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SITOP DC-USV-Modul 15
6EP1931-2EC21
SITOP DC-UPS-Module 15
6EP1931-2EC31
6EP1931-2E41
Betriebsanleitung Order No.: C98130-A7555-A2-03-7419
Operating Instructions
6EP1931-2EC31
6EP1931-2EC41
Siemens AG Österreich, 08/2004
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SITOP DC-USV-Modul 15
Maßbild
Dimension drawings
6EP1931-2EC21/31/41
On / Off
+2V Zuschaltschwelle
+1V (cut-in threshold)
+0,5V +22V fest eingestellt (fixed)
+1V
+1V
+0,5V Ladeschlussspannung
+0,2V (end-of-charge voltage)
+0,2V + 26,3V fest eingestellt (fixed)
+0,1V
0,35A / 0,7A Ladestrom (charging current)
eingestellte Zeit / max. Zeit (set time / max.)
+320s
+160s
+ 80s Pufferzeit (buffering time)
+ 40s
+ 20s
+ 10s +5s fest eingestellt (fixed)
Unterbrechung output (disconnection)
Betriebszustand Akku On / Off (operating
state battery)
Grundeinstellung, Auslieferzustand
(basic setting, delivery state)
Die Hutschienenbefestigung auf der Rückwand kann von der Position wie SITOP modular (Auslieferzustand) durch Lösen der drei
Schrauben auf die Position wie SITOP power versetzt werden.
The mounting position on the rail can be changed from position SITOP modular (delivery state) to new position SITOP power (remove the
three screws)
Hinweis
Diese Betriebsanleitung enthält aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht sämtliche Detailinformationen des Produkts und kann auch nicht jeden denkbaren Fall
der Aufstellung, des Betriebes oder der Instandhaltung berücksichtigen. Technische Änderungen jederzeit vorbehalten. In Zweifelsfällen gilt der deutsche Text.
Note
These operating instructions do not purport to cover all details of the product, nor to provide for every possible contingency that may arise during installation,
operation or maintenance. Subject to change without notice. The German text applies in cases of doubt.
Siemens AG Österreich, 08/2004
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SITOP DC-USV-Modul 15
Deutsch
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WARNHINWEISE
Nur entsprechend qualifiziertes Fachpersonal darf an diesem Gerät oder in dessen Nähe arbeiten.
Der einwandfreie und sichere Betrieb dieses Gerätes setzt sachgemäßen Transport, fachgerechte Lagerung, Aufstellung, Montage und die
ausschließliche Verwendung von SITOP Batteriemodulen (z.B. Batterie- bzw. Akku-Module 6EP1935-6MD11, 6EP1935-6MD31, 6EP1935-
6ME21oder 6EP1935-6MF01) voraus.
Der Wert des Ladestromes und der Ladeschlussspannung ist gemäß den Empfehlungen unter "Einstellungen" mit den DIP-Schaltern anzupassen.
Eine falsche Einstellung vermindert die Lebensdauer des Akkus und kann zu Zerstörungen führen.
ACHTUNG
Nur geschultes Personal darf das Gerät öffnen.
Elektrostatisch gefährdete Bauelemente (EGB)
Beschreibung und Aufbau
Das DC-USV-Modul 15 ist ein Einbaugerät der SITOP -Reihe zur Montage auf Normprofilschiene DIN EN 50022-35x15/7,5. Für die Installation der Geräte und
Batteriemodule sind die einschlägigen DIN/VDE-Bestimmungen oder länderspezifischen Vorschriften (z.B. VDE 0510 Teil 2 / EN 50272-2) zu beachten .
In Kombination mit SITOP Batteriemodulen dient es zur Pufferung eines Teiles des Laststromes (max. 15A) von 24V-Laststromversorgungen der Reihe SITOP .
Der Eingang "Input L+" des DC-USV-Moduls ist mit dem Ausgang L+ des versorgenden 24V DC-Netzteils zu verbinden, der Eingang "Input M" mit dem Ausgang M des
versorgenden Netzteils. Das Batteriemodul wird an den Klemmen +Bat und –Bat angeschlossen. Die zu puffernden Verbraucher werden über den Ausgang „Output L+“
und „Output M“ des DC-USV-Moduls mit der am Eingang angelegten Spannung
versorgt, bei Ausfall der 24V DC-Versorgungsspannung bzw. Spannungseinbruch unter
die eingestellte Zuschaltschwelle werden die Verbraucher durch Zuschaltung des im Bereitschaftsparallelbetrieb auf Vollladung gehaltenen Akku-Moduls versorgt.
Über DIP-Schalter können die Akku-Zuschaltschwelle, die Ladeschlussspannung, der Ladestrom und die Überbrückungszeit eingestellt werden. Ein Schalter dient zur
Einstellung einer definierten Überbrückungszeit mit anschließender Abschaltung des Akkus (siehe Einstellungen), ein Schalter zur Überbrückung des ON/OFF-Kreises,
ein Schalter zur Wahl „vor Abschaltung der Akkus U
a
für 5s unterbrechen“.
Vier Leuchtdioden, zwei potentialfreie Wechsler, ein Schließer und eine serielle Schnittstelle (nur 6EP1931-2EC31) bzw. USB-Schnittstelle (nur 6EP1931-2EC41)
übernehmen die Signalisierung von Betriebszuständen des DC-USV-Moduls 15 (siehe Signalisierung) und die Steuerung „Remote-Timerstart“.
Technische Daten
Eingangsgrößen:
Eingangsnennspannung: 24V DC
Arbeitsspannungsbereich: 22 bis 29V DC
max. Eingangsstrom bei 24V und Batterieladung: 16,0A DC
max. Eingangsstrom bei 24V und geladener Batterie: 15,1A DC
max. Batteriestrom im Pufferbetrieb: 15,1A DC
Ruhestromaufnahme aus dem Akku: ca. 0,30 mA
Verlustleistung bei 24V und Batterieladung: ca. 16,0W
Verlustleistung 24V und geladener Batterie: ca. 14,0W
Verlustleistung im Pufferbetrieb: ca. 15,0W
Ausgangsgrößen:
Ausgangsnennspannung: U
A1
= 24V DC
Ausgangsnennstrom: I
A1
= 15A DC
Ausgangsstrombereich: I
A1
= 0 ... 15A DC
Ausgangskennlinie des Ladereglers:
Die Ladung des Akkumoduls erfolgt mit einstellbarem Konstantstrom bis zur
eingestellten Ladeschlussspannung.
Ladeschlussspannung: U
A2
= 26,3 bis 29,3V DC
Ladestrom: I
A2
= 0,35 oder 0,7A DC
Einstellungen
Einstellung der Zuschaltschwelle:
Sinkt die Eingangsspannung unter den eingestellten Wert der Zuschaltschwelle, so schaltet das USV-Modul in den Pufferbetrieb um. Die Verbraucher werden dann
ausschließlich durch das Akkumodul versorgt. Die Einstellung der Zuschaltschwelle erfolgt mittels 3 Stück DIP-Schalter (Position siehe Seite 2) gemäß Tabelle 2 (siehe
Seite 7). Einstellbereich: 22,0 bis 25,5 V DC in 0,5V-Schritten (Auslieferzustand: 22,5V DC
±
0,1V). Genauigkeit:
±
1,8%
Einstellung des Ladestromes:
Die Ladung des Akkumoduls erfolgt mittels Konstantstrom, bis die eingestellte Ladeschlussspannung erreicht ist. Der Ladevorgang wird dann beendet. Bei der Einstellung
des Ladestromes sind die Angaben des verwendeten Akkumoduls zu beachten, um die jeweils optimale Einstellung zu wählen. Die Einstellung des Ladestromes erfolgt
mittels eines DIP-Schalters (Position siehe Seite 2).
Einstellbereich: 0,35A DC
±
0,1A DC oder 0,7A DC
±
0,1A DC (Auslieferzustand: 0,7A DC
±
0,1A DC)
Einstellung der Ladeschlussspannung:
Die Ladeschlussspannung hängt von der jeweiligen Type des Akkus sowie von der Temperatur welcher er ausgesetzt ist ab. Tabelle 1 ( siehe Seite 7) beinhaltet die
Ladeschlussspannungen für die angegebenen Akkumodule bei unterschiedlichen Temperaturen. Zwischen den Werten kann interpoliert werden. Die Einstellung erfolgt
mittels 6 Stück DIP-Schalter (Position siehe Seite 2) gemäß Tabelle 3 (siehe Seite 7).
