Schütz-Steuerung
CCA X11:04 Schütz-Steuerung A
CFA X14:07 Rückmeldeeingang Schütz-Steuerung A
CCB X11:05 Schütz-Steuerung B
CFB X14:08 Rückmeldeeingang Schütz-Steuerung B
CCC X11:06 Schütz-Steuerung C
CFC X14:09 Rückmeldeeingang Schütz-Steuerung C (im Einschub)
X13:20 Rückmeldeeingang Schütz-Steuerung C (außen am Einschub)
LOCAL X13:16 Eingang Wahlschalter Bus/Vorort
START1 X13:12 Eingang Motorstart 1 (Rechtslauf, auf)
STOP X13:14 Eingang Motorstopschalter
Abbildung 25. Steuerkreis für GA-2N-Antriebe, Dahlander, MCU2.
M
K3
K1
L1 L2 L3
X11-2
X11-4
MCU2
X11-5
K3 K1
Eingang Steuerspannung
CCA (Eingang Steuerspannung)
CCB
N
K2
X11-6CCC
X11-1
K2
FDSP013
Abbildung 26. Steuerkreis für GA-2N, mit zwei Schützen, separate Wicklungen.
M
K1 K2
L1 L2 L3
X11-2 X11-4
MCU2
X11-5
K1
Eingang Steuerspannung
CCA (Eingang Steuerspannung)
CCB
N
X11-6 CCC
X11-1
L1 L2 L3
K*)
K2
K*) Für Rückmeldung Rückmeldesignal CFc anschließen. Empfohlener Anschluss über Relais zur Simulierung des fehlenden Schützes. Optional kann Rückmeldung parallel zu Schütz K2 verdrahtet werden (nicht empfohlen).
Cfa
Cfb
Cfc
-K1
-K2
-K3
K3FDSP014
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33 aBB 1TGC 901021 M0101 Ausgabe Oktober 2003
Notizen: Der GA-2N-Antrieb ist grundsätzlich für die Ansteuerung durch drei Schütze ausgelegt (Dahlander-Antrieb). Er kann jedoch unter Beachtung der vorstehenden Abbildung für die Ansteuerung durch zwei Schütze (separate Wicklung) verdrahtet werden.
Die Strommessung für GA-2N erfolgt über zwei externe Stromwandler, welche den Strom der Motorhauptversorgung messen. Für beide Motorwicklungen können externe Stromwandler separat ausgewählt werden. Weitere Angaben zur Parametrierung sind dem Handbuch INSUM MCU Parameter-beschreibung zu entnehmen.
Abbildung 27. Anschluss des externen Stromwandlers für GA-2N an die MCU2.
M
K3
K1
L1 L2 L3
K2
CT 1 für Drehzahl N1
CT 2 für Drehzahl N2
CT 1 für Drehzahl N1 CT 2 für Drehzahl N2
FDSP017
Hinweis! Die Information, ob der Motor läuft, wird vor Ort über die LED-Ausgänge nur für die Drehrichtung (rechts oder links) angegeben, d.h. die Motordrehzahl wird vor Ort nicht angezeigt.
Dem Motor können verschiedene Befehlsfolgen vorgegeben werden, z.B.: • Stop -> Drehzahl N1 -> Stop • Stop -> Drehzahl N2 -> Stop • Stop -> Drehzahl N1 -> Drehzahl N2 -> Stop • Stop -> Drehzahl N2 -> Drehzahl N1 -> Stop • Stop -> Drehzahl N1 -> Drehzahl N2 -> Drehzahl N1 -> Stop • Stop -> Drehzahl N2 -> Drehzahl N1 -> Drehzahl N2 -> Stop
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34 aBB 1TGC 901021 M0101 Ausgabe Oktober 2003
Notizen: 4.1.13 Wendeantriebe 2 Drehzahlen (WA-2N)
Die MCU2 unterstützt auch WA-2N-Antriebe. Der Steuerkreis wird über die folgenden Kontakte geschaltet.
Tabelle 35. WA-2N-Starter, Schnittstelle zur Schütz-Steuerung
Bezeichnung Pin Beschreibung
CCWDLI X11:01 Schütz-Steuerspannungseingang mit Watchdog-Relais
CCLI X11:02 Spannungseingang Schütz-Steuerung
CCA X11:04 Schütz-Steuerung A
CFA X14:07 Rückmeldeeingang Schütz-Steuerung A
CCB X11:05 Schütz-Steuerung B
CFB X14:08 Rückmeldeeingang Schütz-Steuerung B
CCC X11:06 Schütz-Steuerung C
CFC X14:09 Rückmeldeeingang Schütz-Steuerung C (im Einschub)
X13:20 Rückmeldeeingang Schütz-Steuerung C (außen am Einschub)
GPO1 X13:03 Universal-Relaisausgang 1
GPI1 X13:21 Universaleingang 1 (außen am Einschub)
X14:10 Universaleingang 1 (im Einschub)
GPI2 X13:22 Universaleingang 2 (außen am Einschub)
X14:11 Universaleingang 2 (im Einschub)
START1 X13:12 Eingang Motorstart 1 (Rechtslauf, auf)
START2 X13:13 Eingang Motorstart 2 (Linkslauf, zu)
STOP X13:14 Eingang Motorstopschalter
LIMIT1 X13:18 Eingang Endlagenschalter 1
LIMIT2 X13:19 Eingang Endlagenschalter 2
Der Universalausgang GPO1 wird zur Ansteuerung der Drehrichtung über zwei Schütze verwendet. Über GPI1 und GPI2 wird der Status dieser Schütze gelesen. Die Schütz-Steuerung erfolgt über ein Schaltrelais, das jeweils ein Schütz (= eine Richtung) ansteuert, selbst wenn der Motor nicht läuft.
Der Benutzer kann den Motor über die an die E/A der MCU2 angeschlossenen Schalter oder per Befehlseingabe über den Feldbus steuern. Neben den normalen Start- und Stopschaltern werden von dieser Antriebsart auch die Endschaltereingänge der MCU2 zur Auswahl der Drehrichtung verwendet.
Über die E/A Vorort können folgende Befehle abgesetzt werden: • Start Rechts-N1 über Startschaltereingang START1 • Start Rechts-N2 über Endlagenschaltereingang LIMIT1 • Stop • Start Links-N1 über Startschaltereingang START2 • Start Links-N2 über Endlagenschaltereingang LIMIT2 Alle Befehle können auch über die Feldbusschnittstelle vorgegeben werden. • Start Re N1 • Start Re N2 • Stop • Start Li N1 • Start Li N2 Die Drehzahl kann ohne Zwischenstop geändert werden. Die Änderung der Drehrichtung ist nur nach einem Stopbefehl möglich.
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35 aBB 1TGC 901021 M0101 Ausgabe Oktober 2003
Notizen: Abbildung 28. Steuerkreis für WA-2N-Antriebe, Dahlander-Wendeantriebe.
M
K3
K1
L1 L2 L3
X11-2 X11-4
MCU2
X11-5
K3
Eingang Steuerspannung
CCA (Eingang Steuerspannung)
CCB
N
K2
X11-6 CCC
X11-1
K2
K5K4 X13-3 GPO1
K5K4 K1
R1
24V DC Versorgung +-
R1 . . .
X13-5 GPO2
K4K5
GPI2
GPI1 -K4
-K5
Cfa
Cfb
Cfc
-K1
-K2
-K3
GPOCOM X13-4
FDSP015
Abbildung 29. Steuerkreis für WA-2N-Antriebe, zwei Wicklungen.
M
K2
K1
L1 L2 L3
K*) Für Rückmeldung Rückmeldesignal CFc anschließen. Empfohlener Anschluss über Relais zur Simulierung des fehlenden Schützs. Optional kann Rückmeldung parallel zu Schütz K2 verdrahtet werden (nicht empfohlen).
K5K4
X11-2 X11-4
MCU2
X11-5
Eingang Steuerspannung
CCA (Eingang Steuerspannung)
CCB
N
K2
X11-6 CCC
X11-1
X13-3 X13-5
GPO1 GPO2
K5K4 K1
R1
24V DC Versorgung +-
R1 ...K4K5
GPI2
GPI1 -K4
-K5
Cfa
Cfb
Cfc
-K1
-K2
- K*)
K3
GPOCOM X13-4
FDSP016
4.1.14 Stellantriebe
Stellantriebe dienen zur Ansteuerung von Ventilen und Stellgliedern über Endlagenschalter.
Tabelle 36. Stellantriebe, Schnittstelle zur Schütz-Steuerung.
Bezeichnung Pin Beschreibung
CCWDLI X11:01 Schütz-Steuerspannungseingang mit Watchdog-Relais
CCLI X11:02 Spannungseingang Schütz-Steuerung
CCA X11:04 Schütz-Steuerung A
CFA X14:07 Rückmeldeeingang Schütz-Steuerung A
CCB X11:05 Schütz-Steuerung B
CFB X14:08 Rückmeldeeingang Schütz-Steuerung B
OFFEN X11:06 Eingang Motorstart 1 (Rechtslauf, auf)
ZU X13:13 Eingang Motorstart 2 (Linkslauf, zu)
LIMIT1 X13:18 Eingang Endlagenschalter 1
LIMIT2 X13:19 Eingang Endlagenschalter 2
CFC X13:20 Schütz-Steuerung C, Rückmeldeeingang, Drehmomenteingang 1 (außen am Einschub)
GPI1 X13:21 Universaleingang 1, Drehmomenteingang 2 (außen am Einschub)
INSUM® MCU Handbuch
36 aBB 1TGC 901021 M0101 Ausgabe Oktober 2003
Notizen: Abbildung 30. Steuerkreis für Stellantriebe mit Endlagenschaltern, MCU2.
X11-2 X11-4
MCU2
X11-5
K1
Eingang Steuerspannung
CCA
(Eingang Steuerspannung)
CCB
N
K2
X11-1
Endlage 1
Endlage 2
X13-18 X13-19
X13-32 24VDIGI
M
K1 K2
L1 L2 L3 L1 L2 L3
FDSP011
Beim Ansprechen des Endlagenschalters wird der Motor angehalten. An den Feldbus wird eine Ereignismeldung bezüglich des aktivierten Endlagenschalters ausgegeben, und der Startbefehl kann nunmehr nur für die umgekehrte Richtung ausgegeben werden.
Tabelle 37. Aktive Endlagenschalter- und Ereignismeldungen.
Schalter-eingang Beschreibung Ereignismeldung
Endschalter 1 Motor gestoppt wenn Endlagenschalter 1 aktiviert Motor gestoppt Limit1
Endlage 2 Motor gestoppt wenn Endlagenschalter 2 aktiviert Motor gestoppt Limit2
Abbildung 31. Steuerkreis für Stellantriebe mit Drehmomentschalter, MCU2.
X13-18 X13-19
X11-2 X11-4
MCU2
X11-5
K1
Eingang Steuerspannung
CCA
(Eingang Steuerspannung)
CCB
N
K2
X11-1 Endlage 1
Endlage 2
X13-20
X13-32 24VDIGIM
K1 K2
L1 L2 L3 L1Torque sensor 1
L3
Drehmoment 1
FDSP012
X13-21 Drehmoment 2
Der Drehmomentschalter wird durch Setzen der entsprechenden Parameter für den Stellantrieb ausgewählt (siehe Tabelle 37). An den entsprechenden Eingang kann ein Drehmomentgeber angeschlossen werden. Die Drehmomentschalter werden an die Eingänge CFC (Drehmoment 1)und GPI1 (Drehmoment 2) angeschlossen.
Steht für die Richtungsangaben „Öffnen“ und „Schließen“ nur ein einziger Drehmomentschalter zur Verfügung, so ist dieser an CFC (Drehmoment 1) anzuschließen und Stellantriebsart 10 zu wählen. Siehe folgende Tabelle.
INSUM® MCU Handbuch
37 aBB 1TGC 901021 M0101 Ausgabe Oktober 2003
Notizen: Tabelle 38. Mögliche Konfigurationen mit Endlagen- und Drehmomentschaltern.
Stell-antrieb Konfigu-ration
Limit1
X13:20
Limit2
X13:19
Dreh-moment1
X13:20 (X14:9)
Dreh moment2
X13:21 (X14:10)
Dreh moment1
X13:20 (X14:9)
Dreh moment2
X13:21 (X14:10)
Offen Geschlos sen
Offen1) Geschlos-sen1)
Öffnend2) Schließend2)
1 Stop Stop Nicht relevant
Nicht relevant
Nicht relevant
Nicht relevant
2 Stop Zurück3) Nicht relevant
Nicht relevant
Nicht relevant
Nicht relevant
3 Zurück3) Stop Nicht relevant
Nicht relevant
Nicht relevant
Nicht relevant
4 Stop Stop Nicht relevant
Nicht relevant
Störung Störung
5 Stop Zurück3) Nicht relevant
Nicht relevant
Störung Störung
6 Zurück3) Stop Nicht relevant
Nicht relevant
Störung Störung
7 Dreh moment14)
Dreh moment24)
Stop Stop Störung Störung
8 Stop Dreh moment24)
Nicht relevant
Stop Störung Störung
9 Dreh moment14)
Stop Stop Nicht relevant
Störung Störung
10 Dreh moment15)
Dreh moment15)
Stop5) Nicht relevant
Störung Nicht relevant
1) Die Schalterstellungen offen/geschlossen des Drehmomentschalters werden immer vom zugehörigen Endlagenschalter angezeigt (soweit aktiv). 2) Die Schalterstellungen offen/geschlossen des Drehmomentschalters beim Verfahren werden immer vom Drehmomentschalter selbst aktiviert, d.h. der Stellantrieb ist bei Aktivierung des Eingangs in der Mitte des Verfahrbereichs. 3) Zurück ist eine automatische Steuerungsfunktion, die bei Ansprechen des markierten Eingangs aktiviert wird. 4) Bei Aktivierung des Drehmomentschalters (1 oder 2) nach dem zugehörigen Endlagenschalter wird nur die Stellung des Endlagenschalters angezeigt, der Stellantrieb wird angehalten. 5) DREHMOMENT1 liest den Status des einzigen Drehmomentschalterausgangs (für Zustand offen und geschlossen).
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38 aBB 1TGC 901021 M0101 Ausgabe Oktober 2003
Notizen: 4.1.15 Spartransformator-Antriebe
Diese Antriebsart wird zur Ansteuerung eines Spartransformators zur Minimierung des Spannungsabfalls beim Motorstart verwendet. Der Spartrafo-Antrieb mit drei Schützen sorgt für einen Motoranlauf mit reduzierter Spannung und damit auch reduziertem Anlaufstrom. Das Startmoment wird ebenfalls ent-sprechend abgesenkt.
Tabelle 39. Spartrafo-Antriebe, Schnittstelle zur Schütz-Steuerung.
Bezeichnung
Pin Beschreibung
CCWDLI X11:01 Schütz-Steuerspannungseingang mit Watchdog-Relais
CCLI X11:02 Spannungseingang Schütz-Steuerung
CCA X11:04 Schütz-Steuerung A
CFA X14:07 Rückmeldeeingang Schütz-Steuerung A
CCB X11:05 Schütz-Steuerung B
CFB X14:08 Rückmeldeeingang Schütz-Steuerung B
CCC X11:06 Schütz-Steuerung C
CFC X14:09 Rückmeldeeingang Schütz-Steuerung C (im Einschub)
X13:20 Rückmeldeeingang Schütz-Steuerung C (außen am Einschub)
START1 X13:12 Eingang Motorstart 1 (Rechtslauf, Auf)
STOP X13:14 Eingang Motorstopschalter
Abbildung 32. Steuerkreis für Spartrafo-Antriebe, Beispiel 1, MCU2.
M
L1 L2 L3
X11-2
X11-4
MCU2
X11-5
K3 K1
Eingang Steuerspannung
CCA (Eingang Steuerspannung)
CCB
N
K2
X11-6CCC
X11-1
K1
K2 K3 FDSP018
Abbildung 33. Steuerkreis für Spartrafo-Antriebe, Beispiel 2.
M
L1 L2 L3
X11-2
X11-4
MCU2
X11-5
K3 K1
Eingang Steuerspannung
CCA (Eingang Steuerspannung)
CCB
N
K2
X11-6CCC
X11-1
K1
K2
K3
FDSP020
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39 aBB 1TGC 901021 M0101 Ausgabe Oktober 2003
Notizen: Abbildung 34. Steuerkreis für Spartrafo-Antriebe, Beispiel 3.
M
L1 L2 L3
X11-2
X11-4
MCU2
X11-5
K3 K1
Eingang Steuerspannung
CCA
(Eingang Steuerspannung)
CCB
N
K2
X11-6CCC
X11-1
K1
K2
K3
FDSP019
Diese Antriebsart unterstützt im Normalbetrieb (EIN) alle Schutzfunktionen. Beim Motorstart sind zusätzliche Schutzfunktionen während der im Parameter Autotrafo Startzeit eingestellten Zeit deaktiviert. Mehr Informationen sind im Kapitel “Deaktivierte Schutzfunktionen” zu finden.
Der Steuerkreis wird über drei Schütze zur Schütz-Steuerung geschaltet. Die von dieser Konfiguration unterstützten Varianten sind im Anhang zu diesem Handbuch genannt.
Der Anwender kann den Antrieb (Start- und Stopbefehl) wie jeden anderen Antrieb ansteuern, und der Motor wird durch das Ansprechen einer Schutzfunktion angehalten. Für den Motorstart sind zwei Zeitbaugruppen vorhanden, siehe nachstehende Abbildung.
Nach Wahl der Antriebsart Spartransformator und Anschluss der Geräte an die MCU muss der Anwender die Zeit einstellen, die für den jeweiligen Motor und den Prozess von Bedeutung ist.
Die Timer für den Anlauf mit Spartransformator beginnen ab dem Moment zu laufen, in dem der Anlaufbefehl ausgeführt und der erste Befehl zur Schütz-Steuerung gegeben wurde.
Unter dem Parameter Autotrafo Startzeit kann der Benutzer festlegen wie lange der Motor mit reduzierter Spannung anlaufen soll. Die voreingestellten Schutzfunktionen sind wie erwähnt in diesem Fall nicht aktiv.
Nach Ablauf der Autotrafo Startzeit wird der Motor auf Netzspannung geschaltet. Während die Motoranlaufzeit aktiv ist, sind die genannten Schutzfunktionen außer Kraft.
Für die Wahl der Parameterwerte gilt folgende Regel:
Autotrafo Startzeit < Motoranlaufzeit
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40 aBB 1TGC 901021 M0101 Ausgabe Oktober 2003
Notizen: 4.2 Schutzfunktionen
4.2.1 Allgemeines
Die Schutzfunktionen der Motorsteuerung beinhalten die Funktionalität zum Schutz drei- oder einphasiger Elektromotoren vor Überlast oder anderen Fehlerbedingungen, die zu Motorschäden führen können. Diese Funktionen basieren hauptsächlich auf der Strommessung, für einige sind jedoch auch Spannungs- oder andere Messungen erforderlich (Thermistor, Drehzahlmesser, Erdschlusswandler).
Die Funktionalität der Schutzfunktionen ist von der Parametrierung durch den Benutzer abhängig. Die Schutzfunktionen sind von einander unabhängig, so dass mehrere Funktionen gleichzeitig aktiv sein können; die erste Funktion, die eine Fehlersituation erkannt hat, führt jedoch zu einer Motorstörung. Diese ist abhängig von den Einstellungen der Auslöseschwelle und der Auslöseverzögerung.
Das kann z.B. dazu führen, dass die letzte aktive Warnung eine andere Ursache zeigt als die, die die Auslösung verursacht hat. Diese Situation kann eintreten, wenn eine Schutzfunktion zwischen der Warnschwelle und der Auslöseschwelle einer anderen Schutzfunktion, welche zur Störung führt, eine Warnung ausgibt. Die Warnschwellen der verschiedenen Schutzfunktionen können sich überlappen, was durch Anzeige aller aufgetretenen Warnungen im Meldungsspeicher überprüft werden kann.
4.2.2 Deaktivierte Schutzfunktionen
Unter bestimmten Umständen werden Teile der Schutzfunktion aufgrund ihrer Art und Funktionalität deaktiviert. Diese eng begrenzten Situationen sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.
Hinweis! Für die Antriebsarten GA, WA und Stellantrieb können EEx e-Parameter für den thermischen Überlastschutz vorgegeben werden.
Tabelle 40. Bedingungen zur Deaktivierung von Schutzfunktionen.
