SMA erhielt Innovationspreis Sunny Boys, die Testsieger

24
info
Dezember ´99
SMA erhielt Innovationspreis
2. Auszeichnung der Wirtschaftsregion Nordhessen
Schon zum zweiten Mal wurde der Innovationspreis der Wirtschaftsregion
Kassel an SMA verliehen. Beim ersten
Mal erhielten wir den Innovationspreis
1996 für unseren Photovoltaik-Wechselrichter Sunny Boy.
Der Innovationspreis 1999 wurde SMA
für die Entwicklung der neuen Hochspannungsenergieversorgung HST-GT
verliehen, die im nächsten Jahr erstmals
in Reisezugwagen zum Einsatz kommen
wird.
Sie sehen: Innovation ist bei SMA keine
sporadische Veranstaltung, sondern
wird kontinuierlich und bewußt betrieben.
Das HST-GT basiert auf einer völlig neuen Schaltungstechnik, die inzwischen
auch patentiert wurde. Das HST-GT realisiert eine erhebliche Gewichts- und Vo-
Mitglieder des Entwicklungsteams der Hochspannungsenergieversorgung HST-GT
lumenreduktion und das bei drastisch
verbessertem Wirkungsgrad gegenüber
Geräten, die heute zum Einsatz kommen
(s. SMA-Info Nr. 23). à à s. Seite 2
Sunny Boys, die Testsieger
Sunny Boy PV-Wechselrichter führend bei „Stiftung Warentest“
Der in der PV-Branche
mit großer Spannung erwartete Test von Photovoltaikmodulen
und
-wechselrichtern in der
Zeitschrift „test“ der Stiftung Warentest ist endlich
erschienen.
Unter dem Leitartikel „ Strom
– hausgemacht“ mußten dabei 10 Wechselrichter in der Septemberausgabe ihre Leistungsfähigkeit hinsichtlich der Bewertungskriterien Funktion,
Elektromagnetische Verträglichkeit, Si-
cherheit und Handhabung unter Beweis stellen.
Die SMA Wechselrichter Sunny
Boy 1500 und
Sunny Boy 850
wurden dabei
mit dem testQualitätsurteil „ gut“ bewertet
und gehen mit den Noten 1,9 bzw. 2,3
sogar als Testsieger (Platz 1 und 2) hervor. Den aktuellen Testbericht mit allen
Ergebnissen können Sie natürlich gerne
bei uns anfordern.
à à s. Seite 2
II
N
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H
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A
A
LL
TT
Innovationspreis für SMA . . . . . . . . . 1
Sunny Boys, die Testsieger . . . . . . . . 1
3. Serie Liegewagen mit MEE . . . . . . . 3
Sunny Central in Central India . . . . . . 4
Bandfertigung in der Stahlindustrie . . . 6
Batteriewechselrichter WR241 . . . . . . 8
CPU2 auf Münchner U-Bahn . . . . . . 10
Transitare rapidum est . . . . . . . . . . 12
Preisbrecher Sunny Boy 2500 . . . . . 14
Quadrosurround . . . . . . . . . . . . . . 17
Sunny Boy Control light . . . . . . . . . . 16
Sunny Display . . . . . . . . . . . . . . . . 17
CompactPCI Master für INTERBUS . . . 18
Augenstern mit Embedded WinNT . . 19
4 x Bahnvertrieb . . . . . . . . . . . . . . 20
1
SMAinfo 24
ST I F
T U N
WA R E
G
NT
GUT
EST
à Sunny Boys, die Testsieger
Im Test
: 10 We
Qualitä
Für SMA ist dieses Ergebnis
chselric
tsurteil
hter
: 5 gut,
5 befrie
um so erfreulicher, werden
digend
damit doch der große Qua9/99
litäts- und Sicherheitsstandard sowie die hohe Funktionalität der Sunny Boys von einer vollkommen unabhängigen Institution, diesmal aus Sicht des Verbrauchers,
bescheinigt.
Betrachtet man noch, zusätzlich zu den
von der Stiftung Warentest geprüften
Bewertungskriterien, die einzigartige
Schutzart IP65, das Edelstahlgehäuse,
die vielfältigen Kommunikationsmöglichkeiten mit der absolut einfachen Powerline Kommunikation, den sehr günstigen spezifischen Preis pro Wp sowie
den einzigartigen Service wie z.B. Hotline, 24h-Austausch-Service etc., so
wird das Testergebnis nochmals positiv
verstärkt.
Obwohl die Sunny Boys als Testsieger
hervorgehen, wurde natürlich die Weiterentwicklung und somit die Produktverbesserung der Geräte mit großem Engagement intensiv weiter betrieben. Der
Testbericht wurde zwischenzeitlich genauestens analysiert, um an allen Punkten, welche nicht mit sehr gut oder mindestens gut abgeschnitten haben, kurzfristige Verbesserungsmaßnahmen einzuleiten.
à SMA erhielt Innovationspreis
Grundlage für unsere Innovationskraft
ist sicherlich unsere Unternehmenskultur,
die sich an zwei Eckpfeilern orientiert,
den Bedürfnissen unserer Kunden und
den Bedürfnissen unserer Mitarbeiter.
Nach unserer Meinung kann ein Unternehmen nur dann erfolgreich sein, wenn
es zufriedene Kunden und zufriedene
Mitarbeiter hat. Was heißt das aber nun
ganz konkret?
Die Kundenorientierung erreichen wir
durch partnerschaftlichen Umgang mit
unseren Kunden, denn unsere Kunden
sind eng in die SMA Entwicklungen einbezogen. Jeder SMA’ler ist direkt und
unmittelbar für jeden unserer Kunden erreichbar.
Der Sunny Boy 2000 folgt mit Verbesserungen und Leistungssteigerung dem Testsieger
So wurde der Sunny Boy 1500 schon
Anfang des Jahres noch weiter verbessert. Nach einem Redesign konnte z.B.
die Spitzenleistung auf ca. 2000 W erhöht werden. Da der Preis gleich geblieben ist, resultiert daraus eine Senkung
des spezifischen Preises gegenüber dem
Sunny Boy 1500 von mehr als 20 %.
Weiterhin ist ab November 1999 mit
Sunny Boy Display eine in den Sunny
Boy integrierte Anzeige-Einheit verfügbar. Mit Sunny Boy Display, natürlich in
IP65 und im erweiterten Temperaturbe-
reich, haben Sie nun die Möglichkeit,
Energiewerte direkt am Sunny Boy abzulesen (mehr dazu auf S. 17).
Darüber hinaus betreiben wir eine offene Kommunikationspolititk nach innen,
d.h. alle Mitarbeiter bei SMA haben Zugriff auf alle Daten, alle Kalkulationen,
das Finanzergebnis, alle Strategiepapiere und Produktentwicklungen, alles ist
im freien Zugriff. Jahresarbeitszeitkonten, Wegfall der Kernzeit und damit nur
noch Öffnungszeiten der Firma geben
den Spielraum für eine persönliche Gestaltung der Arbeit und Arbeitszeit.
Durch ganzheitliches Arbeiten, also Abschaffung der Arbeitsteilung und gemeinsam vereinbarte Ziele, ist eigenverantwortliches Arbeiten erst möglich.
Identifikation der Mitarbeiter mit dem
Unternehmen, und letztendlich bedeutet
dies vor allem Spaß an der Arbeit.
Aus dieser Kunden- und Mitarbeiterorientierung resultieren unsere Erfolge,
nämlich kontinuierliches Wachstum, ein
hohes Maß an Kundenzufriedenheit und
Wir freuen uns natürlich sehr über diesen Erfolg, ganz besonders aber auch
für unsere Kunden, die damit erneut eine
Bestätigung finden, die besten Komponenten für ihre Photovoltaik-Anlage einzusetzen.
Marco Werner S
Ergebnis dieser Unternehmenskultur
sind nicht nur die Innovationspreise, sondern auch die überdurchschnittlich hohe
Produktqualität, die uns auch gerade
wieder mit den ersten beiden Plätzen bei
dem Test der Photovoltaik-Wechselrichter (Sunny Boy) von der Stiftung Warentest bestätigt wurde.
Der an uns verliehene Innovationspreis
und das o.g. Testergebnis bestätigen den
eingeschlagenen Weg, sie stellen für alle
SMA’ler nicht nur eine Auszeichnung,
sondern auch einen Ansporn dar, unsere
Innovationskraft noch weiter zu verbessern.
G. Cramer, P. Drews, R. Wettlaufer S
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Dezember `99
SMAinfo 24
... MEE zum dritten
Liegewagen in 3. Serie mit SMA Energieversorgungssystem
Seit 1996 liefert SMA das Modulare
Elektrische Energieversorgungssystem
MEE in mehrspannungsfähiger Ausführung für Reisezugwagen, die in ganz
Europa eingesetzt werden können. Zur
Steigerung des Komforts und zur Verbesserung ihres Angebots hat die Deutsche Bahn AG Anfang 1999 die Modernisierung von weiteren 52 Liegewagen
an das Werk Halberstadt in Auftrag gegeben. Hierfür liefert SMA Energieversorgungen, Schaltschränke und projektierte einen Teil der elektrischen Ausrüstung.
