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System PINTSCH PA LINE Steuereinheit Micro Control Unit, Typ MCU SE / MCU ZSK
für Elektrische- und Gas-Infrarot-Weichenheizung
Weichenheizungen.
Sicherheit bei Eis und Schnee.
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Datum Name
Erstellt 07.11.2013 Utzig
Geprüft 07.11.2013 Benninghoff
Freigegeben 07.11.2013 Konze
Dateiname M23 1011 Produktbeschreibung MCU SE-MCU ZSK_A3
Projektordner NSV
Version A3
Status Freigegeben
Dokumenten-Nr. M23 1011
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Inhaltsverzeichnis:
1. REVISIONSSTAND 5
2. ABKÜRZUNGEN 5
3. ALLGEMEIN 6
3.1 Netztopologie 7
4. AUFBAU DER STEUEREINHEIT MICRO CONTROL UNIT TYP MCU 8
5. BEDIENFELD DER STEUEREINHEIT MICRO CONTROL UNIT TYP MCU SE 9
5.1.1 Zustandsanzeige der Steuereinheit MCU SE 9 5.1.2 Störungsanzeige der Steuereinheit MCU SE 10 5.1.3 Meldungen der Steuereinheit MCU SE 11 5.1.4 Statusanzeigen der Steuereinheit MCU SE 12 5.1.5 Befehle der Steuereinheit MCU SE 12
6. BEDIENFELD DER STEUEREINHEIT MCU ZSK 13
6.1.1 Zustandsanzeige der Steuereinheit MCU ZSK 13 6.1.2 Störungsanzeige der Steuereinheit MCU ZSK 13 6.1.3 Meldungen der Steuereinheit MCU ZSK 14 6.1.4 Statusanzeigen der Steuereinheit MCU ZSK 14 6.1.5 Befehle der Steuereinheit MCU ZSK 15
7. KONFIGURATIONSSCHALTER DER STEUEREINHEIT MCU SE / MCU ZSK 15
8. SCHNITTSTELLEN DER STEUEREINHEIT MCU SE UND MCU ZSK 15
9. REGELVERHALTEN 16
9.1 Regelverhalten 16
9.2 Automatischer Heizbetrieb 17
9.3 Kurzzeit – Heizbetrieb 17
10. SYSTEMKOMPONENTEN DER NIEDERSPANNUNGSVERTEILUNG I-NSV MCU SE 18
10.1 SRM 18
10.2 NFS 18
10.3 MST 18
10.4 Spannungswächter SW 19
10.5 EIO – Module 19
10.6 Funktionaler Zusammenhang der Systemkomponenten einer elektrischen Weichenheizung 20
11. FUNKTIONEN 22
11.1 Elektromotorisch betriebener Leistungsschalter 22
11.2 Überwachung Trafoschaden 22
11.3 Heizkreisüberwachung 22
11.4 Zähler 23 11.4.1 Messung Energieverbrauch 23 11.4.2 Betriebsstunden 23 11.4.3 Schaltspiele Mastschalter 23 11.4.4 Schaltspiele Kurzzeit 23 11.4.5 Schaltspiele Heizschütz 23
12. TECHNISCHE DATEN DER MCU SE / MCU ZSK 24
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12.1 Prozessor und Speicher 24
12.2 Kommunikationsschnittstellen 25
12.3 Ein- und Ausgänge 26
12.4 Bedienelemente 26
12.5 Regelkreiszuordnung 26
13. WARTUNGSSCHEMA 27
13.1 Visuelle Inspektion 27
13.2 Funktionsprüfung vor Ort 27
14. ERSATZTEILLISTE 27
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1. Revisionsstand
Rev. Datum Änderungen / Beschreibung
A0 15.10.2008 Dokumentenerstellung
A1 19.06.2009 Anpassung Bedienung Mastschaltersteuerung
Grenzwertbereich Spannungswächter
A2 18.04.2013 Redaktionelle Änderungen / Neues Layout
A3 07.11.2013 Layoutanpassung
2. Abkürzungen
Abkürzung Bezeichnung Beschreibung
MCU SE Micro Control Unit Steuereinheit für elektrische WHZA
MCU ZSK Micro Control Unit Steuereinheit für Gas.Infrarot
Weichenheizung
PA LINE Visualisierungsoberfläche Prozessvisualisierungssoftware für
Weichenheizungsanlagen
ZSK Zündschaltkasten Gas-Infrarot Weichenheizung
ASK Weichenanschlusspunkt Gas-Infrarot Weichenheizung
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3. Allgemein
Die Steuereinheit MCU (Micro Control Unit) ist eine universelle Hardware, die sowohl als
übergeordnete Überwachungseinrichtung MCU KE, als zentraler Steuerrechner MCU SE des elektrischen
Weichenheizungssystems und auch als Steuereinheit MCU ZSK für die Gas-Infrarot-Weichenheizung eingesetzt werden kann.
Die Überwachungs- und Steuereinheit Typ MCU weist die gleichen Eigenschaften der bisherigen Steuerung Typ PCU auf und
adaptiert sich somit in die PINTSCH Produktfamilie PA LINE.
