OpenAir Drehantriebe mit Federrücklauf GCA…1 Technische Grundlagen Ausgabe 2.
/36 Siemens Building Technologies Drehantriebe mit Federrücklauf GCA…1 CE1Z4613de 2017-05-26
Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung ...................................................................................................... 5 1.1 Änderungsnachweis...................................................................................... 5 1.2 Zum Dokument ............................................................................................. 5 1.3 Was beschreibt das Dokument? ................................................................... 6 2 Drehantriebe mit Federrücklauf .......
7.1 Allgemeine Kontrolle ................................................................................... 27 7.2 Elektrische Funktionskontrolle .................................................................... 27 7.3 Modbus .......................................................................................................29 7.3.1 Bedieneroberfläche ..................................................................................... 29 7.3.2 Drucktaster-Adressierung ......................
1 Einleitung 1.1 Änderungsnachweis Änderungen Powerpack (zwei Antriebe) Einstell- und Bedienungselemente Technische Daten (Abmessungen) Massbild Zubehör, Ersatzteile (ASC77…) Elektr.
1.3 Was beschreibt das Dokument? Dieses Dokument enthält technische Grundlagen zu den Drehantrieben mit Federrücklauf der Typenserie GCA...
2.2 Typenübersicht Die folgende Tabelle zeigt die den Drehantriebstypen zugeordneten Optionen. GCA... 121.1E 126.1E 321.1E 326.1E 131.1E 135.1E 161.1E Steuerungsart Betriebsspannung AC 24 V DC 24…48 V AC 24 V DC 24 V Betriebsspannung AC 230 V Stellsignal Y DC 0...10 V DC 0...35 V mit Kennlinienfunktion Uo, ΧU Dreipunktsteuerung Zweipunktsteuerung X X X X 163.1E 164.1E 166.1E Stetig wirkende Steuerung Standard Version X X X 161.
2.3 Funktionsbeschreibung 2.3.1 Funktionsbeschreibung für GCA...1 Die Funktionen sind tabellarisch aufgelistet und den Ansteuerungsarten zugeordnet. Typ Steuerungsart Stellsignal, mit einstellbarer Kennlinienfunktion GCA12..1 / GCA32..1 GCA13..1 Zweipunktsteuerung Dreipunktsteuerung - GCA16..1 GCA161.1E/MO Stetig wirkende Steuerung Modbus RTU Y = DC 0...35 V mit Startpunkt Uo = 0...5 V und Arbeitsbereich ΧU = 2...
2.3.2 Ergänzung zu Funktionsbeschreibung für GCA16..1 Die folgenden Informationen gelten für stetig wirkende Antriebe. Kennlinienfunktion (GCA163.1, GCA164.1) Startpunkt Uo und Arbeitsbereich ΧU können mit zwei Potentiometern eingestellt werden (siehe Kapitel 3.4 "Einstellbare Kennlinienfunktionen"). Die max. zulässige Eingangsspannung (Uo + ΧU) beträgt DC 35 V. Anwendung Antriebe mit dieser Funktion können z.B. für folgende Anwendungen eingesetzt werden: ∂ Klappen mit Drehwinkelbegrenzung können z.B.
2.5 Aufbau und Ausführung Kurzbeschreibung Die elektromotorischen Drehantriebe GCA...1 gibt es für Zweipunkt-, Dreipunkt- und stetig wirkende Steuerung und Modbus-Kommunikation, mit Federrücklauf als Notstellfunktion. Das Nenndrehmoment beträgt 18 Nm. Der Antrieb ist mit Anschlusskabeln vorverdrahtet. Gehäuse Robustes und leichtes Ganzmetallgehäuse aus Aluminiumdruckguss. Es garantiert eine lange Lebensdauer des Antriebs auch unter anspruchsvollen Umgebungsbedingungen.
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3 Einleitung Technik Dieses Kapitel beschreibt folgende Themen: ∂ Antriebsmotor und Federrücklauf ∂ einstellbare Hilfsschalter ∂ einstellbare Kennlinienfunktion (Stellsignal DC 0...35 V) ∂ Regelcharakteristik unter Berücksichtigung der Neutralzone 3.1 Antriebsmotor und Federrücklauf Antriebsmotor Der bürstenlose Gleichstrommotor ermöglicht präzise Geschwindigkeitsregelung, Drehmomentüberwachung zum Schutz des Antriebs und der Klappen sowie eine zuverlässige Notstellfunktion.