Energieversorgung MEE
Inbetriebnahme des MEE 3000 am Liegewagen
Um die Liegewagen im internationalen
Verkehr einsetzen zu können, kommt,
wie bereits bei der 2. Bauserie, auch in
der 3. Serie das mehrspannungsfähige
Energieversorgungssystem MEE 3000
zum Einsatz. Dieses modulare System
kann als Baukastensystem individuell auf
den Reisezugwagen zugeschnitten werden. Das System besteht aus einem
Hochspannungsteil, das Eingangsspannungen bis 5000 V DC auf eine Zwischenkreisspannung von 650 V DC heruntersetzt. Aus der erzeugten Zwischenkreisspannung wird dann ein
spannungs- und frequenzvariables und
ein festfrequentes Drehrichtermodul sowie ein Batterieladegerät versorgt. Dem
Ladegerät ist ein Batteriewechselrichter
nachgeschaltet.
Energiezähler
Der Wunsch der DB Autozug GmbH bei
den Liegewagen der 3. Serie einen Energiezähler zu integrieren, konnte leicht
realisiert werden, da im Energieversorgungssystem MEE 3000 Eingangsströme und -spannungen erfaßt werden und
damit der Energieverbrauch des EVB
ohne zusätzliche Meßeinrichtungen ermittelt werden kann. Da die Hauptheizregister im Liegewagen jedoch direkt
aus der Zugsammelschiene versorgt
werden, mußten Meßaufnehmer in den
Hochspannungsgerätekasten integriert
werden. Der so gemessene Leistungsver-
Wagen befindlichen Subsysteme. Neben dem Schaltschrankgehäuse gehören zum Lieferumfang Schütze, Leuchtmelder und andere Anzeigeelemente
sowie die 19” Baugruppenträger für die
Aufnahme verschiedener Einschübe für
Türsteuerung, Bremssteuerung, Gleitschutz, Beschallung, NBÜ und MgBremse.
Projektierung
Zum Leistungsumfang von SMA bei der
Projektierung gehören unterschiedlichste Funktionsgruppen, die von Batterieladung und Verteilung über Energieversorgung mit 400 V / 230 V, klimatechnische Einrichtungen und Steuerung Hochspannung bis hin zur Diagnose reichen.
Wagenschaltschrank des Liegewagen der
3. Bauserie
brauch kann über eine Diagnoseschnittstelle mit einem Laptop ausgelesen werden.
Schaltschrankfertigung
Neben der Produktion und Lieferung der
Energieversorgung fertigt SMA auch
den Wagenschaltschrank des Liegewagens. Der Schaltschrank enthält Komponenten zu Steuerung, Betrieb, Schutz,
Bedienung und Überwachung der im
Bahntechnik mit SMA Know-how
Die breite Palette des Lieferumfangs der
SMA-Bahntechnik, z.B. beim Liegewagen oder dem Direktzug METROPOLITAN (siehe SMAinfo 23) zeigt, daß
sich SMA als leistungsfähiger, innovativer und zuverlässiger Partner der Bahn
weiter etabliert hat. Getreu unserem Leitspruch „ seien wir Realisten und versuchen das Unmögliche“ werden wir auch
in Zukunft Produkte und Dienstleistungen
anbieten, die Ihre Erwartungen noch
übertreffen.
Uwe Kleinkauf S
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SMAinfo 24
Sunny Central goes to Central India
SMA installiert 100 kW Solarwechselrichter in Zentralindien
8 Minuten braucht das Licht von der
Sonne bis zur Erde – unter optimalen Bedingungen strahlen nach dieser langen
Reise 1400 Watt/m2 auf die Erdoberfläche. Die besten Bedingungen für eine
Photovoltaikanlage findet man natürlich in Äquatornähe, das günstige Klima und der oft fast senkrechte Einstrahlwinkel sorgen für optimale Einstrahlungswerte. SMA hat im September in
Bhopal/Indien eine 100.000 Watt PVAnlage in Betrieb genommen und konnte dabei zeigen, was alles in einem
„Sunny Central“-Wechselrichter steckt.
Auf den letzten Metern, die die Energie
von der Sonne bis zu uns zurücklegt,
sorgt SMA auch in Indien für eine Umwandlung in Wechselstrom.
Das Installationsteam
mensionierung zu erreichen, herrschen doch in
Indien ganz andere Bedingungen.
Dort
scheint die Sonne ein
wenig mehr, die Einstrahlwerte sind so
hoch, daß schon
am Morgen die
Für
europäische Verhältnisse eine zunächst
ungewöhnliche Dimensionierung
des Wechselrichters – 100 kWpeak
DC Leistung des Solargenerators –
100 kW Nennleistung des Wechselrichters. Wird in unserer Region
der Wechselrichter gern „ eine
Nummer kleiner“ ausgelegt, um
eine preis-/ertragsoptimierte Di4
Nennleistung erreicht wird und sie bleiben auf diesem hohen Niveau bis zum
späten Nachmittag. Wie schon oben erwähnt: Ganz andere Bedingungen als
im mitteleuropäischen Raum.
Die Maße der Anlage: Ein Solargenerator mit 36 x 38 Tata BP Solarex Modulen,
je 75 Watt Leistung, alles in allem
100.000 W Gesamtspitzenleistung – bei einer sehr homogenen Anlagenstruktur.
Der erzeugte DC- Strom wird
direkt von einem 100 kW
Sunny Central-Wechselrichter mit Trenntransformator in
netzkonformen 3-phasigen
Wechselstrom umgewandelt.
Die Betriebsführung und das
MPP-Tracking des Sunny
Central wird durch das in der
Schaltschranktür integrierte
Sunny Central Control übernommen. Diese Einheit übernimmt neben der Betriebsführung des Sunny Central auch
die Erfassung der Daten von
externen Sensoren und die
Ferndiagnose und DatenDezember `99
SMAinfo 24
übertragung. Bei der Anlage in Bhopal
werden im Sunny Central Control neben
den allgemeinen Betriebsdaten wie
PV-Leistung und Netzspannung die
Werte eines Pyranometers und einer Referenzzelle ausgewertet und gespeichert. Somit ist eine Überwachung des
Energieertrages möglich.
Die Umgebungsbedingungen, ...
Die klimatischen Bedingungen in Zentralindien erfordern ein sehr robustes
Anlagenkonzept. Es gibt drei Jahreszeiten in dieser Region: Sommer, Winter
und Regenzeit. Im Sommer ist es sehr trocken und es werden Außentemperaturen
von bis zu 50 °C erreicht. In der Regenzeit hingegen herrscht sehr hohe Luftfeuchtigkeit mit Temperaturen um die
30 °C. Im Winter liegen die tiefsten Temperaturen bei immerhin 8 °C.
... das Netz, ...
In großen Teilen Indiens findet man ein
sehr schwaches Netz. Sowohl die
Netzfrequenz mit nominal 50 Hz als
auch die Netzspannung mit nominal
240 V schwanken im Vergleich zum
mitteleuropäischen Netz sehr stark.
Dabei
kann
man
regelmäßig
Schwankungen von 48 bis 52 Hz und
Referenzzelle und Pyranometer vor dem Generatorenfeld
200 bis 260 V beobachten. Zusätzlich
ist das Netz mit Transienten und
kurzzeitigen Spannungsüberhöhungen
belastet. Für solche Netzverhältnisse ist
ein robuster IGBT-Wechselrichter jedoch
bestens geeignet.
... Energieertrag
Die von der PV-Anlage gewonnene
Energie wird vornehmlich am Netzpunkt
für die Pumpensysteme der Trinkwasserversorgung und der Bewässerungssysteme genutzt. Bei den in Indien vorherrschenden
Einstrahlungsbedingungen
rechnen die Betreiber mit einem Energieertrag von 135 MWh/a. Dieser resultiert aus einem mittleren Energieertrag
von 370 kWh/d. Eine realistische Einschätzung: Schon bei der Inbetriebnahme wurden Werte von 450 kWh/d beobachtet.
Jens Winter S
DC-Verteilung
Sunny Central
5
SMAinfo 24
Bandfertigung
CPU2 und AIO8 im schweren Industrieeinsatz
Bei der Herstellung von Massenprodukten aus Stahlblech, wie z.B. Karosserieteilen für die Automobilindustrie,
kommt es auf die Einhaltung engster
Fertigungstoleranzen an, damit das
Vormaterial stets gleiche Eigenschaften
hat. Neben den sehr engen Maßtoleranzen zählen dazu vor allem die geringe Schwankung der physikalischen Eigenschaften wie Zugfestigkeit, Streckgrenze und Tiefziehfähigkeit sowie die
weitestgehende Freiheit von Eigenspannungen. Zur Reduzierung dieser
vom Walzprozeß herrührenden Eigenspannungen werden sehr große Anstrengungen unternommen. Als deren
Ergebnis können heute Stahltafeln hergestellt werden, die absolut plan sind
und so die Herstellung von identischen
Stahlkomponenten (z.B. Autokotflügel)
in hunderttausender Stückzahlen ermöglichen.
Stahlbänder werden in Durchlaufprozessen hergestellt, wo sie große Glühöfen und Walzstraßen durchlaufen. In
sich anschließenden Streckbiegeeinrichtungen werden die aus dem Glüh- und
Nachwalzprozeß verbliebenen Restspannungen im Stahlband auf einen geforderten Minimalwert abgebaut. Zu
diesem Zweck wird an solchen Streckbiegeeinrichtungen die Zugspannung in
dem durchlaufenden Band bis über die
Streckgrenze definiert erhöht.