Einstellbereich: 26,3 bis 29,3V DC in 0,1V-Schritten (Auslieferzustand: 27,0V DC
±
0,1V für +25°C Bleigelakku-Temperatur). Genauigkeit:
±
0,7%
Einstellung des Betriebszustandes ON/OFF:
Um eine unbeabsichtigte Entladung des Akkus (z.B. durch Ausschalten der Anlage) zu verhindern, kann das DC-USV-Modul mittels DIP-Schalter (oder durch Öffnen einer
potenzialfreien Verbindung oder Drahtbrücke zw. Klemme X2.9 und X2.10) in den Betriebszustand „OFF“ (Auslieferzustand) geschaltet werden.
Im Betriebszustand „ON“ (DIP-Schalter geschlossen oder Klemme X2.9 mit X2.10 mit potenzialfreiem Schließer für Umax = 15V DC, Imax = 10mA verbunden oder X2.9
auf Masse gelegt) bietet das DC-USV-Modul die volle Funktionalität laut Spezifikation. Im Betriebszustand „OFF“ erfolgt bei Wegfall der Versorgungsspannung keine
Umschaltung in den Pufferbetrieb. Alle anderen Funktionen bleiben erhalten. Wird das USV-Modul während des Pufferbetriebes in den Zustand „OFF“ geschaltet, so wird
auch der Pufferbetrieb beendet. Im Normalbetrieb wird die Einstellung ON/OFF alle ca. 20s abgefragt.
Einstellung der Pufferzeit
Die Einstellung der Pufferzeit erfolgt mittels 6 Stück DIP-Schaltern (Position siehe Seite 2) und kann gemäß Tabelle 4 (siehe Seite 7) in 10s-Schritten von 5s bis 635s
vorgenommen werden. Mit Schalter 1 (eingestellte Zeit / max. Zeit) kann gewählt werden, ob die Beendigung des Pufferbetriebes nach der eingestellten Zeit oder erst bei
Erreichen der Tiefentladeschwelle des Akkus (= maximale Pufferzeit) erfolgt. (Auslieferzustand Pos. Off = maximale Pufferzeit). Bei 6EP1931-2EC31 und 6EP1931-
2EC41 kann mit dem Remote-Signal (wird bei der Schnittstelle beschrieben) der Puffertimer gestartet werden um die USV nach der eingestellten Pufferzeit abzuschalten.
In diesem Fall muss der Schalter 1 (eingestellte Zeit / max. Zeit) auf Pos. Off stehen und der Schalter Unterbrechung auf Pos. On. Wenn die Abschaltung erfolgt ist,
besteht keine Möglichkeit mittels Änderung der Schaltereinstellung den Pufferbetrieb wieder einzuschalten. Erst nach Wiederkehr der Eingangsspannung kann ein
neuerlicher Pufferbetrieb erfolgen. Bei geladenem Batteriemodul Type 6EP1935-6MD11 (3,2Ah) und 10A Laststrom beträgt die Pufferzeit min. 4,5 Minuten bis zur
Entladung auf 20,4V DC.Bedingung: Neues Batteriemodul mit Akkutemperatur nicht unter +20°C
Unterbrechung der Ausgangsspannung
Mittels DIP-Schalter kann gewählt werden, ob die Ausgangsspannung nach Ablauf der eingestellten Pufferzeit für ca. 5 sec unterbrochen wird oder nicht (Auslieferzustand:
Keine Unterbrechung). Bei Einstellung „maximale Pufferzeit“ erfolgt eine Unterbrechung der Ausgangsspannung nur bei 6EP1931-2EC31 und 6EP1931-2EC41 über das
Remote-Signal der Schnittstelle.
Schutz- und Überwachungsfunktionen
Verpolschutz:
Das USV-Modul ist gegen Verpolung der Eingangsspannung und des Akkus elektronisch geschützt.
Überstrom und Kurzschlussschutz
:
Im Normalbetrieb und im Pufferbetrieb ist das USV-Modul durch die interne Strombegrenzung (typ. 25 bis 40A für ca. 20ms
bei Kurzschluss; 1,05 bis 1,4 I
N
für ca. 80ms bei Überstrom) geschützt. Eine eingebaute (nicht zugängliche) 16A - Sicherung schützt im Fehlerfall.
Es erfolgen automatische Wiederanlaufversuche alle ca. 20s.
Tiefentladeschutz
:
Blei-Akkumulatoren dürfen nur bis zu einer bestimmten Spannung (Tiefentladeschwelle) entladen werden. Wird der Akku weiter entladen, so
vermindert dies die Lebensdauer und kann bis zur Zerstörung führen. Um den angeschlossenen Akku vor Beschädigung zu schützen, wird das USV-Modul speichernd
abgeschaltet und die Verbraucher vom Akku getrennt, sobald die Akkuspannung im Pufferbetrieb unter typ. 19V DC (Bereich 19,5...18,5V DC) sinkt.
Akkutest:
Um einen zuverlässigen Pufferbetrieb zu gewährleisten, muss sichergestellt werden, dass das Akku-Modul voll funktionsfähig ist. Aus diesem Grund wird im
Normalbetrieb alle 4h das angeschlossene Akku-Modul getestet. Der Test findet nur statt, wenn innerhalb dieser 4h kein Pufferbetrieb oder eine Abschaltung des USV-
Moduls erfolgt ist. Falls in einer Anwendung in kürzeren Intervallen regelmäßig ein Pufferbetrieb eingeleitet wird so erfolgt kein Akkutest. Ein defekter Akku wird durch
Blinken der Alarmmeldung signalisiert und muss ausgetauscht werden.
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SITOP DC-USV-Modul 15
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Signalisierung
„Normalbetrieb“,
d.h. die Eingangsspannung am DC-USV-Modul ist höher als die eingestellte Zuschaltschwelle. Die Verbraucher werden von der vorgeschalteten
Stromversorgung versorgt. Falls ein Akku-Modul angeschlossen ist, wird dieses geladen. Im Normalbetrieb leuchtet die
grüne Leuchtdiode
(o.k.) und der Relaiskontakt
X2.2 – X2.3 (o.k.) ist geschlossen.
„>85% Vollladung“,
d.h. Akkuladung größer 85%. Es leuchtet die zweite
grüne Leuchtdiode
(Bat>85%) und der Relaiskontakt X2.7 – X2.8 ist geschlossen. (zweite
grüne Leuchtdiode aus und Relaiskontakt X2.7 – X2.8 offen (Ruhestellung bei abgeschaltetem Gerät) bedeutet : Bat<85%, d.h. Akkuladung unter 85%)
„Pufferbetrieb“,
d.h. die Eingangsspannung ist niedriger als die eingestellte Zuschaltschwelle. Die Verbraucher werden vom Akku-Modul versorgt. Im Pufferbetrieb
leuchtet die
gelbe Leuchtdiode
(Bat) und der Relaiskontakt X2.1 – X2.2 (Bat) ist geschlossen (Ruhestellung bei abgeschaltetem Gerät).
Alarmmeldung “Pufferbereitschaft fehlt“:
Bei Signal „Pufferbereitschaft fehlt“
leuchtet die
rote Leuchtdiode
(Alarm) und der Relaiskontakt X2.4 – X2.5 (Alarm)
ist geschlossen (Ruhestellung bei abgeschaltetem Gerät). Ursachen für eine fehlende Pufferbereitschaft
im Normalbetrieb
können sein:
Betriebszustand OFF, kein Akku-Modul angeschlossen, verpolter oder defekter Akku (Akkuspannung < 18,5V) oder Drahtbruch zwischen Akku und USV-Modul.
Die Abfrage von Betriebszustand ON/OFF, verpolter, defekter oder kein Akku sowie Drahtbruch und somit auch die Ausgabe des Signals erfolgt im Normalbetrieb alle
20s. Nach Fehlerende erfolgt die Rücksetzung nach der nächsten Abfrage.
Blinkt das Signal im 2s Takt, so ist der Akku zwar defekt, jedoch kann ein Pufferbetrieb noch erfolgen. Die angegebenen Pufferzeiten können allerdings nicht mehr
eingehalten werden. Das Akku-Modul ist auszutauschen.
