Grundlagen zur Funktion

Einleitung

Die EL3783 verfügt über 6 analoge Eingangskanäle die simultan in ihrem jeweiligen Messbereich erfasst werden. Die 3 analogen Eingangskanäle zur Strommessung verfügen über unterschiedliche Messbereiche. Diese können fest über CoE eingestellt oder anhand der aktuellen Messwerte automatisch durch die EL3783 ausgewählt werden.

Jeder Kanal verfügt über einen Anti-Aliasing-Tiefpass-Filter mit 5,5 kHz Grenzfrequenz. Durch die hohe Abtastrate von 20 kSps lassen sich jedoch auch Frequenzanteile bis über 9 kHz detektieren. Weitere Informationen hierzu sind auf Anfrage erhältlich.

Automatische Strombereichsumschaltung

Die EL3783 verfügt über eine automatische Strombereichsumschaltung. Diese lässt sich über die Subindizes in Objekt 0xF80D konfigurieren.

Während eines Umschalt-Events führen klemmeninterne Vorgänge dazu, dass Messdaten von circa. 250 µs außerhalb der spezifizieren Genauigkeit liegen. Diese kurzzeitige Ungenauigkeit wird über das Objekt 0xF603 an die PLC gemeldet. Je nach Applikation ist hierauf softwareseitig entsprechend zu reagieren.

Um diese Funktion zu nutzen, muss sie über das CoE-Objekt „0xF80D:11 Current range“ eingeschaltet und wie gewünscht konfiguriert werden. Es sind verschiedene Dynamiken hinterlegt, wonach die Umschaltung eher schnell (Dynamic 0) oder träge (Dynamic 3) erfolgt.

Das folgende Beispielprojekt (siehe Anhang) zeigt, unter anderem wie eine Umrechnung der PDO-Werte inklusive automatischer Bereichsumschaltung durchgeführt werden kann.

Beispielprogramm (Download)

Variablen-Deklaration und Source Code:

               „
EL3783_HCBorderCnt := 0;
EL3783_5ARange := FALSE;
CF := 1.8415054;
                
FOR i:= 0 TO 19 DO

                IF i = EL3783_HCRange[EL3783_HCBorderCnt] THEN
                               EL3783_5ARange := NOT EL3783_5ARange;
                               IF EL3783_5ARange THEN
                                               CF := 9.207527;
                               ELSE
                                               CF := 1.8415054;
                               END_IF
                               EL3783_HCBorderCnt := EL3783_HCBorderCnt + 1;
                END_IF
                
                EL3783_UL1_DC20[i] := INT_TO_LREAL(EL3783_UL1_DC_020[i])
* 737.2575 / 32768;
                EL3783_UL2_DC20[i] := INT_TO_LREAL(EL3783_UL2_DC_020[i])
* 737.2575 / 32768;
                EL3783_UL3_DC20[i] := INT_TO_LREAL(EL3783_UL3_DC_020[i])
* 737.2575 / 32768;
                
                EL3783_IL1_DC20[i] := INT_TO_LREAL(EL3783_IL1_DC_020[i])
* CF / 32768;
                EL3783_IL2_DC20[i] := INT_TO_LREAL(EL3783_IL2_DC_020[i])
* CF / 32768;
                EL3783_IL3_DC20[i] := INT_TO_LREAL(EL3783_IL3_DC_020[i])
* CF / 32768;
                
END_FOR
               „

Vorbereitungen zum Starten des Beispielprogramms (tnzip-Datei/TwinCAT 3)

• Nach Klick auf den Download-Button speichern Sie das Zip-Archiv lokal auf ihrer Festplatte und entpacken die *.tnzip-Archivdatei in einem temporären Ordner.



• Wählen Sie die zuvor entpackte .tnzip-Datei (Beispielprogramm) aus.
• Ein weiteres Auswahlfenster öffnet sich: wählen nun Sie das Zielverzeichnis, wo das Projekt gespeichert werden soll.
• Die generelle Vorgehensweise für die Inbetriebnahme der PLC bzw. dem Start des Programms kann u. a. den Klemmen‑Dokumentationen oder der EtherCAT-Systemdokumentation entnommen werden.