Bandwalzanlage mit typischer Rollenanordnung in S-Form (Foto: Dr. Brandt GmbH)
ße Haftreibung zwischen Rolle und Band
erzeugt wird. Solche angetriebenen
S-Rollensätze findet man in kontinuierlichen Bandverarbeitungsanlagen sehr
häufig.
Bedingt durch die hohen Anforderungen
an die Einhaltung der vorgegebenen Toleranzen muß man die Zugspannungen
im Band genau kennen, dazu ist es erforderlich, die Zugkräfte exakt zu messen.
Um ZugspannunZugkraft 280 kN
gen in einem kontinuierlich produzierten Metallband zu
erzeugen oder abM = 80 kNm
M = 45 kNm
zubauen, leitet man
das Band S-förmig
FH
FH
um zwei Rollen.
Wie in der AbbilFY
FY
dung rechts zu sehen ist, liegt das
Biaxialer
Band dabei an etwa
BandzugZugkraft 120 kN
drei Vierteln des
Meßaufnehmer
Rollenumfangs an,
wodurch schon mit
einer kleinen Zug- Schematische Darstellung eines S-Rollenantriebs mit uni- und biaxialem
kraft eine sehr gro- Bandzugmeßaufnehmer
6
Die Messung solcher Zugkräfte ist eine
Spezialität der Firma Dr. Brandt GmbH
aus Bochum. Diese Spezialfirma hat sich
im Bereich der elektrischen Messung mechanischer Größen unter den erschwerten Bedingungen der Hütten- und Walzwerkindustrie einen guten Namen gemacht. Neben einer großen Zahl von
Standardmeßeinrichtungen für die verschiedensten Meßaufgaben in Stahlund Walzwerken hat die Dr. Brandt
GmbH ein Verfahren entwickelt, mit dem
die Reaktionskräfte an den Lagern der
angetriebenen S-Rollen gemessen und
so die Zugkräfte im Band ermittelt werden können (siehe auch Abbildung
links). Mit Hilfe eines speziell für diese
Zwecke entwickelten Biaxialsensors wurde es sogar möglich, die unterschiedlichen Zugkräfte vor, zwischen und hinter
den S-Rollen zu bestimmen.
Im vorliegenden Fall wurde die Feuerverzinkungsanlage eines sauerländischen Stahlerzeugers modernisiert.
Dazu mußten die Meßsignale von zwei
S-Rollensätzen in einem CPU2 Rechnersystem verarbeitet werden. Die Meßsignale von zehn unter den Lagern der Rollen befindlichen DMS-Aufnehmern werDezember `99
SMAinfo 24
den zunächst in Vorverstärkern so aufbereitet, daß sie störsicher über die
Verbindungskabel in den Schaltschrank
geführt werden können. Dort erfolgt in
einer weiteren Stufe die Analogsignalanpassung. Die so gewonnenen Signale
werden dem SMA Rechnersystem zugeführt und mit 3 A/D Wandler Baugruppen (AIO8) mit 70 kHz Abtastfrequenz
je Kanal und 16 Bit Amplitudenauflösung erfaßt. Aus diesen Meßwerten berechnet die CPU2, wie bereits beschrieben, die Zugkräfte im Band jeweils an
den drei genannten Stellen der S-Rollen.
Diese Ergebnisse werden wieder über
die AIO8 mit 16 Bit Auflösung D/A-gewandelt und über galvanische Trennverstärker an die Ausgangsklemmen gegeben, von wo sie der nachfolgenden Antriebsregelung zugeleitet werden. Diese
Regelung gehört nicht mehr zum Lieferumfang der Dr. Brandt GmbH.
Um ein Höchstmaß an Störunempfindlichkeit zu gewährleisten, sind alle Einund Ausgänge der AIO8 untereinander
und gegenüber dem SMP16-Bus galvanisch getrennt. Auch große Temperaturschwankungen, die in derartigen Produktionsanlagen durchaus normal sind,
beeinträchtigen die Meßgenauigkeit der
Gesamtanlage nur unwesentlich. Der
automatische Abgleich der A/D-Wandler sorgt für eine Genauigkeit von 14 ± 2
Bit über den gesamten Temperaturbereich von 0–80 °C.
Neben den verwendeten Baugruppen
AIO8 und CPU2 sowie der zum Betrieb
des Rechnersystems erforderlichen
Stromversorgungseinheit wird noch die
digitale
Ein-/Ausgabebaugruppe
CIO32 eingesetzt, mit der binäre Signale zwischen der Meßanlage, der Regeleinrichtung und der übrigen Anlage beliebig ausgetauscht werden können.
C++ erstellt. Dank der einfachen Behandlung des Rechners durch die Programmierer und dank der tatkräftigen
Unterstützung durch die SMA-Experten
machte dies keinerlei Schwierigkeiten.
Auffallend war die wirklich hervorragende Konstanz der digitalen Ausgangswerte, soweit konstante Eingangssignale vorlagen.
Durch die Bereitstellung genauer Istwerte
für die Bandzugkräfte an den verschiedenen Stellen eines Streckbiegerichters
konnte dafür gesorgt werden, daß nur
hochwertige Endprodukte die Fertigungsstraße verlassen. Auf diese Weise
wird sichergestellt, daß auch für den Fall
eines Blechschadens am Auto, den wir
natürlich keinem unserer Leser wünschen, der Ersatzkotflügel exakt an die
Stelle des verbeulten Vorgängers paßt.
Das spezielle Signalverarbeitungsprogramm für den anwendungsspezifischen Betrieb dieser Anlage wurde von
den Programmierern der Dr. Brandt
GmbH auf dem Betriebssystem DOS in
Dr. Ing. W. Zwintzscher, Dr. Brand GmbH
Uwe Rehwald S
In & Out …
Sicher schalten am CompactPCI
Auch heute noch ist die wichtigste Verbindung des Industrie PC
zur realen Welt die digitale
Ein-/Ausgabekarte.
Die Anforderungen sind:
■
16 digitale Eingänge:
low –36 V ... +3 V
high +10 V ... +36 V
■
16 digitale Ausgänge:
high +11 V … +36 V,
0,5 A (2 A),
Strombegrenzung,
kurzschlußfest,
thermische Überwachung,
Unterspannungswarnung
■
galvanische Trennung
■
Externer Sicherheitseingang
kann alle Ausgänge ausschalten (Failsafe)
• störsicheres, schnelles Einlesen der Eingänge
• störsicheres, kraftvolles Schalten von Ausgängen
Die CCIO32 bietet Ihnen mit 16
Eingängen und 16 Ausgängen
sowie umfangreichen Überwachungsmechanismen die Sicherheit, die Sie für Ihre Anwendung
benötigen.
SMA Regelsysteme GmbH
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34266 Niestetal
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Die CCIO32 vereint digitale Ein- und Ausgänge
mit umfangreichen Sicherheitsmechanismen
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SMAinfo 24
Long Time No See
Batteriewechselrichter der besonderen Klasse
Seit dem letzten Artikel über unsere Batteriewechselrichter im SMAinfo 17 ist es
erstaunlich ruhig geworden um die
„Kleinen Blauen“. Inzwischen sind aber
bereits Hunderte von ihnen auf den verschiedensten Bahnstrecken unterwegs.
Doch damit nicht genug. Schließlich ist
das Bessere der Feind des Guten, und es
war letztlich nur eine Frage der Zeit,
wann auf die Wechselrichter der Serie
WR241 neue Aufgaben zukommen
würden, zumal sie sich mit der jetzt
„eingefahrenen“ MTBF von 100.000
Stunden durchaus für Höheres empfehlen.
Bisher wurden die Batteriewechselrichter
aus der WR24-Familie vornehmlich für
die Stromversorgung von empfindlichen
Kleinverbrauchern immer da eingesetzt,
wo auch ohne Spannung von der Zugsammelschiene eine Komfort-Brücke gebaut werden mußte.
Mit den steigenden Ansprüchen der
Fahrgäste steigt natürlich auch die Ausstattungsqualität der Wagen. So werden
die Wagen immer mehr mit Geräten
ausgerüstet, die zwar mit ihrer Nennleistung eigentlich keine Herausforderung
darstellen, mit ihrer Stromaufnahme besonders während der Anlaufphase nicht
gerade zimperlich sind. Dabei können
sie schon mal den drei- bis vierfachen
Nennstrom benötigen. Dies sind insbesondere Lüfter für die Klimatisierung,
aber auch Verdichter von Kälteanlagen,
Eingangsfilter
Batteriewechselrichter WR241
Getränkeautomaten und Klimageräten.
All diese Geräte stellen inzwischen in einem Wagen die Grundversorgung mit
Komfortmerkmalen sicher und sollen daher selbstverständlich auch ohne Zugsammelschienenspannung wie gewohnt
funktionieren.