Die übergeordnete Steuereinheit MCU KE ist eine Überwachungseinrichtung für die elektrische und die Gas-Infrarot-
Weichenheizung. Sie erfasst die Prozessdaten der Steuereinheiten MCU SE, MCU ZSK, PCU SE, I-NSV SE oder der digitalen Ein-
und Ausgabegruppe Typ DIO.
Die erfassten Prozess- und Zustandsdaten werden über die unterschiedlichsten Kommunikationswege an das Visualisierungssystem PA LINE gesendet und von diesem dargestellt.
Die Steuereinheit MCU SE kommt in den Niederspannungsverteilungen I-NSV zum Einsatz. In Verbindung mit verschiedenen
Baugruppen werden sowohl die Anforderungen einer 50 Hz wie auch einer 16,7 Hz Anlage erfüllt.
Die Vorgaben der TU 954.9101 werden wie auch bei der Steuereinheit PCU erfüllt.
Die Steuereinheit MCU ZSK steuert und überwacht als zentrale Feldeinheit die Funktion der gastechnischen Einheit und der Heizeinrichtung (Zündung und Brennverhalten) der Gas-Infrarot-Weichenheizung. In diesem Dokument werden die Steuereinheiten MCU SE und MCU ZSK beschrieben.
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Netztopologie 3.1
Die nachfolgende Zeichnung zeigt den Einsatz einer MCU im Gesamtgebilde des Fernwirksystems einer Weichenheizungsanlage:
Bild 3-1 Möglicher Gesamtaufbau
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4. Aufbau der Steuereinheit Micro Control Unit Typ MCU
Die Steuereinheit Micro Control Unit Typ MCU verfügt über alle notwendigen Schnittstellen zur Erfassung der Betriebs- und
Prozessdaten einer elektrischen als auch einer Gas-Infrarot-Weichenheizung.
Die wichtigsten Betriebszustandsdaten werden direkt auf der Vorderseite der Steuereinheit visualisiert. Gleichzeitig besteht die
Möglichkeit über die entsprechenden Funktionstasten die Weichenheizungsanlage in Betrieb zu setzten oder
Störungsmeldungen zu quittieren.
Zu den Hauptfunktionen des intelligenten Steuerungssystems gehören:
Überwachung der Betriebszustände (elektrische- und Gas Infrarot Weichenheizung)
Überwachung des Betriebsdruckes (Gas-Infrarot-Weichenheizung)
Ein- und Ausschalten der Anlagen (elektrische- und Gas Infrarot Weichenheizung)
Ein- und Ausschalten der Gaszufuhr zu den Heizeinrichtungen (Gas-Infrarot-Weichenheizung)
Steuerung und Überwachung der Anschlusskästen ASK und der Zündbausteine (Gas-Infrarot WHZ)
Erfassung der Umweltdaten (Niederschlag, Umgebungs- und Schienentemperatur) (elektrische- und Gas Infrarot Weichenheizung)
Effiziente Regelung der Heizeinrichtungen (elektrische- und Gas Infrarot Weichenheizung)
Bereitstellung der Prozessdaten an das Visualisierungssystem PA LINE über die Kontrolleinheit KE (elektrische- und Gas Infrarot Weichenheizung)
Alarmierung bei Funktionsstörungen (elektrische- und Gas Infrarot Weichenheizung)
Abbildung 4-1 Beispiel Steuereinheit MCU SE (Elektrische Weichenheizung)
Die MCU besitzt von hause aus zwei Regelkreise, über die Heizschütze angesteuert werden können.
Durch die Zuordnung eines Heizkreises zu einem Regelkreis wird der jeweilige Heizkreis für die Heizkreisüberwachung aktiviert.
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5. Bedienfeld der Steuereinheit Micro Control Unit Typ MCU SE
Das Bedienfeld verfügt sowohl über Zustandsanzeigen der Hardware, Störungs- und Statusanzeigen der Weichenheizungsanlage
als auch über Funktionstasten zur lokalen Bedienung. Des Weiteren sind Adress- und Konfigurationsschalter sowie
Serviceschnittstellen im direkten Zugriff.
Abbildung 5-1: Bedienfeld Steuereinheit MCU SE für Elektrische Weichenheizung
5.1.1 Zustandsanzeige der Steuereinheit MCU SE
LED Bezeichnung Funktion
1 Fehler LED EIN: Gesamt- und/ oder Teilverfügbarkeit nicht gegeben
2 Warnung
LED EIN: Teilfunktionsstörung der für den Heizbetrieb nicht notwendigen
Peripherie.
3 CPU RUN LED EIN: Signalisiert einen störungsfreien Betrieb der CPU (Prozessor)
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5.1.2 Störungsanzeige der Steuereinheit MCU SE
LED Bezeichnung Spalte Störung
1 HEIZKREIS
Heizkreis gestört
LED EIN: wenn mind. 1 Heizkreis gestört ist.
2
FI
Fehlerstromschutzschalter ausgelöst
LED EIN: wenn ein Fehlerstromschutzschalter der
Heizkreisüberwachung gefallen ist.
