Block PVUA24 User Manual

PVUA 24

USV Lade- und Kontrolleinheit

UPS charge- and control unit

block.eu

KAPVUA 2015•05

Allgemeine Funktionen
und Anwendungsbereiche

General operation
and applications

Das Modul ist eine Lade- und Kontroll einhei t für
die Verwendung von Blei-Gel-Batteriemodulen zur
Sicherstellung einer unterbrechungsfreien Strom­verso rgung. Bei Ausfall der Versorgungs spannung
wird das Batteriemodul unterbrechungsfrei auf den
DC 24V Aus gan g ge sch al tet . Das Modu l is t wer ks ei­tig vorkonfiguriert und ist bei korrekter Verdrahtung
sofort einsatzbereit.

Th e m od ule is a ch arg e- an d co ntr o l un it fo r l ea d­acid batterie s for guaranteeing an uninterrupted
supply of powe r. In case of fai lure of the main power,
the batt ery modul e will be switched to the DC 24V
output without interruption. The device is preconfi­gured at the fact ory and opera tes, if wired correc tly,
immediatel y without any restric tions user settings.

Abschalten der gesamten
Anlage

Switching off the whole
system

Ein gezieltes Abschalt en der Anlage ist im
Pufferbetrieb unter folgenden Bedingungen möglich:

1. Die am Gerä t eingest ellt e Zeit ist abgelaufen
(Werkseinstellung: dauerhaft)

2. Der Tiefentladeschutz des Batteriemoduls wird
aktiviert. (Die Batteriespannung sinkt auf unter
18 ,5 Vdc)

3. Die Kontakt verbindung 6 und 7 an der
Obers eite des Moduls wird
geöffnet.

Swit ching of f of a buffere d system is possib le under
the following conditions:

1. The set buf fer -tim e is run down
(factory setting: continuous)

2. The deep discharge protec tion of the
accumulator module is activa ted. (T he
battery voltages drops under

18.5Vd c)

3. Disconnecting con tacts 6 and 7 at the
up per sid e of th e mod ul e.

Installation

Installation

Sicherheitsmaßnahmen vor der
Installation

Das Betriebsmittel ist vor unzulässiger Beanspru­chung zu schützen. Das Betriebsmittel immer im
spannungsfreien Zustand montieren und verdrahten.

Installation

Die Installation und Inbetriebnahme darf nur von
entsprechend qualifiziertem Personal durchgeführt
werden. Dabei sind die jeweiligen landesspezifischen
Vorsch riften (z.B. VDE, DIN, EMV ) einzuhal ten. Es
ist kein Mindes tabstand zu benachbart en Teilen
erforderlich. Bevo r da s Mod ul mit Sp annun g ve r-

sorgt wird, sollte das Batteriemodul vollständig
angeschlossen sein, um Fehlsignalisierungen zu
vermeiden. Für den fehlerfreien Betrieb müssen

ferne r die Kontakte 6 und 7 an der Unterseite des
Moduls für die Fern abscha ltung ent wede r über eine
Brücke oder einen (NOT) AUS- Schalter geschlo ssen
sein.
Angeschlossene Batteriemodule werden auto­matisch erkannt, sofern beide Steuerleitungen
für die Kommunikatio n zwischen den Modulen mit
korrekter Polarität angeschlossen sind.
Dynamische Anpa ssunge n wie der optimale
Ladestrom pro Batteriemodul oder eine tempera­turabhängige Ladespannung werden automatisch
je nach verwendetem Batteriemodul eingestellt
und maximieren nachhaltig die Lebensdauer der
verbauten Akkumulatoren.

Für eine optimale Versorgung der Akkumula­to ren wir d de r Aut om ati k- Bet ri eb mit an ge ­schlossenen Signalleitungen empfohlen.
Di e Po lar it ät is t zu be ac hte n.