Speziell für diesen Aufgabenbereich haben wir jetzt mit dem neuen WR241G
unsere WR241-Palette um ein besonders kräftiges Exemplar erweitert. Er hat
natürlich (wie es sich für einen echten
Batteriewechselrichter aus dem Hause
SMA gehört) alle guten Eigenschaften
seiner Familie geerbt und kann zusätzlich besonders schweren Lasten für 2 Sekunden mit dem vierfachen Nennstrom
ordentlich Druck machen. Damit ist er
PulsweitenModulator
24 V DC
Aus technischer Sicht handelt es sich bei
den Wechselrichtern der Serie WR241
um eine pulsbreitenmodulierte Transistorbrücke aus MOSFETs mit individueller
Stromüberwachung in jedem Zweig. Ein
nachgeschalteter Ringkerntransformator
sorgt für die galvanische Trennung zur
Batterie, und ein großzügig dimensioniertes HF-Filter wandelt schließlich die
Ausgangsspannung in eine sinusförmige Spannung von 230 VAC um. Zwei unabhängige Mikroprozessoren auf dem
Betriebsführungssystem sorgen für einen
geregelten Betrieb der Transistorbrücke
Ausgangsfilter
Überspannungsschutz
230 V
AC / 50 Hz
~
Überstrom
Ui
Steuerleitung
zum Wagen
Ringkerntransformator
besonders gut für die Versorgung von
kleinen Führerstandsklimaanlagen geeignet.
IA
Regelung und Ansteuerung
mit 2 Single Chip Mikroprozessoren
UA
serielle Schnittstelle
RS232 / RS485
SMA Net
Blockschaltbild
8
Dezember `99
SMAinfo 24
Technische Daten WR241G
Konzept:
+ Einphasiger Wechselrichter in
H-Brückenschaltung
+ Pulsbreitenmodulation
+ Ausgangstransformator
+ Optional Drehrichter-Modulsystem
Eingangsdaten:
+ Eingangsspannung: UE = 18 .. 30 VDC
+ Eingangsstrom
Ruhe IE < 0,7 mA
Leerlauf IE < 1,2 A
Vollast (1 kW) IE <= 56 A
Überlast (IA = 18 A) IE ca. 200 A
+ Wirkungsgrad > 91 %
Ausgangsdaten:
+ UA = 230VAC +/- 5 % 50 Hz Sinus
+ Klirrfaktor bei P=1 kW: <= 4 %
+ Ausgangsstrom: IA = 4,3 A
+ Ausgangsleistung: S = 1 kVA
+ dauerkurzschluss- und leerlauffest
+ Überlastfähigkeit
für 15 Sekunden: IA = 7A
für 2 Sekunden: IA = 18 A
Gerätedaten:
+ Umgebungstemperatur -25 bis +40 °C
+ rel. Luftfeuchtigkeit 90 %
+ Ein- und Ausgang galvanisch getrennt
+ Isolationsspannung
1,5 kV AC, 1 min. Ausgang - Gehäuse
1,5 kV AC, 1 min. Eingang - Ausgang
500 V AC, 1 min. Eingang Gehäuse
+ Maße
B x H x T 520 x 135 x 310 mm
und für die Kommunikation mit einer
übergeordneten Systemeinheit.
Damit hat der Kunde freie Hand bei der
Auslegung seines Systems. Sollten einmal unsere Standardwechselrichter nicht
in sein Versorgungssystem passen, kann
er gern mehr verlangen: eine wahlweise
fest implementierte oder extern steuerbare U/f Kennlinie, Festfrequenzbetrieb
bei 50 oder 60 Hz, extern schaltbarer
Mehrfrequenzbetrieb für z.B. 25 und
50 Hz, Einphasenbetrieb oder Drehrichtermodulsystem, einfache Störmeldung
oder aber volle Diagnosefähigkeit über
MEEcontrol ... alles kein Problem.
Im Grunde hat sich also nichts geändert.
Keine der sattsam bekannten Probleme
mit Phasen- oder Erdschlußwächtern bei
der Systemintegration wegen hochfrequenter Restanteile in der Ausgangsspannung, keine Schädigung der empfindlichen Verbraucher durch unverdauliche Spannungsformen, keine im Dunklen tappenden Zugbegleiter wegen
übrigens
16. – 18.
Februar
2000 in Nü
rnberg
Embedded
Systems 2000 Nürnberg
+++ Halle
12, Stan
d J 27 ++
+
Von Mittwoch, den 16. bis Freitag,
den 18. Februar 2000 findet in Nürnberg die Messe Embedded Systems
2000 statt. Der Bereich Mikroprozessortechnik der SMA ist, wie schon in
diesem Jahr, wieder dabei. Unsere
Standnummer J27 in Halle 12 steht
bereits fest. Halten Sie sich nach dem
Eingang einfach rechts, nach 50 m
können Sie sich über unser neues
Baugruppenprogramm informieren.
Wir freuen uns auf Sie.
Wolfgang K. Weber S
fehlender Diagnosemöglichkeiten, und,
was wohl am wichtigsten ist, keine unzufriedenen Fahrgäste wegen übertemperierter Köpfe.
Hans Brüggemann S
9
SMAinfo 24
Untergrundaktivitäten
CPU2 informiert auf der Münchner U-Bahn-Linie 2
Mit über 500 Millionen Passagieren pro
Jahr ist der Münchner Verkehrs Verbund (MVV) einer der ganz großen
Dienstleister im Öffentlichen Personen
Nahverkehr. Neben Bussen und S-Bahnen kommt dabei der U-Bahn eine ganz
besondere Bedeutung zu. Sie befördert
mehr als 50 % dieses Fahrgastaufkommens, was in Spitzenzeiten einer Tagesleistung von über 900 000 Passagieren
entspricht. Für die Linie U2 von Feldmoching zur Messe wurde jetzt auf einem
Teilabschnitt ein modernes Fahrgastinformationssystem in Betrieb genommen, bei dem die CPU2 eine wichtige
Rolle spielt.
Die Firma Deister Informationstechnik
aus Gera in Thüringen hat dieses Fahrgastinformationssystem realisiert. Dieses
Unternehmen kann dabei auf eine
20-jährige Erfahrung in den Bereichen
Elektroakustik,
Sprachverarbeitung,
Speichertechnik, Mikrorechnertechnik
und Gerätebau zurückgreifen. Diese
Vielfalt der Fachgebiete und die langjährige Erfahrung erlauben es der Firma
Deister maßgeschneiderte und innovative Lösungen für den öffentlichen Personennahverkehr und angrenzende Branchen anzubieten.
Zur Informationsanzeige verwendet
Deister in diesem Bereich großflächige
LCD- Anzeigen. Diese Displays erfüllen
die hohen Anforderungen, die heute an
moderne Anzeige-Systeme gestellt werden. Flimmerfreie Darstellungen, Einsatz
von Schriftgrößen bis 20 cm, hoher Kontrast und damit gute Lesbarkeit auch bei
extremen Lichtverhältnissen sind wesentliche Eigenschaften. Vor allem aber die
flexible Ansteuerbarkeit dieser Anzeigen, die eine eigene Intelligenz besitzen,
erlaubt eine hohe Funktionalität und vielfältige Darstellungsmöglichkeiten. Die
Systeme arbeiten dabei völlig geräuschfrei, ohne das laute Rasseln der herkömmlichen Faltblatttafeln.
Bahnsteig der U-Bahn Linie 2 mit LCD Zugzielanzeiger (Foto: Deister)
„Dynamisches
Fahrgast Informationssystem“
Bisher konnten statische Informationssysteme nur das Zugziel und die im Fahrplan festgelegte Abfahrtszeit anzeigen.
Das neue „ Dynamische Fahrgast Informationssystem“ der Fa. Deister ist darüber hinaus in der Lage die Fahrgäste
über das tatsächliche Verkehrsgeschehen und damit die tatsächlichen Abfahrtszeiten auf den entsprechenden
Verkehrslinien zu informieren. Unregelmäßigkeiten oder Störungen im Fahrbetrieb werden umgehend analysiert, ausgewertet und nahezu zeitgleich angezeigt. Weiterhin besteht die Möglichkeit,
den Fahrgästen wichtige Zusatz- und
Sonderinformationen wie z.B. Haltestellennamen, Umsteigmöglichkeiten, betriebliche Besonderheiten oder sogar
Werbetexte zu übermitteln.
Fahrgastinformationssystem
München, Linie U2
Wie bereits erwähnt, wurde in 6 Bahnhöfen der Münchener U-Bahn Linie 2 ein
neues dynamisches Fahrgastinforma-
10
tionssystem installiert. Es handelt sich um
den Streckenabschnitt, der zum Münchener Messegelände führt. Das Bild
oben zeigt einen Teil eines Bahnsteiges,
auf dem für jede Gleisseite zwei neue
Zugzielanzeiger in LCD-Technik installiert wurden. Sie informieren die Fahrgäste beidseitig auf drei gut lesbaren
Zeilen über
• das Zugziel,
• die tatsächliche Abfahrtszeit des
nächsten Zuges,
• den Zuglauf,
• die Richtung der auf dem betreffenden
Bahnsteig verkehrenden Züge und
• die Umsteigbezeichnung
• Verspätungen und betriebliche Besonderheiten
• die Uhrzeit durch eine integrierte
Analoguhr.
Die Steuerung des gesamten Fahrgastinformationssystems aller Münchener
U-Bahnen erfolgt durch einen zentralen
Steuerrechner, der alle Daten über Zugfolge und Zugstandorte sowie die kompletten Fahrplandaten enthält.
