AXC F 2152 - Nicht kategorisiert Phoenix Contact - Kostenlose Bedienungsanleitung

Produkttyp	PLCnext Control (PCU - Power Control Unit Applikationssoftware)
Hersteller	Phoenix Contact GmbH & Co. KG
Modell	AXC F 2152
Artikelnummer	2404267
Abmessungen (B x H x T)	ca. 45 mm x 100 mm x 75 mm
Gewicht	ca. 130 g
Versorgungsspannung	24 V DC
Leistungsaufnahme	typ. 6 W
Prozessor	ARM Cortex-A9
Arbeitsspeicher	1 GB RAM
Massenspeicher	8 GB eMMC
Kommunikationsschnittstellen	2 x Ethernet, USB, serielle Schnittstelle (RS-232/485)
Unterstützte Protokolle	IEC 60870-5-101/104, Modbus TCP, Modbus RTU
Softwareplattform	PLCnext Engineer, eHMI (Webinterface)
Anzahl Regelungskomponenten	bis zu 5 (parallel)
Anzahl Wechselrichtergruppen	bis zu 25 (je bis zu 80 Wechselrichter)
Regelfunktionen	Wirkleistungsregelung, Blindleistungsregelung (Q(U), Q(P), cos φ), P(f)-Kennlinie, Primärregelleistung, Bypass-Modus, Spannungsbegrenzung
Lizenzierung	PCU-Lizenz erforderlich (Leistungsklassen von 250 kW bis unbegrenzt)
Diagnose	Farbige Symbole (grün/orange/rot) im eHMI, Fehler- und Warmmeldungen, Diagnosecodes
Konfiguration	Über PLCnext Engineer (Offline) und eHMI (Online)
Netzwerksicherheit	VPN-Tunnel, Firewall, mGuard (optional)

Häufig gestellte Fragen - AXC F 2152 Phoenix Contact

Wie installiere ich die PCU-Lizenz auf dem AXC F 2152?

Die PCU-Lizenz wird im PLCnext Store Info Center installiert. Nach dem Herunterladen der Lizenzdatei aus dem Store wird diese über das Info Center der SPS aktiviert. Eine detaillierte Anleitung finden Sie im Kapitel 4.3 des Handbuchs.

Welche Kommunikationsprotokolle werden für die Netzbetreiberanbindung unterstützt?

Der AXC F 2152 unterstützt die Protokolle IEC 60870-5-101 (seriell) und IEC 60870-5-104 (Ethernet) für die Kommunikation mit Netzbetreibern. Die Konfiguration erfolgt über das eHMI-Menü 'Grid Operator'.

Wie konfiguriere ich die Verbindung zu einem Direktvermarkter?

Die Verbindung zu Direktvermarktern erfolgt über Modbus TCP. Im Applikationsbereich 'Third Parties' wird ein Modbus-Server eingerichtet. Der Direktvermarkter verbindet sich als Client. Die Parameter wie IP-Adresse und Port werden im eHMI unter 'Config' eingestellt.

Was ist der Fallback-Modus und wie wird er eingestellt?

Der Fallback-Modus definiert das Verhalten bei Kommunikationsverlust. Es kann ein fester Wert (Fixed Value) oder der letzte gültige Wert (Last Valid Value) verwendet werden. Zusätzlich ist eine Verzögerungszeit konfigurierbar. Die Einstellung erfolgt im eHMI pro Schnittstelle (Grid Operator, Third Parties, Meter).

Kann die Spannungsbegrenzungsfunktion für die Blindleistungsregelung verwendet werden?

Ja, der AXC F 2152 bietet eine Blindleistungsregelung mit Spannungsbegrenzungsfunktion (Q(Vlim)). Diese verhindert Überspannungen am Netzanschlusspunkt, indem die Blindleistungseinspeisung begrenzt wird. Die Kennlinie wird im eHMI unter 'Control > Q(Vlim)' parametriert.

Wie viele Wechselrichter können an einem AXC F 2152 angeschlossen werden?

Es können bis zu 25 Wechselrichtergruppen mit jeweils bis zu 80 einzelnen Wechselrichtern angeschlossen werden. Die Kommunikation erfolgt über Modbus TCP oder Modbus RTU, je nach Wechselrichterhersteller.

Welche Sicherheitsmaßnahmen sind für den Netzwerkzugriff empfohlen?

Phoenix Contact empfiehlt: Deaktivieren nicht genutzter Kommunikationskanäle, Verwendung sicherer Passwörter, regelmäßige Firmware-Updates, Einsatz einer Firewall und optional der mGuard Security-Appliance. Bei Fernwartungszugriffen sind VPN-Tunnel zu nutzen.

Wie setze ich die Konfiguration eines Applikationsbereichs auf die Werkseinstellungen zurück?

Im eHMI-Menü Diag des jeweiligen Applikationsbereichs befindet sich ein Reset-Button. Nach Aktivierung des 'Enable'-Knopfes wird durch Drücken von 'Reset' die Konfiguration auf die im PLCnext Engineer hinterlegten Default-Werte zurückgesetzt.

Welche Funktionen bietet die P(f)-Kennlinie?

Die P(f)-Kennlinie dient der netzfrequenzabhängigen Wirkleistungsanpassung. Bei Über- oder Unterfrequenz wird die Wirkleistung reduziert oder erhöht. Parameter wie Gradienten, Start- und Stoppfrequenzen sowie Toleranzband sind frei konfigurierbar im eHMI unter 'Control > P(f)'.

Kann der AXC F 2152 auch ohne PCU-Lizenz betrieben werden?

Ja, die Hardware kann ohne PCU-Lizenz betrieben werden, jedoch stehen dann die Regelungsfunktionen nicht zur Verfügung. Die PCU-Lizenz ist für den Betrieb der Power Control Unit erforderlich und muss separat erworben werden (z.B. Licence - APP-LIC-93-PCU-250KW).

BEDIENUNGSANLEITUNG AXC F 2152 Phoenix Contact

PCU - Power Control Unit - Applikations-Software Regelung von Energieerzeugungsanlagen

UM DE SOL-SC-PCU-... I SOL-SA-PCU-41XX-..., Revision 05

2024-01-23

Dieses Anwenderhandbuch ist gültig für:

Bezeichnung Artikel-Nr.

PLCnext Control ohne PCU-Lizenz:

AXC F 2152	2404267
AXC F 3152	1069208
BPC 9102S	1246285
SOL-SA-PCU-41XX	1114234
SOL-SA-PRO-PCU-41XX	1262480

PCU-Lizenz ^1 :

Licence - APP-LIC-93-PCU-250KW	1185500
Licence - APP-LIC-94-PCU-1MW	1188939
Licence - APP-LIC-PCU-2MW	1636323
Licence - APP-LIC-95-PCU-5MW	1188940
Licence - APP-LIC-96-PCU-10MW	1188981
Licence - APP-LIC-PCU-20MW	1636322
Licence - APP-LIC-97-PCU-50MW	1188988
Licence - APP-LIC-98-PCU-UNLIMITED	1188991

^1 Diese Artikel stehen im E-Shop nicht zur Verfügung. Sie können diese Artikel nur auf Anfrage über die entsprechende Phoenix Contact Tochtergesellschaft oder in dem PLCnext Store beziehen.