3 HS Fehler Heizschütz
4
ISO
Isolationsmessung Fehler erkannt
LED EIN: wenn bei der Isolationsmessung ein Fehler erkannt
wird
5 Trennschalter Fehler Masttrennschalter oder Lasttrennschalter
6
BETRIEBSSPANNUNG
Betriebsspannung fehlt
LED BLINKT: bei unterschrittener
Betriebsspannung (WARNUNG).
LED EIN: bei unterschrittener Betriebsspannung und
abgelaufener Verzögerungszeit (FEHLER)
7 TRAFO
Trafoschaden
LED EIN: bei anstehendem Signal Trafoschaden
8
KOMMUNIKATION
Kommunikationsstörung
LED EIN: bei einer Kommunikationsstörung zu einem
konfigurierten PC / IBK-KE / PCU-KE / MCU KE
Die Störmeldungen LED 1-4 werden je Regelkreis (Statusanzeige RK HEIZT blinkend) signalisiert.
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5.1.3 Meldungen der Steuereinheit MCU SE
LED Spalte RK HEIZT
1 RK 1 RK 1 heizt (Ausgang)
2 RK 2 RK 2 heizt (Ausgang)
3 RK 3 RK 3 heizt (Ausgang)
4 RK 4 RK 4 heizt (Ausgang)
5 RK 5 RK 5 heizt (Ausgang)
6 RK 6 RK 6 heizt (Ausgang)
7 RK 7 RK 7 heizt (Ausgang)
8 RK 8 RK 8 heizt (Ausgang)
LED AUS: RK ist aus (ohne Fehler)
LED EIN: RK ist ein (ohne Fehler)
LED Blinkt: RK ist ein (HS-, HK- oder FI-Fehler)
LED Blitzt: RK ist aus (HS-, HK- oder FI-Fehler)
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5.1.4 Statusanzeigen der Steuereinheit MCU SE
LED Bezeichnung Funktion
1 BEREIT
Signalisiert die Heizbereitschaft der Anlage
16,7 Hz Anlage
16,7 Hz – Anlage: LED AUS: Betriebsspannungsfehler
oder Mastschalter nicht in Stellung EIN
und Mastschalterautomatik nicht aktiv
LED BLINKT: Mastschalterautomatik aktiv
oder Lasteinschaltverzögerung aktiv
LED EIN: Mastschalter in Stellung EIN
und Last Einschaltverzögerung ist nicht aktiv
und kein Betriebsspannungsfehler
50 Hz – Anlage:
LED AUS: Betriebsspannungsfehler oder Anlage AUS
LED EIN: Kein Betriebsspannungsfehler und Anlage EIN
2 HEIZT
Signalisiert den Heizbetrieb der Anlage
LED EIN: wenn sich ein Regelkreis der Anlage im
Heizbetrieb befindet.
LED BLINKT: wenn bei eingeschalteter Anlage eine
Kommunikationsstörung zu einem SRM bzw. ERM erkannt
wird.
3 F-SENS
Feuchte EIN (Fühlerstation)
LED EIN: wenn Feuchte erkannt
4 FERNST. AUS
LED EIN: Steuerung Vor Ort aktiv, keine Schaltmöglichkeit über
Betriebliche Stelle
5.1.5 Befehle der Steuereinheit MCU SE
Button Bezeichnung Funktion
1 ANLAGE EIN Automatikbetrieb aktiviert
2 ANLAGE AUS Automatikbetrieb deaktiviert
3 KURZZEIT EIN Start der Betriebsart „Kurzzeit“.
4 KURZZEIT AUS Abbruch der Betriebsart „Kurzzeit“.
5
INITIALISIEREN /
QUITTIEREN
Initialisieren aller Heizkreise, nach einer
Kurzzeitheizdauer von 3 Minuten (LED blinkt).
Quittieren Trafoschaden
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6. Bedienfeld der Steuereinheit MCU ZSK
Das Bedienfeld verfügt sowohl über Indikatoren des aktuellen Zustandes der Steuereinheit MCU ZSK und der gesamten
Weichenheizungsanlage als auch über Funktionstasten zur lokalen Bedienung der Weichenheizung.
