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24 profinet IO www computerautomation de ● 9 20 Fehler in den Kommunikationsverbindungen sowie interne Fehler werden durch unterschiedliche Blinksequenzen angezeigt Mit Hilfe der GSD-Datei ist eine einfache und schnelle Einbindung der Steuereinheit in die Profinet-Welt möglich Der Halbleiterschütz Die Halbleiterschütze bilden die Schaltelemente und Überwachungssysteme des Systems Es handelt sich um fünf verschiedene 1-polige Halbleiterschütze für einen Laststrom von 30 bis 65 Abei bis zu 600 V AC Lastspannung Neben einem Netzanschluss und einem Anschluss für die Heizungslast besitzen sie einen Anschluss für das Referenzsignal L1 oder Nfür die Spannungsmessung sowie zwei Anschlüsse für den internen Bus Über einen Port wird das erste Halbleiterschütz in der Bus-Kette des Subsystems mit der Steuereinheit verbunden der zweite Port dient dem Anschluss der folgenden Halbleiterschütze Die Implementierung erfolgt per Autokonfiguration die eine schnelle Einrichtung bei Erstintegration oder Austausch erlaubt und Fehleinstellungen vermeidet Eine fehlerhafte Konfiguration ist dabei ausgeschlossen LEDs auf der Frontseite der Module zeigen den Status von geschalteter Last Kommunikation und Alarm an Über die Blinksequenz lässt sich die Art des Alarms erkennen sodass sich Fehler wie Lastverlust ein offener Lastkreis durch Netzausfall zum Beispiel Sicherung ausgelöst Unterbrechung oder Kurzschluss des Thyristors unterscheiden lassen und die Fehlersuche sich vereinfacht Die Funktion der Halbleiterschütze wird durch die Kommunikation mit der Steuereinheit überwacht Als Profinet-Gateway eines Subsystems mit maximal 32 Halbleiterschützen sammelt sie über die Kommunikationsschnittstelle der Halbleiterschütze die Daten der überwachten Messgrößen in Echtzeit und übermittelt sie an die SPS Überwacht werden Strom Spannung Frequenz Leistung Energieverbrauch der Last und Betriebsstunden Als Diagnosedaten der Halbleiterschütze und der geschalteten Last stehen Informationen zu Netzverlust Lastverlust Lastabweichung und Übertemperatur einem Kurzschluss im Lastkreis des Halbleiterschützes und seinem Zustand außerhalb der eingestellten Grenzwerte zur Verfügung Erfasst werden zudem für jedes Schaltgerät die Anzahl der Schaltungen die Betriebszeit und der Stromverbrauch Damit lassen sich die Betriebsstunden und der Leistungsverbrauch der geschalteten Heizung genau erfassen Steuerung über Profinet Mit der Überwachung allein ist es bei Heizanwendungen nicht getan Damit durch die Optimierung des Regelprozesses Ausschuss reduziert werden kann müssen Halbleiterschütze auch präzise steuerbar sein Via Profinet kann über den Controller als Master jedes einzelne Halbleiterschütz in der Kette über den internen Bus angesteuert und netzsynchron im Spannungsnulldurchgang einoder ausgeschaltet werden Neben der direkten Steuerung können Anwender zwischen weiteren Betriebsmodi wählen mit denen sie für jedes Halbleiterschütz und damit jeden Heizungskanal im System definierte Stellgrößen vorgeben können Die Betriebsmodi entlasten die SPS und verringern den Kommunikationsaufwand über Profinet So wird im EinAus-Modus auf der Ebene der Steuereinheit die Schaltfunktion aller RGC1A60CM ENModule in der Kette einzeln direkt von der SPS gesteuert Die weiteren Betriebsmodi Pulspaketsteuerung Vollwellensteuerung und erweiterte Ganzwellensteuerung ermöglichen eine gezielte Leistungsregelung der Last Bei der Pulspaketsteuerung lässt sich die Zeitbasis in einem Bereich von 0 1 bis 10 s festlegen Dabei bestimmt der Steuerungswert den prozentualen Anteil der Einschaltdauer Bei einem Steuerungswert von 10 % wird der Ausgang für 10 % der Zeitbasis eingeschaltet und für 90 % ausgeschaltet Die Steuerung in Vollwellensteuerung basiert auf einem Steuerungswert von 0 bis 100 % in Ein-Prozent-Schritten und einer festen Zeitbasis von 100 Ganzwellen 2 s bei 50 Hz Diese Schaltfunktion verteilt die Einschaltzyklen der Ganzwellen möglichst gleichmäßig über die Zeitbasis Die erweiterte Ganzwellensteuerung arbeitet nach demselben Prinzip wie die Vollwellensteuerung verteilt jedoch Halbwellen gleichmäßig sodass auf eine positive Halbwelle immer eine negative folgt Damit wird eine Gleichstrombelastung der Versorgung verhindert Der Vorteil der gleichverteilten Pulse und der erweiterten Ganzwellensteuerung gegenüber der Pulspaketsteuerung besteht in der geringeren Beanspruchung der Heizungen da die Leistungszufuhr gleichmäßiger erfolgt und infolgedessen die Temperaturwechsel geringer ausfallen Bei den erweiterten Ganzwellen ist zudem das visuelle Flimmern bei Infrarotstrahlern deutlich schwächer ausgeprägt als bei gleichverteilten Vollwellen oder gar einer Pulspaketsteuerung ik Die NRG-Steuereinheit links agiert als Profinet-Gateway eines Subsystems mit maximal 32 Halbleiterschützen und als Master über den jedes einzelne Halbleiterschütz in der Kette über den internen Bus angesteuert und netzsynchron im Spannungsnulldurchgang einoder ausgeschaltet werden kann Michael Schultze ist Marketing Manager bei Carlo Gavazzi in Darmstadt