Im Kapitel Konfiguration werden alle Parametereinstellungen ausführlich beschrieben.
Diese Bedienübersicht zeigt alle möglichen Parameter der Geräteserie.
Je nach Bestellangaben bzw. akt.Konfiguration werden nicht benötigte Parameter ausgeblendet.
3
a
Netzschaltvariante
Temperatureinheit
Display Kontrast
In der Bedienerebene befinden sich die markierten
Parameter aus der Konfigurationsebene.
Sie können während des laufenden Betriebs
verändert werden.
Thyristorsteuerung
Abschaltung Displaybeleuchtung
Werkseinstellungen übernehmen
Start
Betriebsart
Taktzeit
Min. Einschaltdauer
Winkel Start
a
Unterlagerte Regelung
2
1
Softstart
Softstartart
Softstartzeit
PGM
EXIT
PGM
Strombegrenzung
Stromgrenzwert
2
Widerstandsbegrenzung
Widerstandsgrenzwert
PGM
Last-Typ Widerstandsbegrenzung
Duales Energiemanagement
Stromeingang Messbereich
Stromeing.Ber.Anfang
2
Strommess.Ber. Ende
PGM
Spannungs. Messbereich
Spannungs Ber. Anfang
Spannungs Ber. Ende
PGM
EXIT
5
Sollwertvorgabe
- Vorgabe
␣
- Vorgabewert
Vorgabe bei Fehler
Wert bei Fehler
Maximale Stellgröße
␣
PGM
Grenzwertüberwachung
Grenzwert Min-Alarm
Grenzwert Max-Alarm
Grundlast
Grenzwert Hysterese
4
Lastüberwachung
Grenzwert Lastüberwachung
Last Typ
Lastüberwachung Teach- in Typ
Lastüberwachung Teach- in
Netzspannungseinbruch- Überwachung
Umschaltung Pasenanschnitt
Ext. Strombegrenzung
Ext.Stromgrenzwert
Tastensperre
Ext.Abschaltung Displaybeleuchtung
Wirksinn Binärausgang
Wirksinn Inhibiteingang
Wirksinn Binäreingang1
Wirksinn Binäreingang2
Signalart Istwertausgang
Auszugebender Wert
Baudrate, Datenformat, Geräteadresse,
min.Antwortzeit
Signalbereich Anfangswert
Signalbereich Endwert
Datenformat, Geräteadresse
Codes für Handbetrieb, Bedienerebene und
Konfigurationsebene ändern
EXIT
EXIT
PGM
Lastspannung
Messwertübersicht
Laststrom
Leistung
Lastwiderstand
Stellgrad
EXIT
PGM
Sollwert
Istwert
Phasenanschnittwinkel
Netzfrequenz
Gerätetemperatur
Stromeingang
Spannungseingang
EXIT
VDN-Nr.
Bestellschlüssel
Nennspannung
Nennstrom
Option Strommessung
Option P-Regelung
Schnittstelle
Fertigungsnummer
Prüf-ID
Wert erhöhen/
vorheriger Parameter
EXIT
zurück
Navigationsprinzip
eine Ebene
Wert verringern/
Nächster Parameter
PGM
tiefer
eine Ebene
Teach-In für die
(Über- oder Unterstrom) so konfiguriert ist, dass er von Hand ausgeführt werden muss.
1. Erscheint nur, wenn derLastüberwachung
2. Code-Eingabe erscheint nur, wenn diese Ebene durch einen Zahlencode verriegelt wurde.
3. Nur in der Bedienerebene sichtbar
4. Nur bei Betriebsart Phasenanschnitt
5. Bei Änderungen in der Konfigurationsebene erfolgt an dieser Stelle ein Geräteneustart
Lesen Sie diese Betriebsanleitung, bevor Sie das Gerät in Betrieb nehmen.
B
A
A
H
Diese Betriebsanleitung ist gültig ab Geräte-Software-Version [256.01.02].
Bewahren Sie die Betriebsanleitung an einem für alle Benutzer jederzeit zu-
gänglichen Platz auf.
Auch Ihre Anregungen können helfen, diese Betriebsanleitung zu verbessern.
Telefon +49 661 6003-727
Telefax +49 661 6003-508
Der Steller gibt Leistung ab, wie sie am Analogeingang oder im Handbetrieb
gefordert wird! Es müssen vom Leistungssteller unabhängige Sicherheitseinrichtungen eingebaut sein, die den nachfolgenden Heizprozess bei Temperaturüberschreitungen sicher abschalten.
Der Leistungssteller darf ausschließlich mit Original-JUMO-Halbleitersicherungen betrieben werden.
Bitte kontrollieren Sie, ob bei einem Austausch das richtige Ersatzteil verwendet wurde.
Alle erforderlichen Einstellungen sind in der vorliegenden Betriebsanleitung
beschrieben.
Durch Manipulationen, die nicht in der Betriebsanleitung beschrieben oder
ausdrücklich verboten sind, gefährden Sie Ihren Anspruch auf Gewährleistung.
Bitte setzen Sie sich bei Problemen mit der nächsten Niederlassung oder dem
Stammhaus in Verbindung.
Service-HotlineBei technischen Rückfragen
Telefon-Support Deutschland:
Telefon: +49 661 6003-300 oder -653 oder -899
Telefax: +49 661 6003-881729
E-Mail: service@jumo.net
Beim Eingriff ins Geräteinnere und bei Rücksendungen von Geräteeinschüben,
E
1.2Typografische Konventionen
1.2.1 Warnende Zeichen
Vorsicht
Baugruppen oder Bauelementen sind die Regelungen nach DIN EN 61340-5-1
und DIN EN 61340-5-2 „Schutz von elektronischen Bauelementen gegen elektrostatische Phänomene“ einzuhalten. Verwenden Sie für den Transport nur
ESD-Verpackungen.
Bitte beachten Sie, daß für Schäden, die durch ESD (Elektrostatische Entladungen) verursacht werden, keine Haftung übernommen werden kann.
Dieses Zeichen wird benutzt, wenn Sie auf etwas Besonderes
Verweis
Fußnote
H
v
1
abc
aufmerksam gemacht werden sollen.
Dieses Zeichen weist auf weitere Informationen in anderen Handbüchern, Kapiteln oder Abschnitten hin.
Fußnoten sind Anmerkungen, die auf bestimmte Textstellen Bezugnehmen. Fußnoten bestehen aus zwei Teilen:
Kennzeichnung im Text und Fußnotentext.
Die Kennzeichnung im Text geschieht durch hochstehende fortlaufende Zahlen.
1 Einleitung
1.2.3 Tätigkeit ausführen (Aktion)
Handlungsanweisung
Text unbedingt
durchlesen
h Stecker
aufstecken
Dieses Zeichen zeigt an, dass eine auszuführende Tätigkeit
beschrieben wird. Die einzelnen Arbeitschritte werden durch
diesen Stern gekennzeichnet
Der Text enthält wichtige Informationen und muss unbedingt
durchgelesen werden, bevor weitergearbeitet wird.
B
Befehlskette
Konfigebene ➔ Steller➔ Betriebsart
1.2.4 Darstellungsarten
Kleine Pfeile zwischen den Wörtern dienen
zum schnelleren Auffinden von Parametern,
in der Konfigurationsebene.
Ta st en
Tasten werden als Symbole oder Text dargestellt.
Tastenkombinationen werden mit einem Pluszeichen
dargestellt.
GerätDer JUMO TYA 201 ist die konsequente Weiterentwicklung der JUMO Lei-
stungsstellertechnologie. Der mikroprozessorgesteuerte Leistungssteller zeigt
die Parameter in einem Display mit Hintergrundbeleuchtung an und ist über 4
frontseitige Tasten bedienbar.
EinsatzDie Einsatzbereiche für Thyristor-Leistungssteller sind überall dort, wo größere
ohmsche und induktive Lasten zu schalten sind, z. B. im Industrieofenbau und
bei der Kunststoffverarbeitung. Der Thyristor-Leistungssteller besteht aus zwei
antiparallel geschalteten Thyristoren, dem isolierten Kühlkörper und der Steuerelektronik.
MontageAlle Thyristor-Leistungssteller dieser Serie können mit Schrauben an einer feu-
erfesten Schaltschrankrückwand befestigt werden.
Für Steller bis 50A ist als Zubehör eine Hutschienenbefestigung lieferbar, mit
der sie auf eine 35-mm-Hutschiene aufgeschnappt werden können.
BetriebsartenÜber Tastatur oder Setup-Programm wird die Betriebsart Phasenanschnittbe-
trieb mit einstellbarer Strombegrenzung, Impulsgruppenbetrieb oder Halbwellenbetrieb gewählt.
Beim Impulsgruppenbetrieb kann der Phasenwinkel der ersten Halbwelle angeschnitten werden, um auch Trafolasten betreiben zu können. Beim Phasenanschnittbetrieb wird der vom Regler vorgegebene Phasenwinkel von 180
Grad ausgehend langsam verringert, um zu hohe Einschaltströme zu vermeiden (Softstart).