Parameter Sanftstartzeit/ Sanftstopzeit
Schutzfunktion
Motoranlaufzeit/ Motoranlaufzeit N2
Phasenzahl: eine Phase ausgewählt
Autotrafo Startzeit
Start Stop
Phasenausfallschutz X X - X -
Schieflastschutz X X - X -
Erdschlussschutz (gemessen)
X - - X -
Erdschlussschutz (rechnerisch)
X X - X -
Drehzahlüberwachung X - - - -
Blockierschutz X - - - -
Unterlastschutz cosphi X - - X -
Unterlastschutz - - X X -
Überlastwarnung X - - - -
Störung „Motor läuft noch“ - - - - X
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41 aBB 1TGC 901021 M0101 Ausgabe Oktober 2003
Notizen: 4.2.3 Unterstützte Schutzfunktionen
MCU1 und MCU2 verfügen über die nachstehend aufgeführten Schutzfunktionen. Eine ausführlichere Beschreibung der jeweiligen Funktionalität ist in dem entsprechenden Kapitel zu finden.
Tabelle 41. Verfügbare Schutzfunktionen je nach Gerätevariante.
MCU1 MCU2
Thermischer Überlastschutz (TOL) X X
Standard X X
EEx e - X
Phasenausfall X X
Phasenstrom-Schieflast - X
Leerlauf X X
Unterlast X X
Unterlast cosphi - X1)
Blockiert X X
Unterspannung - X1)
Drehzahlüberwachung - X
Motortemperaturschutz (PTC) - X
Erdschluss - X
Startbegrenzung - X
Startverzögerung” - X 1) mit Spannungseinheit
4.2.4 Thermischer Überlastschutz
4.2.4.1 Überblick über den thermischen Überlastschutz
Der thermische Überlastschutz (TOL) schützt den Motor vor Überhitzung. Die Motortemperatur wird per Berechnung simuliert. Das Rechenergebnis, d.h. die thermische Belastung (θ) wird im thermischen Spei-cher abgelegt. Der Wert im thermischen Speicher wird über die Feldbusschnittstelle an andere Geräte ausgegeben (z.B. MMI). MCU1 und MCU2 simulieren die thermische Belastung des Motors bei laufendem und stehendem Motor. Die Simulation wird mit den Rechenergebnissen durchgeführt, denen die drei höchsten gemessenen Phasenströme (IL>) und das parametrierte thermische Modell des Motors zugrunde liegen. Das Gerät simuliert praktisch das thermische Motorverhalten an einem bestimmten Punkt der Motorkonstruktion, dem sogenannten “Hot Spot”.
Die Berechnung erfolgt unter verschiedenen Betriebsbedingungen des Motors. Die prinzipielle Vorgehens-weise wird anhand des folgenden Beispiels erläutert. Der Temperaturan- und -abstieg wird von der thermi-schen Überlastfunktion für den laufenden und stehenden Motor simuliert.
Abbildung 35. Prinzipdarstellung der thermischen Simulation.
t/s
ℵ / 100%
ℵ/ 0%
I Lmax / 10 x In
ℵ / 50%I Lmax / 5 x In
I Lmax / 0 x In I Lmax / 1,14 x In
Start Überlast Nominallast Stop
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42 aBB 1TGC 901021 M0101 Ausgabe Oktober 2003
Notizen: 4.2.4.2 Begriffsbestimmung für die thermische Schutzfunktion
Im vorliegenden Handbuch wird die folgende Terminologie verwendet.
Tabelle 42. Verwendete Abkürzungen und Begriffe (TOL).
Abkürzung Erläuterung
ITOL Strom für die TOL-Simulation, gemessener Strom einschl. Berechnungsfaktoren
MUNBA Schieflastkoeffizient als Multiplikator
TFLC Thermischer Vollaststrom-Multiplikator, abzgl. der Umgebungstemperatur des Motors
In Per MCU-Parameter Nennstrom eingestellter Motornennstrom
ILmax Gemessener höchster Phasenstromwert
ILmin Gemessener niedrigster Phasenstromwert
InLmax Vorher gemessener höchster Phasenstromwert
θ Im thermischen Speicher abgelegter Wert, d.h. thermische Belastung
∆θ Änderung zwischen vorherigem und neuem rechnerischen thermischem Belastungswert
θn-1 Zuvor berechneter thermischer Belastungswert
θB Thermischer Speicher, Hintergrunderwärmung:
θs Thermische Startfreigabeschwelle und Störung Resetschwelle
θal Warnschwelle für thermischen Überlastschutz, Parameter TOL Warnschwelle
θal reset Thermischer Überlastschutz Warnung Resetschwelle, 4% von θ al
∆t Effektive Zeit in Sekunden
K Zeitkonstante (Faktor)
Ia Bemessungs-Blockierstrom für EEx e-Motor
Mt6 Multiplikator für die Abkühlzeit
t6 Strom 6 x TFLC, Parameter Auslöseklasse
ts Motoranlaufzeit, Parameter Motoranlaufzeit
Is Anlaufstromverhältnis des Motors, Parameter Anlaufstromverhältnis 4.2.4.3 Parameter der Schutzfunktion thermische Überlast
Die folgende Aufstellung enthält die Parameter für den thermischen Überlastschutz der Motor Control Unit.
Tabelle 43. Parameter der Motor Control Unit (TOL).
Parameterbezeichnung Erläuterung
Thermisches Modell 0 = Standard
Nennstrom Einstellung des Motornennstroms
Temp. Motorumgebung Einstellung der Temperatur in der Motorumgebung
Anlaufstromverhältnis Anlaufstromverhältnis des Motors
Motoranlaufzeit Motoranlaufzeit
Auslöseklassen / Zeit t6 Auslösezeit für Strom ILmax = 6 x In
Abkühlzeitfaktor Multiplikator für die Abkühlzeit bei stehendem Motor
TOL Warnschwelle Festlegung der Warnschwelle
Reset Modus Rücksetzverhalten beim thermischen Überlastschutz
Parameter nur bei MCU2
Thermisches Modell 0 = Standard, 1 = EEx e
TOL Bypass Kommando Umgehungsfunktion ein-/ausschalten
Ia / In Faktor Blockierstromfaktor des Motors
te – Zeit Zeit bis zur Auslösung bei Blockierstrom
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43 aBB 1TGC 901021 M0101 Ausgabe Oktober 2003
Notizen: Parameter für zwei Drehzahlen
Nennstrom N2 Motornennstrom für zweite Drehzahl
Anlaufstromverhältnis N2 Anlaufstrom des Motors für zweite Drehzahl
Motoranlaufzeit N2 Anlaufzeit des Motors für zweite Drehzahl
Auslöseklassen / Zeit t6 N2 Auslösezeit für Strom ILmax = 6 x In für zweite Wicklung
Ia / In Faktor N2 Blockierstromfaktor für zweite Wicklung
te – Zeit N2 Zeit bis zur Auslösung bei Blockierstrom für zweite Wicklung
4.2.4.4 Allgemeine Berechnung
4.2.4.4.1 Thermisches Modell In den MCU-Geräten stehen zwei individuelle thermische Modelle zur Verfügung. Die MCU1 unterstützt jedoch nur das TOL-Standardmodell, während die MCU2 zusätzlich das TOL EEx e-Modell bietet.
Die thermische Motorsimulation dieser Modelle ist im vorliegenden Kapitel beschrieben.
4.2.4.4.2 Motorstrom zur Berechnung der thermischen Belastung Die MCU (Motorsteuerung) berechnet die thermische Belastung des Motors anhand des höchsten gemessenen Phasenstroms (ILmax).
Bei der Simulation wird neben der tatsächlichen Motorlast auch eine Phasen-Schieflast und die Nennbelastung des Motors bei Umgebungstemperatur berücksichtigt.
4.2.4.4.3 Schieflast der Phasenströme Bei einer Schieflast von mehr als 20 % wird der negative Anteil der verbleibenden Phasen bei der Berechnung berücksichtigt, so dass der höchste Stromwert der Phase auf den Schieflastwert bezogen ist. Der höchste Multiplikator für den Phasenwert schwankt linear zwischen 1 bei Normalbetrieb und 1,577 bei totalem Phasenausfall. Die Funktionalität des thermischen Modells entspricht IEC 947-4-1, Unterabschnitt 7.2.1.5.2 bei Phasenausfall.
4.2.4.4.4 Thermischer Vollaststrom des Motors (TFLC) Zur Berechnung der thermischen Belastung wird der interne Parameter thermischer Vollaststrom (TFLC) als thermischer Nennstrom verwendet. TFLC ist der Nennstrom des Motors (Parameter In) bei Umgebungstemperatur, Parameter Temp. Motorumgebung.
4.2.4.4.5 Maximale thermische Belastung Die maximal zulässige thermische Belastung beträgt 100 %, hiervon ausgenommen ist die an anderer Stelle in diesem Handbuch beschriebene Umgehungsfunktion. Die maximale Belastung ist erreicht, wenn der Motor mit einem Strom von 6 x TFLC für die Dauer t6 aus kaltem Zustand gelaufen ist.
Tabelle 44. IEC 60947-4-1 Auslöseklasse bei Umgebungstemp. 40°C, Ausgeglichener Motorstrom.
Auslöseklasse T6
10A 3-7
10 7-12
20 10-25
30 15-38
Wenn die rechnerische thermische Belastung 100% erreicht, hat die simulierte thermische Motorbelastung ihren zulässigen Höchstwert, und es erfolgt eine thermische Überlastauslösung.
Bei einem Motorstrom unter 1,14 x TFLC erfolgt keine thermische Überlastauslösung. Nach einem Motorstrom von 1,05 x TFLC für die Dauer von zwei Stunden führt ein Strom von mehr als 1,2 x TFLC innerhalb von 2 Stunden zur thermischen Überlastauslösung (IEC 60947-4).
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Notizen: 4.2.4.4.6 Berechnung der thermischen Belastung nach Wiederherstellung der Hilfsspannungs-versorgung
Die thermische Simulation des Motors wird bei laufendem Gerät durchgeführt. Für den Fall des Hilfsspannungsverlusts bleibt jedoch der letzte thermische Belastungswert (θ) aus der Berechnung gespeichert.
Bei Wiederherstellung der Spannungsversorgung der MCU wird die gespeicherte thermische Belastung sodann als letzter simulierter thermischer Motorzustand verwendet. Die höchste thermische Belastung des Motors kann somit die Obergrenze auch bei ausgeschaltetem Schutzgerät nicht überschreiten.
Die Berechnung der thermischen Belastung setzt mit dem gespeicherten Wert wieder ein. Bei der ersten Synchronisation durch das Netzwerk wird die thermische Belastung entsprechend der eingestellten Verzögerung aktualisiert. Erfolgt die Synchronisation später als 128 x t6, oder bei negativer Synchronisation wird die thermische Belastung auf Null gesetzt.
4.2.4.4.7 Zeitkonstante (Faktor K) Die Zeitkonstante K eines Schutzgeräts ist die Aufwärmzeitkonstante des Motors. Dieser Faktor entspricht dem festgelegten Stromhöchstwert für die Zeitdauer, die ein Motor ohne Beschädigung laufen kann. Diese Werte sind bei Motoren für Standard- und EEx e-Anwendungen verschieden.
Die Zeitkonstante wird automatisch von der MCU errechnet. Sie wird für Standardmodell und EEx e-Modell gesondert ermittelt.
4.2.4.4.8 Zeitkonstante (Faktor Mt6) Die Zeitkonstante (Mt6) simuliert die Abkühlung eines Motors nach dem Stopbefehl. In den meisten Fällen wird der Motor vom Kühlgebläse an der Hauptwelle gekühlt. Ein laufender Motor wird daher effektiver gekühlt, so dass zur Simulation werden verschiedene Zeitkonstanten für den laufenden und den stehenden Motor verwendet werden.
Diese Zeitkonstante ist ein benutzerdefinierter Parameter. Normalerweise kühlt sich ein Motor mit angekoppeltem Gebläse 3 ... 4 Mal langsamer ab als er sich aufwärmt. Der Normwert für diese Motoren beträgt 4.
4.2.4.4.9 Startfreigabeschwelle Die Startfreigabeschwelle für den Motor θs ist die rechnerische Grenze, unterhalb derer ein von einer MCU gesteuerter Motor gestartet werden kann. Diese Schwelle entspricht der thermischen Belastung, bei der ein Motor gestartet werden kann. Die Höhe dieser Schwelle ist von den Geräteparametern abhängig, d.h. den Parametern Anlaufstrom (ls), Motoranlaufzeit (ls) und Auslöseklasse (Zeit t6).
Der Mindestwert der Startfreigabeschwelle beträgt 20 %, d.h. eine Startfreigabeschwelle von weniger als 20 % kann nicht berechnet werden.
Liegt die rechnerische thermische Belastung (θ) über der Startfreigabeschwelle (θs), und wird der Motor gestoppt, so wird die Starthemmung aktiv und die Meldung „Störung: Starthemmung“ ausgegeben. Bei aktiver Störung: Starthemmung kann der Motor nicht gestartet werden. Die Störung wird jedoch automa-tisch zurückgesetzt, sobald die thermische Belastung wieder unter die Startfreigabeschwelle (θs) sinkt.
Die Startfreigabeschwelle ist gleichzeitig die Störung Resetschwelle der thermischen Schutzfunktion. Die Auslösung durch den thermischen Schutz kann zurückgesetzt werden, wenn der rechnerische thermische Belastungswert unter der Startfreigabeschwelle (θs) liegt. Dabei kann gewählt werden, wie die Störung zurückgesetzt werden soll.
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Notizen: Abbildung 36. Funktionalität Startfreigabeschwelle.
t/s
∪/ 100%
∪/ 0%
I Lmax / 10 x In
∪/ 50%I Lmax / 5 x In
I Lmax / 0 x In I Lmax / 1,14 x In I Lmax > 1,14 x In
Starthemmung Störung
∪s / 60%
Starthemmung Störung rückgesetzt
4.2.4.5 Warnungen und Anzeigen der thermischen Überlastschutzfunktion
4.2.4.5.1 Meldung der thermischen Belastung Die rechnerische thermische Belastung (θ) wird von der MCU an den Feldbus gemeldet. Dieser Wert wird auch von der Schutzfunktion zum Vergleich mit der TOL Warnschwelle und der Auslöseschwelle verwendet.
Das thermische Abbild wird dem Feldbus mit einem Totband von 5% gemeldet, wenn der Wert unter 90% liegt. Hat die thermische Belastung den Wert 90% überschritten, erfolgt eine Meldung bei einer Änderung um 1 %.
Ein stabiles thermisches Abbild wird in regelmäßigen Abständen auf den Feldbus gegeben. Diese Abstände sind im Bereich zwischen einer Sekunde und einer Minute parametrierbar.
4.2.4.5.2 Thermische Schutzauslösung Für die thermische Maximalbelastung (θ) des Motors wird ein fester Wert eingestellt. Wenn dieser Wert erreicht wird, öffnet ein Schütz, und die Warnung „Therm.Überlaststörung“ wird ausgegeben.
Sobald die thermische Belastung unter die Störung Resetschwelle abgesunken ist (siehe Startfreigabeschwelle θs), kann die Störung zurückgesetzt werden. Damit ist auch gewährleistet, dass eine ausreichende thermische Belastungsreserve zum Neustart des Motors verfügbar ist.
Abbildung 37. Thermische Schutzauslösung, Funktionalität.
t/s
∪ / 100%
∪/ 0%
I Lmax / 10 x In
∪ / 50%I Lmax / 5 x In
I Lmax / 0 x In I Lmax / 1,14 x In
∪ s / 60%
“TOL-Störung TOL-Störung rücksetzen
Zeit bis Rücksetzen möglich Zeit bis Auslösung
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Notizen: 4.2.4.5.3 Thermische Überlastwarnung Zur Anzeige der thermischen Motorlast kann vom Benutzer eine parametrierbare Grenze gesetzt werden, die TOL Warnschwelle. Beim Erreichen dieser Schwelle gibt das Gerät einen Alarm aus, um auf den aktuellen Stand der thermischen Belastung (θ) hinzuweisen.
Überschreitet die thermische Belastung die Alarmschwelle der thermischen Schutzfunktion θ > θal, gibt das Gerät die Warnung Therm. Überlastwarnung aus. Die Warnung wird automatisch zurückgesetzt, wenn die thermische Belastung unter die Schwelle von 4% des Werts TOL Warnschwelle fällt (d.h. θ < θal reset).
Abbildung 38. Thermische Überlastwarnung.
t/s
Π / 100%
Π / 0%
I Lmax / 10 x In
Π / 50% I Lmax / 5 x In
I Lmax / 0 x In I Lmax / 1,14 x In
Π al / 70%
Thermische Überlastwarnung
Thermische Überlastwarnung rückgesetzt
Π al reset / 67%
4.2.4.5.4 Überlastwarnung Die „Überlastwarnung“ wird automatisch gesetzt, wenn der Motor überlastet ist, d.h. ILmax > 1,14 x TFLC (Strom symmetrisch). Wird eine Überlast erkannt, gibt das Gerät eine Warnung aus, um die Überlast zu melden.
Die Überlastwarnung wird selbsttätig zurückgesetzt, wobei jedoch eine Hysterese von 4 % zu berücksichtigen ist. Die Warnung wird also erst gelöscht, wenn die Überlast unter 4 % von 1,14 x TFLC (Strom symmetrisch) fällt, d.h. wenn ILmax < 1.10 x TFLC.
Die thermische Überlastwarnung weist auch auf eine thermische Überlaststörung in absehbarer Zeit hin. Die rechnerische Zeit bis Auslösung wird an den Feldbus ausgegeben, wenn eine Überlast vorliegt.
Abbildung 39. Überlastwarnung
t/s
( / 100%
( / 0%
I Lmax / 10 x In
( / 50% I Lmax / 5 x In
I Lmax / 0 x In I Lmax / 1,14 xIn I Lmax > 1,14 x In
ILmax < 1,10xIn
“Überlastwarnung Überlastwarnung zurückgesetzt
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Notizen: 4.2.4.5.5 Meldungen Zeit bis Auslösung und Zeit bis Reset möglich der thermischen Schutzfunktion
Bei Überlast überwacht die MCU den Wert Zeit bis Auslösung, d.h. die geschätzte Zeitdauer, bis die thermische Belastung 100 % erreicht.
Die rechnerische, geschätzte Zeit bis Auslösung wird an den Feldbus mit einem festen Schwellwert von 25% des letzten gemeldeten Werts ausgegeben oder alle 10 Sekunden, wenn der Wert sich seit der Ausgabe des letzten Wertes innerhalb der letzten 10 Sekunden nicht um mehr als 25% geändert hat.
Bei einem Strom unterhalb der Überlastwarnschwelle beträgt die ausgegebene Zeit bis Auslösung 65535 Sekunden. Dieser Wert wird als “nicht aktiv” interpretiert.
Nach Auslösung der thermischen Schutzfunktion überwacht die MCU die Zeit bis Reset möglich. Dies ist die geschätzte Zeitdauer, bis die thermische Belastung (θ) unter die Störung Resetschwelle, und damit die Startfreigabeschwelle (θs) sinkt. Ist dieser Wert erreicht, wird die Ereignismeldung „TOL Reset möglich“ ausgegeben, um dem Benutzer mitzuteilen, dass eine Störung zurückgesetzt werden kann.
Der Wert Zeit bis Reset möglich wird mit einem festen Schwellwert von 5 Sekunden ausgegeben. Wenn die Zeit bis Reset möglich weniger als 10 Sekunden beträgt, wird der Wert einmal pro Sekunde ausgegeben.
4.2.4.6 Motorerwärmung unter verschiedenen Betriebsbedingungen
Bei Normallast pegelt sich die simulierte thermische Motorbelastung bei ca. 50 % des Höchstwerts ein.
Bei Überlastbetrieb, d.h. ILmax > 1,14 x TFLC, ändert sich das thermische Motorverhalten, und die Temperaturverteilung im Motor ist stark unterschiedlich. Einige Bereiche erwärmen sich schneller als der übrige Motorblock. Die Simulation ändert sich, und es werden zwei thermische Abbilder errechnet (Abschnitt 2 in der folgenden Abbildung).