Aus diesem Datenpool werden die für
die jeweilige Linie benötigten InformaDezember `99
SMAinfo 24
tionen an einen Linienrechner übertragen, der den kompletten Datenbestand
für diese U-Bahn Linie verwaltet. Dieser
Rechner wiederum kommuniziert mit
den Rechnern in den verschiedenen
Bahnhöfen, die dann direkt die angeschlossenen Zugzielanzeiger ansteuern.
Die Übertragung der Informationen von
dem Zentralrechner zu den Linien- und
von dort zu den Bahnhofsrechnern erfolgt über Modemverbindungen. Dieses
Kommunikationskonzept
ermöglicht
eine einfache und störsichere Datenübertragung zu den über das Stadtgebiet verteilten Bahnhöfen.
Der Linienrechner hat die Aufgabe, die
Datentelegramme des Zentralrechners
zu empfangen, die für seine Linie relevanten Daten herauzufiltern und an die
Bahnhofsrechner weiterzuleiten. Danach wird der Empfang der Daten dem
Zentralrechner quittiert. Weitere Aufgaben dieses Rechners sind die Systemüberwachung aller untergeordneten
Bahnhofsrechner, die Protokollierung
des gesamten über ihn laufenden Datenverkehrs, Erkennung von Kommunikationsausfällen zum Steuerrechner und
die Abwicklung der Kommunikation mit
dem Serviceprogramm.
Der Bahnhofsrechner empfängt die Daten vom Linienrechner, filtert die für seinen Bahnhof relevanten Informationen
heraus und leitet sie an einen Controller
im Zugzielanzeiger weiter. Dort werden
die Informationen in vorbereitete Masken eingebunden und auf dem Display
zur Anzeige gebracht. Anschließend erfolgt ebenfalls die Quittierung des Datenempfangs an den Linienrechner.
Um den hohen Anforderungen an Störsicherheit, Langlebigkeit und Zuverlässigkeit in diesem Bereich gerecht zu werden, wurden von der Fa. Deister
CPU2-Industrie PC´s als Linien- und
Bahnhofsrechner ausgewählt. Zusammen mit der seriellen Schnittstellenkarte
SER2 stellt dieses System vier serielle
Schnittstellen zur Verfügung. Über zwei
dieser seriellen Schnittstellen sind die
Modems zur Kommunikation mit den
über- und untergeordneten Rechnersystemen angeschlossen. Eine weitere serielle Schnittstelle bietet die Möglichkeit,
einen Laptop für Service- und Diagnosezwecke anzuschließen. Damit kann z.B.
übrigens
Halle 15, Stand D66:
Wir freuen uns
auf Ihren Besuch!
Nach über einem Jahrzehnt Abstinenz wird SMA ab dem Jahr 2000
wieder auf der Hannovermesse Industrie präsent sein. Nach dem neuen
Konzept der Messegesellschaft wird
dabei die Halle 15 einen besonderen
Schwerpunkt der industriellen Automatisierungstechnik bilden.
Wir freuen uns daher nicht nur auf die
vielen neuen Interessenten, die den
SMA Stand 15/D66 automatisch finden werden, sondern vor allem auf
Sie, unsere langjährigen Kunden, die
bei ihrem Hannovermessebesuch
nicht nur unsere neuen Produkte kennenlernen können, sondern auch bei
einer Tasse Kaffee vom Halle 15-Trubel verschnaufen können.
Wolfgang K. Weber S
der Datenverkehr zwischen den Rechnern analysiert werden. Die vierte serielle Schnittstelle stellt die Verbindung vom
Bahnhofsrechner zum Zugzielanzeiger
her.
Darüber hinaus werden Störungsmeldungen wie Lampenausfall oder Störungen der Anzeige an das U-Bahn interne
Fernwirknetz ausgegeben, wo sie weiter
analysiert werden. Zu diesem Zweck
wird über die parallele Druckerschnittstelle LPT1 eine Relaiskarte angesteuert,
die zwei Schaltausgänge zur Verfügung
stellt und so Informationen über eine
Gleichstrom Meldeleitung überträgt.
Dieses Bild zeigt einen Schaltschrankausschnitt mit der CPU2 als Linien- (unten) und als Bahnhofsrechner (oben). Im mittleren Baugruppenträger befinden sich die Kommunikationselemente (Modems, Relaiskarte mit Schaltausgängen für Fernwirksystem) und ein RS232/RS485 Pegelwandler,
über den die Anzeige angesteuert wird (Foto: Deister)
11
Wenn Sie mal wieder in München sind
und mit der U-Bahn zum Messegelände
fahren, dann werden Sie Ihr Ziel sicherlich gut erreichen.
Lothar Stölzel,
Deister Informationstechnik GmbH
Uwe Rehwald S
Dezember `99
SMAinfo 24
Transitare rapidum est
Online-Diagnosesystem im Transrapid mit CPU4
Die Magnetschnellbahn Transrapid, deren geplante Strecke von der Bundeshauptstadt Berlin nach Hamburg zur
Zeit ja wieder in aller Munde ist, verfügt
neben ihrem einzigartigen Antriebskonzept über vielfältige Kontroll- und
Diagnosesysteme. Das Grundkonzept
der Transrapidsteuerung basiert auf
der strikten physischen und funktionellen Trennung von sicherheitsrelevanten
und nicht sicherheitsrelevanten Funktionen. Letztere werden dabei in einem
Online-Diagnosesystem mit Industrie-PCs von SMA realisiert.
Die sicherheitsrelevanten Funktionen
sind zum Teil mit eigens für den Transrapid entwickelter Hardware, aber auch
mit redundanter, hochverfügbarer
SPS-Technologie realisiert. Es handelt
sich hierbei um die Steuerung/Überwachung der Schwebe- und Führfunktion ,
des Bremssystems, der Brandmeldeanlage und der Türsteuerungen. Alle diese
Funktionen sind durch redundante Einheiten und über doppelte Meldewege
realisiert.
Das Online-Diagnosesystem überwacht
dabei laufend die ihm anvertrauten
Komponenten und meldet an den Fahrzeugführer bzw. an das Instandhaltungszentrum. Hauptaufgabe ist die Entdeckung des Fortfalls der Redundanz
durch Ausfall einer der Komponenten.
Die Diagnosemethoden sind dabei aus
der UIC 557 hergeleitet und werden mit
einer Zykluszeit von etwa 500 ms abgearbeitet.
Ein Transrapid ist aus einzelnen Sektionen aufgebaut. Jeder Zug besteht aus
mindestens zwei Endsektionen, die
durch max. 6 Mittelsektionen ergänzt
werden können. Nebenstehend ist der
Transrapid in seiner derzeitigen Ausprägung TR08 mit drei Sektionen in der Kasseler Montagehalle der Thyssen Transrapid System GmbH zu sehen. Dieser
TR08 entspricht den später zum Einsatz
kommenden Zügen und wird zur Serien-Erprobung im Emsland getestet. Im
12
Montage des Transrapid TR08 in Kassel (Foto: Thyssen Transrapid System GmbH)
Hintergrund ist ein Stück des Fahrweges
mit einer Weiche erkennbar.
Das Diagnosesystem ist als verteiltes System realisiert. In jeder Sektion, auch in
den Endsektionen, befindet sich ein
sogenannter Sektionsdiagnoserechner.
An diese Sektionsdiagnoserechner werden die zu überwachenden Komponenten des Transrapid über CAN-Bus angeschlossen. Jeder Sektionsdiagnoserechner ist für sich autark mit der Überwachung seiner Sektion betraut. Alle
Sektionsdiagnoserechner melden über
Ethernetverbindungen an die Fahrzeugdiagnoserechner, die sich unterhalb der
Fahrpulte in den Endsektionen befinden
(s. Foto). Auch diese Fahrzeugdiagnoserechner sind mit CPU4 realisiert und
speichern die anfallenden Diagnosedaten für die Anzeige im Fahrpult.
Diagnosestrategie
Die Diagnosestrategie ist in mehrere Stufen aufgeteilt. Zum einen findet auf Komponentenebene ständig ein Selbsttest
statt, dessen Ergebnis in jedem Diagnosezyklus abgefragt wird. Zum zweiten
wird für jede Komponente geprüft, ob
deren Schalthandlungen mit dem momentanen Fahrzeugzustand konsistent
sind. Dabei müssen auch Laufzeitunterschiede von Signalen berücksichtigt werden.
Die nächste Diagnosestufe ist die Sektionsdiagnose. Bereits auf Komponentenebene erfragte und gesammelte Informationen werden verdichtet und gefiltert. So soll zum Beispiel ein Ausfall der
Energieversorgung einer Sektion gemeldet werden und nicht die Meldung von
Dezember `99
SMAinfo 24
hunderten nicht mehr versorgter Komponenten. Diese Verhinderung des informationstechnischen Overkills hat bei
modernen Diagnosesystemen allerhöchste Priorität, soll doch letztendlich immer
ein Mensch informiert und bei seiner Entscheidung unterstützt werden. Andererseits werden aber auch Diagnosemeldungen für die Speicherung ergänzt,
zum Beispiel um Zeitstempel.