Es besteht die Möglichkeit, eine Grundlast vorzugeben bzw. je nach Gerätetyp
eine Strombegrenzung oder Widerstandsbegrenzung für die Last einzustellen.
Unterlagerte
Regelung
VorschriftenDie Thyristor-Leistungssteller entsprechen der VDE 0160 5.5.1.3 (5/88) und
Vorteile- Selbstlernfunktion „Teach-In“ für die Erkennung von Teillastbruch
Als unterlagerte Regelungen stehen je nach Gerätetyp U, U
Regelung zur Verfügung. Dadurch haben während des Regelvorganges Netzspannungsschwankungen keinen Einfluß auf die zu regelnde Strecke.
VDE 0106 Teil 100 (3/83). Die Erdung ist entsprechend den Vorschriften des
zuständigen Energieversorgungsunternehmens vorzunehmen.
- Netzlastoptimierung durch Duales Energiemanagement
- Übertragung der Setupdaten auch ohne Spannungsversorgung am Gerät
möglich (Versorgung über USB-Port)
Prüfgrundlage für die Geräteeigenschaften ist die Niederspannungsrichtlinie
die DIN EN 50178.
Prüfgrundlage für die EMV-Richtlinie ist die DIN EN 61326-1.
Norm
Elektrischer AnschlussDIN VDE 0100
Schutzart IP 20 EinbaugeräteDIN EN 60529
Klimatische UmweltbedingungKlasse 3K3
Lufttemperatur und rel. FeuchteDIN EN 60721-3-3
Lagertemperatur Klasse 1K5DIN EN 60721-3-1
Einsatzbedingungen
Absicherungk Bei der Verdrahtung der Spannungsversorgung im Leistungsteil ist eine Ab-
V
k Bei der Wahl des Leitungsmaterials, bei der Installation und beim elektri-
schen Anschluss des Gerätes sind die Vorschriften der VDE 0100 "Bestimmungen über das Errichten von Starkstromanlagen mit Nennspannungen
unter AC 1000 V" bzw. die jeweiligen Landesvorschriften zu beachten.
k Der elektrische Anschluss darf nur von Fachpersonal durchgeführt werden.
k Dem Gerät sollte ein Trennschalter vorgeschaltet sein, mit dem es beim
Eingriff ins Geräteinnere allpolig von der Spannungsversorgung getrennt
werden kann.
k Im Gerät sind Sicherheitsabstände für doppelte Isolierung eingehalten.
Bei der Montage der Anschlussleitung darauf achten, dass die Leitungen
fachgerecht montiert werden und die Sicherheitsabstände nicht unterschritten werden.
sicherung der Zuleitung gemäß den VDE-Richtlinien einzubauen. Der Leitungsschutz kann durch einen Leitungschutzschalter in der Zuleitung erfolgen. Dieser muss der Leistungsaufnahme des Stellers entsprechen.
k Um den Steller bei einem Erdschluss zu schützen, ist eine Halbleitersiche-
rung eingebaut. Bei einem Defekt dürfen diese ausschließlich durch Original-JUMO-Halbleitersicherungen ausgetauscht werden.
v Kapitel 8.2 „Defekte Halbleitersicherung austauschen“
VerdrahtungLast- und Steuerleitungen sind möglichst getrennt zu verlegen. Zur Leitungs-
absicherung müssen auch im Steuerkreis Sicherungen (z. B. 2A Typ Neozed)
eingebaut werden.
PE Anschlussh Es muß eine direkte Schutzleiterverbindung des Leistungsstellers mit dem
PE-Leiter des Versorgungsnetzes erfolgen. Der Anschluß erfolgt an der Anschlussklemme PE.
Der Querschnitt des PE-Leiters muss mindestens so groß sein, wie der Querschnitt der Leitungen zur Spannungsversorgung im Leistungsteil. Für den Fall,
dass der Schutzleiter nicht Bestandteil der Zuleitung oder deren Umhüllung
2
ist, darf der Leitungsquerschnitt nicht kleiner als 2,5 mm
2
Schutz) bzw. nicht kleiner als 4mm
geschützt ist) gewählt werden.
v siehe VDE 0100 Teil 540
Prüfenh Ob die auf dem Typenschild angegebenen Daten (Lastnennspannung, Last-
strom) mit den Anlagedaten übereinstimmen.
h Ob bei Sparschaltung rechtsdrehendes Drehfeld anliegt.
h Ob die Konfiguration z.B. der Analogeingänge mit der Verdrahtung überein-
Lastanschlussh Der elektronische Schalter (2 antiparallele Thyristoren) liegt zwischen den
Klemmen U1 und U2.
h Lastleitungen und Leitungen für Steuereingänge möglichst getrennt verle-
gen.
h Anschluss Netz - Thyristorleistungssteller - Last gemäß Anschlussplan
durchführen und überprüfen.
PhasenlageDie Spannungsversorgung der Steuerelektronik und die Lastspannung
müssen jeweils die gleiche Phasenlage haben.
SteuereingängeDie Klemmleiste für Steueranschlüsse (Ein- und Ausgänge) sind für eine siche-
re Trennung vom Netz (SELV) ausgelegt. Um eine Beeinträchtigung der sicheren Trennung zu verhindern, müssen alle angeschlossenen Stromkreise auch
eine sichere Trennung aufweisen. Die nötigen Hilfsspannungen müssen Sicherheitskleinspannungen sein.
2.1.1 Umgebungsbedingungen
MissbrauchDas Gerät ist nicht für die Installation in explosionsgefährdeten Bereichen ge-
eignet.
Vibrationen,
Staub und
Schmutz
Klimabedingungen
Zusätzliche
Heizquellen
vermeiden
VerlustleistungEntsteht als Abwärme am Kühlkörper des Leistungsumsetzers, und muss am
Der Montageort soll erschütterungsfrei, frei von aggressiven Medien und
staubfrei sein, damit die Lüftungsschlitze nicht verstopft werden.
- Relative Feuchte : 5...85 % ohne Betauung (3K3 nach EN 60721)
- Umgebungstemperaturbereich: 0 ... 45 °C (3K3 nach EN 60721-3-3)
- Lagertemperaturbereich: -30...70 °C Klasse 1K5
h Darauf achten, daß die Umgebungstemperatur am Installationsort nicht
durch andere Wärmequellen oder Wärmestau erhöht wird.
- Den Steller nicht zu dicht am Heizprozess (Ofen) montieren
- Direkte Sonneneinstrahlung vermeiden.
Montageort (z.B. im Schaltschrank) entsprechend der Klimabedingungen abgeführt werden.
2.1.2 Filterung und Entstörung
Zur Vermeidung von Funkstörungen, wie sie z. B. im Phasenanschnittbetrieb
entstehen, müssen elektrische Betriebsmittel und Anlagen funkentstört sein.
Die Steuerelektronik des Thyristor-Leistungsstellers entspricht den EMV-Anforderungen EN 61 326.
Baueinheiten, wie Thyristor-Leistungssteller haben jedoch für sich alleine keinen Verwendungszweck. Sie erfüllen eine Teilfunktion einer Anlage.
Gegebenenfalls muss darüberhinaus der ganze Lastkreis des Leistungsstellers
mit geeigneten Filtern durch den Errichter der Anlage entsprechend entstört
werden.
Bei Fragen zu Entstörfiltern stehen auf diesem Gebiet spezialisierte Firmen mit
entsprechenden Entstörfilterprogrammen zur Verfügung. In der Regel werden
die Filter als anschlussfertige Baugruppen angeboten.
2.1.3 Zulässiger Laststrom in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur
Laststrom/A
Reduzierung ab 45°C:
250
200
150
100
2%/Kelvin
70%
A
75
50
20
455060
Zerstörung durch Überhitzung:
Bei längerem Betrieb mit maximalem Laststrom erhitzt sich der Kühlkörper
und dessen Umgebung.
Aus diesem Grund muss bei Umgebungstemperaturen über 45°C der maximale Laststrom wie im Bild reduziert werden, da sonst das Thyristormodul zerstört wird.
Die am Display angezeigte Gerätetemperatur darf 100°C nicht überschreiten.
Bei einer Gerätetemperatur von 100°C wird der Laststrom auf 50% des Nennstroms reduziert.
Bei einer Gerätetemperatur von 105°C wird der Stellerstrom ganz ausgeschaltet.
Die Steller mit Laststrom 20...100A werden mit 2 Schrauben an einer feuerfesten Schaltschrankwand befestigt. Im oberen Bereich ist die linke Bohrung
besser zugänglich.
Die Steller mit Laststrom 150 ... 250A werden mit 4 Schrauben befestigt.
Der Leistungssteller erhitzt sich während des Betriebes je nach Belastung auf bis zu 110°C.
Die Lamellen der Kühlkörper müssen senkrecht ausgerichtet werden,
damit die Wärme durch die natürliche Konvektion abgeführt werden
kann.
Brandgefahr:
Keine wärmeempfindlichen Bauteile und Geräte in die Nähe des Leistungsstellers einbauen.