Abbildung 6-1: Bedienfeld Steuereinheit MCU ZSK für Gas-Infrarot-Weichenheizung
6.1.1 Zustandsanzeige der Steuereinheit MCU ZSK
LED Bezeichnung Funktion
1 Fehler Gesamt- und/ oder Teilverfügbarkeit nicht gegeben
2 Warnung Teilfunktionsstörung der für den Heizbetrieb nicht notwendigen Peripherie.
3 CPU RUN Signalisiert einen störungsfreien Betrieb der Steuereinheit MCU
6.1.2 Störungsanzeige der Steuereinheit MCU ZSK
LED Bedeutung Beschreibung MCU ZSK 1 MCU ZSK
COMBI 2
F 1.1 Sammelstörung Sammelstörung
F 1.2 Gasdruck zu niedrig Gasdruck zu niedrig
F 1.3 Gasdruck zu hoch Gasdruck zu hoch
F 1.4 Gas-Ventil öffnet nicht Gas-Ventil öffnet nicht
F 1.5 Gas-Ventil schließt nicht Gas-Ventil schließt nicht
F 1.6 Volumenzähler zählt
nicht
Volumenzähler zählt nicht
F 2.1 42/24V fehlen Betriebsspannung fehlt
F 2.2 Kommunikation KE Kommunikationsstörung zwischen
Kontrollebene und ZSK KE
F 2.3 Kommunikation ASK Kommunikationsstörung zwischen ZSK
und ASK
F 2.4 ASK Systemfehler Einzelner ASK gestört
F 2.5 ASK Sicherung defekt Sicherung Zündung defekt
F 2.6 ZÜNDUNG (ZB) Signalisiert mind. einen Ausfall eines
Zündbausteines oder Funktionsstörung
am Brennerrohr der angeschlossenen
Weichengruppe
LED Bedeutung Beschreibung MCU ZSK 1 MCU ZSK
COMBI 2
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F 3.1 Umgebungstemperatur Temperatursensor defekt
F 3.2 Schienentemperatur Temperatursensor defekt
F 3.3 Nicht belegt Keine Funktion
F 3.4 Nicht belegt Keine Funktion
F 3.5 Gas-Drucksensor defekt
F 3.6 Gas-Temperatursensor
defekt
1 Anwendung ohne Gasüberwachung (MCU ZSK)
2 Anwendung mit Gasüberwachung (MCU ZSK COMBI)
6.1.3 Meldungen der Steuereinheit MCU ZSK
LED Bedeutung Beschreibung MCU ZSK 1 MCU ZSK
COMBI 2
M 1.1 Füllventil ist offen Füllventil ist offen
M 1.2 Hauptventil ist offen Hauptventil ist offen
M 1.3 Fernbedienung Anlage wird über Fernbedienarbeitsplatz
geschaltet
M 1.4 Vor Ort Anlage befindet sich im Handbetrieb
M 2.1 Automatikbetrieb Anlage im Automatikbetrieb
M 2.2 Anlage im autonomen
Betrieb.
Anlage im autonomen Betrieb
M 2.3 ASK Daten
Kommunikation
M 2.4 Zündung EIN 1
Anwendung ohne Gasüberwachung (MCU ZSK)
2 Anwendung mit Gasüberwachung (MCU ZSK COMBI)
6.1.4 Statusanzeigen der Steuereinheit MCU ZSK
LED Bezeichnung Beschreibung MCU ZSK 1 MCU ZSK
COMBI 2
S 1.1 Anlage Betriebsbereit Signalisiert Automatikbetrieb
S 1.2 Anlage heizt Anlage heizt
S 1.3 Wahlschalter Hand Anlage wird Vorort eingeschaltet, Keine
Fernbedienung möglich
S 1.4 Wahlschalter Auto Anlage befindet sich im Automatikbetrieb 1
Anwendung ohne Gasüberwachung (MCU ZSK)
2 Anwendung mit Gasüberwachung (MCU ZSK COMBI)
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6.1.5 Befehle der Steuereinheit MCU ZSK
LED Bezeichnung Beschreibung MCU ZSK 1 MCU ZSK
COMBI 2
C 1 Anlage Ein Automatikbetrieb Ein
C 2 Anlage Aus Automatik Aus
C 3 Anlage Kurzzeit ein Anlage wird für Zeit x eingeschaltet
C 4 Anlage Kurzzeit aus Kurzzeiteinschaltung ausgeschaltet
C 5 Reset Rücksetzen der Fehler 1
Anwendung ohne Gasüberwachung (MCU ZSK)
2 Anwendung mit Gasüberwachung (MCU ZSK COMBI)
7. Konfigurationsschalter der Steuereinheit MCU SE / MCU ZSK
DIP
Schalter
Beschreibung ON OFF
1 Diagnose
2 Stör- und Meldeumfang
3 Keine Funktion
4 Keine Funktion
5 ZSK COMBI (gleichzeitig ZSK ON)
6 GUEK (Niederland)
7 ZSK
8 KE
8. Schnittstellen der Steuereinheit MCU SE und MCU ZSK
SD Karte
Schnittstelle für den Einsatz einer SD Karte zum speichern von Webseiten (MCU KE)
Service
Schnittstelle zum Anschluss von Servicegeräten (Laptop, Pocket PC)
Adresse
Adresswahlschalter zur Adressierung der Steuereinheit MCU für den Anlagenverbund
Konfigurationsschalter
Grundkonfiguration der Steuereinheit MCU
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9. Regelverhalten
Regelverhalten 9.1
Der in der Steuereinheit MCU enthaltene frei zu parametrisierende Regler entspricht in seiner Voreinstellung den Vorgaben der
DB AG. Hieraus ergibt sich der Einschaltpunkt der Weichenheizung bei vorhandener Feuchtigkeit mit + 3°C Schienentemperatur,
die Schalthysterese ist mit 4 K gewählt. Bei negativen Umgebungstemperaturen bewirkt die Außentemperaturregelung eine
Erhöhung der Ein- und Ausschaltpunkte.