Inhaltsverzeichnis

1 Zu Ihrer Sicherheit ....7

1.1 Kennzeichnung der Warnhinweise....7
1.2 Qualifikation der Benutzer 8
1.3 Sicherheit im Netzwerk....8

2 Dokumentation 9
3 Funktion des EZA-Reglers 10
4 Software lizenzieren und installieren 12

4.1 Software-Lizenz herunterladen....12
4.2 Software installieren....12
4.3 Software-Lizenz installieren/deinstallieren....12

5 Basisapplikation 13

5.1 Allgemein....13

5.1.1 Versionierung .... 13
5.1.2 Funktionsumfang und Überblick 13

5.1.2.1 Ordnerstrukturen im PLCnext Engineer ....14
5.1.2.2 Informationsaustausch über Strukturen 17

5.1.3 Projektspezifische Anpassung der Basis-Applikation im PLCnext Engineer 19

5.1.3.1 Instanzierung von Programmen 19
5.1.3.2 Prozessdaten von Axioline-Modulen verknüpfen 21
5.1.3.3 Default-Konfiguration in Programmen 22

5.1.4 eHMI 23

5.1.4.1 Aufbau und Navigation 25
5.1.4.2 Menütypen 25
5.1.4.3 Diagnose 28

5.1.5 Parameter - Konfiguration, Speicherung und Änderung 32
5.1.6 Ordnerstruktur im Dateisystem der SPS 33

5.2 Applikationsbereich „Settings“ 35

5.2.1 Allgemein 35
5.2.2 PLCnext Engineer 35

5.2.3 eHMI 36

5.2.3.1 Untermenü „Info“ 36
5.2.3.2 Untermenü „Config“ 37
5.2.3.3 Menü „Diag .... 38

5.3 Applikationsbereich „Grid Operator“ 39

5.3.1 Allgemein 39
5.3.2 PLCnext Engineer 40

5.3.2.1 Konfiguration im Task and Event Manager 40
5.3.2.2 Port-Verknüpfung 41
5.3.2.3 Variablen-Verknüpfungen zu den Objekten 41
5.3.2.4 Initialparameter für Kommunikation und Objekte .....45
5.3.2.5 Funktion „Flattermeldung“ (Flutter) 46

5.3.3 eHMI 47

5.3.3.1 Untermenü „Info“ 47
5.3.3.2 Untermenü „Config, General“ 48
5.3.3.3 Untermenü „Config, Connect“ 49
5.3.3.4 Untermenü „Config, Link“ 50
5.3.3.5 Untermenüs „Config, Object I“ und „Config, Object II“ ..... 51
5.3.3.6 Untermenü „Config, Obj. Settings“ .....52
5.3.3.7 Untermenü „Config, Obj. Control“ .....54
5.3.3.8 Untermenü „Config, Obj. Meas“ 55
5.3.3.9 Untermenü „Config, Obj. Digital“ .....56
5.3.3.10 Untermenü „Object Test, Test Control“ 57
5.3.3.11 Untermenü „Object Test - Test Monitor“ 58
5.3.3.12 Untermenü „Diag“ 59

5.4 Applikationsbereich „Third Parties“ 60

5.4.1 Allgemein 60

5.4.3.1 Untermenü „Info“ 62
5.4.3.2 Untermenü „Config“ 63
5.4.3.3 Untermenü „Diag“ 65

5.5 Applikationsbereich „Meter“ 66

5.5.1 Allgemein 66
5.5.2 PLCnext Engineer 66
5.5.3 eHMI 66

5.5.3.1 Untermenü „Info“ 66
5.5.3.2 Untermenü „Config“ 67
5.5.3.3 Untermenü „Meas“ 69
5.5.3.4 Untermenü „Diag“ 69

5.6 Applikationsbereich „Control“ 70

5.6.1 Allgemeines 70
5.6.2 PLCnext Engineer 70
5.6.3 eHMI 71

5.6.3.1 Untermenü „Info“ 71
5.6.3.2 Untermenü „Config“ 72
5.6.3.3 Untermenü „Diag“ 73

5.7 Applikationsbereich „Inverter“......74

5.7.1 Allgemein 74
5.7.2 PLCnext Engineer 74

5.7.2.1 Anpassung der Array-Dimensionen 75

5.7.3 eHMI 76
5.7.3.1 Untermenü „Info“ 76

5.7.3.2 Untermenü „Config“ 77
5.7.3.3 Untermenü „Meas“ 80
5.7.3.4 Untermenü „Diag“ 81

5.8 Applikationsbereich „Portal“ 82

5.8.1 Allgemein 82

5.8.2 PLCnext Engineer 82

5.8.2.1 Mapping 83

5.8.3 eHMI 84

5.8.3.1 Untermenü „Info“ 84
5.8.3.2 Untermenü „Config“ 85
5.8.3.3 Untermenü „Diag“ 86

5.9 Applikationsbereich „Testmode“ 87

5.9.1 Allgemeines 87
5.9.2 PLCnext Engineer 87
5.9.3 eHMI 88

5.9.3.1 Untermenü „Info“ 88
5.9.3.2 Untermenü „Config, Manual“ 89
5.9.3.3 Untermenü „Config, Auto“ 90
5.9.3.4 Untermenü „Diag“ 91

6 Regelungen 92

6.1 Regelungsstruktur 92
6.2 Wirkleistungsregelung....93

6.2.1 Funktion „P(f)-Kennlinie“ 93

6.2.1.1 Unkritischer Netzzustand 95
6.2.1.2 Überfrequenzbereich (kritischer Netzzustand) 96
6.2.1.3 Unterfrequenzbereich (kritischer Netzzustand) 97

6.2.2 Berechnung des ΔP zur Leistungsbegrenzung bzw. -anstieg ..... 98
6.2.3 Funktion „Primärregelleistung“ 99
6.2.4 Wirkleistungsgradienten 100
6.2.5 Priorisierung .... 101

6.2.5.1 Unkritischer Netzzustand 101
6.2.5.2 Kritischer Netzzustand 102

6.3 Blindleistungsregelung ....102

6.3.1 Blindleistungsmodus 102
6.3.2 Blindleistungsregelung mit Spannungsbegrenzungsfunktion ...... 103

6.3.2.1 Blindleistungsmodus „Blindleistungssollwert-Vorgabe gleich 0“ .. 105

6.3.2.2 Blindleistungsmodus „Blindleistungssollwert-Vorgabe übererregt“ .... 108
6.3.2.3 Blindleistungsmodus „Blindleistungssollwert-Vorgabe untererregt“ ... 111

6.3.3 Funktion „Q(U)-Kennlinie“ 114

6.3.3.1 Oberes und unteres Spannungstotband gleich 0 ...... 116
6.3.3.2 Oberes und unteres Spannungstotband ungleich 0 ..... 118
6.3.3.3 Verschiebung der Referenzspannung (≠ 1,00) ...... 120

6.3.4 Funktion „Q(P)-Kennlinie“ 121

PCU - Power Control Unit - Applikations-Software

6.3.4.1 Wirkleistung ungleich 0 ....123

6.3.5 Funktion „cos(φ)“ 124

6.4 Weitere Regelungen.... 125

6.4.1 Regelung „Bypass-Mode“ 125

6.4.2 Regelung „Blindleistungspriorisierende Fahrweise“ 125

6.4.3 Regelung „Freigabesignal“ 126

6.5 Zählpfeilsystem 127

A Anhang 129

A 1 Parameterliste PCU.... 129

1 Zu Ihrer Sicherheit

Lesen Sie dieses Anwenderhandbuch sorgfältig, bevor Sie Arbeiten an dem EZA-Regler durchführen. Befolgen Sie bei den Arbeiten die Sicherheitshinweise. Bewahren Sie dieses Anwenderhandbuch und die zu den Komponenten gehörigen Produktdokumentationen für späteres Nachschlagen auf.

