ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL - Repositorio...

ESCUELA POLITÉCNICA

NACIONAL

ESCUELA DE INGENIERÍA

DISEÑO DE UN ACCIONAMIENTO REMOTO DE EMERGENCIA PARA LA

COMPUERTA DEL CANAL DE ALIMENTACIÓN PARA LA CENTRAL

HIDRÁULICA ALAO CON RTUs SIEMENS

PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TITULO DE INGENIERO

EN ELECTRÓNICA Y CONTROL

RAMIRO EDUARDO CORDÓN SALGADO

DIRECTOR: ING. PATRICIO CHICO

Quito, Noviembre del 2001

DECLARACIÓN

Yo Ramiro Eduardo Cordón Salgado, declaro bajo juramento que el trabajo aquí

descrito es de mi autoría; que no ha sido previamente presentada para ningún

grado o calificación profesional; y, que he consultado las referencias

bibliográficas que se incluyen en este documento,

A través de la presente declaración cedo mis derechos de propiedad intelectual

correspondientes a este trabajo, a la Escuela Politécnica Nacional, según lo

establecido por la Ley de Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la

normatividad institucional vigente

CERTIFICACIÓN

Certifico que el presente trabajo fue desarrollado

por el Sr. Ramiro Eduardo Gordón Salegado bajo

mi supervisión.

'atricio ChicoDirector

DEDICATORIA

A mis padres que hicieron posible que

culmine mis estudios y a mi esposa e hijos

que me apoyaron durante la realización de

este trabajo.

AGRADECIMIENTO

AI Ing. Patrico Chico por su colaboración y

consejos que han contribuido al perfeccionamiento

de este trabajo.

CONTENIDO

Pag.

RESUMEN 1

PRESENTACIÓN 3

1.1 DEFINICIÓN Y CAMPO DE LA TELEMETRÍA 5

1.2 TENDENCIAS Y REQUERIMIENTOS DE LA INDUSTRIA EN 7

TELEMETRÍA

1.3 TECNOLOGÍAS DE COMUNICACIÓN UTILIZADAS EN 10

TELEMETRÍA

1.4 TÉCNICAS DE COMUNICACIÓN UTILIZADAS EN 15

TELEMETRÍA

1.5 TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE DATOS 18

1.5.1 Técnicas de "PoIIing" 18

1.5.2 Polling con Técnicas de excepción 19

1.5.3 Reporte no solicitado con técnicas de excepción 20

1.6 TELEMETRÍA Y TELEMANDO 21

1.7 PROTOCOLOS 23

II SINAUT: SISTEMAS DE TELEMETRÍA SIEMENS

2.1 BREVE REVISIÓN DEL SISTEMA DE TELEMETRÍA 26

2.1.1 Características generales del sistema 26

Pag.2.1.2 Estación de Telecontrol SINAUTST100 28

2.1.3 Estación de Telecontrol SINAUTST115 31

2.2 SOFTWARE STANDARD DE LAS RTUS: SiNAUT 33

2.2.1 Procesamiento de datos en la Estación de Telecontrol 34

2.3 TIM: MÓDULOS DE INTERFACES DE TELECONTROL 37

2.3.1 TIM 11 37

2.3.2 TIM 01 IB 38

2.3.3 Los TIMs y las tecnologías de comunicación 38

2.3.4 Datos adicionales sobre los TIMs 39

2.4 PROTOCOLO SINAUT ST 40

2.4.1 Modo de PoIIing 41

2.4.2 Modo Cíclico 41

2.4.3 Modo Espontáneo 41

2.4.4 Proceso de compilación, transmisión y recepción 42

2.4.5 Tipos de datos 42

2.4.6 Mensajes 43

2.4.6.1 Mensajes de solicitud general y específica 45

2.4.7 Modo o técnica, de recolección de datos "polling" 46

2.4.7.1 Ciclo principal y secundario 49

2.4.7.2 Polling continuo 49

2.4.7.3 Comportamiento cuando falla la comunicación 50

2.4.8 Estructura de los mensajes en el protocolo SINAUT ST 50

2.4.8.1 Estructura del mensaje de datos 51

2.4.8.2 Estructura del mensaje de "polling" 51

2.4.8.3 Estructura del mensaje de "acuse recibo" 51

2.5 ESTRUCTURAS DE RED 53

2.5.1 Conexión Punto a Punto 53

2.5.2 Red Multipunto 53

2.5.3 Red en Estrella 54

2.5.4 Redes Telefónicas Públicas 55

Pag.PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

3.1 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA 56

3.1.1 Situación geográfica 56

3.1.2 Descripción del problema 58

3.1.3 Hipótesis del trabajo 63

3.2 REQUERIMIENTOS DEL SISTEMA 65

3.2.1 Requerimientos técnicos 66

IV DISEÑO DEL SISTEMA

4.1 PRELIMINARES 69

4.1.1 Descripción del Sistema propuesto . 69

4.1.1.1 Criterios para la configuración básica de las Estaciones 69

4.1.1.2 Criterios para escoger la tecnología de comunicación 73

4.1.1.3 Respaldo de energía 74

4.1.1.4 Tipo de accionamiento para la compuerta 75

4.1.2 Requerimientos de los posibles usuarios 76

4.2 DISEÑO 77

4.2.1 Diseño de los tableros de las RTUs 77

4.2.1.1 Dimensionamiento de las RTUs 77

4.2.1.2 Diseño de los tableros (equipo adicional) 86

4.2.2 Requerimientos técnicos de la instrumentación 93

4.2.3 Requerimientos técnicos del medio de comunicación 101

4.2.4 Diseño del accionamiento mecánico de ¡a compuerta 105

4.2.5 Diseño sistema de respaldo de energía para tableros 106

4.2.6 Dimensiones de los tableros 107

4.2.7 Flujogramas básicos de la programación de las RTUs 108

4.2.7.1 Flujograma de la Estación Maestra 109

4.2.7.2 Flujograma de la Estación de Tanque de Balance 110

4.2.7.3 Flujograma de la Estación de Ishpe 111

Pag.4.3 PLANOS 112

V CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 126

BIBLIOGRAFÍA 130

ANEXOS

A Presupuesto Referencia! 133

B Esquema solución mecánica para el accionamiento 135

C Tareas a programar en las RTUs y definición de bits en el 138

tráfico de datos

D Hojas de datos del Sistema SINAUT - 146

E Hojas de datos de los equipos que se pueden utilizar 203

F Certificado 253

RESUMEN

Este trabajo está orientado a solucionar un problema práctico, que es el tipo de

problema que comúnmente afrontará cualquier egresado de una carrera de

Ingeniería en Electrónica y Control en su vida profesional en un medio de trabajo

como el que se presenta en nuestro país donde no tenemos tecnología propia.

Por lo tanto debemos utilizar y acondicionar los conocimientos y las técnicas

desarrolladas en otros países para dar las mejores soluciones posibles a dichos

problemas.

En el capítulo I se realiza un estudio breve de la tecnología de Telemetría y

Telecontrol que servirá como fundamento para encontrar la solución al problema

planteado. Se revisan algunos campos de acción que cubren estos sistemas, lo

que la industria mundial requiere de esta tecnología, las técnicas y tecnologías de

telecomunicación que usan estos sistemas, técnicas de recolección de datos

remotos disponibles y los protocolos de comunicación que usualmente- están

disponibles en los sistemas de telemetría.

El capítulo II está dedicado a un detenido estudio del sistema SINAUT ST

desarrollado por la empresa de productos y sistemas electrónicos Siemens AG de

Alemania. El estudio abarca una revisión general del sistema, del software,

hardware y firmware que constituyen el sistema sobre todo los procesadores de

comunicación que establecen el enlace entre las RTUs y el medio de

comunicación. También se hace una descripción del funcionamiento del protocolo

SINAUT y una rápida visión de la topología de redes de telemetría y telecontrol

que se pueden construir con este sistema.

En el capítulo III se plantea el problema que es motivo de este trabajo, se ubica

geográficamente el lugar donde el caso planteado se produce, luego se describe

todos los aspectos del problema resaltando las condiciones humanas, técnicas y

Resumen Pap. 2

geográficas del entorno para finalmente plantear la solución y los requerimientos

básicos que esta debería cumplir.

Basados en los requerimientos básicos que se plantean en el capítulo III, a lo

largo del capítulo IV se procede al diseño del sistema de Telemetría y Telemando.

Para ello se hace una descripción del sistema propuesto que naturalmente estará

basado en SINAUT ST, dejándose planteado los criterios con los que se

dimensionará las estaciones de telemando, el medio de comunicación entre las

estaciones y el sistema de accionamiento de la compuerta. Así mismo se remarca

los requerimientos desde el punto de vista de los usuarios. Luego, se pasa ya al

diseño del sistema empezando por el dimensionamiento de las estaciones de

telecontrol, pasando por el medio de comunicación, el respaldo de energía, la

instrumentación y se determinan las características técnicas de los diferentes

elementos y dispositivos del sistema. Respecto al accionamiento mecánico se

llega a dejar los requerimientos básicos que debería cumplir el accionamiento

para acoplarse al sistema de control de manera de formar un todo efectivo en el

caso de emergencia.

El capítulo V está destinado a las conclusiones, aportes y recomendaciones en

función del trabajo abordado en esta tesis.

En el Apéndice se adjuntarán catálogos y folletos de SINAUT ST y de algunos

elementos comerciales que pueden utilizarse en la construcción del sistema.

Estos documentos permitirán aclarar y aumentar los conocimientos del lector que

desee profundizar sobre el tema.

PRESENTACIÓN

En el año de 1987, ya hace 14 años, egresé de la Facultad de Ingeniería. En ese

entonces mi idea de realizar un trabajo de Tesis de Grado era realizar un diseño y

construcción espectacular que demostraran en forma práctica todos los

conocimientos adquiridos en la E.P.N. El resultado fue que debido a la falta de

recursos económicos y a las limitaciones técnicas, ese trabajo se convirtió en una

tarea interminable. Hoy, luego de estos años de práctica laboral y ejercicio de la

profesión esa idea ha cambiado. Por ese motivo, este trabajo esta orientado a

solucionar un problema práctico, que es el tipo de problema que comúnmente

afrontará cualquier egresado de una carrera de Ingeniería en Electrónica y

Control en su vida profesional, donde deberá utilizar y acondicionar los

conocimientos y las técnicas desarrolladas en otros países para dar las mejores

soluciones posibles a dichos problemas.

El trabajo desarrollado en esta Tesis de Grado está basado en un diseño

realizado por mi persona (ver certificado en Anexo F) para la construcción de un

sistema similar, el cual fue instalado y funciona satisfactoriamente. Sin embargo,

se han incorporado mejoras en el diseño descrito en las siguientes secciones

para perfeccionarlo, basándose en los problemas y soluciones que se adoptaron

en la ¡mplementación práctica del proyecto.

Se espera que la principal contribución de este trabajo sea el trasmitir al lector la

experiencia adquirida a través de los años y en el mundo real, así como

concienciar a los nuevos egresados para que en su vida profesional utilicen todos

los recursos que ponen a su disposición las diferentes técnicas desarrolladas en

países donde se realiza investigación con suficientes recursos económicos y

técnicos; tratando de no desperdiciar los pocos recursos de Nuestro País en

Presentación Pag. 4

investigar temas que ya han sido suficientemente desarrollados en otros sitios del

mundo y que ya están a nuestra disposición.

CAPITULO 1

INTRODUCCIÓN A SISTEMAS DE TELEMETRÍA

1.1 DEFINICIÓN Y CAMPO DE LA TELEMETRÍA.

La Telemetría es un mecanismo por el cual se intercambia información con

localizaciones ubicadas a gran distancia (remotas) con el propósito de realizar

control y monitorización. Ha tenido amplia aplicación en las más variadas

industrias. Esta técnica cubre en complejidad desde sistemas con algunas

entradas y salidas para monitorización hasta el control de sistemas de

lanzamiento de naves espaciales y su funcionamiento en órbita.

Los componentes claves de un sistema de telemetría son:

• Las RTU (Remote Terminal Unit),

• Los sistemas SCADA (Supervisory Control and Acquisition),

. Los protocolos de comunicación y la red física de comunicación.

DEFINICIÓN DE RTU Y SCADA.

La RTU es un dispositivo remoto, el cual es responsable por la adquisición de la

información "real" desde los equipos de campo. Prepara, y en algunos casos

interpreta, los datos de los equipos de campo y los pone en el formato del

protocolo de comunicación, listos para ser trasmitidos por el medio físico de

comunicación1. Las RTUs pueden recibir la información a través de señales

eléctricas conectadas directamente a ellas o por medio de un enlace serial de

datos desde dispositivos con mayor inteligencia. También pueden realizar

funciones de control local.

Un sistema SCADA comprende uno o más computadores, proveyendo una

Introducción a Sistemas de Telemetría Pag. 6

¡nterface a la red de comunicación física y por lo tanto a las RTUs, así como

también a los operadores para que estos puedan mirar los datos enviados por las

RTUs1.

Estos datos pueden ser modelados, almacenados para una recuperación

posterior, analizados y transferidos hacia otros sistemas. Muy frecuentemente, un

sistema SCADA provee una interface de control para enviar datos a las RTUs:

puede ser por medio de comandos del operador, secuencias automáticas

desencadenadas como respuesta a los datos enviados desde las RTUs o desde

otros sistemas.

DEFINICIÓN DE PROTOCOLO Y RED DE COMUNICACIÓN.

Los protocolos de comunicación son los lenguajes usados para transmitir y

recibir datos por la red de comunicación física1. Un protocolo puede definir quien

envía los datos, el significado del mensaje enviado, verificando además la

información para asegurar que llega completa y que está libre de errores. Tanto el

receptor como el transmisor de los mensajes deben usar el mismo protocolo de

manera que puedan entender los mensajes enviados.

La red de comunicación facilita el medio físico para la transferencia de ía

información: desde una RTU al sistema SCADA, desde una RTU a otra RTU y en

algunos casos entre sistemas SCADA1. Hay un gran número de tecnologías

utilizadas para redes de comunicación en telemetría. El tipo de red que se escoja

para un sistema de telemetría, en una aplicación determinada, es crítico para la

operación del mismo y puede determinar su costo.

La red y la técnica escogida para el sistema de telemetría pueden tener un gran

impacto en la velocidad y efectividad con que este entrega los resultados, por eso

al diseñar una aplicación se debe tener mucho cuidado al escoger la tecnología

usada en los diferentes niveles.

Introducción a Sistemas de Telemetría Pap. 7

1.2 TENDENCIAS Y REQUERIMIENTOS DE LA INDUSTRIA ENTELEMETRÍA

En esta sección se explica los requerimientos y tendencias en telemetría. La

industria de Tratamiento de Aguas y de la Electricidad son algunas de las que

más han generalizado el uso de estos sistemas. Sin embargo, existen otras

industrias en las cuales se utiliza telemetría como son las de distribución de gas,

derivados, petróleo, etc.

Cada industria y aplicación tienen sus propios requerimientos, no obstante la

mayoría de ellos son satisfechos con la tecnología actualmente disponible.

Existen en el mercado sistemas que disponen de una gran flexibilidad en lo que

se refiere a las técnicas comunicación, protocolos, expandibilidad y capacidad de

control, por lo que pueden tener una amplia gama de usos.

EN EL CAMPO DE LA DISTRIBUCIÓN Y TRANSMISIÓN ELÉCTRICA

Los requerimientos de la industria en este campo incluyen suministro continuo,

seguridad, bajos costos de producción y distribución, interoperabilidad entre

sistemas, etc. Los sistemas de telemetría han contribuido a cumplir con este

objetivo.

La industria de la electricidad usa RTUs de gran capacidad, en sitios como las

subestaciones donde se tiene gran cantidad de entradas y salidas provenientes

de interruptores y alimentadores. La tendencia más reciente es hacia el uso de

enlaces de datos con instrumentación inteligente (basada en microprocesadores)

lo que reduce la cantidad de entradas/salidas que deben disponer las RTUs. La

información que se puede recuperar de este tipo de instrumentación por medio de

un canal de comunicación serial tiene alta resolución, es en tiempo real y puede

ser muy compleja. También se utiliza un gran número de RTUs de baja capacidad

en estaciones de desconexión y para monitorización remota de variables

eléctricas.


En cuanto al medio físico de comunicación, la tendencia es cambiarse de un

medio alámbrico a sistemas basados en radio que ya han probado su eficiencia.

En este orden, los países que marcan la pauta son EEUU y Alemania, existiendo

un movimiento hacia la estandarización en cuanto a equipos y protocolos de

comunicación1.

EN EL CAMPO DEL TRATAMIENTO Y DISTRIBUCIÓN DE AGUA

Los requerimientos en telemetría de esta industria tienen relación con asegurar la

continuidad del suministro de agua, incrementar la automatización de los

sistemas y controlar la contaminación ambiental.

La industria del agua ha aumentado el uso de sistemas SCADA complejos para

medir el consumo con propósitos de facturación, análisis de la distribución de

agua para detección de fugas, optimización del uso de energía en estaciones de

bombeo y determinación del flujo de aguas de desecho. Como parte importante

de estos sistemas se utilizan RTUs que transmiten información en tiempo real.

La tendencia actual es para mejorar la recopilación e interpretación de los datos

tomados de los sitios remotos, esto requiere sistemas de telemetría flexibles que

además tengan la posibilidad de enlazarse con grandes sistemas de control

basados en PLCs (Programable Logic Controller) que siempre han realizado el

control local.

Dado que los sitios donde se recoge la información son reservónos, estaciones

de bombeo y plantas de tratamiento; la velocidad de muestreo es baja así como

también la cantidad de datos a recopilar. Adicionalmente, la comunicación en este

tipo de aplicaciones requiere cubrir amplias áreas. Dependiendo de la distancia,

el medio de transmisión de datos puede variar mucho. Generalmente se utilizan

medios lentos y de bajo costo como líneas de teléfono públicas o dedicadas.


Pero, debido al gran desarrollo alcanzado por la transmisión de datos por radio,

este sistema está siendo ampliamente aplicado. En algunos casos se ha recurrido

incluso a comunicación satelital en lugares de difícil acceso.

Igualmente en este segmento de la industria se busca la estandarización en

cuanto a equipos y protocolos de comunicación.

EN LA INDUSTRIA DE LA DISTRIBUCIÓN DE GAS Y PETRÓLEO

Las necesidades en la Industria del Gas y Petróleo tienen su origen en el

transporte de estos combustibles por medio de ductos, por lo que los sistemas de

telemetría en este caso deben cubrir grandes distancias.

Generalmente, la cantidad de RTUs por área geográfica es menor que en las

industrias del agua y electricidad.

Al igual que en los sectores anteriormente mencionados, los requerimientos en

telemetría de esta industria tienen relación con asegurar la continuidad del

suministro, incrementar la automatización de los sistemas, evitar fugas y dar un

alto nivel de seguridad pública.

Sistemas de radio troncalizado y líneas telefónicas públicas han sido los medios

preferidos de comunicación. Sin embargo, actualmente se está tendiendo a

utilizar la comunicación por fibra óptica para enlazar las RTUs que se instalan a lo

largo del ducto.

Otros sitios que se integran a sistemas de control centralizados mediante grandes

SCADAs, en la industria del petróleo; son los tanques de almacenamiento,

terminales de despacho y cabeceras de distribución. Los niveles de alta

seguridad y disponibilidad que estas facilidades requieren hacen necesario la

utilización de RTUs en "hot - standby" y configuraciones redundantes que pocos


sistemas en el mercado pueden ofrecer. Además, el sistema de telemetría debe

permitir funciones para detectar fugas, localizar fugas, realizar recetas (batching)

y garantizar una operación segura en condiciones críticas como en el caso de

flujos inversos2.

EN LA INDUSTRIA DE LA MINERA

Los sistemas de telemetría en la industria minera son utilizados típicamente sobre

áreas mucho más pequeñas que en otras aplicaciones. Existen algunos usos de

sistemas de telemetría móviles en operaciones a "cielo abierto", los cuales,

naturalmente son con radio. Bajo tierra, en los túneles los requerimientos son de

sistemas con Seguridad Intrínseca (IS) por lo que el tipo comunicación es

esencialmente por Fibra Óptica (FO).

1.3 TECNOLOGÍAS DE COMUNICACIÓN UTILIZADAS ENTELEMETRÍA

Como en muchas tecnologías, dentro de la telemetría están involucradas todas

las técnicas de comunicación disponibles (Fig. 1.1). Las tecnologías usadas en

telemetría son frecuentemente diferentes de otras disciplinas de comunicación

tales como la de redes de computadores, aunque a veces se ha utilizado estas en

aplicaciones donde el ancho de banda es alto. Según el documento de la

referencia 1 estas son:

RADIO

Una de las tecnologías de comunicación mas utilizadas por su alta relación costo-

beneficio es el radio. Hay muchos sistemas de radio, algunos de los cuales son:

Radio Convencional:

• Usualmente se utiliza UHF, pero puede operar en VHF si es necesario.

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• Estos sistemas permiten utilizar técnicas de modulación estándares.

• Se tiene baja velocidad pero permite un alto grado de compatibilidad física y de

modulación entre marcas de radio y los equipos de telemetría.

• Esta tecnología requiere que las RTUs sean capaces de evitar colisiones y

disponer de técnicas de recuperación en aplicaciones "multidrop".

• Es competitiva para transmisión a bajas velocidades.

• En sistemas a 400Mhz se puede proveer acceso a múltiples RTUs sobre un

solo enlace, en un radio promedio de 40Km. si se utiliza repetidoras.

• En sistemas a QOOMhz. se puede cubrir un radio de 25 Km.

Radio para datos:

« Frecuencia de transmisión especializada en 400Mhz/900Mhz.

• Sistema que acepta aplicaciones "multidrop" a 9600 baud.

• Frecuentemente requieren que las RTUs tengan capacidad de evitar colisiones

y de recuperarse en aplicaciones "multidrop".

. Es más costoso que el radio convencional pero puede transmitir un volumen

más alto de datos.

• Usualmente no existe compatibilidad entre equipos de diferentes marcas

debido a las diferencias en las técnicas de modulación que usa cada

fabricante.

• Algunos sistemas ofrecen diagnóstico remoto y facilidades de administración.

Radio Troncalizado:

• Largos tiempos de conexión sobre todo en redes públicas y durante las horas

pico.

• Bajo volumen de datos

• Disponible únicamente en áreas metropolitanas

• Infraestructura mantenida por proveedores externos

. Puede ser una solución para bajos volúmenes de datos y en aplicaciones

móviles.

Introducción a Sistemas de Telemetría Pafl- 13

LÍNEAS TELEFÓNICAS

Las líneas telefónicas fueron alguna vez el medio de comunicación dominante en

sistemas de telemetría. Mientras la telemetría por radio ha ganado popularidad,

las líneas telefónicas continúan siendo utilizadas en varias formas:

Líneas arrendadas (Leased lines):

. Son suministradas por un proveedor de telefonía y ofrecen un bajo costo de

capital asociados con la conexión

• Varias opciones se tienen disponibles: circuitos analógicos de dos hilos,

circuitos analógicos de cuatro hilos, servicios digitales

• Se debe tener cuidado con las limitaciones que este sistema impone; p.e. una

línea punto a punto con modems convencionales no permite aplicaciones de

telemetría "multidrop".

• Algunos servicios de datos digitales son Maestro/Esclavo y no permiten

implementar arreglos complejos de comunicación.

• La infraestructura instalada es usualmente estándar y por lo tanto compatible

con equipos de diferentes marcas.

• Son susceptibles a fallar debido a descargas eléctricas de rayos.

• Las ampliaciones a la red dependen del proveedor

Líneas privadas (Prívate lines):

• Las mayores ventajas que tiene este tipo de líneas son la disponibilidad y

seguridad

• Bajo costo de utilización si la infraestructura ya está instalada

• Realizar ampliaciones puede ser costoso y puede producir problemas

Líneas públicas (Dial up):

• Velocidades de transmisión altos pero con tiempos de conexión a dispositivos

Introducción a Sistemas de Telemetría Paq. 14

remotos muy grandes. Estos tiempos dependen de la cantidad de RTUs que

transmiten datos y por lo tanto es un sistema ineficiente.

• Dependiendo del tamaño del sistema este puede ser lento y costoso si las

llamadas son hechas con frecuencia.

• Puede ser rentable si existen pocas RTUs con grandes distancias de

comunicación y bajas velocidades de transmisión de datos.

• Existen equipos para protección contra sobretensión por rayos

• Se usa comúnmente para aplicaciones locales (distancias menores a 10 Km).

• Alta velocidad de datos para distancias relativamente cortas. Esta es

decrementada rápidamente al aumentar la distancia.

• Puede ser organizada en configuraciones peer to peer o maestro/esclavo con

arreglos en "half o "fuII dúplex"

OTROS: FO, SATÉLITE, ETC.

Fibra Óptica:

• Arquitectura punto a punto con muy altas velocidades de transmisión

• Algunas veces se conectan a pórticos RS485 o redes Ethernet

• Pueden requerir servicios de instalación especializados

Ethernet:

• Para redes de área local (LAN) donde se requiere velocidades de transmisión

altas

• Pueden ser enlazadas a redes de área ampliada (WAN), pero pueden resultar

caras si se requiere velocidades de transmisión bajas

• Basados en estándares de comunicación que facilitan el enlace entre equipos

de diferentes marcas. Protocolos TCP/IP

Satélite:

• Operación muy costosa

• Usada para áreas remotas sobre grandes distancias donde otro tipo de


servicios son costosos o no están disponibles.

Se puede disponer de tecnología celular digital GSM

Es costosa donde el requerimiento crítico es datos en tiempo real con gran

cantidad de RTUs

Altas velocidades de transmisión

Soporta arquitecturas peer to peer y comunicación centralizada

1.4 TÉCNICAS DE COMUNICACIÓN EN TELEMETRÍA

Existen tantas técnicas de comunicación como existen tecnologías de

comunicación. Cada una optimizada o usando hábiles medios para mejorar el

ancho de banda, o disminuyendo costos por conexión.

COMUNICACIÓN MAESTRO - ESCLAVO

Esta es la técnica de comunicación en telemetría más simple pero a la vez la

menos flexible. Asume el control centralizado de las comunicaciones, usualmente

en un sistema SCADA. El controlador central es responsable por la recolección

de todos los datos desde los dispositivos remotos así como de interpretar estos1

(Fig.1.2)

Fig.1.2

El más común sistema Maestro -

Esclavo permite que únicamente

un dispositivo remoto se

comunique a la vez y solamente

ante el requerimiento de la

estación "maestra". Las

actividades de recolección de

datos en la técnica Maestro -

Esclavo utiliza una secuencia

uno a uno o "polling". A pesar de

Introducción a Sistemas de Telemetría Pa.q. 16

que se permite asignar prioridades al recoger o enviar datos, esta técnica es

ineficiente en el uso del ancho de banda en la comunicación. Expandir un sistema

Maestro - Esclavo ya instalado impacta directamente en la velocidad de

actualización de los datos o requiere la instalación de canales de comunicación

adicionales. Algunas tecnologías de comunicación pueden únicamente ser

usadas con esta técnica.

COMUNICACIÓN PEER - TO - PEER

En este tipo de comunicación, donde todos los participantes tienen igual jerarquía

no hay un controlador centralizado de comunicaciones, en su lugar cada nodo

remoto en la red debe realizar su propio control de comunicaciones. En redes "fuII

dúplex", algunos nodos pueden estar trasmitiendo mientras otros están

recibiendo.

Empleando la técnica peer - to

- peer, es posible tener una

capacidad mucho más alta en

canal que usando la técnica

Maestro - Esclavo. Esto

también permite una mayor

flexibilidad en escoger la

técnica de recopilación de

datos. La velocidad de

actualización de datos desde

los dispositivos remotos es

mucho mejor que en el caso de la técnica Maestro - Esclavo, para redes de

tamaño similar y por lo tanto la eficiencia en comunicación es mucho más alta. La

arquitectura peer - to - peer da la posibilidad de que dispositivos remotos

intercambien datos independientemente de un sistema SCADA o del controlador

central. Esto provee una disponibilidad ampliada particularmente para sistemas

de control distribuido.

Fig.1.3


Expandir redes peer - to - peer, por aumentar nodos, puede tener un impacto

mínimo en las características de funcionamiento de la comunicación. No todas las

tecnologías de comunicación soportan arquitecturas peer - to - peer.

COMUNICACIONES DE ALTA DISPONIBILIDAD

Algunos sistemas de telemetría requieren comunicaciones de alta disponibilidad.

Esto se logra por duplicación del equipo crítico (p.e. sistemas de repetidoras de

radio en Hot Stand By) y en algunos casos duplicando los canales de

comunicación hacia las RTUs.

Los sistemas con doble canal de comunicación están formados por un "enlace

primario" y otro de "respaldo". Dependiendo del uso .de la técnica Maestro -

Esclavo o Peer - to - Peer, la conmutación de uno a otro puede ser activada por el

sistema SCADA o a nivel de las RTUs. No es raro, que estos sistemas de

comunicación redundante usen diferentes tecnologías de comunicación (p.e.

enlace primario^ radio y enlace de respaldo= línea telefónica pública).

REDES

F¡g.1.4


El uso de la técnica Peer - to - Peer abre la posibilidad para realizar redes en

sistemas de telemetría. En su forma más simple, la comunicación entre dos

nodos en una red involucra direccionar dos dispositivos. La fuente de los datos

trasmite su solicitud al destino, el cual la recibe y normalmente envía una

respuesta a la fuente.

Comunicaciones más complejas son posibles cuando los dispositivos son usados

para interconectar redes de telemetría, en este caso la elección de la dirección

debe ser cuidadosa.

Combinaciones de redes de telemetría LAN pueden llegar a formar redes de

telemetría WAN y proveen plataformas donde múltiples estaciones maestras

están interconectadas y cualquier RTU puede intercambiar información para

propósitos de control a pesar de que no se encuentren en el mismo canal de

comunicación y se puede realizar tareas de mantenimiento y diagnóstico en forma

remota (F¡g.1.4).

1.5 TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE DATOS

Las técnicas usadas por el sistema de telemetría para recoger datos desde las

RTUs pueden, al mismo tiempo, ser determinadas por el sistema de

comunicación utilizado y dictarán los requerimientos de comunicación. El escoger

la técnica de recolección de datos usada por la estación central puede limitar la

capacidad para utilizar una determinada técnica.

1.5.1 TÉCNICAS DE "POLLINO"

La técnica más común de recolección de datos es el "polling". En su más simple

presentación una única estación solicita datos secuencialmente de cada estación

remota (RTU) en un orden determinado o de acuerdo a cierta prioridad1. Esta


simple técnica es usada muy frecuentemente con arquitecturas de comunicación

Maestro - Esclavo: la estación maestra solicita todos los datos a la estación

remota y espera mientras esta envía los datos, para luego realizar la misma

solicitud a la siguiente estación remota en la secuencia.

Usualmente los datos enviados por las estaciones remotas son datos "crudos" o

no procesados (RAW data). Mientras que esta técnica de recolección es simple,

capaz de operar en todos los medios de comunicación y no requiere itinerarios de

comunicación hacia un remoto; resulta en un desperdicio del ancho de banda. Un

importante parámetro a tener en cuenta cuando se usa la técnica dé "polling" es

el efecto negativo que tiene la expansión del sistema en la velocidad de

actualización de datos: la adición de más estaciones remotas (RTU) significa

velocidades de actualización de datos más bajas por cada elemento incluido.

1.5.2 POLLINO CON TÉCNICAS DE EXCEPCIÓN

Esta técnica representa un incremento en complejidad comparada con las

técnicas tradicionales de "polling". Si bien se mantienen la mayoría de

características del "polling", el maestro gasta la mayoría de su tiempo

recolectando, desde las unidades remotas, datos de eventos que cambian. Si no

existen cambios en la información de la RTU entonces no habrá datos que enviar

al maestro, es decir no se envía todos los datos sino únicamente unos pocos

eventos que representan los cambios. Esta es una técnica de recolección de

datos más eficiente puesto que no se pierde tiempo recibiendo información igual a

la que se tiene y por lo tanto la velocidad de actualización de datos es mayor. Así,

el maestro puede recolectar una gran cantidad de eventos en un corto tiempo.

Debe tenerse en cuenta que el protocolo usado para la comunicación entre

maestro y esclavo debe soportar está técnica y tanto el maestro como el esclavo

deben entender eí concepto de eventos y de datos estáticos. Los eventos son

etiquetados con el tiempo en que sucedieron y al ser recibido por el maestro y/o


por el SCADA estos pueden interpretarlos mejor. Es un avance respecto a los

datos "crudos" que son enviados por las RTUs en el "polling" estándar, donde el

tiempo de ocurrencia de un evento está alterado en una medida igual al tiempo

de ciclo del "polling".

1.5.3 REPORTE NO SOLICITADO CON TÉCNICAS DE EXCEPCIÓN.

Esta técnica está tomando importancia dentro de los sistemas de telemetría. Lo

que diferencia a esta técnica es la habilidad que tienen las estaciones remotas

(RTUs) para iniciar una comunicación sin que esta antes haya sido solicitada

como es el caso de las técnicas de "polling" anteriormente explicadas. Los

sistemas de telemetría que operan bajo está técnica hacen uso más eficiente del

ancho de banda del medio de comunicación puesto que la mayoría de datos en el

canal físico son enviados por las estaciones remotas cuando ellas determinan

que es necesario. Las RTUs reciben un aviso desde el receptor indicando que los

datos fueron recibidos correctamente.

Es decir, el "polling" continuo de un maestro es reemplazado por un "polling" de

fondo (background polling) a más baja velocidad lo que permite liberar una gran

cantidad de ancho de banda. Este tipo de "polling" verifica que los datos de una

estación central estén actualizados y revisa la integridad de la estación remota.

Así, esta técnica requiere que todas las estaciones remotas tengan acceso al

canal físico de comunicación que debe soportar arquitecturas multimaestro ya

que cada nodo remoto en la red tiene ahora la posibilidad de ser un maestro. Los

dispositivos remotos, o el equipo de comunicación conectado a ellos, deben

permitir operación con varios maestros y ser capaces de soportar, detectar y

evitar colisiones así como disponer de esquemas de recuperación. Las técnicas

para detectar y evitar colisiones varían mucho en el mercado por lo que son el

mayor problema a la hora de tener compatibilidad entre sistemas que usan esta

técnica de recolección de datos. Los esquemas de recuperación de datos son

requeridos si se detecta una colisión y generalmente están basados en técnicas


de múltiples intentos de transmisión. Para la retransmisión de los datos, estos se

integran con técnicas para evitar colisiones como introducir mecanismos de

retardo aleatorio.

La técnica de reporte no solicitado por excepción requiere un medio físico de

comunicación mucho más flexible y un manejo de la comunicación más complejo.

Están hechas para la tecnología de comunicación "peer - to - peer". De forma

similar a la técnica de "polling" con técnicas de excepción, esta debe ser capaz de

diferenciar entre datos estáticos y eventos, proveyendo facilidades para etiquetar

con tiempo a los eventos.

1.6 TELEMETRÍA Y TELEMANDO

El uso de sistemas de

telemetría para control remoto

se ha ido incrementando en la

mayoría de industrias. Sin

embargo algunas industrias

han estado haciendo activo uso

de la telemetría y telecontrol

por muchos años y con

diferentes grados de

complejidad: la industria del agua, del petróleo y del gas. Uno de los dispositivos

más usados para control automático es el PLC (Programable Logic Controller).

Para integrar sistemas automáticos a un sistema de telemetría se ha entrelazado

PLCs y RTUs de variadas formas incluyendo el cableado de E/S. Pero es la

facilidad con que los PLCs han permitido el acceso de los datos de comunicación

a sus datos internos lo que a permitido que los sistemas de telemetría combinen

la fuerza de los PLCs para el control con la flexibilidad de las RTUs para la

comunicación.

La implementación de algunos sistemas enfocan al uso de PLCs como el


dispositivo primario de datos de comunicación en arquitecturas remotas. Esta

aproximación debe ser mirada con cautela ya que la mayoría de PLCs son

diseñados para comunicaciones en LAN dentro de la planta industrial: muy pocos

PLCs disponen de los servicios requeridos en comunicación para un sistema de

telemetría. Algunos de esos servicios requeridos son el control de la eficiencia y

disponibilidad del dispositivo de comunicación tales como modems, radios, etc. El

uso de RTUs conectados a PLCs es la forma más eficiente de conectar sistemas

automatizados ya existentes a sistemas de telemetría (Fig.1.5). Actualmente, la

distinción entre RTUs y PLCs es cada vez más difusa, no porque los "PLCs estén

asemejándose a RTUs sino porque estas últimas han aumentado sus habilidades

para realizar funciones avanzadas de control.

Muchas RTUs, en la actualidad, tienen la capacidad de actuar como PLCs y una

variedad de técnicas de realizar control con RTUs están emergiendo. Por

ejemplo, la más interesante de estas y la que más promete a los usuarios de

sistemas de control es la que se relaciona con los nuevos estándares IEC de

programación abierta para PLCs. Dichos estándares, mientras ayudan a los PLCs

en la industria, están siendo tomados como estándares de programación de

RTUs.

La norma IEC1131-3 da cinco lenguajes de control y secuencia:

• SFC - Funciones secuenciales

• FB- Bloques de funciones

• LD- Diagramas de escaleras

• ST- Texto estructurado

• IL- Lista de instrucciones

Contrario a los lenguajes de programación propietarios (de cada marca), el

estándar IEC1131-3 ofrece la posibilidad de que las RTUs tengan compatibilidad

con los estándares internacionales para PLCs. Para aplicaciones de rango

pequeño y mediano, este estándar da a las RTUs la fuerza de los PLCs para

realizar tareas de control y por lo tanto, no es necesario tener simultáneamente


un PLC y una RTU. Esto por supuesto redunda en un menor costo, reduce los

costos de entrenamiento de personal y facilita el mantenimiento, permitiendo

resolver problemas con más facilidad.

1.7 PROTOCOLOS

Un protocolo de comunicación es la descripción del formato de los datos que es

usado entre dos o más dispositivos los cuales envían mensajes de datos entre

sí1. Así, un dispositivo entiende el contenido del mensaje enviado por otro y lo

interpreta correctamente. Existe una gran cantidad de protocolos que son usados

mundialmente y que son especializados para ia aplicación para la cual fueron

desarrollados (protocolos propietarios).

Al igual que otros protocolos de comunicación, los de telemetría tienen una

amplia difusión en la industria. Su complejidad varía dramáticamente desde uno

muy simple para dos dispositivos que intercambian datos hasta aquellos que

soportan comunicación entre decenas de miles de ellos. Protocolos muy simples

no soportan algunos servicios y por lo tanto no se pueden aplicar exitosamente

en aplicaciones muy particulares.

Los servicios típicos que debe prestar un buen protocolo son:

• Interface de enlace de datos al canal físico de comunicación

• Direcccionamiento de la fuente y del destino

• Protección contra error

. División de grandes paquetes de datos para la transmisión

• Reestructuración de grandes paquetes de datos al ser recibidos

. Esquemas de recuperación

• Envío (routing) de datos a través de redes

• Diferenciación de datos: datos estáticos, eventos, eventos etiquetados en

tiempo, objetos, etc.

• Operaciones con datos: lectura, escritura, etc.

• Determinar la secuencia para la transmisión y recepción de datos


Generalmente los protocolos se clasifican en propietarios y de dominio público.

Los primeros usualmente son desarrollados por una marca particular de

"hardware" (p.e. Siemens) y en raras ocasiones pueden comunicarse con redes

de telemetría de otros fabricantes. Los segundos se basan en estándares

internacionales (p.e. MODBUS, PROF1BUS, etc.) y dan la posibilidad de

comunicación con equipos de otras marcas.

COMENTARIOS SOBRE EL PROCESO DE ESTANDARIZACIÓN DEPROTOCOLOS.

Los estándares industriales e internacionales están cada vez teniendo mayor

impacto en los sistemas de telemetría, donde hasta poco tiempo atrás se tenían

exclusivamente protocolos propietarios.

La tendencia actual es tener arquitecturas abiertas dando así la posibilidad de

utilizar equipos de varios fabricantes.

El éxito de los protocolos estándares es que intentan ser, al menos en algunos

aspectos, "de cualquiera para cualquiera". Esto naturalmente hace que sean

eficientes en algunas aplicaciones y en otras no. El precio es que se puede

requerir mayor ancho de banda, o reducido número de estaciones o el mismo

canal; sin embargo estas pérdidas potenciales son compensadas por el uso de un

lenguaje común.

Las ventajas en SCADA y sistemas de telemetría son al momento de expandir,

modificar o alargar el tiempo de vida útil de ellos. Así se puede conectar equipos

de otros fabricantes para expandirse o modificar; y un protocolo estándar reduce

la necesidad de costosas y complejas "cajas negras" (gateways) para traducir los

protocolos. Estas cajas pueden ser lo más difícii de mantener en un sistema.

El soporte técnico es más accesible para sistemas estándar y la información


disponible de los protocolos estándar permite que la gente de mantenimiento

tenga una mejor comprensión de su sistema y por lo tanto, encuentre y arregle las

fallas más rápidamente. El entrenamiento del personal es más barato y se

requiere un menor "stock" de repuestos.12

REFERENCIAS:i Telemetry Systems, Techniques and Standards

Philip Aubin, Junio 1997, Institute of Instrumentation and Control Australia Inc.Crude Oil and Product Pipelines: Petroneí, South ÁfricaIndustrial Projects and Technical Service -ATD OG 2, 1997, Siemens AG.

CAPITULO 2

SINAUT: SISTEMAS DE TELEMETRÍA SIEMENS

2.1 BREVE REVISIÓN DEL SISTEMA.

En el capítulo anterior se vio las tendencias y necesidades en sistemas de

telemetría de las diferentes áreas de la industria. El sistema de telemetría de

Siemens es uno de los pocos sistemas en el mundo que ofrece la mayor cantidad

de posibilidades de telecontro!, telemetría y tareas de control local en un solo

sistema. El sistema SINAUT ST1 está basado en la probada tecnología de PLCs

SIMATIC S5, también de Siemens. Mediante "hardware" y "software"

especialmente desarrollado se expanden los PLCs adicionándoles todas las

funciones de RTUs. Así se obtiene lo mejor de los sistemas en una sola unidad.

2.1.1 CARACTERÍSTICAS GENERALES DEL SISTEMA.

Este sistema de telemetría está diseñado para formar sistemas de automatización

distribuidos así como centralizados. Se disponen de diferentes tipos de unidades

de control con específicos rangos de funcionamiento que permiten cualquier

aplicación. Se pueden formar redes completas de control con estaciones locales

(RTUs), estaciones nodos y estaciones maestras. La información puede ser

intercambiada a larga distancia por enlaces privados (cable, FO), de radio o de

líneas públicas; por lo que dispondremos facilidades para establecer redes de

área amplia (WAN). Dado que Simatic S5 tiene acceso a redes locales (LAN)

como Profibus y Ethernet también se pueden construir complejos sistemas de

control local.

La unidad remota (RTU) está basada en el sistema de PLCs por lo que posee

todas las facilidades concernientes a fuentes de poder, procesadores para

diferentes tareas (incluyendo la comunicación), periferia de entrada/salida y

SINAUT: Sistemas de Telemetría SIEMENS Pag. 27

funciones de programación. Las unidades de periferia que están relacionadas

directamente con el proceso son fácilmente expansibles por medio de módulos

de entradas/salidas y de bus de datos. Se le ha añadido procesadores especiales

(TIMs) y módems para la ejecución de las necesarias funciones de

comunicación.

Dado que está basado en PLCs, se pueden llevar a cabo con mucha facilidad

tareas de control con funciones desarrolladas para Lazo Cerrado, Lazo Abierto y

Telecontrol. Adicionalmente, también se pueden colgar en cada RTU dispositivos

de monitorización local como paneles de operador, terminales HMI (Human

Machine Interface), impresoras y consolas.

El sistema de telemetría SINAUT ST1 dispone de las siguientes unidades:

. SINAUT ST100:

Este dispositivo está diseñado para el rango bajo de aplicaciones, principalmente

para uso como una "pura" RTU que dispone de ciertas facilidades de control

como el procesamiento de rutinas de teíecontrol y un rango restringido de tareas

de control. También puede actuar como Maestro para aplicaciones sencillas de

telecontrol.

. SINAUT ST115:

Dependiendo del procesador central, este dispositivo está diseñado para el rango

bajo y medio de aplicaciones; siendo más que una "simple" RTU una estación de

telecontrol para el manejo de procesos. También puede actuar como Maestro de

telecontrol o de nodo.

. SÍNAUTST135:

Esta unidad se constituye también en una estación de telecontrol y está diseñada

para un rango medio de aplicaciones, pudiendo realizar tareas mucho más

extensas de telecontrol, control en lazo abierto y cerrado. También puede actuar

como Maestro de telecontrol o de nodo.


. SINAUT ST155:

Esta estación de telecontrol cubre el rango alto de aplicaciones y puede realizar

tareas complicadas de telecontrol y control en lazo abierto y cerrado. Puede

también operar como un Maestro de telecontrol y de nodo de "alta capacidad"

para grandes redes de telemetría con alto flujo de datos.

Han sido utilizadas con éxito en aplicaciones como:

- Redes de aguas servidas

_ Tratamiento de aguas servidas

_ Monitorización y telecontrol de equipo de bombeo

- Transporte de petróleo y derivados por ductos

- Monitorización y telecontrol de instalaciones de energía alternativa (solar y de

viento)

- Monitorización y telecontrol de tráfico y de instalaciones de telecomunicaciones

- Monitorización y control de sistemas eléctricos de distribución.

En las tablas 2.1 y 2.2 se puede ver las posibilidades y alcances de estas

unidades.

2.1.2 ESTACIÓN DE TELECONTROL SINAUT ST100.

Se estudiará este dispositivo, puesto que como se verá posteriormente, formará

parte del sistema diseñado.

Como ya dijimos anteriormente, esta unidad se utiliza en aplicaciones de rango

bajo y como una RTU con algunas posibilidades de control y telecontrol. Consiste

esencialmente de los siguientes componentes:

. Procesador central CPU 103

» Módulos de bus

- Módulos (tarjetas) de entradas/salidas. Cada módulo de bus acepta dos

S1NAUT: Sistemas de Telemetría SIEMENS Pag. 29

módulos de E/S.

Módem.

TAB.2.1 Máxima periferia de SINAUT ST1

Entradasdigitales

DIEntradasdigitalesparaconteoSalidasdigitales

DOEntradasanálogas

AlSalidasanálogas

AOTIM V CP

ST100

CPU10256

4

56

12

6

1

CPU103136

8

136

28

14

1

ST115

CPU941128

8

128

32

32

1

CPU942256

8

256

48

48

6

CPU943512

16

512

64

64

6

CPU944

1024

128

1024

64

64

9

ST135

CPU922

1024

32

1024

192

192

8

CPU928B

1024

128

1024

192

192

15

ST155

CPU946

1024

128

1024

192

192

15

CPU947

1024

128

1024

192

192

15

TAB.2.2 Máximas velocidades de SINAUT ST1

Tiempo deejecución paraprograma de

telemetríaTiempo de

ejecución para1000 instrucciones

Memoria dePrograma

Memoria de datos

ST100

CPU102

30 ms

~

total:

4KB

CPU103

30 ms

10 ms

total:

20KB

ST115

CPU941

30 ms

15 ms

16KB

2KB

CPU942

30 ms

15 ms

32KB

10KB

CPU943

30 ms

10 ms

Total:

48KB

CPU944

10 ms

3 ms

total:

96KB

ST135

CPU922

28 ms

23 ms

64KB

22KB

CPU928B8 ms

1 ms

64KB

40KB

ST155

CPU9468 ms

1 ms

64KB

40KB

CPU947

8 ms

1 ms

64KB

40KB

Memoria requerida para el programa de telemetríaMemoria dePrograma

Memoria de datos

total:

4KB

11.7KB

1KB

11KB

1.25KB

12.1KB

1.3KB

Tanto los módulos de bus como la CPU son enganchados en una riel estándar

DIN de 35mm. Los módulos de bus junto con la periferia pueden ser distribuidos

SINAUT: Sistemas de Telemetría SIEMENS Pap. 30

hasta en cuatro filas (fig. 2.1). La tarjeta CPU 103 contiene el procesador central

para la ejecución del programa de telecontrol, del programa del usuario y la

fuente de poder con alimentación de 24VDC. Para que la unidad opere a

115/230VAC 60 Hz., se debe añadir un módulo de fuente AC. Los módulos de

periferia incluyen los siguientes:

• Módulos de Entradas y Módulos de Salidas Digitales con 4 y 8 canales.

• Módulos de Entradas y Salidas combinadas con 16 entradas (DI) y 16 salidas

(DO)

• Módulos de Entradas Analógicas (Al) con 4 entradas y Módulos de Salidas

Analógicas (AO) con 2 salidas

• Módulo Digital de Conteo Rápido 385B de un canal

• Módulo de control en lazo cerrado IP 262 y Módulo de control de Motor de

Pasos IP267

• Módulo de interface de telecontrol T1M011B.

« Módulo de interface serial CP521

Los módems no ocupan espacio en los módulos de bus y se enganchan

directamente en la riel DIN.

Fig.2.1

Teóricamente, hasta 16 módulos se

pueden conectar a la CPU 103

dando como resultado un máximo de

32 módulos-de E/S. Sin embargo,

esta configuración total depende de

ciertas condiciones. En la práctica, 9

módulos de bus deben ser

considerados como máximo o 18

puestos para módulos de E/S. Los

módulos digitales de 4 y 8 canales

pueden ser enchufados sin

restricción, para todos los otros incluyendo la interface de telecontrol TIM011B

únicamente se los puede enchufar en los primeros 8 puestos. Como el TIM

Fila No 4

Fila No 3

Fila No 2

Fila No 1


siempre está presente ya que es el que maneja la comunicación de telemetría

entonces quedan disponibles únicamente 17 puestos, lo que fija la capacidad de

esta estación remota a lo indicado en la tabla 2.11.

La interface de telecontrol T1M011B es utilizada para la transmisión de datos.

Esta trasmite y recibe datos de acuerdo con el protocolo SINAUT ST y dispone de

los siguientes modos o técnicas de recopilación de datos:

- Polling

- Espontáneo (técnica de excepción)

_ Cíclico

Las siguientes tecnologías de comunicación se pueden utilizar:

_ Líneas privadas: dedicadas

_ Líneas públicas: dial up

- Radioenlace

- Fibra Óptica

Únicamente se puede poner un TIM por estación ST100. Para mayor información

remitirse a los manuales de Siemens del equipo SINAUT y de los PLCs SIMATIC

S5.

2.1.3 ESTACIÓN DE TELECONTROL SINAUT ST115.

Esta estación remota puede realizar tareas de bajo y alto rango dependiendo del

tipo de procesador central utilizado. También se estudiará esta estación de

telecontrol puesto que este modelo será utilizado en el diseño del sistema.

Adicionalmente, puede realizar tareas de control de lazo cerrado y abierto de

rango bajo y medio.

Este dispositivo comprende una unidad básica y si se requiere unidades de

expansión. La unidad básica siempre incluye su propia fuente de poder y el


procesador central; mientras que las unidades de expansión pueden o no tener

fuente. Existen cuatro modelos de procesadores centrales que van desde una

CPU de bajo costo, la 941: 941, 942, 943 y 944. Cada procesador tiene una RAM

interna para el programa del usuario y los datos, la cual puede ser expandida por

cartuchos de memoria RAM o EPROM.

En las tablas 2.1 y 2.2 se puede ver las máximas capacidades de este equipo.

Tareas de automatización pueden ser implementadas mediante el uso de tarjetas

de periferia "inteligentes". Estas tarjetas, que se insertan en los bastidores o

unidades básicas, funcionan independientemente del procesador central y por lo

tanto sin cargarla. Tareas como control de válvulas, de temperatura, de humedad,

de velocidad, etc. son realizadas por esta periferia inteligente.

Para funciones de control en "lazo cerrado" las CPUs a partir de la 942 disponen

de un algoritmo PID integrado en su sistema operativo el cual sirve para

aplicaciones de control que no son críticas en tiempo. Así se pueden programar

hasta 8 lazos de control en el programa de usuario.