Bei tiefen Außentemperaturen (einstellbar von -5°C bis -15°C) ist auch bei fehlender Feuchtigkeit ein Heizen gewährleistet. Der
Endwert dieser Vorheizfunktion bei trockener Kälte ist von -10°C bis +3°C (siehe Temp.A, Temp.E) parametrierbar.
4 3 7
3 3 7
2 3 7
1 3 7
0 3 7
-1 3,55 7,55
-2 4,1 8,1
-3 4,65 8,65
-4 5,2 9,2
-5 5,75 9,75
-6 6,3 10,3
-7 6,85 10,85
-8 7,4 11,4
-9 7,95 11,95
-10 8,5 12,5
-11 9,05 13,05
-12 9,6 13,6
-13 10,15 14,15
-14 10,7 14,7
-15 11,25 15,25
-16 11,8 15,8
-17 12,35 16,35
-18 12,9 16,9
-19 13,45 17,45
Temperatureinschaltung
-5
0
5
10
15
20
15 13 11 9 7 5 3 1 -1 -3 -5 -7 -9 -11
-13
-15
-17
-19
Außentemperatur
Sc
hie
ne
nte
mp
era
tur
Ausschalttemp
Einschalttemp
Abbildung 9-1: Regelverhalten
Tieftemp.
Temp.A
Temp.E
Temp.A20
Temp.E20
Temp.E
Temp.A
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Automatischer Heizbetrieb 9.2
Im „Automatischen Heizbetrieb“ entscheidet die Weichenheizungsanlage auf Grund von Umweltbedingungen selbständig ob ein
Heizbetrieb erforderlich ist. Die acht voneinander getrennt einsetzbaren Regelkreise ermöglicht eine Vielzahl unterschiedlicher
Regelvarianten zum Beispiel die getrennte Backen- und Verschlussfachheizung (EWH).
Der Automatikmodus ist aktiv, wenn die LED „BEREIT“ blinkt oder permanent leuchtet.
Die Weichenheizungsanlage beginnt mit dem Heizbetrieb:
- wenn die Anlage eingeschaltet ist (ANLAGE EIN) und keine funktionsbeeinträchtigten Störungen vorliegen - wenn eine Schienentemperatur kleiner oder gleich der Einschalttemperatur „Temp.E“ (werkseitig 3°C) gemessen und
zusätzlich Feuchtigkeit erkannt wurde. - wenn eine Schienentemperatur kleiner oder gleich der Einschalttemperatur „Temp.E“ (werkseitig 3°C) und
zusätzlich eine Umgebungstemperatur „T.Umgebung“ kleiner oder gleich der Tieftemperatur „Temp.Tief“
(werkseitig -5°C) gemessen wurde
- wenn eine Umgebungstemperatur „T.Umgebung“ kleiner oder gleich der Einschalttemperatur „Temp.E“ (werkseitig 3°C) gemessen wurde (z.B. für Verschlussfachheizung)
Die Weichenheizungsanlage heizt bis zum Erreichen der Ausschalttemperatur „Temp.A“ (werkseitig 4K für BH und 1K für VH).
Wird der Heizvorgang durch die Feuchteerkennung eingeschaltet, heizt die Anlage bis zur Ausschalttemperatur „Temp.A“ weiter
auch wenn während dieses Vorganges keine Feuchtemeldung mehr ansteht.
Folgende Gegebenheiten verhindern den Automatikbetrieb:
- Ausfall der Steuerung MCU SE / MCU ZSK (Elektrische- und Gas Infrarot Weichenheizung) - Ausfall des Regelmoduls (Elektrische Weichenheizung) - Ausfall oder Störung der Temperaturerfassung (Elektrische- und Gas Infrarot
Weichenheizung) - Betriebsspannung fehlt (Elektrische- und Gas Infrarot Weichenheizung) - Automatikbetrieb ausgeschaltet (Elektrische- und Gas Infrarot Weichenheizung) - Notfallsteuerung (NFS) befindet sich im Handbetrieb (Elektrische Weichenheizung) - Gas Störung (Gas Infrarot Weichenheizung) - 42 V Spannung fehlt (Gas Infrarot Weichenheizung) - Befehlseingabe „ANLAGE AUS“
Kurzzeit – Heizbetrieb 9.3
In der Bedienebene 1 werden durch Betätigung der Taste „KURZZEIT EIN“ alle Heizschütze der Anlage für die Zeit tKU
eingeschaltet bzw. mit der Taste „KURZZEIT AUS“ wieder ausgeschaltet.
Nach Ablauf der Zeit tKU wechselt die Anlage selbständig wieder in den Automatikbetrieb.
Eine Kurzzeiteinschaltung ist auch während des automatischen Heizvorganges oder bei aktiver Notfallsteuerung möglich. Das
Einschaltsignal steht auch in diesen Fällen um die eingestellte Zeit an.