1.1 Kennzeichnung der Warnhinweise

Dieses Symbol kennzeichnet Gefahren, die zu Personenschäden führen können.

Dieses Symbol kennzeichnet Gefahren durch gefährliche Berührungsspannung, die zu Personenschäden führen können.

Für die vorstehenden Symbole gibt es drei Signalwörter, die die Schwere der möglichen Verletzung kennzeichnen:

GEFAHR

Hinweis auf eine Gefährdung mit hohem Risikograd. Wenn die Gefährdung nicht vermieden wird, hat sie den Tod oder eine schwere Verletzung zur Folge.

WARNUNG

Hinweis auf eine Gefährdung mit mittlerem Risikograd. Wenn die Gefährdung nicht vermieden wird, kann sie den Tod oder eine schwere Verletzung zur Folge haben.

VORSICHT

Hinweis auf Gefährdung mit niedrigem Risikograd. Wenn die Gefährdung nicht vermieden wird, kann sie eine geringfügige oder mäßige Verletzung zur Folge haben.

Dieses Symbol mit dem Signalwort ACHTUNG warnt vor elektrostatischer Entladung. Eine elektrostatische Entladung (ESD) kann Komponenten beschädigen oder zerstören.

Dieses Symbol mit dem Signalwort ACHTUNG warnt vor Handlungen, die zu einem Sachschaden oder einer Fehlfunktion führen können.

Hier finden Sie zusätzliche Informationen oder weiterführende Informationsquellen.

1.2 Qualifikation der Benutzer

Der in diesem Anwenderhandbuch beschriebene Produktgebrauch richtet sich ausschließlich an

– Elektrofachkräfte oder von Elektrofachkräften unterwiesene Personen. Die Anwender müssen vertraut sein mit den einschlägigen Sicherheitskonzepten zur Automatisierungstechnik sowie den geltenden Normen und sonstigen Vorschriften.

- Qualifizierte Anwendungsprogrammierer und Software-Ingenieure. Die Anwender müssen vertraut sein mit den einschlägigen Sicherheitskonzepten zur Automatisierungstechnik sowie den geltenden Normen und sonstigen Vorschriften.

1.3 Sicherheit im Netzwerk

ACHTUNG: Netzwerksicherheit durch unbefugte Zugriffe gefährdet

Wenn Geräte mit einem Netzwerk verbunden sind, besteht die Gefahr von unbefugten Netzwerkzugriffen.

Beachten Sie die folgenden Sicherheitshinweise:

– Falls möglich, deaktivieren Sie nicht verwendete Kommunikationskanäle.

- Verwenden Sie sichere Passwörter, deren Komplexität und Lebensdauer dem Stand der Technik entsprechen.

- Beschränken Sie den Gerätezugriff auf autorisierte Personen. Begrenzen Sie die Anzahl der autorisierten Personen auf das notwendige Minimum.

- Installieren Sie immer die neueste Firmware-Version. Die Firmware steht am Artikel zum Download bereit (phoenixcontact.com/products).

- Beachten Sie die IT-Sicherheitsanforderungen und die geltenden Normen für Ihren Einsatzbereich. Treffen Sie die notwendigen Schutzmaßnahmen. Das können z. B. virtuelle Netzwerke für Fernwartungszugriffe oder eine Firewall sein.

– Setzen Sie das Gerät in sicherheitskritischen Anwendungen nur mit einer zusätzlichen Security-Appliance ein.

– Phoenix Contact bietet als Security-Appliance die Produktlinie mGuard an. Die mGuard-Router verbinden verschiedene Netzwerke zur Fernwartung und Absicherung des lokalen Netzwerks und schützen sie vor Cyber-Angriffen.

– Berücksichtigen Sie bei der Netzwerkplanung grundsätzlich Defense-in-Depth-Mechanismen.

Weitere Schutzmaßnahmen gegen unbefugte Netzwerkzugriffe finden Sie im Anwenderhinweis „INDUSTRIAL SECURITY“. Der Anwenderhinweis steht am Artikel zum Download bereit (phoenixcontact.com/products).

Deutsch: AH DE INDUSTRIAL SECURITY, 107913

Englisch: AH EN INDUSTRIAL SECURITY, 107913

Wenn eine Sicherheitslücke bei Produkten, Lösungen und Dienstleistungen von

Phoenix Contact vorliegt, wird diese auf der Webseite des PSIRT (Product Security Incident Response Team) veröffentlicht: phoenixcontact.com/psirt

2 Dokumentation

Beachten Sie die jeweils gültige Produktdokumentation der von Ihnen eingesetzten Phoenix Contact-Komponenten. Stellen Sie sicher, dass Sie immer mit der aktuellen Dokumentation arbeiten. Diese steht unter der Adresse phoenixcontact.net/products zum Download bereit.

Beachten Sie außerdem folgende weiterführende und systemrelevante Dokumente:

Dokumenttyp Artikel-Nr. Bezeichnung Beschreibung
Packungsbeilage 109	9195 PACKB	SOL-SA-PCU-41XX-XXX	PLCnext Control SOL-SA-PCU-41XX-XXX

3 Funktion des EZA-Reglers

Der EZA-Regler dient der Regelung von Energieerzeugungsanlagen. Dazu werden die Sollwerte für die Energieerzeugungseinheiten in Abhängigkeit der Sollwertvorgaben durch den Netzbetreiber und/oder durch Dritte (z. B. Direktvermarkter) sowie der Messwerterfassung am Netzanschlusspunkt berechnet.

Die Funktionen der einzelnen Regelungen sind im Kapitel 6 beschrieben.

graph TD
    A["Netzanschlusspunkt"] --> B["Energiemessgerät"]
    B --> C["PCU (EZA-Regler)"]
    C --> D["Transformer"]
    C --> E["Wechselrichter"]
    C --> F["PV"]
    B --> G["Netzbetreiber"]
    B --> H["Dritte"]
    B --> I["P_stl Q_ist cos(φ)_ist, f_stl, U_st"]
    B --> J["P_soll NB, Q_soll NB, cos(φ)_soll NB"]
    B --> K["P_soll Dritte"]
    style A fill:#f9f,stroke:#333
    style B fill:#ccf,stroke:#333
    style C fill:#cfc,stroke:#333
    style D fill:#fcc,stroke:#333
    style E fill:#fcc,stroke:#333
    style F fill:#fcc,stroke:#333
    style G fill:#cff,stroke:#333
    style H fill:#cff,stroke:#333
    style I fill:#ffc,stroke:#333
    style J fill:#ffc,stroke:#333
    style K fill:#ffc,stroke:#333

Bild 3-1 Applikationsbeispiel des EZA-Reglers

In dem obigen Applikationsbeispiel (Bild 3-1) wird eine vereinfachte Photovoltaikanwendung dargestellt. Die Energieerzeugungsanlage besteht dabei aus Photovoltaik-Feldern, den Photovoltaik-Wechselrichtern und den jeweiligen Mittelspannungstransformatoren sowie dem Netzanschlusspunkt.