La ¡nterface de telecontrol, que es un módulo que se inserta en la unidad básica,

es el T1M11 que se encarga de recibir y trasmitir datos de acuerdo al protocolo de

SINAUT ST en los siguientes modos o técnicas de recopilación de datos:

- Polling

- Espontáneo (técnica de excepción)

- Cíclico

Las siguientes tecnologías de comunicación se pueden utilizar:

_ Líneas privadas: dedicadas

- Líneas públicas: dial up

- Radioenlace

_ Fibra Óptica

Si la estación de telecontrol ST115 está equipada con un procesador 941 solo


una ¡nterface TIM11 se podrá utilizar, sin embargo con las CPU 942 y 943 se

pueden utilizar hasta 6 TIM11 y con la 944 hasta 9.

Varias tarjetas de comunicación o procesadores de comunicaciones (CP) pueden

ser utilizados en esta estación:

- CP524 y CP525 para comunicaciones punto a punto

_ CP530, CP5430 y CP535 para comunicación en redes locales (LAN)

_ CP523, CP524 y CP525 para conectarse a dispositivos inteligentes como

impresoras, paneles de operador, etc.

_ CP526, CP527 y CP528 para enviar imágenes a monitores a colores.

Para mayor información remitirse a los manuales de Siemens del equipo SINALJT

y de los PLCs SIMATIC S5.

CPU

FIG. 2.2

T

M

2.2 SOFTWARE ESTÁNDAR DE LAS RTUs: SINAUT

Componentes de "hardware" y "software" forman parte del sistema SINAUT ST1

para la transmisión de

datos entre estaciones

SINAUT. El "hardware"

comprende el módulo

de interface (TIM) y el

módem conectado a él

(Fig.2.2). Este

establece la conexión

final a la línea física de

comunicación.

E! "software" requerido para el intercambio de datos entre estaciones de

telecontrol puede ser dividido en dos componentes:

• El primero, es el "firmware" que maneja el intercambio de datos en la interface

Medio Físicode comunicación


de telecontrol TIM de acuerdo al protocolo SINAUT ST. Este es suministrado

en la forma de un cartucho de memoria EPROM que se inserta en las unidades

TIM.

• El segundo componente es un paquete de "software" llamado SINAUT TD1 el

cual es el responsable por la compilación de los mensajes transmitidos y la

evaluación de aquellos recibidos en las estaciones de telecontrol SINAUT ST1

a través de las interfaces TIM. Este es cargado en el procesador central o CPU

y es ejecutado en un ciclo de programa.

2.2.1 PROCESAMIENTO DE DATOS EN LA ESTACIÓN DE TELECONTROL

El flujo de datos en una estación de telecontrol SINAUT ST1 se puede observar

en el diagrama esquemático de la figura 2.3. El estado de las señales discretas es

tomado por las tarjetas digitales y los valores de mediciones por las tarjetas

analógicas de entrada. Los comandos del sistema se entregan al proceso por

salidas digitales y las consignas por medio de las salidas analógicas2.

El programa que procesa los datos entrantes y los salientes está constituido por

un componente creado por el usuario (programa de usuario) y por otro para el

telecontrol. El programa del usuario incluye las tareas de control en lazo abierto y

cerrado que son programadas usando el lenguaje de programación de los PLCs

SIMATIC S5, el STEP5 y sus diferentes presentaciones (escalera, bloques de

funciones e instrucciones).

Los datos adquiridos vfa ¡as tarjetas de entrada o ya procesados por el programa

de! usuario son compilados por el programa de telecontrol en mensajes que

luego son transmitidos hacia un maestro. En la otra dirección, el programa de

telecontrol evalúa el mensaje recibido del maestro, pasa los comandos y

consignas hacia el programa del usuario para ser procesados o directamente a

las tarjetas de salida.

Flu

jo d

e da

tos

en u

na E

stac

ión

de T

elec

ontr

ol

Pro

ceso

Tar

jeta

s de

E/S

Pro

cesa

dor

Cen

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CP

UM

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logí

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Com

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Mem

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jes

atransm

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SIN

AU

T:

Sis

tem

a de

Tel

emet

ría

de S

iem

ens

Fig

. 2.3


El sistema de telecontrol SINAUT ST1 tiene un paquete de software constituido

de subrutinas (Función Blocks FB) con los cuales se forma el programa de

telecontrol. Esas subrutinas simplemente deben ser instaladas en el orden

correcto dentro de la CPU de la estación y fijados sus parámetros para construir

el programa de telecontrol adecuado para la aplicación. Este paquete se conoce

como SINAUT TD1 y básicamente tiene rutinas que compilan los mensajes a ser

transmitidos y evalúan los recibidos. También contiene subrutinas con funciones

auxiliares o de arranque.

Las subrutinas para la compilación de mensajes revisan constantemente los

datos recibidos de los módulos de entrada buscando cambios puesto que

únicamente los datos que cambian son transmitidos. Asignando valores a los

parámetros de las subrutinas, el usuario puede decidir cuales datos se

trasmiten y cuales cambios disparan la transmisión.

Los datos a transmitir son almacenados en forma de mensajes en una memoria

especial. Luego que todos los mensajes a transmitir son compilados, son

transferidos a la interface de telecontrol TIM los cuales son nuevamente

almacenados en su propia memoria. Esta transferencia es llevada a cabo por una

subrutina auxiliar que es parte del paquete TD1.

El firmware (cartucho EEPROM del TIM) "trasmit messages" en la interface de

telecontrol convierte los mensajes de acuerdo con el protocolo de transmisión y

los trasmite por medio del dispositivo de comunicación hacia el maestro en la

forma predefinida y con la velocidad escogida. Los parámetros de transmisión

tales como tipo de red, modo de operación, velocidad, factor de repetición, etc.

son transferidos al TIM por la CPU en el arranque del equipo por medio de una

subrutina que es parte del paquete TD1.

El firmware "recive messages" en el TIM decodifica el mensaje recibido del

maestro de acuerdo al protocolo SINAUT ST, busca errores de transmisión y

compara el número de estación contenido en el mensaje con el de su propia

SINAUT: Sistemas de Telemetría SIEMENS Paq. 37

estación. Solamente los mensajes libres de errores y enviados para una estación

en particular son almacenados en la memoria de recepción de mensajes del T1M.

El contenido de esta memoria es leído periódicamente por la CPU de la estación

por medio de otra subrutina contenida en el paquete TD1. Los mensajes recibidos

son procesados en el orden en que han sido almacenados en la memoria de

recepción de mensajes y por las subrutinas responsables por la evaluación de los

mismos. Dependiendo de los parámetros asignados a esas subrutinas, la

información de los mensajes será enviada directamente a las salidas o puestas a

disposición del programa del usuario para un posterior procesamiento.

Si una estación SINAUT ST1 es usada como maestro, usualmente se tienen

varios TIMs operando simultáneamente por lo que el programa de telecontrol se

lo debe adaptar para que pueda operar con ellos.

Para diferenciar el software de las estaciones de telecontrol, el paquete SINAUT

TD1 se divide en cuatro subpaquetes:

. SINAUT TD100 para la estación ST100

. SINAUT TD115 para la estación ST 115

. SINAUT TD135 para la estación ST 135

. S1NAUTTD155 para la estación ST 155

2.3 TIM: MÓDULOS DE INTERFACE DE TELECONTROL

Los módulos de telecontro! TIM, son tarjetas inteligentes basadas en

microprocesador, las cuales manejan independientemente todas las funciones de

transmisión de datos. Existen dos modelos: TIM 11 y TIM 011B.

2.3.1 TIM 11

Esta tarjeta es usada en las estaciones ST115, ST135 y ST155. Para que se


pueda adaptara una amplia variedad de módems, existen varios tipos de pórticos

intercambiables, los cuales son enchufables en un zócalo en la parte frontal de la

tarjeta. Estos pórticos son:

. V.24 (RS232) longitud máxima 15m.

• X.21 longitud máxima 15 m.

. TTY (RS485) longitud máxima hasta 1000m.

Usualmente se utiliza el pórtico V.24 porque la mayoría de módems disponen de

esta interface. El pórtico TTY se utiliza para módems fabricados por Siemens.

Adicionalmente, en otro zócalo, el TIM 11 tiene un cartucho de memoria e! cual

contiene 32KB de RAM y 8, 16 o 32KB de EPROM. La memoria EPROM contiene

parte del "firmware" que determina el protocolo para la transmisión de datos. Otra

EPROM ubicada en el interior del TIM 11 contiene el resto del "firmware" y el

sistema operativo del TIM. Los 32KB de RAM son utilizados para almacenar los

mensajes a trasmitir o recibir y los números telefónicos necesarios cuando la

estación opera en líneas telefónicas.

2.3.2 TIM011B

Este es utilizado para estaciones SINAUT ST100. Este módulo tiene una interface

fija V.24 (RS232). En un cartucho de memoria que se introduce en un zócalo de

la tarjeta se tiene 32KB de EPROM con el "firmware" del TIM y 64KB de RAM.

Aproximadamente 12KB de esta RAM es utilizada por el TIM para operaciones

internas y los 52KB para almacenar mensajes para transmitir o recibir y números

para las llamadas cuando la estación opera en redes telefónicas.

2.3.3 LOS TIMS Y LAS TECNOLOGÍAS DE COMUNICACIÓN

Los módulos de telecontrol TIM manejan el intercambio de datos de acuerdo al

protocolo SINAUT ST. Debido al amplio rango de posibilidades de este protocolo,


fue necesario dar a los TIMs posibilidades de trabajar con cuatro tecnologías de

comunicación con un "firmware" para cada una:

• Para transmisión en líneas dedicadas (privadas)

. Para transmisión en líneas públicas

• Para Fibra Óptica

• Para Radioenlace

Así mismo los módulos TIMs pueden transmitir y recibir en los siguientes modos o

técnicas de recolección de datos:

• Polling

• Espontáneo sin marcado

. Espontáneo con marcado

• Cíclico con "acuse recibo"

• Cíclico sin "acuse recibo"

2.3.4 DATOS ADICIONALES SOBRE LOS TIMS

Los módulos TIMs pueden funcionar como estaciones esclavas o maestras, pero

el TIM 11 adicionalmente como estación nodo (ver Fig. 2.4). El TIM se configura

con cualquiera de las funciones anteriores cuando recibe los parámetros de

inicialización en el arranque.

Cuando un módulo TIM esta instalado en una estación esclavo, entonces maneja

el intercambio de datos con el maestro y con las estaciones nodo. Una estación

maestra puede tener instaladas varios módulos TIM configurados como maestros

y que serán los responsables del intercambio de datos con los esclavos y las

estaciones nodo. Una estación nodo funciona de manera similar a una estación

esclava pero con la diferencia que a través de él son intercambiados los datos

entre el maestro y algunas estaciones esclavas (Fig.2.4)

El número de mensajes que puede enviar una estación está determinada, por un


lado, por la capacidad de la memoria de mensajes del TIM y por el tamaño del

mensaje. Sin embargo, la capacidad del procesador central de cada estación

SINAUT ST1 deberá tomarse en cuenta puesto que una considerable parte de las

tareas de compilación de mensajes y evaluación de mensajes transmitidos y

recibidos son realizadas en él. Un máximo de 250 mensajes de telecontrol o de

telemetría2.

El número de TIMs configurados

como maestros que se pueden

instalar en una estación maestra

o de nodo ST1 depende del tipo

de procesador central y del

modelo de estación que se

tenga. Así la estación ST155, la

más poderosa, maneja un

máximo de 15 TIMs mientras

que la ST100 puede únicamente

manejar un TIM.

Maestro

TIM M TIM M

TIM N

Nodo

TIM M TIM M

FIG. 2.4

La velocidad de transmisión en un TIM puede fijarse desde O a 9600 bps. Sin

embargo el TIM 011B tiene una máxima velocidad de transmisión de 2400 bps1.

2.4 PROTOCOLO SINAUT ST

El sistema de telemetría y telecontrol SINAUT ST1 usa para transmitir datos por

el medio físico, el protocolo SINAUT ST. Este protocolo está basado en la norma

IEC 870. El protocolo SINAUT ST define no solamente la estructura del mensaje

sino también los parámetros que definen como se realiza el intercambio de datos.

Este protocolo se encuentra instalado en los módulos TIMs en forma de software.

En la CPU de la estación, el paquete de software TD1 provee el soporte

necesario a los módulos de interface de telecontrol.

SINAUT: Sistemas de Telemetría SIEMENS Pací. 41

Los módulos TIM pueden transmitir y recibir datos en los siguientes modos o

técnicas de recolección de datos;

• Polling

• Cíclico

• Espontáneo

2.4.1 MODO DE POLLING

En este modo de transmisión, como vimos en el Capítulo I, el intercambio de

datos es controlado por un maestro. Este llama a las estaciones esclavas o nodos

que se encuentran conectadas a la red en forma ordenada y en turnos. Las

estaciones con datos a ser transmitidos, los envían tan pronto ellas son

requeridas por el maestro. Las estaciones que no tienen datos para transmitir

simplemente responden con un "acuse recibo".

2.4.2 MODO CÍCLICO

Esta técnica es una variación de "reporte no solicitado con técnica de excepción"

(ver Capítulo I), En este modo el TIM maestro y la estación esclavo o de nodo

transmiten constantemente datos en ambas direcciones simultáneamente e

independientemente de cualquier otro. Existe una cierta dependencia recíproca

en el intercambio de datos cíclicos, porque.el TIM únicamente envía el siguientes

mensaje cuando recibe el "acuse recibo" respecto al último mensaje transmitido.

Sin embargo, existe una variación de este modo cíclico que trabaja sin "acuse

recibo".

2.4.3 MODO ESPONTÁNEO

Este modo es para intercambio de datos en redes telefónicas públicas. El TIM


debe tener un significativo cambio en sus datos antes de que estos sean

transmitidos espontáneamente. Por lo anteriormente expuesto, esta técnica

también es una variación de "reporte no solicitado con técnica de excepción" pero

para líneas telefónicas.

2.4.4 PROCESO DE COMPILACIÓN, TRANSMISIÓN Y RECEPCIÓN

El TIM compila los datos transferidos de la CPU (ver Fig. 2.3) a mensajes SINAUT

ST añadiendo los identificadores requeridos e incluyendo caracteres de revisión

dentro de los datos. Después de que un mensaje ha sido transmitido

exitosamente, este es borrado de la memoria de transmisión del TIM.

Todos los mensajes recibidos son revisados mediante la técnica del carácter de

revisión para comprobar si no están corruptos. También se evalúa la dirección de

la estación y la identificación del mensaje, luego de lo cual se procede a enviarlo

a la CPU para su posterior tratamiento. La estación que recibe confirma la

recepción libre de errores con un mensaje de "acuse recibo".

Un mensaje recibido que incluye una identificación de repetición, es pasado a la

CPU si el TIM aún no lo ha recibido y envía un "acuse recibo" a la estación que lo

envió. Si el mensaje ya fue recibido, simplemente se envía el mensaje de "acuse

recibo" y no se lo pasa a la CPU. Esto evita la duplicación innecesaria de

mensajes tanto en la estación remota como en el maestro.

2.4.5 TIPOS DE DATOS

En el Sistema SINAUT, la información a ser transmitida es clasificada en

diferentes tipos de datos:

• Señales de estado

Es una alarma (p.e. límites excedidos) o señal de proceso (p.e. encendido de


bombas, apertura de válvulas). Consiste de información binaria con valores O o 1,

8 señales de estado son compiladas dentro de un byte2.

* Valor análogo

Es un valor analógico de proceso tal como presión, temperatura, etc. Es adquirido

por una tarjeta analógica de entrada en forma de corriente o voltaje y convertida a

un valor codificado en binario. El valor así convertido ocupa una palabra: 12 bits +

uno de signo y 3 bits de código. Un valor analógico también puede ser entregado

por el programa de usuario en el formato ya indicado2.

. Comando

Es una información binaria que es transmitida una vez como 1 cuando una señal

cambia de O a 1, sin embargo un flanco negativo de 1 a O no dispara una

transmisión. En el dispositivo de recepción, un comando es una salida como

pulso en las tarjetas digitales de salida o es borrada por el programa del usuario

después de que ha sido ejecutado exitosamente. Ocho comandos son

compilados en un byte2.

* Consigna (set point)

Es un valor digital o analógico que es transmitido una vez después que el valor ha

sido fijado. Una consigna siempre requiere una Palabra (Word) formada por 12

bits con signo y 3 bits de valor O o cualquier patrón de 16 bits. En el dispositivo de

recepción, la consigna puede ser sacada directamente al proceso por las tarjetas

de salida analógicas o puesta a disposición del programa del usuario para su

posterior procesamiento2.

2.4.6 MENSAJES

Un mensaje es un conjunto de datos que se transmiten simultáneamente. Un

mensaje contiene solamente un tipo de datos. Por lo tanto, de la misma forma

que existen varios tipos de datos para transmitir existen diferentes tipos de

SINAUT: Sistemas de Telemetría SIEMENS Pag, 44

mensajes:

. Mensajes con señales de estado (16 o 32 señales de estado por mensaje)

• Mensajes de valores analógicos (4 o 8 valores analógicos por mensaje)

• Mensajes de comandos (8 comandos por mensaje)

• Mensajes de consignas (1 consigna por mensaje)

La cantidad total de datos a transmitir es dividida en un número apropiado de

mensajes. Cuando un mensaje está listo para ser transmitido desde una estación

remota o desde un nodo, el usuario puede especificar si un mensaje será

transmitido únicamente cuando su contenido cambie (mensaje espontáneo) o si

es transmitido continuamente (mensaje permanente). Los mensajes transmitidos

por un maestro siempre son enviados en modo espontáneo.

En el modo de "polling" y en el modo "cíclico", mensajes espontáneos y

permanentes pueden ser mezclados en estaciones remotas y estaciones nodos.

En el modo cíclico, al menos un mensaje debe ser permanente; en el modo de

polling, es posible operar sin un mensaje permanente y transmitir únicamente

mensajes espontáneos.

Cada mensaje que es transferido sin errores tiene su "acuse recibo" por parte de

la estación receptora. Mensajes que no tienen su "acuse recibo" son

automáticamente retransmitidos por el TIM que lo emitió. El número de veces que

se intenta la retransmisión puede ser fijado por el usuario. Si se completa el

número prefijado de veces que se intenta la retransmisión sin tener éxito,

entonces el TIM emite un mensaje de error hacia la CPU de la estación.

Por otro lado, la estación remota y la estación maestra responden en forma

diferente;

• Una estación remota continua intentando transmitir los mensajes que "no

tuvieron "acuse recibo". El mensaje siempre se mantiene en la memoria de

transmisión hasta que se logra el "acuse recibo".

• Una estación maestra borra el mensaje que no tiene "acuse recibo" , de su


memoria de transmisión luego de cumplido los intentos fijados. Si es necesario,

el T1M puede devolver el mensaje a la CPU de la estación.

También de acuerdo a la categoría del mensaje se pueden clasificar en:

• Mensajes de organización

Estos cumplen funciones para organizar el sistema de telemetría y telecontrol.

Estas funciones son: Solicitudes generales y específicas, sincronización de

relojes, coordinación para establecer y terminar la comunicación en redes

públicas, mensajes para el arranque y para reportar fallas.

• Mensajes solicitados

Son mensajes similares a los de datos, sin embargo estos contienen un

identificador especial que los diferencia. Estos mensajes son una respuesta a

los mensajes de organización.

2.4.6.1 Mensajes de solicitud general y específica

Utilizando una "solicitud general" (general request), el maestro puede actualizarse

a sí mismo: se solicita de todas las estaciones mensajes con información

actualizada1. La "solicitud" no es un modo (técnica) adicional sino que es una

función del sistema que se puede producir en los tres modos (polling, espontáneo

y cíclico).

Además de la "solicitud general" a todas las estaciones y la "solicitud general" a

una sola estación, existe también la "solicitud específica" (specific request) con lo

cual un mensaje específico es solicitado desde una estación remota. Todos estos

tipos de "solicitudes" pueden ser disparados en cualquier momento por el

programa del usuario.

También se pueden tener "solicitudes generales automáticas" (automatic general


request) para todas las estaciones remotas cuando un maestro está ¡nicializado o

a una sola estación remota cuando la estación informa que está inicializándose o

cuando nuevamente está disponible luego de una falla. De la misma forma que

un maestro, una estación nodo puede, si es necesario, lanzar solicitudes a sus

estaciones.

Las solicitudes recibidas del maestro o de una estación nodo son manejadas por

el TIM de la estación direccionada. Para responder a la solicitud, usa su memoria

de mensajes que contiene la información más actualizada de todos los mensajes:

todos los mensajes son tomados de esta memoria, son marcados como

"solicitados" e inmediatamente entrados en la memoria de transmisión (ver

Fig.2.3).

Cuando existe una solicitud general, el TIM "no ingresa simultáneamente todos los

mensajes marcados como solicitados en la memoria de transmisión sino que

sigue el siguiente procedimiento; Primero, únicamente un número determinado de

mensajes (que es seleccionado por el usuario) son ingresados en la memoria de

transmisión. Siguiendo, cada vez que un mensaje es transmitido otro que está

marcado como "solicitado" es ingresado en la memoria de transmisión. De esta

manera, el TIM evita que información importante del proceso sea retrasada

demasiado en su transmisión cuando existe una "solicitud general" ya que envía

mezclado mensajes solicitados y de proceso.

2.4.7 MODO O TÉCNICA DE RECOLECCIÓN DE DATOS "POLLINO"

Dado que en el posterior diseño del sistema se escogerá este tipo de técnica, a

continuación se detallará como funciona.

En sistemas S1NAUT el modo de "polling" es únicamente utilizado en líneas

dedicadas. El módulo TIM de la estación maestra controla el ciclo del "polling"


(ver Fig. 2.5). Las estaciones remotas que serán contactadas dentro de ese ciclo

son registradas en una lista dentro del TIM del maestro. Esta lista es transferida al

T1M desde la CPU de la estación maestra durante el arranque de la misma. La

estación maestra solicita, por medio de los mensajes "Pn", a las estaciones

remotas el envío de sus datos. Para garantizar un ciclo de poiling (polling cycle)

corto, en operación normal cada estación remota transmite únicamente datos que

han cambiado. Si no hay datos que han cambiado, se tiene únicamente el

mensaje de "acuse recibo" A. El usuario puede decidir para cada mensaje,

dependiendo del tipo de información que lleve (p.e. señales de estado, valores

análogos, etc.), cuales cambios producirían una transmisión.

Una estación remota que ha sido contactada para enviar datos, adjunta un

identificador al último mensaje. Mientras este identificador no es recibido por la

estación maestra, la comunicación se mantendrá entre este maestro y la estación

remota. Para prevenir que un tiempo de ciclo sea bloqueado por una estación con

un continuo cambio de datos, el TIM de la estación remota marca el último

mensaje en su memoria de transmisión con el momento .del contacto desde el

maestro. Mensajes que son leídos luego de este momento son transmitidos en el

siguiente contacto desde el maestro.

Mensajes de control CMn/m con comandos o consignas o mensajes de

organización tales como "solicitud general o específica" pueden ser incluidos por

el maestro en cualquier momento en el ciclo de "polling". Son transmitidos

inmediatamente después de terminar un contacto con una estación remota el cual

está constituido por un mensaje de "polling" Pn y un mensaje de "acuse recibo" A

o un mensaje de "polling" Pn y un mensaje de datos Dn/m. Si varios mensajes de

organización o de control están simultáneamente esperando para ser

transmitidos, un número determinado de ellos pueden ser transmitidos uno

después de otro. El ciclo de "polling" será interrumpido por la duración de la

transmisión de estos mensajes. El número máximo de mensajes a ser

transmitidos entre contactos con el maestro, es determinado por parámetros

entregados por la CPU al TIM durante el arranque del equipo.

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Fig

.2.5

SINAUT: Sistemas de Telemetría SIEMENS Pa.q. 49

2.4.7.1 Ciclo principal y secundario

El ciclo de "polling" en la estación maestra puede ser arreglado para colocar

ciertas estaciones en un "ciclo principal" y otras en un "ciclo secundario" (ver

Fig.2.6). Esta definición es realizada por medio de parámetros que son

transmitidos al TIM por la CPU en el arranque de la estación. El ciclo secundario

es siempre realizado luego del ciclo principal, es decir, luego que todas las

estaciones en el ciclo principal son contactadas.

C. Principal

C. Secundario

Fig. 2.6

2.4.7.2 Polling continuo

Una técnica de polling adicional es el contacto "continuo" a una estación remota.

El usuario puede cambiar o especificar, en cualquier momento, cual estación

remota va a ser contactada "continuamente". El contacto continuo con una

estación no interrumpe el ciclo de "polling" normal puesto que es realizado

alternativamente con los contactos normales (Fig. 2.7).

Fig, 2,7

SINAUT: Sistemas de Telemetría SIEMENS Paq. 50

2.4.7.3 Comportamiento cuando falla la comunicación

Si una estación remota no responde o si el mensaje recibido está dañado, el

maestro contactará nuevamente a la estación. Sin embargo, en esta ocasión el

mensaje de contacto "Pn" será marcado como "repetido" lo cual indica a la

estación remota que reenvíe el último mensaje. Así un mensaje "Pn" servirá como

un "acuse recibo" del maestro: un "Pn" con identificador de repetición indicará que

el mensaje no llegó correcto. Si una estación no responde a todos los intentos o

no se tiene éxito en transmitir un mensaje sin errores, seguirá siendo contactada

dentro del ciclo de polling con un mensaje marcado como "repetido" pero desde

ese momento por una sola vez. Únicamente cuando la estación empiece a

responder sin errores el factor de repetición regresará al valor original.

La estación remota repite el último mensaje (Fig. 2.5) hasta que reciba el "acuse

recibo" del maestro, es decir hasta que el mensaje [[Pn" no se encuentre marcado

como "repetido". Para vigilar la línea física de comunicación el T1M de la estación

remota revisa el número de repeticiones del mensaje; si este alcanza el máximo

factor de repetición especificado, un mensaje de error es enviado a la CPU de la

estación. Adicionalmente, el TIM vigila para determinar si existe algún intercambio

de datos y si es contactado por el maestro dentro de cierto lapso de -tiempo.

2.4.8 ESTRUCTURA DE LOS MENSAJES EN EL PROTOCOLO SINAUT ST

Los mensajes están formados por bytes empacados en un carácter asincrónico

de 11 bits (ver Fig.2.8) entre los cuales se encuentra un bit de inicio (siempre 0),

uno de parada (siempre 1) y otro de pandad. El mensaje de datos como su

CARÁCTER ASINCRÓNICO 1 1 BITS

U bits de datos mbit de bit de

l r

* inicio=0 pandad *bit de

Fig. 2.8 parada= 1


nombre lo indica es usado para transmitir información de procesos como señales

de estado, valores analógicos, comandos y consignas.

2.4.8.1 Estructura del mensaje de datos

El mensaje de datos está formado por un carácter definido de inicio y por otro de

parada. La información dentro del mensaje es de una longitud e información

variable y puede tener entre 1 y max.120 bytes de información. Adicionalmente,

se tiene un encabezado de mensaje de longitud fija. Este contiene la información

de la longitud del mensaje, el número de mensaje y el de estación, así como

también dos bytes identificadores (Fig. 2.9).

Cada byte de la estructura del mensaje está autoprotegido. contra errores con el

bit de paridad en el carácter asincrónico, mientras que la parte del mensaje que

es identificada por la longitud de bloque es también protegida.por una palabra de

control (checkword). Mientras que el carácter de inicio y la longitud de bloque que

no están protegidos por la palabra de control son transmitidos dos veces.

2.4.8.2 Estructura del mensaje de "polling"

Este tipo de mensaje es únicamente usado en el modo de polling (Pn) y tiene una

longitud fija de 5 bytes. Para que este mensaje sea reconocido como mensaje de

"polling" por la estación receptora, su carácter de inicio es diferente al de mensaje

de datos. El carácter de finalización es igual que el que se tiene en el mensaje de

datos.

2.4.8.3 Estructura del mensaje de "acuse recibo"

Este mensaje tiene una longitud fija de 1 byte y dependiendo de la dirección del

mensaje tiene un código hexadecimal E5 si va del esclavo al maestro y A2 deli

maestro al esclavo.

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2.5 ESTRUCTURAS DE REDES

Existen varias opciones en estructuras de redes que revisaremos a continuación:

2.5.1 CONEXIÓN PUNTO A PUNTO

Esta es la red más simple. Un TIM maestro (TIM M) se comunica únicamente con

una estación remota (TIM E). La comunicación puede ser en 2 o 4 hilos. Para la

transmisión de datos se puede utilizar el modo de "polling" o el cíclico (ver Fig,

2.10). Esta conexión es posible en líneas dedicadas o privadas.

Fig. 2.1

M. a

estro

TIM

M

MODEM

D

MODEM

TIM

E

EscIaV

o

2.5.2 RED MULTIPUNTO

Se caracteriza por tener varias estaciones conectadas a lo largo de la línea de

transmisión. Las estaciones están conectadas a los mismos hilos y únicamente

un maestro maneja el intercambio de datos con todas las estaciones remotas. El

patrón de comunicaciones puede ser en 2 o 4 hilos.

En esta topología de redes los datos pueden ser intercambiados únicamente en

el modo de "polling". Varios tipos de modems se pueden utilizar pero estos deben

tener la posibilidad de conectarse en "derivación" o en paralelo a los hilos de

transmisión (ver Fig. 2.11). Esta conexión es posible en líneas dedicadas o

privadas.

S1NAUT: Sistemas de Telemetría SIEMENS Pa.q. 54

Fig. 2.11

EscIavo

2.5.3 RED EN ESTRELLA

En una red de este tipo existen algunas estaciones remotas conectadas al TIM

del maestro a través de mas de un medio de transmisión dejando al maestro en el

centro de la estrella (Fig, 2.12). Cualquier estación remota está conectada al

Fig. 2.12

Maestro

TIM M

MODEM

EscIaV

o

TIM

E

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MODEM

EscIaV

o

TiM

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M0DEM

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M0DEM

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M

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Esc

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maestro como una conexión punto a punto o algunas estaciones están

conectadas a lo largo de líneas de transmisión como en el caso de redes

multipunto. El intercambio de datos es posible únicamente en el modo de "polling"

y es posible en líneas dedicadas, en redes de radio y en FO.

2.5.4 REDES TELEFÓNICAS PUBLICAS

Aparte de la comunicación en líneas privadas o dedicadas, se pueden utilizar

líneas telefónicas públicas "Dial up" (Fig. 2.13).

Fig.2.13

REFERENCIAS:SINAUT ST1: The Programmable Síation Control SystemIndustrial and Building System Group - ANL A72 - Gas & Oil, Pípelines, 1994, Siemens AG

Telecontrol Station Control System: SpecíficationsSchmenger, Agosto 1994, Industrial and Building System Group, Siemens AG

Network Configurations and Operation Mode SINAUT ST1Industrial Solutions and Service,http:\www.is.siemens.de/oiLgas/sinautst/htmL76/0130_1NetConfig.htm

CAPITULO 3

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

3.1 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA.

3.1.1 SITUACIÓN GEOGRÁFICA.

El punto geográfico donde se encuentra este proyecto es la Provincia de

Chimborazo, pueblo de Fúngala a cuarenta y cinco minutos de camino desde

Riobamba. Algunos kilómetros antes de llegar a este pueblo y a orillas del Río

Chambo se encuentra la Casa de Máquinas de la Central Hidráulica de Alao de

propiedad de la empresa eléctrica local. Esta mini central construida en el año de

1966 con una potencia inicial de 5.2 MVA, fue luego incrementada en 2.6 MVA en

1976 y 1979 hasta llegar a la potencia actual de 10.4 MVA con 4 generadores de

2.6 MV movidos por turbinas de agua.

La mayoría de su instrumentación es obsoleta y el control de la central es casi

manual y manejado por tres turnos de operadores durante las 24 horas del día. A

pesar de encontrarse junto al Río Chambo, la central toma el nombre del Río Alao

cuyas aguas son conducidas a lo largo de aproximadamente 13 Km hacia la

central para mover las turbinas.

En la Fig. 3.1 se puede mirar la ubicación de la Central Alao (marcada como Casa

de Máquinas) y el Pueblo de Fúngala. Este pueblo tiene una población

aproximada de 1000 personas. Si tomamos en cuenta las líneas de nivel de este

plano se puede observar que la central se encuentra a 2.800 msnm y Fúngala a

2.850 msnm.

La central está rodeada por montañas que flanquean el cauce del Río Chambo.

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Fig

. 3.

1

Planteamiento del Problema Pa.q. 58

3.1.2 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA.

Como se dijo anteriormente, la Central Hidráulica de Alao recibe alimentación de

agua para mover sus turbinas, del Río Alao. Para esto, el agua es conducida

desde dicho río donde se encuentra la bocatoma a lo largo de un canal de

aproximadamente 13 Km. de longitud (ver línea punteada para seguir la

trayectoria del canal) a una altura de aproximadamente 3050 msnm y a 200 m, de

altura sobre Fúngala. A lo largo de este canal existen algunos puntos importantes

a mencionar: inicio de la tubería de presión, tanque de presión, salida del túnel

18, compuerta de Ishpe y bocatoma.

En la figura 3.2 se puede ver un dibujo- esquemático donde se marca estos

puntos importantes; también se los puede mirar en la figura 3.1 para ubicarlos

geográficamente.

AI final de la tubería de presión se encuentran los generadores que son movidos

por el agua que cae por dicha tubería y por gravedad desde aproximadamente

200m de altura donde se encuentra el tanque de presión. El tanque de presión

almacena un volumen de agua que permite mantener una presión y caudal

estable en la tubería de presión. La salida del túnel 18 (T18) marca el punto del

canal que se encuentra directamente sobre el pueblo de Fúngala. La compuerta

de Ishpe está situada en el punto del canal que pasa por la Quebrada de Ishpe,

su objetivo es impedir el paso del agua por el canal a partir de este punto hacia el

tanque de presión desviándola por un cauce natural como lo es la misma

quebrada (Fig.3.4). La bocatoma es el punto donde el canal toma el agua del Río

Alao.

Como se puede ver en estos gráficos el canal rodea a gran altura las laderas de

la Loma de Cochapamba bajo la cual se encuentra Fúngala. Precisamente este

es el punto de inicio del problema planteado dado que el canal tiene 35 años de

construcción y por lo tanto, en la actualidad, existen tres razones fundamentales

que crean la necesidad de evitar los posibles efectos de un desastre como lo es

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Planteamiento del Problema Pag. 60

la rotura del canal:

1) A pesar de las numerosas rehabilitaciones en que se ha trabajado y del

mantenimiento continuo del canal, se ha notado que cada vez aparecen más

continuamente rajaduras en las paredes del canal las cuales se han tenido

que resanar. Estas rajaduras crean filtraciones a través de las paredes del

canal que debilitan las tierras en las zonas aledañas al recorrido del canal y

por lo tanto podría fallar la sustentación del propio canal en algún sitio

ocasionando su colapso.

2) La continua erosión de las laderas de la Loma de Cochabamba ha debilitado,

en algunas zonas más que en otras, el apoyo del canal con efectos similares a

los mencionados anteriormente.

3) Rotura del canal en el caso de un terremoto.

En el caso de producirse la rotura del canal en un punto cualquiera de su

recorrido se formaría un torrente de agua de alta velocidad que arrasaría con todo

a su paso. Si esta rotura se produce sobre el pueblo de Fúngala se produciría un

desastre de gran magnitud ya que el flujo continuo de agua del canal ocasionaría

una gran avalancha sobre el pueblo que causaría grandes pérdidas humanas y

económicas. Este sería el caso extremo.

Por lo tanto, es necesario plantear una

solución que permita accionar en forma

remota y automática la compuerta

existente en la quebrada Ishpe, de

modo que en caso de emergencia,

interrumpa lo antes posible el flujo de

agua en el canal. Esto limitaría los

posibles daños en el pueblo puesto que

al interrumpirse el flujo de agua continuo los daños serían causados únicamente

Fig.3.3b=Q,6

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por la cantidad de agua contenida en el canal desde este punto hasta la

Quebrada Ishpe (aproximadamente 1700 m.) y que se evacuaría en el caso de

una rotura. Un cálculo simple nos dará el volumen estimado de agua. En la figura

3.3 se puede mirar un corte transversal del canal con su forma y dimensiones

aproximadas.

Para ios cálculos asumimos que existe simetría por lo que la sección tiene la

forma de un trapecio. Así eí volumen contenido por el canal en aproximadamente

los 1700 m. se puede calcular como:

Vcana[= (B + b)*h*l/2

Vcana,= (2,5 + 0I6)*2*1700/2

Vcanal= 5270 ITltS.3

Por su puesto esto significa la peor condición con el canal totalmente lleno. El

volumen calculado es como el equivalente de tres piscinas de 50 m. de longitud

por 12 m. de ancho y 3 m. de profundidad.

Dado que la separación entre el Túnel 18 (T18) y el pueblo de Pungalá es

aproximadamente 3 Km. de ladera (ver Fig. 3.1) se espera que los efectos de

esta descarga de agua sea mínima.

El máximo caudal por el canal es de aproximadamente 4 m.3/seg. y con una

velocidad de 1.2 m/seg. Así el tiempo que se demoraría, en vaciarse el canal al

cerrar la compuerta es de:

V= Uanal/t

donde v= velocidad en mts./seg., t= tiempo en seg. y Icanal= longitud del canal

Entonces:


t=

t= 1700/1,2

t= 1417 seg. ó 23,62 minutos.

En la Fig. 3.4 se puede ver un dibujo esquemático de la compuerta (d) que

actualmente se encuentra instalada en la Quebrada de Ishpe, como se puede ver

en ese punto el canal se lo ensancha para permitir el descenso de la misma y

cerrar el paso del agua. El cuerpo de la compuerta está hecho de lámina de hierro

de 5/8" de espesor (16 mm.) con un peso aproximado de una tonelada. La

compuerta se mantiene suspendida de unas orejas soldadas al marco de la

misma y sostenida por unos ganchos soldados a un eje (c) que descansa sobre

unos apoyos a y b. Este eje se mantiene trabado para que los ganchos estén en

la posición adecuada para sostener la compuerta. Cuando se desea bajar la

compuerta, el eje es destrabado y girando el volante los ganchos cambian de

posición liberando las orejas de la compuerta y permitiendo que esta caiga por

gravedad. Para controlar la caída de la compuerta, esta es guiada por perfiles tipo

U hasta que llega a la solera del canal cerrando el paso del agua. El agua se

represa en el canal en la parte anterior a la compuerta hasta que dicho nivel

sobrepasa el desfogue (e) y cae a la quebrada Ishpe siguiendo su cauce.

3.1.3 HIPÓTESIS DE TRABAJO.

Si de alguna manera se pudiera determinar el momento en que el canal tuviera

una importante fuga, una rotura o un desbordamiento entonces se podría bajar la

compuerta para interrumpir el paso de agua por el canal y lograr los objetivos

explicados anteriormente.

Esto se cumple si se mide el nivel en dos puntos del canal y luego se compara las

mediciones:

a) en el punto más crítico del canal (sobre el pueblo de Fúngala donde una rotura


del canal causaría una avalancha)

b) en un sitio donde se pueda tomar una medición de referencia. Cabe indicar

que la sección y dimensiones del canal son uniformes en su recorrido desde la

Quebrada de Ishpe hasta el Tanque de Presión, por lo cualquier punto se podría

tomar como referencia.

Explicación:

Al comparar las dos mediciones de nivel se puede determinar si existe una

diferencia de nivel entre los puntos donde se mide. En condiciones normales y

teniendo en cuenta la uniformidad del canal, idealmente la diferencia de nivel será

0. En la realidad se tiene una pequeña diferencia en exceso por el efecto de

estancamiento que se produce aguas arriba del tanque de presión. En la práctica

y luego de varias mediciones se comprobó que era máximo de 10 cm. (ver Fig.

3.5).

En condiciones de peligro, por ejemplo en el caso de una rotura del canal, el nivel

en el punto de ruptura caería bruscamente en ese punto y hacia atrás, por lo que

una diferencia por defecto mayor a 10 cm. nos alertaría sobre la ruptura y nos

daría la información necesaria para cerrar la compuerta en Ishpe. Otro caso de

peligro se daría por un taponamiento del canal por deslizamientos de tierra o por

basura arrastrada; en este caso el nivel en el punto taponamiento y hacia atrás

subiría por lo que una diferencia por exceso mayor a 10 cm. nos alertaría sobre

un posible desbordamiento del canal, haciéndose necesario cerrar la compuerta

en Ishpe.

Mientras el punto de ruptura o taponamiento del canal esté más cerca al punto de

medición a) entonces la información que indique "problemas" se la tendrá más

rápido y se podrá actuar con mayor prontitud sobre la compuerta de Ishpe para

cerrarla. Esto confirma que el punto de medición a) debe estar en la zona del

canal que está sobre el pueblo de Fúngala.

Planteamiento del Problema Pag. 65

Eí punto de referencia podría ser en la zona del canal cercana a la misma

compuerta de Ishpe.

3.2 REQUERIMIENTOS DEL SISTEMA.

En este apartado y teniendo en cuenta información anteriormente expuesta, se

mencionará algunas de las principales características que debería tener nuestro

sistema automático de control que luego será diseñado. Volviendo a la Fig. 3.4

donde se ven los puntos importantes en el canal, debemos mencionar la siguiente

información adicional tomada de la observación en el sitio:

• La casa de máquinas (4) es el único sitio donde existe vigilancia continua por

los operadores que trabajan en tres turnos durante las 24 horas del día, por lo

tanto cualquier sistema de monitorización y control que se diseñe debe tener la

posibilidad de que toda la información y las posibles acciones de control

manual puedan ser llevadas a cabo desde este sitio.

• En el Tanque de Presión (3) se dispone de una persona que limpia de algas y

basura las rejillas de la tubería de presión, pero no permanece disponible todo

el tiempo. Esta persona también informa cada treinta minutos, por teléfono, a la

Casa de Máquinas el nivel de agua en el Tanque de Presión el cual es

importante para determinar el número de generadores a operar. Este nivel es

hoy medido con un anticuado instrumento de boya. Además, en un futuro se

desea instalar un sistema automático de limpieza de rejillas que sería

controlado desde la Casa de Máquinas. Existe energía eléctrica de 11OV GOHz.

• En la zona del canal a la salida de T18 (2) se observa serios debilitamientos en

las paredes que sostiene y apoyan al canal, esto confirma que este punto es el

punto crítico por su ubicación y por lo anteriormente mencionado.

• La compuerta (1) que cierra el canal debe ser accionada automáticamente, de

Planteamiento del Problema Pap. 66

acuerdo a lo indicado en la hipótesis del trabajo, por una diferencia de nivel

entre los puntos a) y b). Existe alimentación de 11OV. 60Hz. en este sitio. Aquí

también existe una persona que cada 30 minutos informa del nivel del agua en

el canal.

• Experiencias anteriores y referencias de personas del lugar indican que

cualquier tipo de cable que se instale en forma aérea o vista no permanece

mucho tiempo en su lugar, puesto que campesinos del lugar se lo roban. Esto

es algo que se debe tener muy en cuenta a la hora del diseño.

3.2.1 REQUERIMIENTOS TÉCNICOS.

Teniendo en cuenta la información anteriormente expuesta, a continuación se

anotará los requerimientos técnicos básicos del sistema:

1. El sistema debe tener un tablero de control local donde deberá realizarse el

control automático del cierre de la compuerta. Aquí deberá estar el algoritmo

que determinará el momento en que se produzca el accionamiento de la

compuerta y en este sitio se debe disponer de la información de nivel de los

puntos a) h1 y b) h2 (verfig. 3.2). Este debe ser un equipo que funcione por sí

solo sin ninguna dependencia funcional con otro ya que se debe asegurar su

disponibilidad al ser un equipo de seguridad.

2. Se debe tener en Casa de Máquinas la información de nivel del Tanque de

Presión y del nivel del canal en la Quebrada de Ishpe, así como también

monitorear el estado del sistema automático de control de la compuerta para

verificar su correcto funcionamiento. Recordemos que aquí existen operadores

por 24 horas al día.

3. La compuerta también debe poder ser accionada manualmente y en forma

remota desde la Casa de Máquinas en caso de urgencia.


4. Los ítems 2 y 3 sugieren la ¡mplementación de un sistema de telemando y

telemonitorización que sería el que más se ajuste a las necesidades.

5. Se debe medir nivel por lo menos en el Tanque de Presión, salida del Túnel 18

y Quebrada Ishpe.

6. Si se usa cabíe para la comunicación, este debería ser de características que

le permitan ser enterrado o sumergido en el agua del canal para evitar los

robos.

7. El sistema de accionamiento de la compuerta debe tener alta confiabilidad en

su funcionamiento ya que es parte de un dispositivo de seguridad. El flujo de

agua debe ser interrumpido en un tiempo muy corto.

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CAPITULO 4

4.1 PRELIMINARES.

4.1.1 DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA PROPUESTO.

Basado en los requerimientos técnicos descritos en el capitulo 3, literal 3.2.1 y en

la información obtenida ai estudiar ei sistema de telecontrol de Siemens, SINAUT;

proponemos un sistema de telemetría y telecontrol formado por tres participantes

en una configuración maestro - esclavo (ver Fig. 4.1).

4.1.1.1 Criterios para la configuración básica de las estaciones.

La información de nivel y de funcionamiento de la compuerta podría demorar

algunos segundos en fluir desde su origen al maestro sin ninguna restricción,

puesto que es únicamente informativa o de monitorización. Por otro lado, el nivel

en e! canal tarda varios minutos en producir cualquier variación significativa. Así

mismo, cualquier comando manual para cerrar la compuerta podría demorar

algunos segundos en llegar al esclavo o al destino puesto que un rango menor de

tiempo no influenciará en la velocidad con que la compuerta corte el flujo de

agua, proceso que seguramente está en el rango de varias docenas de

segundos. Por lo tanto, la velocidad de muestreo requerida es baja como es

común en este tipo de sistemas (ver Capítulo 1, apartado 1.2.2) y la elección de

una técnica de.comunicación maestro - esclavo es la más adecuada (ver Capítulo

1, apartado 1.4.1).

La estación maestra será ubicada en la Casa de Máquinas de la Central

Hidráulica de Alao. Será una estación ST115 puesto que se requerirá en este

punto un equipo con mayor capacidad por las funciones que realizará;

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Fig

. 4.1

Diseño del Sistema Pa.q. 71

. Coordinar toda la comunicación entre las estaciones.

. Enviar y recibir información desde una interface hombre máquina que podría

ser un panel electrónico o un software.

. En un futuro, este equipo podría tomar tareas de automatización que son

necesarias implementar para modernizar algunos de los procesos de control de

los generadores. Por ejemplo, se podría conectar los generadores en paralelo

de acuerdo a la disponibilidad de agua en el tanque de presión y de las

condiciones de la carga. Por lo tanto, dejaremos disponibles en la

configuración de esta estación; una mínima cantidad de puntos de E/S.

El tablero que contenga la estación se lo ubicará en el cuarto de control de la

Casa de Máquinas para que la información este directamente disponible a los

operadores de la Central Alao.

El primer esclavo estará ubicado en el tanque de presión. Será una estación de

telecontrol ST100 dado que la función principal de esta es transmitir la

información del nivel del tanque de presión hacia el Casa de Máquinas. De esta

forma se logra los siguientes objetivos:

• Cambiar el antiguo medidor de nivel de boya por otro de moderna tecnología,

con lo cual se tendrán mediciones precisas.

• La información de nivel se transmitiría automáticamente hacia la Casa de

Máquinas.

Adicionalmente, en el futuro se tiene pensado instalar un equipo que

automáticamente limpie los desechos y algas detenidos en la rejilla de acceso al

túnel de presión, por lo que en este caso también, dejaremos algunos puntos de

E/S digitales, además de una entrada analógica para el sensor de nivel.

Dado que el trabajo que tiene que realizar este equipo no es complicado, su CPU

podría ser modelo 102U.

Diseño del Sistema Pag. 72

El tablero que contenga esta estación se puede instalar en un cuarto vacío que

existe en la caseta ubicada en el sitio.

El segundo esclavo estará ubicado geográficamente en la Quebrada de Ishpe,

junto a la compuerta que se accionará. Será una estación ST100U. Su función

local principal será accionar la compuerta en caso de emergencia y basado en el

algoritmo que se implementará en él (se explicó en el Capítulo 3 apartado 3.1.3).

Para ello, en esta estación se debe disponer de la información de nivel a la salida

del Túnel 18 (punto crítico) y del punto de referencia. Ahora bien, la distancia del

Túnel 18 al tanque de presión es de 750 mts. y a la Quebrada de Ishpe de 1.700

mts. por lo que la señal de nivel de este punto se debería llevar hacia la primera

estación esclava para evitar, en lo posible, que la señal análoga entregada por el

sensor de -nivel se degrade. Luego transmitirla digitalmente por el medio de

comunicación entre las estaciones al segundo esclavo. Otra solución sería

colocar en este punto un cuarto esclavo que recoja la señal de nivel y la transmita

digitalmente por el medio de comunicación entre estaciones; sin embargo el costo

de esta estación no se justificaría, únicamente para recoger una señal de nivel

sobre todo si existe otro medio para hacerlo: la experiencia indica que es posible

transmitir señales analógicas de corriente a larga distancia siempre y cuando se

tome ciertas precauciones técnicas.

No obstante y por motivos de seguridad, tampoco es buena idea que la primera

estación esclava recoja la señal de nivel de T18 y la envíe al segundo esclavo;

puesto que en caso de un terremoto por ejemplo, la comunicación puede ser

interrumpida y no se tendría la información de nivel del punto crítico en la estación

de Ishpe. Así pues la única alternativa es llevar esta señal directamente a través

de 1.700 mts. hasta la Quebrada de Ishpe. Como ya manifestamos esto es

posible bajo ciertas condiciones que revisaremos posteriormente.

La estación en este punto debe tener por lo menos dos entradas analógicas y

algunos puntos E/S digital para las labores de activar la compuerta. Las funciones


que tiene que manejar esta estación obliga a que su CPU sea la de mayor

capacidad: CPU 103U.

Para la ubicación del tablero se deberá construir una caseta.

4.1.1.2 Criterios para escoger la tecnología de comunicación.

Para escoger la tecnología a utilizar en el sistema, los criterios mas importantes

son la ubicación del sistema de telemetría (Qué recursos de comunicación se

dispone en sitio?) y si el costo de implementar cualquiera de ellos se justifica para

un proyecto como el aquí analizado.

RADIO:

Mirando la Fig. 3.1 y analizando las líneas de nivel se puede ver claramente que

no existe "línea de vista" entre la estación que se ubicaría en la Quebrada de

Ishpe y la Casa de Máquinas donde se encontraría el maestro de nuestro

sistema. Así cualquier sistema de radio que se ¡mplementase requeriría de una

repetidora la cual debería ubicarse por ejemplo en la Loma de Tianguche. De

hecho se realizaron pruebas con radio en bandas UHF y VHF donde la recepción

de voz era prácticamente nula, por lo que la repetidora es una necesidad. El

sistema de comunicación entonces se vuelve costoso, peor aún si se implementa

radio enlace de datos. El radio troncalizado no está disponible en la zona y tiene

la misma necesidad de repetidora.

Por lo tanto, esta tecnología no es práctica en nuestro caso por el costo.

FIBRA ÓPTICA, SATÉLITE, ETC.

La FO y el satélite son sistemas de comunicación costosos y requieren personal

calificado en esas tecnologías de comunicación para su mantenimiento.

Esto hace que definitivamente no se los considere como una alternativa viable.

Diseño del Sistema Pap. 74

LINEAS TELEFÓNICAS:

En la zona, por ser un sitio rural, no existen líneas telefónicas públicas por lo que

nos queda como la única alternativa viable y relativamente barata una línea

privada dedicada. Sin embargo, como mencionamos en el Capítulo 3 apartado

3.2.1 debemos tener cuidado al elegir las características del cable para la

comunicación ya que debe ser enterrado o sumergido.

Dado que no se requiere velocidad alta de muestreo y que solamente tenemos 3

participantes, una comunicación "half dúplex" a dos hilos es suficiente.

4.1.1.3 Respaldo de energía.

Como se menciona en el Capítulo 3 ítem 3.2, en cada punto donde se colocará

una estación de telecontrol (Fig. 4.1) existe energía eléctrica de 11OV 60Hz

disponible para alimentar las estaciones. Sjn embargo, debemos prever que esta

alimentación se interrumpa por razones predecibles o impredecibles:

• Interrupción de la alimentación por daños en la red

• Interrupción de la alimentación por racionamientos

• Interrupción de la alimentación por movimientos telúricos

. Etc.