Bei der Simulation werden also zunächst zwei thermische Werte berechnet. Zunächst wird der schnelle Temperaturanstieg im Motorblock (Hot spot) als höchster Temperaturwert (θ) simuliert. Der höchste rechnerische Temperaturwert wird immer auf den Feldbus gegeben. Danach berechnet das Gerät die Hintergrunderwärmung (θB), die mit der durchschnittlichen Erwärmung in der Mitte der Ständerwicklungen gleichzusetzen ist.
Abbildung 40. Temperaturanstieg beim Motorbetrieb.
θ / 100%
θ / 0%
ILmax / 10 x In
θ / 50%ILmax / 5 x In
ILmax / 0 x In
ILmax / 1,14 x In
1 2
θB
θ
t/s
θ
4.2.4.7 Motorabkühlung unter verschiedenen Betriebsbedingungen
4.2.4.7.1 Abkühlen aus Überlast mit fester Rampe Wenn sich der Motor nach einer Überlast auf Nennlast eingepegelt hat, angehalten oder ausgelöst wurde, beginnt die Abkühlung. Die Abkühlung beginnt mit einem linearen Abfall der thermischen Belastung (θ). Der lineare Abfall ist auf 0,2 % / Sekunde festgelegt. Mit seiner Hilfe sollte die Hintergrunderwärmung (θB) (Abschnitt 3 in der nachstehenden Abbildung) erreicht werden.
Das repräsentiert die schnelle Abkühlung heißer Teile in einem Motorblock bei angehaltenem oder ausgelöstem Motor oder bei Nennlast.
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Notizen: Abbildung 41. Abkühlung eines angehaltenen oder laufenden Motors.
t/s
ξ / 100%
ξ / 0%
I Lmax / 10 x In
ξ / 50% I Lmax / 5 x In
I Lmax / 0 x In I Lmax / 1,14 x In
3 4 5
ξB
ξ
4.2.4.7.2 Betrieb bei Nennlast Die Motorlast wird auf die Nennlast reduziert (ILmax < 1,14 x TFLC).
Nach der Überlastung wird zur Temperaturberechnung die Konstante 0,2%/sec verwendet bis θ = θB. Sieh vorherige Abbildung, Abschnitte 3 und 4.
4.2.4.7.3 Motor angehalten oder ausgelöst Motor ist nicht belastet (ILmax = 0)
Zur Temperaturberechnung wird die Zeitkonstante (Mt6) verwendet, die eine langsamere Abkühlung berücksichtigt. In Abschnitt 5 der vorstehenden Abbildung ist die Abkühlung eines angehaltenen Motors dargestellt.
4.2.4.8 Thermischer Überlastschutz, weitere Eigenschaften
4.2.4.8.1 Thermisches Modell für EEx e Überlastschutz Für explosionsgeschützte Anwendungen werden spezielle ‚EEx e-Motoren‘ verwendet. Speziell für diesen Motortyp sind zwei Parameter vorgesehen: • Verhältnis Blockierstrom/Nennstrom (IA/IN) • te -Zeit.
Wenn das EEx e-Modell für den thermischen Überlastschutz verwendet wird, d.h. über Parameter Thermisches Modell ausgewählt wurde, umgehen diese beiden Parameter den Parameter t6 sowie das angenommene jeweilige Verhältnis von Blockierstrom zu Nennstrom von sechs (6) bei der Berechnung des thermischen Überlastschutzes, wie bereits im Kapitel Zeitkonstante (Faktor K) beschrieben.
Der Parameter te -Zeit bezeichnet die längste Zeitspanne, in der der Blockierstrom vorhanden sein darf, ohne dass an der Motoroberfläche stellenweise die zulässige Höchsttemperatur entsprechend der Definition der Umweltklasse erreicht wird.
Bei Auswahl des EEx e-Modells für den thermischen Überlastschutz steht die an anderer Stelle beschriebene TOL Bypass-Funktion nicht zur Verfügung.
4.2.4.8.2 Automatisches Wiederanlaufen nach thermischer Überlastauslösung Die Motor Control Unit 2 (MCU2) bietet über die beschriebenen Schutzfunktionen hinaus noch weitere Merkmale. Diese werden im vorliegenden Kapitel erläutert.
Die MCU2 bietet eine spezielle Rücksetzfunktionalität für die thermische Schutzauslösung. Diese Funktionalität wird als ‚Restart‘-Rücksetzmodus bezeichnet. Bei Aktivierung dieses Rücksetzmodus läuft der Motor automatisch nach Abkühlen auf die Startfreigabeschwelle (θs) an, bei der die Störung zurückgesetzt werden kann.
Der Motor läuft in der Drehrichtung und mit der Drehzahl an, die vor der Auslösung eingestellt waren.
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Notizen: 4.2.4.8.3 TOL Bypass Kommando Bei einigen Anwendungen ist es für den Prozess günstiger, den thermischen Überlastschutz vorüber-gehend zu umgehen. Die Lebensdauer des Motors verkürzt sich hierdurch zwar, aber den Prozess anzuhalten wäre teurer. TOL-Bypass ist ein spezieller Befehl, der über den Feldbus gegeben wird.
Zur Ausführung dieses Befehls steht ein spezieller Parameter zur Verfügung. Die TOL-Bypass-Funktion ist nur für das TOL-Standardmodell verfügbar und kann somit nicht für das EEx e-Modell verwendet werden.
Liegt eine Temperatur über der parametrierten Warnschwelle, kann ein Bypass-Befehl an die MCU2 ausgegeben werden. Bei aktiver Bypass-Funktion darf das thermische Abbild bis auf 200 % ansteigen, bevor eine Auslösung erfolgt.
In diesem Fall ist bei Überlastung des Motors (ILmax > 1,14 x TFLC) die Überlastwarnung aktiv, damit die Überlast bemerkt wird. Die Zeit bis Auslösung wird jedoch nicht aktualisiert, solange die thermische Belastung (θ) nicht über 200 % (ITOL < √2) ansteigt. Wird der Motor vor Auslösung angehalten, so dass die Temperatur unter die TOL Warnschwelle sinkt, wird die Bypass-Funktion abgeschaltet. Das Bypass-Kommando bleibt beim Betrieb unterhalb der Warnschwelle unberücksichtigt.
Über die Feldbusschnittstelle wird das Gerät informiert, wenn die TOL-Bypassfunktion aktiviert wurde. Die Zeitmarke des letzten TOL Bypass-Kommandos sowie die Anzahl dieser Kommandos bleiben gespeichert und stehen zur statistischen Auswertung zur Verfügung.
4.2.4.8.4 Anwendungen mit zwei Drehzahlen (N2) Die MCU2 unterstützt Motoren mit zwei Drehzahlen (N2). Bei Anwahl über den Parameter Antriebsart berechnet die MCU2 gesonderte thermische Belastungsschwellen für die einzelnen Drehzahlen oder Motorwicklungen. Es gibt jedoch ein festes Verhältnis von 100% beim Übergang von der einen Motorwicklung zur anderen, weil beide Wicklungen grundsätzlich dasselbe thermische Abbild haben.
Die thermische Belastung der aktuell verwendeten Wicklung (θ) sowie die Hintergrunderwärmung (θB) werden wie vorstehend erläutert mit den Ausdrücken A und B berechnet.
Bei einer Drehzahländerung werden die zur thermischen Berechnung verwendeten Parameter entsprechend umgeschaltet, d.h. Einstellung von In, Zeit t6, usw.
Abbildung 42. Prinzip der thermischen Simulation für einen Motor mit zwei Drehzahlen.
t/s
∠ / 100%
∠/ 0%
I Lmax / 10 x In
∠/ 50%I Lmax / 5 x In
I Lmax / 0 x In I Lmax / 1,14 x In
Start N1Überlast
∠B
∠
Start N2Überlast
Wicklung 2
Wicklung 1
Stop
∠
4.2.5 Phasenausfallschutz
Die MCU schützt den Motor vor Phasenausfall. Für den Phasenausfallschutz werden die höchsten und niedrigsten gemessenen Phasenströme (ILmin und ILmax) sowie die folgenden Parameter verarbeitet. Die Funktion wird durch die Parameter Motoranlaufzeit (/Motoranlaufzeit N2), Phasenzahl und Softstartzeit unterdrückt.
Tabelle 45. Phasenausfallschutz, Parameter.
Funktion Parameterbezeichnung
Phasenausfallschutz Warnschwelle
Phasenausfallschutz Auslöseschwelle
Phasenausfallschutz Auslöseverzögerung
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Notizen: Abbildung 43. Phasenausfallschutz in der MCU.
Auslöseverzögerung Auslöseverzögerung
Warn schwelle
t
Auslöse schwelle
(I Lmin / I Lmax ) Phasenausfall Warnung
Phasenausfallstörung
ILmin/ILmax wird mit dem Parameter Warnschwelle für den Phasenausfall verglichen. Sobald ILmin/ILmax unter die Warnschwelle fällt, wird die Warnung „Phasenausfallwarnung L1/2/3“ ausgegeben.
ILmin/ILmax wird mit dem Parameter Auslöseschwelle für den Phasenausfall verglichen. Sobald ILmin/ILmax länger als die Auslöseverzögerung unter der Auslöseschwelle liegt, wird die Warnung „Phasenausfallstörung L1/2/3“ ausgegeben und das Schütz ausgelöst.
4.2.6 Unterlastschutz
Die MCU schützt den Motor vor Unterlast. Für den Unterlastschutz wird der höchste gemessene Phasenstrom (ILmax) und die folgenden Parameter verwendet. Die Funktion wird durch die Parameter Autotrafo Startzeit und Sanftstartzeit unterdrückt.
Tabelle 46. Unterlastschutz, Parameter.
Funktion Parameterbezeichnung Unterlastschutz Warnschwelle
Unterlastschutz Auslöseschwelle
Unterlastschutz Auslöseverzögerung
Abbildung 44. Unterlastschutz durch die MCU.
Auslöseverzögerung Auslöseverzögerung
Warn-schwelle
t
Auslöse-schwelle
(lLMAX /I n ) Unterlast Warnung
Unterlast Auslösung
Der höchste gemessene Phasenstrom (ILmax) wird mit dem Parameter Unterlast Warnschwelle verglichen. Sobald ILmax unter die Warnschwelle fällt, wird eine „Unterlastwarnung“ ausgegeben.
Der höchste gemessene Phasenstrom (ILmax) wird mit dem Parameter Unterlast Auslöseschwelle verglichen. Sobald ILmax länger als die Auslöseverzögerung unter der Auslöseschwelle liegt, wird eine „Unterlaststörung“ ausgegeben und das Schütz geöffnet.
Die Auslöseschwelle kann auf Null gesetzt werden, wenn nur eine Warnung, aber keine Auslösung gewünscht ist.
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Notizen: 4.2.7 Unterlastschutz cosphi
Die MCU2 schützt den Motor vor Unterlast auf der Basis des ermittelten cosphi und folgender Parameter. Die Funktion wird durch die Parameter Motoranlaufzeit (/Motoranlaufzeit N2) und Sanftstartzeit unterdrückt.
Tabelle 47. Unterlastschutz cosphi, Parameter.
Funktion Parameterbezeichnung
Unterlastschutz cosphi Warnschwelle
Unterlastschutz cosphi Auslöseschwelle
Unterlastschutz cosphi Auslöseverzögerung
Abbildung 45. Unterlastschutz cosphi.
Auslöseverzögerung Auslöseverzögerung
Warn schwelle
t
Auslöse-schwelle
Cosphi Unterlast Cosphi Warnung
Unterlast Cosphi Auslösung
Der cosphi-Wert wird mit der Unterlast cosphi Warnschwelle verglichen. Sobald der cosphi unter die Warnschwelle fällt, wird eine „Unterlast cosphi Warnung“ ausgegeben.
Der cosphi-Wert wird mit der Unterlast cosphi Auslöseschwelle verglichen. Sobald der cosphi länger als die Auslöseverzögerung unter der Auslöseschwelle liegt, wird eine „Unterlast cosphi Störung“ ausgegeben und das Schaltschütz geöffnet.
Zur Parametrierung der Unterlastschutzfunktion mit cosphi-Bestimmung wird der absolute cosphi-Wert ohne Vorzeichen verwendet.
4.2.8 Leerlaufschutz
Der Leerlaufschutz hat praktisch dieselbe Funktion wie der Unterlastschutz. Die Standard-Parametereinstellungen sowie die Meldungen dieser Funktionen sind jedoch verschieden.
Für den Leerlaufschutz wird der höchste gemessene Phasenstrom (ILmax) und die folgenden Parameter verwendet.
Tabelle 48. Leerlaufschutz, Parameter.
Funktion Parameterbezeichnung
Leerlauf Warnschwelle
Leerlauf Auslöseschwelle
Leerlauf Auslöseverzögerung
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Notizen: Abbildung 46. Leerlaufschutz durch die MCU.
t
Auslöse-schwelle
Auslöseverzögerung Auslöseverzögerung
Leerlaufwarnung
Warn-schwelle
Leerlauf-Störung
(ILmax / I n )
Der höchste gemessene Phasenstrom (ILmax) wird mit dem Parameter Leerlauf Warnschwelle verglichen. Sobald ILmax unter die Warnschwelle fällt, wird eine „Leerlaufwarnung“ ausgegeben.
Der höchste gemessene Phasenstrom (ILmax) wird mit der Auslöseschwelle verglichen. Sobald ILmax länger als die Auslöseverzögerung unter der Auslöseschwelle liegt, wird eine „Leerlaufstörung“ ausgegeben und das Schaltschütz geöffnet.
4.2.9 Blockierschutz
Für den Blockierschutz wird der höchste gemessene Phasenstrom (ILmax) und die folgenden Parameter verwendet. Die Funktion wird durch Parameter Motoranlaufzeit (/Motoranlaufzeit N2) unterdrückt.
Tabelle 49. Blockierschutzfunktion, Parameter.
Funktion Parameterbezeichnung
Blockierschutz Warnschwelle
Blockierschutz Auslöseschwelle
Blockierschutz Auslöseverzögerung
Abbildung 47. Blockierschutz durch die MCU.
arnung
I N
t
I Lmax
Auslöseverzögerung
Auslösung
Anlaufstrom Auslöse-schwelle
Start
Warn-schwelle
WarnungFunktion aktiviert
Die Blockierschutzfunktion wird aktiviert, sobald der Motoranlauf abgeschlossen (höchster gemessener Phasenstrom ILmax sinkt unter 1.25 x IN) oder die Motoranlaufzeit abgelaufen ist.
Der höchste gemessene Phasenstrom (ILmax) wird mit der Warnschwelle verglichen. Sobald ILmax über die Blockierschutz-Warnschwelle ansteigt, wird eine „Blockiertwarnung“ ausgegeben.
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Notizen: Der höchste gemessene Phasenstrom (ILmax) wird mit der Auslöseschwelle verglichen. Sobald ILmax länger als die Auslöseverzögerung über der Auslöseschwelle liegt, wird eine „Blockiertstörung“ ausgegeben.
4.2.10 Erdschlussschutz
Die Erdschlussschutzfunktion schützt den Motor vor Erdschluss. Die MCU bietet zwei Möglichkeiten zur Erfassung von Erdschlussströmen. Es kann jeweils nur eine Möglichkeit gewählt werden: • Erfassung aus den gemessenen Phasenströmen, Vektorsumme der Phasenströme ist ungleich Null.
Die Funktion wird durch die Parameter Motoranlaufzeit (/Motoranlaufzeit N2), Phasenzahl und Softstartzeit unterdrückt.
• Messung durch Erdschlusswandler mit einem Ausgang von 10 Vp-p. Die Funktion wird durch die Parameter Motoranlaufzeit (/Motoranlaufzeit N2) und Sanftstartzeit unterdrückt.
Die Schwellenwerte gelten als Absolutwerte. Wird die Vektorsumme der Phasenströme zur Erfassung des Erdschlussstroms verwendet, ist die maximale Empfindlichkeit dem Motornennstrom proportional (15 % des eingestellten Motornennstroms).
Hinweis! Wird ein Erdschlussschutz mit exakten Werten benötigt, ist die Messwertmethode anzuwenden.
Für den Erdschlussschutz werden die in der nachstehenden Tabelle genannten Parameter verwendet.
Tabelle 50. Erdschlussschutz, Parameter.
Funktion Parameterbezeichnung
Erdschluss Methode
Erdschluss Erdschlusswandler
Erdschluss Warnschwelle
Erdschluss Auslöseschwelle
Erdschluss Auslöseverzögerung
Der Erdschlussschutz basiert auf der Berechnung der Vektorsumme der Phasenströme und ist von der Nullstromgrenze der Strommessung abhängig. Ist ein empfindlicherer Erdschlussschutz erforderlich, wird die Messung über einen externen Erdschlusswandler empfohlen. Dies gilt insbesondere für potentialfreie oder über einen Widerstand geerdete Verteilnetze.
Beim Erdschlussschutz wird von einem symmetrischen, dreiphasigen Netz ausgegangen. Der Erdschlussschutz spricht bei symmetrischem Erdschluss nicht an.
Abbildung 48. Erdschlussschutz durch die MCU2.
Auslöseverzögerung
Auslöseverzögerung
Warn-schwelle
t
Auslöse-schwelle
(I 0 )
Erdschlusswarnung
Erdschluss-Störung
I0 wird mit der Warnschwelle für den Erdschlussstrom verglichen. Sobald I0 die Warnschwelle übersteigt, wird eine „Erdschlusswarnung“ ausgegeben.
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Notizen: I0 wird mit der Auslöseschwelle für den Erdschlussstrom verglichen. Sobald I0 länger als die Auslöseverzögerung über der Erdschlussstrom-Auslöseschwelle liegt, wird die Warnung „Erdschlussstörung“ ausgegeben und das Schütz ausgelöst.
Der Erdschlussschutz setzt einen laufenden Motor voraus, d.h. die MCU löst bei einem Motor im Leerlauf nicht aus.
4.2.11 Schieflastschutz
Die MCU2 schützt den Motor vor Phasenschieflast. Für den Schieflastschutz werden alle gemessenen Phasenströme (IL) und die folgenden Parameter verwendet. Die Funktion wird durch die Parameter Motoranlaufzeit (/Motoranlaufzeit N2), Phasenzahl und Softstartzeit unterdrückt.
Hinweis! Der Schieflastschutz entspricht praktisch dem Phasenausfallschutz, wobei jedoch die Parameter anders dargestellt sind, andere Grenzen gelten und von den Funktionen unterschiedliche Meldungen generiert werden. Tabelle 51. Schieflastschutz, Parameter.
Funktion Parameterbezeichnung
Schieflastschutz Warnschwelle
Schieflastschutz Auslöseschwelle
Schieflastschutz Auslöseverzögerung
Abbildung 49. Schieflastschutz durch die MCU2.
Auslöseverzögerung
Auslöseverzögerung
Warn-schwelle
t
Auslöse-schwelle
(1- I LMIN /I LMAX )
Phasenschieflast Warnung
Schieflaststörung
(1-ILmin/ILmax) wird mit dem Parameter Schieflast-Warnschwelle verglichen. Sobald (1-ILmin/ILmax) die Schieflast-Warnschwelle übersteigt, wird eine „Schieflastwarnung“ ausgegeben.
(1-ILmin/ILmax wird mit der Schieflast-Auslöseschwelle verglichen. Sobald (1-ILmin/ILmax) länger als die Auslöseverzögerung über der Schieflast-Auslöseschwelle liegt, wird eine „Schieflaststörung“ ausgegeben und das Schaltschütz ausgelöst.
4.2.12 Drehzahlüberwachung
Die MCU2 schützt den Motor vor Festbremsen. Ein festgebremster Motor wird durch einen Sensor/Drehzahlgeber am MCU-Eingang erkannt. Der Sensor erfasst den festgebremsten Motor und gibt ein Fehlersignal an die MCU aus. Die Einstellung der Auslöseschwelle hängt vom Sensortyp und ggf. dessen Parametern ab. Die Funktion wird durch Parameter Motoranlaufzeit (/Motoranlaufzeit N2) unterdrückt.
Tabelle 52. Parameter Drehzahlüberwachung.
Funktion Parameterbezeichnung
Drehzahlüberwachung Auslöseverzögerung
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Notizen: Abbildung 50. Drehzahlüberwachung durch die MCU2.
t
(RTM)
Auslöseverzögerung Auslöseverzögerung
Auslöse-schwelle
Aktuelle Drehzahl
Drehzahl Störung
Drehzahlüberwachung Input(Drehzahlsensor Output)
Parameter Drehzahlüberwachung aktiv (Auslösung)
Wenn der gemeldete Fehler länger als die parametrierte Auslöseverzögerung an der MCU anliegt, veranlasst die MCU eine Auslösung mit Meldung "Drehzahl Störung".