Eingebauter Ventilator bei 250A Leistungssteller:
Die angesaugte Luft am Lüftungsgitter des Ventilators darf eine
max. Zulufttemperatur von 35°C nicht überschreiten. Der Zuluftstrom der eingebauten Ventilatoren muß von unten her ungehindert
angesaugt und nach oben hin ungehindert entweichen können!
2.1.5 Befestigung auf Hutschiene (Zubehör)
Die Steller bis 50A können mit entsprechendem Zubehör auf einer Hutschiene
befestigt werden.
v Kapitel 1.3.3 „Allgemeines Zubehör“
h Den Federbügel von unten an der Hutschiene einhängen
h Steller nach oben schwenken bis er auf der Hutschiene mit einem hörbaren
Werkzeug- Schraubendreher Schlitz Klingenbreite 2, 3 und 5 mm
- Ring- oder Gabelschlüssel Schlüsselweite 7,10, 13 mm
3.1.1 Typ 709061/8-0X-20-XXX-XXX-25X/XX
Das Gerät mit Laststrom 20A wird über steckbare Schraubklemmen angeschlossen.
Der elektrische Anschluss darf nur von Fachpersonal vorgenommen
werden! Gefährliche Spannungen rufen bei Berührung spannungsführender Teile einen elektrischen Stromschlag hervor!.
K
Steuerteil
(PE)
(2)X2_
(X2_1) (X8)()X3
Leistungsteil
(U2)
(N/L2)
(V)
Spannungsversorgung
Steuerelektronik
(U1)
(L1)
KlemmeAusführungLeitungsquer-
schnitt
X2_1 und X2_2Schlitzschrauben Klingenbreite 2 mm
X3Schlitzschrauben Klingenbreite 3 mm
U2, N/L2, V, L1, U1Schlitzschrauben Klingenbreite 5 mm
3.3.6 Drehstrom Sparschaltung Master-Slave für ohmsche Lasten in Stern-,
Dreieckschaltung oder Trafolasten (ohmsch-induktiv)
Hinweis:Die Drehstrom Sparschaltung sollte mit der Ausführung TYA 202 Typ 70.9062
realisiert werden.
Es ist jedoch auch möglich mit zwei Geräten der Serie TYA 201 einen MasterSlave Betrieb zu erreichen. Dabei wird ein Gerät als Master konfiguriert und
das andere als Slave. Sobald die Geräte über das Patchkabel miteinander verbunden sind, wird SLAVE im Display angezeigt. Die weitere Konfiguration erfolgt nur noch über den MASTER.
VoraussetzungDie Geräte müssen den gleichen Typenschlüssel und die gleiche Geräte-Soft-
wareversion haben, damit ein symmetrischer Betrieb möglich ist.
Ein Patchkabel max. 30 cm verbindet die beiden Geräte.
Im Bild ist die Verdrahtung eines TYA 202 dargestellt, der werkseitig bereits
fertig aufgebaut und konfiguriert erhältlich ist, sich aber genauso verhält, wie
zwei Einzelgeräte TYA 201 im Master -Slave Betrieb.
Achtung:
- auf rechtsdrehendes Drehfeld achten!
- nur Impulsgruppenbetrieb möglich
Sollwerteingänge:
ohmsche Last Stern
0(4)...20mA
+
ohmsche Last Dreieck
U= U
ThyL
Trafolast Stern
I=
Thy
I=
ThyIL
P
ges
3 · U
P
ges
=
3 UL·
N
7
1089
1211
1
8
N/L2L1V
Relais
13
14
15
P
Halbleiter-
sicherung
TYA 202
1
3
42
5
6
Patchkabel
Optokoppler
Ö
S
U1 U2
L1NL2
Sicherungen für
Leitungsschutz
1
3
42
5
6
7
1089
1211
1
8
Relais
Ö
P
S
Halbleiter-
sicherung
Optokoppler
E
C
U1 U2
Sicherungen für
Steuerelektronik 2A
I
Thy
E
C
13
14
15
N/L2L1V
L3PE
U
U
N
L
I
L
U= Spannung zwischen den Außenleitern
L
U= Spannung zwischen einem Außenleiter und Nulleiter
Die Spannungsversorgungen für die Steuerelektronik und Leistungsteil müssen gleichzeitig eingeschaltet werden.
Auf keinen Fall darf die Spannungsversorgung der Steuerelektronik vor
A
der Lastspannung eingeschaltet werden! Dies ist besonders wichtig
beim Betrieb von Transformatorlast und Widerstandslasten mit einem
großen Temperaturkoeffizienten (TK > 1)!
4.1Anzeige nach dem Einschalten des Gerätes
Messwert Übersicht
4.1.1 Anzeige und Bedienelemente
Ist alles korrekt verdrahtet, und die Spannungsversorgung wird eingeschaltet,
leuchtet die LED Power dauerhaft grün.
Gleichzeitig erscheint auf dem Display eine Sanduhr und anschließend wird
die Netzspannung anzeigt.
Verbrennungsgefahr:
Der Kühlkörper kann während des Betriebs bis zu 110°C heiß werden!
Legende BemerkungBild
1
LED Power (grün) leuchtet bei angeschlossener Spannungsversorgung dauerhaft.
Blinkt regelmäßig, wenn Displaybeleuchtung ausgeschaltet ist.
v Kapitel 9 „Was tun, wenn ...“
2
3
4
Display (96 x 64 Pixel) mit weißer Hintergrundbeleuchtung. Die
Infozeile unten im Display zeigt aktuelle Einstellungen und Fehlermeldungen an.
LED Fuse (rot) leuchtet bei defekter Halbleitersicherung
LED K1 (gelb) Störmeldeausgang
5Ta st en :
Wert vergössern / vorheriger Parameter
Wert verkleinern / nächster Parameter
Abbrechen / eine Ebene zurück
Programmieren / eine Ebene tiefer
6
7
USB-Setup Schnittstelle
Rastfeder zum Abnehmen des Kunststoffgehäuses
v Kapitel 8.2 „Defekte Halbleitersicherung austauschen“
8
9
10
Kommunikationsschnittstelle PROFIBUS DP
RS422/485 Modbus
Schutzleiter PE (Gewindestift mit Mutter)
4.1.4 Darstellung von Fehlermeldungen und besonderen Zuständen
Zyklische
Darstellung
Beispiele
H
Die Symbole für Eingang, Unterlagerte Regelung und Betriebsart werden abwechselnd mit Fehlermeldungen oder Hinweisen auf besondere Zustände in
der Infozeile angezeigt.
v Kapitel 8 „Fehlermeldungen und Alarme“
In den folgenden Tabellen sind alle Parameter für die maximale Geräteausbaustufe aufgeführt. Je nach Bestellangaben (siehe Typenschild oder Gerätinfo) oder aktueller Konfiguration werden nicht benötigte Parameter ausgeblendet.
Hier sind Parameter untergebracht, die während des laufenden Betriebes
ohne einen Neustart (Reset) verändert werden können.
Sie sind werkseitig ohne Passwort zugänglich, können aber bei Bedarf mit einem 4-stelligen Code geschützt werden.
v Kapitel 5.1.11 „Codes ändern“
Der Steller kann im laufenden Betrieb an die Anlage angepasst und optimiert
werden.
h Taste dr üc ke n
h Bedienerebene auswählen und nochmal drücken
4 Bedienen
Editieren eines
Parameters
Die Änderungen werden sofort wirksam.
Ist die richtige Einstellung z.B für den Displaykontrast gefunden, kann dieser
Parameter mit gespeichert werden.
Soll der Wert nicht übernommen werden, kann die Eingabe mit abgebro-
Sie enthält Parameter zur Konfiguration des Stellers.
Werden Parameter dieser Ebene im laufenden Betrieb geändert, so hat dies
zur Folge, daß der Steller verriegelt wird (Inhibit). In diesem Zustand gibt er keine Leistung ab.
Beim Verlassen der Konfigurationsebene wird ein Neustart (Reset) durchgeführt und der Leistungssteller gibt wieder die geforderte Leistung ab.
Diese Ebene kann mit einem Passwort verriegelt werden.
Werkseitig ist jedoch kein Passwort eingestellt.
In den folgenden Tabellen sind alle Parameter für die maximale Geräteaus-
H
baustufe aufgeführt. Je nach Geräteausführung (siehe Typenschild) oder Konfiguration, werden nicht benötigte Parameter ausgeblendet.