Die oberste Stufe der Diagnose ist die
Fahrzeugdiagnose. Wie oben erwähnt,
befinden sich die Fahrzeugdiagnoserechner in den Endsektionen und sind für
die Überwachung der Sektionsdiagnoserechner und die Eigendiagnose des
Systems verantwortlich (Watchdogkonzept). Hier werden Fehlermeldungen zur
Speicherung abermals gefiltert und ergänzt, zum Beispiel um die Fahrzeuggeschwindigkeit. Außerdem werden die
Informationen für die Anzeige auf einem
Bildschirm im Fahrpult aufbereitet und
formatiert.
Um das Diagnosesystem verfügbar zu
halten und Datenverluste zu verhindern,
wurden zwei Wege beschritten. Zum einen sind die Fahrzeugdiagnoserechner
doppelt ausgelegt. Sie befinden sich in
jeder Endsektion und arbeiten parallel.
Alle Meldungen der Sektionsdiagnoserechner werden also an zwei Plätzen gespeichert. Zum anderen sind die Anzeige- und Bedienrechner doppelt ausge-
Geschwindigkeit ist keine Hexerei - sondern Made in Germany
(Foto: Thyssen Transrapid System GmbH)
legt und können bei Ausfall unterbrechungsfrei umschalten.
Der Transrapid selber sendet ständig
Nachrichten drahtlos mit dem TCP/IP
Protokoll an die Zentrale. Sind keine regulären Nachrichten für das Wartungspersonal zu senden, wird ein „ Lebenszeichen“ gesendet. Alle diese Nachrichten werden in einer relationalen Datenbank gespeichert und erlauben eine
lückenlose Diagnose des Fahrbetriebes.
Zusammenfassung
Der obige kurze Abriß des modularen
Online-Diagnosesystems zeigt ein sehr
modernes Konzept, das dem innovativen Antriebskonzept des Transrapid gerecht wird. Mit seiner Mehrstufigkeit, seiner Modularität und seinen ständigen
Meldungen an die Wartungszentrale ermöglicht es nicht nur eine sichere Funktion des Fahrzeuges, sondern auch eine
bedarfs- und damit kostenorientierte
Wartung des Hochtechnologiesystems.
Durch die Verwendung von Standardkomponenten, wo immer möglich, ist
dieses System nicht nur kostengünstig
realisiert worden, sondern auch erprobte Hardware im Einsatz, die zudem leicht
an zukünftige Anforderungen angepaßt
werden kann. Daß bei der Hardwareauswahl SMA berücksichtigt worden ist,
macht uns stolz.
Christoph Lukasch,
Thyssen Transrapid System GmbH
Wolfgang K. Weber S
TR08 Fahrpult mit CPU4 im Baugruppenträger
13
SMAinfo 24
Preisbrecher
... der neue Sunny Boy 2500
Ein spezifischer Preis von 1,32
DM/WAcnenn macht den Sunny Boy
2500 zum Preisbrecher bei SMA. Die
Nennausgangsleistung von 2200 W
markiert gleichzeitig die derzeitige
Obergrenze der Sunny Boy Familie.
Sein maximaler Strom von 11 A Eingangsspannung ermöglicht die Einspeisung der Nennleistung über den gesamten
Eingangsspannungsbereich
von 250 V bis 600 V. Dabei liegt der
max. Wirkungsgrad mit 94 % sogar etwas höher als der Wirkungsgrad der
anderen Trafogeräte der Sunny Boy Familie.
Durch das sehr große DC-Eingangsspannungsfenster und die Möglichkeit,
bis zu 3 parallele Strings über die bewährten
Multicontact-Steckverbinder
anzuschließen, können verschiedenste
Modulkonfigurationen realisiert werden. Damit haben Sie viele Freiheitsgrade in der Auslegung Ihres Solargenerators, ganz wie es Ihnen am besten paßt.
Eine ökonomisch optimale Kombination
ergibt sich beim Anschluß eines Solargenerators mit einer Leistung zwischen
2750 und 3450 Wp.
Bei der Entwicklung des Sunny Boy 2500
konnte zu großen Teilen auf die Erfahrungen aus dem Betrieb der kleineren
Trafogeräte Sunny Boy 700, 850 und
1100 zurückgegriffen werden, wodurch
bereits bewährte Lösungen zum Einsatz
kommen. So ist beispielsweise die Betriebsführung beim Sunny Boy 2500 und
die der kleineren Trafogeräte identisch.
Der Sunny Boy 2500 ist wie alle anderen
Sunny Boys dank integrierter ENS
(Netzüberwachung), Edelstahlgehäuse,
Schutzart IP 65 sowie dem erweiterten
Temperaturbereich von
–25 °C bis
+60 °C überall montierbar und kann
von beliebiger Stelle aus in das
230 V-Netz einspeisen.
Ferner kann der Anwender in gewohnter
Weise über das Steckermodem
SWR-COM und PC oder direkt mit der
Datenlogger-Familie Sunny Boy Control
14
Sunny Boy 2500
die Wechselrichterdaten auswerten. Die
Signalübertragung zwischen dem Sunny Boy und der Auswerteeinheit erfolgt
dabei auf einfachste Weise mit dem im
Sunny Boy integrierten Powerline-Modem direkt über die Netzleitung. Alternativ dazu kann der Sunny Boy auch mit
einer RS232 oder einer RS485 Schnittstelle ausgerüstet werden.
Weiterhin ist ab November 1999 mit
Sunny Boy Display eine in den Sunny
Boy integrierte Anzeige-Einheit verfügbar. Mit Sunny Boy Display, natürlich in
IP65 und im erweiterten Temperaturbereich, haben Sie die Möglichkeit, relevante Meßwerte direkt am Sunny Boy
abzulesen (mehr dazu auf Seite 17).
Mit der Einführung des Sunny Boy 2500
gibt SMA dem Anwender ein Gerät an
die Hand, welches die Realisierung großer Photovoltaikanlagen mit StringWechselrichtern unter wirtschaftlichen
Aspekten besonders interessant macht.
Marko Werner S
übrigens
CCIO32 der digitale Alleskönner
für den CompactPCI-Bus
Wer denkt, die technischen Eigenschaften einer digitalen Ein-/Ausgabebaugruppe seien langweilig, der
sollte sich einmal die neue CCIO32
für den CompactPCI-Bus ansehen. Sie
bietet 16 digitale Ein- und 16 digitale
Ausgänge und darüber hinaus vielfältige Sicherheits- und Überwachungsmerkmale, die die CCIO32
geradezu für den Einsatz in industriellen Applikationen prädestiniert.
Darüber hinaus sind ein Interruptsystem für die automatische Meldung
von Änderungen an Eingängen und
der weite Spannungsbereich von
+36 V genauso erwähnenswert wie
die Möglichkeit, die 0,5 A Ausgänge
in 4er Gruppen zusammenzufassen,
so daß bis zu 2 A geschaltet werden
können.
Wolfgang K. Weber S
Dezember `99
SMAinfo 24
Quadrosurround
4-fach analoge Ein-/Ausgabe mit digitalem Signalprozessor
Der Einsatz der AIODSP für den
SMP16-Bus als digitaler Soundprozessor ist sicherlich weit hergeholt, obwohl
die online Filterung und Verfremdung
von analogen Audiosignalen ein weitverbreitetes Einsatzgebiet für Signalprozessoren ist. Die AIODSP ist jedoch
von SMA für die Realisierung von Regelungssubsystemen entwickelt worden
und verfügt über eine Reihe von Fähigkeiten, die auch Sie interessieren werden.
Die AIODSP ist eine Baugruppe mit vier
analogen Eingängen und vier analogen
Ausgängen. Die Eingänge werden über
ein Piggyback eingelesen. Durch Wechseln des Piggybacks kann zwischen
0 ...10 V oder 0 …20 mA gewählt werden. Die Amplituden-Auflösung von 10
Bit rangiert im unteren Bereich und konkurriert nicht mit den anderen analogen
Stars ADO16/32 oder AIO8, die es mit
16 Bit Auflösung wirklich ganz genau
wissen wollen. Die Stärken der AIODSP
sind vielmehr die 50 kHz Abtastrate für
alle Kanäle und die Möglichkeit der
schnellen Vorverarbeitung onboard.
Die analogen Ausgänge verfügen ebenfalls über 10 Bit Auflösung. Und auch
bei den Ausgängen kann über ein Piggyback ausgewählt werden, ob es sich
um einen Spannungs- (0 ...10 V) oder
Stromausgang (0 ... 20 mA) handeln
soll. Dabei können die analogen Ausgänge als Besonderheiten hohe kapazitive Lasten treiben.
Die Baugruppe verfügt über einen digitalen Signalprozessor des Typs Texas Instruments TI 320F240, der mit 20 MHz
getaktet wird. Dieser DSP besitzt einen
16 KWorte „ onboard“ Flashspeicher
für Programme und 544 Worte ebensolchen RAM-Speicher. Den Speicher haben wir um 64 KWorte für Ihre Applikationen erweitert. Über ein Dualported-RAM mit 2 KWorte ist der SMP16
Bus angeschlossen, über den eine
Haupt-CPU mit der AIODSP bzw. dem
DSP kommunizieren kann.
Die AIODSP verfügt über acht galvanisch getrennte analoge Ein- und Ausgänge und benötigt nur
5 V Versorgungsspannung
Darüber hinaus verfügt die AIODSP natürlich über die SMA-üblichen industriellen Erweiterungen, die auf all unseren
intelligenten Baugruppen zu finden sind.