3.3 Elektrische Funktionen Hilfsschalter und Stellsignale Die folgende Grafik zeigt den Zusammenhang zwischen dem Drehwinkel, den einstellbaren Schaltpunkten der Hilfsschalter A und B und dem Stellsignal.
3.4 Ein stetiges Stellsignal DC 0...35 V von einem Regler steuert den Antrieb. Der Drehwinkel ist proportional dem Stellsignal. Mit dem Potentiometer "Uo" kann der Startpunkt zwischen DC 0...5 V und mit dem Potentiometer "ΧU" der Arbeitsbereich zwischen DC 2...30 V eingestellt werden. Ys [%] 100 1) 4) 3) 2) 4637D04 Antriebe GCA163.1, GCA164.1 Einstellbare Kennlinienfunktion ΧU 5 2 10 15 20 30 0 25 Uo 2 5 10 30 35 Y [V] 0 1 2 ΧU (max.
Kennlinie für Beispiel Y S [%] 4637D02 100 Max. Stellbereich Ysmax = Arbeitsstellbereich Ys = Startpunkt Uo = Arbeitsbereich ΧU = 50 0 2 Uo U min 3.5 10 18 Y [V] 100 % (95°) 50 % (47,5°) 2V 16 V Wirksamer Arbeitsbereich ΧUw = Umax – Umin = 10 V - 2 V = 8 V ΧU (16 V) U max Neutralzone Für stetig wirkende Antriebe ist die Regelcharakteristik für den gewählten SollwertEinstellpunkt zu beachten. Antriebe GCA161.1, 166.1 (DC 0...
4 Hinweise zur Projektierung Einleitung Die Systemgrundlagen der verwendeten Regelsysteme enthalten das Projektierungswissen. Sie sind vor den nachfolgenden Abschnitten und mit besonderem Augenmerk auf die darin enthaltenen Sicherheitsinformationen durchzulesen. Bestimmungsgemässe Verwendung Diese Antriebe dürfen im Gesamtsystem nur für Anwendungen eingesetzt werden, wie sie in den Grundlagendokumenten der verwendeten Regelsysteme beschrieben sind.
Betriebsspannung AC 24 V DC 24...48 V AC 230 V Bezüglich dieser Betriebsspannungen gelten diese Vorschriften: Vorschrift Betriebsspannung AC 24 V DC 24...48 V Die Betriebsspannung muss den Anforderungen für SELV oder PELV genügen: ∂ Zulässige Abweichung der Nennspannung AC 24 V / DC 24...
4.3 Hinweise zur EMV-Optimierung Kabelverlegung in einem Kanal Es ist darauf zu achten, dass stark störende Kabel von den möglichen Störopfern getrennt werden.
Das folgende Diagramm (Beispiel EMCO) ermöglicht die Bestimmung des Gesamtdrehmoments für dieses Luftklappenfabrikat.
5 Hinweise zur Montage Montageanleitung Alle Informationen und Schritte für eine fach- und sachgerechte Vorbereitung und Montage sind in der dem Antrieb beigelegten Montageanleitung 4 319 2615 0 (M4613) enthalten. Achsadapter und das weitere Zubehör sind nicht vormontiert, da je nach Rechts- oder Linkslauf und Länge der Klappenachse diese Teile anders zusammengesetzt werden, siehe Kapitel 2.5 "Aufbau und Ausführung".
6 Einleitung Hinweise zur Verdrahtung Bevor Sie mit Verdrahten beginnen, beachten sie bitte die ∂ "Hinweise zur Sicherheit" im Kapitel 4.1 ∂ "Gerätespezifische Vorschriften" im Kapitel 4.2 ∂ "Hinweise zur EMV-Optimierung" im Kapitel 4.3 ∂ "Schaltpläne" im Kapitel 9 sowie das ∂ HLK-Anlageschema. Nachfolgendes Kapitel ist für AC/DC 24 V und AC 230 V beschrieben (Angaben für DC 24…48 V auf Anfrage). 6.
Das Diagramm gilt für Betriebsspannungen AC/DC 24 V und zeigt die zulässige Leitungslänge L in Funktion der Leistung P und als Parameter die Leitungsquerschnitte. L/P-Diagramm für AC/DC 24 V 4614D01en L [m] 300 200 2.5 mm² 0.75 mm² 100 1 mm² 1.5 mm² 0.