In die Konfigurationseben gelangt man aus der Messwertübersicht heraus mit
folgenden Tasten:
h Aus der Messwertübersicht heraus Taste drücken
5 Konfiguration
Parametergruppen
h Konfigurationsebene auswählen und drücken
Die Parameter sind in folgende Gruppen zusammengefasst, die als Unterkapi-
tel in Tabellen auf den nachfolgenden Seiten ausführlich erklärt sind.
v Kapitel 5.1.1 „Gerätedaten“
v Kapitel 5.1.2 „Steller“
v Kapitel 5.1.3 „Analogeingänge“
(wird unten in der
Ebene Messwertübersicht in der Infozeile angezeigt)
Wert/Einstellungen Beschreibung
Impulsgruppenbetrieb
- für träge Regelstrecken
- für freitaktende Sparschaltung
- geringe EMV-Störungen durch Schaltung im Nulldurchgang
- es entsteht keine Blindleistung
u
5 Konfiguration
t
Phasenanschnittbetrieb
Halbwellensteuerung
- für schnelle Regelstrecken,
wie z.B. Beleuchtungssteuerungen
- kein Flickereffekt
u
a
t
Die Betriebsart Halbwellensteuerung ist nur bei Einphasenbetrieb des Stellers möglich. Sie ist eine spezielle Art des Phasenanschnittbetriebs, welche z.B. bei Rüttelmagneten zum
Einsatz kommt. Ein Thyristorzweig bleibt bei der Halbwellensteuerung dauerhaft gesperrt, es wird nur die positive Halbwelle durchgelassen.
Der vorgegebene Sollwert wird in einen Phasenanschnittwinkel von 180°el. bis 0°el. umgesetzt.
In dieser Betriebsart kann keine Lastspannung und auch kein
Laststrom gemessen werden und dadurch ist auch keine unterlagerte Regelung möglich.
Dieser Parameter erscheint nicht bei Einstellung:
Thyristor Ansteuerung
Unterlagerte Regelungen werden benutzt, um externe Störeinflüsse, wie Netzspannungsschwankungen und Widerstandsänderungen der Last, die sich negativ auf die Regelstrecke
auswirken würden, zu eleminieren bzw. zu kompensieren.
Die Einstellung U wird verwendet, wenn die Lastspannung linear zur Sollwertvorgabe erfolgen soll.
Die Einstellung I wird verwendet, wenn der Laststrom linear
zur Sollwertvorgabe erfolgen soll.
Haben Heizelemente kein lineares Temperaturverhalten oder
sind der Alterung unterworfen, erweisen sich die folgenden
unterlagerten Regelungen als Vorteilhaft:
Diese Einstellung gibt es nur im Impulsgruppenbetrieb.
Bei einem festen Zeitraum von 500ms werden z.B. bei 20%
Stellgrad 5 Sinuswellen ein- und 20 ausgeschaltet.
Min. Einschaltdauer
schnellstmöglich
(für schnell anspre-
chende Heizelemente)
keine
3 ganze Sinuswellen
(für die Ansteuerung
von Trafolasten)
u
520
500ms
Bei dieser Einstellung ist die Taktzeit variabel. Das Gerät versucht zum geforderten Stellgrad die kürzest mögliche Taktzeit
für ganze Sinuszüge zu finden. Für 20% Stellgrad bedeutet es
ein Sinuszug EIN und vier Sinuszüge AUS.
u
14
100ms
Abhängig von der Einstellung für Taktzeit.
Es werden immer mindestens 3 ganze Sinuswellen durchge-
schaltet.
Bei 50% Stellgrad werden bei schnellstmöglicher Taktzeit
3 Sinuswellen ein- und 3 ausgeschaltet.
u
t
t
α Start
neinDiese Einstellung gibt es nur im Impulsgruppenbetrieb.
ja
Ist „ja“ eingestellt, wird die erste Halbwelle jeder Impulsgruppe
mit dem eingestellten Phasenanschnittwinkel α angeschnitten.
u
aa
Winkel α Start0 ...70...90°elPhasenanschnittwinkel für α Start
Softstart
neinDiese Einstellung bestimmt das Anfahrverhalten des Stellers
nach Netz-EIN und ist werkseitig ausgeschaltet
ja
„ja“ bedeutet, daß nach Netz-EIN ein Softstart durchgeführt
wird, bis nach der Softstartzeit der aktuelle Stellgrad erreicht
ist.
SoftstartartMit Phasenanschnitt Diese Einstellung gibt es sowohl in der Betriebsart Phasenan-
schnittbetrieb als auch in der Betriebsart Impulsgruppenbetrieb.
Phasenanschnittbetrieb:
Der Phasenanschnittwinkel α wird von 180° aus so lange
gleichmäßig reduziert, bis der zur Sollwertvorgabe passende
Anschnittwinkel erreicht ist.
Impulsgruppenbetrieb:
Der Phasenanschnittwinkel α wird von 180° aus so lange
gleichmäßig reduziert, bis eine Vollwelle durchgeschaltet wird.
Der Softstart ist damit beendet und es wird auf Impulsgruppenbetrieb umgeschaltet.
u
Softstartzeit
Hinweis: Ist der Stellgrad länger als 8 Sekunden auf 0% abgesunken, wird nach erneuter Stellgraderhöhung wieder mit
Softstart begonnen.
Kommt der Steller während des Softstarts (noch kalte Heizelemente) in die Strombegrenzung oder Widerstandsbegrenzung,
wird der Softstart mit dem aktuellen Phasenwinkel verlängertbis die Begrenzung durch einen ansteigenden Widerstand der
Heizelemente nicht mehr nötig ist.
Mit ImpulsgruppenDiese Einstellung gibt es nur in der Betriebsart Impulsgrup-
penbetrieb mit fester Taktzeit.
Während der Softstartzeit wird das Ein- Ausschaltverhältnis
innerhalb der Taktzeit von 0 bis auf maximal 100% erhöht.
In diesem Beispiel (50 Sinuszüge) wird die Anzahl der Sinuszüge in gleichmäßigen Schritten bis zu einem Stellgrad von 50%
erhöht.
t
u
Taktzeit
Softstartdauer1 ... 65535sSo lange dauert der Softstart.
jaDie Strombegrenzung wird über Phasenanschnitt realisiert.
Hierbei wird der Laststrom auf den eingestellten Stromgrenzwert überwacht.
Es wird dabei nur derjenige Phasenanschnittwinkel zugelassen, bei dem der Stromgrenzwert nicht überschritten wird.
Es kann auch noch ein Externer Stromgrenzwert über
einen Binäreingang aktiviert werden.
Kapitel 5.1.6 „Binäreingänge“
5 Konfiguration
Stromgrenzwert10% ... max. Last-
strom des Gerätetyps +10%
Widerstandsbegrenzung
Widerstandsgrenzwert
Last-Typ
Widerstandsbegrenzung
neinkeine Begrenzung durch Widerstand
jaDer Lastwiderstand wird auf Überschreitung des eingestellten
0...999,99ΩIst der Lastwiderstand höher als dieser Wert, erfolgt eine Be-
ohmsche LastDiese Einstellung ist rein ohmscher Last zu verwenden.
TrafolastDiese Einstellung ist bei ohmscher Last über Transformator zu
Je nach Gerätetyp verschieden.
Bei 20A-Steller sind hier 2 ... 22A einstellbar.
v Kapitel 1.3 „Bestellangaben“
Hinweis:
Der Wert muss größer als 10% des max. Stellerstroms
sein, d.h. >2 A bei Typ 70.9061/8-01-020...
Widerstandsgrenzwertes überwacht.
Bei Phasenanschnittbetrieb erfolgt die Begrenzung über den
Phasenanschnittwinkel α.
Bei Impulsgruppenbetrieb erfolgt die Begrenzung über das
Ein-und Auschaltverhältnis der Sinuszüge.
grenzung durch Phasenanschnitt oder Begrenzung der geschalteten Sinuszüge.
Dieser Parameter erscheint nur, in der Betriebsart Phasenanschnitt.
verwenden.
Duales
Energiemanagement
ausgeschaltetDieser Parameter erscheint nur, bei folgenden Einstellungen:
Gerät1
Gerät2
Taktzeit: fest(500ms),
v Kapitel 5.1.2 „Steller“ ➔ Taktz ei t
Betriebsart: Impulsgruppenbetrieb.
Hiermit lassen sich 2 Geräte so einstellen, daß sie bei kleinen
Stellgraden nicht gleichzeitig Energie aus dem Netz entnehmen.
Damit werden Stromspitzen vermieden.
Der Steller hat einen Spannungs- und einen Stromeingang.
Über diese Eingänge (Sollwertvorgabe) bekommt der Steller vorgegeben, welche Leistung am Lastausgang ausgegeben werden soll.
In den meisten Fällen kommt dieses Signal als Einheitssignal von einem elektronischen Regler oder SPS und wird mit diesen Einstellungen angepasst.
Wert/Einstellungen Beschreibung
Strom Messbereich
0 ... 20mA Hier wird eingestellt, welches Strom-Einheitssignal ange4 ... 20mA
kundenspezifisch
schlossen wird.
v Kapitel 3.3 „Anschlussplan“
Strom
Messbereich Anfang
Strom
Messbereich Ende
Spannung
Messbereich
Spannung
Messbereich
Anfang
Spannung
Messbereich Ende
Analogeingänge
invertieren:
0 ...20mADieser Parameter erscheint nur , wenn für Strom Messbereich
„Kundenspezifisch“ eingestellt ist (siehe oben)!