Die Messwerterfassung am Netzanschlusspunkt erfolgt über ein geeignetes Energiemessgerät. Die Sollwerte für die Wirk- bzw. Blindleistungsregelung werden über den Netzbetreiber und durch Dritte (z. B. Direktvermarkter) vorgegeben.

Die in dem EZA-Regler generierten Stellwerte (= Sollwerte für die Erzeugungseinheiten) werden an die Energieerzeugungseinheiten weitergegeben.

Der EZA-Regler erfüllt folgende Anforderungen:

Wirkleistungsregelung

• Sollwertvorgabe durch den Netzbetreiber und Dritte
• P(f)-Kennlinie (nur Typ 2-Anlagen)

Blindleistungsregelung

• ()
• Blindleistungsregelung mit Spannungsbegrenzungsfunktion
• Q(U)-Kennlinie
• Q(P)-Kennlinie

Sonstiges

• Blindleistungspriorisierende Fahrweise
• Reglerüberbrückung (Bypass-Mode)
• Überwachung der Spannungsbedingungen am Netzanschlusspunkt (NAP) für die Zuschaltung der Energieerzeugungseinheit (EZE) nach einer Schutzauslösung an der EZE (VDE-AR-N 4120:2018)

Die Funktionen der o. g. Regelungen sind im Kapitel 6 beschrieben.

Die Schnittstellenanbindung (Energieversorger, Drittvermarkter, Energiemessgeräte und Erzeugungseinheiten sowie z. B. Portalanbindung etc.) ist projektspezifisch durch den Anwender zu implementieren. Die EZA-Regler-Funktionalität ist lizenzpflichtig. Die benötigte Lizenz hängt ab von der maximal möglichen Anlagenleistung. Folgende Lizenzen sind verfügbar:

• Licence - APP-LIC-93-PCU-250KW (für eine Wirkleistungssumme bis 250 kW)
  – Licence - APP-LIC-94-PCU-1MW (für eine Wirkleistungssumme bis 1 MW)
• Licence - APP-LIC-PCU-2MW (für eine Wirkleistungssumme bis 2 MW)
• Licence - APP-LIC-95-PCU-5MW (für eine Wirkleistungssumme bis 5 MW)
• Licence - APP-LIC-96-PCU-10MW (für eine Wirkleistungssumme bis 10 MW)
  – Licence - APP-LIC-PCU-20MW (für eine Wirkleistungssumme bis 20 MW)
• Licence - APP-LIC-97-PCU-50MW (für eine Wirkleistungssumme bis 50 MW)
  – Licence - APP-LIC-98-PCU-UNLIMITED (keine Begrenzung der Wirkleistungssumme)

Die Funktionsbaustein-Bibliothek Solarworx ist ab der Release-Version 2.50 über die jeweilige Lizenz der PCU lizenziert, sodass eine separate Lizenz für die Funktionsbaustein-Bibliothek Solarworx in Verbindung mit der Lizenz der PCU nicht notwendig ist.

4 Software lizenzieren und installieren

4.1 Software-Lizenz herunterladen

Die Software für die Power Control Unit steht im PLCnext Store als zip-Datei zum Download bereit. Die dazugehörige Lizenz ist kostenpflichtig.

Bild 4-1 Software „Power Control Unit“ herunterladen
https://www.plcnextstore.com/ermalinks/apps/latest/60002172000097

4.2 Software installieren

Die heruntergeladene ZIP-Datei beinhaltet neben dem archivierten PLCnext Engineer Projekt (*.pcweax) auch die Anwenderdokumentation.

1. Entpacken Sie die heruntergeladene ZIP-Datei.
2. Öffnen Sie das archivierte PLCnext Engineer-Projekt mit der entsprechenden Version der Software PLCnext Engineer.

4.3 Software-Lizenz installieren/deinstallieren

Im PLCnext Store Info Center sind alle Informationen (z. B. zur Installation/Deinstallation von Lizenzen, Registrierung Proficloud/PLCnext Store Account) zu finden.

Dieses Kapitel bietet einen Überblick über den Funktionsumfang der PCU Basisapplikation und beschreibt allgemeine Themen, die für mehrere Applikationsbereiche relevant sind.

5.1.1 Versionierung

Der Dateiname der Applikation PCU_x_x_x_yyyy_y_y.pcwex beinhaltet die Informationen zu der Version.

- „X_X_X“ Release-Version der Applikation (z. B. 3.0.0).

- „yyyy_Y_Y“ Release-Version der Entwicklungsumgebung PLCnext Engineer (z. B. 2021.0.0)

5.1.2 Funktionsumfang und Überblick

Die PCU-Basisapplikation ähnelt einer Bibliothek, da sie einen Baukasten aus Programmen und eHMI-Menüs bereitstellt. Daraus können Anwender sich je nach Anforderung projekt-spezifische Varianten ausprägen.

Aus dem folgenden Funktionsumfang kann eine projektspezifische Variante der Basisapplikation erstellt werden:

• Applikationsbereich „Grid Operator“ Schnittstelle zum Netzbetreiber
• Applikationsbereich „Third Parties“ Schnittstelle zu einem oder mehreren Direktvermarktern (bis zu 5 Direktvermarkter in je einer Instanz)
• Applikationsbereich „Meter“ Messgerät am Netzübergabepunkt (bis zu 5 Messgeräte in je einer Instanz)

- Applikationsbereich „Control“ EZA-Regler (bis zu 5 Regler in je einer Instanz)

- Applikationsbereich „Inverter“ Schnittstelle zu PV-Wechselrichtern (bis zu 25 Instanzen mit je bis zu 80 einzelnen Wechselrichtern)

- Applikationsbereich „Portal“ Schnittstelle zu webbasierten Portalen (bis zu 2 Portale in je einer Instanz)

- Applikationsbereich „Test Mode“ Möglichkeit zum Testen der Regelfunktionen (bis zu 5 Instanzen, eine für jeden Regler)

Die projektspezifische Anpassung erfolgt dabei zweistufig.

1. Einstellungen und Anpassungen im PLCnext Engineer vornehmen

Dazu zählt auch die Auswahl des grundsätzlichen Funktionsumfangs durch die In- stanzierung von Programmen. Jeder Applikationsbereich bietet dazu ein oder mehrere Programme zur Auswahl.

1. Konfiguration über das eHMI

Nach Übertragung des projektspezifisch angepassten Projekts auf die SPS erfolgt die weitere Konfiguration über das eHMI. Die Seiten passen sich bei Bedienung über einen Browser automatisch den ausgewählten Programmen an. Es können nur die Applikationsbereiche betrachtet und konfiguriert werden, die auch tatsächlich verwendet werden.