Wird die Notfallsteuerung wieder in Automatikbetrieb geschaltet oder die Ausschalttemperatur „Temp.A“ wird erreicht, so heizt
die Anlage um die evtl. vorhandene Restzeit im Kurzzeitbetrieb weiter.
Der derzeitige Funktionszustand wird durch die LED´s in den Befehlstasten angezeigt.
Folgende Gegebenheiten verhindern die Kurzzeiteinschaltung:
- Ausfall der Steuerung MCU SE / MCU ZSK (Elektrische- und Gas Infrarot Weichenheizung) - Ausfall des Regelmoduls (Elektrische Weichenheizung) - Betriebsspannung fehlt (Elektrische- und Gas Infrarot Weichenheizung) - Anlage ausgeschaltet (ANLAGE AUS) (Elektrische- und Gas Infrarot Weichenheizung)
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10. Systemkomponenten der Niederspannungsverteilung I-NSV MCU SE
SRM 10.1
Das Stromregelmodul SRM dient zur Ein- und Ausschaltung von Heizkreisabgängen,
Stromerfassungs- und Auswertung, Isolationsüberwachung pro Regelstrecke,
Differenzstromerfassung für jede Phase, Kurzschlussabschaltung, Kurzschlusserkennung bei
Einschaltung und Erkennung von Fehlerströmen < 0,5A
Das Stromregelmodul SRM verfügt über eine Prozessoreinheit, drei Regelkreise und drei
Hauptstrombahnen.
Der SRM Zustand wird über die LED Statusanzeige und über die Signalausgänge angezeigt
sowie über den RS485 Bus an die
übergeordnete MCU Einheit weitergeleitet.
NFS 10.2
Im Fall einer Störung der Steuerung können die Heizschütze einer Anlage mit dem NFS – Modul
manuell eingeschaltet werden. Ein angesprochener Druckwächter eines Transformators bei einer
16,7Hz Anlage blockiert die Einschaltung.
Normalbetrieb: Drehschalter in Stellung „BETRIEB“
Fehlerfall: Drehschalter in Stellung
„NOTFALLSTEUERUNG“
MST 10.3
Die Mastschaltersteuerung ist nur im 16,7Hz – Betrieb aktiv und bewirkt eine von der MCU Steuereinheit
unabhängige Bedienung des Mastschalters
Über die Tasten „ANLAGE AUS“ / „ANLAGE EIN“ kann der Mastschalter manuell gesteuert
werden.
Während der 10 sekündlichen Laufphasen des Mastschalters blinken die beiden
Leuchtdioden der MCU Befehlstasten „ANLAGE AUS“ / „ANLAGE EIN“.
Die IST - Stellung des Mastschalters wird nach Abschluss der Laufphase und dem Erreichen
der Endstellung durch eine der beiden Leuchtdioden der Befehlstasten sowie auf dem
MST - Modul angezeigt.
Bei der Betätigung der Funktionstaste ANLAGE AUS wird der Matschalter ausgefahren und
verharrt in dieser Position bis der Befehl ANLAGE EIN erfolgt.
Knebelschalter des MST Moduls:
Stellung BETRIEB: Der Mastschalter kann durch die MCU gesteuert werden.
AUS: Der Mastschalter wird ausgefahren.
SPERRE: Es ist keine Ansteuerung des Mastschalters von der MCU möglich.
Die Steuerleitungen zwischen MCU und Mastschalter sind getrennt.
10 11 12 1 2 3
10 11 12
7 8 9
NFS
16 17 18
34 35 36
Ma
nu
ell
ON
Au
tom
atic
OF
F
HEAT 1
HEAT 2
F-SAVE
STATUS
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Mastschalterausschaltung
Erfolgt innerhalb der initialisierten Zeit tMa keine Heizanforderung, wird der Mastschalter selbständig durch die Steuerung
ausgefahren. Mit dem Auftreten einer Heizanforderung wird der Mastschalter selbständig wieder eingefahren, evtl. die
Lasteinschaltverzögerungszeit abgewartet und anschließend mit dem Heizbetrieb begonnen.
Lasteinschaltverzögerung
Die Lasteinschaltverzögerung ist die Zeit, die nach dem Einfahren des Mastschalters verstreichen muss, bevor die Heizschütze
eingeschaltet werden.
Bei aktiver Lasteinschaltverzögerung blinkt die Leuchtdiode „BEREIT“.
Spannungswächter SW 10.4
Die Überwachung der Betriebsspannung erfolgt über die Spannungswächtermodule SW50 bzw SW16,7.
Bei Unterschreitung des Grenzwertes wird unmittelbar nach Erkennung der Grenzwert Unterschreitung:
die Status – LED „BETRIEBSSPANNUNG“ in den Zustand "Blinkend" geschaltet. die Ansteuerung der Leistungsschalter zurückgenommen. Nach Ablauf einer Zeitverzögerung von ca. 6 min:
die Status – LED „BETRIEBSSPANNUNG“ in den Zustand "Ein" geschaltet. die Ausgabe der Fehlermeldung „Betr. Spannung fehlt“ erfolgt.