Al ser un sistema de seguridad se debe garantizar su funcionamiento aún cuando

se interrumpa la alimentación, principalmente en la estación de la Quebrada de

[shpe que tendrá la responsabilidad de accionar la compuerta. Experiencias

anteriores con los racionamientos en ese sector nos dan un parámetro de

referencia respecto a lo que podría durar una interrupción por ese motivo: 18 h.

En el caso de una interrupción por daños en la red es imposible predecir el tiempo

que se demoraría en reparar una avería puesto que depende de las

circunstancias en que se produjera por lo que 18 h, sigue siendo un tiempo

razonable. Sí la interrupción se produce por un terremoto sería suficiente disponer

de unos minutos (por ejemplo 10 minutos) para ordenar manualmente el cierre de

la compuerta y prevenir cualquier problema; pero para esto las tres estaciones


deberían estar activas varios minutos después de la interrupción. Pero si el

fenómeno natural además de interrumpir la alimentación de energía, acarrea una

interrupción de las comunicaciones entre las estaciones (por ejemplo rotura del

cable de comunicación) entonces manualmente sería imposible accionar la

compuerta y por lo tanto se debería dar a la estación de la Quebrad Ishpe una

autonomía suficiente para mantener la posibilidad de accionar la compuerta en

caso de peligro; por ejemplo las 18 horas.

Ahora, tenemos que tomar en cuenta que cualquier sistema de respaldo de

energía que adoptemos deberá suministrar la energía necesaria para accionar la

compuerta.

4.1.1.4 Tipo de accionamiento para la compuerta.

Si se utiliza UPS (uninterrumplible power supply) como sistema de respaldo de

energía entonces se tendrá limitaciones al escoger el tipo de accionamiento de la

compuerta puesto que es conocido que la energía que deberá almacenar el

banco de baterías determinará su costo. Si la compuerta es accionada

eléctricamente con un motor, este deberá tener una potencia suficiente para

elevar o bajar la pesada compuerta (a pesar de poder utilizar un motoreductor) y

el banco de baterías debería suministrar la energía necesaria para el arranque del

motor y para mover la compuerta.

El banco de baterías para suministrar esta energía sería muy costoso. Otra

opción es utilizar un sistema de energía alternativo como un motor- generador a

diesel; sin embargo sería un sistema que necesitaría mucho mantenimiento en un

lugar tan apartado y no estaría disponible con la suficiente rapidez en caso de

emergencia y esto sin contar con el costo.

Para mantener bajo el costo dei sistema, se podría mirar la posibilidad que el

sistema de respaldo de energía mediante UPS solo guarde energía para la

Diseno de! Sistema Pag. 76

estación de telecontrol (electrónica de la estación) y que el sistema de

accionamiento de la compuerta no sea eléctrico sino de otro tipo de manera que

también el almacenamiento de energía necesaria para asegurar el cierre de la

compuerta no sea en un medio eléctrico.

Especialistas en ingeniería mecánica sugieren que podría utilizarse un

accionamiento neumático donde la energía necesaria para accionar la compuerta

estuviera almacenada en el tanque de reserva de un compresor en forma de

presión. Esto es posible puesto que en el lugar se dispone de alimentación

eléctrica para el funcionamiento del compresor. En caso de falla de esta

alimentación, el sistema seguiría disponible puesto que el tanque de reserva del

compresor se encargaría de mantener la presión.

Así la solución adecuada para el accionamiento de la compuerta parece ser un

sistema neumático.

4.1.2 REQUERIMIENTOS DE LOS POSIBLES USUARIOS.

Visitando el sitio y conversando con los posibles usuarios del sistema, a

continuación se enumera algunos requerimientos que a su juicio debería

incorporar el sistema;

» La forma más rápida y segura de cerrar la compuerta en caso de emergencia

sería que esta cayera por gravedad desde su posición de suspensión (ver Fig.

3.4) y guiada por los perfiles tipo U alcance la solera del canal. Este es e!

método manual que se utiliza en la actualidad para cerrar el canal (ver Capítulo

3 apartado 3.1.2) y que por lo tanto se ha comprobado que funciona

adecuadamente y sin fallos debido al gran peso de la compuerta.

• Cada tablero de las estaciones de telecontrol deberá tener alarmas luminosas

por medio de LEDs.

• Cada tablero de las estaciones de telecontrol deberá tener tres indicadores

Diseno del Sistema Pap. 77

digitales para exhibir la información de nivel de: túnel 18, referencia en

Quebrada Ishpe y de tanque de presión.

• Cada tablero de las estaciones remotas deberá tener una alarma audible.

• Cuatro relés para conectar o desconectar los generadores en función del Nivel

en el Tanque de Presión

Adicionalmente, se recalca que los operadores de la Central Alao y que por lo

tanto supervisarán el sistema de emergencia son personas con poca instrucción

técnica que realizan sus tareas rutinariamente. Por lo tanto, al diseñar el sistema

se tendrá como condición adicional el que los tableros sean muy fáciles de

operar.

4.2 DISEÑO.

4.2.1 DISEÑO DE LOS TABLEROS DE LAS RTUS.

4.2.1.1 Dimensionamiento de las RTUs.

Para el dimensionamiento de la periferie de las estaciones de telecontrol el

criterio es tener un 30% de puntos de E/S extras para ser utilizadas en el futuro.

RTU DE LA QUEBRADA DE ISHPE

TIPO E/SEntradasdigitales a 24VDC

DESCRIPCIÓN• Fines de carrera para indicación compuerta cerrada o abierta• Pulsante de activación manual de la compuerta (Emergencia). Reconocimiento de alarmas• Reposición de alarmas. Control mantenimiento o normal

SUBTOTAL:30%:

TOTAL:

CANTIDAD21111628

Diseno del Sistema Pa.q. 78

TIPO E/SSalidasdigitales a24 VDC

Entradasanalógicasde 4 ... 20mA.

Salidasanalógicasde 0 .... 10V.

DESCRIPCIÓN. Alarma audible• Alarmas y señalizaciones visuales

para: Estado de sensores de nivelEstado de CompuertaEstado de la ComunicaciónSistema en mantenimiento

• Acionamienío de compuertaSUBTOTAL:

30%:TOTAL:

. Nivel de• Nivel de

referenciaTúnel T1 8

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TOTAL:

. Nivel de

. Nivel de* Nivel de

referencia (indicador digital)Túnel T18 (indicador digital)Tanque de Presión (indicador digital)

SUBTOTAL:30%:

TOTAL:

CANTIDAD16

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213

111

314

RTU DE TANQUE DE BALANCE:


Salidasdigitales a24 VDC

DESCRIPCIÓN. Pulsante de activación manual de la compuerta (Emergencia)• Reconocimiento de alarmas. Reposición de alarmas

SUBTOTAL:30%:

TOTAL:

. Alarma audible

. Alarmas y señalizaciones visualespara: Estado de sensores de nivel

Estado de CompuertaEstado de la ComunicaciónSistema en mantenimiento

SUBTOTAL:30%:

TOTAL:

CANTIDAD111

314

16

729


TIPO E/SEntradasanalógicasde 4 ... 20mA.

Salidasanalógicasde 0 ... 10V.

DESCRIPCIÓN• Nivel de Tanque de Balance

SUBTOTAL:30%:

TOTAL:

. Nivel de referencia (indicador digital)

. Nivel de Túnel T18 (indicador digital)

. Nivel de Tanque de Presión (indicador diqital)SUBTOTAL:

30%:TOTAL:

CANTIDAD1

101

111314

RTU DE CASA DE MAQUINAS:


Salidasdigitales a24 VDC

Salidasanalógicasde 0 .... 10 V

DESCRIPCIÓN. Pulsante de activación manual de la compuerta (Emergencia). Reconocimiento de alarmas. Reposición de alarmas

SUBTOTAL:30%:

TOTAL:

• Alarma audible. Alarmas y señalizaciones visuales

para: Estado de sensores de nivelEstado de CompuertaEstado de la ComunicaciónSistema en mantenimientoNivel Max. en Tanque de PresiónNivel Min. en Tanque de Presión

. Cuatro relés para conectar o desconectar los generadores enfunción del Nivel en el Tanque de Presión

SUBTOTAL:30%:

TOTAL:

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Se define como tensión de las E/S Digitales 24VDC porque es un nivel de tensión

seguro para mantenimiento y operación. Además es un voltaje estándar en

cuanto a tarjetas para las estaciones SINAUT ST.

Del mismo modo, se ha escogido tarjetas de corriente de 4 a 20 mA. puesto que

como se describió anteriormente la señal de los medidores de nivel deben viajar

algunos cientos de metros. Con una señal de corriente es posible llevar la

información de nivel a través de esta distancia tomando ciertas precauciones.

A continuación y utilizando tablas de configuración provistas por el fabricante

como ayuda, determinaremos todas las partes que integrarán las estaciones de

telecontrol:

ConfiguringSIMATIC S5-90U, S5-95U/F, S5-100U

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Diseno del Sistema Paq. 85

ACLARACIONES:

. El TIM011B SL es esencialmente una CP521 con "firmware" especializado

. El TIM011 es esencialmente una CP524 con "firmware" especializado

Basados en las tablas de configuración a continuación presentamos un resumen

de las partes necesarias para formar el PLC de cada estación de telecontrol.

Nótese que se necesita por cada estación un TIM que es manejador de las

comunicaciones de las RTUs (ver Capítulo 2):

Estación Remota Isphe:

CANT. DESCRIPCIÓN

1 Fuente Sitop 24VDC 5A1 CPU 1031 Memoria 32 KB2 Batería Tampón1 Al 4X4....20mA2 A02X0....10V2 DO 8 X 24V DC1 DI 8 X 2 4 V D C1 Módulo de Teleconírol TIM 011B SL4 Módulos de Bus a tornillo

Estación Remota Tanque de Balance

CANT. DESCRIPCIÓN1 Fuente Sitop 24VDC 5 A1 CPU 1031 Memoria 32KB2 Batería Tampón1 AI4X4....20mA2 A02X0.. .10V2 DO 8 X 24V DC1 DI 8 X 24V DC1 Módulo de Telecontrol TIM 011B SL4 Módulos de Bus a tornillo


Estación Central Alao

CANT. DESCRIPCIÓN1 Bastidor Central CR 700-21 PS 951 AC 115V/230V 7A/15A1 CPU 9422 Batería Tampón1 Memoria 32KB1 DM6 X 24V DC DO 16 X 24V DC1 A08X0...10V3 Conector frontal 24 pol.1 Módulo de Telecontrol TIM 011 SL V.241 Cápsula de adaptación1 Ventilador

4.2.1.2 Diseno de los tableros.

A continuación se describirán las características y especificaciones mínimas de

los dispositivos adicionales que se necesitarán para el diseño de los tableros;

INDICADORES DIGITALES:

Como se indica en el apartado anterior, en el dimensionamiento de las RTUs o

estaciones de telecontrol se dejaron salidas analógicas de voltaje de 0....10V para

entregar la información de nivel recolectada en el tanque de presión, en la salida

del túnel T18 y en la Quebrada de Ishpe a los indicadores digitales. Estos

indicadores digitales reciben la señal de voltaje de las salidas analógicas, la cual

es proporcional a las señales de nivel y las presenta como información en

números. Estos indicadores deberán ser del tipo cuyo "display" tiene números

formados por LEDs de alto brillo, color rojo y tamaño que permiten una alta

visibilidad de lejos. Las características principales recomendadas serían;

Especificaciones de los indicadores:

DISPLAY; 3 1/2 dígitos, números entre 14 y 15 mm de alto y

formados por LED en configuración de 7

segmentos, con signo.

RANGOS DE ENTRADA: O a 10 V.

Diseño de! Sistema

PRECISIÓN:

PROTECCIÓN;

OTRAS CARACTERÍSTICAS:

ALIMENTACIÓN:

Pag. 87

± 0,1 % del rango.

1P65 / NEMA 4 (Norma IEC-34-5: (6) Protección

completa de las partes vivas o en movimiento (5)

Protección contra chorro agua desde cualquier

dirección).

Circuito de encerado, temperatura de operación

entre O y 60°C, tiempo de respuesta a una señal

de paso de 1 seg., rechazo en modo norma] de

50 dB, rechazo en modo común de 110 dB,

carcasa de plástico de alta resistencia a

impactos.

110VAC60Hz. 0,1A

INTERFACE HOMBRE MAQUINA:

Debido a la poca preparación de los operadores de la Central Alao y al costo que

significaría tener una HMI mediante PC y software; se considera que lo adecuado

en este caso es utilizar un Panel de Operador sencillo con mínimos

requerimientos como el OP5 de Siemens. Este panel además es totalmente

compatible con la estación ST115:

Especificaciones del Panel de Operador OP5:

CARCASA: Fuerte y rígida carcasa de aluminio.

GRADO DE PROTECCIÓN: IP65

MEMORIA PARA PROGRAMACIÓN: 128KB

PANTALLA: LCD con retro-iluminación

TECLADO: De membrana con 24 teclas, 6 teclas son

de funciones, de las cuales 4 pueden ser

utilizadas como "softkey".

INTERFACES DE COMUNICACIÓN: 1 x TTY/RS232 (por esta interface se

comunica con PLCs S5U)

1 x RS485/RS422 (para conexión a


PROF1BUS)

A estas interfaces se puede conectar una

impresora.

FUNCIONES BÁSICAS: Exhibir variables de proceso

Manejo y procesamiento de señales de

proceso y de mensajes de falla.

Mensajes con fecha y hora

Textos de ayuda e información

Ingreso de consignas para variables de

proceso

Protección de configuración y de ingreso

de datos con Password

Varios lenguajes que se pueden escoger

PROGRAMACIÓN: Por medio de un paquete llamado COM

TEXT.

El Panel de Operador OP5 deberá cumplir las siguientes funciones:

• Permitirá observar los siguientes parámetros:

Las mismas alarmas que el panel de LED's

Los tres niveles: Ishpe, Tanque de Balance y Salida de Túnel

• Permitirá el ingreso, bajo clave, de la referencia de "diferencia de nivel" la cual

será transmitida al tablero remoto de Ishpe, para el funcionamiento automático

del mismo.

• Permitirá e! ingreso, bajo clave, del estado del sistema: normal/mantenimiento.

Normal:

Compuerta de Ishpe en funcionamiento automático

(por sensores) y/o por los pulsantes de emergencia.

Diseño del Sistema Paq. 89

Las otras estaciones enviando los datos de nivel y de

estado.

Mantenimiento:

Compuerta de Ishpe en funcionamiento manual, es

decir accionada únicamente por los pulsantes de

emergencia. Las otras estaciones enviando los datos

de nivel y de estado.

• Permitirá el ingreso, bajo clave, de los niveles máximo y mínimo en el tanque

de balance con el cual operarán los relés para conexión de los generadores.

MÓDULOS DE ALARMA Y SEÑALIZACIÓN:

Este módulo servirá para señalizar eventos importantes que se produzcan y

también para indicar algunas alarmas;

• Estado de sensores de nivel: Ishpe, Túnel T18 y Tanque de Presión (funciona

o no)

• Estado de Compuerta (cerrada o abierta)

• Estado de la Comunicación (establecida o no)

• Sistema en mantenimiento (si o no)*

• Nivel Max. en Tanque de Presión

• Nivel Min. en Tanque de Presión

Será del tipo de indicación por LEDs que brillarán a través de una pantalla de

acrílico opaco donde se tendrá leyendas que indican el estado o el tipo de alarma

(ver Fig. 4.2a).

• Este estado es importante puesto que cuando se realiza mantenimiento al canal

este es vaciado. Cuando se reestablece el flujo de agua por el canal, durante un

tiempo el nivel en el túnel T18 tendrá una gran diferencia con el nivel en Ishpe y

el sistema de accionamiento podría ser disparado. Para evitar esto se colocará un


conmutador de control en el tablero de telecontro! de Ishpe de manera de

seleccionar el estado de "mantenimiento", en el cual el sistema se inhibirá y no

producirá un falso disparo en la condición mencionada anteriormente. Un LED del

módulo de alarmas informará en todos los tableros de telecontrol que el sistema

está en mantenimiento y por lo tanto inhibido de accionar la compuerta.

El circuito interno de cada LED indicador puede ser el que se mira en la Fig. 4.2b.

Así pues, las salidas de la tarjeta que manejen las alarmas y/o señales deberán

ser de colector abierto y de voltaje DC. Entonces:

FIG. 4.2

ALARMA 1

ALARMA 2

ALARMA 3

ALARMA 4

ALARMA 5

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ALARMA 7

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donde:

Vcc= Voltaje de fuente

Vout= Caída de voltaje a través de la salida electrónica

VLED= Caída de voltaje en el LED

lmax.= Corriente máxima por LED

Entonces:

R= (24VDC - 0.6VDC - 2VDC)/20 1 ,1 Kohm


P= R*l2

P=1100*(0102)2«1/2W

Para la prueba de LEDs se utilizará un contacto de relé por LED, en paralelo a la

salida de señalización de las tarjetas electrónicas (ver Fig. 4.2.b)

PULSANTES, ALARMA SONORA Y TABLERO METÁLICO:

Necesitaremos cuatro pulsantes:

• P1 — Pulsante para "acuse recibo" de alarmas

• P2 — Pulsante para "reposición" de alarmas

• P3 — Pulsador para accionamiento manual de la compuerta (Emergencia)

• P4 — Pulsante para prueba de LEDs de señalización y alarmas

Los pulsantes P1 y P2 serán de color verde y el pulsante P4 de color negro. Sus

características principales deberán ser:

VOLTAJE DE AISLAMIENTO: 400V

VOLTAJE DE OPERACIÓN: 24 VDC

CORRIENTE DE OPERACIÓN: 10A

GRADO DE PROTECCIÓN: IP20( (2) Protección contra

penetración de objetos solidos de

hasta 12 mm. (0) no protegido

contra agua)

TAMAÑO DE CABLE PARA CONECTAR: 2 x 0,5 a 1,5 mm2

DURABILIDAD MECÁNICA: 10 x 106 operaciones

CONTACTOS: 1 x NA

DIÁMETRO MÍNIMO: 22 mm.

MONTAJE: Panel frontal

El pulsante P3 será de tipo "hongo11 color rojo con las siguientes características:

VOLTAJE DE AISLAMIENTO: 250V

VOLTAJE DE OPERACIÓN: 250 VAC/DC

CORRIENTE DE OPERACIÓN: 4A


GRADO DE PROTECCIÓN:

TAMAÑO DE CABLE PARA CONECTAR:

DURABILIDAD MECÁNICA:

CONTACTOS:

DIÁMETRO MÍNIMO:

MONTAJE:

IP65

2 x2 ,8 mm2

10 x 106 operaciones

1 xNA

28 mm.

Panel frontal

La alarma sonora tendrá las siguientes características:

VOLTAJE DE AISLAMIENTO:

VOLTAJE DE OPERACIÓN:

CORRIENTE DE OPERACIÓN:

GRADO DE PROTECCIÓN:

TAMAÑO DE CABLE PARA CONECTAR:

MONTAJE:

250V

24VDC

0.1A

IP20

2 x 1,5 mm2 soldado

Panel frontal

También se necesitará un selector de dos posiciones para escoger el

funcionamiento: mantenimiento o normal. Sus características principales deberán

ser:

• Montaje en panel frontal

• Placa frontal con la indicación de las dos posiciones. Dimensión 30 mm x 30

mm.

• Perilla color negro

• Protección IP65

• Corriente operación 10A

• Potencia de manejo máxima 3KW

Respecto a! tablero metálico que contendrá todos los equipos y partes de las

estaciones de telecontrol deberá tener las siguientes características mínimas:

Diseño para ser montado y anclado al piso

Fabricado con plancha de hierro de mínimo 1,0 mm. de espesor


• Empaque de neopreno para la puerta que impida la entrada de polvo y goteo

de agua (IP42)

. Cerradura industrial

• Proceso de Pintura: todas las partes a pintarse deberán ser tratadas con

desoxidante antes de iniciar el proceso de pintura. Se darán dos capas de

pintura anticorrosiva y una capa de pintura de esmalte que será fijada al horno.

La pintura esmalte será de color gris claro.

En la Fig. 4.3 se puede ver esquemas de como se podrían ver los tableros de las

estaciones de telecontrol. Las dimensiones serán indicadas luego de determinar

todos los equipos que deberán ser instalados en ellos.

4.2.2 REQUERIMIENTOS TÉCNICOS DE LA INSTRUMENTACIÓN.

El principal requerimiento técnico de la instrumentación es el de medir nivel en un

canal abierto. Basado en esto se escogerá las características técnicas de la

instrumentación. Para ello se hará un recuento de las posibilidades que existen

en cuanto a medición de nivel.

Los sensores de nivel de líquido se clasifican de acuerdo al método de medición:

Directo e Indirectos.

Los sensores que utilizan métodos de medición directa usualmente detectan una

distancia (altura) entre la superficie del líquido y un punto de referencia bajo este

y pueden ser; a) Flotadores b) Contacto de electrodos con la superficie del líquido

c) Interrupción de un rayo de luz por la superficie del líquido d) Reflexión de

ondas de radio, radar o de sonido desde ¡a superficie del líquido.

Los sensores que utilizan métodos de medición indirectos generalmente infieren

el nivel de efectos derivados del cambio de posición de la superficie del líquido y

pueden ser: a) Medición de la presión hidrostática desarrollada por el líquido

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b) Sistemas eléctricos basados en los cuales se puede obtener el nivei del líquido

y que involucran propiedades físicas o eléctricas del líquido.

Como la medición del nivel en el canal requiere una medición continua, entonces

de los sensores con métodos directos tenemos a) y d) . De los sensores con

métodos indirectos a) y b).

Comercialmente entonces se tienen los siguientes tipos de sensores continuos de

nivel;

. FLOTADORES:

Este sistema utiliza esencialmente dispositivos mecánicos combinados con

elementos eléctricos-electrónicos. Por esta razón son poco utilizados a pesar

de su bajo costo. En nuestro caso definitivamente los descartaremos ya que

este tipo de sensor es utilizado únicamente donde la superficie del líquido no

tiene turbulencias o de lo contrario introducen muchos errores e imprecisiones

en la medición. Además sus elementos mecánicos requieren mucho

mantenimiento.

. ULTRASONIDO

Estos sensores utilizan el principio de reflexión de pulsos ultrasónicos en la

superficie del líquido. Para que la medición esté libre de errores y estable es

necesario que la superficie del líquido no tenga turbulencias ni variaciones

bruscas (olas). Así mismo falsos ecos, que redundan en errores en la

medición, se producen si entre la superficie del liquido y el emisor de los pulsos

de ultrasonido existe espuma, gran cantidad de polvo o humedad. En nuestro

canal ambas situaciones existen: turbulencias y polvo arrastrado por el viento.

Adicionalmente, el canal muchas veces arrastra ramas y animales muertos que

flotan en el agua o se atascan en la trayectoria del mismo. Esto haría que se

dificulte el tener mediciones de nivel confiables para nuestro sistema o que los

objetos arrastrados puedan arrancar la cabeza del sensor que se debe ubicar

sobre el canal. Para no tener los problemas mencionados se podría construir

un vaso comunicante junto al canal. Sin embargo, una obra de esa naturaleza

Diseño del Sistema " Pag. 96

sería muy difícil implementar en las paredes del canal que como sabemos

bordea las laderas de una loma y aún así, no solucionamos el problema del

polvo. Por lo tanto, este sensor tampoco es el adecuado para nuestra

aplicación.

. HIDROSTATICO

Se determina el nivel midiendo la presión hidrostática causada por el líquido.

Por lo tanto se requiere que el dispositivo sensor se lo instale en contacto con

el líquido a la altura de referencia. Existen de dos tipos; elemento sensor con

diafragma montado en una brida o conector y elemento sensor con diafragma

montado al final de un tubo flexible (llamados de suspensión). El primer tipo

tiene gran dificultad de instalación puesto que su brida o conector debería ser

colocado en la base del canal. El segundo puede ser depositado sobre el fondo

del canal pero el tubo debería ser sujetado al mismo con un anclaje especial.

Debido a las fuertes corrientes de agua y a los materiales arrastrados, el tubo

estaría sometido a grandes esfuerzos que probablemente lo romperían y

tendríamos grandes problemas de mantenimiento. Por este motivo lo

descartamos.

. RADAR

Básicamente este tipo de sensor opera bajo el principio de una antena que

emite microondas dirigidas hacia la superficie del líquido donde son reflejadas

hacia el sensor. Este instrumento es insensible al polvo y a fuertes turbulencias

de la superficie del líquido por lo que podría ser un buen candidato para

nuestra aplicación. Sin embargo los problemas de instalación que tiene, en

nuestro caso, el sensor ultrasónico se mantienen por lo que buscaremos otra

alternativa.

. RF ADMITANCIA/CAPACITANCIA

Este sensor utiliza como principio para medir el nivel, las propiedades eléctricas

de un condensador, donde el líquido hace las veces de dieléctrico, una punta de

prueba es uno de los electrodos y el otro es la pared de un recipiente por

Diseno del Sistema Pag. 97

ejemplo. La variación de nivel varía la capacitancia de este condensador así

formado. Esto sin embargo significa que no se podría utilizar este tipo de sensor

en líquidos

conductivos como

el agua. Para

solucionar este

inconveniente se

utiliza puntas de

prueba aisladas

con Teflón lo que

permite que el

dieléctrico sea el

TUBOPROTECTOR

FIG.4.4

PUNTA DEPRUEBA

aislante y el segundo electrodo el líquido conductivo. Variaciones en el nivel varía

el área del-segundo electrodo con lo que nuevamente varía la capacitancia de

condensador. Versiones de este sensor donde adicionalmente se mide las

variaciones de la resistencia a través del condensador permiten que este tipo de

sensor sea inmune a turbulencias en el líquido, a la inclinación de la punta de

prueba respecto al nivel del líquido y a material pegado en la punta de prueba;

reportando siempre el nivel con alta precisión. Por otro lado, el sensor en si

mismo se puede instalar a un lado del canal (ver Fig. 4.4) lo que evitaría que sea

arrastrado por cuerpos flotando en la corriente del canal. Para proteger la punta

de prueba, esta se introduciría en un tubo plástico rígido y con agujeros el cual se

sujetaría a la pared del canal. Así su instalación sería sencilla y bastaría con que

el agua toque el punto de tierra para cerrar el circuito. De lo explicado

anteriormente se puede deducir que este tipo de instrumentación sería la más

adecuada para nuestra aplicación, pues la utilización de la misma plantea una

medición libre de errores y una instalación rápida, sencilla y segura.

Adicionalmente, existe otra ventaja que es la facilidad con que se calibra este tipo

de sensor comparado con los anteriormente mencionados.

Basado en el análisis llevado a cabo anteriormente se procederá a definir las

características básicas de los sensores que se utilizarían para nuestra aplicación:


SENSOR DE NIVEL PARA CANAL ABIERTO:

TIPO DE SENSOR:

SALIDA:

FUENTE DE VOLTAJE:

RANGO DE PUNTA DE PRUEBA:

PROTECCIÓN DEL TRANSMISOR:

APLICACIÓN:

MÁXIMA RESISTENCIA DE CARGA:

RF Admitancia

4 20 mA

11 a 50VDC

O a 3 mts.

IP65

Medición líquido conductivo

(Agua). Punta de prueba

aislada,

625 n 24VDC.

SENSOR DE NIVEL PARA TANQUE DE PRESIÓN:

Aquí debemos anotar que existe un sistema de vasos comunicantes donde

actualmente se tiene instalado un viejo sensor de nivel electromecánico y donde

se puede instalar el nuevo sensor.

TIPO DE SENSOR:

SALIDA:

FUENTE DE VOLTAJE:

RANGO DE PUNTA DE PRUEBA:

PROTECCIÓN DEL TRANSMISOR:

APLICACIÓN:

MÁXIMA RESISTENCIA DE CARGA:

RF Admitancia

4......20 mA

11 a 50VDC

O a 4 mts.

IP65

Medición líquido conductivo

(Agua). Punta de prueba

aislada.

625 n 24VDC.

CABLE PARA LA INSTRUMENTACIÓN:

Otra parte importante en la instrumentación, como se mencionó en el apartado

4.1.1.1, es el cable que llevará la señal analógica de 4 a 20 mA desde los

instrumentos hasta los tableros de telecontrol; sobre todo en el caso del sensor

de T18 por la distancia que separa al sensor de nivel del tablero (1700 m). En el

capítulo 3 apartado 3.2.1 se mencionó los condicionamientos para la instalación


del cable de comunicación, dichos condicionamientos también se aplican a este

cable por lo debería ser con características para ser sumergido en el agua o

enterrado. En el caso del sensor ubicado en T18, adicionalmente se debe cuidar

la resistencia máxima de carga del transmisor de nivel ya que el cable tendrá

1700 m. como se dijo anteriormente;

La resistividad de un cable de cobre es de 1,7 x 10~8 medido a 20°C, entonces el

área mínima del cable será:

= (p* l)* i /(Vf-Vi n o p)

donde;

R= resistencia del cable, != longitud total del cable, p= resistividad, i= corriente

máxima del lazo, Vf= voltaje de fuente del lazo y Vmop= voltaje mínimo con el que

trabaja el transmisor del sensor de canal abierto.

A= (1,7 x10'ü*2*1700)*20 x10'J/(24- 11)= 8,8923 x 10'am¿ =0,088923 mm"

Por seguridad se tomará:

A= 4*8,8923 x 10'9 m2 = 35,569 x 10'8 m2 = 701,9 circular mils

Esto corresponde a un cable menor a 21 AWG. Nótese que no se tomó en cuenta

la resistencia de entrada de la tarjeta analógica (31,5 Q) porque su valor es

pequeño comparado con el del cable. En la práctica y por segundad se utiliza

para este tipo de aplicaciones, cable multihilo de 18 AWG, por lo que las

características del cable serían:

CARACTERÍSTICAS: Cable multihilos recubiertos con

chaqueta aislante de PVC formando un

par trenzado, es decir 2 x 18 AWG

apantallado con cinta de Al, relleno de

gel y con cubierta protectora resistente


al agua y que garantice la

estanqueidad del cable.

RESISTENCIA DE AISLAMIENTO

ENTRE CABLES: 1,5 Go/Km

AISLAMIENTO ENTRE CABLES: 600 V

AISLAM. ENTRE CABLE Y

CUBIERTA PROTECTORA EXT.: 2000 V

TEMPERATURA DE

OPERACIÓN MÁXIMA: 60°C

PROTECCIÓN CONTRA SOBREVOLTAJES EN LA LINEA DE SEÑALES

ANALÓGICAS:

Las líneas de cable para llevar señales analógicas de medición son altamente

sensibles a sobrevoltajes inducidos o por contacto. El ejemplo más tipo de la

inducción de sobrevoltajes en las líneas son los rayos y de contacto directo por

fallas en e! aislamiento. En nuestro caso, el cable será tendido sumergido en el

agua de canal o enterrado en el borde del mismo y rodeando lomas; por lo que,

es una zona donde los rayos es el denominador común. Esto hace necesario e

imprescindible proteger las líneas contra sobrevoltajes producidos por estos

eventos para evitar daños en los instrumentos y en las tarjetas del PLC. Estos

dispositivos se encuentran ubicados en los cables y ubicados uno junto al

instrumento y y otro junto al PLC (ver Fig. 4.6).

TIPO: Para tecnología de dos hilos

VOLTAJE DE TRABAJO: 12 a 36 VDC

CORRIENTE MAX. DE TRABAJO: 1A

CARCAZA: Aluminio o plástico

PROTECCIÓN: IP65

CARACTERÍSTICAS: Limitación de voltaje a 50V o menos entre

líneas y entre línea y tierra.

Corriente de descarga de 2000A con una


onda de impulso de 20^s de duración.

Debe soportar 400 descargas de las

anteriormente indicadas.

4.2.3 REQUERIMIENTOS TÉCNICOS DEL MEDIO DE COMUNICACIÓN.

En el apartado 4.1.1.2 se determinó el tipo de tecnología de comunicación: Línea

dedicada y "half dúplex".

MODEM:

Para esto, el fabricante recomienda utilizar su modem MD100. Sus principales

características son:

• Módem para líneas dedicadas

• Velocidad de transmisión máxima 1200 bps.

• Comunicación en dos hilos "half dúplex" y "fu 11 dúplex" en cuatro hilos

• Pueden ser colocados en paralelo por seleccionar el modo "alta resistencia"

• Tipo de modulación: desplazamiento de frecuencia binaria (FSK)

• Banda de transmisión: 300Hz. a 3400Hz.

• Modulación: 1700Hz +-400Hz.

• Bajo consumo de corriente: 65 mA. 24VDC.

. LEDs de indicación: TxD, RxD y RTS

• Se comunica con el TIM011B a través de una interface V24 RS232 de 15 polos

• El modem convierte las señales digitales que llegan del TIM en señales

moduladas en frecuencia de voz para transmitir por el medio físico.

Este modem es un módulo separado de las estaciones ST100 o ST115 y se

instala montada en riel DIN de 35 mm. En comunicación de dos hilos esta

diseñado para telecontrol en modo "polling" y en cuatro hilos en modo "polling" y

"continuo". Para mayores datos mirar Apéndice

MEDIO FÍSICO DE TRASMISIÓN:

Como se indica en el apartado 3.2.1, uno de los principales requerimientos

técnicos del cable de dos hilos para la comunicación es que sea apto para


enterrar o sumergir en agua. Luego de varias consultas a diferentes fabricantes

de cable sobre un tipo de cable que cumpla con este requerimiento y que además

tenga la impedancia adecuada para la banda de transmisión y la distancia de

3000 m., podemos enumerar las características principales del cable a utilizarse

en esta aplicación:

CARACTERÍSTICAS: Cable mínimo de 2 hilos recubiertos

con chaqueta aislante de PVC,

apantallado con cinta de Al, relleno de

gel y con cubierta protectora

resistente al agua y que garantice la

estanqueidad de] cable.

RESISTENCIA MÁXIMA: 130 Q/Km

CAPACITANCIA ENTRE LOS HILOS: 52 nF/Km

RESISTENCIA DE AISLAMIENTO

ENTRE CABLES: 1,5 GQ/Km

AISLAMIENTO ENTRE CABLES: 500 V

AISLAM. ENTRE CABLE Y CUBIERTA

PROTECTORA EXT.: 2000 V

PROTECCIÓN CONTRA SOBREVOLTAJES EN LA LINEA TELEFÓNICA

DEDICADA:

Las líneas telefónicas con medio físico de cable son altamente sensibles a

sobrevoltajes inducidos o por contacto. El ejemplo más típico de la inducción de

sobrevoltajes en las líneas son los rayos y de contacto directo por fallas en el

aislamiento. -En nuestro caso, el cable será tendido sumergido en el agua de

canal o enterrado en el borde del mismo y rodeando lomas; por lo que, es una

zona donde los rayos es el denominador común. Esto hace necesario e

imprescindible proteger las líneas contra sobrevoltajes producidos por estos

eventos. El fabricante ha desarrollado un dispositivo para este efecto cuyo

nombre es LTOP. LTOP limita los sobrevoltajes y los voltajes de interferencia a

niveles no críticos. Adicionalmente dispone de un transformador de aislamiento


que provee aislamiento eléctrico lo que permite evitar que sobrevoltajes e

interferencias pasen a otras secciones de la línea (ver Fig. 4.5). Las más

importantes características son:

* Suprime los sobrevoltajes a valores aceptables antes de que alcancen la

electrónica que es la parte sensitiva de la comunicación.

• Segmenta eléctricamente la red de estaciones de telecontrol para evitar la

propagación de sobrevoltajes e interferencias.

• Limita los daños causados por sobrevoltajes al segmento afectado

* Todos los elementos de protección están montados sobre un módulo

enchufable de manera de poder reemplazarlo sin interrumpir la comunicación.

El concepto de protección comprende una combinación de componentes cuyas

funciones se complementan unas con otras:

1. Supresores de sobrevoltaje llenados de gas inerte (G1, G2)

2. Inductores para limitar las variaciones bruscas de corriente (L1, L2)

3. Varistores de metal óxido como protección fina (R1)

4. Transformador para aislamiento eléctrico (T1)

5. Diodo supresor (zener) para limitar el voltaje en el secundario del

transformador (V1)

Para mayor información mirar en el apéndice el catálogo.

LíneaTelefónica

G1

G2

L1 T1

R1

Modemo

V1

Fig. 4.5 L2

En la Fig. 4.6 se puede ver un diagrama de la conexión de los módems de las tres

LJs

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Fig

. 4.6

Diseño del Sistema Paq. 105

estaciones de telecontrol a la red telefónica de líneas dedicadas. Dado que la

estación de telecontrol de la Casa de Máquinas y la Ishpe se encuentran al final

de la red, su módem debe estar configurado en modo de baja resistencia (600 Q)

para la salida del transmisor (T) lo que determinará los extremos de la red y las

salidas del receptor (R) en alta impedancia (6 KQ). La estación de telecontrol del

Tanque de Presión se seleccionará en alta impedancia tanto para el transmisor

como para el receptor ya que se encuentra entre los extremos de la red,

4.2.4 DISEÑO DEL ACCIONAMIENTO MECÁNICO DE LA COMPUERTA.

El diseño del accionamiento de la compuerta se lo dejará a un ingeniero

mecánico, sin embargo se planteará los condicionamientos bajo los cuales

deberá realizar el diseño:

• De lo manifestado en el apartado 4.1.2, el sistema de accionamiento deberá

ser diseñado de manera que la compuerta sea liberada de sus orejas y caiga

empujada por la gravedad y guiada por los perfiles hasta cerrar el canal.

• Si bien el agua en el canal amortiguará la caída de la compuerta, el

accionamiento deberá tener un sistema adicional de amortiguamiento.

• De acuerdo a lo expresado en el apartado 4.1.1.4, el accionamiento será

neumático y la energía necesaria para su funcionamiento estará almacenada

en un compresor cuya capacidad será calculada adecuadamente. El

compresor dispondrá de alimentación alterna de 120VAC.

. El dispositivo de interface entre el sistema de telecontrol de Ishpe y el

accionamiento serán válvulas solenoides redundantes (2) conectadas en

paralelo.

• Una válvula de bola permitirá aislar el sistema

• Para elevar la compuerta se utilizará un dispositivo manual con el objetivo de

que el accionamiento no sea muy costoso. El mecanismo deberá tener

suficiente espacio para permitir el paso de un gancho estándar de tecle para la

elevación de la compuerta.


• El sistema de accionamiento deberá incluir además: carcasa protectora para

prevenir accidentes, cauchos para amortiguamiento de golpe de los sistemas

movibles y letreros de advertencia de peligro pintados en color amarillo con

fondo negro.

• Dos limitadores de carrera para detectar la posición de la compuerta: arriba o

abajo.

4.2.5 DISEÑO SISTEMA DE RESPALDO DE ENERGÍA PARA TABLEROS.

Para el diseño de la fuente de respaldo se tomará en cuenta las siguientes

consideraciones:

• La fuente de 24VDC, de cada unidad de telecontrol, alimenta la CPU de la

estación y la electrónica interna de las tarjetas periféricas (ver tablas de

configuración en apartado 4.2.1.1) con un consumo < 1,0 A. A propósito se ha

escogido una fuente de 5A. para que adicionalmente suministre corriente a la

restante circuitería de 24VDC como son: sensores, pulsantes, relés,

electroválvulas, alarma sonora, Panel Operador, módulo de alarmas y módem.

• Se dejará en bornes una toma de 110VAC 1A como toma auxiliar.

Estaciones Remotas Ishpe y Tanque de Balance:

ÍTEM DESCRIPCIÓN

1 Fuente de 24VDC 5A SITOP

2 Indicadores digitales x 3

3 Salida de 110VDC

TOTAL:

Factor de Seguridad de 50%

CONSUMO EN

AMPERIOS

1

0,3

1

2,3

3,5

Potencia Aparente ~ 3,5A x 110 V

S -385 VA.


El dispositivo de respaldo para la estación de ishpe, sea una UPS o una APS,

debe suministrar por lo menos 400VA y tener un banco de baterías que

suministre energía a carga nominal por 18 h.

Para la estación de Tanque de Balance debe ser de mínimo 400VA y 10 minutos

de respaldo.

Estacione Remota de Alao:

ÍTEM DESCRIPCIÓN

1 Fuente de 24VDC 5A SITOP

2 Indicadores digitales x 3

3 Salida de 110VDC

4 Fuente PS951

TOTAL;

Factor de Seguridad de 50%

CONSUMO EN

AMPERIOS

1

0,3

1

0,6

2,9

4,5

Potencia Aparente ~ 4,5A x 110 V

S ~ 495 VA.

El dispositivo de respaldo para la estación de Alao, sea una UPS o una APS,

debe suministrar por lo menos 500VA y tener un banco de baterías que

suministre energía a carga nominal por 10 minutos.

4.2.6 DIMENSIONES DE LOS TABLEROS.

TABLERO ESTACIÓN QUEBRADA ISHPE Y TANQUE DE PRESIÓN:

800 x 1.100x300 mm.


TABLERO ESTACIÓN CASA DE MAQUINAS:

800 x 2.200 x600 mm.**

* Las dimensiones han sido escogidas tomando en cuenta el tamaño de los

equipos SINAUT ST, dispositivos de protección, relés necesarios según diseño,

elementos a instalar en la puerta frontal y accesorios. Mirar catálogos de Siemens

y de otros equipos que podrían utilizarse en anexo.

** Este tablero tiene dimensiones sobredimensionada en alto y profundidad. El

motivo es que el tablero debe acoplarse a las dimensiones de los tableros

existentes en el cuarto de control de la casa de máquinas de la Central Alao.

4.2.7 FLUJOGRAMAS BÁSICOS DE LA PROGRAMACIÓN DE LAS RTUS.

Basándose en la información específica y de programación de las estaciones de

telecontrol, a continuación propondremos unos flujogramas muy básicos de las

partes principies que deberán contener los programas de los equipos de manera

que en un futuro se tenga una referencia.


4.2.7.1 Flujogramas de la Estación Maestra.


4.2.7.2 Flujogramas de la Estación de Tanque de Balance.

Diseño del Sistema Pag.111

4.2.7.3 Flujogramas de la Estación de Ishpe.


4.3 PLANOS.

En las páginas-siguientes se encuentra un conjunto de planos básicos con el

diseño de losJableros y sistemas.

CAPITULO V

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Este capítulo no pretende ser un sumario de esta tesis sino más bien un

compendio de ideas inferidas a partir de este trabajo:

• Del análisis realizado en el Capítulo III se puede deducir que el problema

planteado es real y que necesita una solución urgente, puesto que es un

peligro latente para la población de Fúngala,

• En el mismo Capítulo 111, se plantea una solución que a lo largo de este

documento se ha demostrado que es técnicamente viable: Un sistema de

Telemetría y Telecontrol. Así mismo se plantean los requerimientos generales

y técnicos que deberían cumplir el sistema que surgiría de la implementación

de esta solución.

• En el Capítulo IV apartado 4.1 se plantea los criterios fundamentales que

sirvieron como directrices para el diseño del sistema de control y

monitorización: a) La técnica de comunicación maestro-esclavo b) Cuantas

estaciones se requieren y cuales son sus características c) Donde se colocará

la instrumentación y cual es su alcance d) La tecnología de' comunicación,

línea telefónica privada (dedicada) e) Criterios de seguridad, respaldo de

energía y tipo de accionamiento de la compuerta; y f) Requerimientos de los

usuarios.

. El diseño realizado en el Capítulo IV apartado 4.2 comprende tres puntos

importantes: a) Los tableros de las estaciones de telecontrol y telemetría b) El

medio de comunicación del sistema de telecontrol c) El accionamiento

Conclusiones y Recomendaciones Pa.q. 127

mecánico de la compuerta de Ishpe y d) El respaldo de energía.

• El sistema diseñado cumple con ser un sistema fundamentalmente de fácil

manejo tanto para personal de mantenimiento como para operadores, no

requiere de tareas complicadas de mantenimiento y el algoritmo que se

propone se ¡triplemente en el sistema de control de la compuerta (estación de

telecontrol de Ishpe) es simple lo que anticipa que será efectivo en la situación

de emergencia. El complemento para su efectividad será sin duda un

dispositivo para liberar la compuerta por gravedad que también sea simple,

efectivo y seguro. En el apéndice se adjunta esquemas de lo que podría ser el

sistema de accionamiento, el mismo que fue diseñado por un experto en

ingeniería mecánica.

• Todos los elementos del sistema que podría implementarse, con excepción del

accionamiento de la compuerta, quedan perfectamente definidos de manera

que basándose en la información contenida en este trabajo se pueda construir

el sistema. En cuanto al accionamiento de la compuerta, si bien se deja una

referencia en el Apéndice, se dejan establecidos los condicionamientos y

características que este debería cumplir con lo que será fácil para un experto

en estos temas diseñar el accionamiento requerido.

• Para completar la información del sistema diseñado se incluye como parte de

este trabajo los diagramas de flujo que plasman la filosofía de control a

implementarse en cada una de las estaciones de telecontrol del sistema con lo

que será fácil desarrollar los programas.

Las contribuciones que este trabajo hace se pueden enumerar a continuación:

• Poner de manifiesto la importancia que los sistemas de telemetría han

alcanzado en los diferentes sectores de la industria y en el mundo del control

de procesos.

Conclusiones y Recomendaciones Pag. 128

. Resaltar y demostrar que el diseño moderno de sistemas de control y

monitorización debe valerse de herramientas tales como los sistemas y

conocimientos que la tecnología y la ciencia moderna han puesto a nuestro

alcance. Estos sistemas han sido desarrollados con la contribución de muchos

recursos financieros y humanos y han sido probados suficientemente antes de

llegar a los usuarios.

» Se plantea una solución que se ha demostrado es técnicamente viable: Un

sistema de Telemetría y Telecontrol. Se definen los requerimientos generales y

técnicos que deberían cumplir el sistema.

• Todos los elementos del sistema quedan perfectamente definidos de manera

que basándose en la información contenida en este trabajo se pueda construir

el sistema.

• Se plantea un algoritmo de control para el accionamiento de la compuerta que

es una posible solución al problema planteado. Basado en ese algoritmo se

desarrolla el diseño de todo el sistema.

Finalmente se deja una ventana abierta a futuros investigadores para que hagan

sus contribuciones adicionales a este trabajo:

• Diseñar el accionamiento mecánico de la compuerta.

• Incorporar al diseño de la estación de telecontrol del Tanque de Presión el

sistema automático de limpieza de las rejillas de este tanque.

• Incorporar al diseño del sistema algunas de las tareas de control que requieren

ser automatizadas en la Central Alao con el objetivo de modernizar los

sistemas.

Conclusiones y Recomendaciones Pap. 129

Como recomendación se enumera la siguiente:

• Tener un gran cuidado al encargar el diseño del accionamiento de la

compuerta para que se acople al sistema diseñado en este trabajo, lo que

permitiría mantener una solución técnica viable.

El trabajo desarrollado en este documento está basado en un diseño realizado

por mi persona (ver certificado en Anexo F) para la construcción de un sistema

similar, el cual fue instalado y funciona satisfactoriamente. Sin embargo, se ha

incorporado mejoras en el diseño para perfeccionarlo, basándose en los

problemas y soluciones que se adoptaron en la implementación práctica del

proyecto. Estas mejoras principalmente se orientaron a incluir indicadores

digitales para lo tres niveles medidos en el Tablero de la Quebrada de Ishpe y

mejorar los dispositivos de protección contra sobretensiones en las líneas de

señal analógica de 4 a 20 mA.

BIBLIOGRAFÍA

1.- THE PRINCIPIES OF LEVEL MEASUREMENTGabor Vass, Octubre 2000, Princo Instruments Inc.,http:\www. princoinstruments.com

2.- SELECTING A LEVEL DEVICE BASED ON APPLICATION NEEDSParker S, 1999, Chemical Processing 1999 Fluid Flow Manual

3.- PROCESS INSTRUMENTS AND CONTROLS HANDBOOKConsidine Douglas, 1974, McGraw-Hill.

4.- LEVEL CONTROL CATALOG 1997-98Drexelbrook Engineering Company, 1997, Drexelbrook EngineeringCompany, http:\www.drexelbrook.com.

5.- VEGA LEVEL AND PRESSUREVega Grieshaber KG, 1999, Vega Grieshaber KG, http:\www.vega-g.de

6.- FUJI INSTRUMENTATION DATA SHEET BOOK 'Fuji Electric Instruments Co.Ltd., 1999, Fuji Electric Instruments Co.Ltd.,http:\www.fujielectric.co.jp

7.- OLFLEX HANDBOOKOlflex Cable, 1999, Olflex Cable.

8.- SINAUTLTOP: Line Transformer with Overvoltage ProtectionATD OG S, Noviembre 1998, Siemens AG.

9.- SIMATIC S5/PC/TI505 AUTOMATION SYSTEMS Catalog ST50AUT 97 Nbg M, 1997, Siemens AG, http:\www.aut.siemens.de

10.- SINAUTST1 MANUALANLA214F, Emisión A03 Octubre 1993, Siemens AG.

11.- CONFIGURARON AIDSATD OG2, Agosto 1998, Siemens AG.

12.- KONFIG1ATD OG2, Abril 1997, Siemens AG.

13.- SINAUT ST: Radio SystemsANLA72, Enero 1997, Siemens AG.

Bibliografía Pag. 131

14.- VERSATILE FSK-MODEM MD100 FOR STATION CONTROL ANDTELECONTROL UNITSANLA72, Enero 1997, Siemens AG.

15.- SINAUT ST1 Station Control System: System Overview.ANLA72, Enero 1997, Siemens AG.

ANEXOS

Anexo

A.- Presupuesto Referencial

Anexo Pag. 134

ÍTEM

1

2

3

4

5

CANT.

1

1

1

1

1

1

1

2

1

2000

3200

1

1

DESCRIPCIÓN

Estación Maestra Central AlaoTablero de Control completoincluyendo: PLC, protecciones,cableado, fuentes, etc.UPS 500 VA

Estación Remota Tanque dePresiónTablero de Control completoincluyendo: PLC, protecciones,cableado, fuentes, etc.UPS 500VA

Estación Remota QuebradaIshpeTablero de Control completoincluyendo: PLC, protecciones,cableado, fuentes, etc.UPS 500 VA con baterías derespaldo para 18 h. A carqa totalSistema de accionamientomecánico de la compuertaincluyendo el accionamiento propiode la compuerta y el compresor

InstrumentaciónSensor nivel canal abiertoSensor nivel Tanque de PresiónMetros de cable apantallado2xAWG18Metros de cable telefónicoapantallado de 6 conductores

ServiciosProgramación, supervisión deinstalación v puesta en marchaInstalación

TOTAL:

VAL. UNIT.USD.

17.145,10

1.100,00

7.983,52

1.100,00

6.138,64

3.000,00

6.757,70

3.000,002.000,00

2,53

0,93

3.000,00

5.000,00

VAL. TOTALUSD.

17.145,10

1.100,00

7.983,52

1.100,00

6.138,64

3.000,00

6.757,70

6.000.002.000.005.060,00

2.990,72

3.000,00

5.000,00

67.275.68

FUENTE: Presupuesto de construcción del sistema

Anexo Pag. 135

B.- Esquema de solución mecánica de la compuerta

1.

2 I

3 I

VIS

TA

S

UP

RIO

R

PIS

TÓ

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OCAO

19

/2Q

Hop

Anexo Pag. 138

C.- Tareas a Programar en los PLCs y definición de bits en elTráfico de Datos

Anexo Pag.