4.2.13 Thermischer Schutz
Der Thermistorschutz der MCU2 schützt den Motor mit Hilfe von Temperaturfühlern (PTC) vor übermäßigen Temperaturen. Über den PTC-Eingang wird der Widerstand des angeschlossenen Temperaturfühlers gemessen. Für den Thermistorschutz werden die folgenden Parameter verwendet.
Tabelle 53. Thermistorschutz, Parameter.
Funktion Parameterbezeichnung
Thermischer Schutz Warnschwelle
Thermischer Schutz Kabelkompensation
Thermischer Schutz Kurzschluss Schwellwert Alle Schwellenwerte sind in Ohm angegeben.
Abbildung 51. Thermischer Schutz mittels PTC.
Kurzschlussschwelle
t
Warnschwelle
(Ω)
Thermistor Temp. Warnung
Thermistor- Temp. Störung
Warnung gelöscht
Leitungsbruch-Schwelle 12000 Ωl
Auslöseschwelle 3600 Ω
Resetschwelle 1600 Ω
Störung rücksetzen
PTC Kurzschluss Störung
Störung rücksetzen
Der Widerstand des PTC-Eingangs wird mit der Warnschwelle verglichen. Sobald der Widerstand des PTC-Eingangs die Warnschwelle übersteigt, wird eine „Thermistor-Temperaturwarnung“ ausgegeben.
Die MCU vergleicht den Widerstand am PTC-Eingang mit der festen PTC-Auslöseschwelle von 3600Ω, und wenn der Widerstand am PTC-Eingang über der Auslöseschwelle liegt, wird eine „Thermist.-Temp.-Stör.“ ausgegeben und das Schütz ausgelöst.
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Notizen: Nach der Thermistor-Auslösung wird der Widerstand am PTC-Eingang mit der festen PTC-Resetschwelle von 1600Ω verglichen. Sobald der Widerstand am PTC-Eingang unter die Resetschwelle gefallen ist, führt der Thermistorschutz die im “PTC Störungs-Reset” parametrierte Funktion aus.
Der Widerstand des PTC-Eingangs wird mit dem Kurschluss-Schwellwert verglichen. Sobald der Widerstand des PTC-Eingangs unter den Kurzschluss-Schwellwert fällt, erfolgt eine Störung „Thermistor Kurzschluss“.
Der Widerstand am PTC-Eingang wird mit dem festen Drahtbruch-Schwellwert von 12000Ω verglichen. Sobald der Widerstand am PTC-Eingang den Drahtbruch-Schwellwert übersteigt, erfolgt eine Auslösung und die Warnung „Thermistor Leitungsbruch“ wird ausgegeben.
4.2.14 Unterspannungsschutz
4.2.14.1 Normale Funktion
Die MCU2 schützt den Motor vor Unterspannung in Form von Spannungseinbrüchen. Für den Unterspannungsschutz wird die niedrigste gemessene Hauptspannung (ULmin) und die folgenden Parameter verwendet.
Tabelle 54. Unterspannungsschutzfunktion, Parameter.
Funktion Parameter
Unterspannungsschutz Warnschwelle
Unterspannungsschutz Auslöseschwelle
Unterspannungsschutz Auslöseverzögerung
Unterspannungsschutz Spannung Resetschwelle
Unterspannungsschutz Max. Wiederanlaufzeit
Unterspannungsschutz Max. U-Ausfallzeit
Unterspannungsschutz Staffelstartzeit
Abbildung 52. Unterspannungsschutzfunktion.
A Auslöseverzögerung B Max. Wiederanlaufzeit C Max. U-Ausfallzeit D Staffelzeit
U LMIN
t
Auslöse-schwelle
Warnschwelle Resetschwelle
A
C
DB
1
2
4 5 6
1. Warnung 2. Warnung gelöscht 3. Wiederanlaufwarnung und Schütz offen 4. Wiederanlaufwarn. löschen und Start5. Wiederanlaufwarn. löschen und Stö6. Wiederanlaufwarn. löschen u. Staffelstart
3
Die niedrigste gemessenen Hauptspannung (ULmin) wird mit der Unterlast Warnschwelle verglichen. Sobald ULmin unter die Unterspannungs-Warnschwelle fällt, wird eine „Unterspannungswarnung“ ausgegeben.
Die niedrigste gemessene Hauptspannung (ULmin) wird mit der Unterspannungs-Auslöseschwelle verglichen, und bei Spannungsrückkehr nach beliebiger Zeit erfolgt eine der folgenden Reaktionen:
a) - Wenn ULmin vor Ablauf der Auslöseverzögerung wieder über die Unterspannungs-Resetschwelle steigt - Motor läuft weiter.
Hinweis! Bei Verwendung der Auslöseverzögerung muss die Hilfsspannung der Schütze gesichert sein.
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Notizen: b) Wenn ULmin länger als die Auslöseverzögerung unter der Resetschwelle bleibt - > „Wiederanlauf Warnung“ wird ausgegeben - Schütz wird geöffnet (Motorstatus bleibt auf ‚EIN‘).
Hinweis! • Eine nicht benötigte Auslöseverzögerung sollte auf Null gesetzt werden (Parameter
Auslöseverzögerung) • Sobald ULmin unter der Unterspannungs-Auslöseschwelle liegt, werden alle von der Strommessung und
der Rückmeldeüberwachung ausgehenden Funktionen außer Kraft gesetzt. c) Wenn ULmin vor Ablauf der Max. Wiederanlafuzeit wieder über die Resetschwelle steigt
- „Wiederanlauf Warnung“ wird gelöscht - der Motor läuft unverzögert an.
d) Wenn ULmin länger als die Max. U-Ausfallzeit unter der Resetschwelle bleibt - „Wiederanlauf Warnung“ wird gelöscht, - Schütz schließt.
Hinweis! Beim Wiederanlauf mit Staffelstartzeit beträgt die Zeit zwischen dem Motorstop und dem automatischen Wiederanlauf die Gesamtsumme von Auslöseverzögerung + Max. U-Ausfallzeit + Staffelstartzeit.
e) Wenn ULmin länger als die Max. U-Ausfallzeit unter der Resetschwelle bleibt - „Wiederanlauf Warnung“ wird gelöscht, - „Unterspannungsstörung“ wird ausgegeben und - der Motorzustand wechselt auf ‚Störung‘.
Aufgrund der Zykluszeit für die Spannungsmessung kann die MCU nur Spannungseinbrüche von mindestens 100ms Dauer erfassen.
Ein Totalausfall der Hilfsspannungsversorgung der MCU bei am Motor anliegender Hauptspannung kann bis zu 250 ms dauern. Bei einem längeren totalen Spannungsausfall startet die MCU den Motor nicht automatisch, sondern verwendet den gestaffelten Wiederanlauf, selbst wenn die Auslöseverzögerung noch nicht abgelaufen ist.
Bei Erkennung von zwei Unterspannungsereignissen innerhalb einer Sekunde schaltet die MCU automatisch auf Staffelanlauf entsprechend dem Parameter Staffelstartzeit um.
Hinweis! Bei Unterspannung wird eine Phasenausfallwarnung ausgegeben und bleibt aktiv, da die Phasenausfallwarnung strom- und nicht spannungsabhängig ist. Die Warnung erscheint, sobald der Strom in einer oder zwei Phasen unter den eingestellten Wert sinkt, und wird zurückgesetzt, wenn der Motor angehalten wird oder in Störung geht oder alle Ströme wieder ihre normalen Betriebswerte erreicht haben.
4.2.15 Anlaufbegrenzungsschutz
Die MCU2 kann bei entsprechender Parametrierung die Anzahl der Starts in einem gewissen Zeitraum begrenzen. Es werden folgende Parameter verwendet.
Tabelle 55. Anlaufbegrenzung, Parameter.
Funktion Parameterbezeichnung
Anlaufbegrenzungsschutz Anzahl Starts/Zeit
Anlaufbegrenzungsschutz Zeitintervall
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Notizen: Die Funktionalität wird anhand des folgenden Beispiels erläutert. In der nächsten Abbildung ist der Anlaufbegrenzungsschutz auf 3 zulässige Starts eingestellt.
1. Im Normalbetrieb kann ein Motor nach einem Stopbefehl normal anlaufen, „Start 2“. Bei jedem Anlaufen wird ein interner Zeitschalter für die im Parameter Zeitintervall festgelegte Zeit aktiviert. Nach jedem Stopbefehl wird die Anzahl aktiver Zeitschalter geprüft und mit dem Parameter Anzahl Starts/Zeit verglichen. Der Stopbefehl kann so bei aktivem oder abgelaufenem Zeitschalter kommen.
2. Es sind noch zwei Zeitschalter aktiv, der Stopbefehl führt daher zur Ausgabe der Warnung „Startanzahlbegrenzung“, und es ist nur noch ein weiterer Start zulässig, nämlich „Start 3“.
3. Der 3. Start wurde ausgeführt. Wenn der Motor bei zwei aktiven Zeitschaltern gestoppt wird, hier ab „Start 1“, wird das Schaltschütz ausgelöst und die Störung „Startbegrenzungsstörung“ ausgegeben. Bei aktiver Startbegrenzungsstörung wird die Zeit bis Reset mögl. an den Feldbus ausgegeben.
4. Die Störung kann zurückgesetzt werden, sobald der erste Zeitschalter für „Start 1“ abgelaufen ist. Wenn alle anstehenden Störungen zurückgesetzt sind, kann der Motor anlaufen. Die Überwachung setzt mit einem neuen Zeitschalter bei „Start 4“ ein.
Hinweis! Die maximale Störungsdauer wird im Parameter Zeitintervall der Startbegrenzung festgelegt. Abbildung 53. Startbegrenzung für Startanzahl 3 innerhalb des Zeitintervalls.
t 1.
2.
3.
4.
Start 1,
Start 2,
Start 3,
Start 4, Zeitabschnitt
Motor läuft Motor steht
4.2.16 Startverzögerung
Bei der MCU2 kann der Benutzer eine Mindestzeit vor einem möglichen Neustart des Motors vorgeben. Dies erfolgt über einen Zeitschalter, der vom letzten Motorstop gesetzt wird und die im Parameter eingestellte Zeit misst. Es werden folgende Parameter verwendet.
Tabelle 56. Anlaufbegrenzung, Parameter.
Funktion Parameterbezeichnung
Startverzögerung Verriegelungszeit
Abbildung 54. Startverzögerung, Funktionsprinzip.
t Verriegelungszeit
Motor läuft Motor läuft
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Notizen: 4.3 MCU-Funktionen und Überwachung
4.3.1 Watchdog für Schaltschütz
Die MCU besitzt ein internes Watchdog-Relais, das in Reihe zu den Schütz-Steuerungsrelais (CCA, CCB und CCC) in die Spannungsleitung der Schütz-Steuerung geschaltet ist. Dieses Relais wird durch einen monostabilen Kippzeitschalter angesteuert, der zyklisch vom Mikroprozessor aktualisiert werden muss (30 ms Impulsrate), damit das Relais geschlossen bleibt.
Wird kein Impuls empfangen, geht das System davon aus, dass die Soft- oder Hardware des Mikroprozessors nicht ordnungsgemäß funktioniert. Das Watchdog-Relais öffnet in diesem Fall nach einer Verzögerung von 120 ms und nimmt so die Steuerspannung vom Schütz weg.
Das Watchdog-Relais kann auch bewusst geöffnet werden, indem die Aktualisierung unterbrochen wird, siehe Kapitel „Rückmeldeüberwachung“.
Der Schütz-Watchdog kann durch Verwendung des Eingangs CCLI für die Steuerspannung umgangen werden.
Hinweis! Es wird empfohlen, für alle Antriebsarten einen Watchdog im Steuerkreis vorzusehen.
4.3.2 Selbstüberwachungsfunktion
Beim normalen Herunterfahren des Mikroprozessors (Strom aus usw.) wird im nicht flüchtigen Speicher ein spezieller Merker “Abschaltprozedur abgeschlossen” gesetzt. Er zeigt an, dass das Softwareprogramm normal beendet wurde.
Die MCU besitzt einen internen Hardware-Watchdog, der das Verhalten der Mikroprozessor-Software überwacht. Wird der Watchdog nicht innerhalb einer Sekunde aktualisiert, setzt er den Mikroprozessor zurück, d.h. er führt ein Watchdog-Reset aus.
Bei einem Watchdog-Reset wird der Merker “Abschaltprozedur abgeschlossen” im nicht flüchtigen Speicher nicht gesetzt. Damit wird darauf hingewiesen, dass das Softwareprogramm nicht normal beendet wurde.
Nach dem Wiedereinschalten des Geräts wird geprüft, ob der Merker ‚Abschaltprozedur abgeschlossen" gesetzt ist. Wenn ja, beginnt der normale Initialisierungsablauf, und der Merker wird gelöscht.
Anderenfalls gibt der Mikroprozessor die Warnung „interne Störung“ aus, was bedeutet, dass das Gerät instandgesetzt/getauscht werden muss.
Hinweis! Für das Schütz ist ein RC-Glied vorzusehen, um eine unerwartete Warnung „Interne Störung“ aufgrund von Spannungsspitzen zu vermeiden, die von den Schaltspielen der Schütze hervorgerufen werden.
4.3.3 Rückmeldeüberwachung
Die Rückmeldeüberwachung überwacht den Status von Motor und Schütz nach Ausgabe des Steuerbefehls (öffnen/schließen oder schließen/öffnen) durch die MCU. Der Status wird anhand der Strommessung und der Rückmeldesignale (CFA, CFB, CFC) geprüft, die von den Hilfskontakten der Schütze verdrahtet sind.
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Notizen: Tabelle 57. Rückmeldeüberwachung - Eingangs- und Stiftbelegung.
Klemme/Pin Bez. Verwendung / Anzeige MCU1 MCU2
X14:07 CFA Rückmeldeeingang Schütz-Steuerung A / „Rückmeldewarnung A“ (obj.ID 10 code 0x20) “Rückmeldestörung A” (obj.ID 10 code 0x30)
X X
X14:08 CFB Rückmeldeeingang Schütz-Steuerung B / „Rückmeldewarnung B“ (obj.ID 11 code 0x20) “Rückmeldestörung B” (obj.ID 11 code 0x30)
X X
X14:09/ X13:20
CFC
Rückmeldeeingang Schütz-Steuerung C (im Einschub) / Rückmeldeeingang Schütz-Steuerung C, Drehmomenteingang (Stellantrieb) / „Rückmeldewarnung C“ (obj.ID 9 code 0x20) “Rückmeldestörung A” (obj.ID 9 code 0x30)
- X
X14:10/ X13:21
GPI1 Rückmeldeeingang Schütz-Steuerung D (im Einschub) / Rückmeldeeingang Schütz-Steuerung D (außen am Einschub) / „Rückmeldewarnung D“ (obj.ID 22 code 0x20) “Rückmeldestörung D” (obj.ID 22 code 0x30)
- X
X14:11/ X13:22
GPI2 Rückmeldeeingang Schütz-Steuerung E (im Einschub) / Rückmeldeeingang Schütz-Steuerung E (außen am Einschub) / „Rückmeldewarnung E“ (obj.ID 23 code 0x20) “Rückmeldestörung E” (obj.ID 23 code 0x30)
- X
Über eine wählbare Rückmeldeverzögerung wird die maximale Zeit festgelegt, in der ein Schütz den Befehlen der MCU (CCA, CCB oder CCC) folgt. Die Rückmeldeüberwachung spricht an, wenn der Schützzustand und der gemessene Stromwert bei Ablauf der Überwachungsverzögerung nicht dem aktuellen Steuerungsbefehl entsprechen.
Tabelle 58. Rückmeldeverzögerung, Bereich
Min. / ms Max / ms
t1 100 5000
Abbildung 55. Schützbetätigung während der Rückmeldeverzögerung.
CCA, CCB,
CFA, CFB,
CCA, CCB,
CFA, CFB,
t1
t1
Hilfskontakt für Schütz spricht an
Hilfskontakt für Schütz spricht an
Die Rückmeldeüberwachung überwacht bei entsprechender Parametrierung zyklisch den Status der Hilfskontakte der Schütze. Wird ein Unterschied zwischen dem Befehlsstatus und dem Status der Hilfskontakte festgestellt, wird eine Warnung ausgegeben. Bei einem Werteunterschied zwischen dem Befehlsstatus und der Strommessung wird eine Störung ausgegeben und das Schütz wird wie in den nachstehenden Tabelle angegeben ausgelöst.
Das Schütz, bei dem Probleme auftreten (Warnungen und Störungen mit Zusatz /ST in den nachstehenden Tabellen) lässt sich feststellen. Wird ein Strom ohne Befehl in der Schütz-Steuerung festgestellt, erfolgt eine Warnung, und das Schütz wird ausgelöst, jedoch ohne Anzeige für das Schütz (Warnungen und Störungen mit Zusatz /AM in den nachstehenden Tabellen).
Bei Erfassung eines Stroms bei als offen angesteuerten Schütz spricht der Schütz-Watchdog an.
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Notizen: Tabelle 59. Wahrheitstabelle der Schützüberwachung in Normalbetrieb.
Normalbetrieb GA, WA GA-RCU
Strom Hilfskon-takt 1)
Sollzu-stand
Warnung/Störung
Kommentar Warnung/ Störung
Kommentar
0 0 0 -- AUS --- AUS
0 0 1 Störung/ ST
Steuerspannungs-fehler
--- RCU-AUS
0 1 0 Warnung/ST
Rückmeldewarnung Warnung/ST
Leerlauf
0 1 1 Störung/ ST
Leerlauf Störung/ ST
Leerlauf
1 0 0 Störung/ AM
Watchdog Warnung/AM
Rückmeldewarnung
1 0 1 Warnung/ST
Rückmeldewarnung Warnung/ST
Rückmeldewarnung
1 1 0 Störung/ ST
Watchdog --- RCU-EIN
1 1 1 --- EIN --- EIN
Tabelle 60. Wahrheitstabelle der Schützüberwachung im Testbetrieb.
Testbetrieb GA, WA GA-RCU
Strom Hilfskon-takt 1)
Sollzu-stand
Warnung/Störung
Kommentar Warnung/ Störung
Kommentar
0 0 0 -- AUS --- AUS
0 0 1 Störung/ST
Steuerspannungs-fehler
--- RCU-AUS
0 1 0 Warnung/ST
Rückmeldewarnung --- RCU-EIN
0 1 1 --- EIN --- EIN
1 0 0 Störung/AM
Testbetrieb Störung Störung/AM Testbetrieb Störung
1 0 1 Störung/AM
Testbetrieb Störung Störung/AM Testbetrieb Störung
1 1 0 Störung/AM
Testbetrieb Störung Störung/AM Testbetrieb Störung
1 1 1 Störung/AM
Testbetrieb Störung Störung/AM Testbetrieb Störung
1) Die Spalte Hilfskontakt bezieht sich auf CCA für GA und GA/RCU sowie auf CCA und CCB (/CCC) bei Wendeantrieben.
Tabelle 61. Wahrheitstabelle für Schütz CCB (/CCC), nur GA/RCU-Betrieb.
Hilfskontakt Soll- Zustand (CCB/CCC)
Warnung/ Störung
Kommentar
0 0 -- EIN/AUS
0 1 Störung Hilfs-ST
1 0 Warnung Hilfs-ST
1 1 -- AUS
Hinweis! Befindet sich eine als GA oder WA verklinkte oder mit RCU parametrierte MCU im Testbetrieb, schaltet CCC nicht, wenn CFA oder CFA bereits abgeschaltet sind.
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Notizen: 4.3.4 Hauptschalter in Teststellung
Wenn der Testeingang für den Lasttrenner gesetzt ist, erzeugt die MCU eine Meldung. In der Teststellung überwacht die MCU die E/A-Zustände und die Phasenströme. Die MCU kann die Schütze betätigen, alle auf der Strommessung basierenden Schutzfunktionen sind jedoch ausgeschaltet, um die Steuerkreisschaltungen prüfen zu können. Wird jedoch ein Phasenstrom gemessen, wird eine Warnung „Störung Testbetrieb“ ausgegeben und das Schütz ausgelöst.
Tabelle 62. Hauptschalter-Test - Klemmen- und Pinbelegung.