Zu nennen sind hier die Spannungsüberwachung und die Watchdog, die
dafür sorgt, daß ein Fehler im Programmcode nicht zum Stillstand der
Baugruppe führen kann. Selbstverständlich werden auch die wichtigsten Betriebszustände über acht Leuchtdioden
in der Frontblende angezeigt.
Neben den analogen Ein- und Ausgängen verfügt die AIODSP auch über drei
PWM Ausgänge, die als RS422 Pegel
nach außen geführt sind. Mit einer Periodenauflösung von 16 Bit (50 ns) können sie zum Beispiel sehr feine Sollwertvorgaben für nachgeschaltete Leistungsstufen bereitstellen.
mit dem DSP Kontakt aufgenommen
werden kann.
Die AIODSP ist eine Baugruppe, die sich
besonders für die Realisierung von Regelungssubsystemen eignet; die ohne
nennenswerte Belastung der Haupt-CPU
ihre Aufgabe erfüllt. Neben den technischen Fähigkeiten ist die AIODSP aber
auch für den besonders rauhen mobilen
Betrieb ausgelegt. Sie verfügt über einen
zulässigen Betriebs-Temperaturbereich
von –40 °C bis +70 °C und erfüllt die
besonderen Forderungen an Rüttel- und
Schockfestigkeit in mobilen Systemen.
Wolfgang K. Weber S
Die Programmierung des DSP erfolgt
über die entsprechenden Compiler und
Debugger, die von Texas Instruments für
die C320 Serie angeboten werden. Die
AIODSP verfügt über eine serielle
Schnittstelle mit RS232 Pegel, über die
15
SMAinfo 24
Sunny Boy Control Light
Die Sunny Boy Familie bekommt wieder Nachwuchs
Der Siegeszug des seit 1997 produzierten Sunny Boy Control und der mittlerweile erhältlichen Ausführung Sunny
Boy Control Plus ist ungebrochen. Mit
der Variante Light können nun auch
kleinere PV-Anlagen wirtschaftlich
überwacht und statistisch ausgewertet
werden.
Gerade hier wird der innovative Charakter der weiter verbesserten Powerline-Technologie erneut bewiesen. Durch
die Verwendung der Netzleitung für
Energie- und Datenübertragung sind
größere Investitionen für zusätzliche
Verkabelung überflüssig und es ergibt
sich ein großes Maß an Flexibilität. Ein
Sunny Boy Control Light kann auf diese
Weise mit bis zu 20 Sunny Boys unterschiedlicher Typen und Leistungsklassen
kommunizieren. Auf bequeme Art können die Betriebszustände, die momentane Einspeiseleistung und die Energiezählerstände der Sunny Boys ausgelesen werden.
Die so gewonnenen Informationen können am PC visualisiert oder auch automatisch als FAX gesendet werden. Um
nicht täglich den PC anschließen zu müssen, speichert das Sunny Boy Control
Light die Tagesenergiestände der letzten
Sunny Boy Control Light
und vier Tasten zur Bedienung. Die Kommunikation mit der Anlage geschieht
über Powerline. Mit einem über RS232
angeschlossenen PC und der Software
Sunny Data Control ist die Konfiguration
der PV-Anlage in gewohnter Weise
möglich.
von jedem Ort über den Zustand der Anlage informieren kann.
Letztendlich weist das Sunny Boy Control
Light also doch einen erheblichen Funktionsumfang auf, der die wichtigsten Informationen von PV-Anlagen zur Verfügung stellt. Mit der Entwicklung des Sunny Boy Control Light wurde – wie bei
SMA üblich – ein Produkt geschaffen,
welches auf die speziellen Bedürfnisse
der PV-Anwender zugeschnitten ist. Ein
weiterer Schritt zur Etablierung der Solartechnik ist getan …packen wir es an!
Jörg Lengemann S
Sunny Boy Control Light, Unterseite
200 Tage. Darüber hinaus führt das Gerät ein Ereignisprotokoll von bis zu 50
Statusmeldungen.
Äußerlich unterscheidet sich das neue
Gerät kaum vom Sunny Boy Control. Es
hat ebenfalls ein vierzeiliges LC-Display
16
Das Sunny Boy Control Light bietet – wie
seine großen Verwandten – ebenfalls
die Möglichkeit zum Anschluß eines
Großdisplays. Als weiteres, praktisches
Highlight ist die Ferndiagnose per Modem zu nennen, mit deren Hilfe man sich
Dezember `99
SMAinfo 24
Bitte anklopfen!
Herein?
Herein wollen Sie vielleicht nicht. Aber
sicherlich wissen, was dahintersteckt.
Und das zeigen Ihnen unsere Sunny
Boys auch gerne. Durch das neue Sunny
Display.
Weiterhin ungebrochen mit stark ansteigender Tendenz ist der Siegeszug der
Sunny Boy Photovoltaik Wechselrichter.
Dieses Jahr haben sich bereits mehr als
8000 Kunden für einen Sunny Boy entschieden.
Daß sie damit eine sehr gute Wahl getroffen haben, wurde von unabhängiger
Stelle durch das Testurteil der Stiftung
Warentest bestätigt (siehe Seite 1).
Noch besser?
Kein Gerät, das nicht noch besser gemacht werden könnte!
So waren im Test unter der Sparte Handhabung / Kontrollanzeigen nur durchschnittliche Noten erzielt worden. Befriedigend? Das reicht nicht!
Schnell war die Idee zu einem neuen Zubehörteil geboren. Für alle, die über keinen PC oder Sunny Boy Control verfügen, aber trotzdem gerne wissen wollen,
wie gut ihre Wechselrichter gerade arbeiten.
Das Ergebnis: Sunny Display
Dabei handelt es sich um einen speziell
ausgestatteten Gehäusedeckel eines
Sunny Boy. Äußerlich unterscheidet sich
der aus Edelstahl gefertigte Deckel nur
durch die eingelassene 2-zeilige
LCD-Anzeige.
Die Anzeige stellt die wichtigsten Betriebsdaten des Wechselrichters dar.
Zyklisch wechselnd werden die momentanen Daten von Einspeiseleistung und
Spannung des Solargenerators gezeigt.
Dann folgen die bisher produzierte
Energie sowie die Betriebsstunden des
Geräts. Anschließend werden die am
betreffenden Tag schon erzeugte Ener-
Eine verbesserte Handhabung bietet Sunny Display mit seiner integrierten Kontrollanzeige
gie und der aktuelle Betriebszustand
wiedergegeben. Sollte tatsächlich einmal eine Betriebsstörung vorkommen, so
wird dieser Zustand natürlich sofort zusammen mit der Störungsursache dargestellt.
Da ein Solarwechselrichter die gerade
erzeugte, kostbare Energie nicht selbst
wieder verbrauchen soll, wurde der
Stromfresser im neuen Display abschaltbar ausgelegt. Die Hintergrundbeleuchtung erlischt automatisch nach 2 Minuten.
Wie aber bekommt man das Display
zum Ablesen der Meßwerte strahlend
brillant und gut leuchtend? Zumal sich
Ausbrüche für Tasten in dem wasserdichten Gehäuse der Schutzart IP65 ja
verbieten.
Klopfen Sie doch mal leicht an
den Gehäusedeckel ...
Wir haben uns was einfallen lassen. Ein
Akustiksensor erfaßt das Klopfgeräusch
und gibt es an den Prozessor weiter, so
daß dieser nach Überprüfung auf Stör-
geräusche für 2 Minuten die DisplayHintergrundbeleuchtung einschaltet.
Seit November 1999 ist das neue Sunny
Display als Geräteoption für Sunny Boys
verfügbar. Selbstverständlich können Sie
auch ältere Wechselrichter ab Baujahr
1996 nachrüsten.
Wolfgang Reichenbächer S
übrigens
Krumme Baudrate mit SER2
Mit der SER2, einer seriellen Schnittstellenbaugruppe für den SMP16Bus, bieten wir unseren Kunden die
Möglichkeit, auch außergewöhnliche
Baudraten zu realisieren. Die Monitorschnittstelle mancher Mikrocontrollersysteme ist zum Beispiel auf Datenübertragungsraten von 15625 Baud
fest eingestellt. Um mit diesen Computersystemen eine serielle Verbindung herstellen zu können, liefern wir
die SER2 jetzt optional mit anderen
Quarzbausteinen. Damit kann fast
jede Baudrate eingestellt werden..
Uwe Rehwald S
17
SMAinfo 24
Get Wired
CompactPCI Masteranschaltung für INTERBUS
Heutige moderne Automatisierungssysteme realisieren die Verbindung
zum Prozeß mehr und mehr über Feldbussysteme, um direkt vor Ort die Sensoren und Aktoren mit geringstmöglichem Verkabelungsaufwand anzuschließen.
Der INTERBUS von Phoenix Contact ist
einer der bekanntesten Sensor-/Aktor-Busse und aufgrund seiner leicht verständlichen Technologie und den anwendungsorientierten
Systemeigenschaften, die zudem in der DIN 19258
genormt sind, zu einem Industriestandard in allen Bereichen der Automatisierungs- und Verfahrenstechnik geworden. Dabei ist die Vielzahl der Hersteller
hervorzuheben, die den INTERBUS mit
Feldgeräten unterstützen.