Bild 5-1 Menü „Home“ (Beispiel)

Diese Hauptfunktionen entsprechend auch den Absprungpunkten im Hauptmenü auf der linken Seite des eHMI.

Eine vollständige Auflistung des jeweiligen Funktionsumfangs eines jeden Applikationsbereichs ist den entsprechenden Kapiteln der Dokumentation zu entnehmen.

5.1.2.1 Ordnerstrukturen im PLCnext Engineer

Komponenten

Auf der rechten, blauen Seite im PLCnext Engineer finden Sie unter „Components -> Programming -> Local“ die Ordner „Data Types“, „Functions & Function Blocks“ sowie „Programs“.

- Data Types

In diesem Ordner befindet sich der Unterordner „PCU_Types“ mit Datentypen-Blättern zu jedem Applikationsbereich.

In diesem Ordner sind die Unterordner für die Funktionen und Funktionsbausteine, die für die Schnittstellen in der PCU-Application benötigt werden.

- Programs

In diesem Ordner finden Sie die Unterordner für die verschiedenen Applikationsbereiche und deren Programme.

Bild 5-2 PLCnext Engineer: Ordnerstruktur - Bereich „Komponenten“ (in Blau)

Anlage

Auf der linken, grünen Seite im PLCnext Engineer finden Sie unter „Plant -> HMI Web Server -> Applikation“ die Ordner für die eHMI-Menüs der einzelnen Applikationsbereiche.

Die Vorlage für die Hintergrundseite inkl. des Hauptmenüs finden Sie hingegen auf der rechten, blauen Seite unter „Components -> HMI -> Local -> Page Templates“.

Bild 5-3 PLCnext Engineer: Ordnerstruktur - Bereich „Anlage“ (in Blau)

5.1.2.2 Informationsaustausch über Strukturen

Die Basisapplikation tauscht an vielen Stellen Informationen zwischen ihren Applikationsbereichen aus. Dieser Austausch erfolgt über Struktur-Variablen, die für jeden Applikationsbereich definiert sind. Diese Strukturen enthalten jeweils Variablen passend für die spezifischen Anforderungen der Applikationsbereiche, folgen in ihrem Aufbau aber immer demselben Muster.

Dieses Kapitel beinhaltet Informationen zur Orientierung innerhalb der Strukturen aus dem Funktionsumfang der Basisapplikation, die während der Inbetriebnahme einer Anlage benötigt werden.

Die Definitionen der Strukturen sind für jeden Applikationsteil einzeln in entsprechend benannten Datentypen-Arbeitsblättern im PLCnext Engineer zu finden (siehe Kapitel 5.1.2.1).

Für jeden Applikationsteil gibt es eine Strukturdefinition, die als globale Variable auf der Ebene der SPS im PLCnext Engineer instanziiert ist. Durch diesen globalen Status und den gleichnamigen „HMI tag“ kann an jeder Stelle des Projekts auf die Variablen von Bausteinen, Programmen und eHMI-Menüs zugegriffen werden.

Bild 5-4 PLCnext Engineer: Struktur-Variablen - Bereich „Data List“ (Beispiel)

Der weitere Aufbau der Strukturen gliedert sich in die folgenden drei Bereiche:

Bereich Beschreibung / Inhalt
Config	Parameterkonfigurationen des Applikationsteils (siehe Kapitel 5.1.5)
Hmi Variablen zur Interaktion zwischen Programmen bzw. Bausteinen und dem eHMI
Data* Variablen zu Nutzdaten z. B. Messwerte von Messgeräten oder Wechselrichtern

*Nicht jeder Applikationsbereich beinhaltet diesen Bereich

Innerhalb dieser drei Bereiche ist der weitere Inhalt der Strukturen je nach Applikationsbereich größtenteils sehr unterschiedlich. Lediglich auf der Ebene „Hmi“ finden sich viele Gemeinsamkeiten z. B. für die Diagnoseinformationen.

Bild 5-5 PLCnext Engineer: Struktur-Variablen - Bereich „GridOperator“ (Beispiel)

Verwendung und Bedeutung von Arrays

Wenn ein Applikationsbereich über seine Programme mehrfach instanziiert werden kann z. B. „Control“ oder „Inverter“, entsprechen die Array-Elemente der Reihenfolge der jeweiligen Programme, wie sie instanziiert sind.
Folgend einige Beispiele zur Position von Informationen innerhalb der Strukturen:

Information Strukturelement
Messwert der AC-Wirkleistung von AC-Meter für PCU #3	udtPcuMeter.Data[3].MeasuredValues.rActivePower
Zweiter Q-Kennlinienpunkt der Q(U) Kenn-linie für PCU #4	udtPcuControl.Config[4].IrQVReaPwrP2
Messwert der Fre-quenz von Wechsel-richter #6 der Pro-gramminstanz #2	udtPcuInverter.Data[2].DataCur[6].CommonData.rAcFrequency

Die Wahl der globalen Struktur und des Bereichs darunter sollte damit für praktisch jede gesuchte Information eindeutig sein. Die Arrays, Unterstrukturen und Variablen in den tieferen Ebenen sind entweder sprechend benannt, sodass daran die gewünschte Variable gefunden werden kann oder die Kommentare im entsprechenden Datentypen-Arbeitsblatt helfen dabei.

5.1.3 Projektspezifische Anpassung der Basis-Applikation im PLCnext Engineer

Um die Basisapplikation projektspezifisch anzupassen, sind folgende Schritte im PLCnext Engineer notwendig:

1. Anpassen der Netzwerkeinstellungen auf die tatsächlichen Einstellungen der SPS
2. Wählen des Funktionsumfangs durch Instanziieren der entsprechenden Programme
3. Einlesen bzw. Einstellen der Module im Axioline-Lokalbus, sofern vorhanden
4. Einstellen der Anlaufparameter für die Axioline-Module (z. B. Baud-Rate für serielle Kommunikation), sofern vorhanden
5. Verknüpfen der Prozessdaten von Axioline-Modulen zu den entsprechenden Programmen über „IN Ports“ und „OUT Ports“, sofern vorhanden
6. Anpassung von Default-Konfigurationen für die ausgewählten Programme vornehmen, falls notwendig und gewünscht
7. Projektspezifische Anpassungen, für die Applikationsbereiche vornehmen, falls notwendig (ist in den Kapiteln der einzelnen Applikationsbereiche erwähnt)
8. Das Projekt auf die SPS übertragen

Folgend ein paar wichtige Informationen und Hinweise zu einigen Punkten der projektspezifischen Anpassung der Basisapplikation.

5.1.3.1 Instanzierung von Programmen

Im Auslieferungszustand sind in der PCU-Basisapplikation mehrere Tasks eingestellt und bereits Programme für die meisten Applikationsbereiche auf diese Tasks verteilt.

Die fünf Programme für die EZA-Regler werden samt ihrer Mapping-Programme für die Prozessdaten in einer zyklischen Task mit einem Intervall von 10 ms aufgerufen. Daneben gibt es zwei Event-Tasks des Applikationsbereichs „Settings“.

Diese Tasks dürfen nicht verändert und die Programme nicht in andere Tasks verschoben werden.