Klemme/ Pin
Bezeich-nung
Beschreibung / Anzeige MCU1 MCU2
X14:01 PRÜFUNG Lasttrennschalter „Test“-Eingang und LON-„Service“-Eingang / Ereignis "SDR auf Test"
X X
4.3.5 Automatenauslösung
Wird der Automateneingang (MCB) gesetzt, z.B. durch ein Ereignis, das eine Netzunterbrechung der Motorstarter bewirkt, geht die MCU in Störung und gibt eine Warnung aus.
Tabelle 63. Automaten - Eingangs- und Pinbelegung.
Klemme/ Pin
Bezeich-nung Beschreibung / Anzeige MCU1 MCU2
X14:06 Automat (MCB)
Hilfskontakt für Sicherungsautomaten / Warnung „Automatenfall“
X X
4.3.6 Not–Aus
Dieser Eingang gibt den Zustand des Not-Aus-Schalters an und verhindert die weitere Ansteuerung der Schütze vor Freigabe des Schalters.
Bei Betätigung des Not-Aus-Schalters geht das Gerät in Störung und zeigt die Störungsursache an.
Tabelle 64. Not-Aus - Eingangs- und Pinbelegung.
Klemme/ Pin
Bezeich-nung Beschreibung / Anzeige MCU1 MCU2
X13:17 EMSTOP Eingang Hilfskontakt von Not-Aus-Schalter / Warnung „Notaus betätigt“
X X
4.3.7 Externe Auslösung
Die MCU unterstützt zwei Arten von externen Auslösungen. Der Auslösebefehl kann über die Geräte-E/A oder über die Netzwerkschnittstelle gegeben werden.
Wird einer der beiden Auslöseeingänge gesetzt, geht das Gerät in Störung und zeigt die Störungsursache an.
Tabelle 65. Externe Auslösung - Eingangs- und Pinbelegung.
Klemme/ Pin
Bezeich-nung
Beschreibung / Anzeige MCU1 MCU2
X14:03 TRIP Externer Störungseingang / Warnung „Ext . E/A-Störung“
X X
Tabelle 66. Eingang Netzwerkvariable für Auslösung extern
[Netzwerk-Variablenindex]
Bezeich-nung
Beschreibung / Anzeige MCU1 MCU2
[29] nviTrip Externer Störungseingang / Warnung „Ext .Störung“
X X
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Notizen: 4.3.8 Hauptschalterauslösung
Der Hauptschaltereingang gibt den Zustand des Hauptschalters für die Motorzuleitung an. Bei gesetztem Eingang wird eine Warnung ausgegeben und das Schütz ausgelöst.
Die Hauptschalterauslösung wird automatisch zurückgesetzt, sobald der Hauptschaltereingang nicht mehr gesetzt ist.
Tabelle 67. Hauptschalter - Eingangs- und Pinbelegung.
Klemme/Pin Bezeich-nung
Beschreibung / Anzeige MCU1 MCU2
X14:02 SD Lasttrennschalter Eingang Stellung 0/1 / Warnung „Hauptschalter AUS“
X X
4.3.9 Universalschnittstelle
4.3.9.1 Universaleingänge
Die MCU2 besitzt zwei separate Universaleingänge, die zum Auslesen von Binärdaten über die Geräte-E/A verwendet werden können. Der Benutzer kann für den gesetzten/nicht gesetzten Eingang jeweils getrennt Werte und Parameter vorgeben. Damit erhöht sich die Vielseitigkeit der Anwendungsmöglichkeiten.
Wenn der Eingang gesetzt ist, wird der mit dem Parameter übergebene Wert auf den Feldbus ausgegeben, und der Eingang wird entsprechend zurückgesetzt. Mehr Informationen sind im Kapitel „MCU-Schnitt-stellen“ zu finden.
Hinweis! Universaleingänge sind bei den Antriebsarten WA-2N, WA-SD und Stellantrieben für interne Zwecke reserviert.
Tabelle 68. Universaleingänge - Eingangs- und Pinbelegung.
Klemme/ Pin
Bezeich-nung
Beschreibung MCU1 MCU2
X13:21 X14:10
GpI1 Universaleingang 1 - X
X13:22 X14:11
GpI2 Universaleingang 2 - X
Tabelle 69. Universaleingänge - Eingangs- und Pinbelegung.
[Netzwerk- Variablenindex]
Bezeich-nung
Beschreibung MCU1 MCU2
[74] nvoGpIn1 Ausgang Universaleingang 1 - X
[75] nvoGpIn2 Ausgang Universaleingang 2 - X
4.3.9.2 Universalausgang
Die MCU2 besitzt zwei getrennte Universalrelaisausgänge. Diese stehen für ebenso wie die vorstehend beschriebenen Eingänge für allgemeine Zwecke zur Verfügung.
Zum Setzen eines Ausgangs muss der Benutzer auf den Eingang für die Netzwerkvariable den Wert schreiben, der in dem entsprechenden Parameter definiert ist. Die Werte werden für gesetzte und nicht gesetzte Ausgänge gesondert vorgegeben. Mehr Informationen sind im Kapitel „MCU-Schnittstellen“ zu finden.
Hinweis! Universalausgang 1 ist bei den Antriebsarten WA-2N und WA-SD für interne Zwecke reserviert.
Tabelle 70. Universalausgänge - Klemmen- und Pinbelegung.
Klemme/Pin Bezeich-nung
Beschreibung MCU1 MCU2
X13:03 GpO1 Universalausgang 1 - X
X13:05 GpO2 Universalausgang 2 - X
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Notizen: Tabelle 71. Universelle Eingänge für Netzwerkvariable.
[Netzwerk-Variablenindex]
Bezeichnung Beschreibung MCU1 MCU2
[70] nviGpOut1 Eingang Universalausgang 1 - X
[71] nvoGpOut1Fb Universalausgang 1 Rückmeldeausgang
- X
[72] nviGpOut2 Eingang Universalausgang 2 - X
[73] nvoGpOut2Fb Universalausgang 2 Rückmeldeausgang
- X
4.3.10 Schütz-Schaltspiele
Die MCU zählt die Schaltspiele für die Schütz-Steuerungsausgänge (CCA, CCB und CCC). Für jedes abgeschlossene Schaltspiel (schließen-öffnen) gibt die MCU die Schaltspielzahl auf den Feldbus und aktualisiert die Zähler in der voreingestellten Datei. Wenn die vorgegebene Schaltspielzahl für ein Schütz überschritten ist, gibt die MCU eine Warnung aus.
Hinweis! Für die Schütz-Steuerausgänge CCD und CCE ist kein Schaltspielzähler vorhanden.
Tabelle 72. Netzwerkvariablenausgang zur Protokollierung der Schaltspielzahl.
[Netzwerk-Variablenindex]
Bezeichnung Beschreibung / Anzeige MCU1 MCU2
[41] nvoOpCount1 Schaltspielzahl CCA / Warnung „Wartung A“
X X
[43] nvoOpCount2 Schaltspielzahl CCB / Warnung „Wartung B“
X X
[39] nvoOpCount3 Schaltspielzahl CCC / Warnung „Wartung C“
X X
4.3.11 Motorbetriebsstunden
Die MCU zählt auch die Motorbetriebsstunden. Die Motorbetriebsstunden werden auf den Feldbus ausgegeben und in den vorgewählten Dateien aktualisiert. Bei Erreichen der maximalen Motor-betriebsstundenzahl gibt die MCU die Warnung „Wartungsintervall h“ aus.
Tabelle 73. Netzwerkvariablenausgang zur Protokollierung der Schaltspielzahl.
[Netzwerk-Variablenindex]
Bezeichnung Beschreibung / Anzeige MCU1 MCU2
[33] nvoCumRunT Motorbetriebsstundenzähler / Warnung “Wartungsintervall h“
X X
Hinweis! Die Anzeige dieser Funktion erfolgt in Sekunden.
4.3.12 Failsafe-Funktionalität
Die Failsafe-Funktion der MCU überwacht die Netzwerkschnittstelle sowie die Anschlüsse an die externen Geräte zur Ansteuerung des Motors und des Motorstarters durch die MCU. Die externen Geräte müssen bestimmte MCU-Netzwerk-Eingangsvariable aktualisieren um anzuzeigen, dass die Steuerung normal funktioniert und die Netzwerkschnittstelle in gutem Zustand ist.
Bei Erfassung eines Kommunikationsverlustes wird die Failsafe-Funktion mit den parametrierten Werten wie folgt aktiviert:
• Kein Betrieb • Start Motorlauf Richtung 1 • Start Motorlauf Richtung 2 • Motor anhalten
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Notizen: Tabelle 74. Netzwerkvariable für die Failsafe-Funktion.
[Netzwerk-Variablenindex]
Bezeichnung Beschreibung / Anzeige MCU1 MCU2
[31] nviFailsafe Eingangsvariable Failsafe aktualisieren Warnung „Failsafe aktiviert“
X X
[32] nvoFailsafeFb Rückmeldedaten Failsafe-Eingang X X Die Failsafe-Funktion ist erst nach der ersten Aktualisierung der Eingangsvariablen betriebsbereit. Mit anderen Worten, die Netzwerkkommunikation über den Feldbus ist hergestellt.
Die Variable kann folgende Werte annehmen:
• Normalbetrieb (00) Failsafe aktualisieren • Failsafe-Funktion aufrufen (1...254) Failsafe-Zustand aufrufen • Failsafe-Funktion ignorieren (255) Failsafe-Funktion ausschalten
Beim Ansprechen der Failsafe-Funktion gibt die MCU die Fernsteuerung des Motors (soweit vorhanden) automatisch durch Freigabe der Schaltberechtigungstabelle (CAT) frei und gibt eine Warnung aus.
Weitere Informationen über die Failsafe-Funktion in INSUM sind im Leitfaden "INSUM Failsafe-Funktion" zu finden.
4.4 Zeitsynchronisation
Alle von den MCUs erzeugten Warnungen und Ereignisdaten haben eine Zeitmarkierung, die sich auf die synchronisierte absolute Systemzeit bezieht.
Die MCU unterstützt die meldungsbezogene Zeitsynchronisation. Beim Eingang von Zeitsynchronisa-tionsmeldungen synchronisiert die MCU ihre interne Uhr auf die neue absolute Zeit, die mit der Zeitsynchronisationsmeldung übertragen wird.
Tabelle 75. Netzwerkvariablen zur Zeitsynchronisation.
[Netzwerk-Variablenindex]
Bezeichnung Beschreibung / Anzeige MCU1 MCU2
[2] nviTimeSet Zeiteingang nach dem Zeitformat in SNVT_time
X X
[8] nviClockWrng Warnungseingang (ABB-Zeitformat) X X
[7] nviClock Zeiteingang (ABB-Zeitformat) X X
Die absolute Systemzeit in INSUM wird von dem ICU-Gerät INSUM Systemuhr synchronisiert. Die Systemuhr sendet die Zeitsynchronisationsmeldungen innerhalb eines konfigurierbaren Zeitbands an alle Geräte innerhalb der Bushierarchie. Diese Zeitsynchronisationsmeldungen gelten als absolute Zeit.
Abbildung 56. INSUM-Zeitsynchronisation
RouterNode
Synchr.Node C
Time SynchronizationMessages Broadcasted
Subnet 1 (2,3,4)
Synchr.Node A
Synchr.Node B
Subnet 5
ClockMasterNode
Backplane
FieldDevice
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Notizen: Auf die Zeitsynchronisationsmeldungen der Systemuhr reagiert die MCU mit der Sendung einer speziellen Meldung, dass die Systemzeit gültig bzw. ungültig ist. Bei einer ungültigen Systemzeit wird in die Felder Jahr und Monat in den Meldungen/Warnungen eine Null eingetragen und ausgegeben.
Die Funktionalität der Zeitangaben ist in der nachstehenden Tabelle beschrieben. Die Zeitüberschreitung ist auf 60 Sekunden festgelegt.
Tabelle 76. Meldungen werden zur Überprüfung der Gültigkeit der Zeitangabe.
MCU „MCU von Systemuhr synchronisiert“ (obj.ID 7 code 0x30)
„MCU ohne Zeitsynchronisation (obj.ID 1 code 0x80)
Jahr und Monat der Zeitangabe*
Einschaltzustand oder MCU Reset
0 0 Jahr- und Monatsfelder stehen in Meldungen/ Warnungen auf Null
Empfang der ersten Zeitsynchronisation
1 0 Gültige Zeitangabe
Zeitüberschreitung ohne Empfang der Zeitsynchronisation
0 1 Jahr- und Monatsfelder stehen in Meldungen/ Warnungen auf Null
Empfang der ersten Zeitsynchronisation nach Zeitüberschreitung
1 0 Gültige Zeitangabe
4.5 Steuerung der MCU Bus/Vorort
4.5.1 Begriffsbestimmung
Motorsteuerung bedeutet in diesem Zusammenhang die Vorgabe normaler Motorsteuerungsbefehle, z.B. Motor Start/Stop, an die MCU. Interne oder externe Störungen, Motorgruppenstarts und ähnliche Funktionen gelten nicht als normale Motorsteuerungsbefehle und werden daher von dieser Definition nicht erfasst.
Normale Motorsteuerungsbefehle können über lokale Starterschalter gegeben werden, die direkt an die MCU-E/A angeschlossen werden. Die Steuerung über die MCU-E/A wird auch Steuerung Vorort genannt.
Die Motorsteuerung kann auch über andere Feldbus-Netzwerkgeräte erfolgen, welche Motorsteuerbefehle über Feldbus-Netztwerkvariable an die MCU ausgeben. In der MCU ist die Vorgabe von Motorsteue-rungsbefehlen auf eine Netzwerk-Eingangsvariable beschränkt. Die Steuerung durch andere Netzwerk-geräte wird auch BUS-Steuerung genannt.
4.5.2 Umschaltung der Steuerung Bus/Vorort
Die Umschaltung der Motorsteuerung von Bus auf Vorort und umgekehrt erfolgt über den Umschalter Bus/Vorort am lokalen Bedienpult/Schaltanlagen-Bedienfeld, der an die binären E/A angeschlossen wird. Dieser Schalter hat zum Umschalten von Bus auf Vorort oberste Priorität.
Tabelle 77. Steuerung Bus/Vorort - Eingangs- und Pinbelegung.
Klemme/ Pin
Bezeich-nung
Beschreibung / Anzeige MCU1 MCU2
X13:06 Vor Ort Schaltereingang Bus/Vorort / Ereignis „Motorsteuerung Vorort“ X X
Tabelle 78. Eingang Netzwerkvariable für Bus/Vorort.
[Netzwerk-Variablenindex]
Bezeich-nung
Beschreibung / Anzeige MCU1 MCU2
[44] nviCAPass Eingang Bus/Vorort / Ereignis „Motorsteuerung Vorort“
X X
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Notizen: Die Umschaltung der Steuerung von Bus auf Vorort kann auch von dem/den Geräte/n initiiert werden, das/die den MCU-Eingang weitermeldet/n, über den der Gerätezustand verwaltet wird.
Initiiert einer der beiden Algorithmen zur Umschaltung der Steuerung per Bus/Vorort die Umschaltung der Steuerung auf Vorort, geht die MCU in den Vor-Ort-Steuerungsmodus. Die Umschaltung auf Steuerung Vorort hat immer die höchste Priorität. Wenn Steuerung Vorort vorgegeben wird, gibt die MCU eine entsprechende Meldung mit LED-Anzeige aus.
4.5.3 Schaltberechtigung Control Access (CA)
Entsprechend der INSUM-Systemphilosophie kann immer nur jeweils ein externes Gerät den Motor steuern, d.h. Motorbefehle an die MCU vorgeben. INSUM verfügt dazu über eine Schalt-berechtigungsfunktion (CA), in der die Zugangsprioritäten für verschiedene externe Geräte und eine Funktionalität zur Anforderung, Weitergabe und Freigabe der Motorschaltberechtigung festgelegt sind. Weitere Informationen über die Schaltberechtigung sind im „INSUM Leitfaden Control Access" zu finden.
Jede MCU wendet die Schaltberechtigungsfunktion an, sofern sie sich in Betriebsart Bus-Steuerung befindet und CA aktiv ist, indem sie die Herkunft des Motorsteuerbefehls prüft und alle unberechtigten Befehle herausfiltert.
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Notizen: 5 MCU-KOMMUNIKATIONSSCHNITTSTELLE 5.1 Protokoll und Funktionen
Das LONTALK-Protokoll mit topologieunabhängiger Transceivertechnologie steht in den MCUs zur Kommunikation mit der INSUM-Motorsteuerung zur Verfügung. Über die Netzwerkschnittstelle werden alle Funktionen unterstützt, z.B. Parametrierung, Steuerung, Überwachung usw. Die Softwareversion kann auch mit Hilfe eines speziellen Programms über die Netzwerkschnittstelle heruntergeladen werden.
5.2 Konfiguration der MCU
5.2.1 Netzwerkinstallation und -konfiguration
Mit Installation sind in diesem Kapitel alle Tätigkeiten gemeint, die durchgeführt werden müssen, bevor das Gerät parametriert werden kann. Hierzu gehören der Anschluss des Geräts an den Motorstarter, die Inbe-triebnahme und die Netzwerkinstallation. Die Netzwerkinstallation ist die logische Verbindung des zu installierenden Geräts mit dem Netzwerkkon-figurations- oder -parametrierungsprogramm und weiterhin die Eingabe der Daten zur Netzwerkkonfigu-ration in das zu installierende Gerät.
5.2.2 Installation der Service-/Winkfunktion
Die MCU bietet die Möglichkeit, das Gerät über den Serviceschalter zu installieren, der an die Geräte-E/A angeschlossen wird. Der Serviceschaltereingang wird hierbei mit dem Eingang „Teststellung“ des Last-trenners/ MCC-Teststellung verbunden. Während der Installation wird die MCU identifiziert, indem der zugehörige Starter in Teststellung geschaltet wird. Hierdurch wird die MCU veranlasst, eine Service-Meldung mit den Geräteidentifikationsdaten an das Installationsprogramm zu senden.
Wenn das Installationsgerät/-programm eine Service-Meldung von einer bestimmten MCU erhalten hat, besitzt es genügend Angaben („welches Gerät soll installiert werden“), um eine logische Verbindung mit der neuen MCU herzustellen. Das Installationsprogramm kann die Verbindung durch Ausgabe eines Wink-Kommandos an die MCU prüfen, die hierauf mit blinkenden („winkenden“) LEDs ‚READY‘ und ‚DFP_READY‘ antwortet. Nach Herstellung der logischen Verbindung ist die MCU für die Netzwerkkonfiguration und -parametrierung bereit.
5.3 Netzwerk-Variablendaten
5.3.1 LON Standard-Netzwerkvariablentyp (SNVT)
Externe Geräte, z.B. MMI-Geräte oder Operator Stations, können die MCU steuern und die MCU-Daten ganz oder teilweise über Kommunikationsnetze und Netzwerk-Ein-/Ausgangsvariablen empfangen. Der Variablentyp wird entsprechend dem LON-Standard-Netzwerkvariablentyp (SNVT) definiert. Ein SNVT wird definiert durch Einheit, Bereich, Auflösung und Datenformat. SNVTs sind in der SNVT-Masterliste und dem Programmierhandbuch aufgelistet. Die Liste wird von Echelon aktualisiert; sie enthält Typen von Netzwerkvariablen, auf die sich verschiedene Hersteller allgemein geeinigt haben.
Es werden auch einige benutzerdefinierte Datentypen verwendet, z.B. kombinierte Stromprotokolle für alle drei Phasenströme. Mehr Informationen über die Netzwerkschnittstelle sind unter ‚Beschreibung der Netzwerkschnittstelle MCU1 und MCU2‘ im Anhang zu finden.
5.3.2 Selbstidentifikation und Selbstdokumentation (SI/SD)
Um Informationen über das Gerät und seine Netzwerkvariablen abrufen zu können, ist eine Selbstidentifikation und Selbstdokumentation als Feld im Speicher der MCU hinterlegt. Die Angaben zu den Netzwerkvariablen des Gerätes können in Form von SI/SD-Daten von anderen Busteilnehmern gelesen werden.
5.3.3 Aktualisierung von Netzwerkvariablen im Hintergrund
Die MCU aktualisiert die einzelnen Netzwerkvariablen bei jeder Status- oder Wertänderung. Einige Netzwerkvariablen werden im Hintergrund in festgelegten Abständen aktualisiert.