Im Pufferbetrieb bedeutet das Signal „Alarm“, dass die Akkuspannung auf <20,4V gesunken ist und eine Zwangsabschaltung zum Schutz des Akkus unmittelbar bevor
steht. Nach Abschaltung des Akkus aufgrund Überlast, Kurzschluss, Tiefentladeschutz oder abgelaufener Pufferzeit erlischt die rote Leuchtdiode (Alarm), der
Relaiskontakt X2.4 – X2.5 bleibt geschlossen. Belastbarkeit der Relaiskontakte: 60V DC / 1A oder 30V AC / 1A
Schnittstelle:
Bei der Type
6EP1931-2EC31
werden die Signale zusätzlich über eine PC-fähige serielle Schnittstelle
ausgegeben. Die Signale werden mit einem jeweils 5 Zeichen langen String ausgegeben. Nachstehende Tabelle zeigt
die Zuordnung. Bei defektem Akku wechselt das Signal „Alarm/Pufferbereitschaft vorhanden“ mit einer Frequenz von
0,25Hz im Tastverhältnis 0,5. Ein Softwaretool zum Auslesen und Verarbeiten der Signale steht im Internet unter
http://www.ad.siemens.de/sitop kostenlos zur Verfügung. Hier sind auch weitere Informationen zur Schnittstelle
angeführt.
Technische Ausführung:
8N1 Senden und Empfangen, 9600 Baud, 8 Datenbit, 1 Stoppbit, kein Paritätsbit, Ausgabe der
Signalzustände alle 84ms
±
20%; 29ms
±
20% Datenausgabe; 55ms
±
20% Pause. Die PC-Schnittstelle muss eine
sichere elektrische Trennung nach EN 60950 aufweisen. Die Verbindung zum PC erfolgt über ein 1:1 durchverbundenes
9pol. SUB-D-Verlängerungskabel (Stecker/Buchse), wobei nur 3 Pole benötigt werden. (Pin2, Pin3, Pin7).
Sendedaten:
Pin2: RXD (Datenleitung, entspricht Pin3 bei 25-pol. Stecker/Buchse); Pin 3: TDX (negative Versorgung für
Schnittstelle, entspricht Pin2 bei einem 25-pol. Stecker/Buchse); Pin 7: RTS (positive Versorgung für Schnittstelle sowie
gleichzeitig Dateneingangsleitung für Remotesignal, entspricht Pin4 bei einem 25-pol. Stecker/Buchse).
Empfangsdaten:
Pin7 (entspricht Pin4 bei einem 25-pol. Stecker/Buchse): Signal Remote Timerstart. Startet den Timer
im DC-USV-Modul mit der dort eingestellten Überbrückungszeit (Tabelle 2) (Nur bei Einstellung „maximale Zeitdauer“
und „Unterbrechung“). Nach der eingestellten Überbrückungszeit wird der Pufferbetrieb beendet bzw. die
Ausgangsspannung unterbrochen. Verlauf des erforderlichen Remotesignals siehe Diagramm 1 (Seite 8), wird erzeugt
durch Zu- und Abschalten der Versorgungsspannung.
Signal
Klartext
Pufferbereitschaft vorhanden
Pufferbereitschaft fehlt
BUFRD
ALARM
Normalbetrieb
kein Normalbetrieb
DC_OK
DC_LO
kein Pufferbetrieb
Pufferbetrieb
*****
*BAT*
≥
85% Vollladung
≤
85% Vollladung
BA>85
BA<85
USB:
Bei der Type
6EP1931-2EC41
werden die Signale zusätzlich über eine PC-fähige USB-Schnittstelle ausgegeben. Die Signale werden wie bei der seriellen
Schnittstelle mit einem jeweils 5 Zeichen langen String ausgegeben. Es gilt die obenstehende Tabelle. Ein Softwaretool zum Auslesen und Verarbeiten der Signale steht
im Internet unter http://www.ad.siemens.de/sitop kostenlos zur Verfügung. Hier sind auch weitere Informationen zur Schnittstelle angeführt.
Technische Ausführung:
Die USB Schnittstelle entspricht der Spezifikation 2.0. Die Kommunikation erfolgt aber nur mit Full Speed, d.h. 12Mbit/s, die USB-
Optionsbaugruppe wird von der DC-USV mit +5V versorgt („self powered“), Ausgabe der Signalzustände alle 75ms
±
20%; 29ms
±
20% Datenausgabe; 46ms
±
20%
Pause. Die Verbindung zum PC erfolgt über ein handelsübliches 4-adriges, geschirmtes USB-Kabel mit einem Wellenwiderstand von 90Ohm, einem USB Series „A“
Stecker zum PC und einem USB Series „B“ Stecker zur DC-USV und einer maximalen Länge von 5m. Das Kabel besteht aus zwei 28 bis 20 AWG „non-twisted“ USB-
Versorgungsleitungen (VBUS und GND) und aus zwei 28 AWG „twisted pair“ Datenleitungen (D+ und D-).
Steckerbelegung: Pin 1: VBUS (+4,40V ... +5,25V DC), Sendedaten auf Pin2 (D-) und Pin 3 (D+), Pin 4: GND.
Empfangsdaten: Der Empfang des Zeichens „R“ (Signal Remote Timerstart) startet den Timer im DC-USV-Modul mit der dort eingestellten Überbrückungszeit (Tabelle 2)
(Nur bei Einstellung „maximale Zeitdauer“ und „Unterbrechung“). Nach der eingestellten Überbrückungszeit wird der Pufferbetrieb beendet bzw. die Ausgangsspannung
unterbrochen.
Umgebung
Einsatzbedingungen nach EN 60721-3-3, Klimaklasse 3K3 (relative Luftfeuchte
5% bis 85% und absolute Luftfeuchte 1 g/m³ bis 25 g/m³; keine Betauung).
Ortsfester Einsatz, wettergeschützt, Verschmutzungsgrad 2
Temperatur für Lagerung und Transport: -40 bis +70°C
Temperatur für Betrieb: 0 bis +60°C
Gewicht
6EP1931-2EC21 0,4kg
6EP1931-2EC31/41 0,45kg
Vorschriften
Schutzart: IP20 nach EN60529 (VDE 0470 Teil1)
Schutzklasse III nach EN60950
VDE 0100 Teil 410 (IEC 364-4-41)
VDE 0106 Teil 1 (IEC 536)
VDE 0113 Teil 1 (EN 60204-1)
IEC 61131; ; UL 508 / CSA C22.2 File E197259
Funkentstört nach EN55022, Grenzwertkurve B
Störfestigkeit nach EN 61000-6-2
Montagehinweise
Das Gerät ist zwecks ordnungsgemäßer Entwärmung vertikal so zu montieren, dass die Eingangsklemmen und die Ausgangsklemmen und Zuluftschlitze unten sind.
Unterhalb und oberhalb des Gerätes soll mindestens ein Freiraum von je 50mm eingehalten werden. Montage / Demontage siehe Bild Seite 8.
Vor Beginn der Installations oder Instandhaltungsarbeiten ist der Hauptschalter der Anlage auszuschalten und gegen Wiedereinschalten zu sichern. Es ist die
Betriebsanleitung von SITOP power zu beachten.
Die Sicherung am Akku-Modul ist bei allen Arbeiten zu entfernen.
Anschluß und Klemmenbelegung
Klemmen
Funktion
Anschlußwert
Anschlußlänge Bemerkung
X1.1
Eingangsspannung DC 24V
1,0 ... 4mm
2
bis 3m
Schraubklemmen für Schraubendreher mit
X1.3, X1.5
Ausgangsspannung DC 24V
17...11 AWG
4,5mm Klingenbreite
X1.2/X1.4, X1.6 Ein/Ausgangsspannung DC 0V
X1.7/X1.8
Akku-Modul DC 24V
bis 3m
empfohlenes Anzugsmoment 0,7-0,9Nm
X2.1,2,3
Signal: Normalbetrieb / Pufferbetrieb
0,5... 2,5mm
2
bis 3m
Schraubklemmen für Schraubendreher mit
X2.4,5,6
Signal: Pufferbereitschaft fehlt / vorhanden
20...13 AWG
bis 3m
3,5mm Klingenbreite
X2.7,8
Signal: Ladezustand >85%
bis 3m
X2.9/X2.10
On/Off – Brücke (keine Brücke =Off)
bis 3m
empfohlenes Anzugsmoment 0,5-0,7Nm
X3
Serielle Schnittstelle bzw. USB-Schnittstelle
Siehe Beschreibung oben
!