Alle weiteren Programme sind in Leerlauf-Tasks aufgerufen.

Sofern es keine spezifische zeitliche Anforderung an die Abarbeitung eines Programms gibt, ist die Leerlauf-Task auch der empfohlene Task-Typ für alle weiteren Programme der Applikation.

Für die Applikationsbereiche „Grid Operator“, „Third Parties“, „Meter“ und „Test Mode“ sind aufgrund ihrer unmittelbaren Verknüpfung zum EZA-Regler jeweils Programme in passender Anzahl instanziiert. Den Applikationsbereich „Grid Operator“ gibt es nur einmal, die Applikationsbereiche „Third Parties“, „Meter“ und „Test Mode“ fünfmal, wie auch die EZA-Regler. Die Zuordnung zur Regelungskomponente geschieht dabei basierend auf der Abarbeitungsreihenfolge in der Task, also von oben nach unten.

Diese Programme müssen bei abweichenden Anforderungen des Projekts lediglich vom Typ her geändert werden, z. B. auf einen anderen Typ von Energiemessgerät für „Meter“.

Für die Applikationsbereiche „Inverter“ und „Portal“ ist beispielhaft je ein Programm instanziiert. Hier können je nach Anforderung weitere Programme hinzugefügt werden.

Bild 5-6 PLCnext Engineer: „Tasks and Events“ (Beispiel)

Beachten Sie das zusätzliche Dokument „PCU_feature_list_V_x_x_x_EN.pdf“ für eine Übersicht der verfügbaren Programme.

ACHTUNG

Alle Programme eines Applikationsbereichs sollten in einer Task instanziiert werden und nicht auf mehrere Tasks verteilt werden. Andernfalls kann es zu Problemen mit dem Handling der Parameterkonfiguration bei Neustarts der SPS kommen (siehe Kapitel 5.1.5).

5.1.3.2 Prozessdaten von Axioline-Modulen verknüpfen

Im Funktionsumfang der PCU-Basisapplikation gibt es mit „Grid Operator“ und „Inverter“ zwei Applikationsbereiche, die Programme für serielle Kommunikation bereitstellen und dafür mit Axioline-Modulen interagieren müssen. Der dafür notwendige Datenaustausch zwischen Programm und Modul erfolgt über Prozessdaten, die als „IN Port“ und „OUT Port“ im PLCnext Engineer verknüpft werden müssen.

Bild 5-7 PLCnext Engineer: „GDS Port List“ (Beispiel)

5.1.3.3 Default-Konfiguration in Programmen

Alle Konfigurationen zu den ausgewählten Programmen lassen sich zur Laufzeit durch das eHMI verändern.

Jedes Programm bietet jedoch auch die Möglichkeit, die Konfiguration schon vor der Übertragung des Projekts auf die SPS vorzunehmen. Diese Default-Konfiguration ist in jedem Programm im Code-Arbeitsblatt „Init“ zu finden.

Bild 5-8 PLCnext Engineer: Code-Arbeitsblatt „Init“ (Beispiel)

Bei Rücksetzung eines Applikationsbereichs über das eHMI (siehe Kapitel 5.1.4.2 - Menü „Diag“) wird die Default-Konfiguration geladen.

ACHTUNG

Wird ein Programm mehrfach instanziiert, starten alle Instanzen mit der gleichen Default-Konfiguration. Hier ist eine unterschiedliche Parametrierung nur zur Laufzeit durch das eHMI möglich.

5.1.4 eHMI

Nachdem eine projektspezifisch angepasste Variante der PCU-Basisapplikation auf die SPS übertragen wurde, erfolgt die restliche Konfiguration über das eHMI.

Unmittelbar nach der Übertragung des Projekts auf die SPS ist noch keine Interaktion im eHMI möglich. Der Applikationsbereich „Settings“ führt dann noch für die gesamte Applikation wichtige Systemdienste aus. Ein Pop-up-Fenster informiert währenddessen über die einzelnen Schritte.

Bild 5-9 eHMI: „Startup-Status“ (Beispiel)

Wenn auf der SPS noch kein Projekt mit der in der PCU-Basisapplikation verwendeten Version der „PLCnextBase“ Bibliothek lief, führt die SPS einen Neustart aus, um diese Bibliothek zu initialisieren.

Nach Abschluss dieser Hochlaufphase wird das Pop-up-Fenster geschlossen und das Menü „Home“ wird geöffnet.

Bild 5-10 eHMI: Menü „Home“ (Beispiel)

5.1.4.1 Aufbau und Navigation

Auf den Menüs dient die linke Spalte als Navigation zwischen den grundsätzlichen Funktionen und damit zu den zuvor im PLCnext Engineer konfigurierten und angepassten Applikationsbereichen. Die Reihenfolge der Applikationsbereiche ist entsprechend für eine Inbetriebnahme einer Anlage logisch von oben nach unten dargestellt. So kann sich einfach durch die Konfigurationen gearbeitet werden.

Bei Anwahl der entsprechenden Schaltfläche wird ein Untermenü oben links im Hauptfensster des eHMI dargestellt.

Die meisten Applikationsbereiche können mehrfach instanziiert werden und bieten daher im Untermenü eine Navigation zwischen den Instanzen. Die Menüs zeigen jeweils Details zur gewählten Instanz an. In einer Zeile unmittelbar über dem Untermenü steht der Name des dazugehörigen Programms.

Die Applikationsbereiche „Settings“ und „Grid Operator“ sind jeweils nur einmal instanziiert, dort entfällt diese zusätzliche Navigation.

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Bild 5-11 eHMI: Menüs und Untermenüs (Beispiel)

5.1.4.2 Menütypen

Menü „Info“

Wenn Sie im eHMI zwischen den einzelnen Funktionen im Hauptmenü wechseln, wird immer die erste Seite des Untermenüs aufgerufen. Das Menü „Info“ bietet jeweils Informationen zur Laufzeit der ausgewählten Instanz der Funktion sowie einen Überblick über die verfügbaren Instanzen, soweit vorhanden.

Menü „Config“

Über das Menü „Config“ kann das jeweilige Programm im Detail konfiguriert werden. Es gibt je nach Umfang und Komplexität der Funktion entweder genau ein Menü „Config“ oder es ist unter dem Menü „Config“ eine weitere Zeile sichtbar, die weitere Menüs bietet.

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Bild 5-12 eHMI: Untermenü „Config“ (Beispiel)

Auf dem jeweiligen Menü „Config“ werden thematisch sortiert in einer oder mehreren Tabelen Parameter angezeigt. Auf diesen Menüs werden die Parameternamen bzw. die Parameterbeschreibungen dargestellt. Die Spalte „Actual value“ stellt den aktuellen Ist-Zustand der Konfiguration dar.

Die Zellen der Spalte „Edit value“ sind editierbar und dienen der Anpassung der Konfiguration. Um einen Wert anzupassen, geben Sie den gewünschten Wert eines Parameters ein und bestätigt Sie die Übernahme mit der Schaltfläche „Apply“. Erst wenn der neue Wert in der Spalte „Actual value“ sichtbar ist, wurde er übernommen.

Die Schaltfläche „Undo“ kopiert die Werte der Spalte „Actual value“ in die Spalte „Edit value“.