Im Parameter Status Sendezyklus wird festgelegt, wie häufig die Netzwerkvariable nvoMotorStateExt aktualisiert werden soll. Im Parameter NV Sendezyklus wird die Häufigkeit der Hintergrundaktualisierung der angegebenen Netzwerkvariablen festgelegt.
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Notizen: Tabelle 79. Häufigkeit der Hintergrundaktualisierung gemäß Parameter NV Sendezyklus (T).
Häufig-keit
Daten Netzwerk-Variablenbezeichnung
NV-Index MCU2
4xT Aktueller Inhaber der Schaltberechtigung
nvoActualCA1 45
Feld Warnungsbits nvoAlarmReport 51
Stromprotokoll nvoCurrRep 17
12xT Spannungsprotokoll nvoVoltRep 55 X
Leistungsprotokoll nvoPowRep 56 X
Scheinleistung nvoAppPwr 67 X
72xT CCc Schaltspielzahl nvoNbrOfOp3 39 X
CCa Schaltspielzahl nvoNbrOfOp1 41
CCb Schaltspielzahl nvoNbrOfOp2 43
Motorbetriebsstunden nvoCumRunT 33
Thermische Belastung novCalcProcValue 19
Rückmeldung GPI1 nvoGpIn1 74 X
Rückmeldung GPI2 nvoGpIn2 75 X
Rückmeldung GPO1 nvoGPOut1Fb 71 X
Rückmeldung GPO2 nvoGPOut2Fb 73 X
Konfiguration CRC nvoParFileCRC16 76
Zeit bis Reset möglich nvoTimeToReset 21
Zeit bis Auslösung nvoTimeToTrip 20 5.4 Interne Dateien
5.4.1 Gerätedatendatei
Die Gerätedatendatei enthält Debug-Informationen für die MCU-Software. Die Gerätedaten sind im Klartext aufgeführt. Dieselben Daten finden sich auch in der Parameterwertedatei im Abschnitt mit reinem Lesezugriff.
5.4.2 Warnungs- und Ereignispuffer
Alle Ereignisse und Warnungen werden in Warnungs- und Ereignispuffern gespeichert. Siehe Abschnitt ‚Warnungen und Ereignisse’.
5.5 Warnungen und Ereignisse
Eine Warnung lässt sich definieren als ein Wechsel von Daten oder Parametern von einem beliebigen Zustand in einen unnormalen Zustand. Der Übergang von Daten in einen unnormalen Zustand kann in der Überschreitung der voreingestellten Warnschwelle bestehen, z.B. wenn der Phasenstrom des Motors den eingegebenen Grenzwert für den Phasenstrom übersteigt. Warnung geht wird ausgegeben, wenn die Warnungsursache behoben ist.
Ein Ereignis lässt sich definieren als ein Wechsel von Daten oder Zuständen von einem beliebigen Zustand in einen normalen Zustand. Der Übergang von Daten in einen normalen Zustand kann in dem Überschreiten eines voreingestellten Werts bestehen, z.B. wenn der Phasenstrom des Motors von der Alarmhöhe in den Normalzustand zurückgeht.
Alle von der MCU erzeugten Warnungen und Ereignisse werden beim Auftreten mit der geräteinternen Zeit markiert. Das Auftreten der Warnungs- und Ereignisdaten wird über spezielle Netzwerkausgangsvariablen an die anderen Geräte gemeldet.
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70 aBB 1TGC 901021 M0101 Ausgabe Oktober 2003
Notizen: Alle Warnungen und Ereignisdaten werden im Ereignis- und Warnspeicher des Geräts zur späteren Ausgabe abgelegt. Insgesamt haben die FIFO-Speicher eine Kapazität von höchstens 20 Ereignissen und 20 Warnungen. Ein FIFO-Pufferspeicher mit 20 Einträgen bedeutet, dass die jeweils neuesten 20 Einträge aus dem Ringspeicher gelesen werden können, während die ältesten Einträge von den neuesten überschrieben werden.
Bei „gleichzeitiger“ Aktivierung mehrerer Warnungen derselben Schutzfunktion wird nur die schwerwiegendste Warnung angezeigt.
Beim Auftreten einer Warnung meldet das Gerät die Warnung über eine Netzwerkvariable, wobei jede Warnung ihren eigenen Warnungscode besitzt, der in der LON-Warnungsnetzwerkvariablen vom Typ SNVT_alarm abgelegt ist.
Die Warnung Parametrierfehler zeit in dem Wertefeld an, welcher Parameter außerhalb des zulässigen Bereichs liegt oder einen anderen Fehler aufweist. Die Werte im Wertefeld werden an anderer Stelle in diesem Handbuch erläutert.
Beim Auftreten eines Ereignisses wird die Ereignismeldung über eine Netzwerkvariable ausgegeben. Ein Ereignis kann auch die Ausgabe anderer Netzwerkausgangsdaten, z.B. Statusinformationen, zur Folge haben.
Jedes Ereignis besitzt seinen eigenen Ereigniscode, der in der LON-Netzwerkvariablen für Warnungen vom Typ SNVT_alarm aufgelistet ist.
Warnungs- und Ereigniscodes sind in der Tabelle im Anhang aufgelistet.
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71 aBB 1TGC 901021 M0101 Ausgabe Oktober 2003
Notizen: 6 MCU-Parametrierung 6.1 Überblick
Parametrierung bedeutet in diesem Zusammenhang die Eingabe von Werten für die MCU-Parameter, z.B. Motornennstrom und Zeit t6.
Bevor die MCU parametriert werden kann, muss sie an die Spannungsversorgung angeschlossen und am Feldbus mit Hilfe des Installationsprogramms/der Selbstinstallation angemeldet sein wie im Kapitel Konfiguration der MCU beschrieben.
Voraussetzung für die Parametrierung ist, dass der betreffende Motor gestoppt wird. Zuvor wird der Motor angehalten. Im Offline-Modus kann die MCU weder den Motor noch den Starter steuern. Bei Offline-Betrieb wird das Ereignis “Gerät ist Offline” ausgegeben.
Die MCU-Parameter können vom Parametriergerät (z.B. MMI oder INSUM Operator Station) über den LON-Filetransfer herunter- oder heraufgeladen werden. Das Parametriergerät kann die Parameterdatei lesen, neue Parameter in die Datei einfügen und die Datei insgesamt oder teilweise in die zu parametrierende MCU zurück übertragen.
Nach dem Überspielen der neuen Parameter muss die MCU wieder in den Zustand Anwendung online geschaltet werden. Im Online-Zustand prüft die MCU die Parameterbereiche. Wenn die MCU in den Parametern Fehler feststellt, wird die Warnung „Parametrierfehler“ ausgegeben, und die entsprechende Parameter-ID im Wertefeld gibt den fehlerhaften Parameter an.
Zur Parametrierung des Wertefelds für die Fehlerwarnung siehe Tabelle im Anhang.
6.2 MCU-Parameter
Die MCU-Parameter werden mit Erläuterungen, Einstellbereichen sowie ihren voreingestellten Werten in der „INSUM MCU Parameterbeschreibung“ aufgeführt.
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72 aBB 1TGC 901021 M0101 Ausgabe Oktober 2003
Notizen: 7 Technische Daten Hauptstromkreis
Bemessungsbetriebsspannung (Ue) 400/690 V
Bemessungsisolationsspannung (Ui) 690 V AC
Bemessungsstoßspannungsfestigkeit (Uimp) 6 kV
Bemessungsbetriebsstrom (Ie) 0,1…3,2 A oder 2,0…63 A
Bemessungsfrequenz 50/60 Hz
Frequenzlimits –5%...+3 %
Bedingter Bemessungskurzschlussstrom (Iq eff.) 50 kA
Strommessbereich 0,05 ... 10 x In
Spannungsmessbereich 0,65 x 1,1 x Un
Steuerstromkreis
Bemessungsbetriebsspannung (Ue) 24 V DC oder 230 V AC
Bemessungsisolationsspannung (Ui) - oder 250 V
Bemessungsstoßspannungsfestigkeit (Uimp) - oder 4 kV
Bemessungsbetriebsstrom (Ie) 2 A (DC-13) oder 2 A (AC-15)
Ausgangs-Gleichstrom 50/60 Hz
Frequenzlimits –5%...+3 %
Bedingter Bemessungskurzschlussstrom (Iq eff.) 1 kA
Empfohlene Sicherheitsausrüstung (2,0 A) ABB Stotz-Kontakt GmbH S 271-Z2
Steuerstromkreis Relais-Ausgänge
Anzahl Watchdog Relaisausgänge MCU1 / MCU2
1
Anzahl Relaisausgänge Schütz-Steuerung MCU1 / MCU2
2/3
Bemessungs-Schaltspielzahl des Ausgangsrelais (Max. 1800 Schaltspiele/Stunde) Mechanisch Elektrisch
30’000’000 100’000
Hilfsspannungsversorgung 1 (UAUX1)
Bemessungsbetriebsspannung (Ue) 24 V DC
Betriebsspannungsbereich +19 … +33 V DC
Empfohlene Sicherheitsausrüstung (1,0 A) ABB Stotz-Kontakt GmbH S 271-K1
Hilfsspannungsversorgung 2 (UAUX2)
Bemessungsbetriebsspannung (Ue) 230 V AC
Bemessungsbetriebsspannungsbereich (Ue) 0.85 x Ue min…1.1 x Ue max
Bemessungsisolationsspannung (Ui) 250 V AC
Bemessungsfrequenz 50/60 Hz
Frequenzlimits –5%...+3 %
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73 aBB 1TGC 901021 M0101 Ausgabe Oktober 2003
Notizen: Leistungsaufnahme
Leistungsaufnahme UAUX1
Typisch Maximal (MCU1) Maximal (MCU2)
4.7 W 7.2 W 8.2 W
Leistungsaufnahme UAUX2
Bemessungsleistung 10 VA
Leistungsaufnahme der Spannungsmessung 400 VAC 690 VAC
1 V 2 V
Thermistor
Min. Messwiderstand 50 Ω
Max. Messwiderstand 15 kΩ
Genauigkeit bei 3600 Ω ± 10%
Genauigkeit bei 1600 Ω ± 10%
Maximaler Strom (bei Kurzschluss am PTC-Eingang) 0,625 mA
Maximale Leistung (bei Kurzschluss am PTC-Eingang) 1,2 mW
Maximale Spannung (bei offenem PTC-Eingang) 7,5 VDC
Drehzahlüberwachung
Hilfsspannungsversorgung (Sensor) 24 V DC
Maximaler Sensorstrom, kurzschlusssicher 32 mA
Max. Signaleingangsstrom 30 mA
Digital-Eingänge
Anzahl der Digital-Eingänge MCU1 / MCU2
12 / 17
Anzahl Universaleingänge MCU1 / MCU2
- / 2
Strom bei geschlossenem Kontakt (Spitze) 2.6…10 mA
Strom bei offenem Kontakt (Spitze) 0…0,8 mA
Wählbarer Schalterkontakttyp S (Schließer) Ö (Öffner)
Eingangsabtastzyklus 25 ms
LED Ausgänge
Anzahl der LED Ausgänge MCU1 / MCU2
9 / 9
Ausgangsspannung 14,0 – 25 VDC
Ausgangsstrom (kurzschlusssicher) 20…32 mA
Universal- und Watchdog-Relaisausgänge
Anzahl Universalausgangsrelais MCU1 / MCU2
- / 2
Anzahl Watchdog Relaisausgänge MCU1 / MCU2
1 / 1
Bemessungsbetriebsstrom 0,5 A
Bemessungsbetriebsspannung 24 VDC
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74 aBB 1TGC 901021 M0101 Ausgabe Oktober 2003
Notizen: Analogausgang
Anzahl der Analogausgänge MCU1 / MCU2
- / 1
Belastbarkeit 600 Ω
Wählbarer Bereich 0…20 mA oder 4...20 mA
Einstellbarer Skalenendwert 1 ... 8 x In
Genauigkeit ± 2% des Skalenendwerts
Feldbus-Schnittstelle
Protokoll LONWORKS NETZWERK
Transceivertyp FTT-10A
Transceiver-Bitrate 78 kbit/sek
Interner Kondensator zum Schutzschirmanschluss 100 nF
Umgebungsbedingungen
Umgebungstemperaturbereich Lagerung Normalbetrieb
-25 – +85 °C -5 – +55 °C
Aufbau
Abmessungen, mm MCU1 MCU2 (mit Spannungseinheit)
(B x H x T) 110 x 145 x 65 110 x 145 x 103
Gewicht MCU1 MCU2
0,9 kg 1,4 kg
Schutzart IP 20
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75 aBB 1TGC 901021 M0101 Ausgabe Oktober 2003
Notizen: 8 Vorschriften und Zulassungen 8.1 Vorschriften
Tabelle 80. Vorschriften.
IEC 60947-1 “Niederspannungsschaltanlagen”
Teil 1: Allgemeine Regeln, Ausgabe 2.2.1998-11
IEC 60947-4-1 “Niederspannungsschaltanlagen” Teil 4: Schütze und Motorstarter, Erste Ausgabe, 1990-07 Abschnitt Eins - Elektromechanische Schütze und Motorstarter Ergänzung 1, 1994-11 Ergänzung 2, 1996-08
IEC 60947-5-1 “Niederspannungsschaltanlagen” Teil 5: Steuerstromkreisgeräte und Schaltelemente, Erste Ausgabe, 1990-03 Abschnitt Eins - Elektromechanische Steuerstromkreisgeräte Ergänzung 1, 1994-05 Ergänzung 2, 1996-08
8.2 Elektromagnetische Verträglichkeit
Tabelle 81. Verträglichkeitsprüfungen
Elektrostatische Entladungen EN 61000-4-2 (1995), Stufe 3
Elektromagnetisches Feld EN 61000-4-3 (1996), Stufe 3 ENV 50204 (1995)
Schnelle Kurzzeitstöße EN 61000-4-4 (1995), Stufe 4
Spannungsstöße (1,2/50 µs - 8/20 µs)
EN 61000-4-5 (1995), Stufe 3
Tabelle 82. Emissionsprüfungen.
Leitungsgeführte Hochfrequenz- emissionsprüfungen
EN 55022 (1994), Klasse B
Prüfung der Hochfrequenzemissionsstrahlung
EN 55022 (1994), Klasse B
Oberwellenströme EN 61000-3-2 (1995), Klasse A
Spannungsschwankungen und Flimmern
EN 61000-3-3 (1995)
8.3 Elektromagnetische Verträglichkeit
ATEX100a (Physikalisch-Technische Bundesanstalt). Weitere Informationen erhalten Sie vom Hersteller.
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76 aBB 1TGC 901021 M0101 Ausgabe Oktober 2003
Notizen: Anhang A. Anschlussbelegung Tabelle 83. Anschlussbelegung von MCU1-4 und MCU2-4.
Klemme Bezeichnung Beschreibung NUR MCU2
L1 I1A Stromeingang Motorphase L1 (Fensterschaltung)
L2 I2A Stromeingang Motorphase L2 (Fensterschaltung)
L3 I3A Stromeingang Motorphase L3 (Fensterschaltung)
T1 I1B Stromausgang Motorphase L1 (Fensterschaltung)
T2 I2B Stromausgang Motorphase L2 (Fensterschaltung)
T3 I3B Stromausgang Motorphase L3 (Fensterschaltung)
X11:01 CCWDLI Schütz-Steuerspannungseingang mit Watchdog-Relais
X11:02 CCLI Spannungseingang Schütz-Steuerung
X11:03 NC Nicht angeschlossen
X11:04 CCA Schütz-Steuerung A
X11:05 CCB Schütz-Steuerung B
X11:06 CCC Schütz-Steuerung C X
X12:01 SGBA Schaltanlagenbus (LON) Leiter A
X12:02 SGBB Schaltanlagenbus (LON) Leiter B
X12:03 SGBSHIELD Abschirmung Schaltanlagenbus (eingebauter Kondensator)
X13:01 CWDALA Ausgang Schütz zur Watchdog-Signalisierung, Relaiskontakt 1
X13:02 CWDALB Ausgang Schütz zur Watchdog-Signalisierung, Relaiskontakt 2
X13:03 GPO1 Universal-Relaisausgang 1 X
X13:04 GPOCOM Gemeinsamer Steuerspannungseingang X
X13:05 GPO2 Universal-Relaisausgang 2 X
X13:06 RUNS1 LED-Ausgang Anzeige Motor EIN, Rechtslauf
X13:07 RUNS2 LED-Ausgang Anzeige Motor EIN, Linkslauf
X13:08 READY LED-Ausgang Anzeige startbereit
X13:09 ALARM LED-Ausgang Anzeige Warnung steht an
X13:10 TRIP LED-Ausgang Anzeige Störung steht an
X13:11 Vor Ort LED-Ausgang Anzeige Steuerung Vorort
X13:12 START1 Eingang Motorstart 1 (Rechtslauf, Auf)
X13:13 START2 Eingang Motorstart 2 (Linkslauf, zu)
X13:14 STOP Eingang Motorstopschalter
X13:15 RESET Eingang Störung zurücksetzen
X13:16 Vor Ort Eingang Wahlschalter Bus/Vorort
X13:17 EMSTOP Eingang Hilfskontakt von Not-Aus-Schalter
X13:18 LIMIT1 Eingang Endlagenschalter 1 X
X13:19 LIMIT2 Eingang Endlagenschalter 2 X
X13:20 CFC Rückmeldeeingang Schütz-Steuerung C (im Einschub)
X
X13:21 GPI1 Universaleingang 1 (außen am Einschub) X
X13:22 GPI2 Universaleingang 2 (außen am Einschub) X
X13:23 RTM Eingang Drehzahlüberwachung X
X13:24 ANALOGOUT Stromwertausgang X
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77 aBB 1TGC 901021 M0101 Ausgabe Oktober 2003
Notizen: Klemme Bezeichnung Beschreibung NUR MCU2
X13:25 UAUX1 (0 VDC) UAUX1 Eingang 0 VDC / Gemeinsam
X13:26 UAUX1 (0 VDC) UAUX1 Eingang 0 VDC
X13:27 UAUX1 (+24 VDC) UAUX1 Eingang +24 VDC
X13:28 UAUX1 (+24 VDC) UAUX1 Eingang +24 VDC
X13:29 IDCLOCK Parameterspeicher (MacSema ButtonMemoryR) CLK X
X13:30 DGND Parameterspeicher (MacSema ButtonMemoryR) COM
X
X13:31 IDDATA Parameterspeicher (MacSema ButtonMemoryR) DATA
X
X13:32 24VDIGI Gemeinsam für externe E/A
X13:33 I0A Erdschlusswandler Eingang A (extern) X
X13:34 I0B Erdschlusswandler Eingang B (extern) X
X14:01 TEST Trennschalter “Test”-Eingang und LON-“Service”-Eingang
X14:02 SD Trennschalter Eingang Stellung 0/1
X14:03 TRIP Eingang Auslösung extern
X14:04 24VDIGI Gemeinsam für interne E/A
X14:05 24VDIGI Gemeinsam für interne E/A
X14:06 Automat (MCB) Hilfskontakt für Sicherungsautomaten
X14:07 CFA Rückmeldeeingang Schütz-Steuerung A
X14:08 CFB Rückmeldeeingang Schütz-Steuerung B
X14:09 CFC Rückmeldeeingang Schütz-Steuerung C (im Einschub)
X
X14:10 GPI1 Universaleingang 1 (im Einschub) X
X14:11 GPI2 Universaleingang 2 (im Einschub) X
X14:12 Ö Nicht angeschlossen
X14:13 I0A Erdschlusswandler Eingang A (intern) X
X14:14 I0B Erdschlusswandler Eingang B (intern) X
X15:01 Ö Nicht angeschlossen
X15:02 Ö Nicht angeschlossen
X15:03 DFP_RUNS LED-Ausgang Anzeige Motor EIN, Rechts-/Linkslauf
X15:04 DFP_READY LED-Ausgang Anzeige startbereit / Anzeige Winkbefehl
X15:05 DFP_TRIP LED-Ausgang Anzeige Störung steht an
X15:06 0VDC Gemeinsam für Ausgänge LEDs an Schubfrontseite
X16:01 Ö Nicht angeschlossen
X16:02 PTCA PTC-Messung Eingang A X
X16:03 PTCB PTC-Messung Eingang B X
X16:04 Ö Nicht angeschlossen
X17:01 MVML1 Spannungseingang Motorphase L1 X
X17:02 MVML2 Spannungseingang Motorphase L2 X
X17:03 MVML3 Spannungseingang Motorphase L3 X
X18:01 UAUX2 (L) UAUX2 Eingang L (Spannungsversorgung durch Spannungseinheit)
X
X18:02 UAUX2 (N) UAUX2 Eingang N (Spannungsversorgung durch Spannungseinheit)
X
- MASSE Geräteerde
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78 aBB 1TGC 901021 M0101 Ausgabe Oktober 2003
Notizen: Abbildung 57. Anschlussbild für MCU1-4 und MCU2-4
E/A in MCU1 und MCU2 E/A nur in MCU2 Schalterstellung entspricht Standardeinstellung
AWG28 AWG24 AWG20 1,0 mm 22,5 mm 2max 35 mm 2
X11
X13
4
3
I3B
I2B
I1B
CWDALB CWDALA
GPOCOM GPO1
RUNS1
GPO2
READY RUNS2
TRIP
ALARM
START1 LOCAL
STOP
START2
LOCAL RESET
LIMIT1 EMSTOP
GPI1
LIMIT2
RTM
GPI2
0VDC
ANALOGOUT
UAUX1(+24 VDC) UAUX1 (0 VDC)
CFC
UAUX1(+24 VDC)
DGND
IDCLOCK
24VDIGI IDDATA
I0B
I0A
CCWDLI
CCLI
CCA
NC
SGBSHIELD
SGBB
SGBA
CCC
CCB
DFP_RUNS
NC
NC
0VDC
DFP_TRIP
DFP_READY
EXTRIP
SD
TEST
MCB
24VDIGI
24VDIGI
CFB
CFA
NC
NC
GPI2
GPI1
CFC
PTCB
PTCA
I0B
I0A
I3A
I2A
I1A
3
2
1
6
5
4
9
8
7
12
11
10
15
14
13
18
17
16
21
20
19
24
23
22
27
26
25
30
29
28
34
33
32
31
T3
T2
T1
3
2
1
2
1
5
4
3
2
1
5
4
3
6
1
4
3
2
7
6
5
10
9
8
14
13
12
11
2
1
L3
L2
L1
X16
X18 X17
X12
X15
X14
3
UAUX2 N
UAUX2 L
MVML3
MVML2
MVML1
2
1
2
1
Reg
A
6
NC
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79 aBB 1TGC 901021 M0101 Ausgabe Oktober 2003
Notizen: Anhang B: Parametrierfehler-Codes Tabelle 84. Parametrierfehler-Codes und mögliche Ursachen.