0 ...20mADieser Parameter erscheint nur , wenn für Strom Messbereich
„Kundenspezifisch“ eingestellt ist (siehe oben)!
0 ... 10V Hier wird eingestellt, welches Spannungs-Einheitssignal ange2 ...10V
0 ...5V
1 ... 5V
kundenspezifisch
0 ...10VDieser Parameter erscheint nur , wenn für Spannung Messbe-
0 ...10VDieser Parameter erscheint nur , wenn für Spannung Messbe-
k / Fettdruck = werkseitig
Wird z.B. für Strom Messbereich Anfang 20mA und für Strom Messbereich Ende 0mA
eingestellt, ist der Steller bei 20mA ausgeschaltet und bei 0 mA eingeschaltet.
schlossen wird.
v Kapitel 3.3 „Anschlussplan“
reich „Kundenspezifisch“ eingestellt ist (siehe oben)!
reich „Kundenspezifisch“ eingestellt ist (siehe oben)!
Hier wird eingestellt, welcher Analogeingang den Sollwert vorgibt, wie hoch die
Grundlast ist und auf welchen Ersatzwert im Fehlerfall zurückgegriffen werden soll.
Wert/Einstellungen Beschreibung
Sollwertvorgabe
StromeingangHier wird eingestellt, von welchem Analogeingang der Sollwert
Spannungseingang
Binäreingang1Diese Einstellung gibt es nur, wenn Steller➔ Thyristor An-
Binäreingang2
über SchnittstelleBedeutet, dass der Sollwert für die Leistungsabgabe über
5 Konfiguration
für die Leistungsabgabe kommt.
steuerung
In diesem Falle wird der Steller wie ein Solid-State-Relais
(SSR) über Binäreingang 1 oder 2 angesteuert:
(EIN
Schnittstelle kommt.
➔ Logik (Schalter) eingestellt ist.
➔100% und AUS ➔ 0%).
α Vorgabe
Diese Einstellung gibt es nur, wenn Steller➔ Thyristor Ansteuerung➔ Logik (Schalter) eingestellt ist.
Hier wird eingestellt, woher der Wert kommen soll.
Der Wert „α Vorgabe“ ist ein Anschnittwinkel mit dem alle Sinuszüge angeschnitten
werden, um die Leistung zu begrenzen.
Nicht verwechseln mit dem Wert für α Start!
u
t
-Vorgabe
a
keine Vorgabe
Spannungseingang
oder Stromeingang
kein Anschnittwinkel wird vorgegeben (volle Sinuszüge)
Je nachdem, welcher Eingang für die Sollwertvorgabe eingestellt ist, erscheint an dieser Stelle der zweite (noch freie) Analogeingang. Mit einem Einheitssignal wird der Anschnittwinkel
wie im Bild dargestellt vorgegeben.
Wert einstellbarDer Anschnittwinkel wird unter α Vorgabe Wert eingestellt.
über SchnittstelleDer Anschnittwinkel kömmt über Schnittstelle.
α Vorgabe Wert0 ... 180°elDies ist der Anschnittwinkel, wenn unter α Vorgabe „Wert ein-
stellbar“eingestellt wurde.
Vorgabe bei Fehler
Wert bei Fehler
Maximale
Stellgröße
Grundlast
letzter WertStrom-, Spannungs- und Schnittstelleneingang werden auf
Fehler überwacht (Drahtbruch oder Busfehler). Hier wird eingestellt, welchen Ersatzwert der Steller verwenden soll, falls
die Sollwertvorgabe fehlerhaft ist.
Werkseitig wird der letzte gültige Wert verwendet.
Spannungseingang
oder Stromeingang
Je nachdem, welcher Eingang für die Sollwertvorgabe eingestellt ist erscheint an dieser Stelle der zweite noch freie Eingang.
Tritt nun am Stromeingang, der werkseitig für Sollwertvorgabe
eingestellt ist, ein Fehler (z.B. Drahtbruch) auf, greift der Steller
auf den Wert am Spannungseingang zurück.
Wert einstellbarBedeutet, daß der „Wert bei Fehler“ verwendet wird.
000.0 Dieser Wert wird im Fehlerfall verwendet.
0 ...100...115%
- der maximalen
Lastspannung,
- der Leistung
0 ...100%
- des max.Laststroms
Diese Einstellung gibt es nur, wenn Steller➔ Thyristor Ansteuerung
➔ stetig (Steller) eingestellt ist.
Die Einheit ist abhängig von der Einstellung für unterlagerte
Regelung und Gerätetyp:
- bei I, I
- bei U, U
2
: 0 ...100 % des max.Laststroms z.B.20A)
2
: 0 ... 115% der max.Lastspannung z.B. 264,5V
- bei P: 0 ...115% der Leistung 20A x 264,5V=5290W
0 ...100%
- der maximalen
Lastspannung,
- des max.Laststroms
- der Leistung
Einheit je nach Einstellung für unterlagerte Regelung und Gerätetyp:
- bei Spannung: 0 ... 115% der max.Lastspannung z.B. 264,5V
- bei Strom: 0 ...100% des max.Laststroms z.B. 20A)
- bei Leistung: 0 ...115% der Leistung 20A x 264,5V=5290W
Hier kann eine interne Messgröße mit einem Grenzwert überwacht werden.
Je nach Schaltverhalten wird eine Über- oder Unterschreitung auf dem Binärausgang (Option: Relais oder Optokoppler) ausgegeben.
Diese Messgrößen können überwacht werden und sind abhängig vom bestellten Gerätetyp.
Wirksinn
Binärausgang
Schließer
angezogen
Grenzwertüberwachung
Grenzwert
Hysterese
Grenzwert
Hysterese
Grenzwert min.
Alarm
Grenzwert max.
Alarm
Grenzwert
Hysterese
abgefallen
Öffner
angezogen
abgefallen
Grenzwert min. Alarm
Grenzwert
Hysterese
Grenzwert
Hysterese
Grenzwert max. Alarm
Messgröße
z.B. Lastspannung
Messgröße
z.B. Lastspannung
0 ... 9999.9Unterschreitet die Messgröße diesen Wert, erscheint eine
Störmeldung unten im Display und die gelbe LED K1 leuchtet.
Der Binärausgang schaltet je nach eingestelltem Wirksinn, wie
im Bild beschrieben.
Die Einheit des Grenzwertes entspricht der zu überwachenden
Messgröße.
0 ... 9999.9Überschreitet die Messgröße diesen Wert, erscheint eine Stör-
meldung unten im Display und die gelbe LED K1 leuchtet.
Der Binärausgang schaltet je nach eingestelltem Wirksinn, wie
im Bild beschrieben.
Die Einheit des Grenzwertes entspricht der zu überwachenden
Messgröße.
0 ...1 ... 9999.9Schaltdifferenz an der oberen und unteren Grenze des Über-
LastüberwachungkeineDie Last wird nicht überwacht.
Grenzwert
Lastüberwachung
Unterstrom
Überstrom
0...10 ... 100%Hier wird eingestellt, um wieviel % der Laststrom abgesunken
Diese Einstellung gibt es nur, wenn eine unterlagerte Regelung
2
I, I
oder P eingestellt ist.
v Kapitel 6.1 „Erkennung von Lastfehlern“
Diese Einstellung gibt es nur, wenn die Lastüberwachung auf
Unter- oder Überstrom gestellt wurde.
oder angestiegen sein muss, um einen Lastfehler auszulösen.
Last-TypLastüberwachung
Teach-In Typ
Lastüberwachung
Netzspannungseinbruchüberwachung
StandardStandardeinstellung (für die meisten Lasttypen geeignet)
Infrarotstrahler
automatisch einmalig Der Teach-In Wert wird nach jedem Netz-Ein automatisch ein-
Speziell für kurzwellige Infrarotstrahler geeignet
malig ermittelt.
v Kapitel 6.1.1 „Teach-In“
von HandTeach-In kann im Handbetrieb oder in der Bedienerebene-
durchgeführt werden.
v Kapitel 6.2.1 „Teach-In im Handbetrieb“
v Kapitel 4.2.4 „Überwachung“
automatisch zyklisch Teach-In wird zyklisch in einerm Zeitintervall von 1 Minute
durchgeführt.
neinkeine Überwachung
ja
k / Fettdruck = werkseitig
Liegen die Effektivwerte der analysierten Halbwellen um mehr
als 10% auseinander, wird eine Alarmmeldung angezeigt und
der Binärausgang für Sammelalarm schaltet je nach eingestelltem Wirksinn.
Durch sofortige Zündimpulsverriegelung wird verhindert, dass
angeschlossene Trafolasten durch einen Gleichstromanteil die
Halbleitersicherung zerstören.
Liegen keine Netzspannungseinbrüche mehr vor, wird die Zündimpulsverriegelung (Inhibit) aufgehoben und der Steller setzt
seine Arbeit z.B mit Softstart wieder fort.
Es stehen 2 Binäreingänge und ein zusätzlicher Binäreingang für Zündimpulsverriegelung (Inhibit) zur Verfügung, an die ein potenzialfreier Kontakt angeschlossen werden kann.