• Das EtherCAT-Gerät im Beispiel ist in der Regel. zuvor ihrem vorliegenden System bekannt zu machen. Verwenden Sie nach Auswahl des EtherCAT-Gerätes im „Projektmappen-Explorer“ rechtsseitig den Karteireiter „Adapter“ und Klicken „Suchen...“:



• Überprüfen der NetId: der Karteireiter „EtherCAT“ des EtherCAT-Gerätes zeigt die konfigurierte NetId: .
  Diese muss mit den ersten vier Zahlenwerten mit der Projekt‑NetId des Zielsystems übereinstimmen. Die NetId des Projektes kann oben in einem Textfeld der TwinCAT-Umgebung eingesehen werden. Ein pull-down Menü kann durch einen Klick rechts im Textfeld geöffnet werden; dort ist zu jedem Rechnernamen eines Zielsystems die NetId in Klammern angegeben.
• Ändern der NetId: mit einem Rechtsklick auf „Gerät EtherCAT“ im Projektmappen-Explorer öffnet sich das Kontextmenü, in dem „Ändern der NetId“ auszuwählen ist. Die ersten vier Zahlen der NetId des Projektes sind einzutragen. die beiden letzten Werte sind in der Regel 4.1.
  Beispiel:
• NetId des Projektes:       myComputer (123.45.67.89.1.1)
• Eintrag per „Change NetId...“:     123.45.67.89.4.1

Messbereiche 1 A, 5 A

Feste Strombereiche bis zum jeweiligen 1,3-fachen des Nennwertes für sinusförmige Ströme. Der 1 A Bereich ist der Standardwert bei Werkslieferung.

DYN 0

Standardmäßig befindet sich die Klemme im 1 A Strommessbereich. Sobald der Strom in einem der drei Kanäle den festcodierten Schwellwert T_1A→5A von circa 1,74 A (momentan) überschreitet, schaltet die Klemme auf den 5 A Messbereich um. Die Umschaltung dauert maximal 250 µs. Die Umschaltung zurück erfolgt, sobald auf allen Stromkanälen die Maximalwerte einer vollen Halbwelle unterhalb des Schwellwertes T_5A→1A von circa 1,69 A (momentan) liegen.

DYN1, DYN2, DYN3

Standardmäßig befindet sich die Klemme im 1 A Strommessbereich. Die Klemme ermittelt für jede Halbwelle und für jeden Stromkanal separat den Maximalwert des Stromes. Die ermittelten Maximalwerte jeder Halbwelle werden kanalweise mit einem Exponentialfilter der Form

gemittelt. Sobald der gefilterte Wert den Schwellwert überschreitet, schaltet die Klemme in den 5 A Messbereich um. Der Unterschied zwischen den Charakteristiken für die Umschaltung liegt in der Wahl des jeweiligen Koeffizienten begründet. Der Koeffizient wird durch gebildet, wobei die Konstante aus dem Namen der Einstellung („DYN “) ist. Daraus wiederrum folgt, dass die Einstellungsvariante DYN 3 mehr Halbwellen mit einer Überschreitung des Schwellwertes für die Umschaltung benötigt als eine kleinere Einstellung wie beispielweise DYN 1.

Die Umschaltung aus dem 5 A Messbereich zurück in den 1 A Messbereich erfolgt analog mithilfe des Filters. Sobald die Mittelwerte der Maximalwerte aller Stromkanäle unter dem Schwellwert liegen, wird zurück geschaltet.

Die Einstellungen DYN1, DYN2 und DYN3 sind für Strommessungen von Netzen vorgesehen, in denen temporäre Stromspritzen auftreten, die allerdings kein direktes Umschalten der Klemme hervorrufen sollen. Liegt allerdings ein Fehlerfall vor, der einen längeren Fehlerstrom zur Folge hat, schaltet die Klemme um.

Nennspannungen, Liste der Netze

Die untenstehenden Tabellen zeigen die für die Spannungsmesseingänge der EL3783 geeigneten Netz-Nennspannungen nach EN60664-1:2003

*) maximale Nennspannung des Netzes

*) maximale Nennspannung des Netzes

Technische Angaben Alle technischen Angaben gelten für "3-Phasen-4-Leitersystem mit geerdeten Neutralleiter" außer explizit anders genannt (siehe auch Beispiele für Messmethoden).