In den folgenden Kapiteln werden anhand von Beispielen für die verschiedenen Antriebstypen die zulässigen Leitungslängen und -querschnitte bestimmt. Die Beispiele mit parallel geschalteten Antrieben gelten für folgende Schaltungsanordnung: G0 G L2 A1 L2 A2 L2 A3 L2 A4 G0 G L1 Regel- oder Steuergerät G0 G G0 L1 G G0 G G0 G Annahme Die Leitungswiderstände von L2 sind gleich gross und gegenüber L1 zu vernachlässigen.
P&I Prinzipschema: Leitungsströme Das Schema zeigt die in den Verbindungsleitungen fliessenden Ströme pro Antrieb. GCA13..1 2 6 7 Beispiel: Parallelschaltung von 2 Antrieben 0,3 A 0,2 A 0V G AC 0,3 A DC 0,2 A G0 AC/DC 24 V M Y1 AC/DC 24 V Y2 4613G07de AC 24 V 1 DC 24 V Bestimmung der Leitungslängen bei 2 Antrieben GCA13..1 und AC/DC 24 V Speisung. Massgebend für die Leitungsdimensionierung sind nur die Ströme in den Leitungen 1 (G) und 2 (G0). Max.
Prinzipschema: Leitungsströme bei AC 24 V Das Schema zeigt die in den Verbindungsleitungen fliessenden Ströme bei 1 Antrieb. GCA16..1 1 2 AC 24 V AC 0,3 A 0V AC 0,3 A G G0 M 9 Beispiel: Parallelschaltung von 4 Antrieben Y DC 0...10 V 4613G08de 8 DC 0...10 V U Bestimmung der Leitungslängen bei 4 Antrieben GCA16..1 bei AC 24 V Speisung. Massgebend für die Leitungsdimensionierung sind nur die AC-Ströme in den Leitungen 1 (G) und 2 (G0). Max. zulässiger Spannungsabfall = 4 % pro Leiter.
Prinzipschema: Leitungsströme bei DC 24 V Das Schema zeigt die in den Verbindungsleitungen fliessenden Ströme bei 1 Antrieb. GCA16..1 1 2 DC 24 V DC 0,2 A 0V DC 0,2 A DC 0...10 V DC 0,1 mA G G0 M DC 1 mA 9 Beispiel: Parallelschaltung von 4 Antrieben Y U (DC 0...10 V) 4613G09 8 Bestimmung der Leitungslängen bei 4 Antrieben GCA16..1 bei DC 24 V Speisung. Massgebend für die Leitungsdimensionierung sind nur die DC-Ströme in den Leitungen 1 (G) und 2 (G0). Leiter 2 (G0): (max.
7 Unterlagen Hinweise zur Inbetriebnahme Zur Inbetriebnahme sind folgende Unterlagen bereitzustellen: ∂ Vorliegende Dokumentation "Technische Grundlagen" Z4613de ∂ Montageanleitung 4 319 2615 0 (M4613) ∂ HLK-Anlageschema 7.1 Allgemeine Kontrolle Umweltbedingungen Kontrolle, ob die im Kapitel 8 "Technische Daten" aufgeführten zulässigen Werte eingehalten sind. Mechanische Kontrolle ∂ Kontrolle auf fachgerechte Montage und auf die mechanischen Einstellungen gemäss anlagenspezifischen Vorgaben.
∂ Durch Anlegen des Eingangssignals DC 10 V muss sich der Antrieb von Drehbewegung: 0° ⇑ 90° / 90° ⇑ 0° (bzw. bis Endstellung bei Drehwinkelbegrenzung) drehen. Stetig wirkende Steuerung ∂ Nach Unterbrechen der Betriebsspannung muss der Antrieb in die mechanische GCA16..1 Nullstellung zurück drehen (Notstellfunktion). ∂ Nach Unterbrechen des Stellsignals Y, aber vorhandener Betriebsspannung, dreht der Antrieb in die Nullstellung. ∂ Während sich der Antrieb von 0...
7.3 Modbus 7.3.1 Bedieneroberfläche Drucktaster-Bedienung Aktion Drucktaster-Bedienung Rückmeldung Aktuelle Modbus-Adresse wiedergeben Tasterdruck < 1s 1er: rot 10er: grün (beginnend mit kleinster AdressStelle) 100er: orange Wenn der Busabschluss eingeschaltet ist blinkt die LED nach der Adressanzeige einmal blau Beispiel: 124 = 4x rot, 2x grün, 1x orange Schaltet den Busabschluss Ein/Aus Einschalten 1.Taster 3x drücken Blinken bzw. Flackern der LED stoppt (termination mode) 2.