Die folgenden Funktionen können mit Binäreingang 1 und 2 ausgelöst werden:
Mit Tas te in die Konfigebene ➔ Binäreingänge wechseln
Die Umschaltung auf Phasenanschnittbetrieb ist nur möglich,
wenn in der Konfigebene
➔ Impulsgruppenbetrieb eingestellt ist.
Umschaltung wird von Binäreingang1 gesteuert
Umschaltung wird von Binäreingang2 gesteuert
Umschaltung wird über Schnittstelle gesteuert
Umschaltung wird über Schnittstelle gesteuert
➔ Steller ➔ Betriebsart
Ext. Strombegrenzung
Externer Strom
Grenzwert
Diese Funktion ist nur einstellbar bei folgenden
Voreinstellungen:
Möglickeit 1:
Steller
Steller
Möglickeit 2:
Steller
Steller
Steller
Wird z.B. hier der „Binäreingang 1“ eingestellt, wird beim
Schließen des Binäreinganges der unter „Steller
grenzwert“ eingestellte Stromgrenzwert überschrieben und
der „Externe Strom Grenzwert“ (weiter unten in der Tabelle)
Der Istwertausgang ist ein Analogausgang an dem verschiedene interne Werte
als Einheitssignal ausgeben werden können.
Wert/Einstellungen Beschreibung
Signalart Istwertausgang
ausgeschaltetDer Istwertausgang gibt kein Signal aus.
0 ... 20mA
4 ...20mA
0 ... 10V
2 ...10V
0 ...5V
1 ... 5V
Hier wird das Einheitssignal eingestellt, das am Istwertaus-
gang ausgegeben werden soll.
Der Istwertausgang gibt den „Auszugebenden Wert“ in Form
eines Stromsignals aus.
Der Istwertausgang gibt den „Auszugebenden Wert“ in Form
eines Spannungssignals aus.
Auszugebender
Wert
Signalbereich
Anfangswert
Signalbereich
Endwert
5.1.9RS422/485
Hier wird der Wert ausgewählt, der am Istwertausgang ausge-
geben werden soll.
LastspannungJeder dieser Werte muss auf seine Plausibilität hin überprüft
Lastspannung
Laststrom
Laststrom
Leistung (in W)
Leistung (in kW)
Widerstand
Netzspannung
Gerätetemperatur
SollwertDie Einstellung der Sollwertvorgabe
0 ... 9999.9Untere Grenze für den „Auszugebenden Wert“
0 ... 9999.9Obere Grenze für den „Auszugebenden Wert“
k / Fettdruck = werkseitig
2
2
werden.
Beispiel:
Die Lastspannung kann sich je nach Gerätetyp zwischen 0
und 500V bewegen.
Da der Signalbereich von 0 ... 9999,9 werkseitig eingestellt ist,
müsste der Endwert auf 500,0 angepasst werden, um den vol-
len Signalbeich zu nutzen.
Strommessbereich: 0...20mA und
Sollwertvorgabe: Stromeingang
werden in einen Zahlenwert von 0 ...100(%) umgerechnet.
Schnittstellenparameter für RS422/485 (sieheSchnittstellenbeschreibung B70.9061.2)
Die Lastüberwachung kann einen Lastbruch, Teillastbruch oder Teillastkurzschluss erkennen und signalisieren.
UnterstromWird bei einem oder mehreren parallel geschalteten Heizelementen eingesetzt,
die auf Bruch überwacht werden sollen.
ÜberstromWird bei mehreren in Reihe geschalteten Heizelementen eingesetzt, die auf
Kurzschluss überwacht werden sollen.
FunktionHierbei wird nicht nur allein der absinkende bzw. ansteigende Laststrom be-
trachtet, sondern auch die Lastspannung mit einbezogen.
Die korrekten Lastverhältnisse der Anlage werden beim Teach-In gespeichert.
Ausgehend von diesem Zustand werden die Lastveränderungen unabhängig
vom geforderten Stellgrad ständig beobachtet. Bei Bruch oder Kurzschluss eines Heizelements verringert oder vergrößert sich der Laststrom. Das wird von
der Lastüberwachung erkannt und ein Lastfehler signalisiert.
GrenzwertFür die Lastüberwachung muss in der Konfigurations- oder Bedienerebene ein
Grenzwert in % eingegeben werden. Er hängt von der Anzahl der parallel bzw.
in Reihe geschalteten Heizelementen ab. Bei Heizelementen mit einem Temperaturkoeffizient TK ≈ 1 kann der Grenzwert direkt den folgenden Tabellen entnommen werden:
Unterstrom
Anzahl der
Heizelemente
510%413%10%317%13%10%
225%20%12%
150%
Beispiel:
2 Heizelemente
Einphasenbetrieb
L1
N
Sternschaltung mit
getrennten
Sternpunkten
L3L2L1
Sternschaltung mit gemeinsamem Sternpunkten ohne Nullleiter
50%21%
L3L2L1
Dreieckschaltung
-
L3L2L1
Die Angaben in % beziehen sich auf Laststromänderungen
Die Angaben in % beziehen sich auf Laststromänderungen
Bei Heizelementen mit großem positiven oder negativen Temperaturkoeffizienten muss ein geeigneter Grenzwert selbst ermittelt werden. Dabei hilft die Beobachtung des Wertes der aktuellen prozentualen Abweichung von den
Teach-In-Werten. Dieser Wert wird in der Bedienerebene im Konfigurationsfenster für den Grenzwert (Bedienerebene
Überw.) in der unteren Zeile angezeigt:
L1
N
➔ Überwachung ➔ Grenzwert Last-
L3L2L1
-
L3L2L1
Während der Softstart-Phase (die durch eine aktive Strombegrenzung auch län-
H
ger dauern kann) erfolgt grundsätzlich noch keine Lastüberwachung, da der normale Arbeitsbereich der Last noch nicht erreicht ist. Auch das Teach-In kann in
dieser Phase noch nicht durchgeführt werden.
Das Teach-In, also die Ermittlung der Last-Messwerte im Gut-Zustand, erfolgt
je nach Konfiguration des Parameters Last-Überw. Teach-In entweder automatisch einmalig nach Netz-Ein oder automatisch zyklisch immer wieder nach
Ablauf von 1 Minute oder von Hand.
Teach-In „von
Hand“
H
Bei „Teach-In von Hand“ muss dem Steller einmalig nach Erreichen des Arbeitspunktes mitgeteilt werden, dass er jetzt das Teach-In durchführen soll.
Dies wird entweder in der Bediener-Ebene oder im Handbetrieb möglich.
v Kapitel 4.2.4 „Überwachung“
v Kapitel 6.2.1 „Teach-In im Handbetrieb“
Dadurch werden die Teach-In-Werte dauerhaft gespeichert. Nach einem Ausund Wiedereinschalten des Stellers braucht dadurch das Teach-In nicht erneut
durchgeführt werden.
Bei Bedarf kann das Teach-In jederzeit wiederholt werden. Die alten Teach-InWerte werden dann mit den neuen überschrieben.
Gelöscht werden die Teach-In-Werte nur, wenn explizit der Parameter Lastüberwachung Teach-In erneut auf von Hand konfiguriert wird, oder bei Übernahme der Werkseinstellung. Von einer Umkonfiguration anderer Parameter
bleibt das Teach-In unberührt.
Wenn Teach-In von Hand konfiguriert wurde und noch kein Teach-In durchgeführt wurde, erscheint zur Erinnerung die Meldung Teach-In Lastüberwachung!
auf dem Display.
Teach-In von Hand ist nur am Gerät selbst möglich, nicht über das Setup-Programm.
Um die Lastverhältnisse für den späteren Betrieb genau zu erfassen, sollte das
Teach-In nur bei einem Laststrom von mindestens 20 % des Nennwertes
durchgeführt werden!
Teach-In „Automatisch einmalig“
Teach-In „Automatisch zyklisch“
„Automatisch einmalig“ heißt, dass nach jedem Netz-Ein die Teach-In-Werte
temporär gespeichert werden. Beim Trennung des Stellers von der Netzspannung werden sie wieder gelöscht. Nach einem erneuten Netz-Ein ist die LastÜberwachung also vorerst solange wieder inaktiv, bis das neue Teach-In erfolgte.
Um die Lastverhältnisse für den späteren Betrieb genau zu erfassen, wird das
Teach-In im Phasenanschnittbetrieb erst bei mindestens 30% Stellgrad
durchgeführt. (Beim Impulsgruppenbetrieb ist diese Einschränkung nicht notwendig, da bei gezündetem Thyristor immer ein ausreichend hoher Strom
fließt. Das Teach-In wird hier immer kurz nach Netz-Ein bzw. - wenn konfiguriert - nach Beendigung des Softstarts durchgeführt.)
Automatisch zyklisch heißt, dass im Abstand von 1 Minute die Teach-In-Werte
erneut temporär gespeichert werden. Diese Einstellung ist besonders für SICHeizstäbe geeignet, weil sich bei diesen der Widerstand im Lastpunkt durch
Alterung zeitlich ändert.
