Siemens GPS1000 2XV9450-1AR82, SICLOCK GPS1000 User Manual
SICLOCK® GPS1000
2XV9450-1AR82
Betriebsanleitung •••• User Manual
D
English
GB
Deutsch 1.0
Stand: Oktober 2005
Bestell-Nr.: 2XV9450-1AR82-BA
Betriebsanleitung SICLOCK GPS1000
Verantwortlicher Vertrieb: Siemens AG, I&S EDM, Erlangen
Ansprechpartner: örtliche Siemens-Niederlassung
Bestellungen: örtliche Siemens-Niederlassung
Herausgeber:
Siemens AG
I&S EDM
Frauenauracher Straße 98
D-91056 Erlangen
SICLOCK-Hotline +49 (9131) 7-2 88 66
Fax +49 (9131) 18-8 06 04
E-Mail siclock@siemens.com
Internet http://www.siemens.de/siclock
Technische Änderungen vorbehalten
© Siemens AG 2005
2 Version 1.0 Bestellnummer 2XV9450-1AR82-BA
Betriebsanleitung SICLOCK GPS1000
Inhaltsverzeichnis:
1. Schnelleinstieg................................................................................................................................4
1.1. Funktion..................................................................................................................................................4
1.2. Lieferumfang ..........................................................................................................................................4
1.3. Vorgehen bei der Installation ................................................................................................................4
1.4. Betrieb und Wartung .............................................................................................................................5
2. Installationsschemen .....................................................................................................................6
2.1. Anschluss an SICLOCK TM oder PC..................................................................................................6
2.2. Anschluss an SICLOCK TS ..................................................................................................................8
3. Blitzschutz ....................................................................................................................................10
3.1. Blitztheorie............................................................................................................................................10
3.2. Einschlaggefährdete Bereiche bei Gebäuden.....................................................................................11
3.3. Induktionswirkung bei Blitzeinschlägen ............................................................................................11
3.4. Auswahl des sicheren Standortes ........................................................................................................12
3.5. Installation des Blitzschutzmoduls 2XV9450-1AR83........................................................................12
4. Montage der Antenne..................................................................................................................13
4.1. Vorgehensweise bei der Auswahl des Montageortes .........................................................................13
4.2. Vorgehensweise bei der Montage........................................................................................................13
5. Anhang..........................................................................................................................................15
5.1. Technische Daten..................................................................................................................................15
5.2. Bestell-Daten.........................................................................................................................................15
5.3. Genauigkeiten.......................................................................................................................................16
5.4. Antennenfußgestell...............................................................................................................................16
Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1: Frontansicht GPS1000 PS. .................................................................................................................5
Abbildung 2: Installationsschema für SICLOCK TM und PC ohne Blitzschutzmodul............................................6
Abbildung 3: Installationsschema für SICLOCK TM und PC mit Blitzschutzmodul. .............................................7
Abbildung 4: Installationsschema für SICLOCK TS ohne Blitzschutzmodul..........................................................8
Abbildung 5: Installationsschema für SICLOCK TS mit Blitzschutzmodul. ...........................................................9
Abbildung 6: Ablauf eines Blitzeinschlages...........................................................................................................10
Abbildung 7: Ermittlung der potentiellen Blitzeinschlagsbereiche (normales Gebäude) .......................................11
Abbildung 8: Ermittlung der potentiellen Blitzeinschlagsbereiche (Industriegebäude) .........................................11
Abbildung 9: Flachdach-Montage..........................................................................................................................13
Abbildung 10: Wandmontage ................................................................................................................................14
Abbildung 11: Vermaßung Antennen-Fußgestell..................................................................................................16
Bestellnummer 2XV9450-1AR82-BA Version 1.0 3
Betriebsanleitung SICLOCK GPS1000
1. Schnelleinstieg
1.1. Funktion
SICLOCK GPS1000 ist eine weltweit einsetzbare, moderne GPS-Funkuhr zum Empfang der Zeitsignale von den 24 amerikanischen GPS-Satelliten. Am Ausgang des GPS1000-Antennenkopfes steht ein DCF77-Zeittelegramm mit Greenwich
Meantime zur Verfügung.
Der besondere Vorteil besteht darin, dass Antenne, GPS-Empfänger und GPS-Decoder als eine Einheit im Antennenkopf integriert sind, und somit die Verlegung von Koaxkabeln, sowie die separate Installation von Decoder samt
Stromversorgung entfallen.
Sowohl die Spannungsversorgung des Antennenkopfes, als auch die Übertragung des DCF77-Zeittelegramms erfolgen über
Linienstrom mittels einer geschirmten 2-Draht-Steuerleitung mit einer maximalen Länge von ca. 1000 Metern. Am prozessseitigen Ende der Steuerleitung sitzt das Stromversorgungsmodul GPS1000 PS. Das Modul speist die Linienstromverbindung zum Antennenkopf und koppelt die DCF77-Zeittelegramme aus. Zur eigenen Speisung besitzt es eine Weitbereichsstromversorgung von 24 bis 240V AC/DC.