Bei Parallelschaltung von mehreren Batterie­module n sind die Signallei tunge n nur an einem
Batteriemodul anzuschließen. Einstellungen sind an
der Lade- und Kontrolleinheit für den Parallelbetrieb
von Batteriemodulen nicht nötig.
Bei Anschluss eines Relais an die aktiven DC 24
V-Signalausgä nge muss zwing end eine Freilaufdiode
vorhanden sein. Die Ausgänge sind maximal mit 25
mA belast bar. Das Gerät ist vertikal zu montieren.
Um Störeinkopplungen und thermische Beanspru­chung zu minimieren, sollen DC-USV-Module und
zugehörige Batteriemodule mindestens 50 cm
entfernt von Kommutierungsdrosseln installiert
werden! Schnittstellen-, Steuer- und Signalleitungen
(z.B . buffering ON/OFF Steuer leit ung) dürf en nicht
länger als 3 Meter sein und nicht direkt paral lel
zu Leistungsleitungen (insbesondere Leitungen
zw isc he n Fre que nzu mr ich t er und Mo t or sowi e F re ­quenzumrichter und Kommutierungsdrossel) ver­legt werd en. Um Störe inkopplungen zu minimi eren,
soll zu diesen Leitungen ein Abstand von mindestens
10cm eingehalten werden. Batteriemodule sollen
niederohmig ver draht et und an einem kühlen Ort
insta llier t werden (bei Sch altschränken in der Regel
ganz unten).

Ausgang:

Output:

Der Ausgang ist durch eine interne Diode vom
Eingang entkoppelt. Dadur ch ist sicher gest ellt ,
dass die gepuf fer ten Last en von den ungepuf fer ten
entkoppelt sind. Die gespeicherte Energie
wird nur an den Ausgang abgeg eben. Es wird
empfohlen, alle übrigen Last en, die bei Ausfall der
Versorgungsspannung keine Pufferung benötigen
(„Unbuffer ed Load“), parallel zur Stromversorgung
anzuschließen. Dies verlängert die Pufferzeit, da
diese vom Ausgangsst rom abhäng t.

Der Ausgang wird kontinuierlich stromüberwacht.
Bei Überschrei tung des Nenns trom es wird der
Ausgang zyklisc h für ca. 10 Sekunden abgeschalt et.
Nach der Zwangsabschal tung erf olgt eine erneute
Überprüfun g des Ausgangs. Sollte die Überla st
weit erhin vorhanden sein , schalte t sich der Ausgang
so la nge zykl isc h ab, bis di e Üb e rl ast u ng beho ben ist.

Safety measures before installation

This equip ment is to be protec ted against imprope r
use. Alwa ys disconn ect the equip ment from the
mains suppl y, before commencin g installation or
wiring.

Installation

Installation and commissioning may be carried
out by qualifi ed personal only. National rules
and regulations (e.g. VDE, DIN, EMC) have to be
obser ved. There is no minimal distanc e to other
part s require d. To avoid faulty signal isations, the

battery module should be connected completely
be for e ap ply in g po wer to th e dev ic e. Fo r fa u lt

free operatio n the contac ts 6 and 7 for the remo te
swit ch off on top of the device should be shortened
by a bridge or an (emergency) swit ch.
The charge and control unit will detect the bat ter y
module aut omatically, if both contro l lines are
conne cted . The device will adjust the optimal
charge-voltage and charge-curr ent to provide
optimal operation conditions for the battery.

It is recommended to connect the control line s
for an optimal battery management. Obser ve
the correct polarity!

If severa l batter ies are conne cted in parallel, the
both control lines should be connect ed to only one of
the batt eries. If a relay is connect ed to the activ e 24
V outputs, it is mandator y to connect a free wheeling
diode to it. The max imal outpu t current is 25 mA.
In order to guarantee eff ective cooling, the unit
must be verti cally installe d such. To red uce EMI and
therm al strain DC- UPS module s and their battery
module s should be install ed at least 50cm away
from comm utat ing chokes! Interf ace, signa l and
control leads (e.g . buffe ring ON/OFF control circuit )
must be not longer than 3 meter s and must not
be laid direct ly in parallel to power leads or cables
(especially leads between frequency converter and
motor or frequenc y converter and commut ating
choke ). To minimize EMI the distan ce to those leads
should be at least 10cm. Batter y modules should
be connec ted low- resistively and in a coo l place (in
cu bic les usu a ll y a t th e low er en d) .