Die optionale Schaltfläche „Info“ öffnet ein Pop-up-Fenster mit zusätzlichen Informationen zu einem oder mehreren Parametern.

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Bild 5-13 eHMI: Untermenü „Config“ - Spalten „Actual value“ und „Edit value“ (Beispiel)

ACHTUNG

Nicht alle Eingaben in eine Zelle der „Edit value“-Spalte können übernommen werden.

Sind in der Beschreibung des Parameters Wertgrenzen angegeben, wird der Wert bei Übernahme automatisch innerhalb dieser Grenzen gehalten. Der Wert „Actual value“ zeigt den gültigen Wert an.

Wenn der für einen Parameter verwendete Datentyp den eingegebenen Wert nicht unterstützt, ist die Eingabe nicht zulässig. Der Wert verändert sich noch im Eingabefeld entsprechend des Limits des Datentyps.

Menü „Meas“

Spezifisch für die Funktionen „Meter“ und „Inverter“ gibt es das Menü „Meas“, der aus den jeweiligen Geräten gelesene Messdaten anzeigt.

Menü „Object Test“

Diese Menütypen sind spezifisch für die Funktion „Grid Operator“ und dienen dem Funktionstest der Schnittstelle zum Netzbetreiber, durch das manuell gesteuerte Senden einzelner Datenpunkte.

Menü „Diag“

Primärer Nutzen dieser Menüs ist die Anzeige der Diagnose der jeweiligen Funktion, spezifisch der Fehlerdiagnose. Da die Menüs „Diag“ jedoch nur ein Teil des Diagnosekonzepts sind, wird dieses im nächsten Kapitel ausführlich erklärt.

Auf jedem Menü „Diag“ befindet sich die Option zum Zurücksetzen der Einstellung.

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Bild 5-14 eHMI: Untermenü „Diag“ (Beispiel)

Um ein versehentliches Zurücksetzen zu verhindern, muss erst die Schaltfläche „Enable“ betätigt werden. Danach ist die Schaltfläche „Reset“ zur Betätigung freigeschaltet.

ACHTUNG

Es wird jeweils nur die Konfiguration der aktuell ausgewählten Instanz der Funktion zurückgesetzt.

Es erfolgt immer die Rücksetzung auf die Default-Konfiguration die im entsprechenden Programm auf dem Code-Arbeitsblatt „Init“ eingestellt ist.

5.1.4.3 Diagnose

Die Diagnose in der PCU-Basisapplikation ist durch farbige Symbole realisiert, die auch stets als Legende in der linken unteren Ecke des eHMI zu sehen sind.

Die Farben zeigen dabei die folgenden Betriebszustände an:

• Grün: Funktion ist in Betrieb, alles ok
  – Orange: Funktion ist in Betrieb, es liegt eine Warnung vor
• Rot: Funktion ist in Betrieb, es liegt ein Fehler vor
  – Grau: Funktion ist nicht in Betrieb

Bild 5-15 eHMI: Untermenü „Diag“ - Legende (Beispiel)

Da die einzelnen Funktionen teils durch mehrere instanzierte Programme erledigt werden, erfolgt die Darstellung der Diagnoseinformationen im eHMI in mehreren Ebenen und wird dabei immer weiter verdichtet. Je nachdem, auf welcher Ebene eine Diagnoseinformation angezeigt wird, hat sie eine unterschiedliche Bedeutung.

Es existieren die folgenden Ebenen:

- Menü „Home“

Die Diagnoseinformation fasst die Einzelinformationen aller Instanzen einer Funktion inklusive aller Teilfunktionen zusammen

- Instanzübersicht auf dem Menü „Info“ einer Funktion

Die Diagnoseinformation kann auf eine Instanz eingegrenzt werden und fasst die Einzelinformationen aller Teilfunktionen zusammen

- Menü „Diag“ einer Instanz

Zeigt im Detail den Ursprung der Diagnoseinformation

Die Darstellung von Fehlern (rot) hat immer die höchste Priorität, gefolgt von Warnungen (orange). Erst wenn keine Fehler und Warnungen vorliegen, wechseln die farbigen Symbole auf allen Ebenen auf grün und zeigen den normalen Betrieb an.

- Beispiel

Das rot gefärbte Symbol im Hauptmenü für den Applikationsbereich „Inverter“ zeigt an, dass in mindestens einer Programminstanz bei einer Teilfunktion ein Fehler vorliegt. Die Übersicht der Instanzen auf dem Menü „Info“ des Applikationsbereichs zeigt die betroffenen Instanzen an. Denn es kann nur eine Instanz betroffen sein oder gleich mehrere Instanzen.

Das Menü „Diag“ der betroffenen Instanzen stellt dar, welche Teilfunktion einen Fehler hat. Denn hier können es wieder mehrere betroffene Instanzen sein. Dazu wird jeweils angezeigt, wann der Fehler zuletzt aufgetreten ist und mit welchem Diagnosecode.

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Bild 5-16 eHMI: Untermenü „Info“ - Darstellung von Fehlern/Warnungen (Beispiel)

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Bild 5-17 eHMI: Untermenü „Diag“ - Darstellung von Fehlern/Warnungen (Beispiel)

Für die Aufschlüsselung von Diagnosecodes wählen Sie das „i“-Symbol in der jeweiligen Tabellenüberschrift.

Bild 5-18 eHMI: Untermenü „Diag“ - Aufschlüsselung von Diagnosecodes (Beispiel)

Um den abnormalen Betriebszustand der Anlage anzuzeigen, ist in den folgenden drei Betriebszuständen der gesamte eHMI-Hintergrund orange eingefärbt:

- „Grid Operator“:

Test-Modus ist aktiviert

- „Control“:

Bypass-Modus für die P- oder Q-Regelung ist für mindestens eine Instanz des Reglers eingeschaltet

- „TestMode“:

Manueller oder automatischer Testmodus ist für mindestens eine Instanz des Reglers aktiviert

Bild 5-19 eHMI: Untermenü „Diag“ - Darstellung eines abnormalen Betriebszustands (Beispiel)

5.1.5 Parameter - Konfiguration, Speicherung und Änderung

Wie in den vergangenen Unterkapiteln dargestellt, kann die Konfiguration der Parameter für die einzelnen Funktionen der PCU-Basisapplikation auf verschiedene Arten geändert werden.

• Wenn die Applikation erstmals auf einer SPS startet, wird die Konfiguration der Parameter gemäß der Default-Konfigurationen aus dem Code-Arbeitsblatt „Init“ der entsprechenden Programme definiert.
• Zur Laufzeit der SPS lässt sich dann die Konfiguration aller Parameter über das eHMI auf den entsprechenden Menüs „Config“ ändern.
• Ein Zurücksetzen der Parameterkonfiguration über die Menüs „Diag“ lädt die Default-Konfigurationen aus den Code-Arbeitsblättern „Init“ der entsprechenden Programme.

In einer laufenden Applikation werden alle Parameterkonfigurationen auf dem Dateisystem der SPS in csv-Dateien gespeichert und mit jeder Änderung stets synchron gehalten. Das ermöglicht weitere Arten der Änderung von Parameterkonfigurationen und bietet auch sonst einige Vorteile.