Reset des Stellantriebs mit Drucktaster 1. 2. 3. 4. Tasterdruck >10s ⇓ LED blinkt orange Taster während des Blinkens loslassen ⇓ LED blinkt weitere 3s Drückt man während dieser 3s den Drucktaster, wird der Reset abgebrochen Nach diesen 3s ⇓ LED leuchtet rot (Reset), während das Gerät wieder auf startet. 7.3.2 Drucktaster-Adressierung Die Modbus-Adresse kann ohne separates Tool eingestellt werden, indem die Drucktaster-Adressierung verwendet wird.
Adresse “50” einstellen: 1. 2. 3. 4. Adressier-Modus aktivieren 1er-Stellen überspringen: Taster drücken bis LED grün leuchtet – Taster loslassen Eingabe der 10er-Stellen: Taster 5 mal drücken ⇓ LED blinkt je Tasterdruck grün Speichern der Adresse (100er-Stellen überspringen): Taster drücken bis LED rot leuchtet – Taster loslassen ⇓ Adresse wird gespeichert und 1 mal zur Bestätigung wiedergegeben Adresse “5” einstellen: 1. Adressier-Modus aktivieren 2.
Beispiel: Die Tabelle zeigt die Registerwerte vor und nach Änderung über Buszugriff. Reg. Name Vor Änderung Nach Änderung 764 Modbus Adresse 246 12 765 Baudrate 0 = auto 1 = 9600 766 Übertragungsformat 0 = 1-8-E-1 3 = 1-8-N-2 767 Busabschluss 0 = Aus 0 = Aus 768 Buskonf.-Kommando 0 = Bereit 1 = Laden 7.3.4 Modbus registers Reg. Name R/W Einheit Skalierung Bereich / Auflistung Prozesswert 1 Sollwert RW % 0.01 0..
Reg. Name R/W Wert Beispiel Geräteinformation 1281 Index R Zwei Bytes, jedes codiert ein ASCIIZeichen 00 5A ⇓ 00 “Z” Gerät hat Serienstand “Z” 1282 Herstelldatum HWord R Zwei Bytes, das niedrigere codiert das Jahr (hex) Reg. 1282 ⇓ 000F 1283 Herstelldatum LWord R Zwei Bytes, HByte codiert den Monat (hex) LByte codiert den Tag (hex) 1284 Seriennummer HWord R 1285 Seriennummer LWord R Hword + LWord = Seriennummer (hex) Nummer: Reg.
7.3.5 Parameter und Funktionsbeschreibung Funktion Reg. Beschreibung Zwangssteuerung 2 Der Antrieb kann für Inbetriebnahme / Wartung oder systemweite Funktionen (z.B. Nachtkühlung) im Zwangssteuerungsmodbus betrieben werden. ∂ Manuelle Übersteuerung: Wird der Gertriebeausrastschalter (falls vorhanden) verwendet um die Klappe frei zu positionieren, wird eine mechanische Blockade detektiert falls Soll- und Istwert länger als 10s nicht übereinstimmen und sich nicht aneinander annähern.
8 Speisung AC 24 V DC 24…48 V (SELV/PELV) für GCA12..1, GCA13..1, GCA16..1 Speisung AC 230 V für GCA32..1 Funktionsdaten Technische Daten Betriebsspannung AC Frequenz Betriebsspannung DC GCA..
Ausgänge Stellungsmelder für GCA16..1 Rückführpotentiometer für GCA135.1 Hilfsschalter für GCA..6.1, GCA164.1, Anschlusskabel Gehäuseschutzart Schutzklasse Umweltbedingungen Normen und Richtlinien Abmessungen Ausgangssignal (Adern 9-2) Ausgangsspannung U Max. Ausgangsstrom Geschützt gegen Falschverdrahtung Widerstandsänderung (Adern P1-P2) Belastung Max.
Gewicht ohne Verpackung GCA1..1 GCA32..1 GCA161.1E/MO 2,0 kg 2,1 kg 2,2 kg 1) Die Dokumente können unter http://www.siemens.com/bt/download bezogen werden Die Produktumweltdeklaration enthält Daten zur umweltverträglichen Gestaltung und Bewertung (RoHS-Konformität, stoffliche Zusammensetzung, Verpackung, Umweltnutzung und Entsorgung) 2) Geräteschaltpläne GCA12..1 GCA32..1 Zweipunktsteuerung Zweipunktsteuerung AC 24 V / DC 24...