ACHTUNG
Die externe Beschaltung
aller
Klemmen (auch Signal- und Meldekontakte) muss den Anforderungen an SELV-Kreise nach
VDE 0805 / EN 60950 genügen.
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English
!
WARNINGS
Only properly qualified personnel may work on or around this equipment.
The successful and safe operation of this equipment is dependent on proper handling, storage and installation. Correct functioning is also
dependent on the use of SITOP battery modules (e.g. battery modules of type 6EP1935-6MD11, 6EP1935-6MD31, 6EP1935-6ME21or 6EP1935-
6MF01.
The charging current level and the end-of-charge voltage must be adjusted with DIP-switches to the settings recommended under "Technical Data".
Setting incorrect current and voltage values reduces the life of the battery and may cause irreparable battery damage.
CAUTION
Only trained personnel may open the unit.
Electrostatically sensitive devices (ESD)
Description and Design
The DC-UPS module 15 is a chassis unit in the SITOP power product range for mounting on a DIN rail of type DIN EN 50022-35x15/7.5.
The modules and the battery modules must be installed in accordance with the applicable DIN/VDE specifications or pertinent regulations in the country of installation (e.g.
VDE 0510 Part2 / EN 50272-2).
In conjunction with the battery module, it buffers a proportion of the load current (max. 6A) of 24V load current supplies in the SITOP range.
Input "Input L+" on the DC-UPS module must be connected to output L+ of the 24V DC power supply unit and input "Input M" to output M of the power supply unit. The
battery module is connected to terminals +Bat and –Bat.
The loads to be buffered are supplied via outputs "Output L+" and "Output M" on the DC-UPS module with the
voltage connected to the input. If the 24V DC supply voltage fails or drops below the set cut-in threshold, the battery module, which is maintained at full charge in
continuous supply mode, is connected in to supply the loads.
The battery cut-in threshold, end-of-charge voltage, charging current and the buffering time can be set via DIP-switches. A switch is provided for setting a defined buffering
(stored energy) time with subsequent disconnection of the battery (see Settings).
The operating states of the DC-UPS module 6 are signaled by four LEDs, two floating changeover and one normally-open contacts and a serial interface (6EP1931-2EC31
only) or USB-interface (6EP1931-2EC41 only) (see Signaling) and the control signal “Remote Timerstart”.
Technical Data
Input quantities:
Rated input voltage: 24V DC
Operating voltage range: 22 to 29V DC
Max. input current at 24V and battery charging: 16.0A DC
Max. input current at 24V and charged battery: 15.1A DC
Battery current in floating operation: 15.1A DC
Max. quiescent current consumption of the battery appr. 0.3mA
Power loss at 24V and battery charging: appr. 16.0W
Power loss at 24V and charged battery: appr. 14.0W
Power loss in floating operation: appr. 15.0W
Output quantities:
Rated output DC voltage: V
A1
= 24V DC
Rated output direct current: I
A1
= 15A DC
Output current range: I
A1
= 0 … 15A DC
Output characteristic of charging regulator:
The battery module is charged at an adjustable constant current until the
set end-of-charge voltage is reached.
End-of-charge voltage: V
A2
= 26.3 to 29.3V DC
Charging current: I
A2
= 0.35 or 0.7A DC
Settings
Setting the cut-in threshold:
If the input voltage drops below the selected cut-in threshold voltage, the UPS module switches over to floating operation. The loads are then supplied solely by the battery
module. The cut-in threshold is set via three DIP-switches (see page 2 for position) according to table 2 (see page 7).
Setting range: 22.0 to 25.5V DC in 0.5-steps (delivery state: 22.5V DC
±
0.1V), accuracy
±
1.8%
Setting the charging current:
The battery module is charged at a constant current until the selected end-of-charge voltage is reached. The charging operation is then ended. When setting the charging
current, please read the instructions for the relevant battery module in order to select the optimum setting. The charging current is set by one DIP-switch (see page 2 for
position).
Setting range: 0.35A DC
±
0.1A DC or 0.7A DC
±
0.1A DC (delivery state: 0.7A DC
±
0.1A DC)
Setting the end-of-charge voltage:
The end-of-charge voltage depends on the battery type and on the battery´s ambient operating temperature. Table 1 (see page 7) shows the end-of-charge voltages for
specific battery modules at different temperatures. It is possible to interpolate between these values. The voltage is set by six DIP-switches (see page 2 for position)
according to table 3
(see page 7).
Setting range: 26.3 to 29.2V DC in 0.1V-steps (delivery state: 27.0V DC
±
0.1V for +25°C lead-gel-battery temperature), accuracy
±
0.7%
Setting the operating state ON/OFF:
To prevent the battery from being discharged unintentionally (e.g. when the system power is disconnected), the DC-UPS module can be switched with a DIP-switch (or a
wire jumper (or floating connection) inserted between terminals X2.9 and X2.10) to operating state "OFF" (delivery state). In the "ON" state (DIP-switch closed or terminals
X2.8 and X2.9 connected with a floating normally-open contact (V
max
= 15V DC, I
max
= 10mA) ), the DC-UPS module is fully functional according to specification. In the
"OFF" state, the module does not switch over to floating operation when the mains supply is disconnected but remains functional in every other respect. If the module is
switched to "OFF" in floating operation, it stops operating in floating mode.
During normal operation, the polling interval for the ON/OFF setting is appr. 20s.
Setting the buffering time:
The buffering time is set via six DIP-switches (see page 2 for position) as illustrated in Table 4 (see page 7) in 10s-steps from 5s to 635s. By switch 1 (delivery state max.
time) you can choose whether floating operation will be terminated after a prespecified period or when the exhaustive discharge threshold of the battery (= maximum
buffering time) is reached (delivery state: max. buffering time). Using a 6EP1931-2EC31 or 6EP1931-2EC41 the remote signal starts the timer to terminate after a
prespecified period (switch 1 has to be in position Off and switch interruption in position On). Once the battery has been disconnected, there is no way in which floating
operation can be restarted again by altering the switch setting. Only when the input voltage has recovered floating operation can be resumed. The buffering time is a
minimum of 10 minutes until discharge to 20.4V DC with a charged battery module type 6EP1935-6MD11 (3.2Ah) and a load current of 5A. (requires a new battery modul
with a temperature of the battery above +20°C)
Interruption of the output voltage:
By a DIP-switch you can choose if the output voltage is interrupted for 5 s at the end of the buffering time or not (delivery state : no interruption). Using a 6EP1931-2EC31
or 6EP1931-2EC41 and set “max. time” an interruption is started by the remote signal.
Protective and Monitoring Functions
Reverse polarity protection:
The UPS module is electronically protected against polarity reversal of the input voltage and battery.
Overcurrent and short-circuit protection:
The UPS module is protected by an internal current limitation (typ. 25 to 40A for appr. 20
ms at a short-circuit,
1.05 to 1.4 I
N
for appr. 80ms at a overcurrent) in normal and floating operations. An internal 16A-fuse (not accessible) protects the module in case of failure. Automatic
restart attempts are made appr. every 20s.
Exhaustive discharge protection:
Lead-acid batteries may only be discharged down to a certain voltage (exhaustive discharge threshold). Allowing them to
discharge further will reduce their service life and may result in irreparable battery damage. In order to protect the battery against damage, the UPS module is shut down in
store mode and the loads disconnected from the battery as soon as the battery voltage drops below typ. 19V DC (range 19.5 to 18.5V DC) in floating operation.
Battery test:
In order to guarantee reliable floating operation, the battery module must be checked to ensure that it is fully functional. For this reason, the connected
battery module is tested every 4 hours under normal operation. The test is carried out only if the battery has not operated in floating mode or been disconnected within this
4 hour period. The battery test is not performed for applications in which floating operation is activated regularly at shorter intervals. A defective battery is signaled by a
flashing alarm and must be replaced then.