SICLOCK GPS1000 benötigt keine Parametrierung.
1.2. Lieferumfang
• GPS1000-Antennenkopf E10433-E9910-H100 mit integrierter Elektronik und 2,5 m Anschlusskabel mit
Aderendhülsen
• GPS1000 PS (Stromversorgungsmodul) E10433-E0006-H100
(nicht enthalten im Komplettpaket SICLOCK TS mit GPS1000)
• Antennen-Trägergestell zur universellen Montage, bestehend aus:
Antennenfußgestell mit Fußplatte und Trägerarm,
Würfel mit 6 Innensechskant-Gewindestiften,
Verschlussdeckel
• Sechskantschlüssel zur Würfelmontage
• Aufputz-Abzweigdose zum Anschluss der Steuerleitung
• Verbindungskabel zu PC COM-Schnittstelle (9-polig SUB D)
• Betriebsanleitung deutsch / englisch
1.3. Vorgehen bei der Installation
1. Geeigneten Standort für die Antenne aussuchen.
Bitte beachten Sie dabei folgende Randbedingungen:
Der Antennenkopf sollte möglichst viel Himmel „sehen“ und muss mit dem Gehäusedeckel nach oben parallel zum
Himmel installiert sein.
Antennenkopf nicht an blitzschlaggefährdeten Stellen montieren! (Siehe Kap. 3)
Auf gute Zugänglichkeit für Wartungszwecke achten! (Elektromagnetische Störfelder aus der Anlage können außer Acht
gelassen werden, da die Betriebsfrequenz von GPS1000 oberhalb des Industrie-Störnebels liegt.)
2. Montagebohrungen für Antennenfußgestell anzeichnen, bohren und Dübel setzen.
3. Bohrung für das Anschlusskabel setzen (bei Wandmontage am besten in der Mitte unter der Fußplatte).
4. Antenne entsprechend der
5. Kabel in die Bohrung fädeln und Fußgestell anschrauben. Bei Flachdachmontage ggf. zusätzliche IP67-Verteilerdose
und zusätzliche Steuerleitung zum Verlängern verwenden.
6. Im Gebäudeinneren in der Nähe der Kabeleintrittsstelle die mitgelieferte Aufputz-Abzweigdose installieren (ersatzweise
das Blitzschutzmodul 2XV9450-1AR83 montieren und die Abzweigdose weglassen).
7. GPS1000 PS bei dem zu synchronisierenden System (Rechner, SICLOCK TM, SPS o. ä.) montieren (auf Hutschiene,
19-Zoll-Blech oder im Tischgehäuse).
8. Bauseitige Steuerleitung von GPS1000 PS (Klemmleiste X2/11,12) zur Abzweigdose bei der Antenne verlegen und mit
Antennenanschlussleitung verklemmen (Polung spielt dabei keine Rolle).
9. Schirm der Steuerleitung auf die Potentialausgleichsschiene im Steuer-Schrank auflegen.
10. Stromversorgungsanschluss an GPS1000 PS (Klemmleiste X1/13,14,15) herstellen.
11. Herstellung der Synchronisation zur Anlage:
Anschluss an PC: Über mitgeliefertes Kabel von X3 an SICLOCK GPS1000 PS zu freier COM-Schnittstelle.
(Benötigte Treiber-Software: 2XV9450-1AR28).
Anschluss an SICLOCK TM: Über 2-adrig geschirmte Steuerleitung von Klemmleiste X2/1,2 an SICLOCK GPS1000
PS zu SICLOCK TM Klemmleiste X2/5,6.
Anschluss an SICLOCK TS: Über die 2-adrig geschirmte Steuerleitung direkt vom Antennenkopf (SICLOCK
GPS1000 PS wird nicht benötigt) zu SICLOCK TS Klemmleiste X2/9,10.
Anschluss an SIMATIC S7 Digitaleingang: Über 2-adrig geschirmte Steuerleitung von Klemmleiste X2/1,2 an
SICLOCK GPS1000 PS zum entsprechenden SIMATIC S7 Digitaleingang.
(Benötigter Funktionsbaustein für Step7-Software: 2XV9450-1AR30).
12. Spannungsversorgung zuschalten. Nach dem Aufleuchten der grünen LED „Pwr“ beginnt die Initialisierung des Anten-
nenkopfes (gelbe LED „Sig“ leuchtet dauernd). Nach erfolgreicher Initialisierung beginnt die Initialisierung des Zeitempfangs, die je nach Empfangssituation und Anzahl der empfangenen Satelliten bis zu 30 Minuten oder länger dauern
Abbildung 9
bzw. Abbildung 10 zusammenbauen.