The outpu t is decoupled from the input by means
of the inter nal diode. The int ernal diod e guarantees
that the buf fered loads are decoup led from the
unbuf fer ed loads. The stored power is only deli vered
at the output . We recommend that all other loads
not requiring buf fering in the event of a failure of
the supply vol tage („Un buf fered Load“) should be
conne cted parallel to the power supp ly unit. This
extends the buffer time, as it depends on the output
current.

The outpu t current is continuously monitored.
Exce eding the nomin al curren t causes a periodic
shuto ff for about 10 seconds. The cycli ng of the
power con tinue s until no over-curre nt is detect ed
during engaging of the device.

Neue Funktionen mit Einführung intelligenter
Batteriemodule (mit „Battery Control“):

New features with the introduction of these intelligent
battery modules (with “Battery Control):

automatische Erkennung angeschlossener

r

Batteriemodule

Zuverlässiges Frühwarnsignal bei geringer

r

Restlebenserwartung der Batterien

maximale Lebensdauer durch temperaturge -

r

führtes Batteriemanagement

Anzei ge des aktuel len Ladezustan ds und der

r

Restlaufzeit der Akkumulatoren.

Automatic det ection of connected batt ery

r

module

Reliab le early warning signal when battery lif e

r

expectancy is declining

Ext ended lif e expect ancy thr ough temperatu re

r

controlled battery management

Addit ional informat ion about charge status and

r

remaining time of batteries.

T T

Hinweis

Unterstützung von intelligenten Batterie­mo dul en mi t „B att ery Co nt rol “ ab 06/ 20 1 2
(Fertigungsauf tragsnummer ab 214966)
Der Verwendung von Batteriemodulen mit
„B a tte r y Co ntr o l“ is t au ch mi t Lad e- un d Ko n­trolleinheiten möglich, die „Battery Control“
noch nicht unterstützen. Auch Batteriemodule
ohne „Bat tery Control “ können mit Lade- und
Kontrolleinheit en mit „Battery Control“
betrieben werden. In beiden Fällen ist lediglich
das temperaturgeführte Batteriemanagement
akti v.“

Notice

Su pp ort of int ell ig ent bat ter y mod ul es wi t h
„Bat tery Control “ for date of production aft er:
06/2012 (and product ion lot number 214966
or higher)
It is p os sib le to use ba t te ry mo dul es wi t h “B at­te ry Co ntr ol” toge t he r w it h cha rg e- an d con ­trol unit s withou t “Batt ery Control” suppo rt. It
is also possible to use battery modules with out
“Bat tery Control ” togeth er with charg e- and
control units with “Batt ery Cont rol” support.
In both cases only the temperature-tracked
ba t t er y manag em ent wil l be ac t iv e.

Konfiguration des Moduls

Configuration of the module

Das Modul lässt sich dir ekt am Gerät und über die
Schnittstelle durch die kostenlose Konfigurations­software parametrisieren. Folgende Einstellungen
sind möglich:

Zuschaltschwelle (über Software einstellbar). Bei

r

Unterschreit en der Eingangsspannung unterhalb
der Zuschaltschwelle wird die Energie unterbre­chungsfrei vom Batteriemodul zur Verfügung
gestellt. (Werkseinstellung: 22 Vdc)

Pufferzeit (über Modul oder Software einstell-

r

ba r) . N ac h A bl au f der Zeit wi rd di e An l ag e im Pu f f er ­betrieb abgesc haltet. (Wer kseinstellung: 999 s, d.h.
dauerhaft, bis die Anlage aufgrund des Tiefentlade­schutzes des Batteriemoduls zwangsabgeschaltet
wird)

Rücksetzen der Betriebsstunden des Batte-

r

riemoduls (über Modul oder Software einstellbar).
Beispielsweise kann nach einem Akkutausch der
Betriebsstundenzähler zurückgesetzt werden.