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SITOP DC-USV-Modul 15
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SITOP DC-USV-Modul 15
6EP1931-2EC21
SITOP DC-UPS-Module 15
6EP1931-2EC31
6EP1931-2E41
Betriebsanleitung Order No.: C98130-A7555-A2-03-7419
Operating Instructions
6EP1931-2EC31
6EP1931-2EC41
Siemens AG Österreich, 08/2004
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SITOP DC-USV-Modul 15
Maßbild
Dimension drawings
6EP1931-2EC21/31/41
On / Off
+2V Zuschaltschwelle
+1V (cut-in threshold)
+0,5V +22V fest eingestellt (fixed)
+1V
+1V
+0,5V Ladeschlussspannung
+0,2V (end-of-charge voltage)
+0,2V + 26,3V fest eingestellt (fixed)
+0,1V
0,35A / 0,7A Ladestrom (charging current)
eingestellte Zeit / max. Zeit (set time / max.)
+320s
+160s
+ 80s Pufferzeit (buffering time)
+ 40s
+ 20s
+ 10s +5s fest eingestellt (fixed)
Unterbrechung output (disconnection)
Betriebszustand Akku On / Off (operating
state battery)
Grundeinstellung, Auslieferzustand
(basic setting, delivery state)
Die Hutschienenbefestigung auf der Rückwand kann von der Position wie SITOP modular (Auslieferzustand) durch Lösen der drei
Schrauben auf die Position wie SITOP power versetzt werden.
The mounting position on the rail can be changed from position SITOP modular (delivery state) to new position SITOP power (remove the
three screws)
Hinweis
Diese Betriebsanleitung enthält aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht sämtliche Detailinformationen des Produkts und kann auch nicht jeden denkbaren Fall
der Aufstellung, des Betriebes oder der Instandhaltung berücksichtigen. Technische Änderungen jederzeit vorbehalten. In Zweifelsfällen gilt der deutsche Text.
Note
These operating instructions do not purport to cover all details of the product, nor to provide for every possible contingency that may arise during installation,
operation or maintenance. Subject to change without notice. The German text applies in cases of doubt.
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SITOP DC-USV-Modul 15
Deutsch
!
WARNHINWEISE
Nur entsprechend qualifiziertes Fachpersonal darf an diesem Gerät oder in dessen Nähe arbeiten.
Der einwandfreie und sichere Betrieb dieses Gerätes setzt sachgemäßen Transport, fachgerechte Lagerung, Aufstellung, Montage und die
ausschließliche Verwendung von SITOP Batteriemodulen (z.B. Batterie- bzw. Akku-Module 6EP1935-6MD11, 6EP1935-6MD31, 6EP1935-
6ME21oder 6EP1935-6MF01) voraus.
Der Wert des Ladestromes und der Ladeschlussspannung ist gemäß den Empfehlungen unter "Einstellungen" mit den DIP-Schaltern anzupassen.
Eine falsche Einstellung vermindert die Lebensdauer des Akkus und kann zu Zerstörungen führen.
ACHTUNG
Nur geschultes Personal darf das Gerät öffnen.
Elektrostatisch gefährdete Bauelemente (EGB)
Beschreibung und Aufbau
Das DC-USV-Modul 15 ist ein Einbaugerät der SITOP -Reihe zur Montage auf Normprofilschiene DIN EN 50022-35x15/7,5. Für die Installation der Geräte und
Batteriemodule sind die einschlägigen DIN/VDE-Bestimmungen oder länderspezifischen Vorschriften (z.B. VDE 0510 Teil 2 / EN 50272-2) zu beachten .
In Kombination mit SITOP Batteriemodulen dient es zur Pufferung eines Teiles des Laststromes (max. 15A) von 24V-Laststromversorgungen der Reihe SITOP .
Der Eingang "Input L+" des DC-USV-Moduls ist mit dem Ausgang L+ des versorgenden 24V DC-Netzteils zu verbinden, der Eingang "Input M" mit dem Ausgang M des
versorgenden Netzteils. Das Batteriemodul wird an den Klemmen +Bat und –Bat angeschlossen. Die zu puffernden Verbraucher werden über den Ausgang „Output L+“
und „Output M“ des DC-USV-Moduls mit der am Eingang angelegten Spannung
versorgt, bei Ausfall der 24V DC-Versorgungsspannung bzw. Spannungseinbruch unter
die eingestellte Zuschaltschwelle werden die Verbraucher durch Zuschaltung des im Bereitschaftsparallelbetrieb auf Vollladung gehaltenen Akku-Moduls versorgt.
Über DIP-Schalter können die Akku-Zuschaltschwelle, die Ladeschlussspannung, der Ladestrom und die Überbrückungszeit eingestellt werden. Ein Schalter dient zur
Einstellung einer definierten Überbrückungszeit mit anschließender Abschaltung des Akkus (siehe Einstellungen), ein Schalter zur Überbrückung des ON/OFF-Kreises,
ein Schalter zur Wahl „vor Abschaltung der Akkus U
a
für 5s unterbrechen“.
Vier Leuchtdioden, zwei potentialfreie Wechsler, ein Schließer und eine serielle Schnittstelle (nur 6EP1931-2EC31) bzw. USB-Schnittstelle (nur 6EP1931-2EC41)
übernehmen die Signalisierung von Betriebszuständen des DC-USV-Moduls 15 (siehe Signalisierung) und die Steuerung „Remote-Timerstart“.
Technische Daten
Eingangsgrößen:
Eingangsnennspannung: 24V DC
Arbeitsspannungsbereich: 22 bis 29V DC
max. Eingangsstrom bei 24V und Batterieladung: 16,0A DC
max. Eingangsstrom bei 24V und geladener Batterie: 15,1A DC
max. Batteriestrom im Pufferbetrieb: 15,1A DC
Ruhestromaufnahme aus dem Akku: ca. 0,30 mA
Verlustleistung bei 24V und Batterieladung: ca. 16,0W
Verlustleistung 24V und geladener Batterie: ca. 14,0W
Verlustleistung im Pufferbetrieb: ca. 15,0W
Ausgangsgrößen:
Ausgangsnennspannung: U
A1
= 24V DC
Ausgangsnennstrom: I
A1
= 15A DC
Ausgangsstrombereich: I
A1
= 0 ... 15A DC
Ausgangskennlinie des Ladereglers:
Die Ladung des Akkumoduls erfolgt mit einstellbarem Konstantstrom bis zur
eingestellten Ladeschlussspannung.
Ladeschlussspannung: U
A2
= 26,3 bis 29,3V DC
Ladestrom: I
A2
= 0,35 oder 0,7A DC
Einstellungen
Einstellung der Zuschaltschwelle:
Sinkt die Eingangsspannung unter den eingestellten Wert der Zuschaltschwelle, so schaltet das USV-Modul in den Pufferbetrieb um. Die Verbraucher werden dann
ausschließlich durch das Akkumodul versorgt. Die Einstellung der Zuschaltschwelle erfolgt mittels 3 Stück DIP-Schalter (Position siehe Seite 2) gemäß Tabelle 2 (siehe
Seite 7). Einstellbereich: 22,0 bis 25,5 V DC in 0,5V-Schritten (Auslieferzustand: 22,5V DC
±
0,1V). Genauigkeit:
±
1,8%
Einstellung des Ladestromes:
Die Ladung des Akkumoduls erfolgt mittels Konstantstrom, bis die eingestellte Ladeschlussspannung erreicht ist. Der Ladevorgang wird dann beendet. Bei der Einstellung
des Ladestromes sind die Angaben des verwendeten Akkumoduls zu beachten, um die jeweils optimale Einstellung zu wählen. Die Einstellung des Ladestromes erfolgt
mittels eines DIP-Schalters (Position siehe Seite 2).
Einstellbereich: 0,35A DC
±
0,1A DC oder 0,7A DC
±
0,1A DC (Auslieferzustand: 0,7A DC
±
0,1A DC)
Einstellung der Ladeschlussspannung:
Die Ladeschlussspannung hängt von der jeweiligen Type des Akkus sowie von der Temperatur welcher er ausgesetzt ist ab. Tabelle 1 ( siehe Seite 7) beinhaltet die
Ladeschlussspannungen für die angegebenen Akkumodule bei unterschiedlichen Temperaturen. Zwischen den Werten kann interpoliert werden. Die Einstellung erfolgt
mittels 6 Stück DIP-Schalter (Position siehe Seite 2) gemäß Tabelle 3 (siehe Seite 7).