Bei Trennung des Stellers von der Netzspannung werden die zuletzt ermittelten Teach-In-Werte wieder gelöscht. Nach einem erneuten Netz-Ein nimmt der
Steller die automatische Teach-In-Ermittlung wieder auf.
Dazu wird ein Potenziometer an den Spannungseingang angeschlossen.
Es wird mit DC 10V an Klemme 5 des Leistungsstellers versorgt.
S
A
E
h Konfigurationsebene
0...10V einstellen
h Konfigurationsebene
eingang einstellen
Jetzt wird die Stellerleistung über das externe Potenziometer vorgegeben.
➔ Analogeingänge ➔ Spannungs Messbereich
➔ Sollwertkonfig. ➔ Sollwertvorgabe ➔ Spannungs-
6.4Duales Energiemanagement
Dadurch können bei 2 Stellern jeweils Sollwerte bis 50% vorgegeben werden,
ohne dass Stromspitzen im Netz durch gleichzeitiges Einschalten entstehen.
Auch bei einer unsymmetrischen Verteilung der Sollwerte von z.B. 30% und
70% entstehen noch keine Stromspitzen im Netz.
Voraussetzungen
- Die beiden Geräte müssen an der gleichen Phase angeschlossen sein
- Die Phasenlage von Steuerelektronik und Lastkreis muss gleich sein
- Beide Geräte oder Gruppen durch gleichzeitiges Einschalten synchronisieren
- Impulsgruppenbetrieb muss konfiguriert werden
- Taktzeit muss auf fest 500ms gestellt werden
- Ein Gerät muss als Gerät1 und das andere als Gerät 2 konfiguriert werden.
Durch zeitlich versetztes Schalten werden Überlappungen und damit Stromspitzen in einer Phase vermieden.
Führt ein Steller nach Verlassen der Konfigurationsebene ein
A
Gerät 1
Stellgrad 20%
Gerät 2
Stellgrad 60%
Summe der
Ströme im
Netz
Neustart aus, arbeitet er nicht mehr syschron zu den anderen.
Alle Steller müssen gleichzeitig neu eingeschaltet werden!
I
Thy1
I
Thy2
I
Netz
250 ms500 ms750 ms1 s0ms
Sind in einer Anlage mehr als 2 Steller nötig, müssen sie in 2 Gruppen aufgeteilt werden.
Die Einstellung des Parameters Duales Energiemanagement wird in einer
Gruppe auf Gerät1 und in der anderen Gruppe auf Gerät 2 gestellt.
Unterlagerte Regelungen werden benutzt, um externe Störeinflüsse, wie Netzspannungsschwankungen und Widerstandsänderungen der Last, die sich negativ auf die Regelstrecke auswirken würden, zu eleminieren bzw. zu kompensieren.
6.5.1 Geschlossener Regelkreis ohne unterlagerte Regelung
Beipiel
Ofenregelung
w
Regler
-
x
y
R
Elektrischer
Leistungssteller
Versorgungsspannung
y
Ofen
Sensor
An den Leistungssteller ist die Versorgungsspannung angeschlossen. Der
Regler bildet aus der Differenz des Sollwertes w der Ofentemperatur und dem
Istwert x (dieser wird durch den Sensor im Ofen ermittelt) den Reglerstellgrad
y
. Der Reglerstellgrad kann im Bereich von 0 ... 100 % liegen und wird am
R
Ausgang des Reglers als Einheitssignal, beispielsweise 0 ... 10 V, ausgegeben.
Der Reglerstellgrad wird an den Leistungssteller geführt.
Der Leistungssteller hat nun die Aufgabe, dem Heizstab im Ofen Energie zuzuführen und zwar proportional dem Reglerstellgrad:
-Für den Thyristor-Leistungssteller im Phasenanschnittbetrieb bedeutet
dies, er verändert seinen Ansteuerwinkel im Bereich von 180° bis 0° bei einem Reglerstellgrad von 0 ... 100 %
- Wird der Thyristor-Leistungssteller im Impulsgruppenbetrieb eingesetzt,
erhöht er sein Taktverhältnis T von 0 ... 100 % bei einem Reglerstellgrad
von 0 ... 100 %
Kommt es bei einem Reglerstellgrad YR zu einer Absenkung der Netzspannung von AC 230V auf AC 207V (-10%), so verringert sich die dem Ofen zugeführte Leistung um 19%.
P
230V
:Leistung im Lastwiderstand bei einer Netzspannung U von 230V
P
230V
ΔP–
U0–·1U,()
-------------------------------
R
2
09U,()
-------------------- -0,81P
R
2
•===
230 V
(2)
ΔP:Leistungsabsenkung durch verminderte Netzspannung
R:ohmscher Widerstand der Last
Die um 19% kleinere Energiezufuhr bewirkt nun ein
Nachteil:Eine stetige Temperaturkonstanz ist nicht mehr gegeben.
Der Regler erkennt über den relativ trägen Temperaturregelkreis die Regelabweichung und erhöht seinen Stellgrad (y
peratur des Ofens (250°C) wieder erreicht ist.
6.5.2 Geschlossener Regelkreis mit unterlagerter Regelung
Um die Leistungsschwankungen bei variierender Netzspannungen zu ver-
hindern, ist in den Leistungsstellern eine unterlagerte Regelung vorhanden.
Sie gleicht Schwankungen in der Energiezufuhr sofort aus. Dies hat zur Folge,
das der Steller an seinem Ausgang (y) stets eine Leistung abgibt, die seinem
Eingangssignal (y
in Abbildung gezeigt.
) proportional ist. Das Prinzip der unterlagerten Regelung ist
R
) solange, bis die ursprüngliche Tem-
R
w
Regler
-
x
Man unterscheidet zwischen U
dungen wird die U
2
-Regelung angewandt. Jedoch gibt es in manchen Anwendungen regelungstechnische Vorteile, wenn man die I
wendet (Stromerfassung im Steller erforderlich).
Die drei verschiedenen Arten der unterlagerten Regelung werden in den folgenden Kapiteln beschrieben.
2
U
-RegelungBetrachtet man die Leistung P
aus der Lastspannung U
P
Last
Versorgungsspannung
Elektrischer
y
R
2
-, I2- und P-Regelung. In den meisten Anwen-
Last
und dem ohmschen Widerstand R wie folgt:
Last
U
Last
---------------=
Leistungssteller
unterlagerte
Regelung
y
2
- bzw. P-Regelung an-
an einer ohmschen Last, ergibt sich diese
2
R
Strecke
Sensor
(3)
Aus Gleichung 3 ist ersichtlich, dass sich bei einem konstanten Lastwider-
2
stand die Leistung am Lastwiderstand proportional zu U
P
∼
Last
Nun regelt ein Leistungsteller mit U
U
2
Last
2
-Regelung das Quadrat der Lastspannung
Last
verhält.
(4)
proportional zu seinem Eingangssignal (z. B. 0 ... 20mA).
U
Last
2
Eingangssignal des Leistungsstellers∼
(5)
Gleichung 5 eingesetzt in 4 zeigt, dass die Leistung am Lastwiderstand proportional zum Eingangssignal des Leistungssteller ist.
Eingangssignal des Leistungsstellers (0 ... 20 mA)∼
(6)
Bei Heizelementen mit positivem Temperaturkoeffizienten (TK), bei denen der
elektrische Widerstand mit steigender Temperatur größer wird, setzt man
bevorzugt einen Leistungssteller mit einer unterlagerten Spannungsregelung
2
(U
-Regelung) ein (Abbildung 1).
Solche Widerstandsmaterialien sind z. B.
- Kanthal-Super
-Wolfram
-Molybdän
-Platin
- Quarzstrahler
Ihr Kaltwiderstand ist wesentlich geringer als ihr Warmwiderstand (Faktor
6 ... 16). Die Heizelemente werden meist bei Temperaturen über 1000°C eingesetzt.
RRP
2
U
P =
R
R
k
< 1
R
w
P
Temperatur
Abbildung 1:Heizelement mit positivem TK
Für den Anfahrvorgang benötigen Leistungssteller eine Strombegrenzung.
Durch den konstanten Strom und den steigenden Widerstand steigt zunächst
die dem Heizelement zugeführte Leistung proportional zu R (P = I
2
· R).
Wenn der Strom den eingestellten Grenzwert unterschreitet, tritt die automatische Strombegrenzung außer Kraft und der Steller arbeitet mit der unterlager-
2
ten U
Spannung die dem Heizelement zugeführte Leistung
P
-Regelung, d. h. mit zunehmendem Widerstand wird bei konstanter
2
U
= automatisch verringert.
Last
Last
--------------- -
R
Dieser Effekt wirkt sich unterstützend auf den gesamten Regelkreis aus. Je
mehr sich die Ofentemperatur dem eingestellten Sollwert nähert, desto geringer wird die dem Ofen zugeführte Leistung (bei gleicher Lastspannung). Allein
durch den Steller geschieht somit das Anfahren an den Sollwert gebremst. Ein
eventuell starkes Überschwingen der Temperatur wird gedämpft.