Grenzwert e für Strom- und Spannungsüber-

r

wachun g (über die Soft ware eins tellb ar). Durch die
interne Strom- und Spannungsüberwachung des
Ei n- un d Au s ga ng s kan n ei ne pr äve nti ve Fu nk tio ns ­überwachung durchgeführt werden. (Werkseinstel­lung: Iout=Inenn,
Uin/Uout=20,4 Vdc)

Deaktivierung des temperaturgeführten

r

Batteriemanagements (über Modul oder Soft ware
einstellbar). Die Ladespannung kann alternativ
direk t zwischen 26 und 29,5 Vdc eingestellt werden.
(Werkseinstellung: Aktivierung des temperaturge­führten Batteriemanagements)

Konfiguration der Signal- bzw. Meldeausgänge

r

(über die Software einstellbar). Die Signalausgänge
1 und 2 auf der Fron tseite des Moduls sowi e der
potenzialfreie Meldekontakt an der Oberseite lassen
sich auf bestimmte Ere ignisse oder Störungen
indiv iduell umko nfigu rieren. Siehe Kapitel
Signalisierung.

Parametrisierung am Gerät sperren (übe r die

r

Software einstellbar). Um Fehleinstellungen durch
unaut orisierte Per sonen am Gerät zu unte rbinden,
ka nn di e Pa ram et ris ie run g am Ge rä t g es per r t we r­den. (Werkseinstellung: Parametrisierung am Gerät
erlaubt)

The parame ters of the module can be set on the
devic e or by using the free of charge con figuration
software with the inter face . The following settings
are possible:

Activation threshold (adjustable via Software)

r

If the input volt age drops belo w the activa tion
threshold, the energy will be provided by the battery
wi tho ut in t er r up t io n ( de fau lt : 22 V)

Buf fer- time (adjustab le on device or via

r

Software)
Durat ion of the buff ering . After this time the
buffering will be switche d off and there fore the
conne cted sys tem is switc hed off too. (defaul t:
999s, this mean s that the buffering is swit ched off
af ter th e de ep di sc har ge of the ba t ter y is de t ec ted )

Reset ting the operatin g hours of the batte ry

r

(adjustable via Software)
Can be used for reset ting the operating hour s if the
ba t t er y has b ee n e xc han ge d.

Limit s for the voltage and current monitorin g

r

(adjus table via Softw are) The int ernal volt age and
curre nt monitoring enabl es a preventive funct ion
monit oring of the devi ce. (def ault: Iout=Inominal,
Uin/Uout=20.4 V)

Deactivation of the temperature-

r

controlled battery management (adjustable on
devic e or via Software) The charge voltage may
be adjusted between 26 and 29.5 Vdc (default:
Temperature controlled battery management is
activated)

Configurat ion of the signal and noti fyin g

r

outpu ts (adjus table via Software). The sign alisat ion
outpu ts 1 and 2 at the front and the potential-free
cont act at the upper side may be configured to
reac t on different error s or events (see chap ter
Signalisations)

Locking of configurati on (adjust able via

r

Softwar e). To prevent the change of the set tings
on the device by unaut horiz ed persons, the
conf iguration can be locked. (defaul t: configuration
not locked)

Mögliche angezeigte Störungen nach dem erstmaligen
Einschalten der Anlage

Possibly signalized faults during initial startup

Rote LED leuchtet:

Die Konta kte 6 und 7 an der Unte rseite des

r

Moduls sind nicht verbunden. Sie dienen der Fernab­schaltung der Anlage und sind für den fehlerfr eien
Betrieb notwendig.

Da s Bat ter i em odu l is t nic ht ko rr ekt an ge -

r

schlossen oder die Sicherung im Batteriemodul hat
ausgelöst.
In beiden Fällen wird der Fehler „buffer mode not
possible“ signalisiert.