ACTIVIDADES A PROGRAMAR EN LOS PLCs PROYECTO EERSA

1.- TANQUE DE BALANCE:

. Medir nivel de tanque• Enviar nivel de tanque al maestro. Exhibir niveles en voltímetros• Chequear alarmas• Activar alarma sonora• Activar alarma sonora

2.- COMPUERTA ISHPE:

• Igual que ítem 1 con excepción de medir nivel de tanque y exhibir envoltímetros

. Medir niveles en Salida de Túnel e Ishpe.• Enviar niveles al maestro• Comparar niveles y comandar compuerta• Activar alarma sonora

3.- CENTRAL ALAO:

• Exhibir niveles enviados por RTUs en voltímetros• Chequear alarmas• Activar alarma sonora• Enviar niveles medidos en Ishpe a T. Balance. Exhibir datos en OP5• Activar relés en función del nivel (control de central)

Anexo Pag. 140

DEFINICIÓN DE BITS EN EL TRAFICO DE DATOS:

BALANCE

DwO DB13

15, ...S...7

ALAO

DwO DB16

Reconocimiento alarmas

Reposición alarmas

Emergencia

Falla de nivel

BALANCE

(FW11) DB60 DW2

15 S....7

A Jk. Ai A Ai.

ALAO

Dw2 DB25 (FY22)

.0 15 S....7

Reconocimiento de alarmas

Reposición de alarmas

Emergencia

Falla sensor compuerta

Falla sensor túnel

Posición de mantenimientoCompuerta abajo

Anexo Pag.141

15.

ISHPE

DwO DB13

8...?.... .0 15.

ALAO

DwO DB11

S....7.....

A A A

ISHPE

(FW12) DB61 DW1

15.. S....7

Reconocimiento dealarmasReposición de alarmasEmergencia

Normal/MantenimientoOP5Falla sensor balance

Normal/Man-tenimientoReconocimien-to alarmaReposiciónalarma

Emergencia

CompuertaarribaCompuertaabajoFalla sensorcompuertaFalla sensortúnelPosiciónmantenimiento

ALAO

Dw1 DB26 (FY18)

.0 15 S...7

Anexo Pag. 142

BALANCE

DwO DB60

15.

Dw1 DB60

15 S...7.

ALAO

DwO DB25 (Nivel Túnel)

.0 15 .....S...7 O

Dw1 DB25 (Nivel Ishpel)

O 15....... ...S...7 ........................O

Fw40 (Nivel T.Balance) DwO DB15 (Nivel Ishpel)

15 S...7 O 15 S...7..... ........O

Anexo Pag. 143

ISHPE

DwO DB61

15............... ,...8...7.

ALAO

DwO DB26 (Valor Inicial dN)

.0 15 8..7 O

Fw42 (Nivel Salida Túnel)

15 S...7 .....O 15

DwO DB10

Fw44 (Nivel Ishpe)

15 S...7 O 15

Dw1 DB10

Anexo Pag. 144

DEFINICIÓN DE BITS FLAGS

15

Fw65 (FY66)

S...7 ..O

Simpor.

Rotura hilo S.N.l

Desborde margen S.N.l

Rotura hilo S.N.2

Desborde margen S.N.2

Bloqueo alarma sonora yLEDs titilandoIndicas! hay alguna falla

Marca de acuse recibo

Marca reseteo fallas

Marca de emergenciaMarcanormal/mantenimientoCompuerta arriba

Compuerta abajo

15

Fw67 (FY68)

S...7

A A A A A A

Anexo Pag. 145

N.Mínimo

N.Máximo

Estado mantenimiento

Falla comunicación

Compuerta abajo

Falla sensor nivel BalanceFalla sensor nivel Ishpe

Falla sensor nivel Túnel

15.

Fw63 (FY64)

,. S...7

VA A A

Anexo Pag. 146

D.- Hojas de Datos del Sistema Sinaut

SIEMENS

Your PartnerforTelemetry and SCADA Systems

SINAUT LSXUNIX-based SCADA System

SINAUT LSXUNIX-basedSCADA System

i Reliable supply of prívateand industrial consumerswiíh drinking v/ater,disíricí heating, gas andelectriciíy via branchednetworks

i Sewage disposal viapipeline networks

i Sewage purification ¡níreatment plañís

i Remóte monitoring ofsewage equipment

i Economical transport ofoil and oil producís viapipelines

i Remote monitoring ofwind and solar powerpiants

• Control and supervisiónof telecommunicationand traffic control ¡nstalla-tions

- (hese íasks require re-liable systems and com-ponents to enable fault-freeoperaíion, for boíh the localárea and remote regions.

SINAUT* (Siemens networkajjtomaíion) is suited forthe auíomation of small,médium and large net-works and plañís. Seam-less iníegration of standardcomponents - SIMATIC*S5 programmable logiccontrollers, SINAUT ST1síaíion control systems,SINAUT LSX supervisor/system over U\N's andWAN's (local and wide áreanetworks) - provides com-plete solutions for networkautomation.

For médium to large net-works, SINAUT LSX fulfillsnot only the highest de-mands placed on a SCADA(supervisen/ control anddata acquisition) sysíem,but includes also íhe in-dustry specific functionsrequired for water/wastewater, pipeline and supplynetwork applications.

Front page pictura:

TTie SINAUT LSX network controlsystem of the Marchfeld canal inAustria simultaneously processes¿OGO measured valúes.

Automaíion of v/ater plants, waste v/ater plants, pipelines and supply networks

2

SÍNAUT LSXCharacterist ics and Standards

SINAUT LSX is futuraoriented due to its staíe oííhe art sysíem archítectureand full compliance with in-ternaíiona! Standards.

SINAUT LSX ¡scharacter-ized by features such as:

• Adaptable ío market andcustomer requirements

• Can be used on work-stations; PCs and X-terminals

• Distribuíed concept with.respect to hardware,functions and datastorage

i System availability can beimplemented according tocustorner requiremenis,with hoí-standby systemavailable as standard.

i Compiles with iníerna-tional síandards

- Hardware:RISC processors

- Operating system:UNIX system V, reléase 4

- Programminglanguage: ANSÍ C

- Data storage:Relaíional daíabankRDBMS with SQLinter-face

- Communication:Ethernet IEEE 802.3(ISO/OSI standard,TCP/IP)

- User interíace:X-Windows and OSF-Motif

i Uniform man-machineinteríace

i Consistent configuring ofall data and parameters

i Rationalizaíion of engin-eering by object orienta-tion

l Full-graphic visualizationwith window techniques,zooming and declutíering

• Online parameterizationpossible

• Protection against un-authorized access

• Open interíaces for usersoftware

Due ío the distributedarchítecture and use ofstandardized hardware andsoftware platíorms, thesysíem can be extended ortransported ío meet fuíurerequirements. The usersinvestment is protecíedand the lifespan of thesystems extended.

Full-graphic visualization with window techniques

SINAUT LSXWith Distributed System Architecture

Modern SCADA systemsemploy powerful process-ing and data storage sys-tems, user interfaces withwíndow techniques andfull-graphic visualizationsystems. Hardv/are per-formance ¡s required whichcan no íonger be providedby centralizad sysíems.Distribution of functionsand data over severa! hard-ware components is ne-cessar^. Paralle! processingresults in an almost un-Ümrted performance andalso increases the avail-ability.

All functions are divided iníhe SINAUT LSX into threelevéis:

• The automation leve!

This incorporates severalprogrammable logic con-trollers and síation controlunits. Standard functionblocks (ASX) handle localmoniíoring and controltasks in real-time mode.Data, process síates andprocessing parameters areassigned a time síampwhen changes take place,and are applied acycllcallyto the respective área iníhe control room.

• The área level

Objecí orientad data areacquired, collaíed depend-ing on type, time stampedand are then available forfurther processing accord-ing to área. These funct-ions can be executed local-ly ¡n the área computer or

distributed arnongst furthercomputer systems. Forexample, filing and para-meterizatíon data are trans-ferred to a storage com-puíer, and programs withcomplex arithmetic ío anoptimízaíion computer.

• The dialog level

Dialog computers are usedto opérate and monitor theprocess. The man-machíneiníerface can be a worksta-tion, PC or X~terminalbased allowing single ormufti user configuraíions.

Powerful bus systems linkthe automation level to theárea level and íhe árealevel ío the dialog level. It ispossible ío link the processand dialog buses sincecommunicaíion ai all levéisis according to the Ethernetprincipie CSMA/CD, ISO/OSI standard 802.3.

Data base and functionalitycan be freely disiribuíedand extended across sev-eral áreas and computersaccording to application re-quirements. The LSX entrylevel comprises a singleárea cornpuíer coupled viabus to a programmablelogic controller.

Modular phased expansiónup to a mulíi-area systemwith redundancy of systemcomponents is a funda-mental part of the systemdesign philosophy.

Dísíributed sysíem strucíure

Dialog levet

Area leve!

Process bus

Automaíionlevel Ptogrammable

logre controllersPfograrnmable¡ogíc controllers

Local síations Teleconírol stations

SINAUT LSXThe Software Layer Model

SINAUT LSX ¡s designedso that ií can be opiimallymatched to dífferent re-quíremenís. This is achivedon the one hand by iís dis-íribuied architecture andselecíable availability, andon the other by implemen-ting íhe software accordingto a (ayer model.

The firsí layer, comprisingoperaíing system, datahandling system, graphicprocessor interface andcommunication sen/ices,shíelds higher layers fromíhe detalls of the hardwareplatform. As this layer ¡sbased entirely on Interna-tional standards, hardwareplatform independence ¡sachieved - allowing com-monly available PC's orworkstations ío be used.

The second layer com-prises software tools used

-to design, configure, para-meterize, test and diagnosethe run time system. Stand-ard industrial producís arealso used here and tailoredfor SCADA applicaíions.

Layer three provides LSXcore functions, this is inde-pendent of industry, butcontains the SCADA basefunctionality for;

• Process coupllng, objectprocessing and archiving

• Full-graphical operating,monitoring and eventsignalling sysíem

• Redundancy, communi-cation and parameteriza-tion

The core functionality canbe extended:

i Sequential control forautomatic output of com-mands and setpoints

i Data import/export inter-face for íhe transfer ofdata to/from further par-ticipants in the network

• Full-graphic processvisualization in the formof displays, curves, busi-ness graphics

Industry specific funcíional-¡ty is provided in the fourthlayer connecíed to the thirdlayer via a standardizedopen iníerface.

SIMAUT LSX software layer model

SINAUT LSX

Corrí municationa ISO/OSt a NFSDTCP/1P 0X11.3

€'"cí•acu•ocO)Ic(Ua_O

GJ

en

- X-terminals

Mainiéfianc training,--• ";*'¿ ^ '~v>-:&Cif n«í -i,f" " - ' 51'., ; • * . r^--J---f *i- , ; ¡C^?•!•>**.• •*,- ..^í- % * * • • • "^-i1* ".••..-í-v****^ -E»-«*?-*•• »• • - -M

SINAUT LSXIndustry-specific Characterist ics

Process informaiion (e.g.pumps, sude and butlerflyvalves) is collated accord-ing to type and processedas so called "objects". Inorder to monitor and con-trol the plañís, all objectsare soríed according toideníical types and pro-cessed object-oriented.

The amount of signáis(nurnber of messages,measured valúes, countedvalúes, commands andsetpoints) and the asso-ciated processing íunctionsare defined once for every

type of object. The pro-cessing funcíions includeboth the automation level(ASX-íyp¡cal) as well asthe área and dialog levéis(LSX-íypical). The result isa Typicai" with a modelcharacter for all automationfunctions of this type ofobjecí.

The-typicai also defineshow this object is to be ac-cessed, monitored, visual-ized and parameterized.The individual parametersof a typical can be modifiedboth locally in the pro-

grammable logic controllerand cenírally in the controlcenter. A communicationsystem integrated in theLSX/ASX distributes íheseparameters to the correctprocessing point (data con-sistency).

The fourth layer of the soft-ware module comprises ¡n-dustry specific standard so-lutions for waíer/wastewater applications, pipe-lines and supply networks:

• Process coupling to thestandard function blocksASXof the automation level.

The standard functions canbe execuíed locaily in thecontrol center (LAN área)buí also in node stationsand substations (WANárea). The integrated com-munication system trans-ports data, statuses andparameters.

• Process simulation

Data telegrams can besimulated vía an import in-terface of the processcoupling, and the LSXfunctions can be íestedaccording ío áreas.

SINAUT LSX software modules

w

"J

LSX optíons

LSX basíc system

*PKícesG simulation¿-•7-2 - *

Evení-slgnalling/Information system

PrccesscouD-mg

Communicationsystem

•íf'í3*3y'• *•-•**• N-

--''i:'^ ASX coupling

1SO/OSI processcommunication

User interfaceOSF/Motif. X-Windows SQL relational databank

UNIX 5.4 operating system

CommunicationTCP/IP distribution

Demonstrations,Trainmg, Service

• Opíimizaíion of purchas-ing

Preveniion of purchasingpeaks by incorporation ofmeans ío cover máximumrequirements. Extrapolaronof purchasing and/or con-sumpíion valúes by diffe-rent methods (a messageis ouíput to warn of anapproaching limit violaíion).Constant determinaron ofpeak valué, demand ratecalculatíon and calculationof opíimum purchasing li-mit. Planning of means tocover máximum require-ments taking into accountvarious restricíions andwith selectable assignmentof prioriíies to the measu-res used to cover máxi-mum requirements (e.g.switching-off oí loads orswitching over to othersources of energy).

• Predíction

Calculation of expectedquantiíies by means of ad-aptiveprocedure ("learning"systems) on ihe basis of aspecific model predicíion.Various daily characteristicsand weather influences aretaken inío account.

• Coníract optimization

Purchasing coníracts withvarious suppliers are usedoptirnally by the división ofpurchased quantities be-íween the contracts. Thecalculaíion proceduresmoothens the parchasestaking into account contrac-tural and technical restric-tions.

• Network control

The control of the networkin normal mode is simpli-fied by a íhree-stage auto-maíic system:

• Specification of quantitiesfor purchasing staíions

• Pressure inputsforceríainpoints of the network

• Pressure synchronization/equilibrium at selectedpoinís of the network

• Maintenance and repair

Monitoring of íhe operatingand síandsíill times of equip-ment, checking of switchingfrequencies. Output of re-ports for required mainíen-ance and forcompletedmaintenance.

• Fault analysis and gene-ration of reporís wiíh stor-ing, logging and display ofload curves. This sewageplant specific function ful-filis all requirements of ATVH260 (ATV = Germán Sew-age Treatmení Associaíion).

• Leak checks

Balancing of input and out-put quantiíies, and moniíor-ing of pressure responses.

Further índustry specificfunctions can be integratedvia the standardizad, open-ended interfaces. Thesefunctions can be installedlocally on an área computeror parallel on a sepárateoptimization computer de-pending on the free capac-ity available. A telegraminteríace of the LSX com-munication system enabíesthe access of all currentrr':asured valúes in theprocess image and históri-ca! valúes in the long-terrnfile. Newly calculated val-úes can again be stored inthe process image andlonc >rm file.

Project specific functionsare thus integrated into thesystem environment of íheLSX such that ths LSX fea-tures also apply to thesefunctions, e.g. the faciliíiesfor distributed implementa-tion, the uniform operatingfacilities and the consist-ency throughout the sys-íem;

On our demonstrationsysíem we can show youthe range of functions ofSINAUT LSX with al! hard-ware and software com-ponenis.

Two different networks canbe moniíored and con-trolled from two dialogstations using this system.Process simulaíion enablesthe dynamitwesponse tobe demonstrated andexamined via public corn-munication networks(Datex, telephone network)as well.

In addition to cusiomerdemonstrations, this systemalso serves for íhe trainingof our cusíomers wííhrespect to configuring andmaintenance tasks.

Customer configurationscan also be simulaíed onthe sysíem in order to ana-lyse adapíations or for fur-ther developments.

Our training ser/ices guar-anlee comprehensiva train-ing of customer personnel.The services provided byour distributed service cen-ters guarantee the highavailability of the ínsíalledsysíems.

SINAUT demonstraíion sysíem

SIEMENS

Compeíent Station and Network Control Technology

Telecontrol and Message Servicevia Trunk Radio

Telecontrol and Message Service via trunk radiowith the SINAUT ST1 station control system

The SINAUT1 STl station control systembased on SiMATIC5 55 now permita dataUansmission vía trunk radio m additionto WAN communication vía prívate andleased Unes or diailmg networks.

The trunk radio is a mobile radio serviceoffered by public and prívate companies.It combines the convenient performan-ce features similar to a mobile tele-phone wuh the tow charges of a com-pany radiotelephone. Voice and datacan be transmitted simultaneously inthe trunk radio necwork.

A sepárale radio channel is providedfor íhe voice transmission. The assign-ment of this channel is handled by theorganizational channel. The data trans-mission is always via the organizationalchannel. The transmission procedureis similar to packet switchmg. Thevanous subscribers are sequentiallyassigned a time slot for data trans-mission in the organizational channel.Depending on ihe network loading,the typical transmission time for ashon message is 2 to 4 seconds. Thetrunk radio network is mainly suitablefor the sporadic transmission of smallto médium data quantities.

A special type of data transmission isthe "Message Service". This permitsíhe transmission of messages with upto 100 atphanumeric characters to calisiandby or maintenance personnel.The source of íhe message can be anytelecontrol siation or masíer station(SINAUT STl 15, ST135, ST155) in thetrunk radio network. The output is onthe display of a handy or a handsetwhich can optionally be connected tothe trunk radio terminal equipment. Themessage can be acknowledged fromthe handy or handset.

Blockdiagram{examplej

Higrer-level control syslem

In addiíion to the publi^ suppíierDeTeMobil in Germany with iís net-work named "Chekker" there are alsonumerous prívate suppliers of trunkingsystems, some of which have combinadinto larger associations. The publicChekker network is oneníed accordíngto economic regions and thus coversspecific geographíc regions. The cover-age of the prívate networks is basedon entena defined by the respectivesuppíier. Trunk radio networks are alsoavailable m other European countnes.

. _ . _ _ . .

SINAUT STl master station

TIM 11C

*•

•.' ••«..,: •, - ^át^-,:-~--"~í>vi:-i;V'

1 Trunk radio unit^

- 'STí&CTT '••,- J% : *V*

TiMOllC

SIWAUTSTl 00

^

'"-Ti

-'"i

•:' •¿a.'jit$Sí

ST

Trunk radio unit ; j

Ípyp^H

TIM 1 1 C

§¿ l

SINAUT115/ST135/ST155

.'-.- . "•-„ Process. *Pfv:. r"'«lt¿>-

The most important features

• Use in transpon and supply networksfor drinking water, district heating, gasand electric energy, in disposal net-works for wasíe water and in otherwidely-branched processes andsystems

• Radio link for simultaneous transmis-sion of data and voice in the completetrunk radio región with the possibilityqf transmission to adjacent regions

• In addition to telecontrol functionsand Message Service, a SINAUT STlstation control unit can also carry outopen-Ioop control, c!osed-loopcontrol and processmg functions

• Data communicaüon on the organi-zational channel with the MAP27protocol envelope (Mooile AccessProtocol} into which the SINAUT STprotocol element >s enclosed

• Protection of asynchronousSINAUT ST protocol with Hammingdistance of d=4 using CRC (cyclicredundancy check) with FT2 messageformal according to IEC 870-5

.•4•-'•vi

- 1•J• Design of complete control systems

also in conjunction with other dedt-cated and dialling networks us.ngthe SINAUT STlOO to ST155 sta'.cncontrol units

• Use in redundant and fault-toie^antsystems

• Up to 250 SINAUT STl stations canbe connected to one SINAUT Silmaster siation

• A TIM telecontrol interface rnodüe nthe master station should process amáximum of 10 trunk radio stattons íoguarantee good reachability; up to15 TIMs can be used in the mastersiation

• Transmission speed up io 9600bits/s, dúplex

• A telecontrol station can communi-cate with up to 8 master stetions ¡nthe trunk radio network.

The SINAUT ST1 units fortrunk radio

See Cataiog SIMATIC ST50 for input/output modules

SINAUT STIOOstation controf unltwjth-CPU 103 •/ *v' ^# ; V ,.]v;ith TIM 011C telecontrol mterface module for trunk radio, MAP 27/SINAUT 5T protocol, mcluding EPROM submodule 375-A2 06kByieL-,Hwith connecting cable (2.5 m) oetween TIM 011C and trunk radio unit, wuh message/call number memory (52 kByte), mounting railsIMS 710 (530 mm). for cannection to 24 V DC or to 115/230 V AC. 50/60 Hz vía PS 931 oower supply or vía PE buf fer unit. 4) 11)

24VDC

115/230 VAC with

PS931 (2A)

11 5/230 VAC withP£3buHeruni| (6 5 Ah)

without nstallat'on 1 for ,vail mount.ng enclosure/cabinetwith .nstallation/standard function test

without .nstallationwuh ¡nstallation/standard function test

wuh instailation/standard function test

for wall mounting erclosure/cabinetinstal'ed m v/all enclosure WG 01 1)mstai ed m wall enclosure WG 02 1)3}for wall mo'jnt.nq enclosure/cabinetfor .valí mounting enclosure/cabinetir-stai'ed m //all enclosure WG 01 1)mstalied .n wall enclosure WG 02 1) 3)mstaüed m wall enclosure WG 01P 1) 2)«rstal'ed m wail enclosure WG 02P 1) 2) 3]

33337777

ABEFABcF

7 |G7 H

with mterrupt bus unit ABM 700 C Icrimp cannection) for any module (TIM. 70 r 5} _p_with bus unit BM 700 C (cnmp connection) for any module (TIM, I/O) _1_with mterrupt bus unil ABM 700 S (screw connecnan) for any module (TIM. I/O) 5) dwith bus unit 3M 700 S (screw connection) for any module |TIM. I/O) 5withoui SIMATIC S5-100U system manualwuh SIMATIC S5-100U system manual, Germán versiónwith SIMATIC S5-100U svstem manual. English versión

rol

with TIM 1 1C Telecontrol mterface me132 kByte), with casmg, wuh conreen¡ncluding assembly/mstallation and SK

Power supoly modulePS 3 with bufferbauery for RAM(notforTIM)wtthouiexpansión unit

wuh expansiónunit ER 701-1

• .>ayj;u;*i&j r?fe.i5íi£!

dule for trunk radio. MAP 27/SINAUÍ 5I~ protocol. wuh message/call number memory 6NH1152- *ng caoie c¿ b mj oetween nM i IL ana trunn radio unit, witn mounung racK CM /uu-¿,ndard function test

24VDC (-t-20 ..+30 VI, output 5 V/7 A. witrout fan 6) Yj24VOC(-t-20...~30V), output 5 V/15 A. wth fan _3j115V/230 VAC. output 5 V/7 A, wilhout fan 6) jj115V/230VAC. output 5 V/15 A. with fan 7for wall moumed enclosure or caomet | Ainsialled in wall enclosure WG 1 1 (HxWxD = 760x600x350 mm) 1)7) _B_mstalied in wall enclosure WG 1 2 (HxWxQ = 1 200x600x400 mm) 1)8) Cwith mterface module IM 305, for wall/cabinet mstallation 9) f_with interface module IM 305. instaHed r .valí enclosure WG 12 1) 9) .Gwith 2 IM 306, SL 705-0. for wall/caoiret -ns:a lation 1 0) iZIwilh2IM306. SL 705-0, installea n wa I enclosure WG 12 1) 10) JL

• wuh CPU 941 incl. EPROMmemory module 375-A2 (16 Kbytes). with. rMe'-a- RAM (2 Kbytes] 11) ~^~]• with CPU 942 incl. EPROM memon/ module 375-A4 (32 Kbytes), with .«10." & RAM (10 Kbytes) 11) ~^~• with CPU 943/1 incl. EPROM memory module 375-A6 (64 Kbyles). with m'e-dl RAM (48 Kbyles) 11) 12) [Y• wuh CPU 943/2 incl. EPROM memory module 375-A6 (64 Kbytes], witn mie-nal RAM (48 Kbytes] 11)12) PJ• with CPU 944/1 mcl. EPROM memory module 375-A6 (64 Kbytes). witr n!e'-di R¿M (96 Kbytes) 11) 12) | <t

• wuh CPU 944/1 ,ncl. EPROM memory module 375-A7 (128 Kbytes). wu* -e»rai RAM (96 Kbytes) 1 1) 12) [£• wuh CPU 9<i4/2 -ncl. EPROM memory module 375-A6 [64 Kbytes). with n-'vaí 3AM (96 Kbytes) 11)12) [f~• wilh CPU 944/2 mcl EPROM memory module 375-A7 (128 Kbytes). w.i" • ---a' ^AM 196 Kbyles) 11)12) pTwithout SIMATIC S5-1 15U system manual 0with SIMATIC S5-115U system manual, Germán versión j twith SIMATIC S5-1 15U system manual, English versión \2~

Options for wall mounted enclosures

LAMP

SIFl BST-DOSE

Instailaiion of cabmet lamp mcl. fault signallmg Un the pianm.must be reserved to actívate ibe cabmet 'ampllns:ailatpon of a radio-mierference suporession filter Ireou reo;nsiaiiation of a socket mcl circutt breaker

g stage. a digital output

*o' ti^-t class B)

6NH1740-OAA01

6NH174O-OABOO6NH1740-OAA10

PUFF.BAT. Buffer Battery for CPU 103 Absolutely required when uSirg the CPU wuhoutEPROM 375-A2 memor1/ module, optional for use witn memory -r-cduie.

6ES5980-OMA11

-ÍV

v/'th f!M 11C teíecontrol -nterface module for trunk radio, MAP 27/SiNAUT ST protocol. wuh message/cail nurrbermemory '32 '<Byte), wuh connecung caols (2.5 m) ce'.ween T!M i 'C 3nd ;runk 'adío unu, «nclutimg assernbly/installation andstandard fundían test '3)

6NH1352-

Power supplyDC 24 V.

ba::ery 'or RAM!not 'or TIM)

Power suoolyAC 11 5/230 V,rrcl back-upbatiery for RAM

ínot 'or TiM)

output5V/18A

5 W4Q A

output5 V/i 8 A

cuíput5 V/40 A

without expansión unu ["y[A"wuh exparsion unU cG 183U DC. IM 300-3. IM 312-31. STL 760 14) 3 j ewuh exoansion unu EG 184U DC. ÍM 30Q-5C. IM 312-51 14) 3(0wuh exoansion unu EG 187U. IM 300-5C. ¡M 312-51 14) 3 Fwuhout exoansion unu 4 | Awuh expansión unit EG 183U DC, ¡M 300-3. IM 312-31. STL 760 14) [Jwuh expansión unu EG 134U DC. IM 300-5C. IM 312-51 14] J 4wun expansión jnit EG 187U. !M 300-5C, IM 312-51 Id] dwuhoul expans.on unu 7wuh expansión unU EG 133U AC, IM 300-3, IM 312-31, STL 760 14) 7wuh expansión unit EG 184U AC. IM 300-5C, .M 312-51 Id) 7wuh expansión unit EG 187U. 'M 300-5C. !M 312-51 14) | 7without expansión unit ¡ 8with expansión LJPII EG 183U AC. IM 300-3. IM 312-31. STL 760 14) QjFwuh expansión unit EG 1S4U AC. IM 300-5C. IM 312-51 Id] |_S_

CDFACOFAr

o"with exoansion unit EG 187U. !M 300-5C, IM 312-51 14] ' 8 ] F

• wun CPU 922. wuh memory cartí EPR 376-64 (64 Kbytes) wuh manual 135U/922 Germán151 wuh manual 135U/922 English

• w tn CPU 928, w th memory card EPR 376-64 (64 Kbytes) '.vitn manual 135U/928 Germán15) A-uh manual 135U/928 English

• w;thCPU 9288, wuh memory card EPR 376-64 (64 Kbytesl wuh manual 135U/928B Germán15) wuh "ianu3l 135U/928B English

• wun CPU 948-1 (640 Kbyies .ntern. RAM) wuh manual I55U/948 Germánand memorv card CL-EPR 374-51 2 (5 i 2 Kbytes) 1 5) 1 6) wnh manual 1 55U/948 English

i

• i

t

• 1

"bTFii22

Id• wun CPU 948-' ;640 Kbytes ntern. RAM) wuh manual 155U/948 Germán j_5_

and memon/card FL-EPR 374-1024 (1 Mbyte) 15) 16) wuh manual 155U/948 English "T• wuh CPU 948-2 (1664 Kbyies mtern. RAM] wuh manual 155U/948 Germán

ano memory card FL-EPR 374-5 12(512 Kbytes] 15) 16) wuh manual 1 55U/948 English• wuh CPU 948-2 (1664 Kbyr.es mtern. RAM) with manual 155U/948 Germán

and men-ory card FL-EPR 374-1024(1 Mbyte) 15) 16) with manual 155U/948 English

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•TIM 011C

- -j.«^^y>^^5CLWwrír*vC..--,>'':' , *ífc:#.V33- ?; '<^*i

mS^^ff^^m^f^^^,^^Telecontrol interiace module for trunk radio for use m SINAUT STIOO 6NH1SCW-2BB01-3FBZ

• SL 701-5 BN Connectmg cable between TIM 01 IC and trunk radio unu. 2.5 m• TiM T1C Telecontrol imerface module for Irunk radio for use in SINAUT STl 15 ... ST155

6NH1701-5SN6NH1B02-OFA

- KAPSEL Casmg for T1.M1 IC (only required for SINAUT ST115) 6£S5491-OLB11• SL 701-5 AN Cannecnna cable between TIM 11C and trunk radio unit. 2.5 m 6NHT701-5AN• C-KIT *) Mouming ku fully assembled and wired on a mounting píate íor a master stationAelecontrol . 6NH984O-3CAOO

stauon for mstallation in a wall housíng door or standard cabinet, comprising:- Bosch KF Chip TD trunk radio unit without HA8 handy- Mounting set and holder for KF Chip TD- magnetic aerial with foot and cable (5 m)- extensión cable for aerial (4 m); aerial rod. 24- V olug and BNC plug- DC/DC converter 24 VDC/12 VDC, 2.1 A- Mounting píate (h x w x d = 250 x 400 x 60 mm)*) Other units and versions on request.

' C-KíT HA8 Mounting ku HAS as mouming kit above. but including HAS handy 6NH984O-3CA01

- PARA C Parametecization and commissioning support (on requeai)

•HF12T Bosch HF 1 2 T handy for Messaqe Service 6NH98AO-OCA02•TD1 SINAUT TD1 telecr-trol software

Contains the telec' ' 'oí sohware to genérate tre teiecortrol programs for the STIOO, STl 15, ST135and ST155 station control units as well as - from 'elease versión A07 onwards - the extensión forincorporation of the trunk radio (users of reléase versión A06 can receive an updatmg disketts on request)

Germán versiónEnglish versión

6NH1998-OAA166NH1998-OAA26

Key:Instailation >n wall mounted enclosures (re . -i forlimn ciass B, Qegree of piotecnon IP55I Tie .-.all-Tiounred enclost-res are delivered wnh buili-m STlstation control units and can oe equtoped opuonally^/ith a cabmet lamo, a fadio mieríerence suppfes-s.on f-Uei SlFI 3 and a mains sacket All cables afesnteided and gfcunced ai or.s point. GroundingaccofOing 10 VOE regs. Irec. 'ar 24 V d c. neg.g'oonaed networi:. pos grounded network requires3 c convencí!Cables are 'ed .n from belawThe .vail-enclasufes WG CIP'02P are connectedQ'-einally to i' 5/230 V AC. Techmcal data af thebuf*er wmi on 'equest'"el 2ro MS 710 siartíard secnonal ra-l and IM 315•nteraceUse ••? masier or outstat-on (noi as node station)-v churrea cuise acquismon aosoluielv 'equired as

6} When fetfohtti^g v/im a 'an. load up to 15 A. A fanis necessary ^r-en us.ng a CP Isee SIMATIC 551 orwhen mstail'ng <o a wail-rrounted enclosufe orcabmei.

7) Instailancn of expansión jmt oot passible later!SI Expansión ^nit can Ce addea 'ate/1

9) Fixed adíess-ng. AIS and AOs (max. •!] only mCR7QO-2

101 rfee adressif.g: ail /O modules can be pluged many slol

111 Tecnnical speC''ica:icr.s of CPU see page 5.121 The EPRCM -eniaces oari of :'"•& mtarnal RAM.

The secnon sf rre PAM ^/n>cn ts r-.o longeravaiiabie 'S tr.e SJme ¡engín as ir>e prograrn presenlen tre EPROM

131 Tecnr.!cai soec . quar.i.iy frarT-ewcrtí, equipmenlsee page 5 ^amer^Deí 'aoio soooression'eguladons wren .,mn c;ass 3 is 'equirgdOn rsauesi Síanuard caD.neis STS-1 ana ST53

l-i) For tecn. specs. for excans-on jn.rí jri .r-e''acemodules see ST50 catalog The cas^c j<* t '"e'facemodule 312-3/-5 conlams a O 5 ™ •;wn-.fr"j -aoiefor stacfced racks.

15) Tecnnical soecificanons of CP'J see oaqe 5 AnCPUs except CPU922 'eauíre 2 siots Tfe o-ant,almcludes Ihe systern man v ard :h» Ofogrammingguide of ihe CPU soeodea

16) The EPHOM replaces nart of 're "ife-M- =^AMThe seciton of ¡he RAiM wnicn 5 ~o cr-'T-' jva-'ícüs me same lengm as the prcgra^ C'-üc?-' -,n ¡"eEPROW

Máximum complements and performance features of SINAUT ST1

Digital «"oi-tsDigital routs used for cournng pulse accuisn.cn ''D-g'tai outputsAnalog ToutsAnalog Ou'putsNumrjer of TIMs/CPs ir-at can be plugged mAppncation as suDs:aE'on;

_ , . . , , •11 i i j i i SI— LJeoicated iire/teieonone/aa KX /fuune lauíu Mir,Aopt'Cation as ncde station-Decicated 'me/te'ephone/datex 4I /mobile radio 1mk=1

Apppl'catton as control cenê

-Deacated Itne/teieorione/tíatex í] /mobile radio íink5'u'sed 'or telecontrolUsed 'or open and c:osed-íooo controlProgram rêmory 'H <B

Data merrory m <3

Memory requir. for stanoard

station ieiecon:rol oôgram31

P'ogram rpemoryData memory

ST100 with

CPU 103¿l

136

3

136

23

14

I31

i i i

- / - / - / -

. / . / . / .

•

•

Total2011.7

1

ST115 with

CPU 941

1233

128

32

32

I31

.

/ / /

- / - / - / -

- / - / - / -

•

•

16

2

CPU 942

256

8

256

48

48

6

CPU

943

512

16512

64

6¿

6

CPU944

1024

128

1024

64

64

9

ST135 *

CPU

922

1024

32

1024

192

192

8

ith

CPU 928B

1024

1281024

192192

15

ST155 wHh

CPU 948

1024

:2S•024

192

1S2

15

/ / /

. i ,S1/ ,5lí .61

./.n/.«/.n•

32

10

Tptal:43

Total:96

11

1.25

64

22

64

46

rctal64 O/ '664

12.1

1 3

M 'O oulses ser seccmd âx21 Jo to ! 7 siois for i/O moaules.31 A 3';r*:er can a!so ae conceded vía a communicalion

processor

J) Dates L. Oatex P/X 25 nerv/orlc on aponcation5) Mabile radio: GSM nerôrfc and trun^ radio6) Only to substations. nat to control ceniie71 Only 10 subsiations. not lo node station

3) Tfansmif 32 messages, -í analog jar ames.1 counier: Receive 3 comrr'anos. ' 5etaoi"1 Ti.M iransmission processar

Trunk radia used

'.tissvít-ir1..

th£.E&^

Control room of Roslock depariment of works with the SINAUT LSXSCADA sysíem for rronitor-ng me gas and district heating neiworks

Wall housmg witn SINAUT ST100 station control umi. PE3 Djffer umtand Bosch KF Chip TD trunií radio unit m a gas cónico.;er síation

SIEMENS

Competent Station and Network Control Technology

Telecontrolviathe GSM Network

Station control system SINAUT ST1and the GSM network

The GSM network (Global System forMobife communication), known inGermany as the DI and D2 networkswas ¡ntroduced for digital, mobilevoice communication in 1993. and hasbeen rapidly developed since then.It has also been possible to use theGSM network for daia communicationsince the middle of 1994.

All European countries are obliged toesíablish GSM networks. Followingcomplete establishment, the GSMnetworks will be available everywhere,apart trom a few thinly-poputaíedregions. The chances are also verygood that the GSM standard will beimroduced to all parts of íhe world,apart from the USA and Japan whichuse other transmission standards.

There is more than one networkoperator in alrnost all (West} Europeancountries, and íhe strong competitionwill cerraíníy result in decreasingprices and fees.

Transmission on the GSM network issimilar to that on the telephonenetwork. Following estabüshrnení ofthe connection, a GSM telecontrolstation can exchange data with a GSMmasier station (mobile-to-mobile).

Systern exarfi"Mobile-tCh-T

Since there is a network transition tothe analog telephone network, a GSMtelecontrol station can also establish adata connection to a master stationconnected to the telephone network,e.g. via the MD125 dialling modem'1ímobile-to-fixed).

') MD125 approved so far in Germany,Switzerland and Austria.


• Use in transport and supply net-works for drinking water, disíricíheating, gas and electric energy,in disposal networks for wastewater and in other widely-branchedprocesses and systems

• Design of complete control systemsvia GSM also in conjuncíion withoíher dedicated and dialling neí-works using the SINAUT ST100 toST155 station control uniís

• Use in redundaní and fault-tolerantsystems

• Up to 250 SINAUT STl stations canbe conrected to one SINAUT ST1maste :ation

' • v •. . ff??t ~'~'*yt^5' '."" ' - . • "• 'fí'*»¿' ?.r

••">, -¿r"1 '_«S ' i ^ • _^ ' -TSfiáí-L^A-r-c,;'^-"- Lf^c^r' - . • - - - .

Higher-Level control sysiem I

SINAUT ST'OO ST155

a /í£*_

Process

CP Communications processor

DSA Data service adapter

GSM Global system formobile commumcarion

TIM Telecontrol mterfacs modul

• A TIM telecontrol interface modulem the master station should processa máximum of 10 to 15 GSM tele-control stations to guarantee goodreachability; up to 15 TIMs can beused in the master station

• A telecontrol station can communí-cate with up to 8 master stations inthe GSM network

• The TIM 011 TEL (reléase versión6 and later) and TIM 11 TEL (reléase

. versión 14 and later) telecontrolinterface modules can be used forboth the telephone networx and theGSM network

• In addition to the telecontrol func-tions, a SINAUT* STl station controlunit can also carry out open-toopcontrol, closed-loop control andprocessing functions

• It is possible to build up "iñteü-ger-.t'outstations with charge-savingoperation

• Protection of asynchronousSINAUT ST protocol with Harnn->.rgdistance of d=4 using CRC (cyci.credundance check) with FT2 n~esssqeformaí according to IEC 870-5

• The S3 handy from Siemens canalso be used for data transmiss-on naddiíion to voice transmission icutnot simultaneously)

• Transmission rate currently uo ^o2400 bits/s (approval for up 10 3600bits/s expected shortly)

• Standby and maintenance perscnrelcan be called from any GSM teie-conírol station or master staucn(SINAUT ST115 toST155) us¡ngCITYRUF (¡n Germany only) The"Short Message Service" (SMS) «sprovided in the GSM network forthe transmission of alphanumencmessages and their output on thehandy display (SMS in prepararonfor SINAUT ST1J.

Front page picture:System example "Fixed-to-mobile" .v tiSINAUT ST115 telecontrol master stat.onand MD125 dialling modem as welt asSINAUT STlOO substation connectea :othe GSM network vía S3 handy artí DSAdata service adaptar

The SINAUT ST1 unitsforthe GSM network

See Catalog SIMATIC ST50 for mput/output modules

SINAUT ST100 station control unit with CPU 103.

mcl. EPROM memory module 375-A2 (16f<Bvie). mountmg raí! NS 710 1530 mm),for connection to 24 V DC or to 115/230 V AC. 50/60 Hz vía PS 931 power Supplyor va PE buffer jnt

Order Nos

6NH10O6-

4) 11)

24VDC

1 1 5/230 VAC withPS931 I2A)

11 5/230 VAC withPE3 buf'erunit

without mstallationwith irstallation/standard function tesi

witôut installationwith mstallation/standard function test

with mstallation/standard function test

'or wall mountmq enclosure/cabinetfo' '.valí mountinq enclosure/cabmetirstaüed m wall enclosure WG 01 1).^staüetí m wall enclosure WG 02 1)3)for wall Toiinting enclosure/cabinet'or wail -ôuntmq enclosure/cabinetmsta led m wall enclosure WG 01 1)ms:a:led m wall enclosure WG 02 1)3)ns-ailea n wall enciosure WG 01P 1)2)ns:alled .n wall enclosure WG 02P 1) 2) 3)

333377

ABEFA3

7 | E7 F

7 |G7|H

wth TIM 01 IB íor telephone or GSM network. SINAUT ST protocol. with n-.essage/cal! number memorv (52 !<Byte)* without modem for external V 25bis modem or connection to data ser/ice adapter• with GSM KITÍsee GSM network components)wnh mierrjpt bus unit ABM 700 C Icrtmp connection) for any module (T.M, I/O)with bus unn 3M 700 C (cnmp connection) for any module (TIM. I/O1v/ith ;nierrupt bus unn ABM 700 S (screw connection) for any module (T!M. i/O)with bus uru BM 700 S (screw connection) for any module (TIM. I/O)wthout SIMATIC' S5-100U system manualwith SIMATIC S5-100U system manual, Germán versiónwith SIMATIC S5-1QOU system manual. Enqlish versión

SINAUT 3X1-1 5 statiorí' p/itfójô^^^^rv*^-.- •

for transmission. on telephone or GSM networks,with mountmg ráele CR 700-2. mcl. assembly/mstallationand standaro function test

~—~l

1.m

6NH1152-

Power suoply modulePS 3 with oufferbattery for RAMInotforTIM)withoutexpansión unit

with expansiónunilER 701-1

24 V DC <-t-20...-r30 V), output 5 V/7 A, without fan24 V DC [-20. . . f 30 V}, output 5 V/i 5 A, with fan1 15 V/230 V AC. output 5 V/7 A. wühout ían115V/230VAC, ouEput5V/15A. with fanfor wall mounted enclosure orcaometmsialled in wall enclosure WG 1 1 (HxWxD = 760x600x350 mm)¡nstalled ¡n v/all enclosure WG 12 iHxWxD = 1200x600x400 mm]with interface module IM 305, for waii/cac.net installattonwith interface module IM 305. msraHed n wall enclosure WG 12with 2 IM 306, SL 705-0, for wall/caomet mstallationwith 2 IM 306. SL 705-0. mstailed -o .-,ai' enclosure WG 1 2

61 pOAj

6) 5 .7 i

' A

1)7)

1)8)

9)1)9)

10)1) 10)

B

CF

•jJ

J<Jwith casing and telecontrol interface module• TIM 11 TEL (ST protocol) for telephone or GSM network. without mode-n 'or external V.25bis rnodem or connection to data service adapter• TIM 11 TEL (ST protocol) for GSM network with GSM-KIT (see GSM r^tworv components)• with CPU 9¿1 mcl. EPROM memory module 375-A2 (16 Kbytes). w *h• with CPU 942 mcl. EPROM memory module 375-A4 (32 Küyíes). w ti• with CPU 943/1 mcl. EPROM memory module 375-A6 (64 Kbytes). fi m• with CPU 943/2 mcl. EPROM memorv module 375-A6 (64 Kbvtesl. '.v:n• witn CPU 944/1 mcl. EPROM memory module 375-A6 (64 Kbytesl. A •>'• with CPU 944/1 mcl. EPROM memory module 375-A7 [123 Kbyiesl. A-• with CPU 944/2 incl. EPROM memory module 375-A6 (64 Kbytes). .v--• with CPU 944/2 mcl. EPROM memorv module 375-A7 (128 Kbvtesl .-.-'without SIMATIC S5-l 15U system manualwith SIMATIC S5-1 15U system manual. Germán versiónwilh SIMATIC S5-1 15U svstem manual. Enolish versión

•-terral RAM (2 Kbytes)r.-eâi RAM [10 Kbytes)r-e-nal RAM [48 Kbytes)*-..?rî RAM (48Kbvtes)• -^"-ai RAM (96 Kbytes)

- rvi-ai RAM (96 Kbytes)-<;.nd) RAM (96 Kbyies)

" r--e--ai RAM 196 Kbvtesl

11)11)11)12)11) 12)11) 12)11) 12)11) 12)11) 12)

H¡_2_

Ir[^f¥Li17

!1I1

1

1012

Options for Wall mounted Enclosures

LAMP Installatson of cabinet lamp mcl. fauit signalling (In the o'ar"irig stage, a digital outputTUSt be reserved to acnvate the cabmet 'amp)

6NH1740-OAA01

SIF1 B instailation of a radio-mierference suppression í-iter (feq-ireü 'or iimit ciass B)insta'lation oi a socket mcl. circun breaker

6NHT740-OABOOST-DOSEPUFF.BAT, Buffer Batter/ for CPU 103 Absoiuieiy required wnen uSirg the CPU without

EPROM 375-A2 rnemor/ module, opi-onai íor use wtih memory module.

6NH1740-OAA106ES5980-OMA11

Station control unH SINAÜT S.T135/ST15&. -

for transmission on teiepnone or GSM retwortcsircl assemaly/irstallatton and standard function test

6NH1352-13)

Power sucolyDC 2-1 Vncl back-'jDcatte1"1/ (c' ÂM

Power supplyAC 1 1 5/230 V.inct back-uoDatier/ for RAM(roí *or ~IM)

autput5V/18A

ouiput5 V/dO A

OuTpUt

5V/18A

outpui5 V/40 A

w¡thout expans.cn nitwth expansión uml EG 183U DC. IM 300-3. IM 312-31. STL 760 14)w.tn expansión unn EG 184U DC. IM 300-5C. M 312-51 14)with exoarsion urit EG 187U. IM 300-5C. IM 312-51 M)withojt expansión umtw.th exoansion unit SG 183U OC, IM 300-3. IM 312-31. STL 760 H]with expansión umt EG 184U DC. IM 3QQ-5C. IM 312-51 Id)wuh expansión uml EG 1B7U, 'M 300-SC. IM 312-51 14)withoui expansión umtwith expansión unit EG 1B3U AC. IM 300-3. IM 312-31. STL 760 14)with exoansion umt EG 184UAC. IM 300-5 C. IM 312-51 14)with expansión umt EG 187U. IM 300-5C, IM 312-51 14)without expansión umtwith expansión umt EG 183UAC. IM 300-3. IM 312-31. STL 760 14)with expansión unit EG 184UAC, IM 300-5C. IM 312-51 14)with exoansion umt EG 187U, IM 300-5C, IM 312-51 14)

3E3|C3 D3|r

4|A

a|Cd4

7

c

A

7 |C

7|D

7

3

F

A

1

1

. ' 11

8 |C | , 1

n-wi:i :e eccntrol .nterface module• TiM 1 1 TEL ¡ST protocci) for teiephone or GSM network. without mooem, for external V.25bis modem or connection to data service adapter• TiM 1 1 TEL (ST oratocoi) for GSM network with GSM-KIT (see GSM network components)• wjth CP'J 922. /vi?" memory cafd EPR 376-6¿ 154 .<byt.es)

15)• w.th CPU 928, with rremory card EPR 376-64 |64 Kbytes)

15)• wuh CPU 928B. wuh memory card EPR 376-64 164 Kbytes)

15)• wun CPU 948-1 1640 Kbyies mtern. RAM)

and memorv card FL-EPR 37^-51 2 15 12 Kbvtes) 15) 16)• with CPU 948-1 1640 Kbytes mtern. RAM)

a"d memory card FL-EPR 374-1 024 ( 1 Mbyte) 1 5) 1 6)• wuh CPU 948-2 11664 Kbytes mtern. RAM)

and memory card FL-EPR 374-5 12 (5 12 Kbytes) 15) 16)• with CPU 948-2 (1664 <bytes intern. RAM)

and memorv cara FL-EPR 374-1024 (1 Mbvte) 15) 16)

with manual 135U/922 Germánwuh manual 135U/922 Englishwitn manual 135U/928 Germánwith manual 135U/928 Englishwith manual 135U/928B Germánwuh manual 135U/928B English

- wilh manual 155U/943 Germánwith manual 155U/943 Enqlishwith manual 155U/948 Germánwith manual 155U/948 Enqlishwith manual 155U/948 Germánwith manual 155U/948 Englishv/ith manual 155U/948 Germánwuh manual 155U/948 Enqlish

DF 1

E-m1

0

0

hi2

1

2

1

21

| 2 | 2

£5

5

7

7

88

t

2

1

2

1

2

1

2

The

• T1M 011 TEL^•^f-W;:-:íí ^^¿H^^^ | ; .-

Telecontrol inierface module for teiephone and GSM networks. for use m S1NAUT ST100 6NH18W-28B01-3CB2• SL 70T-5 BN 2.5 m cable connectot between TIM 011 TEL and DSA• TIM 11 TEL Telecontrol interface module for teiephone and GSM netwgrks.fgr use in SIMAUT STll 5/135/155

6NH1701-SBN

•KAPSEL CasmgforTIM 11 lonly requiied for SINAUT STi 15)6NHia02-0£A__6ES5491^)LB11

• SL701-5 AN 2.5 m conneclmg cable betvêen TIM 11 TEL and DSA 6NH1701-5AN• GSM-KIT *) Mountmg ktt fully-assembled and wtred on a mounting píate for a master station/telecontrol station íor 6NH984O-3OAOO

installation m a wall housmg door or standard cabinet, comprising:- Vehicle mounting sel "Comfort" prepared for Siemens S3 handy- Dat sen/ice adapter- Cable- DC-/DC converter 24 V DC/12 V DC, 2.1 A- GSM network aerial (long), 3 dB gain- SAP plug íor connection of aerial to handy- Mountmg píate (h x w x d =240 x 350 x 65 mm)') Other uniEs and /ersions on application

• GSM-KIT 53 Mounting kil S3 5 - ISM kn above. but ¡ncluding Siemens S3 handy 6NH9a4O-3DA01•TD1 SINAUT TD1 telecontrol soíiv/are

Contains Ehe telecontrol software to genérate the telecontrol programs for the ST100. STI 15, ST135and ST155 stalion control umts as well as - frorn reléase versión A07 onwards - the extensión forincorporaiion of the GSM network (users of reiease versión A06 can receive an updating disketts on request)

Germán versiónEnglish versión

5NH1998-0 AA166NH1998-OAA26

Key:1) insiallation in wall mountea enclasures {reguired for

limit c'ass 3, degrae of protección íPSS)- The walt-mouniea enclosures are tíeliveted wuh built-in STIwi(n a cabinet lamp, 3 radio mieríerence suoores-sion fmer SlFI B and a mams soc.ket. All cacles aresnielded and grounced al one rjoinl Groundmgaccorditig to VDE regs irec fo r24Vd.c ieg.g'Ourcea -.ePMCft. pos grcurded networ5í fequiresd c ccnver(er)Cacles are led .n fíom ne'ow

2) Tr-g vvali-encosures \\G J1P/02P are connectedexie'nai'y 'o 115/230 v AC Tecnmcal data of meoiJ'ef ^fit on 'eauest

3i 'ncl 2ra MS JIOsiaraafa secncnai'ailana ¡M 315.nierface

^) Use as ffasíer or o^tstation ¡not as nade stadon)

5) For coufitea ou-se acrjoismon aüsoluiery required asIst bus rroCule1

61 Wíien feifofitt;ng wnn a 'an. load jp lo 15 A A fanis necessary wren ^S'.rq a CP (see SiMATlC 55] orwhen insiaiimg .n a wail-oiountea encíosure orcabinet.

7) insta:lation of e<oans.on unit not cossible later'81 Expars.on umt can ce aaded laier1

91 Fixed aaressifg. A.s ara AOs Imax -1) oMy mCH700-2

101 Pfee adressirg, ail vO mcduies can oe pluged many sloi

i'l i"echmcal specifcat'ons of CPU see aage 512) The rPROW reqtaces pan of tre nternal RAM

Tne section o* :he ÂW wf'icti .s "o ongerdvailaole "= tfe same 'ergih as ¡he program pfesenion ihe EPROM

13) Technical spec., quaniir/'tamevíC": «';-'cmem.see page 5. Rememoer radio sucs'esvcn(egulationa when limit cass B >s 'equi'»dOn fequesr. Standard caceéis STS-i ard STS8

U) For tech. speca. for expa-sion jr -s are «terfacemodules see ST50 caialog The tase'j">[ nretfacemodule 312-3/-5 conlains a O 5 n- :cTeci r-g cacle(or stacV:ea racks.