9.2 Kabelbezeichnungen Die Adern sind farbcodiert und beschriftet. Kabel Anschluss Nr. Farbe G G0 Y1 1 2 6 rot schwarz violett RD BK VT Y2 7 orange OG Modbus-Typen Y U REF + - 8 9 6 8 9 grau rosa violett grau rosa GY PK VT GY PK System Potential AC 24 V/DC 24...48 V Systemnull Stellsignal AC 0 V/AC 24 V/DC 24...48 V „öffnen“ Stellsignal AC 0 V/AC 24 V/DC 24...48 V „schliessen“ Stellsignal DC 0...10 V, 0...35 V Stellungsanzeige DC 0...
Dreipunktsteuerung GCA13..1 GCA131.1, GCA135.1 AC 24 V (SELV/PELV) AC 24 V / DC 24…48 V (SELV/PELV) SP SP (G) Q2 6 7 N P1 P2 P3 S1 S4 GCA13..1 Q1 Q2 (Y1) (Y2) 6 N P1 P2 P3 7 S1 S4 S2 S3 S5 S6 GCA13..1 Y 2 SN N Y SP SN Q1, Q2 Betriebszustände von GCA13..1 Regel- oder Steuergerät Stellantrieb GCA13..1 Systempotential AC 24 V Systemnull Schaltkontakte S2 S3 S5 S6 Y 1 4613A09 1 2 SN N Y SP SN Q1, Q2 4613A10 AC 24 V (Y2) AC 24 V/DC 24...
9.4 Anschlussschaltpläne (stetig wirkend) 9.4.1 Typische Anwendung Der Reglerausgang ist direkt mit dem Antriebseingang verbunden. GCA16..1 SP (Y) 1 8 S1 S4 9 S2 S3 S5 S6 GCA16..1 2 Y P SN 9.4.2 (G0) N 4613A06 AC 24 V / DC 24...48 V (G) Regel- oder Steuergerät Stellantrieb GCA16..1 Stellungsanzeige Systempotential AC 24 V / DC 24...
Schaltkontakte Betriebszustand K3 Regelbetrieb K2 Vollöffnung *) K1 Vollabsperrung Drehrichtung Montagelage des Antriebes GCA16..1 Hinweis GCA163.1, 164.1 4613T02de Betriebszustände von GCA16..1 *) Antriebe mit einstellbarer Kennlinie: Vollöffnung kann unter Umständen bei dieser Stellung (Schaltkontakt K2) nicht erreicht werden (abhängig von Uo, ΧU). 9.5 Anschlussschaltpläne (netzwerkfähig) 9.5.1 Typische Anwendung Der ansteuernde Regler ist über das Buskabel mit dem Antrieb verbunden.
Produktspezifischer Hinweis Antriebe mit Federrücklauf enthalten vorgespannte Federn. Diese Antriebe dürfen nur durch instruiertes Personal mit Spezialwerkzeugen geöffnet und entsorgt werden. Umweltdeklaration Die Umweltdeklaration zu diesen Antrieben enthalten unter anderem mengenmässige Angaben zu den verwendeten Materialien. Sie ist auf Verlangen über die Verkaufsstellen erhältlich.
A6V101006034M01 Externer Modbus Konverter X = 220 mm Masse in mm 11.2 Referenzierte Dokumente Zweck des Verzeichnisses In den vorangehenden Kapiteln sind alle Geräteinformationen enthalten, die für die sicherheits- und projektspezifischen Anforderungen, Montage, Verdrahtung und Inbetriebnahme der Drehantriebe normalerweise gebraucht werden. Dokumente und Normen Im nachfolgenden Verzeichnis finden Sie weitere Unterlagen, auf die im vorliegenden Dokument Bezug genommen wird: ∂ Datenblätter (N….
Zubehör für Typenreihe GCA...1 N4699de (N4699) N4615de (N4615) 74 319 0413 0 (M4615) 4 319 2659 0 (M4626.1) 4 319 2708 0 (M4626.2) 4 319 2725 0 (M4626.3) 4 319 2846 0 Zubehör und Ersatzteile Übersicht, Zuordnung zum Antriebstyp und Anwendung Externer Hilfsschalter ASC77… Detailspezifikationen Externer Hilfsschalter ASC77… Dreh/Linearaufbausatz für Bodenmontage ASK71.1 Dreh/Linearaufbausatz für Wandmontage ASK71.2 Dreh/Linearaufbausatz mit Hebel ASK71.3 (M4626.