Bei erneutem Überschreiten des Grenzwertes erfolgt zeitverzögert nach ca. 2 Sekunden:
die Rücknahme der Fehlermeldung „Betr. Spannung fehlt“. die Rücknahme der LED „BETRIEBSSPANNUNG FEHLT“ in den Zustand "Aus".
Folgende Grenzwerte sind fest in der Software der MCU hinterlegt:
50Hz-Anlage: 180V
16,7Hz -Anlage: 350V
EIO – Module 10.5
Das Externe Input- / Output – Modul dient der optionalen Erweiterung von Stationen um digitale
Ein- und Ausgänge.
Das Modul besteht aus einer Prozessorkarte die wahlweise mit bis zu acht Ein-/ Ausgabekarten
bestückt werden kann. Jede Ein-/ Ausgabekarte verfügt über je 6 digitale Ein- und Ausgänge.
Die MCU überwacht den Ausfall eines kompletten EIO - Moduls
(" Kommstörung EIO 1 ") sowie den Ausfall einzelner Karten
(" Hardwarefehler EIO 1 ").
Das EIO – Modul setzt 5 Minuten nach dem Erkennen einer Kommunikationsstörung alle Ausgänge
zurück.
Die Abfrage / Ansteuerung der Ein- / Ausgänge erfolgt aus dem Menü der MCU oder über die
Prozessvisualisierung (PA-LINE).
Bedeutung der Leuchtdioden (LEDs)
EIO / CPU – RUN – LED (grün): Blinkt mit ca. 2Hz im Normalbetrieb
EIO / CPU – ERROR-LED (rot): Blinkt mit ca. 2Hz bei Kommunikationsstörung
L2
L3
L1
5 6 7 8
SW
13 14 15 16
9 10 11 12
50Hz
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Funktionaler Zusammenhang der Systemkomponenten einer elektrischen Weichenheizung 10.6
Abbildung 10-1: Funktionaler Zusammenhang Systemkomponenten MCU SE 50 Hz
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Abbildung 10-2: Funktionaler Zusammenhang Systemkomponenten MCU SE 16.7 Hz
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11. Funktionen
Elektromotorisch betriebener Leistungsschalter 11.1
Auf Wunsch ist es möglich, den NH Sicherungslasttrennschalter durch einen Elektromotorisch betriebenen Leistungsschalter zu
ersetzen. Hierdurch werden folgende Vorteile erreicht:
- Präzisere Absicherung der Anlage - Zustandsinformationen des Leistungsschalters sind per Ferndiagnose abrufbar - Die Bedienung des Leistungsschalter ist lokal sowie über die Leitebene möglich
Ein- / Ausschalten des Leistungsschalters:
Der Leistungsschalter reagiert auf die Befehle
„ANLAGE AUS“ bzw. „ANLAGE EIN“
unabhängig vom Ort der Aktivierung (Vor Ort oder Fern)
Überwachung Trafoschaden 11.2
Mit dem Ansprechen des Druckwächters am Transformator werden sofort alle Regelkreise abgeschaltet und anschließend der
Mastschalter ausgefahren.
Der Zustand des Druckwächters wird durch die LED „TRAFO“ angezeigt. Im Fehlermenü wird zusätzlich die Störmeldung
"Trafoschaden" ausgegeben.
Mit Rücknahme der Druckwächter Meldung erlischt die LED „TRAFO“ und die LED der Befehlstaste „INITIALISIEREN/QUITTIEREN“
signalisiert die Bereitschaft zur Quittierung der vorangegangenen Störung.
Ein Einfahren des Mastschalters vor der ordnungsgemäßen Quittierung der Störung ist nicht möglich.
Heizkreisüberwachung 11.3
Durch die Vorgabe und anschließende Überwachung des Heizkreiswiderstandes ist eine Aussage über den Zustand des
Heizkreisabganges möglich.
Der Heizkreiswiderstand wird aus den gleichzeitig erfassten Spannungs- und Stromwerten berechnet.
Initialisieren aller Heizkreise (Passwortebene 2):
Für die Initialisierung der Heizkreise muss die Anlage zuerst in den Kurzzeitbetrieb geschaltet werden. Wenn die LED der
Befehlstaste „INITIALISIEREN/QUITTIEREN“ vom Zustand blinkend in den Zustand EIN wechselt (Ablauf einer Einschwingphase),
werden mit Betätigung der Taste die nun anstehenden Widerstandswerte als Referenzwerte (Sollwerte) übernommen.
Die Initialisierung einzelner Heizkreise ist durch die Visualisierungssoftware PA LINE
möglich.
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Zähler 11.4
11.4.1 Messung Energieverbrauch
Durch Auswertung des Gesamtstroms, der Spannungen und der Einschaltzeit wird die verbrauchte Energiemenge ermittelt..
Erfassung über ABB-Delta-Meter
Die Auswertung erfolgt über einen eigenständigen Energieverbrauchszähler der Fa. ABB.
11.4.2 Betriebsstunden
Mit der Erfassung eines Gesamtstromes wird die Betriebsstundenerfassung gestartet.