15) Techmcal speciíicanoos o* CDU c,-íe caá? 5 ¿.lCPUs except CPU922 'equ.fe 2 o^'s '"- -narval.nciudes tne system manual n~o "-e z< ~ jrarrmmgguida oí ihe CPU sqec.ítea

151 The EPROM reolaces oan 3'-e -•&-, fAMThe secnon of the RAM w- c" s ";: '.•' i&t ¡ *a afi e.<s tne same length as the o'-yjr- -j'esc-' o"1 '"eEPROM

Máximum complements and performance features of SINAUT ST1

Digital irputs

ST100 wíthCPU 103a'

1 136D gital 'Pputs aseo 'nt ccLnting pulse acausmon 'Dg'tal outDuts¿naíog irouts¿naicg ou'pjtsML.mbsr of TiMs/CPs that can be plugged mAcpiicat-on as suostatic-n.-Ded caled life/'sleohore/dalex" /rrcoile radio ¡inkApo-ication as node siat-on.-Cecicated 'me/te ephone/datex J1 /mooite raaio hnk bl

AppLcátion as cortroi centre:-Dedicated line/:e!eahone/datexJI/mQbiíe radio !in!< 51

Used for telecontrolJsed for open closed-loop controlP'ogfam memory in ^3Data memory n KBV/'emory reauT. for standardstat on teleccntrcl program 3|

Program mernoryDa'a memory

3

'36

28'4

I31

- / - / - / -

. / . / . / .

•

•

Total:20

11.7

1

ST115 whCPU 941

128

8

128

32

32

I31

- / - / - / -

- / _ / - / _

•

•

16

2

hCPU 942

256

8

256

48

48

6

CP'J

943

512

16

512

64

64

6

CPU

1024

123

1024

64

64

3

ST135wCPU922

1024

321024

192

1928

rthCPU 928B

1024

'231024

132'92

15

ST1S5 whhCP'J 343

'024

'231024

192

'32

15

, i ,&i ,Sli .51

./.*/.*/.*

•

•

32

10

Total:48 '

Total-36

11

1 25

64

2254 . ' *•> '46 •-.:.;, --5Ó4

12 11 3

f) 'O oufses per secord T«a.x2) Jo to 17 s:ots (or /O modules.3) A cnmer can a¡so Ce canrecisO vía a commumcaiion

-II Daie\. Oatex P/X 25 ner^vorV: an aoolicatio51 Mooile 'adío' GSM net'A'Of': and trun* 'adío6) Only to scbstations. not to control centre71 Ofily to subsiations. fot :o noae station

31 íransmit: 32 messages. J i" nx¡ ,' COunier; Receive 3corn"~J"-5l TIM transmisston processo»

' • ' ' • . ' • " - ' ' ' - . . . •'--,•. . — _ . - . . • . .- ^ _4 , , - -f -,— _-( - - ;s - " - , . - (

GSM network in use for rnpprtpring navigatíonalaids at Wisrnar/Bartic-Se^t^O ;P^'^':

Control room n the p-lct's master stalion >n Travernunde íor moni-:cr rg "avigar.oral 3ids on the Balt¡c'Sea

Switcr.gear cebmet wnh SINAUT STI 15 st3:ion cort-.; ¿r.: 3-1S3 nanay wiíh date servce adaoter ibelow. Dictare -;^;r :r -=r.3'ieJI(or rncn¡tonng the l'Qnthouse "Greifswalder O e '

SIEMENS


SINAUT ST1 Station Control SystemSystem Overview

System Overview

Higher-levelcontrol systemse.g. SINAUTLSX

Metwork control sysíem

Process

Prívate or publicCommunicationsnetwork

Dedicsted Kne • Telephone nar-vork • EURO-ISDN • Radio línic

lelecontrol masterNode station

Process

SINAUTST135/ST155

Process

Prívate or publicCommunicationsnetwork

Dsdicated lino • Telechona networfc • EURO-1SDN • Radío 1'tnJc

Outstation

SINAUTST135/ST155

FieldinstrumentsActuators

SINAUTST1-the versati le PLC systemfor al l tasks ¡n wide área networks

• Reiieble supply of prívate and indu-strial consumers with drinking water,district heating, gas or electricity víabranched networks

• Economical transport of gas, oil oroí! products vía pipelines

• Remote monitormg of unií heaíingpower stations as well as of windand solar power plants

• Sewage disoosal vía pipeline net-works

• Sewage purificaron m treatmentplants

• Remote monitormg of sewageequipment

• Control and supervisión of irafficcontrol and telecommunicationinstallations

All íhese require reliable automatton andtransmission equipment which ensurestroubfe-free functioning of the transpon,dtstnbuiion and punfication processes.The process stations are monitoredand controlled decentrally by theSíNAUT3 STV station control systemand can be connected to a control centerfor supenmposed process control.

The SINAUT STl station control system isbased on the SIMATIC® S5n programma-ble controller system. Special hardwareand software components extend thissystem ¡nto the SINAUT STl station con-trol system. It is possible to process bothtelecontrol and automation tasks in onlyone. device.

The universal desígn of the systemmeans that complete hierarchical controlnetworks can be produced consisting ofoutstations, node stations and masterstations. Dedicated lines [cables, opticatfibers), radio links as well as prívate orpublic telecommunication networks canbe used for inforrnation exchangebetween the indivicâl devices, e.g.the telephone network, EURO-ISDN

network, GSM network. trunk 'adió,PTT leased lines or direct data connec-tions. See page 11 for "Strucíure of aVVAN" as well as for "Examples of WANíopologies".

Where possible. the standby and mainte-nance services v/ith telephon and GSMnetworks can be cafled using CITYRUF21

and with the trunk radio using the Mes-sage Service. Remote acknowledgementfor CITYRUF can be made vía thetelephone network, and directly from thehandy on which the message wasdisplayed in the case of the MessageService.

In addition to these-couplmg faciüties víathe WAN - by rneans of which theSINAUT ST1 system is especially distin-guished - the LAN buses SIMATIC NET(Profibus and Industrial Ethernet) knownfrorn SIMATIC applications can still beused for local links.

The COROS® systems can be used forcentral and distributed operation andmonitoring. Standard interfaces exist tothe superimposed SINAUT LSX andSAMSY® X control systems. Conventio-nal operation and monitoring in themaste' *ation or aiso locally in the sta-tion ca • oe carned out for all devicetypes from a desk or panel.

SINAUT ST1

• a sysíem for distribuíed automa-tion and centralizad monitoringand control of pipelines and supplynetworks

• a system consisting of the follow-ing types of device with gradeaperformances.

O SINAUT ST100 with CPU102, thesmallest telecontrol system withan autornatic updatmg program

O SINAUT ST100 with CPU103 forsmall open-loop and closed-loopcontrol tasks m an outstation andin a master station

O SINAUT STl 15 configurare withCPU941 to 944 for medium-sizedprocess stations. For use tn anoutstation, submaster station andmaster station depending on theCPU

O SINAUT STl35/155 configurablewith CPU922, 928, 9288 and 943for comprehensive open-loop con-trol, closed-loop control and tele-control tasks. For use in an outsta-tion, submaster station and masterstation

The following masier stations aê ava I-able for common redundan! configura-tions or for object-oriented dataexchange with the SINAUT L.SX andSAMSY X SCADA systems;

O TheredundantSlNAUTST135/RXand ST155/RX units (can ^-so rpused as single units) witn s e orredundant Industrial Etrcô1 n-scommunication to the'corvolcenter system

O The fault-tolerant SiNAUT ST' ==,HXunit with single or redundareIndustrial Ethernet bus con-r- ..m-cation to the control cenie'system

The interfaces to the transrniss c- ¡^--sare ihe TIM 011B and TI M 11 :• s .•-,- s.sion processors, as well as t"e ~3 ".A^ rmodems MD100, MD124 and Vi: V5

A DCF77 clock module is avaiiac'6 "irsychronizing the time in the LAN -.• •:WAN networks.

There are wall housings and s' jr.;.¡' !cabineís for the standardizea ;rs'3 r onof station control units.

The SINAUT TDl teleconuo. sorv. enables íhe compilation of the :-3^:r-vt.ted messages and the evaluar.cr .í ""ereceived messages as well ss :re "C-jito and ouíput from the -rprocessors.

COROS = Operaior Control and P'ocess Monitonpg SystemGSM = Qlobai S.vstem for fvlobile communication5INAUT = Sjemens Nletvvork AüiomEiionPLC = Programmable 'ogic controllerLAN = Local Área NetworkWAN = Wide Área Networíc" Quai.ty assurance according to DIN ISO 9001'' For Germán PTT orily

The S1NAUT ST100 station controlunít with CPU 102 is ihe smallestSINAUT ST1 telecontrol staíion for usewherever a low-priced íelecontrol solu-tion is required. The AU102 automaticupdsting program which has been espe-cially developed for the CPU102 enablesíhe engineering costs to be reduced ío amínimum. The program generales therequired telecontrol program based onthe mserted input/output modules, it ison!y necessao/ to parametenze the sta-tion numbers. The program is designedfor polling mode (i.e. only for a dedicatedIme) with the MD100 modem (or compa-tible V.23 modems).

The SINAUT ST100 station controlunit with CPU103 - when used as atelecontrol station - can carry out smallopen-loop and closed-loop controls ¡naddition to the telecontrol tasks. For sim-ple telecontrol tasks, this unit can also beused m a master station. Apan from ope-ration on dedicated Imes, a connection isalso possible to the telephone network,GSM network. trunk radio network orDATEX L network. The connection to aredundant transmission oath is madeusing two MD 124 modems. If only tele-control íasks are to be carned out/theAU103 automatic updanng program isapplied in order to 'educe the engineer-

ing costs to a mínimum. The AU103 hasfunctions identical to those of the AU102program.

SINAUT ST1Q2 stsi.cr ccrfo j« : .-. -. --e ••:•>•towing modü'BSCPUlu2;or2d VDC. a-gi:ai -p- j - - .;.TltVlOf IB telecontrol internes r»v;j , o O

, MD124 Tooem

Máximum configurations andperformance data: see page 12.

Station controí unít SINAUT STTOO wfth CPU 102

reí. EPROM memory module 375-Al [8 kByte). with standard moüntirg -3 's MS 710 (530 mm),for connection to 24 V DC or to 115/230 VAC, 50/60 Hz vía PS 931 pcwer s^coiy orvta PE buffer unit.Use only as outstaíion with max. 7 I/O modules [thereof 3 analog 70 T»OC¡ "-áx 4 counted valúes

Order Numb«r

6NH1021- !

24 VDC

11 5/230 VACwithPS 931 (2A)11 5/230 VAC/PE11 5/230 VAC withPS 931 (2A)115/230 VAC/PE

without AU102

with AU 1024)

without AU102

withoutAU102with AU 102

4)with AU102 i)

without installaíionwnh insiailation/standard function testwuh installation/Standard function testwiihout installationwuh installation/standard function testwuh mstallacon/síana. fn tes'v/ith installation/standard function testwuh instailation/stand. fn tes:

•j- .va'1 n-g^nt^g enclosure/cabmet'.r .-. ; —ourting encfosure/cabinet- ,• í -:o r wali enclosure WG 01 2)'.< .-.a "iojn:,ng enclosure/cabinet-•• . i "<j r .vail enclosure WG 01 2)

• ' .-. j -"c^nt.ng enclosure/cabinet• .- ••- 1 1 -ncurimg enclosure/cabinec- - ; -j i .valí enclosure WG 01 2)• •- -; - jva-.\e WG01P 2)

• ' .-. )•' —o^nt^g enclosure/cabmet• •. ••'. - .va'' endosure WG 01 2)

-.' i .-ii »- '.van enciosure WG 01 P 2)

3M33J.a.77

77

3

H3

E«3c

'~j

8¡B33

cG

wtth TIM 01 IB for dedicaied lines (prívate or PTT). SIMAUT ST protocci .-. •- "-essage memory (52 kByte]• withoui Modem to connect ext. V.23 Modems 8)• with modem MDIOO 11200 bos. half dx/2-wire or 4-v/ire. can be taoqec ¡r». SL 7Ql-¿BJ (0.8 m) 5) oí• with modem MD12¿ Irnax. 1200 bos, *alf dx/2-wire or d-wre, car ce "rc-íO i» 5L 70'-4BJ (08 m| 6) 12)

i

3 ' 'E"Di ' :

.vi tn bus uní BM 700 C icnmp connect-on) for ÍIM ana any I/O mod.iie '•,v th bus Lmt 3M 700 S (screw conrectian) 'or TIM and anv I/O moauíe 5 •wirnout SiMAflC S5-100U system manualwth S.MATIC S5-100U svstem manual, Germán versiónwitn SIMATIC S5-100U system manual. £rglisn versión 2

Station control unit SINAUT ST100 wíth CPU 103 Order Number

ircl EPROM memory module 375-A2 II6 kByte), mounting rail NS 710 (530 mm),for connection lo 2¿ V DC or ;o 115/230 V AC. 50/60 Hz vía PS 931 power supply

or va PE buffer unit.

6NH100&-

I i

24VDC

11 5/230 VAC withPS 931 (2A)

11 5/230 VAC withbuffer unit115/230 VAC withPS 931 (2A)

11 5/230 VACwitnbuffer unit

withoutAUlOS

with AU 10311)

without AU103

without AU103

without AU103

11)

with AU 10311)

withou installationwuh :nstallation/standard function test

with installation/standara function test

without installationwuh installation/standard function test

with instalfaiion/standard function testwith installation/standard function test

with mstallation/standard function test

for wail mounting enclosure/cabmetfor v/all mounting enclosure/cabmetmstalled m wall enclosure WG 01 2)insteiled in v/all enclosure WG 02 2) 3)for wall mounting enclosure/cabmetmstalled in wall enclosure WG 01 2)insialied m wall enclosure WG 02 2) 3)for v/all mounting enclosure/cabmetfor wall mounting enclosure/cabmetinstalled m wall enclosure WG 01 2)mstalled in wall enclosure WG 02 2) 3)mstalled m wall enclosure WG 01P 2)mstalled in wall enclosure WG 02P 2) 3)for wall mounting enclosure/cabinetinstalled m wall enclosure WG 01 2)installed in v/all enclosure WG 02 2) 3)instailed m wall enclosure WG 01P 2)mstalled m wall enclosure WG 02P 2) 3)

with TÍM 0 1 1 B for dedícated unes (prívate or P ¡ i ). biNAU 1 S 1 protocol, witn message memory (t¡'¿ :<byte)• wnhout modem to connect ext. V.23 Modems [e.g. for data network DIR) 8)• with modem MD100 (1200 bps, half dx/2-wire or dx/4-wire, can be lapped in). SL701-4BJ (0.8 m) 5) 6)• with modem MD124 (max. 9600 bps. half dx/2-wire or dx/4-wire, can be tapped in), SL 701-4BJ (0.8 m) 5) 6) 121

3333

4

d

•*

7

7

A

BEF

BE

PAB

7 |E

7 FMG7

tí

S

H

BE

B | F

3 , J

wuh TIM 01 1 8 for Telepnone and GSM Networxs, SINAUT ST protocol, wuh message/call number memory (52 kByte)• without modem or GSM-KIT• with MD125dialling modem incl. cable connector for TAE6N, with SL70MBJ (0.8 m) 6) 9)• with GSM-KIT MI, with SL 701-5BN (2.5 m) 13)wun TiM 011C for trun* radío SINAUT ST/MAP 27 protocol. wiih message/call number memory (52 kByte)xv.tn ;nterrupt bus una ABM 700 C (crimp connection) for any module (TIM. I/O)with bus unit BM 700 C (crimp connectíon) for any module (TIM, 1/OJwith mterrupt bus unit ABM 700 S (screw connection) for any module {TIM. I/O)with bus unit BM 700 S (screw connection) for any module (TIM, 1/0)

10)

10) Mwithout S1MATIC S5-100U system manualwith SIMATIC 55-1OOU system manual, Germán versiónwuh SIMATIC S5-100U system manual, English versión

Options for Waíl mounted Enclosures WG 01, WG 01 P, WG 02 and WG 02P

LAMP Installaíion oí cabinet IÜ--Q incl. fault signalling (In ¡he piannmg stage. a digital outputmusí be reserved to £• ate the cabmet lamo; noc for 5T1QQ-Q21)

6NH1740-OAA01

ST-DOSE Installaíion of a socket incl. circuit breaker 6NH1740-OAA1Q

PUFF.BAT. Bufíer Battery for CPU 102/103. Absolutely required when usmg ths CPU withoutEPROM 375-A2 memorv module, ootional fof use wuh rremory module.

6ES5980-OMA11

Key:

1} ST100-Q2 can onh/ opérate wuh the selí-aflaming pro-grarn AU102. which 'S mcluded m the TD1 software-pacfcage edílion A07.

2) ¡nsia.laiion in wall mounied enclosures me!. CE cenifi-cation (fequtred for iimit class 3. degree of proiectionIP55V The wail-mounted enclosures are deliveteo witnhuillín STIOO station control units ana can be equip-oed optionally wiin a cabmet lamo and a mains socketA¿l caoies are snietded ana grounded at one comí.Grcunding acccrcng to VOS regs. (nec. 'or 24 V d cneg grounaeo reiwor<. pos. grouraed network•eauíres a c convenen Caoies a.e feo ¡n trnrn nelowThe wall-endosures WG 0)P/Q2P a*e connected axter-naüy to 115/230 V AC- ^or tectimcal cata of Ihe Dulferunit ar.3 dir-engiors oí cas.ng see page 11

3) Incl. 2noNS 710stancara 5ec:<onal rail and IM315interface.

•l) ñequired delanes Sta:ion no ar.ü baud ratel AU1D2 isoníysuiEable for a SF:00-02 station with CPU 102 on adedicatea Nne and wm co'iing mode The program rsdesignad for max 7 -O modules itfereof max. 3 ana-log l/O modules! The aigitai i/O moaule DEDA 482-Acan not be used

51 PTT apofovaí For PTT eased linas of tne DBP Telekom.6) Peírnissible i 1

amoieni temoerati,res ¡VD100 I.MDI2J ÍWD125for wall mounnng !0 55'C O SO'CtQ 50°C

Q -*0°C .0 -15'C ¡O 4QBC7| Use as master or outsration >noc as node stauon).

max. 1 TIM Ot IB. eQu'pmtínt sea page 12. lechndata/max. amount of orccess «alues see pages 12. 13

8) DIR = Dala network 1300 or 1200 bes as.rxirrc'-oosiV24/V.2e/X.2rjbis«.21b.s mterfactí-

9) PTT approvals for Telephone netwof< a' O^'-T-JOVAustria and Swiizerland exrst.

10) For courtied pulse acquisition aDsoiutety regLiíed jsIst bus module!

1II Reouired detalles' Station no. ana oaud rate1 AU'03 -sonry suiíable for a ST1CO station nviin CPU 103 on adea/caled line and wuh polling mooe The p'ogfam >soesigr.ed for max. 17 l/O moduies iirereol "-3x ' ana-cq f/0 modules! The digital l/O moawe DE2A ití2 Acan not De usad.

12) VID 124 up 10 19 200 bps oulside cf SlNAU r •; n '131 Tecnmcal data oí GSM-XlT MI see cage uI-) TrunV radio components see oage '-i

SINAUTST115

modj'es.wm'/O r

lí very highdemands should beplaced on the avail-ability and faulí tole-rance, the redundantstation controlsystem SINAUTSTl15/RXcanbeused.

Au" 3Ti '5 s:at.cr coercífcrcwipg r-cdi. esPower SuCOiy *er 2d V DC. C 5 /O

' ' ÍEL :e eccr-

The SINAUT ST115 síation control unithas been developed for medium-sizedprocess station. Additionally the SINAUTSTl 15 station control unu can be used asa :e¡econtrol master or as a node station.Cornprehensive input/output peripheralsare available for data acouismon, open-loop control tasks and operation andmonitoring íunctions vía monitor/key-board, desk and panel. 1024 digitalirpuís/outputs and 64 analog inputs/out-puts can be connected.

In addition to connection to prívate linesor to the telephone network, the unit canalso be connected to the EURO-ISDNand to GSM or the trunk radio. Thecorresponding moderns can either bemtegraíed direcíly in ihe unit usingmodem adapters or connecíed externally.Daca transfer <s vía the intelligent TIM 11transmission processor with matchedinterface.

It canonlybeused as an outsíation and consists of oneCPU and two TIMs íor data transmissionon an redundant link.

The station control sysíem SINAUTSTl 15 can be used data point onented orfor object onented data exchange.

Further features of the SINAUT ST115staíion control unit:

All components - power SLopiies,central processing unas, transmis-sion and communication processors.modem adapters/modems. signa!conveaers and penpheral modules -are accommodated in plástic safetyhousings and are particularly rugged.

One of four central processors withdifieren! performances can beselected dependmg on the require-ments.

O The mecnanical modulecoding means :hat >t -simpossible to ccnfusemodules.

O Modules and signal- cables can be assem-

bled and screwedtogether rapidty.

O Simple reolacesbilitywith snap-on block-type moauíes

O Adapiabiíity throughthe use of difieren!input and ouiput volt-ages as weil as ihefineley graduatedmodular expansióncapabilityof the mputs.outputs and -nemory

O Standby and maintenance personnelcan be called using C1TYRUF and tr>eMessage Service.

Máximum configuratíons andperformance data: see page 12.

Station control unit SINAUT ST115 Order Number

for transmssion on dedicated tines (prívate or PTT),on aiallirg networxs or direct tmks. with mountir.g rack CR 700-2, mcl. assembly/installationana standard function test

6NH11S2- [_ ! I

Power sjpp'V modulePS 3 with bufferbatte'v íor RAM(not fcr TIM)

withoutexpansión unit

witn expansiónunitER 701-1

24VDC 1-20. . t-30 V). OUEDUE5V/7 A. witnout fan24VDCI+20.. .+30 V).outpui5V/l5 A. wuhían115 V/230 V AC, ouTput 5 V/7 A. v/nhoui fan1 1 5 V/230 V AC. output 5 V/l 5 A, with faníor wall mounred encíosure or caoinetinstalletí in wall encíosure WG 1 1 ÍHxWxD - 760x600x350 mm)mstalled m wail encíosure WG 12 IHxWxO = 1200x600x400 mm)with mterface module IM 305, lor wall/cabmet ínstallationwith mterface module IM 305. irs:ailed -n wall encíosure WG 12with 2 IM 306, SL 705-0, for wac/cabmet installaiionwnh 2 IM 306, SL 705-0. mstallea m wail encíosure WG 12

2)

2)

3M)4)5)

6)4)6)

7)4)7)

wnh casing and teiecontrol nterface module 8)• TIM 11 SL V.24 (ST protocoi) without modem to connect ext. V.2^ modems (e.g. for data network DIR) 9)• TIM 11 SLV24 (ST protocoi) with modem MDlOOand SL701-4AL (1.5 m) 10) 11)• TIM 11 SLV 24 (ST protocoi) with modem MD124 and SL701-4ALÍ1.5 m) 10) 11) 19)• TIM 11 SL V.24 (STpfotocol) with modem MD125 and SL701-4AL U 5 m) 10)• TIM 11 SLV 24 1ST protocoi) with modem adapter MOA-F2 mcl. modem KS 2000, SL 701-4AL(1.5 m) 10) 11)• TIM 11 SL TTY (ST orotocol) for direct link vía TTY interface 12)• TIM 11 SL RS422-A iST protocoi) for direct 'mk vía RS 422-A/485 interface 13)• TIM ]4 (4-FW oroiocoi)• T M 15 ¡FW 535 orotocol)

14)14)

• TIM 11 C (ST-/MAP 27-protocol) for uunk radio• TIM 11 C (ST-/MAP 27-protocol) forirunk radio, with C-KIT, wiih SL 701-5AM (2.5 m)• with CPU 941 mcl. EPROM memory module 375-A2• with CPU 942 incl. EPROM memory module 375-A4• wuh CPU 943/1 incl. EPROM m • -.ry module 375-A6• with CPU 943/2 mcl. EPROM r- •• v module 375-A6• with CPU 944/1 mcl. EPROM rr . .^/module 375-A6• with CPU 944/1 inc!. EPROM mernory module 375-A7• w¡th CPU 94d/2 mcl. EPROM memory module 375-A6• with CPU 944/2 incl. EPROM memory module 375-A7

21)21)

(16 Kbytes). witn mternal RAM (2 Kbytes)(32 Kbyies), w.th .nternai RAM (10 Kbytes)(64 Kbytes), wiih tn:ernal RAM (48 Kbytes)(64 Kbytes}. wi:h miernal RAM (¿8 Kbytes)

17)17)17) 18)17) 13)

(64 Kbytes), w:in mternal RAM (96 Kbytes) 17)18)1128 Kbytesl. w tn mternal RAM (96 Kbytes) 17)18)!64 Kbytes), wr.~ .r:emal RAM (96 Kbytes) 17) 18)[128 Kbytest. .vin n-ernal RAM (96 Kbytes) 17) 18)

• TIM ' 1 TEL (ST protocoi) for teiephone and GSM networks, without modem or GSiM-KIT• TIM 11 TEL (STprotocol) for telephone network, with dialling modern MD125 incl. cable connector (6 m) to 10) 15)

TAE6N, with SL 701-4AL (1.5 m)• TIM 11 TEL (ST protocoi) for GSM network, v/ith GSM-KIT Mi, wnh SL 701-5AN (2.5 m) 20)• TIM 11 TEUST protocoi) for EURO-ISDN, with MOA-MDM, with LGM 64K, with SL701-4ALI1 5 m) 16)

v/ithout SIMATIC S5-115U system manualwith SIMATIC S5-115U system manual, Germán versiónwnn SIMATIC S5-115U system manual, English versión

Options for Wall mounted Enclosures WG 11 and WG 12

LAMP Installation of cabinet lamp incl. fault signalling |m iré _ ¿r-»v«g stage.a digital oulput should be reserved to actívate ihecac r#\i

6NH1740-OAA01

SIFl B Installation of a radio-mterference suooression futer 'or iimit class B) 6NH1740-OABOOST-OOSE tnstallai=on of a socket mcl. circuit breaker 6NH1740-OAA10

Key:

II Eouipment: see page 122) VVhen retrofining wilh a fan. load up !o 15 A. A ían is

recessary when using a CP (see SIMAT1C 551 or wnen¡nstalling in a wall-mounied enclosure cr cacinet.

3) Instaiiauon o( exoansion umi noi oossible latend) .nstaila*.on in wa¡]-moun;ea e^tíosufe ir.cl CE certifi-

cation Idegree of pfoíection .P55) The wall-mountederclosures a(e suopued v/iín 5T' 15 jnits mstaltea andcan oe eauopea ootianally w«n cacmet lamp ana wnna socxet A.l iré canles are sr¡eideo and gíounoed alOne pOini GrounCing acc '.O VDE 'egüations,for 2A v d c "egative grouraed retwonc a oosiiiveg'OundeC neiv/ofk recuifes a d c convenen. Carnesare 'ed >n fíom beicw

51 Expansión unt i" -.••> .--Jeo aief1

6] r-xed adress^ng - . t . ' j¿ í ;s rra* -l) onty m CR7CO-27) Fres adress<ng. ¡ '. ••'•:t,.es ;an ce pluged ;n any slot31 For 'urttier TiMs <>*# L.iê 9} Dlfl = Daranetwc-V JGC/1200/2dCOMaOO/9600 bpsl

Interface V2-A/23A :OE s/X 21ois10)Perrr.issinie MD'OO/ ¡ |

arrpient lemperaiês <S2000 ¡MD12A 'wD12555'C .0 60°C 10 50°C

O -IQ'C :0 ¿5 ;0lor /jal* mooni fsm sasmgAvaii e^c '.sThe modems MD'OO* VCi;4 índ MD125are m- 'stailea exiernaily en a staiüa'a .-nounting rail (snao-anl 'n siandaroueo waii-"-oi.nied enc¡osures orcandéis 't is msia.lea on r"e PS rail For versions with115/230 V AC supoiy ^citage a sepárate 2¿ V pcwerSupply oni[ m^st oe planned íof :re MDIOO.ard M0125. a g PS 930

Longer cacle connector SL 701 -lAN 12 5 mj s paga u11} PTT approval for PTT circuns exists121 Paml-topoini Imk. max. distance '000 m 3600 nos131 Poini-to-ooini lirVs and multi-po-nt imKs lean be lapcea

ni. max aisiance 1200 m. 5500 bos• -i Use only aíter consuiíatian witn ANL A72X15i PTT approval for Telephone netwoik of Germany.

Aus;na and SwuieMand16) Tecnmcaí data ISDN components see qage 20171 Techmcal soeCíficanrans oí CPU see sage '21SI The EPROM reo'aces pan af the mternai ÂM 71-a

seciion of me RAM wnicíi :s 10 lorger a-.a >ac e s tresame lengtn as the arogram presen! an t"e íP^CM

191 MD124 can. oe jsed up to 5600 Sos nnax20) Técnica! dala GSM-KIT .MI seesagel- i21) Tr^fk faaio compcnenls' see cage M

SINAUTST135andST155

The SIMAUT STl 35 and STl 55 stationcontrol units are sukable for processstations wilh extensive open-loop andclosed-loop control tasks, up to centralcontrol stations with color monitor/key-board, primer, desk or panel. Branchednetworks with high-performance nodesiations with a high data íhroughpuí canbe constructed if required. 1024 digitaltnputs/outputs and 192 analog ¡nputs/out-puts can be connected.

The units nave the same transmissionand communication propemes asSINAUT ST115. Multi-processor mode ispossible ¡n addition, ¡.e. up to four centralprocessors with th^r own programmemories and mam memories handledifferent functions in parallel in one unit.Data transfer via the interna! bus systemis optimized vía a coordinator.

The SINAUT ST155 exceptional featuresmclude comprehensive memon/ configu-ranons, very high processing speed andvery short cycle times.

The redundant. fault-tolerant versionscan be used if ven/ high demands are plac-ed on the availability and fault tolerance:

O The redundant SINAUT STl 35/RXand ST155/RX uniís can be used as atelecontrol síation or master síation.The telecontrol station contains aCPU and two TIMs for data íransmís-sion on a redundant link. The rnasterstation always contains two CPUs aswell as two TIMs per transmissionlink (single or redundant)

O The fault-tolerant SINAUT ST155/HXcan be used as a telecontrol station,master station or submaster station.A single or redundant transmissionlink can be used. The H versión isprimanly used if open-loop andclosed-loop control tasks are to beprocessed redundantly by two CPUs

StNAUT ST135 siai'on con'roi ur t wtth thefcüowirg rrotJules:Ccordirator module. 3 CPUs. cor^-n^r canoprocessor. 2 TlMl 1SL V24 teiecortroi '^:<jrfmodules, 2 MOA-F2 rnodefn anao'ers forXS2QQO r^oae-rs. 7 '/O -retímos, "•taracemoduie io extensión 'acs

Both versions are available for simple aswe!l as for object orieníed dataexchange. In the master síation is singleor redundant Industrial Ethernet buscommunication possible to theLSX SCADA system.

Funher features of íhe SINAUT ST135and ST155 station control uniís:

O The compact 19-inch subrack of thestation control unit provides 21 slotsfor central processors. transmissionand communication processors.,modem adapters/modems. s.qralconveners and penpherai modules

O Signal converters are addres:>ea v.aswitches and can be msened r-*oother slots without changiry 'hesoftware

O The power supply with 2 nre^meafan subassemblies and a hdc'"- ,obatíery is of space-savir.g -'¡es jnunderneath the subrack

O The coordinator enables Trocí nro-gramming (on-line and o': -rw ¿f .3!!central and communicancf cf<es-sors

O Standby and mamtenance Cfr'-.-nnelcan be called using CiTYP^- i- i theiVlessage Service

Máximum confígurations andperformance data: see page 12.

Station control unit SINAUT ST135/ST155 Orde/ Nümber

for trarsmission on dedicated unes [prívate or PTT),on dalling network_5 or direct :inks, mcl. asserrbly/installation and standardjunciion r

61MH1352- I

Power supplyDC 24 V.mci. bac'<-upbattery 'or RAMírot for TIM)

Power supplyAC 11 5/230 V.mcl. oack-uDbattery for RAM(not for TIM)

output5 V/1 8 A

output5 V/40 A

output5 V/1 8 A

output5 V/40 A

without expansión unitwith expansión unit EG 183U DC, IM 300-3. IM 312-31. STL 760 2)with expansión unit EG 184U DC. IM 300-5C, IM 312-51 2)with expansión unit EG 1S7U. !M 300-5C. !M 312-51 2)without expansión unitwith expansión unit EG 183U DC. (M 300-3, IM 312-31. STL 760 2)with expansión unit EG 184(J DC. IM 300-5C. IM 312-51 2)with expansión unit EG 187U. IM 300-5C. IM 312-51 2)without expansión unitwith expansión unit EG 183U AC. IM 300-3. IM 312-31. STL 760 2)with expansión unit EG 184U AC. IM 300-5C, IM 312-51 2)w.th expansión unit EG 187U. IM 300-5C. IM 312-51 2)without expansión unitwith expansión uní EG 183U AC, IM 300-3, IM 312-31, STL 760 2)with expansión uní EG 184U AC. 'M 300-5C, IM 312-51 2)with expansión uní EG 187U, IM 300-5C. IM 312-51 2)

3333

A

cDF

LfJA

4

4

CD

4 | F

7 | A

7

7

7

8

88

8

CDF

A

CD

F

with relecontrol mterface module 3)• TIM 11 SL V.24 (ST proiocol) wuhout modem to connect ext. V.24 modems (e g. for data network OÍR) 4)• TlM 11 SL V24IST protocol) with modem MD100 and SL 701-4ALH 5 m) 5)6)• TlM 11 SL V.24 (STproíocol) with modem MD124 and SL701-¿ALM 5 m| 5)6) 14)• TlM 11 SL V.24 iSTproiocon with modem MD125and SL 70MAL (1.5 mi 5]• TÍM 11 SLV.24 (STprotocol) with modem adapter MOA-F2 mcl. modem KS 2000. SL 701-4AL (1.5 m) 5) 6)• Tlívl 11 SL TTY (ST protocol) for tíireci Imk vía TTY interface 7)• TlM 11 SL RS422-A (ST protocol) for direct link vía RS422-A/485 inierface 8)

TlM 14 14-FW protocol)TlM 15 (FW 535 protocol)

9)9)

• TlM 11 TEL (ST protocol) for telephone and GSM networks, wuhout modem or GSM-KIT• TlM 11 TEL (STprotocol) for telephone network, with dialling modem MD125 ¡ncl. cable connector 16 m) 5) 10)TAE6N, with SL 701-4AL 11.5 m!

• TlM 11 TEL (ST protocol) for GSM network, wiíh GSM-KITM1. with SL 701-AN (2.5 m) 15)• TlM 11 TEL (ST protocol) for EURO-ISDN. with MOA-MDM. with LGM 64K. with SL 701-4AL (1 5 m) 11)• TlM 1 1 C (ST-/MAP 27-protocol) for trunk radio 16)• TlM 11 C(ST-/MAP27-proíocol) for trunk radio, wiíh C-KIT. with SL 70 ! -SAN (2.5 m) 16)• with CPU 922. with memory card EPR 376-64 (64 Kbytes)

12)• with CPU 928, with memory card EPR 376-64 164 Kbytes)

12)• wiíh CPU 9288, with mernorv card EPR 375-64 [64 Kbytes)

12)• with CPU 948-1 1640 Kbytes intern. RAM)

and memory card FL-EPR 374-512 (512 Kbyies) 12) 13)• w-th CPU 948-1 1640 Kbytes intern. RAM)

and memorY card FL-EPR 374-1 024 (1 Mbyteí 12) 13¡• with CPU 948-2 Í1664 Kbytes mtern. RAM)

and memory card FL-EPR 374-512 1512 Kbytes) 12) 13'• with CPU 948-2 11664 Kbytes mtern. RAM)

and memory card FL-EPR 37d-1024[l Mbyte) 12) i?.

ruX

y-.viin manual 135U/922 Germánw:h manual 135U/922 Englishv, th rr anual 135U/928 Germán•,vn TiaiLal I35U/928 English,v- -ar-jai 135U/928B Germán.-, -n T-anual 135U/928B English,-, — "•j'n.al 155U/948 Germán,.,,-r. fâûai 155U/948 Englishí. •*• ~ 4r -jai 155U/948 Germán.-, - - ínual 1 55U/948 English.-. -n -j-xal 155U/948 Germán,., .* — jrjai 155U/948 English.-. - "-jnuai 155U/948 Germán.... a-xai 155U/948 English

i

i ;

ohQ

1

1

224.

¿1

5

21

2121

21

5|2/7

12

3 18¡ 2

Key:

t) Technical scec . quanlity f'amewori;. equipment: seepage 12 Remeiroef radio suopression regulanons-.vren limn c'ass B -s reauredOn reauesi Standard cabirets STS-l and STS3

2i =cr Tech soecs *or expansión umis ana 'fiierface•T-cau es see S"50 catalog The basic unit intsrfaceTiodbie 3'2 3/-5 contams a O 5 m ccnnecfcng caole fofstac-:ed •ac-.s

3) f .i'her "IM? see page '-&\l = Cara ¡-ev/or* ¡300/1200/2^00/^600^600 bpsl

•nrerface V 2¿N 2S/X 2üEis/X 21 nis

51 Pefinissible

fof wall mom' -.¿ _ ; a C ;0_ SO'C 10. 50"Cm capmet ,• JQ'C JOT ¿5'C |0 4Q'C

The rnodems MD' •'.<) *.'C ; i- aro WD125 are in-stalted exiema:iy :n 3 ifaûara n*ounting âil Isnap-on| In wdll-moij'"rO •>"• '', iw"is Qf caomets i! ismsiaHed on'-e PS , - • .*-s 0^5'.v'h 115/230 VAC suoply voi'agtt i •*•!. j' •:« U -' oower supply unnmust De plannes '.-? '.!2'"0 MD124and MD125.eg PS 930 Largar :.ic rí ..-nec'Of St. 701— AN(2 5 mi see page u

61 PTTapoiovaí'T 3r~ ; f-v e-.s*s71 Poinfto-pomt n^s - J- -''í'ance 'OCC r^. 3600 EOS31 Poini-ro-pomt l.r-r s ^ —^.-i pcirt -ir-<s (can De tacped

m). mat distance iZCOm íc>~"} Ccs

9) Use only afier consullation ^/ith AiSL ¿?2101 PTTapprovaí fof 'elepnor.e neiv/crfc of G^'ân

Austria and Svîtzerlana11) Techmcal cata iSDM coniDonents see cags 2012) Tecfimcal soeoficaiions ot CPU ses oage '2

All CPUs except CPU922 feoiîre 2 sôis Tre -încludes the svstem manual and megiîde oí me CPU specrf-ea

'31 The EPPOM replacespan of *ne ".ef^sectiQn of ine RAM wmch. is no onge' 3same lergtn as ine pr-gram aíesdnt y

1-i) MD12¿ can ce -sed up ro 3600 ops151 recnmcal data GSM-iClT MI see naqe '!6) rfunt raaio comoonenis see page '-i

S NAUTTelecontrol

Neíwork confíguraEions and operating modes

SINAUT 3T1 síaíton control and protection systemTIM 011 and T1M 11 íransmission processors

CfíyrufSINAUTSTUtesíunit

DCF 77 reaJ-time clock moduleWa!l enclosures and battery backup units

Modems MO100, MD124, MQ125Connection ío EURO-ISDN

Connection to fiber-optjc cabteswith RS 435 transmissíon nxxíulesLTOP Une transformar with overvoltage protectionFour-way transíormer

SINAUT TD1 standard software

1 2M

15

151 6i "

18

10

lelecontrol Componenís SINAUTNetvvork Configuration and Operating Modes

Network conf iguratiom'arKf óperating modea^dedicaterfUnes:."••'• " • •: '• :,V;*:*í;!-"S^Us-:. ::Hr-íá'^^-^-""-^vrV ¿?: 5

o -o Poiní-to-poiní Polling modeCycüc mode

999o Y Y Y o

o-o

Star

Multipoint Lina

Combination ofpoint-topoint. starand Multipoint Une

Combination ofpoint-to-poínt,node, star andMuliípoint Une

Polling mode

Generat radio netwbrfcs::rJ::í;í:::*HÍÍ:r.UVíuS'.^irliííS

Radial field:star configuratíorv

Polling ands pon t aneóosmode

Radio relay:Line (wiíh/without frameregeneration)

PolÜng mode

r

Redundan

Swítched networks- Telephone- EURO-ISDN

Mobile radío networks- GSM (D network}- Trunk radio

Radío cali services- Cityruí (telephone or

GSM network}- Message service

(trunk Unes)

Dedicated line wiíh redun-dant íransmission line viadedicated line

Spontaneousmode

Polling mode

Fiber-optic cable/copper cable comblned network.

FO

FO

Dedicaíed line with redur>dant íransmission íine viaswitched network

Various Combinationnet\vorks:for example, fiber-opticcable and copper cable

Polling andSpontaneousmode

Polling mode

lelecontrol CornponentsSINAUT

SINAUT 'STTsUrBoft control and proteetion system

Application SINAUT ST1 is a station con-trol and protecíion system de-signed formonitoring andcontrolling process plañís indistributed configuralions.SINAUTST1 is basedonSIMATIC S5 programmablecontrollers and additionallyfeatures specific hardwareand software components.Telecontrol and auíomaiioníasks can therefore be pro-cessed by a single system.SINAUT ST1 is used with theSIMATIC S5-100U/115U/135U/155UPICS.SINAUT ST1 also permits the

implementation of compre-hensive hierarchically struc-tured control networks con-sisting of outstations. nodesand telecontrol centers linkedvía VVANs.Prívate lines. radio links. GSMand trunk radio networks,post office and public chan-nels such as telephone lines,EURO-ISDN or direct dataconnections (DDC), can all beused for data Communicationsbeíween the individual sys-tems of the network. In addi-tion, a radio-paging service(Ciíyruf) can be used for call-

ing standby personnel. Withdedicated lines, communica-iion can be vía copper cableor fiber-optic cable.Links in the local range canbe established using theSIMATIC NET (Profíbus, In-dustrial Ethernet) LANs.COROS MMI systems enablecentralized and distnbutedoperator-process cornmu-nication. Standard interíacesto the SINAUT LSX andSAMSY X higher-level net-work control systems areavailable.

Deslgn A TIM transmission processorand a modem are required aieach poiní where S5 PLCs areconnecíed. At least two TIMsand two modems are neededat each node station. Redun-dant or fault-tolerant trans-mission paths, síations andcontrol centers can also beimplernented.Examples of WAN topologies:• Point-to-point• Star• multípoint line• Combination of point-to-point, node, star and multi-point line

• Switched network• Radio network• Mobile radio network

Localprocess

Higher-level

"Í ""

Conlral cenler

"I"

V/AN

Loca! iprocess Í

Node stalion

T "

í"" J~^ „ ~~*- Slation ;— — Stalion ! - Slalion '—

"rrr1 ~"rrr "irrPrccass/pccduciicn pfant

Fíg. 8/1 Síructure oí a WAN control networK

— Slalion t — -iMu.il dis-S'ay .

1 Máximum complements and perform

1i1 Digital mputsi used for counting pulse acquisition9). Digital ouiputs, Analog mputsi Analog outputs, Numberof TIMs/CPs that can be plugged inj Applicaíion as substatíon:i - Dedicated line/telephone/mobííe radio link5'i Application as ncde siation:, - Deaicated line/'telephone/mobíle1 radio iink3'i Application as control cenier:i - Dedicatetííine/íelephone/mobile1 radio Jink5'1 Use for telecontrol: Use for open and closed-loop control, Program memory ¡n KB1 Data memory in KB! Memory requirements (or Program memory¡ standard staíion tele- _ .1 . . ,,, Data memory( conirol programé

anee íeatu

S5-100UW

CPU102')56

4

56

12

6

1

res of SINAUT ST1

Ith I ss-nsuwCPU ; CPU 941

136 1288 . 8

136 12828 3214 32

;J1 ,31

i• / - / -

- / - / -

./ . . . ' . / .

-/ - ' •/ -

IthCPU 942

256

8

256

48

48

6

CPU CPU

943 944

512 1024

16 128

512 1024

64 64

64 64

6 9

S5-13SUwlth | S5-1S5Uwftfi

CPU CPU928BJ CPU 948

922 ;

1024 1024 ! 1024

32 128 , 128

1024 1024 i 1024

192 | 192 - 192

192 | 192 192

8 1 1 5 . 1 5

• / • / •

. / .6J/ .6)

. / - / . ./. . -/. ; ./.?>/ .n

.-Total:4

Total:

•

•

Total 1620 2

•

.

32 Total [ Total: ¡64 ' 6 4 ! Total.10 «18 96

117 !1

4 i : 25

22 ¡ ¿6 ,' 640/1664

12.1

I 3

!) Up to 7 slots for I/O modules; no addilionaluser program

21 Up to 17 slots for I/O modules.-' A primer can also be connecied vía a

communication processor

51 Mobile radio O networK and irunk radio6í Only !o substations. not to control center7' Only to substations. not lo node station

9' Transmií; 32 messages. 4 analog var!Sbles.1 counter; Receive' 8 commands. i setpoini.1 TIM transmission processor

9) Max. IQHz

12

Telecontrol ComponentsSINAUT

TIM

Application One TIM 011 transmissionprocessor can be installedper síation and control ceníer.It can be used in the SIMATICS5-100U and is available inthree versions for data trans-mission:

on dedicated lines (prívateor post-office)over the public telephonenetwork, the ISDN netv/orkor GSM mobile radio neí-vvorkover trunk radio netv/orks

Design The TIM 011 processor

• plugs into slot O, 1 or 2 of abusunitof theS5~100UPLC;

• has a RAM/EPROM memorysubmodule with EPROM forTIM íirmware and RAM forstoring message frames andnumbers;

has a V.24 (RS 232 C) mo-dem interíace (25-pin sub-miniature D connector)

has 4 LEDs:TxD = send dataRxD = receive data,RTS = request to send,BATT = backup batterymonitoring.

Functions TIM 011 can send and receivedata simultaneously in the fol-lowing modes: POLLING,SPONTANEOUS WITH/WITH-OUT DIAL-UP PROCEDURE,CYCLIC WITH/WITHOUT AC-KNOWLEDGMENT. The POL-LING and CYCLIC modes areused for data transmissionson prívate dedica^J lines

and post-office channels. Ondirect data communicationlines of the Post Office, datatransmission is cyclic. TheSPONTANEOUS WITHDIAL-UP PROCEDURE modeis used for all dial-up connec-tions over the public tele-phone network.

Technical specrflcations

Transmission protocol

Interíaces

Curren! consumption

Connector

SINAUT ST

V.24 (RS232C)

0.1 8 A

25-pin submíníature D

Heat losses

Space required

Weight

1.2W

1 slot on bus unit (¿5 mrr/ 1mountlng wkjth)

0.5kg/1.1 Ib

Ordering data

TIM 011 transmission proces-sors:• T1M 011 B SL

Dedicated linas (prívate or P.O.)

• T1M011BTEL

Public telephone ner.vork. ISDNnetwork or GSM mobile radio

• T1M011CTrunk radio network with BOSCHtrunk radio unit KF Chip TD

Order No.

6NH1 804-2BB01-3BB2

6NH1 804-2BB01-3CB2

6NH1 304-2BB01-3FB2

Connectíng cables:• SL701-4BJ (0.8 nV2.62 ft)

between TIM 011 and MD1007MD124/MD125

• SL701-5BN (2.5 m/3.2ft) betweenTIM 011 and GSM moa'em ortrunk radio unit

Order No.

6NH1 7Q1-4BJ

6NH1 7Q1-5BN

.J

13

leíeconirol ComponenísSINAUT

TIM

Application The TIM 11 transmission pro-cessor can be installed in sta-tions, nodes and control cen-ters The máximum TIM 11complement is listad on page12. U can be used in theSIMATICS5-115U/135U/155UPLCs and is available in fourversions for data transmis-sion:

on dedicated lines (prívateor Post Office)over direct link (without mo-dem)over the public telephonenetwork or GSM mobile ra-dio network as well as overthe pubhc EURO-ISDN net-work

• over the trunk radio neo-vork

Design and functions The TIM i 1 plugs into a CPslot. The four TIM 11 versionshaveaV,24(RS232C),RS422-A/485 interface cardand a RAM/EPROM memory

submodule with TIM firmwareand a RAM for storing mes-sage frames and numbers.There are 2 LEDs on the front-plate:

TxD = send data,RxD = receive data.The principie of operation ofthe TIM 11 is the same as forthe TIM 011.

Technical speciflcaíions

TIM 11 Transmission

proceasors

Transmission protocol

Interfaces

Currenl consumptionConnectorHeatlossesWeight (T!M 11)GSM network componenta• W1 module (contains ful!

S4-Handy functionality; can beattachea with terminal holder orVelero íastener)Dimensions (incl. termina!holder W x H x D)WeightOperatmg voltageTransmission powerSerial inlerface

• SAP connectorforconnectingthe Mi module to the antenna

• GSM network antenna (long)

SINAUT ST; for trunk radio wíthovsriayed MAP27

V.24 (RS232C) wiíh dedicatedline. telephone, EURO ISDN.GSM and trunk radío networkRS422-A/4S6 wrth LAN !¡nk

1.5 A25-pin subminiature D1.7W0.6hg/1,32tb

37xS5xl20mnV1.44 x 3.32 x 4.68 in

I50g/5.25oz3 - 32 V DC2W9-poJ. D SUB; V.24A/.28

3 dB anlenna gsln

Orderíng data OrderNo.

TIM 11 transmlsaíon proceasora;• TIM 11 SL 6NH1 802-5BA

Dedicated line (privaíe/Post Office)and for direct calling network (PostOffice provides modem)

• TIM 11 SL (K) 6NH1 802-OBANode TIM (dedicated line)

• TIM 11 SL RS422-A 6NH1 802-5BDDirect links wnhout modem

• TIM 11 TEL 6NH1 802-5EATelephone ret-//ork. SURO-ISDN orGSM mooile radio network

• TIM 11 C 6NH1 802-OFATr-jnk radio nehvor'< with BOSCH-trunk radio unit KF Chip TD

Trunk radio components• Trunk radio unit

H x W x D

MAP27 socketFrequency range

Power supplyWeight

• Optional hand unit

• Magnet-mounted antenna

• Hand radio unitH :< W x D

Frequency rangePower supply

Operating periodsWeight

• DC/DC converter

Bosch KF Chip TD29x150x 166 mnV1.13x5.85x6.47^1

RS232

Transmitter -110 to 430 MHzBecervef 420 to 430 MHz12VDC800g/28oz

Boscn HAS, fí speech ana datato be transmitted símultaneousiy

Besen

BOSCHHF12T172 x 66 x 33 mm/6.71 x2.57x 1.29in410 ío 430 MHzBaítery 7.5 V/700 mAhor 1000 mAhSor 8h530 g/18.55 oz wrthbanery 700 mAh

Inpuí voltage 24 VOutpuí «/ohage 12 VCurren consumption 2.1 A

Adapter casing(requirea íorS5-115Uonly)

Connectfng cablesbetweenTIM 11 andmodem/modem adapter• SL701-4AL

I 5 m/4 92 ft• SL701-4AN

2.5m/8.2ft

Connecting cable between TIM 11and JSM-M1 module or Irunk radiounit. 2 5 rr/8 2 tt

OrderNo.

6ES5491-OLB11

6NH1 701-4AL

6NH1 701-4AN

701-5AN

14

lelecontrol ComponenisSINAUT

GSM networR"^.rtftóÍ3fifl"ts*aficÍ'.fnjníc-ra^Ió-components (eoñífnüed) .-

Orden'ng data OrderNo.

GSM network componente andIrunk radio componenta')• GSM-K1TM1. 6NH9S40-3DB10

cc~SiStirg of Vi module v/ith termi-nal r-cicer/Velcro fasterer. SAP con-néctar GSM network anienna ílongj.