ID / Wert Funktion Parameterbezeichnung Erläuterung
001 Anlage Status Sendezyklus Wert außerhalb des zulässigen Bereichs
002 Anlage Nv Sendezyklus Wert außerhalb des zulässigen Bereichs
003 Starter Konfiguration Notaus Reset modus Ungültiger Wert
008 Starter Konfiguration Externer STW2 primärs. Wert außerhalb des zulässigen Bereichs
009 Starter Konfiguration Externer STW1 primärs. Wert außerhalb des zulässigen Bereichs
010 Starter Konfiguration Externer STW sekundärseitig
Wert außerhalb des zulässigen Bereichs
011 Starter Konfiguration Nennstrom Wert außerhalb des zulässigen Bereichs
012 Starter Konfiguration Anlaufstromverh. Wert außerhalb des zulässigen Bereichs
013 Starter Konfiguration Nennstrom N2 Wert außerhalb des zulässigen Bereichs
014 Starter Konfiguration Anlaufstromverhältnis N2 Wert außerhalb des zulässigen Bereichs
015 Anlage I Sendehysterese Bereich überschritten
016 Starter Konfiguration Phasenzahl Ungültiger Wert
018 Thermischer Überlastschutz Reset Modus Ungültiger Wert
021 Thermischer Überlastschutz TOL Warnschwelle Wert außerhalb des zulässigen Bereichs
023 Thermischer Überlastschutz Auslöseklassen t6 Wert außerhalb des zulässigen Bereichs
024 Thermischer Überlastschutz Abkühlzeitfaktor Wert außerhalb des zulässigen Bereichs
025 Thermischer Überlastschutz Ia / In Faktor Wert außerhalb des zulässigen Bereichs
026 Thermischer Überlastschutz Auslöseklassen (te) Bereich überschritten
027 Starter Konfiguration Rueckmeldeverzögerung Bereich überschritten
029 Thermischer Überlastschutz Auslöseklassen( t6) N2 Wert außerhalb des zulässigen Bereichs
031 Thermischer Überlastschutz Ia / In Faktor N2 Wert außerhalb des zulässigen Bereichs
032 Thermischer Überlastschutz Auslöseklassen (te) N2 Bereich überschritten
033 Phasenausfallschutz Warnschwelle Wert außerhalb des zulässigen Bereichs
034 Phasenausfallschutz Auslöseschwelle Wert außerhalb des zulässigen Bereichs
035 Phasenausfallschutz Auslöseverzögerung Bereich überschritten
036 Unterlastschutz Warnschwelle Wert außerhalb des zulässigen Bereichs
037 Unterlastschutz Auslöseschwelle Wert außerhalb des zulässigen Bereichs
038 Unterlastschutz Auslöseverzögerung Bereich überschritten
039 Leerlaufschutz Warnschwelle Wert außerhalb des zulässigen Bereichs
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80 aBB 1TGC 901021 M0101 Ausgabe Oktober 2003
Notizen: ID / Wert Funktion Parameterbezeichnung Erläuterung
040 Leerlaufschutz Auslöseschwelle Wert außerhalb des zulässigen Bereichs
041 Leerlaufschutz Auslöseverzögerung Bereich überschritten
042 Blockierschutz Warnschwelle Wert außerhalb des zulässigen Bereichs
043 Blockierschutz Auslöseschwelle Wert außerhalb des zulässigen Bereichs
044 Blockierschutz Auslöseverzögerung Bereich überschritten
045 Erdschlussschutz Warnschwelle Bereich überschritten
046 Erdschlussschutz Auslöseschwelle Bereich überschritten
047 Erdschlussschutz Auslöseverzögerung Bereich überschritten
049 Erdschlussschutz Erdschlusswandler Ungültiger Wert
050 Schieflastschutz Warnschwelle Wert außerhalb des zulässigen Bereichs
051 Schieflastschutz Auslöseschwelle Wert außerhalb des zulässigen Bereichs
052 Schieflastschutz Auslöseverzögerung Bereich überschritten
053 Unterlastschutz cosphi Warnschwelle Wert außerhalb des zulässigen Bereichs
054 Unterlastschutz cosphi Auslöseschwelle Bereich überschritten
055 Unterlastschutz cosphi Auslöseverzögerung Bereich überschritten
058 Drehzahlüberwachung Auslöseverzögerung Bereich überschritten
060 Thermistorschutz Warnschwelle Wert außerhalb des zulässigen Bereichs
061 Thermischer Überlastschutz Thermisches Modell Thermistor muss bei EExe aktiv sein
064 Thermistorschutz Kurzschluss Schwellwert Wert außerhalb des zulässigen Bereichs
065 Unterspannungsschutz Warnschwelle Wert außerhalb des zulässigen Bereichs
066 Unterspannungsschutz Auslöseschwelle Wert außerhalb des zulässigen Bereichs
067 Unterspannungsschutz Auslöseverzögerung Wert außerhalb des zulässigen Bereichs
068 Unterspannungsschutz Spannung Resetschwelle Wert außerhalb des zulässigen Bereichs
069 Unterspannungsschutz Max. U-Ausfallzeit Bereich überschritten
070 Unterspannungsschutz Staffelstartzeit Bereich überschritten
071 Anlaufbegrenzungsschutz Zeitintervall Bereich überschritten
072 Anlaufbegrenzungsschutz Anzahl Starts/Zeit Wert außerhalb des zulässigen Bereichs
075 Starter Konfiguration Sicherer Zustand (Failsafe)
Status für Antriebsart nicht zulässig
076 Starter Konfiguration Failsafe timeout Wert außerhalb des zulässigen Bereichs
077 Starter Konfiguration Antriebsart Ungültiger Wert
078 Starter Konfiguration Motoranlaufzeit Bereich überschritten
079 Starter Konfiguration Motoranlaufzeit N2 Bereich überschritten
080 Starter Konfiguration Temp. Motorumgebung Wert außerhalb des zulässigen Bereichs
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81 aBB 1TGC 901021 M0101 Ausgabe Oktober 2003
Notizen: ID / Wert Funktion Parameterbezeichnung Erläuterung
081 Wartungsfunktionen C Motorlaufzeit Warnung Wert außerhalb des zulässigen Bereichs
082 Starter Konfiguration S/D Umschaltstrom Wert außerhalb des zulässigen Bereichs
084 Starter Konfiguration Sanftstartzeit Bereich überschritten
085 Starter Konfiguration Sanftstopzeit Bereich überschritten
086 Starter Konfiguration Autotrafo Startzeit Bereich überschritten
091 Motorgruppen Gruppenstartrichtung Ungültiger Wert
092 Motorgruppen Gruppenstartverzög.. Bereich überschritten
093 Motorgruppen Gruppenstopverzög. Bereich überschritten
094 Unterspannung Nennspannung Wert außerhalb des zulässigen Bereichs
097 Wartungsfunktionen C CCa Schaltspielwarnung Wert außerhalb des zulässigen Bereichs
098 Wartungsfunktionen C CCb Schaltspielwarnung Wert außerhalb des zulässigen Bereichs
099 Wartungsfunktionen C CCc Schaltspielwarnung Wert außerhalb des zulässigen Bereichs
100 Anlage SU lifelist timeout Wert außerhalb des zulässigen Bereichs
103 Universal E / A UniAusgang1-EIN-Wert Bereich überschritten
104 Universal E / A UniAusgang1-AUS-Wert Bereich überschritten
105 Universal E / A UniAusgang2-EIN-Wert Bereich überschritten
106 Universal E / A UniAusgang2-AUS-Wert Bereich überschritten
107 Universal E / A GPI1‘EIN‘-Wert Bereich überschritten
108 Universal E / A GPI1 ‘AUS‘-Wert Bereich überschritten
109 Universal E / A GPI2 ‚EIN‘-Wert Bereich überschritten
110 Universal E / A GPI2 ‚AUS‘-Wert Bereich überschritten
122 Unterspannung Max. Wiederanlaufzeit Bereich überschritten
123 Starter Konfiguration MCB Reset Modus Ungültiger Wert
124 Starter Konfiguration Externer Reset Modus Ungültiger Wert
125 Thermistorschutz Kabelkompensation Bereich überschritten
126 Unterspannungsschutz Externe Trafo installiert Ungültiger Wert
127 Unterspannungsschutz Externer Trafo sekundärs.
Wert außerhalb des zulässigen Bereichs
128 Unterspannungsschutz Externer SPW prim. Wert außerhalb des zulässigen Bereichs
150 Gerätedaten Interner STW Typ Nennstrom liegt außerhalb des Bereichs
151 Analogausgang Gesamter Bereich Wert außerhalb des gesamten Bereichs
152 Analogausgang Skalenwert Außerhalb der Skala
160 Gerätedaten Interner Trafo-Sensor Kein Gerät, aber Unterspannungsschutz aktiv
161 Gerätedaten Interner Trafo-Sensor Kein Gerät, aber cosphi-Schutz aktiv
162 Antriebsart Thermisches Modell EExe ohne Umgebungstemp. 40°C
163 Antriebsart Thermisches Modell EExe ohne TOL-Schutz
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82 aBB 1TGC 901021 M0101 Ausgabe Oktober 2003
Notizen: ID / Wert Funktion Parameterbezeichnung Erläuterung
164 Antriebsart Thermisches Modell EExe ohne Phasenausfallschutz
165 Antriebsart Thermisches Modell EExe ohne Schieflastschutz
166 Starter Konfiguration Phasenzahl Eine Phase, Schieflastschutz nicht deaktiviert
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83 aBB 1TGC 901021 M0101 Ausgabe Oktober 2003
Notizen: Anhang C: Digitaleingangs-Konfiguration von MCU1 und MCU2 Tabelle 85. Digitaleingangskonfiguration
Vorgabe Parameter = ‘Schließer’ (S) Parameter = ‘Öffner’ (Ö) Std Bit
X13:12 START1
Motor startet in Richtung 1 wenn Kontakt geschlossen.
Motor startet in Richtung 1 wenn Kontakt offen.
S 0
X13:13 START2
Motor startet in Richtung 2 wenn Kontakt geschlossen.
Motor startet in Richtung 2 wenn Kontakt offen.
S 1
X13:14 STOP
Motor stoppt wenn Kontakt geschlossen
Motor stoppt wenn Kontakt offen
Ö 2
X13:15 RESET
Störung Rücksetzen ausgeführt wenn Kontakt geschlossen
Störung Rücksetzen ausgeführt wenn Kontakt offen
S 3
X13:16 LOCAL
Steuerung Vorort aktiviert wenn Kontakt geschlossen
Steuerung Vorort aktiviert wenn Kontakt offen
S 4
X13:17 EMSTOP
Not-Aus ausgeführt wenn Kontakt geschlossen
Not-Aus ausgeführt wenn Kontakt offen
Ö 5
X14:1 TEST
Teststellung aktiviert wenn Kontakt geschlossen
Teststellung aktiviert wenn Kontakt offen
S 6
X14:2 SD
Hauptschalter ist AUS wenn Kontakt geschlossen
Hauptschalter ist AUS wenn Kontakt offen
S 7
X14:6 MCB
Automatenfall ausgeführt wenn Kontakt geschlossen
Automatenfall ausgeführt wenn Kontakt offen
S 8
X14:7 CFA
Schütz A ist geschlossen wenn Kontakt geschlossen
Schütz A ist geschlossen wenn Kontakt offen
S 9
X14:8 CFB
Schütz B ist geschlossen wenn Kontakt geschlossen
Schütz B ist geschlossen wenn Kontakt offen
S 10
X14:3 SDRI
SDR-Störung ausgeführt wenn Kontakt geschlossen
SDR-Störung ausgeführt wenn Kontakt offen
S 11
X14:9 CFC/Drehmoment
Schütz C ist geschlossen wenn Kontakt geschlossen
Schütz C ist geschlossen wenn Kontakt offen
S 12
X13:18 Grenzwert 1
Endschalter Limit 1 aktiviert wenn Kontakt geschlossen
Endschalter Limit1 aktiviert wenn Kontakt offen
S 13
X13:9 Grenzwert 2
Limit2 aktiviert wenn Kontakt offen
Endschalter Limit2 aktiviert wenn Kontakt offen
S 14
X13:23 RTM
Eingang Drehzahlüberwachung aktiviert wenn Kontakt geschlossen
Eingang Drehzahlüberwachung aktiviert wenn Kontakt offen
S 15
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84 aBB 1TGC 901021 M0101 Ausgabe Oktober 2003
Notizen: Anhang D. Übersicht MCU Hardware- und Softwarefunktionen Tabelle 86. Softwarefunktionen von MCU1 und MCU2.
Funktionsgruppe/ Funktionalität Einheit Anmerkungen:
1.0 Schutzfunktion
1.1 Thermischer Überlastschutz (TOL)
1.2 Standard MCU1/2
1.3 EEx e MCU2
1.4 Phasenausfallschutz MCU1/2
1.5 Leerlaufschutz MCU1/2
1.6 Blockierschutz MCU1/2
1.7 Unterlastschutz MCU1/2
1.8 Schieflastschutz MCU2
1.9 Unterspannungsschutz MCU2 mit Spannungseinheit
1.10 Drehzahlüberwachung MCU2 Drehzahlüberwachung als Binäreingang
1.11 Thermistorschutz MCU2
1.12 Erdschlusschutz MCU2
1.13 Anlaufbegrenzungsschutz MCU2
1.14 Startverzögerung MCU2
1.15 Unterlastschutz cosphi MCU2 mit Spannungseinheit
2.0 Antriebsart
2.1 GA MCU1/2 Optionen Verklinkung und Sanftanlauf
2.2 WA MCU1/2 Optionen Verklinkung und Sanftanlauf
2.3 GA-RCU MCU1/2
2.4 WA-RCU MCU2
2.5 GA-Stern/Dreieck MCU2
2.6 WA-Stern/Dreieck MCU2
2.7 GA-2N MCU2
2.8 WA-2N MCU2
2.9 Stellantrieb MCU2 10 Konfigurationen möglich
2.10 Spartrafo MCU2
3.0 Andere Funktionen
3.1 Failsafe-Funktionalität MCU1/2
3.2 Watchdog–Funktionalität MCU1/2
3.3 Steuerung Bus / Vorort MCU1/2
3.4 Echtzeituhr MCU1/2
3.5 Externe Auslösung (virtueller Eingang)
MCU1/2
3.6 Universal E / A MCU1/2
3.7 Rueckmeldeüberwachung MCU2
3.8 Analogausgang MCU1/2
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85 aBB 1TGC 901021 M0101 Ausgabe Oktober 2003
Notizen: Funktionsgruppe/ Funktionalität Einheit Anmerkungen:
4.0 Protokollierung/Überwachung
4.1 Phasenströme (abs/rel) MCU1/2
4.2 Schaltspielzahl MCU1/2
4.3 Motorbetriebsstunden MCU1/2
4.4 Rechnerische thermische Belastung MCU1/2
4.5 Zeit bis Auslösung MCU1/2
4.6 Zeit bis Reset möglich MCU1/2
4.7 Warnungs- und Ereignisprotokolle MCU1/2 Warnungen/Ereignisse mit Zeitmarke
4.8 Spannungsprotokoll MCU2 mit Spannungseinheit
4.9 Leistungsfaktor MCU2 mit Spannungseinheit
4.10 Wirkleistung MCU2 mit Spannungseinheit
4.11 Blindleistung MCU2 mit Spannungseinheit
4.12 Erdschlussstrom MCU2
4.13 Frequenz MCU2 mit Spannungseinheit
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86 aBB 1TGC 901021 M0101 Ausgabe Oktober 2003
Notizen: Tabelle 87. Hardwarefunktionen von MCU1 und MCU2.