Gelbe LED leuchtet:

Da s Bat ter i em odu l is t nic ht vo ll stä nd ig au fg ela -

r

de n . Di e se War nung wi r d au t om a ti sch zur ü ck ge­setz t, wenn die Akku mulat oren minde stens zu 85 %
geladen sind.

Die beiden Signalleitungen für die Kommunika-

r

tion zwischen Lade - und Kontrol leinheit und dem
Batteriemodul sind nicht korrekt angeschlossen,
so dass keine Temperatur aus dem Batteriemodul
gelesen werden kann . Die Warnung „no temper atur e
track ing“ wird angezeig t. Alte rnati v kann das
temperaturgeführtes Batteriemanagement direkt
am Modul oder durch die Konfigurationssoftware
deaktiviert werden.

Die Restlebenserwartung der Akkumula-

r

tore n ist zu gering. Die Warnung „acc u exchange
recommende d“ wird angezeigt. Es wird empfohlen,
die Akkumulatoren paarw eise nach Auf treten der
Warnung so schne ll wie möglich ausz utaus chen, um
einen gesicherten Pufferbetrieb weiterhin aufrecht
zu erhalt en.

Re d LED tur ned on:

Co n ta cts 6 and 7 on the bo t t om of

r

th e m od ule are no t clo sed . T he co nt act s
ma y be us ed fo r rem ote sw itc h o f f of th e
de v ic e and are ne ed e d fo r the corr e ct
operation.

Th e b at ter y mod ul e i s no t c on n ec ted

r

co r re ctl y or th e in ter nal safe ty fu se is
tripp ed. The fault „bu ffe r mode not possible“ will be
signaled.

Yel low L ED turn ed on:

The batt erie module is not charged compl etel y.

r

The warnin g „accu charge <85 %“ will be signaled.

If both cont rol lines (CT RL) for the

r

commun ication between the module s are not
conne cted , a no temperat ure track ing”warnin g is
indicated.
The use of the temper ature controlled charging
is recommended to maximise the life time of the
lead- acid battery. Alt erna tively this funct ion can be
deactivat ed at the modul direc tly or with the free of
charge configuration software.

The batt ery life expect ancy is very low.

r

The warnin g „accu exchan ge recommended“ will be
showed. The batte ry should be exchan ged in a short
ti m e to gu ar ant e e th e rel ia ble b uf fer op er ati on.

Verdrahtung PVUA 24

Wiring PVUA 24

L1 L2L2 4 51 62 73

IN

OUT

Power
Supply

+

+

-

-

PV UA 24

- -- -

OUTIN

+

-

+

REMOTE

CTRL SIGNAL OUTPUTS

ON/OFF

BAT

+ + +

Signalisierung:

Signalisation:

Für die Signalisierung der Betriebszustände stehen
drei LED, drei aktive DC 24 V-Signalausgänge , ein
potenzialfreier Wechselkontakt sowie eine serielle
RS-232 Schnittste lle zur Verfügung.

Aktive DC 24 V-Signalausgänge

Da s Mo dul ist mi t 3 ak tiv en DC 24 V–
Signalausgäng en ausgest att et, die sich hint er einer
Schut zkappe an der vorderen Kuns tstoff abdeckung
befinden. Durc h die Konfiguratio nssof twa re lässt
sich die Funkt ionali tät der Ausgänge 1 und 2
individuell anpassen.

Potenzialfreier Wechselkontakt

Der potenzialfreie Wechselkontakt an der Oberseite
des Moduls ist intern mit der Funktionali tät des
akti ven DC 24 V-Signalausgangs 1 verknüp ft.
Durch die Konfigura tionssof twar e lässt sich
die Funktionalität individuell anpassen, um
beispielsweise eine Sammelstörungsmeldung zu
generieren. Werkseinstellung:

Im Normalbetrie b ist das interne Relais aktiviert

r

(Kontak te 1 und 2 sind gesc hlossen).

Im Puff erbetrieb wir d das interne Relais inakti v

r

(Ko n ta kte 2 un d 3 si nd ge sc hlo ss en) .