. C-Kit, 5NH9 S4O-3CAOOirslallalion kil ready mounted andwi*ec on a nounting panel for a con-trol center.'station for mstallation in áwa:l housing door or ?ree-stand¡ngcabmet. consisting of

; Other units and designs on fequest

Cityruf' " . _ ? ; " :-r

C 'riit (contrnued)8OSCH KF Chip TD Irunk radio unitwithouí HA3 tiand unit. <ncl fixing kiland holder BOSCH magnetic an-tenna /Mh stand and cable(5 m/16 4 ft). incl. antenna cable(4 m/13.12 rt). antenna with requiredconnectors. SVA 12 DC/DC con-verter SC 24

• C-Kit HASInstallation kit HAS as installation kitabove. bul incl. HAS hand unit

• PARA CParameíer assignment and stanupsupport

• HF 12TBOSCH handheld HF radio unit12T (or rressage sen/ice

Order No.

6NH984O-3CA01

on request

on request

Applica-tion andFunctíons

Remote monitoring of plañísautornaíed using S5-1151),-135U or-155U ¡s possibleusing the CITYRUF sen/iceprovided by the Germán PTT.

Requirements:

• Connecíion to the Germántelephone or GSM network

• Connection of MD 125 mo-dem (wlth telephone net-work)

• At least 16 Kbytes vacantuser memory in the SIMATÍCS5 device

TIM 11 TEL with reléase ver-sión 11 or later; reléase ver-sión 14 or later for GSM

The person carrying theCITYRUF receiver must bewithin the C1TYRUF callingzones.

Ordering data

CITYRUF software'or SIMATÍC S5, mcl. manual• On 3 V'2" and 5 '/a" diskettes• Manual for CITYRUF, in Germán

Order No.

6NH1 998-5AA186NH1 99&-5AA13

CITYRUF receiver AN6,with alphanumeric display. incl.cnarger unit and 2 NC batteries

The TIM 11 TEL is ¡ntegraledinto the 35 application pro-gram by the CITYRUF sort-ware. The alarm texts :eni íothe CITYRUF receiver vstored in the CPU in--e :aiablocks.

For SINAUT ST1 users -* Ci-tyruf blocks are coniDireo mthe SINAUTTD1 servarepackage.

Ordef No.

6NH9815-OAB

SINAUT STU

Applicat ion The SINAUT STU test unit ís•..• ?d for startup and diagnos-tics of SINAUT ST1 sysiems.It comprises the PAX applica-tion protocol analyzer and theSINAUT SPT protocol tesierthat can run on an AT-compat-ible oersonal cornputer (ornot- ok) with MS-DOS orMS-v*indows. This also in-cludes programming devicessuch as the PG740. Supple-mentary test accessories in

elude a conneciion box and aconnecting cable.The PAX proíocol analyzer isused for recording, visualizingand archiving serial datasíreams and the relevant ac-companying signáis. AnyRS232 (V.28) interfaces up toa transmission raíe of 19,200bps can be captured.The SINAUT SPT protocol tes-ter enables the functionstransmit, receive and listen-in.

Tnis allows the SPT ir, /n--,.late a master stat-on n.-,,jesíation or subsíalion aa .ve.Ias to follow the data 7 jf* c ofa SINAUT ST1 sysre^ ••'< s-íen-in mode. All the ocerjimgmodes possible m ;neSINAUT ST protocci *-;r ,iedi-cated lines are pcssiDie Tneuser is supported by an -n:e-gral Help function uncer MSWindows and by a Germán-English language switcn.

Ordering data

SINAUT STU test unit, consistirg oí the applicatians PAX protocol analyzer and SPT protocol tester on 3 5" diskette.execulable on AT-compatible PC (e.g. PG740) with integral Help funcíion under MS Windows ard with German-Englishlanguage switch as well as accessones- Break-out-box (connectlon box), serial RS232 fíat ribbon cable (25-pin).dcuble RS232 interface card. key box (dongle}. STU connecting cable, operaior s guide and carr/ing case.

Order No.

6NH1 997-1CA01

15

¡eieconirol CcrnponenísSINAUT

DCF 77 real-time clock module

Application The DCF 77 constantly re-ceives the time signáis of theGermán DCF 77 time signaltransmitter through a selectivaand active ferrite antenna.

-• \e master me

ceiver submoduktenna) can be usecchronize up to 20 SIKS5-I15U. S5-135UanoS5-155U programmable Ltrollers with slave modules ,the local range (v/ithout re-ceiver submodule and an-tenna).

Design and functions The aíomic clock of the PTB(Federal Germán Testing Lab-oratories) in Brunswick broad-casts its time signáis throughthe transmitíer at Mainflingennear Frankfurí/Main over arange of between 700 and800 km/437,5 and 500 mileseven reaching places as faraway as Trondheim in Norway,Budapest in Hungary, Jaffa inIsrael and Puerto de la Cruzon íhe Canary Islands.

The DCF 77 real-tíme clockmodule takes up íwo standardslotsin theS5-135U/155Uprogrammable controller sub-rack (in the S5-115U, anadapier casing is required).The antenna (BMC socket),the link to íhe slaves and theminute-pulse relay outputs areconnected on the front. Theavailability of the power sup-ply (POWER) and the VAL-IÓ/NO SYNC status of themessage frame transmittedover the radio link are indí-cated by three LEDs.

The time of day in hundredthsof seconds, seconds. minutesand hours. as well as the dayof the moníh. the day of theweek. the month and the yearare received from the irans-mitter. They can be read outby the user program in BCDcode in eight consecutive by-tes. The time has a resolutionof 10 ms. and the accuracyon breakdown of the transmit-ter is ± 2 s in 24 hours

• Technical specifications

Representanon of date and lime oft day (hundreaths of secones, se-' conds. minutes, hours. day. day ofi week. month, year}

, Resolution of time oí day

1 Accuracy on transmitter breakdown

j Power supply

BCD-coded ¡n 8 consecutivebytes (IP or O área)

10ms

± 2 s ín 24 hours

*5 V vía S5 bu«

Power consumption

Ambient temperature

Installation requirements

Weight (basic module)

-

' 200 rnW

OtO-r60"C

(aníenna -25 to i 60 "Q

2 standard stoís(S5-135U/155U),1 adapíer casing {55- 1 1 5U)

0.7kg/1.54lb

Ordering data

DCF 77 real-time clock module

• forSIMATlCS5-115U.íncl. adaptercasing

• forSIMATlCS5-135U/l55U

Order No.

' • wilhout receiver card for use asslave module

with receiver card and wrthout an-tenna

• with receiver card and indoor an-tenna and 10 m/32.8 ft antennacable

1 outdoor antenna (or installation onHat roof {including 20 rrv'65 5 ftantenna caole)

10

20

DCF 77 real-tlmc clock modul*

• for SIMATIC SS-11 SU. incl. adaptercasing

• for SIMATIC S5-135U/155U

Qrder No.

6NH9B3O-

• outdoor antenna for mstallation on fíatroof, with indirect Irghtnmg orotection(including 20 m/65.6 ft antenna cable)

• outdaor antenna for wall mountmg(mcludíng 20 m/65 6 h antenna cable)

• outdoor antenna fcr wall mountmg,with indirect lightning proiecfion(mcludíng 20 m/65.6 fi antenna cable)

• outdoor antenna far pole mountmg(mcludíng 20 m/65 5 ft antenna cable)

• outdoor antenna for pole mountmg,with tncirect ligntning protection(mcludmg 20 m/65 6 fi antanna caale)

21

301 i1 i31

í!40I j41

16

Walí enclosures andbattfery bacRup uníts-

lelecontrol ComponenteSINAUT

Design There are four versions of íhewall enclosures:

WG 01:Contains a mounting píate. PSdistributor, 10 A2-pole N-typeflush-mounting MCB. PS ter-mináis, shielded cables forthe supply voltage, groundingscrew. and is prepared forinstalling a SIMATIC S5-100Ubasic tier. The SIFI B Rl sup-pression filter is ¡nsíalled asstandard; the enclosure bearsthe CE mark; the EMC direc-tiva is conformed to.

Accessories:Lamp for indicating faults.Socket ouilet inci. MCB forprogramming device.

WG 01P:Contains. in addition, the PE3/8.5 battery backup umt forbndgtng voltage dips (exter-na! connection to 115/230 VAC, internal supply víabackup battery consisting ofa chopper regulator withtransformer. relay output forpower failure signa! and flat-battery monitor and 24 VDC/8.5 Ah battery block;sealed VRLA batíenes, withthe highest degree of operat-ing safety. completely mainte-nance-free)WG02:as for WG 01. but for basicand expansión tiers.WG 02P:as for WG 01P. but for basicand expansión tiers.

Technícal specificatíons

Wall enclosureDegree of prolection

Dimensions (V/xHxD) in mm/inweight kg/lb• WG01

• WG01P

• WG 02

• WG 02P

• Mounting width on NS 710

Ordering data

WG 01 wall enclosureWG 01P wall enclosun»WG 02 wall enclosureWG 02P wall enclosure

IP5S

500X360X350/11/23.4X 14.04x13.55/24,2600x6COx350/15/23.4x23.4x13.65/33600 x 600 x 350 /11.5723.4x23.4x13.55/25.3500x760x350/16/23.4 x 29.64 x 13.65 / 35.2540

Order No.

6NH1 741-1ABOO6NH1 741-1 KB 006NH1 741-2ABOO6NH1741-2KBOO

Backup unitaDegree oí proteclion

Weight in kg

Dimensions (WxHxD) in mm/in• Swilched-moderegulatcr

PE 8/12

PE 8/50

Input voltage

Output voltage

Capacity of accumulator umt- PE 3/3 5- PE 8/12- PE 8/50

Protection class 1

3.5 kg/7.7 Ib

300 x 106 x 130/11.7x4.13x5.0794.5 x 196 x 152/

3.69x7.64x5.93152x 152x 181/

5.93x5.93x7.06190 x 350X306/7.41 X 13.65x11.93

115/230 VAC/4710 63 Hz

28 V DC/3 A (max.)

8.5 Ah12 Ah50 Ah

Accessories (orwall enclosures:Cablnet lampfor fault indication

Socket outietncluding MCB

Rl suppression filter.'or iimit class B)

Battery backup untt witn relay output-jrsisting of chopper regulator witn•Mnsíormer. relay output*or ndicating power failure and fíatoattery as well as battery blcc'<• PE 3/B 5• PE 3/12• PE 8/50

Order No.

6NH1 74O-OAA01

6NH1 74O-OAA10

6NH1 74Q-OABOO

6NH1 74O-OKAOO6NH1 74O-OLAOO6NH1 740-OSAOO

17

Teleconírol CornponentsSINAUT

MD100, MOia4'9fnrfM01,25'fnódem3 ' '• ' / .-. '

Application The MD100. .VID 124 andMD125 modems are usedwiththeSIMATICS5-100U.115U. ISSUand 155U pro-grammable controllers. TheMD100 and MD124 can beconnected to prívate dedi-cated lines (i.e. copper con-ductors. radio links) and topublic dedicated lines (e.g.PTT leased lines).The MD125 modem can alsobe connected to prívate dedi-cated lines (but oniy in con-junction with 2-wire lines and

point-to-point connections) aswell as to ihe telephone net-work.

Note:SIMATiC point-to-pomt con-nections always require a full-duplex modem. The MD100and MD124 modems need a4-wire cable for this purpose.Only the MD125 is suitaole forpoint-ío-point connections vía2-wire cable when operatingin the V22 (1200 bps) andV.22bis (2400 bps) modes.

Destgn TheMDlOO. MD 124 andMD125 can be snapped ontoa 35 mm DIN rail. They nave a24 V power supply. They areconnected to data terminalequipment (DTE) such as theTIM 011 and TIM 11 transmis-sion processors by íhe 15-pinsubminiature D connecíor.

The transmission line is con-necíed vía terminal jacks(MD100), screw-type termi-náis (MD124)orRJ12 West-ern connectors (MD125). Theconnecting cable for the TAE6socket is supplied wiíh theMD125.Vanous funcíions, such astransmission leve!, instructionset etc, are set by DIP

switcnes. LEDs indícateTxD = send dataRxD = receive dataRTS = ready to send and. nthe case of the MD124 alsoDCD = missing receive s¡gnaland in the case of the MD 125.also ONU = on-line. RI = re-ceive incoming cali andDCD = missing receive s g-nal.

Functions TheMDlOO. MD124 andMD125 (up to 1200 bps) op-érate on the frequency shiftkeyíng (FSK) principie. At1200 bps, íhe MD125 usesdifferential phase shift keying(DPSK) and, ai 2400 to 9600bps, quadrature amplitudemodulation (QA*" All threemodems opérate :n asynchro-nous mode, though theMD125 can also opérate insynchronous mode. TheMD125 has password protec-tion and can be operated vviihATcommands orV.25bis .commands.

Special features of theMD124:

• Integrated two-way transmit-ter for two 2-wire lines.

• Parallel connection of sev-eral MD124 modems to onedata terminal (DTE) in starnetworks.

• Primary/secondary lineselection controlled fromDTE; e.g. for SINAUT ST1.

Main/substitute '.r-s :-eec-tion via receive s.<;ni. jotec-tor (signa! levei-cof-: ed)

Iniegrated repea:e-' rx' onfor increasing ;he '•-ino.e •op-tionally withAvithout D"F(

With repeater ctrc jil . '.n-version from 2 'o 4 v: '":m4 to 2 wires-

18

Telecontrol ComponentsS1NAUT

MD100, MD12*.anid-MtJ125 moderna, (cofítiñüéd} •.•_,•.; ••.:.:*•.-,:: :•.:••.:- r. - "-"-'.". " -l-'íivJ^. -.: * r •;.

Technical specífications

MD100 MD124

5uppiyv3i*age 2¿VOC =20%

Curren: ccnsuTpl on 65 nA ISO-rA

Pl fevel ?) J)

CCITT recorrmerdation V23

Companbility

MD125 ¡ MD100 > M0124 MD125

Output impedance 500 n 600 Q or 600 Oi i 450. ison

'OOrnA , , . „ , _• switcn-selecíaoie :o o Kfi 6 kn ' -

tapping-in possible yes ' yes no

Receive level -3 lo -40 0 to -43 -6 to -13V22bis. V23. . _ .

(OBm)V26bis.V27bis. l 'V27ter. V29 Transmn level (dBm) -6 -6 -6. -9 ano -13

• switch-selectable toeg MDB 1200-01, MDM 1200-05.LGM 1200H1

Dedicated line

Telsphone neíworx

Operating moaes

yes

no

nalf.'full dúplex

Transmission crannel 2-/4-wire

Range

-3 0

approx 30 km for hnes withoutnu oennw (aedicated Itnes ana Puom coils (0 B mm/0 03 m aia , .viíhout

MDM 2-Í258 DX _ . ' , ..pnone nelwork withyes MD125unlimiied)

yes. ..,, „ . . Connectiontohal!/íull auplex

:ransmissionhne2-wire

cables, wiínout Pupin coils orwith¡ow-attenuationPupin coils

Command sel seleclable

Baud rale in bps 1200 1200.244800. 9619200

• with SINAUT ST1 Up lo 96

Terminal ¡acKS Screw-type RJ 1 2 Westerntermináis connectcr wi;h

cannectirgcaoletor TAE6 sccket

Dieleciric sirengih : 1 5 W 2 5 *V 2 kV

AT/V25b,s. PO.approvalno

00. 300,1200.2400.00. 4800. 9600

Connector30 , wInterface

A200501A A119863F ( D A 108398 D

AU 102 I'.O 114

CH BAKOM

94 0460 D N

15-pin sub. D

V.24 (RS232C)

Dimensions Casing of PS 931

; Weight

Mounting

2BOg/9.8lb 300g/10.5lb' 500g/175iD

35mm/1.37inDINrail

'} The rapge is reauced with higher iransmission speeds, T connections and use of line transíormers.:) In accorcance with EN 5C081 -2. if Class B required: Installation in standard wall housing/cabinet.3J In accordance wilh EN 50081-1; Class B

Ordering data Order No.

MD100 modem 5NH9 810-2ADedicated line rnodem

MD124 modem 6NH9810-2FOedicated line modem

Operatcr's Cuide forMD12-1 modemGermán 6NH9 811-25AEnglish 6NH9 811-2FB

M DI 25 modem 6NH9 810-2TOial-up modemincluoing connecting cable TAE6N(6m/19.68n) andBnef Operalors Guitíe

Operaior's Cuide íor MD 125mooem 6NH9811-2TA

Connecting cable'cr parallel connection of twoMD 124 modems. 50 mm/1.95 in

Order No.

6NH1 701-4PA

19

leleconiroi ComponenteSINAÜT

Connection to Euro-ISDN

Application

Telecontrolmaster statíon

EURO-ISDN European universal communication netwarkLGM 6¿k ISDN Eurocard includirg 6 m connecting cable for SQ connectionMOA-MDM Modern adaptar fqr SINAüT STl 15. ST135 and ST155SQ Connection oí basic cnannelTIM11 TEL Transmission processor 'cr re'epnone networkTelephone ISDN lelephone parallel to cata transmisiónSL 701 Connecting cable berween TIM11 TEL and MOA-MDM

In widely distnbuted automa-tion systems, communicationneeds can be met witn theSINAÜT teleconírol and sta-tion control system. WhereIhere are no dedicated net-works, communication is pos-sible via the powerful publícnetworks. Using the LGM 64kISDN modules. SINAÜT ST1can be conveaed írom analogmodem technology to thehigh-speed and reliable ISDNtechnology on a simple plug'n play basis and can íhenuse the currently availableEURO-ISDN networks. The in-terface for the end-user ter-mináis is known as the S0 in-terface. Up to eighí end-usertermináis can be connectedto one SQ iníerface Of theseeight termináis, up to two canbe active simultaneously Par-allel transmission of data andvoice is also possible withaddiiional ISDN telephone.

Design andfunctions

Technical specificatíons

LGM 64k ISDN moduleInterfaces

Corrmanc setD channel prctocolB cnannel connectionTransmission speeds loTIMí 1 TELPower supplyDimensions H x W x D

Moise emission

Approval No

Systems auíomaíed with theSINAÜT STl teleconírol andstatíon control system can beconnected to the EURO-ISDNnetwork via the LGM 64kISDN module, the relevantmodem adapter and íhe TIMtransmission processor for theielephone neíwork (see Fig.J.The modular concept imple-menied in LGM modems per-miís a piug 'n play conversión

Socket connector type R, CEPTstandard to MOA-MDM; S0 con-nection via Western connectorRJ45V.25 bis and ATOSS1 (EURO-ISDN)with 64 kbps300.1200,2400, 4SOO and9600 bps5 V ± 5%/30O mA130x26xl9Gmm/5.07x1.01 X7.41 InIn accordance with EN 55022.ClassBA117010F

from analog modem technol-ogy to digital ISDN technol-ogy. This allows easy conver-sión of existing telephoneconnections. If, for example, asystem has previously beenoperated with theLGM-1200H1 modem at thestatíon end and the mastercontrol end, the LGM 64kISDN module can now be

MOA-MDM modem adapter'"teriacas

3 .-.ver supply

\oseemission

H x Wx D

Modem adapter MOA 1224

• .-.er supply

W x H x D

Va-ns cable (AC-version)

plugged into the existrngMOA-MDM or MOA 1224 mo-dem adapter. Communicationvia EURO-ISDN is posstblewithout any parameter assign-mení, ¡f the connections areseparated at both ends fromthe TAE6 connection socketsand applied vía the new con-necting cable - supplied withthe LGM 64k ISDN - to -he S0

interíace.

Basic coorrector to 5 V supply,socket ctxxiecior type R, for iheLGMG4K5 V ± 5%/600 mA incl. LGM 6^k160 x 40 x 233 mnV6.24 x 1.56x9.09 InIn accordance with EN 50081 -2:if Class B requíred: InstaUaíion instandard wall housíng/cabinet

Socket connectorfof LGM 64kMOA1224AC:AC 115/230 V. 47...63 HzMOA1224DC:DC 24 V, ± 20 %

42 x 2S6 x 278 mm/1 65 x 10.47 x 10.94 inapprox. 1.5 m

20

Telecontrol ComponerosS1NAUT

Connecíion to Euro-ISDN (continued)

Bestelldaten Besteil-Nr

LGM 64k ISDN module 6NH9 810-1S

-el cOTedfig caole 6 m for•:cr-ec:ior to Sr socket|SDN-ModuleLGM64k/M 6NH9810-1H

hvfcnd versen) 'orconnecT-cnôH-RO-ISDN Netwcrks iS)-l"ierfaceí.vith c¿ble corrector, scêened. 6 mRJJ5 olug. ooeralion rnode can bes.vitc-ed (rom digital :o analog irans-T.ssion Required íor use of CITYRUFdra fof comrnunicaiion wiih stat.ons mthe ara'og telephoê networKMOA-MDM modem adapter, 6NH9807-1LB

can taKe ISDN rmodule

Adapter casíng íor MOA-MDM

'required 'or 35 •' 15U or'y)

Modem adapter MOA 1224 AC

.vith caoie ccn-esíor lo T¡M 01l B TEL.

'cr connectior (o 230 V AC

Modem adapter MOA 1224 DC

wun cable conrestor to TIM 011B TEL

'or connectron to 24 V AC

T1M11 TEL transmission processor

SL701 connecting cable berween

TIM11 FELard MOA-MDM

TIM 0118 TEL transmission proces-

sor

Bestell-Nr.

6ES5491-OLB11

6NH9 807-3AO

6NH9 807-3AF

see page 14see page 14

see page 13

Connectíon to fibre-optic cables with RS 485 transmissíon modules

ApplicationCore glass n, > n2

\n patn and refraclive Índex proHe of a monomode 'iber optic cable

(íype E9/125. without plástic cladding D = 250 fim)

Safe transrnission ¡n electro-magnetically contaminatedenvironmentGalvanic isoíation of trans-milter and receiverRange between two SINAUTST1 (ST100/ST115/ST135/ST155) station control unitsup to 20 km/12.5 milesPossible network configura-tions: poiní-to-point, star.linear bus and combinationthereof (max. 7 fiber optic or

copper segments can oeswitched in series)

Use of RS485 íransm :-;onmodules with semi-duü'exmode over two optical' berData iransmission ai 3600bpsAny network ccrrb'n i\- --,of fiber opíic ano .; ; [ • rcablesImplementalion •;* -• ¡ .- • Iconfigura tions

Design, function All SINAUT STÍ station controlunits fram ST100 to ST155 canbe used as stations and masterstations. TheTIMll transmis-sion processor with RS 485 in-ierface is used with the SI-NAUT ST115. STÍ 35 andST155 staíion control unitssince the availabie transmissionmodules nave an RS 485 inter-face. The TIM011B transmis-sion processor for the SINAUTST100 síation control unit hasan RS232 interface.

Thereíore a suitable interfaceconveríer (IC) is connecíed inseries. Three RS485 iransmis-sion modules with which differ-ent disíance can be imple-mented. are used:• RSM-S íor distances up to

50 m/164 ft per segment• RSM-G for distances up to

2.8 km/1.75 miles per seg-ment

• RSM-E for distances up to20 km/12.5 miles per seg-rnení

These RSM modules are con-

nected to (he TIMs va -"-allowing both end cor".ând T connections V ¡r «types of fiber-optic .-..it..âvailabie dependirn .vtance and applicatior• Plástic fiber S980,!Mr

tance up ío 50 m i 64• Glass gradient or - .¡

fibers (G50/125 or Cr.'%distance up to 2 x/- r .km/1.25 or 1.75'--;.

• Glass monomode v •mcde fibers (E9-' 25 :up to 20 km/125 " • •

Technical specificatlons

RS 4^5 trans-mission

I module

Fiber type i

FO cable at-"enijation aiwavelenqthRange wtnR5485Iransmissionrroauíe

Inte'faceccnvener IC

RSM-S

ñSM-G

RSM-E

'

Wavelength Plástic Glass fibers11

[nm] fiber'' Gradient Multímodes Monomode/ílbers sinqle-mode ñ'bers

I S980/1000 G50/125 : G62.5/125

665 ' 025dB/m850

1300

665 50 m/1 64 ¡t

850

1300

"

30GB'^m JSdB.'km

1 OdBAr ' 5 dB/km

2 0 <TI ^ 3 km/

1 25 Tiles • 75 miles

1 4 0 km/ 3 3 tm/

S 75 mués ' 5 3 mi¡es

"

E9/125

0 5 dB/km

200 km/

12 Srnifes

Current con-

sumptlon [mA]

at 24 V DC

300

300

300

| 60

Dimensions

H x W x 0

fmm/in]

• lS-< -11". '. ' •

4 6 < ' " • . • • •

1' 3 < -:C < ' •.

J 5 < i 56 < 3 ír 3 •< -10 < 100

-i 6 < 1 -;e < : )75 < 45 < : • i

2 93 < ' ~ñ . :

r Information 'rom Sien-^ns AG. Public CommLnication Nelwcrks Group '-'ofmannstr 51. 0-81359 Muñeren. Federal Repuoiic ot GerranThe table shows ihe selected fiber types with the relevant cable attenuaíions based on the wavelengths of the RS4S5 '/an^r',modules. The máximum range when using the RS 485 transmission modules, the selected íiber types and the curren! corv/-and dio-ensions of the units are also given in the table.

lelecontrcl CcmponentsSINAUT

Connection to fiber-optic cables with RS485 transmission modules (coníinued)

Metwork configuraron Examole:Combined network withSINAUT ST135 master station.as well as SINAUT ST115 andST100 stations (description offurther network configurationson request!)

SINAUrSTIOO

IC Intertace ConverterRSM Optcal Link Module

Connectíng cables 1 to 5 see ordenng data

Ordering data

TIM transmission processor forSINAUT ST115/ST13S'ST1S51 withSS4S5 ¡ntertaceTIM transmission processor forSINAUT ST100. with RS232 interíace

RS4S5 transmission module withF-SMA íiber—optlc cable connectorfcr S9BO/1000 plástic fibersRS48S transmission module wrthBFOC flber-optic cable connectorfor G50/125 and G62.5/125glass fibersRS485 transmission module withBFOC fiber-optic cable connectorfor G62.5/125 and E9/125 glass fibers

Order No.

6NH1 a52-58D

6NH1 804-2BB01-3BB2

6NH9 850-OSA

&NH9850-QGA

6NH9 850-0EA

RS232/RS48S interíacc convarterfor connecting lo TIMO! IB transmis-sion processor

Connecting cable from T1M11 SLRS485 to RSM (2.5 m/8.2 ft long)

Connecting cable (romT1M011 B to IC (2.5 m/8.2 ft long)

Connecting cable from IC to RSM{see Operator s Cuide ANL A72X/BA-LWL-R/....fortíetails)

Order No.

6NH985O-1AA ')

6NH1701-€AN (D

6NH1701-6BN ©

Provide 2 wires (10 cm/3 9 in) at

installation '3)

Connecting cable Irom RSM to RSM Provide 2 wires (10 cm/3 9 int atin a 'bus station"(see Operator's inslaJlation ©Guide given above for details)Connecting cable wrth apen end 6NH1701-6FN (5)fromMD124to RSM(2 5 m/8.2 ft long)

1) DIN rail installation © ... (D connecting cable see network configuraron

22

LTOP Line transformer with overvoftage protection

Telecontrol Compor.enísSINAUT

Application Automation islands are beingincreasingly incorporated intonetworks. where this netv/ork-ing is currently still being car-ried out to a large extent us-tng moderns on prívatetelephone cables. However.metal cables are subject to in-terference and the formationof parasitic voltages. Parasiticvoltages can be formed in-ductively or capacitively, forexample, as a resultof light-ning. Direct galvanic inter-

'erence vía :sciatior f3uit3 isalso possible vVith LTOP. oar-asitic voltages and oven/oí-tages are limited to a safelevel. The isolated transfcrrreralso decouples galvamcaliy.íhus preventing accidental en-ergization oí oíner cable sec-tions.LTOP protects personnel andinvestment and is an essentialsafety element m prívate tnjnkhne netvvorks.

Features, designand function

Main features• LTOP reduces overvoltages

to tolerable valúes beforethey reach the sensitiveelectronic circuiís.

• LTOP segmenís the line net-work galvanically; this pre-venís the formation oí para-sitic voltages.

• When an overvoltage oc-curs, LTOP limits the dam-age ío ihe affected segment.

• The protection elements arecontained ¡n a plug-in over-voltage protection moduleOPM. The OPM can betested in an external testunit and changed. if.neces-sary, without interrupting thetransmission line.

DesignThe protection concept con-sists of a combination of com-ponents that supplement eachother in functionality:• Surge diveríers filled with in-

erí gas for general protec-tion

• Inducíances that limit thevoítage rise

• Metal oxide varisíors forspecific protection {voltage-dependent resistance)

• Transformer for galvanicisolation

• Suppresser diode for limit-ing the secondary voítage ofthe íransformer

FunctionThe combination of arrestarand limiting ccmponents sup-plemented by the line trans-former is superior to galvani-cally non-isolated safetyconcepts.The protection elements ;n theOPM are subjected to greatstress and are slowly wornout. The OPM can be re-moved and tested in a testunit (available soon) and re-moved, ir (he protectionproves to have diminishedThe transmission hne is not in-terrupted for this purpcse.

Technícal specifications

Transmission oaths

Transforn-ation ratio

Transformation range

Aiienua'ion at• 1 200 lo 2 400 VF bps• 2 -200 to 4 800 bps• 19 200 bpstsoiation resisianceTest vollage

prívate transmission lines with orwilhoul Pupin coils1 : 1; ± 5% (e.g. 600/600 n inthe voíce band)300 Hz ío 35 kHz500O 150Q0.2dS 0.6 dB03dB 0.8 dB0.6dB 1.0 dB> 200 MO4KV. 50Hz, 10s

Surge wdhsland capability

Nomiral discharge curren! isn

|20/30íis)Oulput voítage limited toinsíallationiocauon

1) mensions H :< W x D

/.e.ght LTOPa'OPMDegree oí proteclionVounting

5kV/2J in accordance withEN60099-16kA

atiSNapprox. 15Vas near as possible to where :hecable enters the buitding90x75x MOmrrV

3 5 1 x 2.93x4 29 in

320^109/11 20Z.03502

IP20DIN rail TS35 (35 mm/l 37 in.EN50022)

Ordering data

LTOP 22-way line :ransíormer with 2 built-inOPM overvoltage protection riodules

OrderNo.

6NH9821-OBB12 OPM overvoltage protectionmodule, plug-in (pacX of 4)

Order No.

6NH9821-OBBOO

23

lelecon.trol CompcnencsSINAÜT

Four-way transformer

Application

x 2-.vre

f -r3 < 2-vvire

Fig 3/2 Four-way transformer

Technicai specifications

F'ec^encyrarge

Transfcrmalion ratio

Atienuaticn at i200bos

Ordering data

Four-way íransíormer

0.3 to 3 4 kHz

600 4x600 O

6.5 dB

Order No.

6NH9821-4GA

Dielectnc strength

D;mens[ons (W x H x D) in mm/in

Insíallation

vVeight ;n kg

The lour-way 'ranst'crrrer en-ables 'he star ccnrec'ion ofup to four 2-wre cc.ri-io-po.ntor linear bus connecrcns

2kV

60 x MOx 10//2 3-i .< J ."3 y. 4 17

35mm/l 37 in DIN rail

0.2kg'0.44 ib

Order No.

SINAÜT TD 1 standard software

Application The SINAÜT TD1 telecontroísoftware organizes the mes-sage frames to be transmitíedand evalúales those received.as well as wnting data into,and reading it frdm, the TiMs.In addition, all blocks requiredfor Cityruf and Message Ser-vice are included (not forST100). This •-•:emetry soft-ware is configurad with theSIMATIC STEP 5 program-rning software. The telemetryprogram can be built wilhminimal overhead using the

TD1 software package, andlinked with the user program.SINAUTTD1 contains all theblocks required for theSIMATIC S5-100U. 115U.135Uand 155UPLCs.

There are also standard sta-tion programs (AU 102 and103)availableforCPUs 102and 103 (for telecontrol overdedicated lines only). Theseare automatically updated tosuit ihe peripheral devicesused. and constitute ihe tele-control program.

TheSiNAUT '¿r- :--YSINAUTSTi H. • ...software pao -¡ :-•••, ¡able forredurr: ;- • r

,-r-trol

danttransmiss..;nredundan! ¿nd '.!•.staíions and CL""and fault-tcíer jr: itions).

These telecor-r -packages are n •for ob|ect"On*v---¡change wtih Sí*.'*-

Ordering data

SINAÜTTD1 telecontrol softwarean 3!/2" and S'V-diskettes wilhSINAÜT ST1 manualsGermánErgiish

SINAÜT TD1/RX telecontrol software'or redundan! S ' AJTSTI15/RX. 5T135/RXard ST155/RX units as well as forob¡ect-on-ented data exchange with SINAÜT LSX andSAMSY X vía single or redundan! IndustrialEthernet DUS (íor the SINAÜT ST 135/RX andST 155/RX redundan! L,nits only). on 3 Vg" and5Vj"disketies. including SINAÜT STl/RHmanualGerrnan

Order No.

6NH1 998-OAA166MH1 998-OAA26

6NH1 998-OAA136NH1 998-OAA23

Order No

SINAÜT TD1/HX telecontrolsoftware'or SINAÜT ST155H fault-tolerant unitas well as for objecl-orientad dataexchange with SINAÜT LSX andSAMSY X vía single or redundan! In-custnai Ethernet bus. on 3','3' and5V4" d.sketles mcluding SINAÜT STWRH manualGermánEnglisnSlNAUTSTl/RH manualGermánEnglish

6NH1 998-7GA166NH1 998-7GA26

6NH1 998-6AA116NH1 998-6AA21

-vant— ors

,Jed

6NH1 998-6GA166NH1 998-6GA26

24

SINAUTST1Two examples of more than 15,000 telecontrol stations:

Trunk radio used in the Rostock department of works

Left:Control room oí Rostockdepartment of works vviththeSINAUTLSXSCADAsystem for momtoring the gasand district heatmg networks.

Right:Wall housing vvithSINAUT ST100 station controlunit, buffer unit PE3 andBosch trunk radio unitKF Chip TD in a gas controllerstation.

GSM network in use for mónitoring navigational aids at Wtsmar/BaKic Sea

Left:Control room in the pilot'smaster station in Travemündefor moniíoring navigationalaids on the Baltic Sea.

Right:Switchgear cabinet withSINAUT ST115 station controlunit and S3 handy with dataservice adapter (below;picture section enlarged) formónitoring the Lighthouse"Greifswalder Oie".

10,000trt SINAUT ST1 station control unit

November 1994:The 10,000th SINAUT STlstation control unit bemgpassed over to the StemscheFerngas-AG in Austria.At the same time, it vvas thelOOth unit installed for thiscustomer.

SIEMENS


Versat i leFSK-ModemMDlOOfor Station Controland Telecontrol Units

Versat i leFSK-ModemMDlOOfor Station Control and Telecontrol Units

A 200í/ . "'-"-ter *cr «sed501 A prr .r

The mode^n V1D10Q .5 desigred foruse on telecontrol Imks with theSINAUT1 STi Siation Control System.However, it can also be used withother staiion control and telecontrolunits from Siemens.

Because the modem ¡s put m a casingof the SIMATIC1 55-100 U it fies exact-ty to SINAUTST100.

The modem MD100 according toITU-T recommendation V.23 has atransmission channel for max. 1200bps. It runs within ihe voice frequencyband and is designed for use on dedi-caied lines vviíh te'ephone quality.The médium frequency (fj ¡s 1700 Hz,the frequency deviation ± 400 Hz (seediagram).

The modem can be connected to thebeginning or ihe end of a 4- or 2-wireline and it can be tapped into theselines. by switching it to high-resistanceconnection.

If data is to be íransmitted in bothdirections on a 2-wire line this is onlypossible in hatf dúplex mode.

The modem MD100 is licenced foruse on Germán PTT leased lines.

i r

The main features

O Transmission speedmax. 1200 bps acc. to ITU-T V.23(asynchronous)

O On dedicaíed lines compatible 10i.e. MD124, MD125, MDB1200-01.LGM 1200H1

O Type of mudulstion: binary fre-quency shift keymg (FSKJ

O Half dúplex operation on 2-wirelines or dúplex operation on 4-wirelines

C Can be tapped into lines byswitching to high-resisíanceimpedance '

C Easy mounting via snapping onto35 mm standard rail acc. to DIN46277 [standard mounting place isavailable in SINAUT ST1 wall-mounted housings and cabineis)

O Can be fully integrated into the sta-tion control unit SINAUT ST100

O Low current consumption (65 mAíat 24 V d.c. supply voltage

O Indication of interface signáis viaLEDs (TxD, RxD, RTS)

1300 1700 2100

300 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 Hz

v 23 Modem - FreauenF.g

F-g 2.n waH.rrountea nous-ng WG02P logelher ,vi'.r- =-3f.cn ccn-fo' unil SiNAUT STlCO

ana oower s^ppiv oacit-up jmt

MD100 ^n a cabinei ior monnof-rg and control of a üf-r\,rg waier S'.a'.-Qn :ctje'.r.er wlh stat 'Of controljpil 5INAUT STiQO aran radio system

fg 4/.'a.i-rrouriea ^.OuS-ng (s.muar VVG11) .v.'n STai'C" ccrT^ci u"'! Sl^JAU^ STl ;5.

2 x riM 2 x MD1QO dnd power S^DOIV D<ICV.-JD ur-;[

Technical Data

Characteristic

Transmissionline

Transmissionband

Type oímodulation

Transmissionspeed

Band médiumfrequency

Frequencydeviation

Assignment

bmary ,,0"

bmary ,.1 "

Ready to sendresponse time

after-effecitime

Receivmg levelmonitoring

response timeafter-effecttime

Squelch time

Types ofopera tion

Compaíibility

valúes

Non-pupimzed orlow puomized2- or 4-wire lines

3CO Hz to 3400 Hz

Bmary frequencyshifr keyíng (FSX)

Max. 12QObpsacc. toITU-T V 23 asynchronous

1700HZr 10 Hz

± 400 Hz

2100 Hz

1300 Hz

(RTS/CTS)20 ... 40 ms

< l.Sms

(DCD)

10 . . 25 ms5 . . 15 ms

140. . .160ms

half auplex on 2-wire line,dúplex on 4-wire line

To all modemstolTU-TV.23(DIN 66021 pan ¿íwithoui auxilian/ chennele.g. MD124, MD125,LGM 1200H1and MDB 1200-01

Interface to Data Terminal

Connector 15 pin subminiatureD connecíor, wirea acc.to ITU-T recommend-at 'onV24 (DIN 66020.Pan 1)

Signal level acc ;o ITU-TrecommendationV 28 (DIN 66259. Pan 1)

Line interface

Output- 600 Onm, switchableimpedance to > 6 kOhm

Mínimum - 4Q dBmreceivmg level

Transmission - 6 dBm (rnax. onlevel PTT ¡eased lines).

can oe raisedto -3 dBm via switch

Range aoprox. 30 km onnon-pupmizedlines lO.S mm, without-tappmg pomts)

Dielectric 1 5 kV^/50 Hz/1 minstrenght « (test voltage of line

trans'ormers)

Connectionto PTT leased lines

MD100 can be operated on PTT leased2- or 4-wire lines, wiin analog connectionpoints and 3.1 kHz bandwidth.

PTT recomrnended l'ne qualiry acc. to Ger-mán PTT recommendation 1 TR 8

-below oxr'a auahty 1 "1200bps or be'ter

-ai -«va quahty 2"1200 bps Of ceiter

General Data

Power supply

Supply voltage 24 V d c.(rated valué)

R;pole voltage max. 3 6 VU.

Permissible 18 . .32V,rc l ripplerange

Current approx. 65 mAconsumption

Ambient condítions

Degree of IP 20 acc. to DIN 40050proiection

Climaíic KWF acc. to DIN 4Q040 'application 0 to 50t/F,B< 95%,class (no condensation]

Air'pressure F acc. :o DIN 40040class ' (max. 3500 m NN)

CE-markíng- Resistance to conform wi;h EN 50 082-

jamming and -2

- Inciden! conform with EN 50 081 -Radiation and -2

ídegree of noisesuppresion 8)

- Relevant m case of fitting míoSINAUT-STl-walIhousmg or cabmet

BZT Germán A200501AAuthonty Permit

Mechanical data

Dimensions casmg of SIMATICS5-100Uvvidth 45 mm.height 135 mm.depth 126 mm

Weight 280 g

Mounting snapped onto 35 mmstandard rail acc. toDIN 46277

Orderíng data

• Modem MD100 6NH9810-2A

• Connection 6NH1701-2BCcable O 5 m,from MD100to lelecomrolpr~cessorTIM011B

Descnptionand operationmanual

A214/MD100-BAengl./03 91

F'jIMs also VDEWfecorrmefcation Pa't 1 3.Tabie 1. Class B4

SIEMENS

SINAUT LTOPLine Transformerwith Overvoltage Protection

Description

LTOP2Line Transformer withQvep/ottage Protection

OPMOvervolíage

Protection Modul

Une Transformar with Overvoltage Protection

Auíomation ¡slands are being increasingly ¡ncorporated into networks, where thisnetworking is currently still being carried out to a large extent using modems on prívatetelephone cables. However, metallic unes are highly sensitive to the coupling-in andcarry-over of external potentials. Coupling-in oí external poíenííals may be ¡nductive orcapacitive, e.g. as íhe result of lighíning. Direct galvanic coupling is also possible as aresult of insulation faults.

LTOP limiís interference voltages and overvolíages to a non-critical level. The floatingtransformar provides electrical isolation in addiííon, íhus preveníing potentíal carry-overonío other secíions of the line.

LTOP protects persons and investments and is thus an indispensable proíecííve elementin prívate telecontrol networks.


• LTOP suppresses overvoltages down to acceptable valúes before they reach íhesensitive electronics.LTOP electrically segmenís the neíwork; the carry-over of external potenííals isprevented,

• LTOP limits the damage caused by an overvoltage effecí to the affected segment.• The protective elemenís are fitted on a plug-in OPM overvoltage proíecíion module.

The OPM can be replaced without interrupíing the telecontrol line.

Design

The protective concepí comprises a combination of componenís whose functionssupplement one anoíher (Fig.: Block diagram oí a LTOP unit):

• Overvolíage suppressors filled with inert gas as coarse protection (G1, G2)• Inductors which limit ríses in current (L1, L2)• Metal oxide varistor as fine proíection (voltage-dependení resisíance; R1)

Transformar for elecíríc decoupling (T1)Suppressor diode to limit íhe secondary voltage of the transformer (V1)

Modem

Block diagram of a LTOP unit LTOP2 design (plan view)

ATD OG2S/LTOP- 11.98/e - 2 - C Siemens AG 1998 All Rights Reserved

Function

The combinaíion oí discharging and limiting components which are supplemented by theune transformar is superior to electrically-bound safety concepts.

The protective elements inside of an'OPM are greatly síressed during dischargeprocesses and are slowly destroyed. Therefore it is recommended to replace the OPMsevery one year. To be on the safe side within regions with frequent thundersíorms thisperiod should be reduced to about 6 months.

The LTOP versions

In one housing eiíher one LTOP unií is accommodated (= LTOP1) ortwo LTOP units (=LTOP2). The following figures show the design of both LTOP versions with íheirconnectors and adjustment switches.

fS>

2 1

O1 2 3 4

K>

¡0111 MX6

2 1 M 2 i '

I/^T-;K^

/•

w1 2 3 ¿ 5 S

LTOP1 (plan view) LTOP2 (plan view)

Schematic diagram of LTOP1 Schernatic diagram of LTOP2

Modem connecíion

X6

X2 !

i

2

ii J"4K

L

i^^^^^

i \1

RJ122 5 3 4

IV V.I

3¡

-J

1 2r3

,

14 LTOP1

Modem connection

X2 T

i

X6

21

HJ122 5 3 4

V(|H-*^ í

2

£^^^^t

/f

I

X1 T

í

r2 3

^1

14

ir;i ¿i|1

5 f

:, 1

^H=-

£

2 X3

•4 1

isS

^_j5 IT

t

OP2

Siemens AG 1998 All Rights Reserved - 3 - ATD OGS/LTOP - 11 93

Legend:

X1 Telecontrol line (screw termináis 1, 2, 5, 6)Ground (screw termináis 3, 4)

X2 2-W¡re modem connectionX2 -í- X3 4-Wire modem connectionX6 2-Wire/4-wire modem connection via RJ12-Wesíern connector; for direct

connecíion of íhe SINAUT ST7 modems MD1 and MD2 via the standardinterconnectíng cable (RJ12 - RJ12) which ís supplied wiíh these modems.

S1 + S2 Adjustment switches

Configuratíons

Several LTOP-housings can be connecíed íogeíher if necessary. The following examplesshow possible and meaningful configurations.

LTOPl

Telecontro! line

2-Wíre terminal unit

BzSTelecontrol Une

4-Wire terminal unit

2-Wire tapping point

Legend:

mm Une Transformer)

'f Overvoltage Protection

T Transmitter

R Receíver

LTOP2

Only modemwith integrated jfork transformere.g. MD!24orM02

Telecontrol Telecontrolline #1 line #2

2 x 2-Wire terminal uni t

Te(f

LTOP2

Te(

lecontrol Unírom/to mast

'

•I

.

•1mm

£•

i

5 # 1

Pr^

Modem

R / T|

leconírol line #2rom/to station)

Telecontrol line #1(f rom/to master)

LTOP2

LTOP2

Telecontrol line #2(from/to station}

4-Wire íapping point

ATD OG2S / LTOP - 11.98 / e 3 Siemens AG 1998 All Rights Reserved

Connection of the SINAUT ST7-modems MD1 and MD2

The following figures show the connection oí the dedicaíed line modems MDl und MD2.The connecíion to LTOPl resp. LTOP2 is made vía the standard interconnecting cablewhich is suppüed with the modems. This cable has RJ12-Western connectors at boíhsides.

Note

Instead of the modem MD2 shown in the figures also the modem MD2 which isintegrated in the TIM32 orTlM42 can be connected. In this case the connectionto the LTOP is also made via the standard RJ12-cable supplied with the TIM.

Please take care that íhe modem MD2 has the correcí line termination:

• Wiíh terminal unit and 1200 oder 2400 Bit/s: 600 Ohm

• Wiíh terminal unit and 19.200 Bit/s: 150 Ohm

• With tapping point: high-resistance.

Por more details see descripíion of MD2.

The modem MD1 doesn't need any line íermination adjustment.

| Important

Please take care that íhe switches S1 and S2 are ¡n the correct position 1 or 2 asshown in the figures!

Connection of a 2-wire terminal unit (via LTOP1)

X6

X2!

]2

• !

RJ122 5 3 4

~iY V!f 1 !

•kl

i£S^i

X1jn

2-wiretelecon-trol une

LTOP1 :

MD2: 2-wire terminal unit via LTOPl MD1: 2-wire terminal unit via LTOPl

O Siemens AG 1998 All Rights Reserved ATD OGS / LTOP - 11 98 / e

Connection of a 2-wíre terminal unit (via LTOP2)

Connectior

MD2

2tí

tf

X 2 1

i

RJ12 |

X6

2

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MD2: 2 x 2-wire terminal unit via LTOP2

ATO OG2S / LTOP - 11.98 / e © Siemens AG 1998 All Righls Reservetí

Connection oí a 2-wire tapping point

2-wire tele-control line #1

2-wire tele-control Une #2

MD2: 2-wire tapping point via LTOP2

Connection oí a 4-wire tapping point

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4-wiretelecontrolline ¥2

MD2: 4-v/ire tapping point via iwo LTOP2

¿í Siemens AG 1998 All Rights Reservad - 7 - ATD OGS / LTOP - 11 98 / e

Connection of the modems MD100, MD124 and similar modems

The íollowing figures show the connection of the dedicated line modems MD100 undMD124. The connection beíween modem and LTOP1 resp. LTOP2 is made via a two- orfour-core cable or single cores.

Note

Insíead of ihe modems MD100 and MD124 shown in the figures also any othermodem for dedicaíed lines can be connected.

Please take care that the modems MD100 or MD124 have the correct line terminaíion incase they are connected to the end of íhe line (600 or 150 ... 450 Ohm) or in case íheyare tapped in (high-resistance). For more details see descripíion of the MD100 resp.MD124.

Importan!

Please take care that the switches S1 and S2 are in the correcí position 1 or 2 asshown ¡n the figures!

Connection of a 2-w¡re terminal unit

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MD100MD124

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MD100/ MD1¿4: 2-wire terminal unit via LTOP1 MD100/ MD124: 2-v/ire terminal unit via LTOP2

ATD OG2S/LTOP - 11.98 /e '£ Siemens AG 1998 Al! Rights Reserved

Connection oí a 4-wire terminal unit or 2 x 2-wire terminal unit

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MD100/MD124: 4-wire terminal unit via LTOP2 MD124: 2 x 2-wire terminal unit via LTOP2

Connection of a 2-wire tapping point

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MD100MD124

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2-wire tele-control line #2

MD100 / MD124: 2-wire tapping point vía LTOP2

C Siemens AG 1998 AII Rights Reserved - 9 - ATD OGS/LTOP - 11 98. e

Connection of a 4-w¡re tapping point

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4-wiretelecontrolline fí2

MD100 / MD124; 4-wire tapping point vía two LTOP2

Overview of the adjustments of the switches S1 and S2

The following two tables give a summary of the possible adjustments of íhe switches S1

and S2. You will find ihese tables also as sticker on the LTOP1 resp. LTOP2.

SIEMENS6NH9- -3C11

LTOP1 AS:01 CE

2W 2v^ire 2DrahtP Point Endstelle

Einstellung / Position Si

für / for SINAUT-Modems

S1

MD100/MD124

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1

MD1

2W

P

X6

2

MD2

2W

P

X6

1

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I

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SIEMENS6NH9821-OBC12

LTOP2 AS:01 CE

2W 2v/ire 2Draht4W 4wire 4DrahtP Point EndstelleM Multi- Stafíelstelle

point

Einstellung / Position SI + S2

für / for SINAUT-Modems

S1

S2

MD100/MD124

2W

P

X2

1

1

2W

M

X2

1

2

4W

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X24-X3

1

1

MD1

2W

P

X6

2

2

MD2

2W

P

X6

1

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2W

M

XS

1

2

2 x2W

P

X6

1

1

4VV

P/M

XS

1

1

ATD OG2S / LTOP - 1 1 98 / e - 1 0 - Q Siemens AG 1998 All Rights Reserved

Ordering data

LTOP1

LTOP2

OPM

LTOP1 line transformer with overvolíage proíecíion withone built-in OPM overvolíage protection module

LTOP2 dual line íransformer with overvoltage proíectionwith 2 built-in OPM overvoltage protection modules

OPM overvoltage protecíion module, plug-in(pack of 4)

Bestell-Nr.:6NH9821-OBC11

Bestell-Nr.:6NH9821-OBC12

Bestell-Nr.:6NH9821-OBBOO

Technical data

Transmission paths

Transmission ratio

Transmission range

Frequency-dependentAttenuation

Insulation resistance

Test voltage

Impulse strength

Nominal impulse dischargecurrent ¡sn (8/20 us)

Output voltage limitation at isn

Telecontrol line connection

Modem connecíion

Mounting location

Dimensions (h x w x d)

Weight

Prívate coiled or uncoiled teleconírol lines

1 : 1 ; ± 5 % (e.g. 600/600 ohms within voice (requency band)

300 Hz to 35 kHz

Attenuation

[dB]

0,2

0,8

0,9

1,0

Frequency Transmission raíe [bit/s]

[Hzl MD100 MD124 MD1 MD2

1300... 1200 1200 1200 12003300 2400 2400 2400

960014400

5200 ... 48008400

10400... 960016800 ;

20800... 19200 9600 '30600 19200 :

> 2000 iviOhm

4 kV, 50 Hz, 10sec.