Industrie-PCs mit CompactPCI-Bus benötigen für die Steuerung eines INTERBUS
Netzwerkes die Masteranschaltung
CSIBS-G4.
Die CSIBS-G4 ist vollständig kompatibel
zum INTERBUS Standard. Dies wird
durch die Verwendung des USC4-1 Kernels der Firma Phoenix Contact erreicht.
So werden vor allem auch die ganzen
neuen Module des INTERBUS, wie zum
Beispiel die INLINE Module, vollständig
unterstützt. Der Kernel, als Piggy Back
Modul realisiert, ist ein leistungsfähiges
Microcontrollersystem, das neben dem
Masterprotokollchip auch eigenen
(Flash-) Programmspeicher für die Firmware zur Verfügung stellt. Dieser Speicher wird auf der CSIBS-G4 erweitert
und erlaubt damit auch die dauerhafte
Speicherung von Parametrierungsdaten
und die Prozeßdatenverarbeitung.
Apropos Speicher: Die CSIBS stellt ein
Megabyte SRAM bereit und erlaubt somit 62 PCP Devices oder 256 Slaves. Der
Anschluß an den INTERBUS ist natürlich
galvanisch getrennt und kann bei Verwendung der IBS OPTOSUB sogar die
Daten über Lichtwellenleiter übertragen.
18
Die INTERBUS Masteranschaltung CSIBS-G4 vereinigt die CompactPCI-Geschwindigkeit mit der Flexibilität des INTERBUS
Diagnose-Schnittstelle
Eine wichtige Besonderheit des
INTERBUS ist die umfassende Diagnosemöglichkeit, die das System auf allen
Ebenen bietet. Die CSIBS-G4 bietet mit
der Diagnose-Schnittstelle auf der frontseitigen D-Sub Stiftleiste (9-polig) folgende Möglichkeiten an:
Über einen angeschlossenen zweiten PC
oder einen Laptop kann mit der Diagnose- und Parametrierungssoftware IBS
CMD G4 von Phoenix Contact der gesamte Feldbus parametriert und diagnostiziert werden. Dabei benötigen die
Servicetechniker keine Kenntnisse des
Automatisierungsrechners mit CompactPCI-Bus, denn die Diagnose-Software kann im gesamten Feldbusbereich
bei allen Anschaltungen identisch eingesetzt werden (SPS Systeme der verschiedenen Hersteller, Standard-PCs, andere
Industrie-PCs).
Ebenfalls über diese Schnittstelle kann
die Firmware der CSIBS-G4, die im
Flash-EPROM untergebracht ist, aktualisiert werden. Damit ist später im Feld
eine Implementierung neuer Funktionen
ohne Veränderung der Hardware möglich.
CompactPCI-Bus
Die CSIBS-G4 realisiert die Masteranschaltung für den INTERBUS als Multi-Ported-Memory-Design. Diese Erweiterung eines einfachen Dual-Ported-Memory-Designs stellt zum CompactPCIBus hin einen Speicherbereich zur Verfügung, in dem sowohl der INTERBUS-Kernel USC4-1 als auch die CompactPCI-CPU schreiben und lesen kann.
Als dritter Teilnehmer ist für zukünftige
Erweiterungen ein Coprozessor auf die
CSIBS-G4 steckbar, so daß ein intelligentes Subsystem entsteht, das selbständig Steuer- und Regelaufgaben wahrnehmen kann.
Das Interface zum CompactPCI-Bus ist
systemkonform zu den PICMG-Regeln
realisiert. Damit ist der weltweite Einsatz
der CSIBS-G4 mit beliebigen CompactPCI-Baugruppen gewährleistet.
Dezember `99
SMAinfo 24
Und Software?
Der Einsatz einer Feldbusanschaltung
steht und fällt mit der zur Verfügung stehenden Treibersoftware für die verschiedensten Betriebssysteme.
Augenstern Embedded NT
Embedded Windows NT auf Flash Disk
Für die CSIBS-G4 existiert für das Betriebssystem Windows NT4 eine DLL als
Interface zum Anwenderprogramm. Zur
Hardware hin existiert ein Kernel-Mode-Treiber, der bis zu acht
CSIBS-G4 bedienen kann.
Durch eine strikte Anlehnung an bereits
bestehende Interfaces für Phoenix Contact INTERBUS-Anschaltungen konnte
die DLL der CSIBS-G4 kompatibel gestaltet werden, so daß bereits bestehende Anwendungsprogramme auch in
Verbindung mit der CSIBS-G4 verwendbar sind.
Wie bereits im Abschnitt über die Diagnose-Schnittstelle erwähnt, sind auch Diagnoseprogramme wie zum Beispiel IBS
CMD G4 einsetzbar.
MEE Control (Augenstern) mit Embedded NT
Fazit
Die CSIBS stellt die erste verfügbare
Masteranschaltung für den INTERBUS
mit CompactPCI Interface dar. Wenn Sie
also in Ihrem Industrie-PC sowohl CompactPCI als auch den Feldbus INTERBUS
benötigen, würden wir Ihnen gern die
CSIBS-G4 näher vorstellen.
Augenstern, ein Visualisierungsrechner
für den besonders strapaziösen Einsatz
im Bereich Diagnose in Schienenfahrzeugen, ist mit einer Silicon Disk und einer Sonderversion des Betriebssystems
Windows 95 seit einiger Zeit im Einsatz.
Wolfgang K. Weber S
Wir haben jetzt auf diesem System das
neue Embedded Windows NT implementiert. Damit wird der Augenstern für
vieleneue Einsatzbereiche interessant,
die harte (Industrie-)Anforderunge an
Hardware und Software stellen. In einer
Ausbaustufe, die den Touchbildschirm,
die Ethernet Schnittstelle mit TCP/IP In-
terface und alle Standard Schnittstellen
unterstützt, benötigt Embedded NT weniger als 30 MB Speicherplatz. Embedded Windows NT läuft ohne Auslagerungsdatei und kann damit
jederzeit einfach ausgeschaltet werden.
Beim nächsten Neustart wird er dennoch
problemlos wieder starten. Der eigentliche Clou aber ist das Fehlen jedweder
beweglicher Teile.
Wolfgang K. Weber S
Impressum
Herausgeber:
SMA Regelsysteme GmbH,
Hannoversche Straße 1–5,
34266 Niestetal
Telefon (05 61) 95 22-0
Telefax (05 61) 95 22-100
http://www.sma.de
E-Mail: [email protected]
Alle Warenzeichen werden anerkannt, auch wenn sie in diesem SMA
Info nicht gesondert gekennzeichnet sind. Fehlende Kennzeichnung
bedeutet nicht, eine Ware oder ein Zeichen seien frei.
Das SMA Info ist auf chlorfrei hergestelltem Papier gedruckt.
19
SMAinfo 24
Vollständig
Jetzt 4 x Bahnvertrieb
Aller guten Dinge sind drei – das mag für
vieles zutreffen, in unserem Vertrieb
Bahntechnik aber werden vier Kollegen
für Sie Ansprechpartner sein. Mit Thomas Kerl, seit etlichen Jahren bei SMA
und jetzt aus dem Bereich Anlagentechnik/Projektierung in den Vertrieb gewechselt, sind wir „ vollständig“. Damit
wollen wir vor allem dem wachsenden
Umfang an Projektierungsleistungen
Rechnung tragen und weiter wie gewohnt kompetent beraten.
Birgit Wilde-Velasco S
Den Vertrieb Bahntechnik erreichen Sie
direkt:
0561/9522-123 Birgit Wilde-Velasco
0561/9522-124 Jochen Bierschenk
0561/9522-125 Uwe Kleinkauf
0561/9522-126 Thomas Kerl
Dipl.-Ing. Thomas Kerl ist für Sie erreichbar unter der Telefonnummer 0561/9522-126
oder per E-Mail: [email protected].
Lange Leitung
16. – 18.
Februar
2000 in Nü
rnberg
+++ Halle
12, Stan
d J 27 ++
+
Moderne Automatisierungssysteme erfordern vielfältige
Verbindungen zum Prozeß.
Das ist auch der Grund, warum heutige Systeme mehr
und mehr Feldbustechnologien nutzen.
Wenn Sie bei Ihren Applikationen auf den INTERBUS
bauen, dann ist unsere Baugruppe CSIBS-G4 die erste
Wahl.
Als neuestes Mitglied der
SMA Feldbusanschaltungen
ist die CSIBS-G4 die erste
am Markt verfügbare CompactPCI Masteranschaltung.
SMA Regelsysteme GmbH
Hannoversche Straße 1–5
34266 Niestetal
Telefon (05 61) 95 22-0
Telefax (05 61) 95 22-100
eMail: [email protected]
http://www.sma.de
20
■
Multiported Memory Design
■
Fernbusschnittstelle
galvanisch getrennt
■
Diagnoseschnittstelle
für Einsatz des Phoenix
Contact Tools IBSCMDG4
■
8 Leuchtdioden
für Sofortdiagnose
■
5 V Einfachspannungsversorgung
Die SMA INTERBUS Masteranschaltung CSIBS-G4
vereinigt die CompactPCI-Geschwindigkeit mit der
Flexibilität des INTERBUS
Dezember `99