11.4.3 Schaltspiele Mastschalter
Dieser Zähler wird mit jedem Einfahren des Mastschalters um eins inkrementiert.
11.4.4 Schaltspiele Kurzzeit
Dieser Zähler wird mit Aktivierung des Kurzzeitbetriebes um eins inkrementiert.
11.4.5 Schaltspiele Heizschütz
Dieser Zähler wird mit Aktivierung des Heizschützes um eins inkrementiert.
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12. Technische Daten der MCU SE / MCU ZSK
Prozessor und Speicher 12.1
Speicher Größe für
Interner Programmspeicher MCU 512 kByte Programmcode
Internes RAM MCU 32 kByte Variablen
Externes RAM (batteriegepuffert) 512 kByte Zählerstände
Diagnose-Log
Parameter
Aktualdaten,
...
Dataflash 256 kByte Konfigurationsdaten,
...
EEPROM 4 kByte
SD Karte < 2 GByte
Realtime-Clock ---
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Kommunikationsschnittstellen 12.2
COM Port 1 COM Port 2 COM Port 3 COM Port 4
COM Port 5
Modul BUS 2Modul BUS 1 Nicht zugeordnet
PC o. Modem
KE Bus
PA Config
COM Steckverbindung Beschreibung
COM0 Mini-DIN Serieller Diagnose-Port
Konfiguration per Pocket-PC bzw. Service Laptop.
Softwareupdates, Diagnose, Konfiguration
COM1 DSUB9, male PA Systembus geeignet für MCU KE, TPC, FSK, LFSK
COM2 DSUB9, male
PA Systembus für RM RS 485, RM (L)FSK, RM ASK
geeignet für KE->BAE, SRM, KE>MCU SE, KE>PCU SE, ZSK>ASK
COM3 DSUB9, male PA Systembus für RM RS 485, RM (L)FSK, RM ASK
geeignet für KE->BAE, SRM, KE>MCU SE, KE>PCU SE, ZSK>ASK
COM4 DSUB9, male RS232 voll belegt, MAS90, Modem, Touch PC, FSK
COM5 DSUB9, male RS232 voll belegt, MAS90, Modem, Touch PC, FSK
CAN Schraubklemmen 3-
polig
I/O Modul, externes Display
Ethernet RJ45 TCP/IP Protokolle (z.B. für BKU Netz), WEB Server, Anbindung
Zentrale Servicezentrale PA CMS
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Ein- und Ausgänge 12.3
Anzahl Beschreibung
IN1..IN16 16 Digitale Eingänge
IN17 1 Zählereingang
IN18 1 PCM-Eingang
OUT1..OUT2 2 Digitale Ausgänge, Relais-Kontakte
OUT3..OUT8 6 Digitale Ausgänge, Transistor-Ausgänge
NTC1..NTC4 4 Temperaturfühler-Eingänge, NTC 25kOhm
U1..U3 3 Analogeingänge 0..10V
I1..I2 2 Analogeingänge 0..20mA
Bedienelemente 12.4
Beschreibung Anzahl und Ausführung
Konfigurationsschalter DIP-Schalter, 8-polig
Adressschalter 2 BCD-Schalter (00..99)
Bedientasten 5
Anzeige-LED's 5 neben den Bedientasten
30 frei verfügbar
3 für Anzeige OK/ERROR/WARNUNG
2 für SD-Karte / Diagnose-Port
Regelkreiszuordnung 12.5
Allgemein Elektrische WHZ Gas Infrarot WHZ
Anzahl der Regelkreise 8 1
Anzahl der Modul-Busleitungen RM RS 485: 2 St. RM ASK: 2 St.
Je Modul-Bus
SAM 6 St. ASK: 20 St
SRM 32 St.
Heizkreise 96 St. Brennerrohre
80 St.
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13. Wartungsschema
Visuelle Inspektion 13.1
Komponente Vor dem Beginn der
Heizperiode Kontrolle von Maßnahme Bemerkung
Steuereinheit
MCU F X
Gelöste
Steckverbindungen,
beschädigten oder
gebrochenen
Komponenten
Instandsetzen und
evtl. Teile ersetzen
F=Fachkraft
Tabelle 13-1: Visuelle Inspektion
Funktionsprüfung vor Ort 13.2
Komponente * Vor dem Beginn der
Heizperiode Kontrolle von: Maßnahme Bemerkung
Steuereinheit
MCU F X
-Funktionstaster
-Anzeige
-Funktionsstatusmeldung
-
Kommunikationsverbindung
F=Fachkraft
Tabelle 13-2: Funktionsprüfung
14. Ersatzteilliste
Artikelnummer Beschreibung
067 191 000 000 MCU SE
067 191 100 000 MCU KE
067 191 200 000 MCU ZSK
067 191 600 000 RM FSK Modul (Schnittstellenmodul)
067 191 650 000 RM RS 485 Modul
067 191 700 000 RM ASK Modul (ASK Kommunikationsinterface für GIW)
067 191 750 000 SC Modul RS232 Bluetooth
Netzteil MCU
Tabelle 14-1: Ersatzteile
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