6KV/2 Jacc. to EN 60 099-1

5kA

appr. 15 V

Screw termináis X1Cross-section 0,2 - 4 mm2 with soüd conductorsCross-section 0,2 - 2,5 mm2 with stranded conductors

Screvv termináis X2 and X3 (see XI for cross-section)or X6 (RJ12 socket for Western plug)

As near as possible to the cable inlet to the building

90 x 75 x 1 10 mm

LTOP1: 300 g

LTOP2: 320 g

OPM- 10 g

Degree of protection IP20

Assembly DIN rail TS35 (35 mm; EN 50 022)

-, Siemens AG 1998 All Rights Reservad - 11 ATDOGS/LTOP - 11 93 . 'a

Anexo Pag. 203

E.- Hojas de Datos de los equipos que sé pueden utilizar

ií Letfei Irartsrfitóer"5O8-45 SepiB^

Integral Mounting

Pernote Mounting

Key Benefits

.-wo-Wire DesignTwo-Wire design eliminates needfor Une powcir at the tleld transmitterand saves on costs for Associated hardware. Can be. madc intrinsícallysafe when oowered from an approvcd

Rugged Cc^tructionNo moving r;recalibi'aci. '.'•-"

,. ¿ deteriórate or breík down. No routine cleaning or• •-••a.ry. Rugged construction resist-S r.nrrosi Xi'id

Measurement ReliabilityNo calibratioa shifts due to chan¿ .5 in temp^i\ "urc or material densities.CotQ-Sh.ieldnicircuitr3T ensures depende.' Tr.o^uremenr.s regardless of

on the sensing eleme.nt or buik'.- " "> the vesseí wall.

Proven PerformanceBased on technolog>- thatKa¿ '^ccn used successíull' at '^:'-^>- planes forover a decade,

The Universal™ IIcontinuous level trans-

mitler provides dependabielevel measurements ¡n allkinds of process liquids,slurries, granulars, andinterfaces.

Drexelbrook's Universal01 IIlevel transmítter offevs in-creased reliabüiiy, lo11-" •-v-irir'--nance and intrinsicaJ' •design.

Field-proven RF/Admittantechnolügy ensures depci.d.-level measuremenis in. a wia&range of conducciviries, reg'ard-leñfl ofcoatings or producebuild-up t;n the sensor. Calí-bration is not affíct^H hyvariations inmaterial dens.-J. .or changes in r,emp=r^tury.

The two-wire, dc-poweredelectrón i es can be remo ce tymounted up to 150 feet froche sensing element, or i¿rally moxinted with íhtíing elemenL All 1: "and sifi'nal wires are .cally safe wheii used wi:approved power supply.

With the most comprehe.Une of standard sensing em-"-r'.'.'-' ir r"h.e industry.

our

TM: Tradenarae of Drñxelbrook fínginr-eriní, '>

TypLai Systems-•-Ct-E '-C. : 533 2 <M3¿i

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::í: >;;fe^ "-. .f A^>'r-^:

Tuno o=>: 'á1 lüü5F («a Bar '£ 37CC).Oup,, y .aOF ^ Bdf '§- 1-1 C)

Sensor Dlmensions

'..66-inch O.D Cono.i'U rt moü ifi m)

5/J'e-incfi O.D, •t . l;00-ft;máx fSO'm) .

OSo-inch O.D.•1ÜÜfl.'-:líixí1'31 m)

Inserlion lenylli

;,\:."íf-ii%ax [55-rrí)' -*v,*7¿ ' .lrjssítlc?o ¡QrtgtÍTr'

.S4-inch O.D.20 fl max fo miInsertion lenglh

Sensor M uintingDEmenei ms (2)

1-2--.CM

3/4-ínch •

NPT

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Sensor Mataríais ofConstruclfon (U)

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TrC covcrca radC.S. or S.S Conc. Sniylo

C.'J. -j; S.S. mouPting

"X" covererf-ftex cabía, í. 7

PFA enverno HRX cnbltíS.S. rriountir^

•':¡;?&S| -;"X' tIOyfiftíQ 'Qd

S.S. mour.hng

l. =3ch sysíem indutJesfileci'onic unnand sñrsor. {ConnecTirg cable inctudea wth re.Tiole aioununn.) 2. Plangsrrountings opl:onai3. "X" is a fluorncaíDon-rype insulation. " Remote eleciionics and sensor.

Specif icat ions

A. PQWBT requíremsni; 11.5 w 50 VDC (Foriritnnslc salsty. sae "O" balow.j

8. Inpul range: 408-8202: 3.75 lo 40.000 pf.¿08-8332; 8 lo óo.OOOpF.

C. Outpul ranga: 4-20 mA. Currgnt Hmit ai 28 mA.

D. Llnaarltr- = O 25% of full scale.

E. Load resistente:VM 5.5- (i.e.. max 625 9 2¿ VDC).

*

/: vs = puwer supply vonage.

F. Temperaíure eríecl: ± 025% of full scale per30° F or ± 0.10 pF, whichever ¡s larger.

I. Rejpon»8 to Siep Changa: 20 millisaconos ita.(to 90% ottinal valué); adjusiable 0.5 to 30seconds available with tlfr.e dftlay (std )

J. Fall-Safe; Fíela aüjusiaole. Low-Lavsl Fail-Safe ('LLf:s;std. Alsocalled direcíaciiriQ becausscurrent incrsases as íhe level Ulereases, HJQft-

ll-Safe (HLFS). Also callad reverse actingcurrent decraases as level íncraasas.

G. Suppíy voltagafrom 11.5 toSOvdc.

; 0.2% oí íull scale max

H. Erfect of l&afl feUainct: 0.2% of íuil scala or:ass lof full rsslsranca ranga ai 2d VDC suouly.

K. Amblintlimparaturi; - 40 io 170°F(-40

L. Callbratlon Adjunmtnü: Siap Zero, Fine Zero,fírap Span, Fine Span. Time Oeíay

M. LowtK pírmhlíd rwfcdancí (sarwJng elamenllo ground): 100KO

H. Sintíng Elimint coatlng iftid: Max errorfor 2000 ohms-cm. product buildup ot i/i6'{2mm)thiciíoníypical sensino element.408-8202-1 — 1.5'(38mm)408-82320 — 0.7'{T8mm)(urror is O1 whsn coatlng is longer thana.^íSSmm) for 406-8232). Consult factory foroiher modflls.

0. Intrlnsic SalBty; Se- .Intrinsically sate for C:ass. w.-t..,.-, A,B:C anu CC¡3SS II Groups E.F and G (0¡v. ' antí 2}Also includes. EEwa Ilü ¿one O

asáronles 3nd slgnal v/ires: r ; CSAapproved intrinsically saiq for Class I Grcups A,3,C and D, Class II Groups E,F and G (Oiv -powsrsd by an intrinsicaiiy safe power sur,h /.Non-incandiva for Class I Groups A.B.C ano D;C¡ass II Groups £,F a^o 5 (Div. 2}.Aíso ¡ncluííes, £Ex!a IIC. 2one 1 whsn pov/arsa'rom an intrinsically safe power source.

P.HousIng: Ñama 1. 3, 4. 5 and 12. F,MAopfovsd Cxplosionurooí Jor Class I. GroupsA.B.C.Ü, Div. 1, and dusi-ignitionproof íor ClóíS 'Groups E,F.GtOtv. 1.Also incí'Jdes, I.P.S5, (orotactsd against dusí antív/arerfromnazzle).

NotoCúntlnuQus fevel icsasminsís are a/so availxble\5 'stmrt' transmirters wiíh Honeywe// orHART

protocols.

DREXELBROOK

An ISO 9001 Cert/fied Comp

509-45-A5-94-251

Prnted in USACrsxéibrook S

Cccyrigl-: 1994g Company

World Hesdquarten: Orexelbrook Engineering205 Korth Valley Road, Horsham, PA 19CW4 U.S.(Tel) 215/674-1234, (Fax) 215/674-2731

Europe Headquarlen; DrexelbrooK InstrumenteBedríjvencentnjm Reda, Waalreseweg 17,5554 HaVaiKenswaard, NetherlandslT,¡) 4902-89298, (Fax) 4902M7933

:^3rters; Nihon Drsxslbrook, Sankae~- 29-<í2Taitoh2-ChromeITa¡ioh-'<L

', (Fax) 33-833-2546

Table of Contents

SECTION 1 - INTRODUCTION..... ......... . ....................................... ...... ...................... .......'... 11.1 System Description ............................... . ...................... . ................ . ....................... . ..... 11.2 Models AvaMable ........ ............... .. .................. . .............................. . ........................ . ..... 2

1.2.1 Electronic Chassis ... ......................................................................................... 21.2.2 Housings .......................... . ....................... .... ............................. - ........................ 21.2.3 Sensing Elements... ...... ..... ........... . ....................... . ...................... . ........ - ........... 31.2.4 Connecting Cables . .................. . ......... . .............................................................. 3

1.3 Technical Specifications ..................... . ................................. .... .................... .. ..... . ..... 31.3.1 Electronic Unit .. ......................................... . ......... .. .............. . ............................ . 31.3.2 Three-Terminal Cable ........... . ................................................................. . .......... 41.3.3 Sensing Elements ................ . ............................................................................. 5

SECTION 2 - THEORY OF OPERATION ............ . ......... ................................................. .... 62.1 Electronic Unit ................................................................................................ . ............ 62.2 Sensing Elements. ................. . ............ . .............................. . ......................................... 82.3 Connecting Cables (Optional) ................ ... ................. ... ............................................. 9

SECTION 3 - INSTALLATION . ..................... . ............... ... ................................................. ..103.1 Unpacking ................ . ....... .......... ...................... . ..................... . ............ . .............. ... ..... 103.2 Mounting the Electronics. .......................... ... ............................. . ......... . ........... . ........ 103.3 Mounting the Sensing Element ...... ... ......... . ........................................................ ..... 113.4 Wiring the Electronic Unit ........ , ....................... . ........................................... . ............ 11

3.4.1 Ground Wiring .......... . ..... . ................................. . ............................................... 123.4.2 Ground Wiring in Fiberglass Housings .............. ... ............................. . ........... 12

3.5 Sensing Element Connections (Remote System) ........... . ....................................... 143.6 Sensing Element Connections (Integral System) ................... . ................... . ........... 153.7 Intrinsic Safety Barriere .......... . ........... . ...... . ................................................... .. ......... 15

SECTION 4 - CALÍ"'. CATIÓN ............................................ . ................................. . .......... ....174.1 Controls and Müjustments .............. .... ........... . .......................................................... 17

4.1.1 Zero and Span Controls......... ............ .... .......... . .............. .... ............................ 174.1.2 Time Delay Control and Loop Current Testpoints ....................................... 174.1.3 Below-Chassis Adjustments ............ . ............ . .................. . ................. .. .......... 18

4.2 Start-up ..................... . ................... . .................. . ................ . ................................ ......... 194.3 Calibration Procedures ......................................................................................... .... 20

4.3.1 Calibration of Flush Mounted Sensing Elements ......................................... 204.3.2 Proximity Applications .................... ....... ............................. . ........ .. ................. 214.3.3 Interface Applications ............. .... ..................... . ....................... . ...................... 22

4.4 Secondary Calibration Standard .. ............. ..... .......................... ... ............................ . 254.4.1 Recording Calibration Data ....... .............. . .......................... . ........................... 254.4.2 Recalibration .......... ..... ............. .... .................................................................... 25

SECT1ON 5 - ACCESSORIES 265.1 Setcon 265.2 Power Supplies 265.3 Meters - - 265.4 Meter/Power Supply/Setcon 275.5 Microprocessor Receivers : 27

SECTION 6 - TROUBLESHOOTING 286.1 Introduction 286.2 Checking the Electronic Unit. 28

6.2.1 Operation Check. ..286.2.2 Drift Check 29

6.3 Checking the Sensing Element 296.4 Checking the Sensing Element Cable 316.5 Checking the Two-Wire System Loop 326.6 List of Some Possible Problems and Causes , 336.7 Factory and Field Service Assistance 34

6.7.1 Telephone Assistance 346.7.2 Field Service 34

SECTION 1- INTRODUCTION

The ¡nstructions in this manual are for theDrexelbrook 508-4X-XX Series Universal IIsystem for leve! measurement ¡n liquids,slurries, interfaces and granulars.

1.1 System Description

Each Drexelbrook 508-4X-X Universal IIsystem Consists of a 408-8200 Series two-wire, 4-20 mA electronic unit and a 700series sensing element (probé). Most 508-4X-XX Universal II systems are available ineither integral or remote appiications. A380 series connecting cable is also suppliedfor remote systems.

The system model numbers indícate theapplication where they most often will beused;

508-45-X: For conducting liquids508-46-X: For liquid/Iiquid interfaces508-47-X: For insulating liquids508-49-X: For granular solids

The final digits in the system mode! numberrefer to the type of 700 Series sensingelement used.

The 508-4X-X is an admittance-to-currenttransducer. A change in leve! produces achange in admittance which results in achange in current. It is termed a two-wiretransmitter because the same two wiresused to power the unit also indícate thechange in level (4-20mA). See Figure 1-1.

(1) INTEGRAL SYSTEW

a) GROUNOED SlGNALWIRE LOOP

4-20 mA

25 FT. ( T Y P ) .r 150 FT. MAX.

SERIES 401-13-XX• POWER 5UPRY

Ip1

OPT10NALSAHTY W«£B

— -JL,E-

OUHDBUS

)n ..B-

T-3 (2) REMOTE SYSTEM

b) FLOATING SlGHALWIRE LOOP

NONHAZARDOUS ' HAZAROOUS

408-8200-LM/1

1.2 Models Available

1.2.1 Electronic Chassis

The following ¡s a partiai list of the various408-82X2 Series chassis models available:

408-8202-1 — Basic electronic unitintended for use with insulatingmaterials, ¡nterfaces, and semi-conducting granulars.

408-8232-1 — Basic electronic unit(408-8200) internally connected foruse with conductive materials andcertain insulating granulars,

408-82X2-1 —Time delay optionincluded.

1.2.2 Housings

The 408-8200 Series electronic units areavailable in a NEMA 4 or explosionproofhousing. A "1" in the last position of theelecíronic unit number indicates chassisoniy, no housing. Example, 408-82XX-X1means chassis only. The standard housingmeets the following NEMA classifications:

NEMA1 General Purpose2 Drip Tight3 Weather Resistant4 Waterproof

4X Waterproof/Corrosión Resistant7 Explosionproof9 Dust/lgnitionproof

12 Industrial use: oü and dust-tight

1.2.3 Sensing Elements

The following sensing elements are mostoften recommended with a 508-4X-XXXsystem according to the application requirements. See Section 1.3,3 for detailed

specifications. This listing does not includeal! of the sensing elements available withthe 508-4X-XX series system. For ¡dentifi-cation, the last digits of the sensing elementmodel number are stamped into the mount-ing gland. If you have additional questionsabout sensing elements, contact the factor/or your local representative.

700-1-22 — Rigid sensing elementfor waterlike conducting liquids.700-1-24 — Concentric shield sens-ing element for waterlike insulatingliquids.700-1-34 — Caged sensing elementfor thick, insulating liquids.700-2-24 — Rigid sensing elementfor low viscosity conducting liquids.700-2-27 — Rigid sensing elementfor ¡nterface measurement whichinclude ketones and esters.700-2-37 — Rigid sensing elementwith a lower resistivity limit for inter-face measurements and thick con-ducting liquids.700-2-57 — Heavy-duty, rigidsensing element for most conductingliquid and ¡nterface measurements.700-5-18 — Flexible sensing elementfor agitated conducting liquids andfor granulars.700-5-19 — Heavy-duty, flexiblesensing element for highly abrasivemineral granulars.700-5-54 — Flexible sensing elementfor longer insertion lengths inwaterlike conducting liquids.700-202-23 — Rigid 3-terminal sens-ing element for short range spans ininsulating liquids and granular^.700-205-78 — Flexible sensingelement with slack adjuster for insu-lating liquids and granulars.

408-8200-LM/2

1.2.4 Connecting Cables

When necessary to avoid excessivetemperaturas and vibration, the electronicunit and sensing element can be connectedby a three-termina! coaxial cable.Drexelbrook cables are available in:

General Purpose: 380-XXX-12HighTemperature: 380-XXX-11Composite: 380-XXX-18 (first 10 feet hígh

temperature)

The XXX in the model number indicates thelength of the cable in feet. 25 feet is stan-dard (e.g. 380-025-12), but longer andshorter lengths are available. Cable canalso be purchased in bulk lengths with ter-mination kits. Consult factory for máximumrecommended lengths per specific applica-tion.

1.3 Technical Specifications

1.3.1 Electronic Unit (typical)

A. Power requirement: 11.5to50Vdc (For intrinsic safety, see "N"befow.)

B. Inputrange: 408-8202; 3.75 to40,OOOpF; 408-8232: 6to40,OOOpFwith 5 ft. of cable.

C. Output range: 4-20 mA

D. Linearity: ±0.25%.

E. Load resistance:Vs-11.5* (i.e. max 625 @ 24Vdc).

.02

*Where Vs = power supply voltage.

F. Temperature effect: ±0.25% of ful!scale per 30°F or ±0.1 pF whicheveris larger.

G. Supply voltage effect: 0.2% max.from 11.5to 50 VDC.

H. Effect of load resistance: 0.2% orless for ful! resistance range at 24VDCsuppiy.

I. Response to Step Change: 0.5-30seconds standard (to 90% of finalvalué)

J. Fail-Safe: Field adjustable. Low-Level Fail-Safe (LLFS) std. Alsocalled direct acting because currentincreases as the level increases.High-Level Fail-Safe (HLFS). Alsocalled reverse acting because cur-rent decreases as level increases.

Note: THERE ARE NO DEVICESTHAT ARE ABSOLUTELY "fail-safe"."Fail-safe" means that in the event ofthe most probable failures, the instru-ments wiil fail safely. "Most probablefailures" means such things as lossof power and most transistor andcomponent failures. If your applica-tíon needs absoiute fail-safe, abackup instrument should be installed.

K. Ambienttemperature: -40°to+150°F (-40° to 65°C) at 24 Vdc.

L. Calibration Adjustments: StepZero, Fine Zero, Step Span, FineSpan, Time Delay,

M. Lowest permitted resistance(bare sensing element to ground)causing 5% error in each model:

600Q- 8202- 8232

408-8200-LM/3

N. Intrinsic Safety: Sensing ele-ment and cable: Intrinsicaíly safe forClass I Groups A, B, C and D; ClassII Groups E, F and G (Div. 1 and 2).

Electronics and signa! wires: Intrinsi-cally safe for Class I Groups C andD, Class I! Groups E, F and G (Div.1) when powered by an intrinsicallysafe powersupply. Non-incendivefor Class I Groups A, B, C and D;Class II Groups E, F and G (Div. 2).

O. Cable Length: 150 feet máxi-mum.

P. Independence ofzero and span:±1% máximum.

Q. RFI Protection: Inherentwith unitagainst standard walkie-talkie inter-ference; 5 ft. standard distance withproper installation.

1.3.2 Three-Terminal Cable

A. General Purpose;380-XXX-12: .51" OD at largestpoint, 160°F temperature limit.

B. Composite Cable (first 10 feethigh temperature):380-XXX-18: .62" OD at iargestpoint, 450°F temperature limit for first10 ft. 160°F temp limit for remainder.

C. High Temp. Cable 380-XXX-11:.51" OD at largest point. 450°Ftemperature limit.

408-8200-LM/4

1.3.3 Sensing Elemente

Std. Mal ofMod. # Construction

700-1-22 TFE covered rod

700-1-24

700-1-34

TFE covered rodw/CS concentricshield

TFE covered rodw/CS cage



700-2-37 tnX" coveredrod

700-2-57 '"X" coveredrod

700-5-18 ~"X" coveredcable

700-5-19 Urethanecovered cable

700-5-54 PFA coveredcable

700-202-23 Bare316SSrod

700-205-78 *"X" coveredcable

OD & Mtg. .

Rod3/8" OD3/4" NPTConcentricshield1.66" OD1 1/2" NPTCage4.026" OD4" 150#flangeRod3/4" OD3/4" NPTRod.54" OD3/4" NPTRod.54" OD3/4" NPTRod.84" OD1" NPTCable5/16" OD3/4" NPTCable3/4" OD2" NPT •Cable.093" OD3/4" NPTRod1/2" O D1 1/2" NPTCable5/16" OD1" NPT

Temp.Limits

100°F300°F -

100DF300QF

100DF300°F

100°F450°F

100°F300aF •

100°F'250°F .

100°F .250°F .

100°F«250°F i

150°Fi

100°Fi300°F .

100°F i450°F i

250°F .

& Press.

@ 1000 psi@ 500 psi

@ 1000 psi@ 500 psi

@ 1000 psi@ 500 psi

@ 1000 psi@ 500 psi

@ 1000 psi@ 500 psi

@ 1000 psi@ 500 psi

@ 1000 psi@ 500 psi

@ 1000 psi@ 500 psi

@ 5 psi

@ 1000 psi@ 500 psi

@ 1000 psi@ 200 psi

@ 5 psi

Max Rec.InsertionLength

20 ñ.

20 ft.

19 n.

14 n.

12 ft.

13 ft.

20 ft

200 ft.

200 ft.

400 ft.

10 ft.

200 ft.

Sensing ElemeType

2-term. rigid

2-term. rigid

2-term. rigid

2-term. rigid

2-term. rigid

2-term. rigid

2-term. rigid

2-term. flexible

2-term. flexible

2-term. flexible

3-term. rigid

3-term. flexible

""X" is a fluorocarbon-type insulation.

408-8200-LM/5

SECTiON 2-THEORY OF OPERATION

2.1 The Electronic Unit

The electronic unit opérales on the bridgeprincipie with an ¡nternal high frequencysinewave oscillator providíng a stable mea-surement signal source. The instrumentmeasures the capacitance orthe admittanceof the sensing element (probé) in the pro-cess, For the direct acting mode, the outputof the ¡nstrument increases with increasingievel (or increasing capacitance/admittance).

Figure 2-1 shows a block diagram of a Uni-versal II Ievel transmitter with the operatorcontrols for zero level, high Ievel (span) andtime delay. The units are shipped in direct

acting mode (LLFS) and either 8202 (¡nsu-lating materials) or8232 (conductive mate-rials) mode.

The 408-8200 series has ¡mproved linear-ity and improved Cote-Shield performance.It afso has built-in RFI protection on the 2-wire input/output wiring, built-in adj'ustabletime delay and probé spark protection. Inaddition, the unit is compact enough to bemounted integrally with the probé and itshousing thereby eüminating the need forthe coaxial cable. Two test points areprovided for the insertion of a standardmilliammeter for measuring the loop cur-rent without breaking the current loopcircuit.

2-W1REINPUT

4 TO 20 mA

DIRECT/REVtRSEACTING JUMPER

CHASSS

fh

GROUNO SHIELD PROGECRN REO BUJE

Figure 2-1Block Diagram

408-8200-LM/6

1.3.3 Sensing Elements

Std. Mat ofMod. # Construction


Max Rec.

700-1-24

700-1-34

TFE covered rodw/CS concentric

shield

TFE covered rodw/CS cage



700-2-37 *"X" coveredrod

700-2-57 *"Xn coveredrod

700-5-18 *"X" coveredcable

700-5-19 Urethanecovered cable

700-5-54 PFA coveredcable

700-202-23 Bare 316 SS rod

700-205-78 ""X" covt ¿cable

OD & Mtg.

Rod3/8" OD3/4" NPTConcentricshield1.66" OD1 1/2" NPTCage4.026" OD4" 150#flangeRod3/4" OD3/4" NPTRod.54" OD3/4" NPTRod.54" OD3/4" NPTRod.84" OD1" NPTCable5/16" OD3/4" NPTCable3/4" OD2" NPTCable.093" OD3/4" NPTRod1/2" OD1 1/2" NPTCable5/1 6" OD1" NPT

Temp. ¿Limits

100°F<c300°F g

1GOEF(c300°F g

100°F(c300°F (c

100°F(c450°F {c

100°F(J300°F (c

1GO°F{£250°F (c

100°F(c250°F (£

100°F(£250°F (£

150°F{§

100"F (c300°F d

100°F(5450°F (5

250°F (§

ii Press.

§ 1000 psi5 500 psi

§ 1000 psi§ 500 psi

§ 1000 psi§ 500 psi

§ 1000 psi§ 500 psi

§ 1000 psi^ 500 psi

^ 1000 psi§ 500 psi

^ 1000 psig 500 psi

g 1000 psiD 500 psi

^ 5 psi

D 1000 psiE) 500 psi

5 1000 psiD 200 psi

^ 5 psí

ínsertionLength

20 ft.

20 ft.

19 ft.

14 ft.

12 ft.

13 ft.

20 ft.

200 ft.

200 ft.

400 ft.

10 ft.

200 ft.

SensingType

2-íerm.

2-term.

2-term.

2-term.

2-term.

2-term.

2-term.

2-term.

2-term.

2-term.

3-term.

3-term.

Eleme

rigid

rigid

rigid

rigid

rigid

rigid

rigid

flexible

flexible

flexible

rigid

flexible

*"X" ¡s a fluorocarbon-type insulation.

408-8200-LM/5

SECT10N 2-THEORY OF OPERATION

2.1 The Electronic Unit

The electronic unit opérales on the bridgeprincipie with an ¡nternal high frequencysinewave oscillator providing a stable mea-surement signal source. The ¡nstrumentmeasures the capacitance or the admittanceof the sensing element (probé) ¡n the pro-cess. For the direct acting mode, the outputof the instrument increases with increasinglevel (or increasing capacitance/admittance).

Figure 2-1 shows a block diagram of a Uni-versal II level transmitter with the operatorcontrols for zero level, high level (span) andtime delay. The units are shipped in direct

acting mode (LLFS) and either 8202 (insu-lating materials) or8232 (conductive mate-rials) mode.

The 408-8200 series has improved linear-ity and improved Cote-Shieíd performance.It also has buiit-in RFI protection on the 2-wire input/output wiring, built-in adjustabletime delay and probé spark protection. Inaddition, the unit is compact enough to bemounted integrally with the probé and itshousing thereby eliminating the need forthe coaxial cable, Two test points areprovided for the insertion of a standardmilliammeter for measuring the loop cur-rent wíthout breaking the current loopcircuit.

2-WREINPUT

4 TO 20 mA

DIRECT/REVERSEACTING JUUPER

GRGUND SHIELO PROBÉCRN REO BUJE

Figure 2-1Block Diagram

408-8200-LM/6

'• *'-*>•

The coating must be electrically "long11 foríhis measurement to work perfectly. Howlong will depend on the thickness of thecoating, the capacitance of the sensingelement, the sensing element diameter, andthe frequency at which the measurement ismade. Generally, a coating of severa!inches to one foot is long enough not toproduce an error. Shorter coatings havesome error, but only a fraction of the lengthof the coating. For any one set of para-meters, the coating error is in inches, notpercent. A set of conditions that produces acoating error of one inch will always produce an error of one inch, regardless of thesensing element length or calibrated span.The bridge circuit allows spans as high as40,000 pF. This span increase permitsmeasurements in larger vessels and makesit possible to use sensing element withhigher capacitance in order to improve theinstrument's ability to reject the effects ofcoatings. A great advantage with this unit isthat, because of the two-wire transmission,it can be made intrinsically safe. This oftenremoves conduit and explosionproofrequirements, and eliminates safety hazardsto the ¡nstrument mechanic.

All of the above circuitry is fed from a con-ventional two-wire 24 Vdc, 4-20 mA powersource.

2.2 Sensing Elements

The necessary change of input capacitance/admittance is provided by a sensing ele-ment or "probé", which is -nounted in ornear the material being measured.

Sensing elements are available in manyforms, depending chiefly on the applicationfactors of temperature, pressure, insertionlength, and the characteristics of the pro-duct being measured; such as viscosity,coating, corrosión, conducíivity and dielec-tric constant. When these properties areknown, the factory will select the correctsensing element for the application.

Sensing elements are of two general types:immersion and proximity.

Immersion type sensing elements can bedivided into two general categories, "insu-lated" and "non-insulated".

Non-insulated or"bare" immersion sensingelements have a bare metal probé to sensethe product. These are commonly usedwhen the product being measured is non-conductive and not highly corrosive. SeeFigure 2-3.

1NSULATOR

BARE METAL,

GROUNO(2) Figure 2-3 CENTER ROD'Bare Sensing Element

Insulated immersion sensing elements havethe probé covered in an ¡nsuiating materialsuch as teflon. Insulated sensing elementsmay be used in applications measuring con-ductive or nonconductive producís. SeeFigure 2-4.

408-8200-LM/8

2.3 Connecting Cables (Optional)

GRCUNDCENTER ROD(

Figure 2-4Insulated Sensing Element

Proximity-type sensing elements are usedwhen it is necessary or desirable that thematerial being measured does not come incontact with the sensing element SeeFigure 2-5.

BARE METALPROXIUITY PLAÍE

GROUNOÍ2

3)COTE-SHIELDELEMENT

BARE METALCENTER ROOFigure 2-5

Three-Terminal Sensing Element(Shown with Proximity Píate)

For long insertion lengths or where head"clearance is a problem, flexible cableprobes are also available in both insulatedand bare metal models, as shown in Figure2-6.

In remote system applications, theDrexelbrook 508-4X-XX systems typicallyuse a three-tenminal coaxial cable to con-nect the sensing element to the electronicunit. The centerwire ofthe cable carnesthe change in capacitance signal from theprobé to the electronic unit, while the co-axial shield ¡s driven at guard potential(sometimes called Cote ShieldfTM]). Thepurpose ofthe shield ¡s to elimínate anycapacitance from the centén wire to ground.As a result, the cable capacitance does not¡nterfere with the capacitance signáis fromthe probé. There is no need for the elec-tronic unit to uzero out" the cable capaci-tance in orderto get a reüable reading.The shield also prevenís output errors dueto changes in cable capacitance caused bytemperatura. See Figure 2-7.

CENTER W1RE-(8LUE)

Figure 2-7 GROUND-Typical Coax Cable (CRN)

SHIELDWIRE

(RED)

INSULAÍOR ANCHOR

GROUND 2

THREAD FORANCHORING

Figure 2-6Flexible Cable Sensing Element

408-8200-LM/9

SECTION 3 - INSTALLAT1ON

3.1 Unpacking

Carefully remove the contents of the cartónand check each ítem against the packinglist before destroying any packing material.If there is any shortage or damage, report itimmediaíeiy ío the factory.

3.2 Mounting the Electronics

The 408-8200 Series system was designedfor field mounting, but it should be mountedin a Jocation as free as possible from vibra-tion, corrosive atmospheres, and any possi-bility of mechanical damage. For conve-nience at start-up, mount the instrument ina reasonably accessible location. Ambienttemperatures should be between -40°F and140°F. (-40°and 60°C). See Figure 3-1.

6 5/8

JL_

6 3/8

Figure 3-1BTypical Mounting Dimensions

(Remote Unit)

NPT OROPTIONAL

Figure 3-1ATypical Mounting Dimensions

(Integral Unit)

408-8200-LM/10

3.3 Mounting the Sensing Element 3.4 Wiring the Electronic Unit

The mounting location for the sensingelement (probé) is often determined by theplacement of nozzles or openings ¡n thevessel. The sensing element should not beplaced in a fill stream. When there is nosuitable location inside a vessel, an exter-na! side arm or stilling well can be consid-ered.The following sensing element mountingand ¡nstallation instructions should befolíowed so that the equipment will opérateproperly and accurately:

A. In applications requiring an insulatedsensing element, use particular care during¡nstallation. There is always the danger ofpuncturing the insulating sheath, especiallywith the thin-walled, high capacitanceprobes.B. Sensing elements should be mounted insuch a manner that they are not in the directstream of a filling nozzle or chute. If this isnot possible, a deflecting baffle should beinstalled between the probé and the fill.

C. Do not take a sensing element apart orloosen the packing glands.

D. Tighten the sensing element with thewrench fíats nearestthe mounting threads.

CAUTIONAvoid using single-part RTV sealant in theprobé or instrument housing. The single-part sealants frequently contain acetic acidand cause corrosión of circuit components.Special two-part sealants (non-corrosive)are available. Consult factory for types ofrecommended two-part sealants.

The signal connections are made to thethree terminal block on the front of chassís.Due to the low power consumption of theinstrument, the wiring need oníy be lightgauge (e.g. 20 AWG). See Figure 3-2 forproper connections. Twisted shielded paircables are recommended for lengths over200 feet.

The cable from the sensing element isconnected to the black, four terminal stripon the back of the instrument chassis. SeeFigure 3-3. The cable connections arecenterwire (CW), ground (gnd), and shield(SH).

Only coaxial cables supplied byDrexelbrook Engineering Company shouldbe used to connect the transmitíer to thesensing element. Use of other cables canresult in unstable calibration.

408-8200-LM/11

EARTH-GNO.(TO

COtfDULETBASE

OPTIONAL)

POWER/SIGNALCONN.

OBSERVE POLAR1TYOF SIGNAL WIRE5.

TWISTED SHIELDEDPAIR (TYPICAL) ¿-10-32 SCREW

SHIELD W1RE IF USED. RECOMMENDEDON LONG SIGNAL LEAOS.

applied to íhe barrier will notexceed the barrier voltagerating, ¡f barriers are used.

3.4.1 Ground Wiring

The 408-8200 series trans-mitters have Radio FrequencyInterference (RFI) filteringbuílt into the unit, In order tobe effective, The electronicunit condulet (housing ) mustbe grounded to low imped-anee earth (ground) rod in thevicinity of the transmitter. Thevessel wall also needs to begrounded to reduce interfer-ence through the sensor. Ifusing a non-metallic vessel,consider concentrically-shielded sensors or external

Figure 3-2Power/Signal Connections

CAUTIONBefore using Intrinsic Safety Barriers, readthe manufacturers instructions for barrieroperation. Barriers supplied by DrexelbrookEngineering Company, and prewired to thepower supply, have already been tested forproper operation. See Figure 3-4.

The 408-8200 has a built-in current limiterwhich holds the signal current to a máxi-mum of 28 mA. Make sure that the voltageRFI filtering. Further, improvement is gen-erally obtained by placing the sensor cablein a grounded metal conduit and shorteningany excess cable. In particularly trouble-some RFI situations, additiona! RFI filteringmay be required. Contact the factory formore information.

3.4.2 Ground Wiring in FiberglassHousings

When the transmitter is mounted in a fíber-glass housing, be sure that an earth groundis carried through the fiberglass housingand put in contact with the "sprayed in"metallic coating on the inside of the hous-ing. This coating provides additional RFIfiltering. Additionally, the ground wireshould be connected to the transmitterground terminal. See Figure 3-2.

408-8200-LM/12

BLUE (CW)

RED (SH)

CREEN (GND)

COAXIALCABLE

REMOTE CABLE CONNECT10N

Figure 3-3Cable Connections to the Transmitter

MOUNTING ANOGROUNDINC STUDS

(MUST 3E LESS THAN ir?OIFFERENCE BETWEEN

GROUNDING STUDS AMOACTUAL EARTH—GROUND)

BUS BAR

TERMINAL TONONHAZARDOUSÁREA

BUS BARMOUNTINGTABS

EARTH-GROUNDCONNECTIONS

CAPTIVE COVERFOR TERMINAL

TERMINAL TOHAZARDOUS ÁREA(l.S. SIDE)

Figure 3-4Typical Intrinsic Safety Barrier

408-8200-LM/13

3.5 Sensing Eiement Connections(Remote System)

The cable connections to the sensing ele-ment are shown in Figures 3-5A and 3-5B.Do not connect the cable to the sensingelement until after the sensor has beeninstalled in the vessel and the condulethousing has been screwed on securely. Ifyour probé does not have a shield connec-tion, be sure to clip and/or tape the shieldwire at the probé end of the cable.

CENTERV/iRE

ÍBLUE)(PROBÉ CONNECTOR)

GROUNDV/IRE

(GRN)

SHIELO WIRE.MUST BE CUPPED

SY CUSTOMERFOR TWO-TERMINAL

PROBESCONDL'LET

Figure 3-5AThree-Terminal Cable Connections to

Two-Terminal Sensing Element

If spark protection is supplied (for specíalapplications, consult factory), use the fol-lowing instructions for installing the sparkprotector in íhe sensing element condulet:(See Figure 3-6.)

A. Attach the mounting link on thespark protector to the probé centerconnection screw.

B. Connect the green wire from thespark protector to the ground screw.

C. Feed the cable into the condulet.

D. Connect the cable center wire(CW) to the spark protector and theground wire (gnd) to the groundscrew as shown.

E. Connect the shield wire to theCote-Shield terminal (SH).*

*For sensing elements that Do not haveShield connections, clip the shield wire asshown in Figure 3-6.

CENTERWIRE

(BLUE)(PROBÉ CONNECTOR)

GROUNDWIRE

(CRN)

COTE-SHIELDWIRE

(RED)

CABLE CENTER WIRE(BLUE)

GREEN WIRE

SPARK PROTECTOR377-1-19

PROBÉ CENTERCONNECTION

PROBÉ

3-TERMINAL CABLEfO TRANSM1TTER

SHIELD WIRE(RED)

GROUND(GRN)

CONDULET

SHIELD WIRE MUST BE CLIPPEO BY CUSTOMER FOR3 TERMINAL SENSING ELEMENTS

CONOULET

Figure 3-5BThree-Terminal Cable Connections to

Three-Terminal Sensing Element

Figure 3-6Typical Spark Protection

(Remote System)

408-8200-LM/14

3.6 Sensing Element Connections(Integral System)

In an integral system, there ¡s no cable.Therefore, the connections to sensingelement are made direcíly to the electronicunit. Refer to Figures 3-7A and 3-7B.

JHO-9000-79

Figure 3-7AIntegral-Mount Sensing

Element Connection

Figure 3-7BIntegral-Mount Sensing Element

Connection with Spark Protection

3.7 Intrinsic Safety Barriers -Installation with DrexelbrookContinuous Instruments

A typical installation of a single intrinsicsafety barrier is shown in Figure 3-8. Asingle barrier installation is usually rated foroperation at 24-26V with a máximum of 80mA. The barrier will typically start limitingthe current at 26 mA. Drexelbrook recom-mends that a current-limíting, rather than atrip type barrier be used in the installation.The reason for this approach is that a trip-type barrier must be reset by breaking theloop power to reset the barrier. The inad-vertent tripping often occurs during calibra-tion. This condition does not occur with acurrent-limiting style barrier.

Single-Barrier Installations (Figure 3-8)

When using barriers, an important consider-ation is the overall loop resistance. Using astandard 24 Vdc power supply, the máxi-mum loop resistance is 1200 ohms. Each50 ohms in a loop uses 1 Vdc. A typicalDrexelbrook transmitter requires a mínimumof 11.5 Vdc, leaving 12.5 volts for the loopand a máximum load in the loop of 625ohms. All of the loop resistance must betotaled to determine the remaining resis-tance that can be used by a barrier. Usu-ally a "positive" barrier in a loop has aresistance of between 200 and 250 ohms,leaving approximately 400 ohms for oíherÍtems in the loop.

2-Barrier Installations (Figure 3-9)

In certain instances, it is desirable that twobarriers be used in an installation, such aswhen the signal is being fed to a micropro-cessor input card. A two-barrier installationallows the loop to float relative to ground,When this condition exists, it is very impor-tant that the loop resistance is checked tobe sure that sufficient voltage ¡s available

408-8200-LM/15

for correct transmitter operation. As shown¡n Figure 3-9, if two barriers are used, eachhaving an internal resistance of 250 ohms,there would be only 125 ohms available forall other devices. To gain additional resis-tance, change the return (negative leg)barrier to a lower voltage type, e.g. rating of+6V. Normaily the barriers have a resis-tance of approximateiy 12.5 ohms + 2V. Bylowering the voltage type, the overali effec-tive resistance would be 312.5 ohms, whichaliows an additional 312.5 ohms in the loop.

HAZARDOUS LOCATIONCLASS 1,11,111 OIV 1

,«n.5V 4-20 mA

NON-HAZARDOUSLOCATION

BUSBARLOAD

INTRINS1CALLY SAFE CIRCUIT

Figure 3-8Single Barrier Installation

HAZARDCCLASS

WIN"

INTRINSIO

US LOCATIONUl.lll D1V 1

11.5V 4-20 mAA A A-

^XMTR

1

vvY Y OF

1.5

\LLY SAFE

'TIONAL. LOAD

CIRCUIT

NON-HAZARDQUSLOCATION

BUSBAR INPUTn VOL -cerLS.B. -^

^-.- , ¿j " VV "X RETURN

BARRIER

EARTH GROUND

Figure 3-9Two-Barrier Installation

408-8200-LM/16

SECT1ON 4 - CALIBRATION

4.1 Controls and Adjustments

4.1.1 Zero and Span Controls

There are two main controls on the chassisfront pane!. They are the Step Zero, andStep Span controls. The Fine Zero and FineSpan controls are locaíed on the top of thechassis. See Figure 4-1.

The Step Zero and Fine Zero controls worktogetherto provide continuous adjustmentof the minimum current point. Each StepZero position advances the minimum cur-ren! point approximately 25 pF, while theFine Zero provides continuous adjustmentbetween each step.

NOTEUnder normal círcumstances, the ¡nter-action between zero and span should beless than 1%. If thís interaction becomesgreater than 1%, consult factory for assis-íance.

FINESPAN

The Step Span and Fine Span controls aisowork together to provide continuous adjust-ment of the change in capacitance requiredto produce ful! scale current. Each StepSpan position advances the range in inchesor feet to approximately fíve times the preví-ous setting. The Fine Span provides con-tinuous adjustment between the Step Spanpositions.

4.1.2 Time Delay Control and LoopCurrent Testpoints

Time delay is standard on íhis transmitter.See Figure 4-2. It is an RC time constantcircuit that is variable over a range of 0.5 to30 seconds. For most applications requir-ing damping, fíve orten seconds is usuallysufficíent. Calibration of the transmitter isdone with the time delay turned off (fullCCW).

TIMEDELAY

Figure 4-2Time Delay Unit

Figure 4-1Zero and Span Controls

408-8200-LM/17

After calibraíion is complete, a time delaycan be added, without affecting the caübra-tion, by turning the control knob clockwise.Occasionally, when the time delay is firstturned on, there is a temporary upset in thetransmitter output until the circuit settles out.Two testpoints are provided so that loopcurrent can be monitored without breakingthe loop with a standard analog or digitalmultimeter set to measure O to 20 mA.

4.1,3 Below-Chassis Adjustments

There are two adjustments in the chas-sis that are set by the factory and normallydo not need to be changed. However, ifnecessary, they may be reset by field per-sonnel. They are the fail-safe selector anda modification procedure for changing the408-8202 to a 408-8232.

A. Fail-Safe Selector

The fail-safe selector determines whetherincreasing or decreasing level will cause theoutput current to increase. It is a movablelink located on a printed circuit board on theinside of the chassis. See Figure 4-3. <

The instrument is supplied with the morecommon low-level fail-safe unless otherwisespecified. Low Level Fail Safe (LLFS)provides increasing current signal with in-creasing level. (See description in subse-quent paragraph.) The fail-safe can bechanged in the field, after which the unitmust be recalibrated.

To change the fail-safe of the instrument,take the chassis out of the condulet byturning the two captive chassis mountingscrews CCW and lifting unit up. See Figure4-4. Note position of switc knob pointer forproper re-assembly. Remove the two knobs

O

COVER

FAIL SAFE SELECT

PHASINGSELECT

LLFS(DIRECT ACTING)(SHOWN A80VE)

HLFS(REVERSEACTING)

JUMPER

Figure 4-3Fail-Safe Link

using an alien wrench, then remove the twoscrews on the top of the unit to remove uniícover. Change the 3-terminal jumper that isclosest to the bottom of the PC board asshown in Figure 4-3. When link has beenchanged, re-assemble unit cover and knobsand install unit in condulet.

Low-Level Fail-Safe is also called DIRECT-ACTING. This is the most commonly usedfail-safe position FOR CONTINUOUS IN-STRUMENTS. Output CURRENT IN-CREASES as the LEVEL INCREASES.(Exception being inverted ¡nterface, seeSection 4.3.3). In the event of most prob-able failures, the output current will dropand indícate LOW LEVEL

High-Level Fail-Safe is called REVERSEACTING. Output CURRENT INCREASESas the LEVEL DECREASES. In the event ofmost probable failures, output current willdrop indicating HIGH LEVEL.

408-820Q-LM/18

oCOVER

'•

r*> • '25 1

T*

•u* «-•\ UHIYERSJU. II (Ü <f)\ «0*-»JOt-001 „.._„

1» s

e'

/¿V t i n •:

c^¡

8230/3200 SELECT

FAIL SAFE _)SELECTiON

(SHOWN8230 ABOVE)WODE —

8200MODE

MOUNTÍNG SCREW5

B.

Figure 4-4Electronic Unit in Typical Housing

408-8230-XX ModificationProcedure

The following procedure can be used tomodify a basic 408-8200 electroníc unit to a408-8230 electronic unit. See Figure 4-5. Itshouid only be used when the applicationmakes it necessary. Consult Factory.

Take the chassis out of the condulet byturning the two chassis mounting screwsCCW and lifting unit up. See Figure 4-4.To change the modiftcation link, remove thetwo knobs using an alien wrench, thenremove the two screws on the top of the unitto remove unit cover. The modification linkis the 3-terminal jumper nearest the middleof the PC board as shown in Figure 4-5.When modification link has been changed,re-assemble unit cover and knobs, andinstall unit in condulet. To convert a 408-8230 unit to a 408-8200 unit, follow thepreceding ¡nstructions in reverse. Aftermodification, recalibration (paragraph 4.4.2)shouid be performed.

^- JUMPER

Figure 4-5Modification Procedure for 408-8230

4.2 Start-Up

Before applying powerto the instrument, besure that the input power wil! be from 11.5 to50 VDC. Check all wiring connections,observing polarity of the output loop. (Unitwill notfunction if polarity is reversed.

Caution: Explosionproof Units in Hazardous Áreas: Before the explosionproofcondulet cover is removed to calíbrate theinstrument, the área must be checked andknown to be nonhazardous if barriers arenot used. When calibration is complete,replace the condulet cover. Each lead fromthe explosionproof case must be equippedwith an approved seal fitting.

Avertissement: Risque D'Explosion: Avantde deconnector l'equipment, couper lecourant ou s'assurer que l'emplacement estdesigne non dangereux.

408-8200-LM/19

4.3 Calibration Procedures

NOTE!f the transmitter has been precalibrated atthe factory. do not recalibrate.

The calibration instructions for the 408-8200Series transmitter are divided into threemajor application categories with differentmethods in each category.

The three calibration categories are immersion applications, proximity applications,and interface applications.

4.3.1 Immersion Applications (SeeFigure 4-6)

A. Immersion - Direct Acting (LLFS)(Output rises as material rises.)Calibrating the instrument in an immersionapplication for low-level fail-safe ¡s the mostcommonly used method.

1) With fail-safe iink in "DIR" position,(factory pre-set unless unit is ordered highlevel, see Section 4.1.3), set Fine Zero and

"Fine Span to extreme counterclockwiseposition. See Figure 4-7.

TRANSMITTER

Figure 4-6Immersion Application

Figure 4-7Zero and Span Controls

2) Set Step Span and Step Zero to Posi-tion #1.

3) With the vessel empty (or probé uncov-ered), adjust the Step Zero control clock-wise, if necessary, until the output is lessthan 4 mA.

4) Turn Fine Zero control clockwise untiloutput is exactly 4 mA.

5) Fill the vessel (or raise the level as muchas possible). Output current will now ex-ceed full scale current.

6) Turn the Step Span control clockwiseuntil the output is less than full scale. (Ifcurrent did not exceed full scale in Step 4),then leave Step Span in Position #1.)

7) Turn the Fine Span control clockwiseuntil the output is full scale (20 mA) orreading actual leve!.

408-8200-LM/20

Calibration is now complete. Record thecapacitance valúes that produce 4 mA and20 mA ouíputs. Refer to paragraph 4.4.1 touse a capacitance calibration standard. .

B. Immersion - Reverse Acting (HLFS)(Outputfails as material rises.)

1) Set the Fail-Safe link in the "REV posi-tion See Section 4.1.3.

2) Set Fine Span and Fine Zero controls toextreme counterclockwise position. SeeFigure 4-7.

3) Set Step Span and Step Zero toPosition #1.

4) With the material at the upper operatingleve!, adjust the Step and Fine Zero controlsuntil the output is 4 mA. For this calibrationprocedure, a compensation capacitor isusually required to obtain the mínimum 4mAoutput. It will be added by the factory whenthe application is known. If needed and notsupplied, add-in 100 pF steps: an NPOcapacitor across Termináis PAD and CWuntil the mínimum output can be obtained.See Figure 4-10 or cali factory service forvalué.

5) Lower the materia! to the mínimumoperating level. Output current will exceedfull scale.

6) Turn the Step Span control clockwiseuntil the output is less than full scale. (Ifcurrent did not exceed ful! scale in Step 5),leave Step Span in Posítion

7) Turn ths Fine Span control clockwiseuntil the level is full scale (20 mA) or actuallevel.*Calíbration is now complete.

*lf output is less than full scale, a highersensitivity instrument may be required.Consult factory.

4.3.2 Proximity Applications

In applications where the product beingmeasured ¡s an insulator, it may be neces-sary to ¡nstall a ground píate just below theproduct lower level. This ground píateshould be at least 25% larger than thesensing píate and electrically connected toground. The ground píate need not be asolid píate. It could be a series of rods,spaced apart, enclosing the same áreas asaplate. Consult factory.

There are two different methods for caííbrat-¡ng your instrument for a proximity applica-tion. See Figure 4-8. Set the instrument foreither low-!evel or high-level fail-safe.

Figure 4-8Proximity Application

A. Proximity - Direct Acting (LLFS)(Output rises as material rises.)

1) Be sure fail-safe link is in "DIR" position.See Section 4.1.3.

408-8200-LM/21

2) Set Fine Span and Fine Zero controls toextreme counterclockwise position. Do notforcé. See Figure 4-7.

3) Set Step Span and Step Zero toPosition #1.

4) With the material at the lower operatinglevel, adjust the Step and Fine Zero controlsuntii output is mínimum (4mA).

5) Raise the material to the upper operatinglevel, but not touching the probé píate.Output current will now exceed full scalecurrent.

6) Turn the Step Span control clockwiseuntil the output is less than full scale. (Ifcurrent did not exceed full scale in Step 5,leave Step Span in Position #1).*

7) Turn the Fine Span control clockwiseuntil the output is full scale (20 mA) oractúa! level/

Calibration is now complete. (Note thatproximity applications are non-linear.)

*lf output is less than full scale, a highersensitivity ¡nstrument may be required.Consultfactory.

B. Proximity - Reverse Acting (HLFS)(Output falts as material rises.)

1) Be sure Fail-Safe link ¡s in "REV posi-tion. See Section 4.1.3.

5) Lower the material to the lower operatinglevel. Output current will exceed full scale.

6) Turn the Step Span control clockwiseuntil the output is less than full scale. (Ifcurrent did not exceed full scale ¡n Step 5),leave Step Span in Position

7) Turn the Fine Span control clockwiseuntil the level is full scale (20 mA) or actuallevel/

Caíibration is now complete.

*lf output is less than full scale, a highersensitivity instrument may be required.Consultfactory.

4.3.3 Interface Applications

All level control applications are actuallyinterface measurements. The most com-mon being the interface of air and product.The term interface generally refers to theinterface of two immiscible liquids (liquidsthat don't mix).

For the purpose of level control, two typesof interface are considered. The first andmore common ¡s called normal interface.An interface is considered "normal" .whenthe lower product has the higher conducti-vity (i. e. oil and water). The other type ofinterface is called mverted interface. In aninverted interface, the upper-phase producthas the higher conductivity, indicating theinsulating phase is heavierthan water.

2) Set Fine Span and Fine Zero controls to There are four sepárate methods for cali-extreme counterclockwise position. Do not bration in interface applications. (Seeforcé. See Figure 4-7. Figure 4-9.) They are normal interfaue in

either high- or low-level fail-safe, and3) Set Step Span to Position #1. inverted ¡nterface in high- and low-level fail-

safe.4) With the material at the upper operatinglevel (but lower than the probé píate), adjustthe Step and Fine Zero controls until theoutput is mínimum (4 mA).

408-8200-LM/22

SECTIGN INTO UP°:RFHASt (UUST 8E US£0 MTH

-INVERIEO IN1ERFACE)

Figure 4-9Interface Application

A. Normal Interface-Direct Acting (LLFS)

1) Set fail-safe link to "D!R" position (seeSection 4.1.3) and set Fine Span to ex-treme counterclockwíse position. Do notforcé. See Figure 4-7.

2) Set Step Span to Position #1. .

3) Lower the interface level until the probé(or its lowest level) is covered with only theupper phase, insulating material. Set theStep and Fine Zero controls until the outputis minimum (4 mA).