Funktionsgruppe/ Funktionalität Einheit Anmerkungen:
1.0 Relaisausgang
1.1 CCA, CCB MCU1/2
1.2 CCC MCU2
1.3 GPO1, 2 MCU2 Universalausgang
2.0 LED-Ausgang
2.1 EIN1 MCU1/2
2.2 EIN2 MCU1/2
2.3 Bereit MCU1/2
2.4 Ausgelöst MCU1/2
2.5 Warnung MCU1/2
2.6 VORORT MCU1/2
2.7 DFP_runs, _ready, _trip MCU1/2
3.0 Steuerungseingang
3.1 VORORT MCU1/2
3.2 Reset MCU1/2
3.3 START1 MCU1/2
3.4 START2 MCU1/2
3.5 Stop MCU1/2
3.6 EMSTOP MCU1/2
3.7 Prüfung MCU1/2
3.8 SD MCU1/2
3.9 Störung MCU1/2
3.10 Automat (MCB) MCU1/2
3.11 CFA, _B MCU1/2
3.12 CFC MCU2
3.13 GPI1, _2 MCU2 Universaleingänge
3.14 RTM-Eingang MCU2 Binäreingang für Drehzahlgeber
4.0 Steuerungsausgänge
4.1 Analogausgang MCU2
5.0 Messeingänge
5.1 Stromaufnahme MCU1/2 Drehstrom
5.2 Spannungseingang: MCU2 Dreiphasige Spannung, mit Spannungseinheit
5.3 PTC Eingang MCU2
5.4 RCT-Eingang MCU2 Erdschlusswandler
6.0 Feldbus-Schnittstelle
6.1 LONWORKS MCU1/2 FTT-10A Transceiver
6.0 Watchdog-Relais
6.1 CCWDLI MCU1/2 Eingang für Schütz-Steuerungsrelais
6.2 Watchdog–Signal MCU1/2 Signalausgang
7.0 Spannungsversorgung
7.1 Uaux1 MCU1/2 +24 VDC Hilfsspannungsversorgung
7.2 Uaux1 MCU2 230 VAC Hilfsspannungsversorgung, mit Spannungseinheit
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Notizen: Anhang E. Verzeichnis der Abbildungen und Tabellen Abbildungsverzeichnis Abbildung 1. MCU2 mit Spannungseinheit. 6 Abbildung 2. INSUM Systemkonfiguration mit Motor Control Units (MCU). 6 Abbildung 3. Anschlüsse an der Unterseite der MCU und der Spannungseinheit VU. 9 Abbildung 4. Anschlüsse an der Seite des Geräts. 9 Abbildung 5. Anschluss des Drehzahlgebers 15 Abbildung 6. Schirmung des Feldbuskabels und Feldbussteckers. 16 Abbildung 7. Steuerkreis für GA-Antriebe, MCU1 und MCU2. 21 Abbildung 8. Steuerkreis für WA-Antriebe, MCU1 und MCU2. 21 Abbildung 9. Steuerkreis für verklinkte GA-Antriebe mit normalen Schützen, MCU2. 22 Abbildung 10. Steuerkreis für verklinkte WA-Antriebe mit normalen Schützen, MCU2. 23 Abbildung 11. Steuerkreis für verklinkte GA-Antriebe, mechanisch verklinktes Schütz. 23 Abbildung 12. Steuerkreis für verklinkte GA-Antriebe, magnetisch verklinktes Schütz. 23 Abbildung 13. Steuerkreis für GA-Sanftanläufer, MCU2. 24 Abbildung 14. Steuerkreis mit Sanftanläufer für WA, MCU2. 24 Abbildung 15. Steuerkreis für GA-Sanftanläufer, verklinkte Schütze. 25 Abbildung 16. Steuerkreis mit Sanftanläufer für WA, verklinkte Schütze. 25 Abbildung 17. Startabläufe für Sanftanläufer mit Verzögerungszeiten. 26 Abbildung 18. Stopabläufe für Sanftanläufer mit Verzögerungszeiten. 26 Abbildung 19. Steuerkreis für GA/RCU-Antriebe für MCU1. 27 Abbildung 20. Steuerkreis für GA/RCU-Antriebe für MCU2. 27 Abbildung 21. Steuerkreis für WA/RCU-Starter für MCU2. 28 Abbildung 22. Steuerkreis für GA-S/D-Antriebe, MCU2. 29 Abbildung 23. GA-S/D-Antriebe Umschaltparameter, Prinzipdiagramm. 30 Abbildung 24. Steuerkreis für WA-S/D-Starter, MCU2. 31 Abbildung 25. Steuerkreis für GA-2N-Antriebe, Dahlander, MCU2. 32 Abbildung 26. Steuerkreis für GA-2N, mit zwei Schützen, separate Wicklungen. 32 Abbildung 27. Anschluss des externen Stromwandlers für GA-2N an die MCU2. 33 Abbildung 28. Steuerkreis für WA-2N-Antriebe, Dahlander-Wendeantriebe. 35 Abbildung 29. Steuerkreis für WA-2N-Antriebe, zwei Wicklungen. 35 Abbildung 30. Steuerkreis für Stellantriebe mit Endlagenschaltern, MCU2. 36 Abbildung 31. Steuerkreis für Stellantriebe mit Drehmomentschalter, MCU2. 36 Abbildung 32. Steuerkreis für Spartrafo-Antriebe, Beispiel 1, MCU2. 38 Abbildung 33. Steuerkreis für Spartrafo-Antriebe, Beispiel 2. 38 Abbildung 34. Steuerkreis für Spartrafo-Antriebe, Beispiel 3. 39 Abbildung 35. Prinzipdarstellung der thermischen Simulation. 41 Abbildung 36. Funktionalität Startfreigabeschwelle. 45 Abbildung 37. Thermische Schutzauslösung, Funktionalität. 45 Abbildung 38. Thermische Überlastwarnung. 46 Abbildung 39. Überlastwarnung 46 Abbildung 40. Temperaturanstieg beim Motorbetrieb. 47 Abbildung 41. Abkühlung eines angehaltenen oder laufenden Motors. 48 Abbildung 42. Prinzip der thermischen Simulation für einen Motor mit zwei Drehzahlen. 49 Abbildung 43. Phasenausfallschutz in der MCU . 50 Abbildung 44. Unterlastschutz durch die MCU. 50 Abbildung 45. Unterlastschutz cosphi. 51 Abbildung 46. Leerlaufschutz durch die MCU. 52 Abbildung 47. Blockierschutz durch die MCU. 52 Abbildung 48. Erdschlussschutz durch die MCU2. 53 Abbildung 49. Schieflastschutz durch die MCU2. 54 Abbildung 50. Drehzahlüberwachung durch die MCU2. 55 Abbildung 51. Thermischer Schutz mittels PTC. 55 Abbildung 52. Unterspannungsschutzfunktion. 56 Abbildung 53. Startbegrenzung für Startanzahl 3 innerhalb des Zeitintervalls. 58 Abbildung 54. Startverzögerung, Funktionsprinzip. 58 Abbildung 55. Schützbetätigung während der Rückmeldeverzögerung. 60 Abbildung 56. INSUM-Zeitsynchronisation 65 Abbildung 57. Anschlussbild für MCU1-4 und MCU2-4 78
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Notizen: Tabellenverzeichnis
Tabelle 1. MCU-Typenbezeichnung (Hardware-Version –4) 7 Tabelle 2. Klemmenbezeichnung 8 Tabelle 3. Empfohlene Stecker und Kabel 8 Tabelle 4. Hilfsspannungsbereiche (UAUX1 und UAUX2) und Optionen 10 Tabelle 5. Eingangsklemmen und Pinbelegung für die Hilfsspannungsversorgung. 10 Tabelle 6. Berechnung der Leistungsaufnahme (maximale stationäre Leistungsaufnahme). 10 Tabelle 7. Digitale Eingangsklemmen und Anschlüsse. 11 Tabelle 8. LED-Ausgangsklemmen- und Pinbelegung. 12 Tabelle 9. Funktionalität der LED-Ausgänge. 12 Tabelle 10. Watchdog-Schütz Signalisierung – Klemmen- und Pinbelegung. 13 Tabelle 11. Schütz-Steuerunng – Klemmen- und Pinbelegung. 13 Tabelle 12. Digitale Unversaleingänge – Klemmen- und Pinbelegung. 14 Tabelle 13. Digitale Unversalausgänge - Klemmen- und Pinbelegung. 14 Tabelle 14. Digitale Universalausgänge - Klemmen- und Pinbelegung. 14 Tabelle 15. Drehzahlüberwachung - Klemmen- und Pinbelegung. 15 Tabelle 16. PTC-Eingang - Klemmen- und Pinbelegung. 15 Tabelle 17. Feldbusschnittstelle - Klemmen- und Pinbelegung. 15 Tabelle 18. Erdschlusswandler - Klemmen- und Pinbelegung. 16 Tabelle 19. Erdschlusswandlertypen 16 Tabelle 20. Lastwiderstandswerte bei Nutzung von Erdschlusswandlern. 16 Tabelle 21. Strommessung - interne Strombereiche. 17 Tabelle 22. Empfohlene Zwischenwandler - Typen und Bezeichnungen. 17 Tabelle 23. Spannungsmessung - Klemmen- und Pinbelegung 18 Tabelle 24. Antriebsarten für MCU1 und MCU2. 19 Tabelle 25. GA-Antriebe, Schnittstelle zur Schütz-Steuerung 20 Tabelle 26. WA-Antriebe, Schnittstelle zur Schütz-Steuerung. 21 Tabelle 27. Verklinkte Schütz-Steuerungsschnittstelle. 22 Tabelle 28. Sanftanlauf-Parameter. 25 Tabelle 29. GA/RCU-Antriebe, Schnittstelle zur Schütz-Steuerung. 26 Tabelle 30. WA/RCU-Antriebe, Schnittstelle zur Schütz-Steuerung. 28 Tabelle 31. GA-S/D-Antriebe, Schnittstelle zur Schütz-Steuerung. 29 Tabelle 32. Parameter zur Auswahl der Umschaltbedingung. 29 Tabelle 33. WA-S/D-Antriebe, Schnittstelle zur Schütz-Steuerung. 31 Tabelle 34. GA-2N-Antriebe, Schnittstelle zur Schütz-Steuerung 32 Tabelle 35. WA-2N-Starter, Schnittstelle zur Schütz-Steuerung 34 Tabelle 36. Stellantriebe, Schnittstelle zur Schütz-Steuerung. 35 Tabelle 37. Aktive Endlagenschalter- und Ereignismeldungen. 36 Tabelle 38. Mögliche Konfigurationen mit Endlagen- und Drehmomentschaltern. 37 Tabelle 39. Spartrafo-Antriebe, Schnittstelle zur Schütz-Steuerung. 38 Tabelle 40. Bedingungen zur Deaktivierung von Schutzfunktionen. 40 Tabelle 41. Verfügbare Schutzfunktionen je nach Gerätevariante. 41 Tabelle 42. Verwendete Abkürzungen und Begriffe (TOL). 42 Tabelle 43. Parameter der Motor Control Unit (TOL). 42 Tabelle 44. IEC 60947-4-1 Auslöseklasse bei Umgebungstemp. 40°C, Ausgeglichener Motorstrom. 43 Tabelle 45. Phasenausfallschutz, Parameter. 49 Tabelle 46. Unterlastschutz, Parameter. 50 Tabelle 47. Unterlastschutz cosphi, Parameter. 51 Tabelle 48. Leerlaufschutz, Parameter. 51 Tabelle 49. Blockierschutzfunktion, Parameter. 52 Tabelle 50. Erdschlussschutz, Parameter. 53 Tabelle 51. Schieflastschutz, Parameter. 54 Tabelle 52. Parameter Drehzahlüberwachung. 54 Tabelle 53. Thermistorschutz, Parameter. 55 Tabelle 54. Unterspannungsschutzfunktion, Parameter. 56 Tabelle 55. Anlaufbegrenzung, Parameter. 57 Tabelle 56. Anlaufbegrenzung, Parameter. 58 Tabelle 57. Rückmeldeüberwachung - Eingangs- und Stiftbelegung. 60 Tabelle 58. Rückmeldeverzögerung, Bereich 60
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Notizen: Tabelle 59. Wahrheitstabelle der Schützüberwachung in Normalbetrieb. 61 Tabelle 60. Wahrheitstabelle der Schützüberwachung im Testbetrieb. 61 Tabelle 61. Wahrheitstabelle für Schütz CCB (/CCC), nur GA/RCU-Betrieb. 61 Tabelle 62. Hauptschalter-Test - Klemmen- und Pinbelegung. 62 Tabelle 63. Automaten - Eingangs- und Pinbelegung. 62 Tabelle 64. Not-Aus - Eingangs- und Pinbelegung. 62 Tabelle 65. Externe Auslösung - Eingangs- und Pinbelegung. 62 Tabelle 66. Eingang Netzwerkvariable für Auslösung extern 62 Tabelle 67. Hauptschalter - Eingangs- und Pinbelegung. 63 Tabelle 68. Universaleingänge - Eingangs- und Pinbelegung. 63 Tabelle 69. Universaleingänge - Eingangs- und Pinbelegung. 63 Tabelle 70. Universalausgänge - Klemmen- und Pinbelegung. 63 Tabelle 71. Universelle Eingänge für Netzwerkvariable. 64 Tabelle 72. Netzwerkvariablenausgang zur Protokollierung der Schaltspielzahl. 64 Tabelle 73. Netzwerkvariablenausgang zur Protokollierung der Schaltspielzahl. 64 Tabelle 74. Netzwerkvariable für die Failsafe-Funktion. 65 Tabelle 75. Netzwerkvariablen zur Zeitsynchronisation. 65 Tabelle 76. Meldungen werden zur Überprüfung der Gültigkeit der Zeitangabe. 66 Tabelle 77. Steuerung Bus/Vorort - Eingangs- und Pinbelegung. 66 Tabelle 78. Eingang Netzwerkvariable für Bus/Vorort. 66 Tabelle 79. Häufigkeit der Hintergrundaktualisierung gemäß Parameter NV Sendezyklus (T). 69 Tabelle 80. Vorschriften. 75 Tabelle 81. Verträglichkeitsprüfungen 75 Tabelle 82. Emissionsprüfungen. 75 Tabelle 83. Anschlussbelegung von MCU1-4 und MCU2-4. 76 Tabelle 84. Parametrierfehler-Codes und mögliche Ursachen. 79 Tabelle 85. Digitaleingangskonfiguration 83 Tabelle 86. Softwarefunktionen von MCU1 und MCU2. 84 Tabelle 87. Hardwarefunktionen von MCU1 und MCU2. 86
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Notizen: Anhang F. Begriffsbestimmungen und Abkürzungen Abkürzung Begriff Begriffsbestimmungen und Abkürzungen
Warnung Begriff Erläuterung/Kommentar
Backplane (Grundplatte) Grundplatte zur Aufnahme der folgenden ICU-Geräte: Router, Gateways, Systemuhr, Netzteil. Bestandteil der INSUM Communications Unit (siehe ICU).
CA Control Access (Schaltberechtigung)
Funktion des INSUM-Systems, über die Schaltberechti-gungen für jede Geräteebene (z.B. PLT, Gateway, Feldgerät) festgelegt werden können
CAT Control Access Table Tabelle der Zugangsberechtigungen
CB (STW) Circuit breaker (Leistungsschalter)
Leistungsschalter (in diesem Fall: ABB SACE Emax mit elektronischem Auslöser PR112-PD/LON)
CT Current Transformer (Stromwandler)
Stromwandler
DCS Distributed Control System siehe auch PCS
Eth Ethernet Schicht 1 des ISO-Schichtenmodells für Netzwerke; beschreibt die physikalischen Eigenschaften (Kabel, Stecker usw.) die zur Datenübertragung mitdemTCP/IP Protokoll verwendet werden
Ereignis Ein Ereignis lässt sich definieren als Zustandsänderung.
Ein Ereignis wird zur Warnung, wenn der Zustand als abnormal definiert ist, bzw. zur Vorwarnung für eine zu erwartende Störung.
Feldgerät Field Device Zusammenfassende Bezeichnung für Geräte, die an den LON-Feldbus angeschlossen werden (z.B. Motorsteuergeräte MCU oder Leistungsschalter-Auslösegerät)
FU Field Unit siehe Feldgerät
GPI General Purpose Input (Universaleingang)
Digitaler Eingang der MCU zur beliebigen Verwendung
GPO General Purpose Output (Universalausgang)
Digitaler Ausgang der MCU zur beliebigen Verwendung
GPS Global Positioning System System zur Erfassung der aktuellen Position, der Universalzeit und der Zeitzone. Mittels dieser Technologie wird die exakte Zeitangabe füer die Prozessdatenerfassung bereitgestellt.
GW Gateway Ein Gateway dient als Schnittstelle zwischen dem LON-Protokoll in INSUM und anderen Kommunikationsprotokollen (z.B. TCP/IP, Profibus, Modbus)
ICU INSUM-Kommunikationseinheit Die INSUM Communications Unit besteht aus den Komponenten Grundplatte, Gateways, Routern, der Systemuhr und dem Netzteil. Sie bildet die Kommunikationsschnittstelle innerhalb INSUM sowie zwischen INSUM und übergeordneten Steuerungen.
Früher verwendete Begriffe: SGC, SU (Schaltanlageneinheit)
INSUM INSUM Integrated System for User-optimized Motor -Management (integriertes System zum benutzeroptimierten Motormanagement). Das Konzept von INSUM ist eine Plattform zur Integration von intelligenten Bauteilen, Geräten und Softwarekomponenten im MNS-Motor Control Center bzw. in MNS-Energieverteilungsanlagen
INSUM OS INSUM Operator Station PC-Softwarebasiertes Hilfsmittel zur Parametrierung, Überwachung und Ansteuerung von Geräten innerhalb von INSUM
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Notizen: Abkürzung Begriff Begriffsbestimmungen und Abkürzungen
ITS Intelligent Tier Switch Intelligenter Sicherungsschalter. Lastschalter mit Sicherung der Baureihe ABB SlimLine mit integrierten Sensoren und Mikroprozessor-gesteuerter Elektronik zur Messung und Überwachung
LON Local Operating Network LON wird als Abkürzung für das Netzwerk LonWorks verwendet. Eine modifizierte Version von LON findet als Schaltanlagenbus Verwendung im INSUM-System.
LonTalk LonTalk Protokoll Feldbus-Kommunikationsprotokoll in LonWorks Netzwerken.
LonWorks LonWorks-Netzwerk Ein Kommunikationsnetz in LonWorks-Technologie, z.B. mit einem Neuron-Chip und dem Protokoll LonTalk.
MCU Motor Control Unit (Motorsteuerung)
Motorüberwachungs- und Steuergerät. Reihe von Mikroprozessor-gesteuerten elektronischen Motor-steuerungsgeräten (Feldgeräten) im INSUM System. Im MNS-Motorstarter befindet sich dabei eine MCU, die Schutz-, Steuerungs- und Überwachungsfunktionen für einen Motor sowie den Motorstarter selbst übernimmt.
MMI Man Machine Interface (Benutzerschnittstelle)
INSUM-Benutzeroberfläche (Anzeige- und Bediengerät) auf Schaltanlagenebene zur Parametrierung und Steuerung von Kommunikations- und Feldgeräten.
MNS MNS Modulares Niederspannungsschaltanlagensystem von ABB
Modbus, Modbus RTU Feldbus-Kommunikationsprotokoll
NV,nv LON Network Variable Eine Netzwerkvariable ist ein Datenelement im LonTalk-Protokoll mit max. 31 Bytes Daten.
Nvi, nvi LON Network Variable Input LON-Bus Eingangsvariable
Nvo, nvo LON Network Variable Output LON-Bus Ausgangsvariable
OS Operator Station siehe INSUM OS
PLS, PLT Prozessleitystem Übergeordnetes Leittechnik-System
SPS Speicherprogrammierbare Steuerung
Untergeordnete Steuerung
PR Programmable Release (programmierbarer Auslöser)
Leistungsschalter-Schutz-/Auslösevorrichtung (in diesem Fall: ABB SACE Emax PR112-PD/LON)
Profibus DP Feldbus-Kommunikationsprotokoll mit zyklischer Datenübertragung
Profibus DP-V1 Feldbus-Kommunikationsprotokoll, Erweiterung von Profibus DP zur azyklischen Datenübertragung und Multi-Master Betrieb
PTB Physikalisch-Technische Bundesanstalt
Zuständige deutsche Behörde zur Genehmigung von Ex-e-Anträgen
Thermistor Positiver Temperaturkoeffizient Ein temperaturempfindlicher Widerstand zur Erfassung hoher Motortemperaturen und Auslösung des Motors bei Erreichen einer Störungsschwelle.
RCU Remote Control Unit Am Gerät vorhandene Schaltvorrichtung für den Motorstarter, über die der Motorstarter bei Bedienung vor Ort direkt und unter Umgehung der MCU geschaltet wird
Router Verbindungsgerät im LON-Netzwerk zur Verbindung verschiedener LON-Subnets. Gehört zur INSUM Communications Unit
RTC Real Time Clock Echtzeituhr. Gehört zur INSUM-Systemuhr und kann als Zeitgeber im INSUM-System verwendet werden
SCADA Supervisory Control and Data Acquisition (überwachende Steuerung und Datenerfas-sung)
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Notizen: Abkürzung Begriff Begriffsbestimmungen und Abkürzungen
SGC Switchgear Controller Schaltgerätesteuerung. Veraltete Bezeichnung der INSUM Communications Unit, nicht mehr zu verwenden
SU Switchgear Unit Schaltanlageneinheit. Veraltete Bezeichnung der INSUM Communications Unit, nicht mehr zu verwenden
Systemuhr INSUM-Gerät zur Zeitsynchronisation zwischen einem Zeitgeber und allen MCUs. Bestandteil der INSUM Communications Unit (siehe ICU).
TCP/IP Transmission Control Protocol /Internet Protocol
Übertragungsprotokoll zur Datenübertragung per Ethernet
TFLC Thermal Full Load Current Erklärung siehe MCU-Parameterbeschreibung
TOL Thermische Überlast Erklärung siehe MCU-Parameterbeschreibung
Störung Eine Folge einer aktiven Warnung, z.B. bei Überschreiten einer festgelegten Verzögerungszeit, oder Folge eines externen Auslösebefehls eines anderen Geräts zum Stop des Motors oder Auslösen des Leistungsschalters
VU Voltage Unit Spannungseinheit. Spannungsmessungs- und Versorgungseinheit für die MCU 2
Wink Mit Hilfe der Wink-Funktion kann ein Gerät im LON-Netzwerk identifiziert werden. Wenn ein Gerät eine Wink-Meldung vom Feldbus erhält, reagiert es mit einer optischen Anzeige (blinkende LED)
Herausgeber: AST/TBDruckschriften-Nr.: 1TGC901021M0101
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