Schnittstelle

Dank der seriel len Schnittstelle kann das Modul mit
einem PC oder einer übergeordneten Steuerung
kommunizieren. Durch das halbsekündliche
Aussen den aller Eckda ten ist es möglich, neben
der Visualisieru ng relevanter Daten, auch auf
krit ische Bet riebszust ände zu reagie ren. Eine
Parametrisierung kann ebenfall s über diese
Schni ttstelle er folge n. Um die Schnitt stel le direkt
nu t ze n zu kö nn e n, is t da s Kom mu n ik ati o ns ka bel PV­KOK2 optional erhältlich.

Detektierbare Störungen

Das Modul kann verschiedene Störungen in der
Anlage erkennen, die über Signalausgänge oder
über die Schnittstelle ausgewertet werden können.
Am Gerät selbst lässt sich eine Fehle rdiagnose
durch führen. Im letzt en Bildschirmme nü ist
jeder möglichen Störung ein blinke ndes Segme nt
zugeordnet.

Ladekennlinie

Charging Characteristic

1 2 3

Temperaturkompensation

Temperature Compensation

Ladeerhaltungsspannung

Trickle charge voltage

BUFFERING
ON/OFF

27 Vdc

0010110111001101011

RS-232

+24 V

S1 S2 S3

RxPC

41 2 3 85 6 7

TxPC

25 °C

- -

+ +

+ +

BAT BAT

CTRL CTRL

+24 V

0 V

PV A 24

PV AF 24

For the signali satio n of the operating states of the
devic e three LED, thr ee activ e 24 V DC signalisation
outpu ts, a potential free con tact as well as a
RS-232 interf ace are availa ble.

Ac tive 24 V DC ou tpu ts

The devic e is equipped wit h 3 active
24 V DC outputs which are located behind the
prot ecti ve cover on the front panel. The functional ity
of output 1 and 2 can be set individua lly via the
configuration software.

Potential free changeover contact

The potential fre e changeover conta ct at the upper
side of the devic e is internall y combined with the
functional ity of the acti ve 24 DC signalisation output

1. This funct ionality can be set by the configuratio n
software, in example to genera te collectiv e
signalisations. Default sett ing:

During nor mal operat ion the internal relay is

r

act ive (c on nec tor 1 and 2 cl os ed)

During buf fer ing the inter nal relay is inact ive

r

(co nne ct or 2 an d 3 cl ose d)

Interface

The RS-232 interf ace enables the device to
commun icat e with a PC or a PLC. The device
sends key data every 0.5 seconds , enabling the
visual isati on of the data or the reacti on on critical
opera tional conditions. The device may also be
conf igured via the interf ace. For dire ct use of the
in t er fac e, th e opt i on al co mm uni ca tio n ca ble PV­KO K 2 is avai la ble .

Detectable error conditions

The module is able to dete ct diff eren t error
condi tions which can be evaluate d though the
signalisation output s and the interf ace. The err or
condi tions can also be diagno sed on the device . On
the last graphical menu page a flashing segment is
as si gne d to an eac h err or co ndi t io n .

Hauptladung

1

(konstanter maximaler Ladestrom)

Haupt-/Voll-Ladung

2

(konstante Ladespannung)

Voll-/Erhaltungs-Ladung

3

(konstante Ladeerhaltungsspannung)

Initial charge period

1

(constant max. current)

Ma in ch ar ge pe ri od

2

(constant voltage)

Trickle charge period

3

(constant voltage)

T

Hinweis:
So fer n di e Lad e- und Ko nt rol ­leinheit kein Batteriemodul
automatisch erkennen kann,
oder der Automatik-Betrieb
manuell deaktiviert wird, wird
nu r na ch Ph as e 3 gelad en .

Notice:
If no battery module can
detected or the Automatic­Detection-Mode is disabled,
only phase 3 will be used for
charging.

- -

PV A 24

PV AF 24

Unbuffered

load

--

++

Buffered

load