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Betriebsanleitung SICLOCK GPS1000
kann. Während dieser Phase sendet der Antennenkopf „Lebenszeichen“ in Form von 50ms-Impulsen in Abständen von
2 Sekunden, die an der gelben LED zu sehen sind. Der anschließend beginnende Normalbetrieb mit permanentem Funkempfang läßt sich durch den Übergang von „Lebenszeichen“-Impulsen auf DCF77-Telegramme mit GMT erkennen.
Leuchtet die gelbe LED überhaupt nicht, so liegt ein Gerätedefekt oder ein Antennenleitungsbruch vor.
13. Parametrierung der PC-Treibersoftware / SICLOCK TM/TS / S7 entsprechend der Anlagenbetriebsvorgaben vorneh-
men.
1.4. Betrieb und Wartung
Nach erfolgter Montage kann direkt die Versorgungsspannung an SICLOCK GPS1000 PS zugeschaltet werden. Die grüne
LED „Pwr.“ leuchtet auf.
Der im Antennenkopf eingebaute Empfänger sucht nun nach GPS-Satelliten und initialisiert den Zeitempfang. Dieser Vorgang dauert je nach Anzahl der „sichtbaren“ Satelliten zwischen 5 und 10 Minuten (bei weniger als 90° für die Antenne
sichtbaren Himmelsausschnitt kann es bis zu 30 Min. und mehr dauern, bis überhaupt Satelliten in diesem Fenster auftauchen, und der Initialisierungsvorgang dauert dann um diese Zeitdauer entsprechend länger). Während des Initialisierungsvorgangs blinkt die gelbe LED „Sig.“ kontinuierlich im 2-Sekundentakt („Lebenszeichen“).
Danach beginnt der Normalbetrieb, in dem ständig simulierte DCF77-Telegramme mit Greenwich Meantime von der Antenne zum SICLOCK GPS1000 PS übertragen werden, deren Sekundenimpulse durch kurzes Ausgehen der LED „Sig.“ erkennbar sind. Die DCF77-Telegramme stehen an den Ausgängen „TTY/20mA“ und „TTY inv.“ an der Klemmleiste X2 als aktive
TTY/20mA-Signale und an der SUBD-Buchse X3 als RS232-Signal ständig parallel zur Verfügung.
SICLOCK GPS1000 arbeitet im Prinzip völlig wartungsfrei.
Lediglich bei direkter Sonnenbestrahlung der Antenne muss der weiß lackierte Antennenkopf von Zeit zu Zeit mit Wasser
gereinigt werden, um einer Überhitzung vorzubeugen.
Wenn keine Alarmsignalisierung zur Erkennung eines Ausfalls der Funksynchronisation des angeschlossenen Systems in der
Anlage realisiert ist, sollte in regelmäßigen Abständen kontrolliert werden, ob die gelbe LED „Sig.“ am GPS1000 PS noch
sauber im Sekundentakt blinkt.
Abbildung 1: Frontansicht GPS1000 PS.
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Betriebsanleitung SICLOCK GPS1000
2. Installationsschemen
2.1. Anschluss an SICLOCK TM oder PC
Abbildung 2 zeigt schematisch den Anschluss von GPS1000 an SICLOCK TM oder einen PC ohne Blitzschutz. Die als Foto
abgebildeten Teile und grauen Kabel befinden sich im Lieferumfang des Gesamtpakets SICLOCK GPS1000. Die roten Kabel
müssen bauseits zur Verfügung gestellt werden.
Abbildung 2: Installationsschema für SICLOCK TM und PC ohne Blitzschutzmodul.
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Betriebsanleitung SICLOCK GPS1000
Erforderliche Parametrierung bei SICLOCK TM:
1. Eingang E1 auf DCF passiv einstellen.
2. Zeitzone entsprechend des Standortes in Bezug auf GMT einstellen (siehe Betriebsanleitung SICLOCK TM)
Abbildung 3 zeigt schematisch den Anschluss von GPS1000 an SICLOCK TM oder einen PC mit dem Blitzschutzmodul
2XV9450-1AR83. Die als Foto abgebildeten Teile und grauen Kabel befinden sich im Lieferumfang des Gesamtpakets
SICLOCK GPS1000 mit Ausnahme des Blitzschutzmoduls). Die roten und grünen Kabel müssen bauseits zur Verfügung gestellt werden.
Das Blitzschutzmodul sollte in unmittelbarer Nähe der Eintrittsstelle ins Gebäude des von der Antenne kommenden Kabels
montiert werden. „IN“ und „OUT“ beachten!
Wichtig:
Das grün dargestellte an der Hutschiene angeschlossene Erdungskabel (Querschnitt 25 qmm oder mehr) muss unbedingt auf
kürzestem Weg möglichst geradlinig an einen Fundamenterder angeschlossen werden.