Weitere Anwendungen der U
- Beleuchtungsanlagen: hier ist die Lichtstärke proportional zu U
- Widerstandsmaterialien mit einem TK von ungefähr 1. Dazu gehören Heize-
lemente aus Nickel /Chrom, Konstantan usw. Es bestehen hier keine speziellen Anforderungen an den Thyristorsteller (z. B. Strombegrenzung). Die
Kennlinie eines Heizelementes mit TK ≈ 1 zeigt Abbildung 2.
RRP
2
-Regelung sind:
2
.
2
U
P = = I · R
2
R
P
R
k
» 1
R
w
Temperatur
Abbildung 2:Heizelement mit TK ≈ 1
2
I
-RegelungDie Stromregelung (I2-Regelung) erweist sich als vorteilhaft bei Heizelementen
mit negativem TK, bei denen der elektrische Widerstand mit steigender Temperatur kleiner wird (Abbildung 3).
Dieses Verhalten zeigen beispielsweise Nichtmetalle wie Graphit oder Glasschmelzen. Eine Glasschmelze wird meist nicht über Heizstäbe erwärmt, sondern man lässt einen Strom durch das Schmelzgut fließen, wobei die Umwandlung der elektrischen Energie in Wärme direkt im zu schmelzenden Material geschieht. Dabei erfolgt die Stromzuführung über Elektroden.
Durch die Leistungsbeziehung P = I2 · R kann man hier durch die I2-Regelung
den gleichen reglerunterstützenden Effekt erzielen, wie bereits bei der U
2
-Regelung beschrieben. D. h. bei konstantem Strom wird mit steigender Temperatur die dem regelungstechnischen Prozess zugeführte Leistung durch den abnehmenden Widerstand automatisch verringert.
P-RegelungBei der Leistungsregelung (P-Regelung) wird stets das Produkt aus U · I aus-
geregelt. Hierbei besteht ein exakt linearer Zusammenhang zwischen der Ausgangsleistung und der Eingangssignalsteuerung (z. B. 0 ... 20 mA) des Thyristor-Leistungsstellers.
Ein typisches Einsatzgebiet dieser unterlagerten Regelung sind Heizelemente
mit Langzeitalterung und gleichzeitig temperaturabhängiger Widerstandsänderung, wie dies bei Siliziumkarbid der Fall ist (Abbildung 4).
bis 4 R
R
100 %
Alterung
N
1050 °C
Temperatur
Abbildung 4:Widerstandsänderung bei Siliziumkarbid
Bei Siliziumkarbid-Heizstäben vergrößert sich der Nennwiderstand durch
Langzeitalterung bis zum Faktor 4. Bei der Dimensionierung muss hier der
Steller für die doppelte Leistung der Heizelemente ausgelegt werden.
Dadurch ergibt sich eine Verdopplung für den Strom des Thyristor Leistungsstellers.
R
Alt
Alt Ⳏ Altzustand des Heizelementes R
Neu
=
----------
4
Neu Ⳏ Neuzustand des Heizelementes
Den Zusammenhang verdeutlicht folgende Formel:
U
Alt
P
Neu
U
====
•
NeuINeu
----------
•U
2
2I
Alt
•P
AltIAlt
Alt
(12)
Die P-Regelung wird außerdem bei der freitaktenden Sparschaltung im Dreileiternetz eingesetzt.
Sie ist nur bei Stellern mit unterlagerter Regelung P (Code 001)
H
FunktionSie arbeitet sowohl im Impulsgruppen- als auch im Phasenanschnittbetrieb.
Übersteigt der aktuelle Widerstandsmesswert den Widerstandsgrenzwert,
folgt eine Begrenzung durch Phasenanschnitt oder Begrenzung der geschalteten Sinuszüge.
möglich und funktioniert nur bei Lastwiderständen mit positivem
Temperaturkoeffizient.
In der Drehstromsparschaltung ist keine direkte Widerstandsbegrenzung möglich, weil der einzelne Widerstandswert nicht erfasst
wird. Die Begrenzungsfunktion als solche kann jedoch angewandt
werden.
er-
Begrenzung der
Leistung
Mit dem Parameter Widerstandsbegrenzung kann eine Begrenzung der abgegebenen Leistung in Abhängigkeit des Widerstandswertes R beim Betrieb von
Molybdändisilizid Heizelementen aktiviert werden, um eine Überhitzung des
Heizelementes im oberen Temperaturbereich zu vermeiden. Durch die Messung des Elementewiderstandes kann eine exakte Element-Temperatur zugeordnet werden.
Ist der Lastwiderstand höher als dieser Wert, erfolgt eine Begrenzung durch
Phasenanschnitt oder Begrenzung der geschalteten Sinuszüge. Das Heizelement ist somit vor Überhitzung geschützt.
werkseitigPhasenanschnitt der ersten Halbwelle (α Start) ist nicht aktiviert.
Bei Trafolasten werden Thyristor Leistungssteller im Impulsgruppenbetrieb mit
Phasenanschnitt der ersten Halbwelle betrieben.
Werkseitig ist ein Winkel von 70°el. (elektrisch) vorgegeben. Dieser Wert kann
in der Konfigurationsebeneoder Bedienerebene im Bereich von 0 ... 90°el. verstellt werden.
Mit dem Setup-Programm können alle Daten für das Gerät komfortabel am
PC eingestellt und in das Gerät übertragen werden.
Zur Konfiguration des Stellers ist es ausreichend, das USB-Kabel in
H
Sobald das Gerät eingeschaltet wird, werden diese Konfigurationsdaten automatisch übernommen.
7.1Hard- und Software Mindestvoraussetzungen
- PC Pentium III oder höher
- 128 MB RAM, 16 MB freier Festplattenspeicher
- CD-ROM Laufwerk
- freie USB-Schnittstelle, Mausanschluss
- Microsoft Windows® 2000/XP/Vista
den Steller einzustecken und mit dem PC zu verbinden.
7.1.1 Hinweise zu Windows 2000/XP:
BenutzerWerden auf dem Rechner mehrere Benutzer verwaltet, so muss der Benutzer
angemeldet sein, der später mit dem Programm arbeiten wird.
Der Benutzer muss während der Installation der Software die Administratorrechte besitzen. Nach der Installation können die Rechte wieder eingeschränkt
werden.
Bei Nichtbeachtung dieser Hinweise kann eine korrekte und vollständige Installation nicht gewährleistet werden!
Softwareversionen
Die Softwareversionen von Gerät und Setup-Programm müssen kompatibel
sein. Wenn nicht, erscheint eine Fehlermeldung!
h Am Gerät nach dem Einschalten drücken
Im Menü Geräte-Info wird die Gerätesoftware-Version angezeigt.
h In der Menüleiste des Setup-Programms „Info“ klicken
Die Symbole für Eingang, Unterlagerte Regelung und Betriebsart werden abwechselnd mit Fehlermeldungen oder Hinweisen auf besondere Zustände in
der Infozeile angezeigt.
v Kapitel 8 „Fehlermeldungen und Alarme“
Eingestellter Grenzwert für min. Alarm
wurde unterschritten
Eingestellter Grenzwert für max. Alarm
wurde überschritten
Der geforderte Stellgrad ruft Strom- /
Spannungswerte hervor die den eingestellten Lastwiderstand überschreiten.
Zum Schutz vor Überhitzung wird der
Stellgrad auf den zugelassenen Widerstand begrenzt.
Dieses Signal wird für die Ansteuerung des Binärausgangs und der LED K1
benutzt und kann außerdem über die Schnittstellen aus dem Steller ausgelesen werden.
Mit dem Setup-Programm kann konfiguriert werden, welche Ereignisse (Alarm
+ Fehlermeldungen) zum Binärsignal für Sammelstörung zusammengefasst
werden sollen.
Alle Fehlermeldungen werden „ODER“ verknüpft und als Binärsignal für Sammelstörung auf dem Relaisausgang oder Optokoppler ausgegeben.
Zusätzlich leuchtet die LED K1 gelb.
Dieser Alarm kann am Binärausgang ein Relais schalten.
v Kapitel 5.1.8 „Istwertausgang“
Das Gerät kann sich während des Betriebs am Kühlkörper erhitzen.
Die aktuelle Gerätetemperatur können Sie an dem Display ablesen.
v Bedienübersicht (auf der ersten Umschlagseite)
h Fertig eingebautes Gerät allpolig von der Spannungsversorgung trennen
v Kapitel 3.3 „Anschlussplan“
h Spannungsfreiheit prüfen (grüne LED Power darf nicht leuchten)
h Rastfeder (A) nach rechts drücken und mit einem Schraubendreher (B) das
Kunststoffgehäuse (an der Stelle mit dem Pfeil) nach vorne aufhebeln.
B
A
Eine Steckverbindung trennt Display, Tasten und Schnittstelle vom Leistungsteil und die Halbleitersicherung wird sichtbar.