Einstellbereich: 26,3 bis 29,3V DC in 0,1V-Schritten (Auslieferzustand: 27,0V DC
±
0,1V für +25°C Bleigelakku-Temperatur). Genauigkeit:
±
0,7%
Einstellung des Betriebszustandes ON/OFF:
Um eine unbeabsichtigte Entladung des Akkus (z.B. durch Ausschalten der Anlage) zu verhindern, kann das DC-USV-Modul mittels DIP-Schalter (oder durch Öffnen einer
potenzialfreien Verbindung oder Drahtbrücke zw. Klemme X2.9 und X2.10) in den Betriebszustand „OFF“ (Auslieferzustand) geschaltet werden.
Im Betriebszustand „ON“ (DIP-Schalter geschlossen oder Klemme X2.9 mit X2.10 mit potenzialfreiem Schließer für Umax = 15V DC, Imax = 10mA verbunden oder X2.9
auf Masse gelegt) bietet das DC-USV-Modul die volle Funktionalität laut Spezifikation. Im Betriebszustand „OFF“ erfolgt bei Wegfall der Versorgungsspannung keine
Umschaltung in den Pufferbetrieb. Alle anderen Funktionen bleiben erhalten. Wird das USV-Modul während des Pufferbetriebes in den Zustand „OFF“ geschaltet, so wird
auch der Pufferbetrieb beendet. Im Normalbetrieb wird die Einstellung ON/OFF alle ca. 20s abgefragt.
Einstellung der Pufferzeit
Die Einstellung der Pufferzeit erfolgt mittels 6 Stück DIP-Schaltern (Position siehe Seite 2) und kann gemäß Tabelle 4 (siehe Seite 7) in 10s-Schritten von 5s bis 635s
vorgenommen werden. Mit Schalter 1 (eingestellte Zeit / max. Zeit) kann gewählt werden, ob die Beendigung des Pufferbetriebes nach der eingestellten Zeit oder erst bei
Erreichen der Tiefentladeschwelle des Akkus (= maximale Pufferzeit) erfolgt. (Auslieferzustand Pos. Off = maximale Pufferzeit). Bei 6EP1931-2EC31 und 6EP1931-
2EC41 kann mit dem Remote-Signal (wird bei der Schnittstelle beschrieben) der Puffertimer gestartet werden um die USV nach der eingestellten Pufferzeit abzuschalten.
In diesem Fall muss der Schalter 1 (eingestellte Zeit / max. Zeit) auf Pos. Off stehen und der Schalter Unterbrechung auf Pos. On. Wenn die Abschaltung erfolgt ist,
besteht keine Möglichkeit mittels Änderung der Schaltereinstellung den Pufferbetrieb wieder einzuschalten. Erst nach Wiederkehr der Eingangsspannung kann ein
neuerlicher Pufferbetrieb erfolgen. Bei geladenem Batteriemodul Type 6EP1935-6MD11 (3,2Ah) und 10A Laststrom beträgt die Pufferzeit min. 4,5 Minuten bis zur
Entladung auf 20,4V DC.Bedingung: Neues Batteriemodul mit Akkutemperatur nicht unter +20°C
Unterbrechung der Ausgangsspannung
Mittels DIP-Schalter kann gewählt werden, ob die Ausgangsspannung nach Ablauf der eingestellten Pufferzeit für ca. 5 sec unterbrochen wird oder nicht (Auslieferzustand:
Keine Unterbrechung). Bei Einstellung „maximale Pufferzeit“ erfolgt eine Unterbrechung der Ausgangsspannung nur bei 6EP1931-2EC31 und 6EP1931-2EC41 über das
Remote-Signal der Schnittstelle.
Schutz- und Überwachungsfunktionen
Verpolschutz:
Das USV-Modul ist gegen Verpolung der Eingangsspannung und des Akkus elektronisch geschützt.
Überstrom und Kurzschlussschutz
:
Im Normalbetrieb und im Pufferbetrieb ist das USV-Modul durch die interne Strombegrenzung (typ. 25 bis 40A für ca. 20ms
bei Kurzschluss; 1,05 bis 1,4 I
N
für ca. 80ms bei Überstrom) geschützt. Eine eingebaute (nicht zugängliche) 16A - Sicherung schützt im Fehlerfall.
Es erfolgen automatische Wiederanlaufversuche alle ca. 20s.
Tiefentladeschutz
:
Blei-Akkumulatoren dürfen nur bis zu einer bestimmten Spannung (Tiefentladeschwelle) entladen werden. Wird der Akku weiter entladen, so
vermindert dies die Lebensdauer und kann bis zur Zerstörung führen. Um den angeschlossenen Akku vor Beschädigung zu schützen, wird das USV-Modul speichernd
abgeschaltet und die Verbraucher vom Akku getrennt, sobald die Akkuspannung im Pufferbetrieb unter typ. 19V DC (Bereich 19,5...18,5V DC) sinkt.
Akkutest:
Um einen zuverlässigen Pufferbetrieb zu gewährleisten, muss sichergestellt werden, dass das Akku-Modul voll funktionsfähig ist. Aus diesem Grund wird im
Normalbetrieb alle 4h das angeschlossene Akku-Modul getestet. Der Test findet nur statt, wenn innerhalb dieser 4h kein Pufferbetrieb oder eine Abschaltung des USV-
Moduls erfolgt ist. Falls in einer Anwendung in kürzeren Intervallen regelmäßig ein Pufferbetrieb eingeleitet wird so erfolgt kein Akkutest. Ein defekter Akku wird durch
Blinken der Alarmmeldung signalisiert und muss ausgetauscht werden.
Siemens AG Österreich, 08/2004
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SITOP DC-USV-Modul 15
Deutsch
Signalisierung
„Normalbetrieb“,
d.h. die Eingangsspannung am DC-USV-Modul ist höher als die eingestellte Zuschaltschwelle. Die Verbraucher werden von der vorgeschalteten
Stromversorgung versorgt. Falls ein Akku-Modul angeschlossen ist, wird dieses geladen. Im Normalbetrieb leuchtet die
grüne Leuchtdiode
(o.k.) und der Relaiskontakt
X2.2 – X2.3 (o.k.) ist geschlossen.
„>85% Vollladung“,
d.h. Akkuladung größer 85%. Es leuchtet die zweite
grüne Leuchtdiode
(Bat>85%) und der Relaiskontakt X2.7 – X2.8 ist geschlossen. (zweite
grüne Leuchtdiode aus und Relaiskontakt X2.7 – X2.8 offen (Ruhestellung bei abgeschaltetem Gerät) bedeutet : Bat<85%, d.h. Akkuladung unter 85%)
„Pufferbetrieb“,
d.h. die Eingangsspannung ist niedriger als die eingestellte Zuschaltschwelle. Die Verbraucher werden vom Akku-Modul versorgt. Im Pufferbetrieb
leuchtet die
gelbe Leuchtdiode
(Bat) und der Relaiskontakt X2.1 – X2.2 (Bat) ist geschlossen (Ruhestellung bei abgeschaltetem Gerät).
Alarmmeldung “Pufferbereitschaft fehlt“:
Bei Signal „Pufferbereitschaft fehlt“
leuchtet die
rote Leuchtdiode
(Alarm) und der Relaiskontakt X2.4 – X2.5 (Alarm)
ist geschlossen (Ruhestellung bei abgeschaltetem Gerät). Ursachen für eine fehlende Pufferbereitschaft
im Normalbetrieb
können sein:
Betriebszustand OFF, kein Akku-Modul angeschlossen, verpolter oder defekter Akku (Akkuspannung < 18,5V) oder Drahtbruch zwischen Akku und USV-Modul.
Die Abfrage von Betriebszustand ON/OFF, verpolter, defekter oder kein Akku sowie Drahtbruch und somit auch die Ausgabe des Signals erfolgt im Normalbetrieb alle
20s. Nach Fehlerende erfolgt die Rücksetzung nach der nächsten Abfrage.
Blinkt das Signal im 2s Takt, so ist der Akku zwar defekt, jedoch kann ein Pufferbetrieb noch erfolgen. Die angegebenen Pufferzeiten können allerdings nicht mehr
eingehalten werden. Das Akku-Modul ist auszutauschen.