4) For this calibration procedure, a com-pensation capacitor may be required toobtain the minimum 4.mA output. It will beadded by the factory when the application isknown. If needed and not supplied, add - in100 pF steps - an NPO capacitor acrossTermináis PAD and CW until the minimumoutput can be obtained See Figure 4-10 orcali factory service for valué.

5) Raise the interface until most of thelower, wateriike phase of material is cover-ing the probé (or its highest levei). Outputcurrent will now normally exceed full scale.

6) Turn the Step Span control clockwiseuntil the output is less than full scale. (Ifcurrent did not exceed full scale in Step 5,then leave Step Span in Position #1).

7) Turn the Fine Span control clockwiseuntii the output is equal to the actual inter-face level on the probé.

Calibration is now complete.

B. Normal Interface - Reverse Acting(HLFS)

1) Set the fail-safe link to the "REV" posi-tion (see Section 4.1.3) and set the FineSpan control to the extreme counterclock-wise position. See Figure 4-7.

2) Set the Step Span to Position #1.

3) Raise the level until the lower phase.conducting material is covering the probé(or its highest level). Adjust the Step andFine Zero controls until the output is míni-mum (4 mA).

4) If 4 mA cannot be obtained, add a pad-ding capacitor equal to or less than 1 /4 thefull scale capacitance of the probé in theupper phase. This capacitor will be addedacross Termináis PAD and CW by thefactory when the application is known SeeFigure 4-10.

-TERMINAL STRIPPAD GND SH CW

NPO CAPACITOR-

Figure 4-10NPO Capacitor Connections

408-8200-LM/23

5) Lower the interface until only the upperphase, insulating material ¡s covering theprobé (or ¡ts lowest level). Output currentwill now normally exceed full scale.

6) Turn the Step Span control clockwiseuntil the ouíput is less than full scale. (Ifcurrent did not exceed full scale ¡n Step 5,then leave Step Span ¡n Position #1).

7) Turn the Fine Span control clockwiseuntil the output reads the correct interfacelevel.


C. Inverted Interface-Direct Acting(LLFS)

1) Move fail-safe link to "REV" position, not"DIR". See Section 4.1,3.

2) Set the Step Span control to Position #1and Fine Span in the full counterclockwiseposition. See Figure 4-7.

3) Lower the level until the probé (or itslowest level) is covered with only the conducting, upper phase material.

4) Set the Step and Fine Zero controla untiloutput ¡s mínimum (4 mA).

5) If 4 mA cannot be obtained, add a pad-ding capacitor equal to or less than 1/4 thefull scale capacitance of the probé in theupper phase. This capacitor will be addedacross Termináis PAD and CW by thefactory when the application is known. SeeFigure 4-10.

6) Raise the interface until most of thelower insulating phase of the material iscovering the probé (or its highest leve!).Output current will now normally exceed fullscale current.

7) Turn the Step Span control clockwiseuntil the output is iess than full scale. (If

output current did not exceed full scale inStep 6), then leave Step Span in Position.#1).

8) Turn the Fine Span control clockwiseuntil the output is equal to ievel of lowerphase materia! covering the probé.


D. Inverted Interface-Reverse Acting (HLFS)

1 ) Set fail-safe link to Low-Level Fail-Safeposition, not High Level. See Section 4.1.3.

2) Set the Step Span control to Position#1, and the Fine Span in the full counterclockwise position. See Figure 4-7.

3) Raise íhe interface to íhe desiredupper level.

4) Adjust the Step and Fine Zero con-trols until the current output is mínimum(¿mA).

5) If 4 mA cannot be obtained, add apadding capacitor equal to or less than1/4 the full scale capacity of the probé inthe lower phase. This capacitor will beadded across Termináis Pad and CW bythe factory when the application isknown. See Figure 4-10.

6) Lower the interface to the desiredlower level. Output current will nownormally exceed full scale.

7) Turn the Step Span control clockwiseuntil the output is less than full scale. (Ifoutput current did not exceed full scale inStep 6), then leave Step Span in Position

8) Turn the Fine Span control clockwiseuntil the output is full scale (20 mA) oractual level,Calibration is now complete.

408-8200-LM/24

4.4 Secondary Calibration Standard 4.4.2 Recalibration

In scme applications, it is difficult or evenimpossible to completely fill or empty avessel. In such a case, ¡t is desirable tohave a secondary calibration standardsuch as ihe Drexelbrook Model 401-6-8,vvhich can be used to simúlate the capa-citance of an empty or full vessel. Thefollowing procedure permits recalibrationof an ¡nstrument without the necessity ofemptying the vessel. Figure 4-11 shows atypical caíibration standard. Refer to thecalibration standard manual (401-6-8) forproper connection and operation.

4.4.1 Recording Calibration Data

After initial calibration, do the following:(Also, see instruction manual for calibrationstandard.)

A. Disconnect the probé wire.

B. Connect the calibration standard to theinstrument. See Figure 4-11.

C. Adjust the calibration standard until theinstrument indicates mínimum current(4mA).

D. Record the valué read on the calibrationstandard and its serial number for later use.

E. Adjust the calibration standard until theinstrument indicates máximum current (20mA).

F. Record the capacitance valué as ¡nStep D.

G. Disconnect the calibration standardfrom the instrument termináis and recon-nect the probé.

Whenever it is subsequently desired tocheck or reset the calibration, or replacethe instrument, íhe calibration capacitor setto the valué recorded above may be substi-tuted for the probé. Proceed as follows:

A. Disconnect the probé wire.

B. Connect the calibration standard to theinstrument. See Figure 4-11.

C. Set the calibration standard ío the re-corded valúes.

D. If necessary, adjust the zero control forthe mínimum current caíibration and thespan control for the máximum current cali-bration.

E. Disconnect the calibration standard "andreconnect the probé wire to probé.

Unit is again ready for operation.

When replacing a malfunctioníng electronicunit, the replacement chassis can be cali-fa raíed on the bench by the precedingmethod and then installed ¡n the field.

Figure 4-11Calibration Standard

408-8200-LM/25

SECT1ON 5 - ACCESSORIES

The following Drexelbrook accessories areavailable for use with the 508-4X-XX Seriessystem.

5.1 Setcon (TM)

Setcon ¡s a Drexelbrook trade ñame for acurrent-operated setpoint reiay. It is oftenused with continuous instruments to providean on/off output at a specific posiíion alongthe transmitters 0-100% range. Setcons areavailable in double pole, double throw relayoutput models, field adjustable to eitherhigh- or low-level fail-safe. The relay con-tacts can be used to opérate an alarm,solenoid valve, or other device.

The Setcon's standard differential, ordeadband, is approximately .5% of the 0-100% setpoint range. There is an adjust-able differential model with a deadbandrange of 0-100%, as well as the setpointrange of 0-100% of full scale.

Setcons are available in weatherproof andexplosionproof housings or chassis only formounting in various prewired case optionpackages.

5.2 Power Supplr ^

Drexelbrook power supplies are available in24 VDC or 45 VDC models. See Figure 5-1The power supply takes a typical 115 VAC*input and converts it to the 24 VDC (or 45VDC).

The Drexelbrook 24 VDC model has anauto-restart feature. The auto-restart powersupply will shut itself off when an excessivecurrent fault occurs. It then tries to turnback on until the fault is cleared. Thisfeature is particularly useful when feedingSCR-type intrinsic safety barriers.

wcp|t

NO

3 S ® s sjS

1"oí 1"3/^ (44.

fT T_ 4.OUTPUT

115 VAC

50/60 HZ

3-7/8(98.4)

Lio,

! 2-3/4^ (69.9) ^

Figure 5-1Typical Power Supply

Power supplies are available in weatherproof and explosionproof housings, chassisonly, or included in line-powered transmit-ters.

*240 VAC power supplies are also avail-able.

5.3 Meters

The standard Drexelbrook digital meter is a3.5-digit, .5-inch high liquid crystal display.It is powered directly from the 4-20 mA two-wire loop current. They can be purchasedas meter only, in either weatherproof,NEMA 4, or explosionproof housings, orincluded in indicating transmitter housings.The digital meters can be calibrated toshow percent of level, current or Engineer-mg Units. See Figure 5-2.

408-8200-LM/26

¿.92

DREXELBROOK

2 UNE20 CHARACTERDISPLAY

¿.92

5.4 Meter/Power Supply/SetconPackages

Drexelbrook also manufactures a Series401-8100 and 401-8200 package thatprovide in various combinations, meters,power suppües, and current trips(SetconsTM) in the same housing.

5.5 Microprocessor Receivers

The DE2000 and DE8000 MicroprocessorReceivers accept up to two and eight 4-20 mAinputs, respectiveiy. The receivers providesetpoint and relay capabilities for audible andvisual alarms and an RS-485 interface for¡ntegrated Communications. In addition, íhemicroprocessor provides the user with theadvantages of keypad calibration, tank strap-ping, advanced diagnostics, and a non-volatilememory. F'gure 5-3 shows a DE2000 Micro-processor Receiver.

KEYP

9 1/2

Figure 5-3DE2000 Microprocessor Receiver

408-8200-LM/27

SECTION 6 - TROUBLESHOOTING

6.1 Introduction

The 408-8200 Series Instruments are de-signed to give years of unattended-service.No periodic or scheduled maintenance ¡srequired.

A spare chassis is recommended for every10 units so that, in case of a faíled unit, acritica! application will not be held up whilethe unit ¡s returned to the facíory for repair.

If a diffículty occurs when operating yourmeasurement system, mentally divide thesystem ¡nto its component parts and testeach part individualiy for proper operation.

These troubleshooting procedures shouldbe followed in checking out your system. ifattempts to lócate the difficulty fai!, notifyyour local factory representative or cali thefactory direct and ask for the servicedepartment.

6.2 Testing the 408-8200 Series 'Electronic Unit '

6.2.1 Operation Check

A. Remove the sensing element and signa!wires from the transmitter.B. Be sure Fail-Safe link is in low-level fail-safe position. See Figure 4-3.

C. With pencil, mark the positions of allcontrols on the faceplate in order to returnto them.

D. Put the Step Span in Position #1 andthe Fine Span in the full clockwise position.Put the Step Zero in Position #1 (mostsensitive position). See Figure 4-1.

E. Observing polarities, connect a DCmilliammeter and DC power supply (11.5 to50 volts) in series, and complete the loop byconnecting Termináis (-) and (+). SeeFigure 6-1.

F. Adjust the Fine Zero until the meterreads 0% (4 mA).

G. Turn the Fine Zero one clockwise turnfurther. The output should read approxi-mately between 33% and 100% (9-20 mA).

If so, the instrument is probably workingcorrectly. Each.turn of the Fine Spanchanges the input a known amount. Thischecks the operation and gain of the trans-mitter.

H. If the difficulty has not been located atthis point, proceed to the output checkoutprocedure in paragraph 6.3.

O.C. POWERSUPPLY *

1 1.5 TO 50 VOLTS

9 +oL H-

• 1 9 99

4- 2O MA

+ J-L_

f*/r

i>-- --T\E POLAR1TY

OF SIGNALWIRE5

* SEE FIGURE 6-5 FOR MÁXIMUM LOOP RESISTAN CE ALLOWABLEFOR A G1VEN POWER SUPPLY OUTPUT.

Figure 6-1Power/Sígnal Wiring

408-8200-LM/28

6.2.2 Drift Check

]f the output of a transmitter seems to bedrifting, it is important to determine whetherthe drift is in the transmitter or in the probé.(A properly connected cabie/probe neverdrifts.)

A. Remove íhe sensing element cable fromthe transmitter.

B. Without disturbing the dial settings,connect a capacitance standard or an NPOcapacitor* across the probé to ground input.Adjust the capacitance standard or select acapacitor valué thaí will bring the unit onscale (preferably around 50%).

*NPO capacitor remains stable withchanges in temperature.

C. Record meter reading.

D. Observe the reading over a 24-hourperiod to see if it is stable.

E. If the reading is stable, the sensingelement or the application must be thesource of the drift. If the reading drifted,return the insírument for repair. Be sure tomark on the tag that the problem is drift.(List the capacitor size and mA deviation.)

F. Measure the resistance between the twowires that were just removed from (+) and(-) termináis of the ele:.::ronic unit. Use thefollowing table to determine if the resistance¡s too large.

R n = V , - 11.5 voltsmax Q supply

Table 6-1Mínimum Allowable Resistance

0.02 amps

V(SUPPLY)(VOLTS)

5040302420181211.5

MÁXIMUM LOOPRESISTANCE

(OHMS)1925142592562542532525O

6.3 Checking the Sensing Element

A. With an analog ohmmeter*, check íheresistance of the probe-to-ground with ¡evelbelow the probé. See Figure 6-2.

*A digital ohmmeter may produce errcneousreadings.

PROBÉ TO BEMOUNTED VERTICALL'"OR HORIZONTALLY

OISCONNECTPROBÉ LEAD

GROUNDCONDULET-\

¿

LEVEL 8ELOW PROBÉ VESSEL CRTEST PIPE

Figure 6-2Testing the Sensing Element with Leve!

Below the Probé

Resistance should be infinite. Resistanceless than 1 megohm indicates leakage.probably due to product or condensaron inthe condulet, around the gland/packing nutárea. Resistance of less than 100K ohmscan cause errors in the reading. Consultfactory service.

408-820Q-LM/29

B. Check the resistance of the probe-to-ground with leve! above the probé. SeeFigure 6-3. Resistance readings less than100K ohms indícate either defects in theprobé insulation or, if a bare probé, that themateria! is conductiva and an insulatedprobé may be required. (Consult factory.)

DlSCOMECTPROBÉ IEAD

LEVEL ABOVEPROBÉ

VESSEL QRTEST PIPE

Figure 6-3Testing the Sensing Eiementwith Level

Above the Probé

C. Coating error is characterized by highoutput with failing level, and a sharp drop to0% when the material goes beiow the tip ofthe probé. To verify a coating problem, wipethe coating offthe probé and recheck instru-ment operation. If the instrument readscorrectly after cleaning, consultthe factoryfor the best solution to the problem.

D. If a three-terminal sensing element isused, check resistance between centerwire/shield and shield/ground. If readingsare below 10OK ohms, consult factory ser-vice.

408-8200-LM/30

6.4 Checking the Sensing ElementCable

fl£5ISTANGE FRC*J CE.VTEfí WRE5HOULO 3E isn^lTY (CPEN CRCUH)

J ShCflf =RQB£ ANO CQFE-SHIELD'CCETHE;R A T CHE EHO.

PRC3E fO COIE-SHlELOA T o mes END. RESISTANCE SHOULD as

E Ai ZERO Ortus {SHORT CIRCUIT).

5TEP 2 FOR COIt-SJHlELD ANO

408-8200-LM/31

6.5 Checking the Two-Wire SystemLoop

A. See F'gure 6-4. Cisccnnect the powerfrorn (-' and (-J termináis and measure theopen circuit voltage írom the power supply.Voltage shcu'd be equivalentto sourcevoltage.

^SeeTable 6-1 for mínimum allowablevoltage.

B. Connect íhe signal wires to (-*-) and (-)termináis . Turn the Step Span and StepZero to Position #1. Put Fine Span controlcompletely clockwise and adjust the FineZero until 20 mA flows.

C. Measure the voltage between (+) and (-)termináis. Voltage should be between 11.5and 50 VDC. If there is less than the míni-mum 11.5 volts required, the loop has toomuch resistance or not enough powersupply volíage.

D. If, in Step C above, the voltage is lessíhan 11.5 VDC, disconnect the power supplyand signal wires to the unit. Short the wiresthat were removed from the power supply(+) and (-) termináis.

Note: If there are active devices in the Icoo.the resistance can be very high.

NONHAZARDOUS ' HAZARDOUS

MAKE SURE THERE IS NO MORETHAN (1) GROUND PER LOOP

Figure 6-4Loop Check

408-8200-LM/32

5.6 List of Some Possible Problems and Causes

Problem' T-snsmtctsr reads 20 mA or greaísr

T , en .vhen vessel "s not fuil.

2 T-aná."1" ~er ~e<5r "eaches 20 rnA even:hough :ne vessel ts full, or íhe outputrsading is nonlinear ai the upper end ofthe scale.

3. Transmitíer is drifting.

Possible Causea. Transmitíer malfunctionb. Water in probé conduleíc. Short in cabled. Cut in probé insulatione. Calibraíion is wrong

a. Load resistance too highb. Calibration is wrongc. Transmitter malfunction

a. Moisture in probé glandb Water in probé conduletc Transmitter rnalfuncíiond Water in cablee. Cut in probé insulationf. Calibration is wrong

Checkouta Sec 6 2 J.b Sec 5 4c. Sec 6 4d. Sec. 5 4e. Sec 4 3

a. Sec 6.2 2b. Sec. 4 3c. Sec. 6.2.1

a. Sec. 6 3b. Sec. 6.4c. Sec. 6.2.2d. Sec. 6 4e. Sec. 6.4f. Sec. 4 3

g Material properties are changing g. Consuit f3c:cr/

4. Transmítler is erratic. Output readingjumps anywhere from 0% to 100%.

5. Transmitter was shipped precalíbratedbut is not reading correct level.

a. Radio frequency interferenceb. Cut in probé insulationc. Waves in the liquid

a. Need RF1 r';=rsb. Sec. 5 4c. Sec. 4 1 2

a. Venfy precaia. Wrong precalibration Informationsupplied to facíory infor^afcí-.

b. Nozzle or pipe around probé is not b Need :o ~: _ j especified on precalibration sheet

c. Accuracy being checked by

6. Probé insíalled in stilíing well, and a.readings are incorrect. b.

Probé touching stilíing wellReading lower than actual level: Airtrapped in stilíing well

Calibration is wrongMaterial in stilíing well may beinteríacingIf ciastic. may cause non-saturationoí orcbe

7. As ievel increases, output reading adecreases. b

8. Transmitter reading 5% to 10% or agreater ín error.

b

9. Erratic or incorrect readings. a.

10. Output current reading less than a3 5 mA

b.

Fati-safe in HLFS positionTransrnitter malfuncíion

Cc-rd'jctive buildup on probé

C j "ación is wrong

Sj" j fc^nded conducting liquid in af.cergiass vessel

Winng short from shield-to-ground,procably m probé headProbé not connecíed to transmitter

in;o ci -:^z efor precai

c. Note The zero oomtis ai snd of orcoe;not bottom o; t3nK

a. Adjust rrcL,r:irgb. Put heles rí s* ''ing

v/ell to allcv/ a<r toescape

c. Sec. 4 3d. Consuit fac:ary

e. Cónsul! fac:cr/

a. Sec 4 1 3b. Sec 6 2 l

a. Sec 5 4 CcrsultFactor/

b. Sec. 4 3

a. Instrument may needa ground Ccnsultfactor/

a. Sec 3 5

b. See 3 5 c- 35

408-8200-LM/33

6,7 Factor/ and Field ServiceAssistance Reason for return.

6.7.1 Telephone Assistance

!f you are having difnculty with yourDrexelbrook equipment, and attempts tolócate the problem nave failed, notify yourlocal Drexelbrook representativa, or cali toll-free for the sen/ice department; 1-800-527-6297. The Fax number is 1-215-674-2731.Drexelbrook Engineering Company is lo-cated at 205 Keith Valley Road, Horsham,Pa. 19044. To help us solve your problemquickly, please have as much of the follow-ing Information as possible when you caíl;

Instrument Model #408-8200

Probé Model #_

P.0.#Date of P.O..

Cable LengthApplication

.Material being measured.

TemperaturePressureAgitationBrief description of the problem,

Checkout procedures tha- ;ailed_

Do not return equipment without first contacting the factory for a retu i authorizationnumber. Any equipment being returnedmust include the following information;

Return Authorization #

Original P.O. #Drexelbrook order #

Your company contact

"Ship To" address

To keep the paperv/ork in order, pleaseinclude a purchase order with returnedequipment even though ¡t may be comirgback for warranty repair. You will not becharged if covered under warranty. Pleasereturn your equipment with freight chargesprepaid. We regret that we cannot accepícollect shipments.

Drexelbrook usualiy has a stock of rect- : -tioned exchange units available for fasterturnaround of a repair order. If you preferyour own unit repaired rather than exchanged, please mark clearly on the returnunit, "DO NOT EXCHANGE".

Spare instruments are generally in factcr/stock. If the application is critica!, a sparechassis shouíd be kept on hand.

6.7.2 Field Service

Trained field service personnel are avaii-able on a time-plus-expense basis to assss tin start-ups, diagnosing difficult appiicatsonproblems, or in-plant training of personnel

Periodically, Drexelbrook instrument trammgseminars for customers are held at thefactory. Contact the sen/ice department forfurther details on any of the above.

408-8200-LM/34

O M N I S M A R T P N ?

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El diseñe ¿c ' • • • » s i s temas L'P:- ..ccn corree-;: -.- .n terac i tva > ¿u:: i ..;je, ajusta .-: -.oltaje de entredi -.-energía d • ia b a * n r í a . Estos ;' v... - -.vo l ta je u.- CA para que v>"-' ;-t r a b a ; ; . ' ' ) aún d ;ran;c ^v..:•:•:? :subiaa. j 2 vcl '•/ c! •• .-*>.bater ías a'V. •. .- - : a sde er.crf : 3o¿ •:¡*to .ra .-.-, •- áar a .-•?! -s p resen ta ra un apa/.."!-

'.; .verAIert - Soft'

L?s s is temas •.• aún cuando u$n- .:\. . ^e . - . .Orr.niSmart pvn :- iuye un CD P.O'. ..(¡ene el sof- -ue rAle rc de T f . f : . •l o s s i s t e m a . , . e r a i l v o s R ¿ 5 T - ' r -¡nc lu jendo Windows "5 y M a c i r . i r j n ? •• •C v í í i : - ? ' computad-" ' est:5ater.ii;^.3 > se corta i-i ^r.c.^ ielícc . el software PowerAlcf .espii; e ( tiempo de terminado porel usu^;:o. salva sus datos ac:i-vos, cierra sus ap l icac iones yapaga su computadora - ta! cu?.haría Con el software P?wer-slerr.pr.* e s t á n r e s g u a r d a J : soperat ivo nunca se cae.

VOLYIUp

ENTRADA

I N T E R A<qn,

¡Ti V O S E I O Y A I I a r < ) í í 1 3 2 Q Y B 2 l Q ¡ c aT e l e ! - 2 5 3 - 9 2 5 ? 2 t : 2 5 3 - 2

., ..^o C o n t r o l a d a s porToorocesaclor indicado/; Satería Saja/Remplazar

Indicador : Respa ldando

indicador: Nlvsl de Carga de 90% i

.lar del

' • h -;ruí

: redes .: ' . . . . . -.'I 50ft-. ,-•. CD-ROM1

1 cierre

L ? n r r o . ;i\^r.-¿ . . .. ,-.:':: .¿or'e :odas !a¿ r"ur.ci-?'--sr i u i . i j n t - 1 "ii:t^ prjL't1 1 uc'.aüa .TIicJos Ic-s .:,.t:ckisLos nocleloi úr 230 ,1 ó": VA. sor. dediseño m i n i í o r r e y ocNp-^ • ., topacio

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IndicadopCofrecclán da Voltaje

Indicador ; E n e r e ' ' - j e .CApresan í i ' ::

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• .in Milicr variable tfiac can be translai^d to voitage or currcnt.\H: ..itriiciive die-cast metal bezel of thc Apollo not ooly enhances the•.n.¡ni:c uf any panel, it can also be seded in the front panel for use in wash-

I ifc.i-. and tough. diny industrial environments. The 3 1/2-digit bi-polari.iv immus sien displayed when currcnt or voitage is ncgative) feaoircs' 114 .2 mm) high, 7-segment LED's for easy rcading. Also feaxurcd are

•% ..hlc lerminal bíocks on the rear that facilítate installation wiring and

SPECIFICATIONSUISIM.AY: 3 1/2-digit, 0.56" (14.2 mm) high, 7-segment LED. (-) miniis sign:^lived when current or voitage is ocgarive. Decimal points ínserted bcfore^•-nd. or 3rd least signiñcam digits by DIP programmíng swítchcs.l'UV.'ER: Available in either 115 VAC or 230 VAC versions. Alíowablc"*or ¡me variation =10^, 50/60 Hz. 6 VA.

IM'L'T RAiNGES; (Selectaile by input and jurnpcr connections.)1 C Voilmetert A.C. Curr*O1 M*t*n O.C. Vortmr»

•'°'<'->>s 0-199.S uA ííntcroa/pps) ti,999 Voto

"> ~<9 V G Í S 0-59.S9c\ tJ9.99Vcít3• ' ' Í V i i l s 0-199.9 mA *]999VoHj

•O /G-IS 0-1.559 arrpa ±300 Voía0-199.9 mV (basic ranga)

\l-'CL'RACY: (23^. 35^ R.H.)• ' Volts- ±{0.1% of Rcading + 1 digit)-' volts - ^0.1% of Reading + 2 digits) (45-500 H.- Current<}-9 MA, 1.999 roA, 19.99 mA: ±(Q, i % of Reading + 1 digit)IJ-9 mA: =(0.15% of Reading -r t digit)'99 A; -(0.5% of Rcaáing + ! digit)

AC Currínt (45-500 Hz)199.9 jiA. 1.999 mA, 19.99 mA: ±{0.1% of Rcading * 2 digits)199.9 mA: ±(0.15% of Reading + 2 digits)1 A: ±(0.5% of Reading + 2 digits)

. OVER-RANGE RATOJGS, PROTECTION, AND CSTDICATTO.V:Oyer-Ran^e ludicatíon on all modcs is tndicated by '-¡¿rjur.g 3 least

signiñcant dígiu.Mai. Volfage on Basic Range Inputs: 75 VAC or DC ,Tcrm. í 10 3 on

volcmetcn. Term. 9 to 3 on curren: meters).Mai. Voltagí oa Termina] Block: 300 VAC or DC (Both .«iiir.eters and

current metcrs).Max. Shunt Currtnts (on currínt meters):199.9 uA thrüugh 19.99 mA: LO x max. range current199.9 mA: 1 amp1,999 amp: 3 ampsCamión; ¡n cirritiis whtrefault cuntntj can cxcced max. j{lo--.¿cie * urrsnc

shawn above, afasT-blowfusc should be insialled ¡n senes •*-itH :~.c - ¿rrenrmeter to przvenl currrnt surges in excess of ¡he ÍTULC. rannss

. TEMPERATURE COEFFICIENTS:

O.C. Currwnt M«Wr»2199.9 \iA (microamoa)3:1.359 mA (miHlampa)

±199. 9 mA«1.999 amw±199.9 mV (bosk: ranga)

D.C.; =100 PPMAC D.C.:.±75 PPM/°CA.C.: =200 PPM/°C A.C.: ±150 PPKV^C

, OTHER SPECTHCATTONS(ForallA-C. ¿c. D.C. current and voltmcterx)'Operatíng Temp«rature Range: 0° to 60°CSíorage Temperature Range: -40° to 30°CRespoose Tune To SUp Change Input: 1 sec. nominalReading Rate: 2 J readings/sec., nominalNormal Mode Rejection: 50 dB 50/60 Hz (D.C. units oniyíCommonModeRejectíon: 110 dB D.C. or 50/60 H z ( D C .Commoo Mode Voitage (comm. to earth): 350 volt pcaicCoostructíon: Metal die-cast froot bczel with blaclc hjgn ¡mouct plástic

case, Front panel metts NEMA 4/CP65 requirements *hcn prop^rlytnstailed (panel gasket and moundng clips íncludcd).

Weigfat: 1.2 Ibs (0.54 Kg).

mly)

DIMENSIONS "In inches (mm)" Note: Recommended mínimummounting clip installation is 2.1"

ciearanca (benind the panel) tor(53.3) Hx 5.5' (140) W. P*HEL CUT-OUT

! ¡53B\•£*

/

i.(«

35•5)

•3.50 (36.5)-

L1"^.i C2.5)

i—

i i

| iL_

1.n uJlM

1

751 *i)

T -o -0-3

(92:^) i.c

77 :?;te-Q ,

(7.5)

\PQ. , Q ycLTMETER INPUTS & CONFIGURAT1ONS (Applles to both Apollo A.C. & D.C, voltmetenj)

¿5— lurn 5-ji'rt— n icsfírxj ?ot, ;;i-DYid*i a caoiinuo'jsiy gracin csojurxnitxi ^rth Uis muiti— tcp vortcqt firmar. Jirsct

1

Vc4to9«a cv»r 1.999V an ccx^isctM tea rnuiü-lao srícijion drvidw (Termtnol

CTXÍ 7) »fx»« cutoiA >s tn»n jumD«fMtoca la U-.8 'oasx: 3-1.S99V ¡npuL 3«

VcJtaq* Raf>q« Conn^ctíona' ia-kj*.

(TirminolJ3 Sfrt 3}

Bas-c AcwJkjVctmeter

Irjxa Sarxja0-1.S95V

NOTIj Patarrty inakatirt tor D.C.

OPEPATlHG PO*ER (Avcilob!» in 115 or 2XXK. :O/60±10X

Lirwjgn fU. 'Mían cofln*ctany arnportional troniaoc«r.

•Sv*The simpiified schematic ilefO showV^j

the featurcs that pcrmit the Apa U o Vt ' "to cover 95% of ail in-plant voitanetneasuremcnts. The basic voltmctcrto 1.999 V. For higher voltage r^multi-tap precisión voltagc dividerconnectcd to extcnd the rangc up to 3Co V ibiult-in scale adj. poL exienda theof Apollo Voltzneters evcn funher todircct readout troco transducers ihax c—-,,signal voltage ourputs proportÍDnal to ?jPSI. FPM, etc. Note: iVTien ¡ued ¡a n:cdcv kscaled units o ¡he r than voltaje, thc. frons x^calibrarían adjusrmcnt can be íised as ¿ trim scaling adjustTncni, • ^3

•- »

L

a-VOLTMETER RANGE CHANCE CONNECT10NS

(Pclariíy Indicated íor O.C.)

Q-1.999V 0-199.SV 0-3CCV

«

sE 0

SCALING FOR D1RECT READOUT OF OTHERVARIABLES

tn many industrial applications, a voltage sensing insmimcnt is requircd todisplay a readüig io terrns of PSI, RPM, or some other variable. The signalvoitags being measurcd is nonnally gencrnted by a tnnsduccr which scnscs thevariable and delivers a Unearly proporcional ourput voltage.i¿WTne mulü-tap divider and the scale adj. poc. of the Apollo Voltmeten can be-v ^íinecisd in umdem issri¿s) to scale (divide) virtually any signa! voltage up to3CO V rnax. dowti ;o the basic O to 1.999 V input range to get the destredreadins. Tne multi-up voltage divider provides coarse rangea of división andihe scaüng pot. provides continuous selecúoo of división factors between the

iVofe: The normal decade división factors (+10. -100, and +2000) hnve beencdjítsied in this schematic to account forparalld connecríon ofihe scale pot.resístanos wnic/i inervases th¿S£ faciors as shown,In crder to determine the jumper 'Airmg confíguradon of the Apollo for a

scaled application. we tnust flrsi determine the división factor requircd toprovide the desired dispíay.

U5INGTHE FORMULA:

VT x D.D.P,D.R.

= D.F.

WHEHE:VT = Máximum Transducer Output

O.D.P = DIsplay Decimal PointD.R. = Desired ReadingD.F. = DMsíon Factor

O.D.P.

O.COO = 1

CO.CO = 10

CCO.O = 100

COCO

The Díspiay Decimal Pcint(D.D.P.) ís datermineo bythe desíred decimal pcrnt

= 1000 ptacament in the reaaout

Then '-ve cormect the divider and pot. to obtain the adjustable divisiónwe aeed to brackct the proper divisioa factor (See "Scalin^ Cons-ccr.

" below). *

= 4.53 D.F.

4É'1

EXAAffLE 1: A pressure transducer deÜvers a 5-5 V signal & 120.0 P3máximum. **-'

VT x D.D.R = 5.5 x 100D.R. 120.0

This división factor falls between 1 and 12, so connect per 'Dia%rc.-i Á'below. Calíbrate by adjusdne íhe scaling pot. to get the procer -sadcut 21 iknown pressun:.

SCAUNG CONNECT1ON DIAGRAMS v t - |(Polarity Indicated for D.C.) '

1 < O . F < 1 2 12<O.F<105 105 <O.F < 1,005 t.CG5 < 3.F < 'J.íXX

'

LL!

B@Elf 1 1

— •*- iu^ — i(+) ^^

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(•¡•)

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(-)

'- COUU. "" ' — 'CCIAL ' 'CC4*L ^^ CCI.V.

EXAMPLE 2: A D.C. tachometer generator delivers 210 V at rr.a.ximumachine speed which is to be indicated as 575 FPM on on Ac-oilo Vo¡un¿!

?mVíMa.-, fromtach. gen.) •: IQOOfP.PP.) = 7 6 5 , D F )

575 (Desircd Readout)

Thís división factor falls between 105 and 1005, so connect per "Diug".C" above. Caiibratc by adjusüng the scMLng pot. to get the proper readout ATcnown speed.

INPUTS á CONFIGUFtATJONS (Appiies to both Apollo A.C. ¿V D.C. current meters)

•-- — 7 ~•^••:«• -,iji.-i

\~

/ •-v«-"• -.'' - ,'.-x;--

r n Q -^r-3)u ~"l l ^ =C-."" '

iVi.:~ ^;>' x""

ss(— SÍ.H X._, ~-_-l?

si.-* :W*CE,-: - t :vceR

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V .y

V~

^•"-3^

í|

5! 3-1 999UA

lí1 0-'9.59 UA,

" 4ttl 0-1 3MA

=1

4'I CCMU

112 V1C[50/W HZ;e«a wl

' y

i n ^yii-jx^Jon wrtn í."-« T>.rtJ— Ico -<t><tiX}« OrtxJ^r, 2.r»ct rwxvxít írwn vrruoiÍY orrr prcwtxyxii lr^n»o\xa«',

:^jx

) * 1 r~^•^ m 5 > q '^- Apollo Current Meters incorpórate a basic— ,' "*" r_fr»ra rrtn M*rxa muma. | Q to 199.9 mV voltmeter Circuit togcthcr -AiLh^ \ a stnng of buüt-in current shunts that can be-=-¡ <? • t \ connected lo provide current "neasunng"-T ¿^^000 4wn ¿^d'rn'^ti ranges from 0 to 199.9 îA to 1 .999 imps m"gi^ «^^Ta* ^ a Q-lM-9fIlV 5 decade stcps. A buik-in scaling pot. also

1 s*o«rfljoq oo ;.jnx>«- írom a io 9 ailows the unit to be used as a scaisable5j " r*a. ^^ -^^Ttó"^ raülivottmeter and provides for arbitrar/\ Twmôa J ond 9. cuiTcnt scaHng. Note: When used to reudout

"Tj (~) ín scaled units other than voltaje or curr?~tt.' ¡jTs i the froni panel calibrarían adjustment can bt

' 3 i^ .,_ _ , * ( J irLJt ,UA^.-"" ajea or a n/ic fnm scaiins adjustment.T^ HOic reôfrtY ifx>cut*o for D.C, -1 3 's>~i" j OP^F-ATWG ?Üi»Cí (Am¿at>l« Vi 115 or UCVtC M/40 Hl^ c^) - U,™ PO^ ,„ «^^ V- 1CX

CUBREN! METER SCALING

Thc numerical current valúe disptayedby tbe Apollo current meter can be scaleddown to aimost any lower numérica! valuéby connecting the scale adj. poL Thís potcan be sel to divide the normal numérica!current reading by any división factorbetween -rl and -r!3. ía addiüoru íhe shuntresistancc chosen can be reduced byconnecting the currtnt lead to a lowerresistance (highcr ran$e tap).

EXAMPLEla the diagram (left), thc Apollo Current Meter has becn connsrcted to

rneasure a círcuit currcnt to 120.0 mA máximum. However. ín this appücanon.the readout is 10 be in pcrccnt of load currcnt. with 120.0 mA bem? equivalentto 100.0% readout The scale adj. pot. connected as sho^n can be adjilsted toreduce thc normal 120.0 mA display to the tOO.0% display disirrd. The tnputcurrcnt leads could also be connected to 4 and 3 instcad or" 5 and 3 as shown,aad this would yield a readout to 100% and allow the decimal pomi and léaseiigniñcant digit (0.1%) to be dropped.

Scaling to obtain a numérica! readout higher than the numérica! valué of thecurrent can also be done Ín most cases by simply feeding the currtnt ínput intoa lower range. However. at the higher current range (1.999 A) and wiih sxieoialshunts, carc should be takcn to avoid e.xcceding máximum shunt currcnt.

For example, íf the unit is measuring a máximum currcnt of 1.3 amps(current Jlowin^ between ¡erminnls 3 and 4), íhe numérica! currcnt valué 'A til be1.300 displayed. Here. it is impossible to íncrtasc the numérica! scaled valué tosay 1.500 by connecdng to the nexi sensidvity (199.9 mA) since the 1.3 ampactual currtnt exceeds thc máximum current raring of this range >S¿e"Specificanons " for máximum curren*.)

CONNECTJONS'••• J^pictsd in the cirawing of the Apollo Unit. ali connections are made to a

"*••'*:o!fi tsrmiaal blcck for case of insudlation. To rtmove the block. pulí" 'w bacSí of thc block uncu ít sudes clear of the terminal block shroud.

li'Jüiin: r¿rrninal block should NO'L be removed with power applíed to the

POV/ER CONNECT10NS^nrnary AC c-owcr is connected to Termináis 1 and 2 (Marked A. C. Power,

-• .vt/ un the Uft-hand side of the terminal block). For best resulLs, the AC•' HT >hould be rtlatively "CUan" and v/ithin the specified ±¡10% variadon

•;" Drawing power from heavily loaded circuits or from circuits ihat also•' '•cr loads that cyclc on and off. should be avoided.

:I)PUTCONNECTIONS"rui cor.necuons and ranee cooñguraüon jumpers are made on Termináis 31JSn 10 or 11. (For detailed information. see "Inpuis and Applicaríons".)"^n ccnnecüng and instailíng the input wires, the following guide unes

"J|d be obsen-cd. (This is ¿specially truc, in electrically "noisy"

5igna] ¡nput knds in the same conduit or race ways withfeeding motors. solenoids. SCR controls. heacers, etc. tdeally.

re's should be run by themseives in a sepárate conduit.l¿ads wíthin electncal enclosures should be routed as far from

, rnotor staners. control relays, transformers, and other similarmpor.ents as cossible.

C. vVhen shielded wire is used. connect the shield to the signal commontermina! of the Apollo Volt or Currtnt meter and leave thc other cnd of *he-hield uncoanected and insulated from machine ground.

DECIMAL POINT SELECT1ONrhe Apollo Volt and Current meten nave DIP switches located on üie side of

'he umt for the selecúon of 1 of 3 decimal points for dispiay.

u,, j inis ¿re designed to be pancl-mounted with a gasket to providc' ' t , i -caí. Two mounting clips and screws are provided for easy

'"' ,',, i .QiiJcraüon ihouíd be given to the thickness of the panel. A' '" ' i u t > -^ Ic¡° t*"n ^y dislort and not provide a water-üghc seah

' " ' .itfiíirJ mttitmufn panel thickness ¡s 1/3".)' ' M i l ,|K- ¡Mr.el CJt-out has been cornpleted and dsburred. carefully apply! Y-ACI ü' ibe pane?. DO NOT APPLY THE AD HESITE SIDE OF THE

"\> KK T TO THE BEZEL. Insen ihe unn inio the panel.\-, tkpicicd m the drawing. :nsíatl -he screws into the narrow end of the

...miifii; ^lips. Thread ihe scre-.vs mto the clips un ti! the pointed end justprotrudes through the other síde.

ínstall each of [he mountingclips by inserring the wide lip of theclips into the wide end of the ho!e,íocated on either side of the case.Then snap the clip onto the case.

Tighten the screws eveniy lo

7HICK

,CUT-¿WAY^ '-lEW CF

^\EJ

MCUMTTIG -CLP

apply uniform compressíon, thusproviding a water-tight seai.Cau£ian:Only mínimum pressurc isrequired lo seal panel. Do ¿JOToverñghten scrws.

-GASKcT - 0.100" ..-:>=••

%¡

SCAU.'ÍG'ADJUSTWENT

--poaoStüEL

<. « s 3 J.33 ¿y5-2S

MOUNT1HC CUP'2 PLACES

WOUNT1NG SCRETíV-2 PLACES

'^

TEMPERATURE MONITORING IN A B1SCUIT BAK1NG OPERA!

1 2 Í Í 5 G 7 3 3 I O

Uat

división factor is rcquircd. Use die equatíoa díscussed in íhc ÍC.XLDivisión = fMasimum OutpuÜ * D.P.P. = f i O í x !

Factor (Desired Display) (6C*J = 15.7 (D.F.)

l_u

/SHfEH)

/f \H[ | CCMU.

\ /i

rv*u

V-.cn,moa of

r^ii J) and-. -.r.ectcdrfmuial 3).

r-,s to a ponabí; ,by i

7HERUOUETIH

A bíscuii baker has temperarme controllers on his avena that have a dial forsening the tempcrature of his ovens. He would tuce to have a digital dispiay of

tempcrature for case of motütoring. He has determined, by talking to theperarure controller manufacoirer, thcrc ía a O to 10 VDC voltage avaiíable

from the controller, that represents a temperatura of approximateíy O to 600°F.An Apollo DC voltage indicator is ídeally suítcd to tbis application. It is

apparent that a standard range wjll not sadsfy this rcquirement; therefore, fieidscaling is required. The first thing that must be done is to determine what

ít can be seen that the división factor fails benvesn !2 ..id ¡05 (5"Sea'. ? Conntcñon Diagrams"). This is accomplished -•/ .rr.necdag

jtiinp.,-. ->erween %10" (Terminal 6) and Terminal ÍO :h.einpur), and a jumper berween Terminal 9 and Tenrunal -iconductor shielded VÁTC to rainimíze noísc pickup, 'hetemperamre controller output is. cormected to "COMM. " ' Tt"HIGH" Síde of the output of the temperatura controller"V^" {Terminal 7). The shield ts also connected to "CD.V/.W

The Apollo is now ready to be calibrated. The baker has i,digital thennometer. So in this case, calibración wül becausing the Apollo indicator to agrce wida üie portable J¡cThe baker sets bis oven to bis normal baking tempcraturc otthe temperature probé in the oven and waits for it to reach -•the oven has stahilized. ai its operadng temperature, the raicr •.-r.oiy adjusathe "coarse" scaíing adjustmeot, íocated at the rear -u" T.C •:•.. mol ¡bedisplay ¡s cióse ¡n valué to thai indicated on the digital ihcrnu-mcirr. He ibea )removes the "fine" scaíing access plug and adjusts üv: ''~i¿ ' scaíing }adjustment until the dispíay agrecs with íhc digital thermomcier He rcpiaca ¡the access plug to keep dust out of the Apollo. The Apoúo •• iimctsr DO«indicates the oven temperature and the faaker can monitor ~.iiprecise ly.

h" He instillí i

VOLUME iNDICATIONA raanufacturer who uses vais of chemicals ín his process has been using

the output of load cells. connected to a circuh thai m turn drives a I rnA DCanalog meter movement to display how full the vat is. The meter dial iscalibrated O to 1500 gallóos.

An Apollo DC current indicator ís ideally suíted to this appücaüon. U tsapparent that a standard range wül not sarisfy this requiremcnt and freídscaíing is required.

[tcan be seen that the I mA for 1500 galions can notbc accomplished usingLhe 1.999 mA ranee; howevcr, the máximum input of ImA docs not exceedthe máximum input OD the 199.9 uA range, so this range is selected. This isaccomplished by connecting the jumpers as described in die "Scaíing" section¡e.g. from "199.9 pA" (Terminal 8) to Terminal ¡I and a jumper berweenTerminal 10 and (he "199.9 mV" basic input (Terminal 9}¡, Then, the Apollois connected in the circuit to replace the analog meter by connecung the"199.9 ¡iA" (Terminal S) where the 'V terminal of the analog meter wasconnected, and connecung the "CO.V/Af." (Terminal 3) where the "-" terminalof the analog meter was connected.

The Apollo is now ready to be caiibrated. The operator filis the vat until itis completely full and he knows he has 1500 galions. He then adjusts the

coarse scaíing adjustrnent on the rear of the Apollo indicaior -jr/^l 'he dispbyreads approximatcly 1500. He thcn removes the "fine ' ^aíir.ií üJjustmcntaccess plug and adjusts the "fine" scaíing adjustmeoí unul L*IC Jisplay rradaexactly 1500. He rcplaces the access plug to keep dust and -¿atcr out of tbcApollo. The Apollo current meter now indícales me exant r;ur-r<r of galleasin the vat. No decimal point is sclected bccause the resoluüon ií 1 gallón.

VOLTAGE & CURRENT MEASUREMENT APPLICATIONS (Cont'd)

i CURRENT MONITOR1NG OF A DC MOTOR t~

|t ,

¡j-ircd 10 monJtor ihe power supply volLige and load currcnt of a 120, > i -.nuiur. The máximum load current is 100 amps.

•i.c \poilo DC Voluneter, Model APLVD, is coañgured for ihe 199.9 V•-I..IL-I! ranee by connecdng the " -100" (Terminal 5) to thc 1.999 V basíc..^TTiinál S). The "CONGví." (Terminal 31 is connectcd to the negadvc

••L !?rol' ihe power suppiv and the " V^" Input (Terminal 7) ÍS connected»c rni'.iuve terminal of thc power supply. The resoluüon of thc display is\s "D.P.I" is selected.

The Apollo DC Current Meter, Model APLJD, ¡s conügured by simpiycoanccüng the "CONÍM." (Terminal 3) and the "199.9 mV~ baste mput(Terminal 9) to thesense termináis of the e-xtemal 100 amp cunrnt shunt (.AJ3-SCM-100). The cxíernal shunt is then conncctcd ín series wilh thc ncgauvcterminal of the power supply. Thc rcsolutioa of the dispiay is 0.1 Jzcp,thcrcfore "D.P.l" is sclected.

Thc Apollo volt and curren! meters wiÜ now indícate the power supplyvoltaje and load currcni of thc DC motor prcciscly.

t Note: Forhigh AC currents, ¡t ¡s recommendad that (ha Model APUT be used with a cvrrení íranr/ormsr.

ORDERING INFORMATION

MOOELNO."APLVD--APLVA•-APL1D-•APLIA

-,

oescñipnoNAoollo OC VoltmeterAooilo AC VoltmeterApollo DC Current Meter

PAPTTHUMeERS230 VAC

APLVD410APLVA410APUD410

Aoollo AC Current Meter 1 APIIA-MO-10 amo Current Shunt-100 amo Current Shunt

115 VACAPLVD400APLVA¿00APUD4OOAPLIAAOO

APSCM010APSCM100

For more intormation on Pricing, Endosurea, 4 Panel Mount Kits, rafer to the RLC Catalog orcontact your local RLC distributor.

* Volíage drop aijvUcurrcnJ - ¡00.0 mV máximum. Conrwiauj curre/u shouldrux cxcecd ¡¡5% ofranng.

** Unía are shipped calibraled ¡o the follawing readingí:

I4QDEL NO. DlSPl T Q IHPUTAPLVD 1999 *? 1 999 VOCAPLVA 1999 3 1 999 VACAPLID 1999 9 1399mVOCAPLIA 1399 3 i99.9mVAC

D33

.m-

Overvoitaae arresters -cr '.r-e ~-=as'.

Overvoltage protection for the measuring Une

Overvoltage protecíion type B 62 - 36 G

Standard rve^/oltage protection tn two-wire lechnology for the measunng !inebetween sensors and signal ccnditioning instruments as v/ell as for Q/¿ ... 20 mA-circuitsoí compací sensors and indications also suitable for ia-arcuits(also íor ZZFQ C-circuits — avervoilace protecüon requires no ov/n apprcvaí)C^aractenst'cs vaiue; 12 .. 35 V DC, max. 1 AProtection: IP 20 (m housing IP 65)

Price in DMOvervoltage protection type B 62 - 36 G

Add, price in DMHous ingX without housingG K Plástic housing IP 65G A Alumínium housing IP 65

193,-

0.33,'

146.'

Ü S B 3 6 G Order nurnber for overvollage protection type B 62 - 36 G

Overvoltage protection type B 53 -19

Overvoliage protecíion for the measuring Une between conductive elecírodes and the appropriate signal conaitioralso suitable for ia-circuitsCharacteristics valué: max. 19 V ACProteciion: IP 20 (in housing IP 65)

Price in DMOvervoltage protection type B 53 - 19

Add. price in DM

HousingX vmhout housingG K Plástic housing IP 65G A Aluminium housing !P 65

136,-

0,-38,-

146,-

U S B 5 3 1 9 Order number íor cvervoKage protection type B 53 - 19

Overvoltage protection for the supply Une

Overvoltage protection type B 51 - 75

Overvoltage proíection type B 61 - 300

S^cc'y 5nd ccrtrol une proíection for allPr:;ec;;on: !P 20 (¡n housing IP 55)

. S^cc'y 5nd ccrtrol une proíection for all instruments v/ith 110 ... 300 V AC.DC. max. 16 A

Overvoltage protection type B 61 - 300 Fl

Supoly 3nd cc-ntrol :me protection with leakage currení circuit íor all Instruments wíth 110 ... 300 V AC/DC. max. 16 AP'Diection: IP 20 ('.n nousing IP 65)

Overvoltage protection type 8 62 - 36 G

Suppiy and control líne protecíion for all instruments wiíh 12 ... 36 V DC. max. 1 AProtecuon: IP 20 (¡n housing IP 65)

|, . _ _

R j Basic pnce in DM 193,-.Í Add. price in DM

j Type] 6 1 - 7 5 16 . . . 53VAC, 16 ... 75 V DC o.-! 6 1 - 3 0 0 110 . . . 300 V AC/DC 0,-j 6 1 - 3 O O F I 110 ... 300 V AC/DC wiíh leakage currsnt Circuit 0,-¡ 6 2 - 3 5 G 12 ... 36 V OC 0,-: Approvals; . X vvithout of-- Housing! X wiíhout housing 0.-¡ G K Plástic housing IP 65 with carrier rail 38.-

G A Alurhinium housing IP 65 wíth carrier rail and earth terminal 146,-

U 3 B . X , Order number íor overvoltage protection type B 61 or type 62 - 36 G

i AP-301

A

Overvoltage protection

Carner raí! 323cc 'o EN 50 035

Carner raí! 35 x 7.5acc. to EN 50 022

54

i TT

T .GL59

n

25

Plástic housing for overvoltage protection

o4.5

J,

Pgl6 ;50

160

for max. 2 avervoltage arres. . 3. with VEGASON Ex, VEGAPULS Exinclusive carner rail and breatner íacility

l*

pih-

i-f;v*

Aluminium housing for overvoltage protection

130*1 05,5

Pg 13.5

for max. 2 overvollage arresters e.g. with VEGASON ex. VEGAPULS Exinclusive carner rail and brealher facility

302-AP

Anexo

F.- Certificado

i

SIEMENS

Gerencia GeneralSeñoresEscuela Politécnica Nacional

Facultad de ingeniería Eléctrica

Ciudad.-

Teléfono 507 134Fax

NombreDepartamento

TeléfonoFaxe - mail

Su ReferenciaNuestra Ref.:Ciudad, Fecha

Luís PalauGER.GEN

(02) 474060(02) [email protected]

Tesis de GradoQuito, 24/09/01

Asunto: Tesis de Grado basada en Proyecto Compuerta de Ishpe

Estimados Señores;

Por medio de la presente y en mi calidad de Gerente General de Siemens S.A., dejo constancia queautorizamos al Sr. Ramiro Eduardo Cordón Salgado a utilizar información técnica del proyecto de lareferencia y de los productos Siemens en la elaboración de su Tests de Grado.

Así mismo certificamos que el dicho Señor, realizó el diseño, la instalación y puesta en marcha delsistema a que se refiere el tema de su trabajo.

Cordialmente,

Luis PalauGerente General

Siemens S.A.

Sede principal: Quilo. Calle Manuel Zambrano y Panamericana fJone Km. 2'/i • PBX 474060 - Fax; 407733 - CasiKa postal: i7-0-<*i07M

Sucursal: Guayaquil. Av. Miguel H. AlcívarMz. 5O6. Edificio Torres OeJ Norte, Oíc. B707 • P8X; 637*01 • Fax: SB74Q4

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL - Repositorio...

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