Abbildung 3: Installationsschema für SICLOCK TM und PC mit Blitzschutzmodul.
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Betriebsanleitung SICLOCK GPS1000
2.2. Anschluss an SICLOCK TS
Abbildung 4 zeigt schematisch die Installation von SICLOCK TS ohne Blitzschutz. Die als Foto abgebildeten Teile und
grauen Kabel befinden sich im Lieferumfang des Gesamtpakets SICLOCK GPS1000. Die roten Kabel müssen bauseits zur
Verfügung gestellt werden.
Abbildung 4: Installationsschema für SICLOCK TS ohne Blitzschutzmodul.
Erforderliche Parametrierung bei SICLOCK TS:
1. Eingang E1 auf „GPS1000“ einstellen. (Siehe auch Betriebsanleitung SICKLOCK TS)
2. Zeitzone entsprechend des Standortes in Bezug auf GMT einstellen.
8 Version 1.0 Bestellnummer 2XV9450-1AR82-BA
Betriebsanleitung SICLOCK GPS1000
Abbildung 5
zeigt schematisch den Anschluss von GPS1000 an SICLOCK TS mit dem Blitzschutzmodul 2XV9450-1AR83.
Die als Foto abgebildeten Teile und grauen Kabel befinden sich im Lieferumfang des Gesamtpakets SICLOCK GPS1000 mit
Ausnahme des Blitzschutzmoduls). Die roten und grünen Kabel müssen bauseits zur Verfügung gestellt werden.
Das Blitzschutzmodul sollte in unmittelbarer Nähe der Eintrittsstelle ins Gebäude des von der Antenne kommenden Kabels
montiert werden.
Wichtig:
Das grün dargestellte, an der Hutschiene angeschlossene Erdungskabel (Querschnitt 25 qmm oder mehr) muss unbedingt auf
kürzestem Weg möglichst geradlinig an einen Fundamenterder angeschlossen werden.
Abbildung 5: Installationsschema für SICLOCK TS mit Blitzschutzmodul.
Bestellnummer 2XV9450-1AR82-BA Version 1.0 9
Betriebsanleitung SICLOCK GPS1000
3. Blitzschutz
Wenn Außenantennen im Industriebereich eingesetzt werden, ist ein zuverlässiger Blitzschutz von entscheidender Bedeutung
für die Betriebssicherheit der Anlage.
Die Installation einer Blitzableiter-Anlage reicht dazu alleine nicht aus. Antenne und Antennenkabel müssen so angebracht
werden, dass kein direkter Blitzeinschlag oder Überschlag in diese Teile möglich ist. Eine sichere Verhinderung der Zerstörung von Teilen der Anlage wäre sonst nicht möglich.
3.1. Blitztheorie
Aufzeichnungen mit Hochgeschwindigkeits-Kameras haben gezeigt, dass der Blitz die Strecke zwischen der Gewitterwolke
und dem Einschlagspunkt nicht kontinuierlich mit konstanter Geschwindigkeit zurücklegt, sondern ruckartig in Intervallen
mit durchschnittlich 20 bis 40 Metern Länge. Zwischen diesen Blitz-Fortschritts-Abschnitten liegen jeweils Wartepunkte von
einigen Mikrosekunden, in denen weitere Energie aufgebaut wird (siehe
Die möglichen Standorte der nachfolgenden Wartepunkte liegen innerhalb einer Kugel (hier Blitzkugel genannt) um den
vorhergehenden Wartepunkt mit 20 bis 40 Metern Radius. Beim Erreichen des letzten Wartepunktes vor dem Einschlag liegen innerhalb der Blitzkugel Teile der Erdoberfläche und ggf. darüber hinausragende auf Erdpotential liegende Erhebungen
(z. B. Gebäudeteile). Der Einschlag erfolgt danach genau in den Punkt mit dem kürzesten Abstand zum letzten Wartepunkt.
Abbildung 6
).
Abbildung 6: Ablauf eines Blitzeinschlages
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3.2. Einschlaggefährdete Bereiche bei Gebäuden
Die Ermittlung der potentiellen Blitzeinschlagsbereiche kann nun auf einfache Weise dadurch ermittelt werden, indem man
die Blitzkugel in Gedanken über alle Flächen und Kanten des zu untersuchenden Gebäudes rollt (siehe
Abbildung 8
).
Überall dort, wo die Blitzkugel Flächen oder Kanten berührt, liegen einschlaggefährdete Bereiche (rot dargestellt).
Abbildung 7
und
Abbildung 7: Ermittlung der potentiellen Blitzeinschlagsbereiche (normales Gebäude)
Abbildung 8: Ermittlung der potentiellen Blitzeinschlagsbereiche (Industriegebäude)
3.3. Induktionswirkung bei Blitzeinschlägen
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