Im Pufferbetrieb bedeutet das Signal „Alarm“, dass die Akkuspannung auf <20,4V gesunken ist und eine Zwangsabschaltung zum Schutz des Akkus unmittelbar bevor
steht. Nach Abschaltung des Akkus aufgrund Überlast, Kurzschluss, Tiefentladeschutz oder abgelaufener Pufferzeit erlischt die rote Leuchtdiode (Alarm), der
Relaiskontakt X2.4 – X2.5 bleibt geschlossen. Belastbarkeit der Relaiskontakte: 60V DC / 1A oder 30V AC / 1A
Schnittstelle:
Bei der Type
6EP1931-2EC31
werden die Signale zusätzlich über eine PC-fähige serielle Schnittstelle
ausgegeben. Die Signale werden mit einem jeweils 5 Zeichen langen String ausgegeben. Nachstehende Tabelle zeigt
die Zuordnung. Bei defektem Akku wechselt das Signal „Alarm/Pufferbereitschaft vorhanden“ mit einer Frequenz von
0,25Hz im Tastverhältnis 0,5. Ein Softwaretool zum Auslesen und Verarbeiten der Signale steht im Internet unter
http://www.ad.siemens.de/sitop kostenlos zur Verfügung. Hier sind auch weitere Informationen zur Schnittstelle
angeführt.
Technische Ausführung:
8N1 Senden und Empfangen, 9600 Baud, 8 Datenbit, 1 Stoppbit, kein Paritätsbit, Ausgabe der
Signalzustände alle 84ms
±
20%; 29ms
±
20% Datenausgabe; 55ms
±
20% Pause. Die PC-Schnittstelle muss eine
sichere elektrische Trennung nach EN 60950 aufweisen. Die Verbindung zum PC erfolgt über ein 1:1 durchverbundenes
9pol. SUB-D-Verlängerungskabel (Stecker/Buchse), wobei nur 3 Pole benötigt werden. (Pin2, Pin3, Pin7).
Sendedaten:
Pin2: RXD (Datenleitung, entspricht Pin3 bei 25-pol. Stecker/Buchse); Pin 3: TDX (negative Versorgung für
Schnittstelle, entspricht Pin2 bei einem 25-pol. Stecker/Buchse); Pin 7: RTS (positive Versorgung für Schnittstelle sowie
gleichzeitig Dateneingangsleitung für Remotesignal, entspricht Pin4 bei einem 25-pol. Stecker/Buchse).
Empfangsdaten:
Pin7 (entspricht Pin4 bei einem 25-pol. Stecker/Buchse): Signal Remote Timerstart. Startet den Timer
im DC-USV-Modul mit der dort eingestellten Überbrückungszeit (Tabelle 2) (Nur bei Einstellung „maximale Zeitdauer“
und „Unterbrechung“). Nach der eingestellten Überbrückungszeit wird der Pufferbetrieb beendet bzw. die
Ausgangsspannung unterbrochen. Verlauf des erforderlichen Remotesignals siehe Diagramm 1 (Seite 8), wird erzeugt
durch Zu- und Abschalten der Versorgungsspannung.
Signal
Klartext
Pufferbereitschaft vorhanden
Pufferbereitschaft fehlt
BUFRD
ALARM
Normalbetrieb
kein Normalbetrieb
DC_OK
DC_LO
kein Pufferbetrieb
Pufferbetrieb
*****
*BAT*
≥
85% Vollladung
≤
85% Vollladung
BA>85
BA<85
USB:
Bei der Type
6EP1931-2EC41
werden die Signale zusätzlich über eine PC-fähige USB-Schnittstelle ausgegeben. Die Signale werden wie bei der seriellen
Schnittstelle mit einem jeweils 5 Zeichen langen String ausgegeben. Es gilt die obenstehende Tabelle. Ein Softwaretool zum Auslesen und Verarbeiten der Signale steht
im Internet unter http://www.ad.siemens.de/sitop kostenlos zur Verfügung. Hier sind auch weitere Informationen zur Schnittstelle angeführt.
Technische Ausführung:
Die USB Schnittstelle entspricht der Spezifikation 2.0. Die Kommunikation erfolgt aber nur mit Full Speed, d.h. 12Mbit/s, die USB-
Optionsbaugruppe wird von der DC-USV mit +5V versorgt („self powered“), Ausgabe der Signalzustände alle 75ms
±
20%; 29ms
±
20% Datenausgabe; 46ms
±
20%
Pause. Die Verbindung zum PC erfolgt über ein handelsübliches 4-adriges, geschirmtes USB-Kabel mit einem Wellenwiderstand von 90Ohm, einem USB Series „A“
Stecker zum PC und einem USB Series „B“ Stecker zur DC-USV und einer maximalen Länge von 5m. Das Kabel besteht aus zwei 28 bis 20 AWG „non-twisted“ USB-
Versorgungsleitungen (VBUS und GND) und aus zwei 28 AWG „twisted pair“ Datenleitungen (D+ und D-).
Steckerbelegung: Pin 1: VBUS (+4,40V ... +5,25V DC), Sendedaten auf Pin2 (D-) und Pin 3 (D+), Pin 4: GND.
Empfangsdaten: Der Empfang des Zeichens „R“ (Signal Remote Timerstart) startet den Timer im DC-USV-Modul mit der dort eingestellten Überbrückungszeit (Tabelle 2)
(Nur bei Einstellung „maximale Zeitdauer“ und „Unterbrechung“). Nach der eingestellten Überbrückungszeit wird der Pufferbetrieb beendet bzw. die Ausgangsspannung
unterbrochen.
Umgebung
Einsatzbedingungen nach EN 60721-3-3, Klimaklasse 3K3 (relative Luftfeuchte
5% bis 85% und absolute Luftfeuchte 1 g/m³ bis 25 g/m³; keine Betauung).
Ortsfester Einsatz, wettergeschützt, Verschmutzungsgrad 2
Temperatur für Lagerung und Transport: -40 bis +70°C
Temperatur für Betrieb: 0 bis +60°C
Gewicht
6EP1931-2EC21 0,4kg
6EP1931-2EC31/41 0,45kg
Vorschriften
Schutzart: IP20 nach EN60529 (VDE 0470 Teil1)
Schutzklasse III nach EN60950
VDE 0100 Teil 410 (IEC 364-4-41)
VDE 0106 Teil 1 (IEC 536)
VDE 0113 Teil 1 (EN 60204-1)
IEC 61131; ; UL 508 / CSA C22.2 File E197259
Funkentstört nach EN55022, Grenzwertkurve B
Störfestigkeit nach EN 61000-6-2
Montagehinweise
Das Gerät ist zwecks ordnungsgemäßer Entwärmung vertikal so zu montieren, dass die Eingangsklemmen und die Ausgangsklemmen und Zuluftschlitze unten sind.
Unterhalb und oberhalb des Gerätes soll mindestens ein Freiraum von je 50mm eingehalten werden. Montage / Demontage siehe Bild Seite 8.
Vor Beginn der Installations oder Instandhaltungsarbeiten ist der Hauptschalter der Anlage auszuschalten und gegen Wiedereinschalten zu sichern. Es ist die
Betriebsanleitung von SITOP power zu beachten.
Die Sicherung am Akku-Modul ist bei allen Arbeiten zu entfernen.
Anschluß und Klemmenbelegung
Klemmen
Funktion
Anschlußwert
Anschlußlänge Bemerkung
X1.1
Eingangsspannung DC 24V
1,0 ... 4mm
2
bis 3m
Schraubklemmen für Schraubendreher mit
X1.3, X1.5
Ausgangsspannung DC 24V
17...11 AWG
4,5mm Klingenbreite
X1.2/X1.4, X1.6 Ein/Ausgangsspannung DC 0V
X1.7/X1.8
Akku-Modul DC 24V
bis 3m
empfohlenes Anzugsmoment 0,7-0,9Nm
X2.1,2,3
Signal: Normalbetrieb / Pufferbetrieb
0,5... 2,5mm
2
bis 3m
Schraubklemmen für Schraubendreher mit
X2.4,5,6
Signal: Pufferbereitschaft fehlt / vorhanden
20...13 AWG
bis 3m
3,5mm Klingenbreite
X2.7,8
Signal: Ladezustand >85%
bis 3m
X2.9/X2.10
On/Off – Brücke (keine Brücke =Off)
bis 3m
empfohlenes Anzugsmoment 0,5-0,7Nm
X3
Serielle Schnittstelle bzw. USB-Schnittstelle
Siehe Beschreibung oben
!
ACHTUNG
Die externe Beschaltung
aller
Klemmen (auch Signal- und Meldekontakte) muss den Anforderungen an SELV-Kreise nach
VDE 0805 / EN 60950 genügen.
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SITOP DC-USV-Modul 15
English
!
WARNINGS
Only properly qualified personnel may work on or around this equipment.
The successful and safe operation of this equipment is dependent on proper handling, storage and installation. Correct functioning is also
dependent on the use of SITOP battery modules (e.g. battery modules of type 6EP1935-6MD11, 6EP1935-6MD31, 6EP1935-6ME21or 6EP1935-
6MF01.
The charging current level and the end-of-charge voltage must be adjusted with DIP-switches to the settings recommended under "Technical Data".
Setting incorrect current and voltage values reduces the life of the battery and may cause irreparable battery damage.
CAUTION
Only trained personnel may open the unit.
Electrostatically sensitive devices (ESD)
Description and Design
The DC-UPS module 15 is a chassis unit in the SITOP power product range for mounting on a DIN rail of type DIN EN 50022-35x15/7.5.
The modules and the battery modules must be installed in accordance with the applicable DIN/VDE specifications or pertinent regulations in the country of installation (e.g.
VDE 0510 Part2 / EN 50272-2).
In conjunction with the battery module, it buffers a proportion of the load current (max. 6A) of 24V load current supplies in the SITOP range.
Input "Input L+" on the DC-UPS module must be connected to output L+ of the 24V DC power supply unit and input "Input M" to output M of the power supply unit. The
battery module is connected to terminals +Bat and –Bat.
The loads to be buffered are supplied via outputs "Output L+" and "Output M" on the DC-UPS module with the
voltage connected to the input. If the 24V DC supply voltage fails or drops below the set cut-in threshold, the battery module, which is maintained at full charge in
continuous supply mode, is connected in to supply the loads.
The battery cut-in threshold, end-of-charge voltage, charging current and the buffering time can be set via DIP-switches. A switch is provided for setting a defined buffering
(stored energy) time with subsequent disconnection of the battery (see Settings).
The operating states of the DC-UPS module 6 are signaled by four LEDs, two floating changeover and one normally-open contacts and a serial interface (6EP1931-2EC31
only) or USB-interface (6EP1931-2EC41 only) (see Signaling) and the control signal “Remote Timerstart”.
Technical Data
Input quantities:
Rated input voltage: 24V DC
Operating voltage range: 22 to 29V DC
Max. input current at 24V and battery charging: 16.0A DC
Max. input current at 24V and charged battery: 15.1A DC
Battery current in floating operation: 15.1A DC
Max. quiescent current consumption of the battery appr. 0.3mA
Power loss at 24V and battery charging: appr. 16.0W
Power loss at 24V and charged battery: appr. 14.0W
Power loss in floating operation: appr. 15.0W
Output quantities:
Rated output DC voltage: V
A1
= 24V DC
Rated output direct current: I
A1
= 15A DC
Output current range: I
A1
= 0 … 15A DC
Output characteristic of charging regulator:
The battery module is charged at an adjustable constant current until the
set end-of-charge voltage is reached.
End-of-charge voltage: V
A2
= 26.3 to 29.3V DC
Charging current: I
A2
= 0.35 or 0.7A DC
Settings
Setting the cut-in threshold:
If the input voltage drops below the selected cut-in threshold voltage, the UPS module switches over to floating operation. The loads are then supplied solely by the battery
module. The cut-in threshold is set via three DIP-switches (see page 2 for position) according to table 2 (see page 7).
Setting range: 22.0 to 25.5V DC in 0.5-steps (delivery state: 22.5V DC
±
0.1V), accuracy
±
1.8%
Setting the charging current:
The battery module is charged at a constant current until the selected end-of-charge voltage is reached. The charging operation is then ended. When setting the charging
current, please read the instructions for the relevant battery module in order to select the optimum setting. The charging current is set by one DIP-switch (see page 2 for
position).
Setting range: 0.35A DC
±
0.1A DC or 0.7A DC
±
0.1A DC (delivery state: 0.7A DC
±
0.1A DC)
Setting the end-of-charge voltage:
The end-of-charge voltage depends on the battery type and on the battery´s ambient operating temperature. Table 1 (see page 7) shows the end-of-charge voltages for
specific battery modules at different temperatures. It is possible to interpolate between these values. The voltage is set by six DIP-switches (see page 2 for position)
according to table 3
(see page 7).
Setting range: 26.3 to 29.2V DC in 0.1V-steps (delivery state: 27.0V DC
±
0.1V for +25°C lead-gel-battery temperature), accuracy
±
0.7%
Setting the operating state ON/OFF:
To prevent the battery from being discharged unintentionally (e.g. when the system power is disconnected), the DC-UPS module can be switched with a DIP-switch (or a
wire jumper (or floating connection) inserted between terminals X2.9 and X2.10) to operating state "OFF" (delivery state). In the "ON" state (DIP-switch closed or terminals
X2.8 and X2.9 connected with a floating normally-open contact (V
max
= 15V DC, I
max
= 10mA) ), the DC-UPS module is fully functional according to specification. In the
"OFF" state, the module does not switch over to floating operation when the mains supply is disconnected but remains functional in every other respect. If the module is
switched to "OFF" in floating operation, it stops operating in floating mode.
During normal operation, the polling interval for the ON/OFF setting is appr. 20s.
Setting the buffering time:
The buffering time is set via six DIP-switches (see page 2 for position) as illustrated in Table 4 (see page 7) in 10s-steps from 5s to 635s. By switch 1 (delivery state max.
time) you can choose whether floating operation will be terminated after a prespecified period or when the exhaustive discharge threshold of the battery (= maximum
buffering time) is reached (delivery state: max. buffering time). Using a 6EP1931-2EC31 or 6EP1931-2EC41 the remote signal starts the timer to terminate after a
prespecified period (switch 1 has to be in position Off and switch interruption in position On). Once the battery has been disconnected, there is no way in which floating
operation can be restarted again by altering the switch setting. Only when the input voltage has recovered floating operation can be resumed. The buffering time is a
minimum of 10 minutes until discharge to 20.4V DC with a charged battery module type 6EP1935-6MD11 (3.2Ah) and a load current of 5A. (requires a new battery modul
with a temperature of the battery above +20°C)
Interruption of the output voltage:
By a DIP-switch you can choose if the output voltage is interrupted for 5 s at the end of the buffering time or not (delivery state : no interruption). Using a 6EP1931-2EC31
or 6EP1931-2EC41 and set “max. time” an interruption is started by the remote signal.
Protective and Monitoring Functions
Reverse polarity protection:
The UPS module is electronically protected against polarity reversal of the input voltage and battery.
Overcurrent and short-circuit protection:
The UPS module is protected by an internal current limitation (typ. 25 to 40A for appr. 20
ms at a short-circuit,
1.05 to 1.4 I
N
for appr. 80ms at a overcurrent) in normal and floating operations. An internal 16A-fuse (not accessible) protects the module in case of failure. Automatic
restart attempts are made appr. every 20s.
Exhaustive discharge protection:
Lead-acid batteries may only be discharged down to a certain voltage (exhaustive discharge threshold). Allowing them to
discharge further will reduce their service life and may result in irreparable battery damage. In order to protect the battery against damage, the UPS module is shut down in
store mode and the loads disconnected from the battery as soon as the battery voltage drops below typ. 19V DC (range 19.5 to 18.5V DC) in floating operation.
Battery test:
In order to guarantee reliable floating operation, the battery module must be checked to ensure that it is fully functional. For this reason, the connected
battery module is tested every 4 hours under normal operation. The test is carried out only if the battery has not operated in floating mode or been disconnected within this
4 hour period. The battery test is not performed for applications in which floating operation is activated regularly at shorter intervals. A defective battery is signaled by a
flashing alarm and must be replaced then.
Siemens AG Österreich, 08/2004
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SITOP DC-USV-Modul 15
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