Nach einem Neustart (Kalt- oder Warmstart) liest die SPS diese Dateien ein und die Applikation läuft mit diesen zuletzt gespeicherten Parameterkonfigurationen an. Eine vorhandene Datei mit Parameterkonfigurationen hat Vorrang gegenüber den Default-Konfigurationen aus dem Code-Arbeitsblatt „Init“ des dazugehörigen Programms.

Dieses Verhalten ermöglicht auch die projektübergreifende Übertragung von Parameter-konfigurationen. Voraussetzung dafür ist, dass die Einstellungen zu Tasks und Programmen identisch sind.

- Sonderfall:

Die Parameterkonfigurationen für Axioline-Module für serielle Kommunikation werden initial nicht über die Default-Konfigurationen aus den Code-Arbeitsblättern „Init“ definiert. Sondern über die Anlaufparameter zu den Modulen, die im PLCnext Engineer eingestellt werden.

Zur Laufzeit ist eine Änderung über das Menü „Config“ im eHMI möglich. Das setzt voraus, dass die fortlaufende Slot-Nummer des Moduls im Axioline Bus richtig angegeben ist. Andernfalls kann keine Änderung zur Anwendung gebracht werden, da die verwendeten PDI-Systemdienste das richtige Axioline-Modul erreichen müssen.

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Bild 5-20 eHMI: Untermenü „Config“ - Slot-Nummer (Beispiel)

Details zum Ablageort der Konfigurationsdateien folgen im nächsten Abschnitt, der sich mit der von der PCU-Basisapplikation geschaffenen Ordnerstruktur auf der SPS beschäftigt.

ACHTUNG

Die Konfigurationsdateien haben einen direkten Bezug zur Task-Konfiguration. Bei Änderung an der Task-Konfiguration (instanzierte Programme oder deren Reihenfolge in der Task) für einen Applikationsbereich zur Laufzeit des Projekts sollten die von der SPS erzeugen Konfigurationsdateien für diesen Teil gelöscht werden, da die korrekte Zuordnung nicht mehr gewährleistet ist.

5.1.6 Ordnerstruktur im Dateisystem der SPS

Die PCU-Basisapplikation erstellt auf dem Dateisystem den Ordner /opt/plcnext/pcu/ sowie eine Reihe von Unterordnern.

Dies erfolgt unmittelbar nach dem Start der Applikation durch den Applikationsbereich „Settings“.

Name	Größe	Geändert	Rechte	Besitzer
		10.08.2023 12:40:30	nwxrwxr-x	admin
capturefiles		10.08.2023 12:40:31	nwxrwxr-x	plcnext_firmware
config		10.08.2023 12:40:31	nwxrwxr-x	plcnext_firmware
portal		10.08.2023 12:40:31	nwxrwxr-x	plcnext_firmware
testfiles		10.08.2023 12:40:31	nwxrwxr-x	plcnext_firmware

Bild 5-21 Ordnerstruktur: Erstellen des Ordnerverzeichnisses in /opt/plcnext/pcu/
- Unterordner „capturefiles“

Hier werden Dateien mit Rohdaten der Kommunikation abgelegt, die vom Applikationsbereich „Inverter“ zu Diagnosezwecken erstellt werden können (siehe Kapitel 5.7.3.4)
- Unterordner „config“
Hier werden die Dateien mit allen Parameterkonfigurationen der verschiedenen Applikationsbereiche in entsprechend benannten Unterordnern abgelegt.

Name	Größe	Geändert	Rechte	Besitzer
		28.07.2023 08:07:11	nwxnwxr-x	plcnext_firmware
basic		28.07.2023 08:07:13	nwxnwxr-x	plcnext_firmware
control		28.07.2023 08:07:15	nwxnwxr-x	plcnext_firmware
gridoperator		28.07.2023 08:07:11	nwxnwxr-x	plcnext_firmware
inverter		09.08.2023 10:22:05	nwxnwxr-x	plcnext_firmware
meter		03.08.2023 10:23:06	nwxnwxr-x	plcnext_firmware
portal		03.08.2023 10:23:12	nwxnwxr-x	plcnext_firmware
testmode		28.07.2023 08:07:10	nwxnwxr-x	plcnext_firmware
thirdparties		28.07.2023 08:07:15	nwxnwxr-x	plcnext_firmware

Bild 5-22 Ordnerstruktur: Unterordner „config“ in /opt/plcnext/pcu/config

Da die Parameter innerhalb der Basisapplikation thematisch geordnet in Strukturen definiert sind, gibt es für jede Instanz eines Applikationsbereichs und jede Parameterstruktur eine Datei. Die Instanznummern fließen dabei als fortlaufende Zahl in die Dateinamen ein.

Name	Größe	Geindert	Rechte	Besitzer
		03.08.2023 10:23:04	rwxmxt-x	plcnext_firmware
Configlnv1Com.csv	1 KB	03.08.2023 10:23:12	rw-rw-r--	plcnext_firmware
Configlnv1Ctrl.csv	1 KB	03.08.2023 10:23:12	rw-rw-r--	plcnext_firmware
Configlnv1Dev.csv	1 KB	04.08.2023 09:19:58	rw-rw-r--	plcnext_firmware
Configlnv1Log.csv	1 KB	04.08.2023 09:19:50	rw-rw-r--	plcnext_firmware
Configlnv1OpModes.csv	1 KB	07.08.2023 07:46:31	rw-rw-r--	plcnext_firmware
Configlnv2Com.csv	1 KB	03.08.2023 10:23:12	rw-rw-r--	plcnext_firmware
Configlnv2Ctrl.csv	1 KB	03.08.2023 10:23:12	rw-rw-r--	plcnext_firmware
Configlnv2Dev.csv	1 KB	04.08.2023 09:20:34	rw-rw-r--	plcnext_firmware
Configlnv2Log.csv	1 KB	04.08.2023 09:20:04	rw-rw-r--	plcnext_firmware
Configlnv2OpModes.csv	1 KB	07.08.2023 07:46:39	rw-rw-r--	plcnext_firmware
Configlnv3Com.csv	1 KB	03.08.2023 10:23:12	rw-rw-r--	plcnext_firmware
Configlnv3Ctrl.csv	1 KB	03.08.2023 10:23:12	rw-rw-r--	plcnext_firmware
Configlnv3Dev.csv	1 KB	04.08.2023 09:20:40	rw-rw-r--	plcnext_firmware
Configlnv3Log.csv	1 KB	04.08.2023 09:20:10	rw-rw-r--	plcnext_firmware
Configlnv3OpModes.csv	1 KB	07.08.2023 07:46:48	rw-rw-r--	plcnext_firmware
Configlnv4Com.csv	1 KB	03.08.2023 10:23:13	rw-rw-r--	plcnext_firmware
Configlnv4Ctrl.csv	1 KB	03.08.2023 10:23:12	rw-rw-r--	plcnext_firmware
Configlnv4Dev.csv	1 KB	04.08.2023 09:20:45	rw-rw-r--	plcnext_firmware
Configlnv4Log.csv	1 KB	04.08.2023 09:20:16	rw-rw-r--	plcnext firmware

Bild 5-23 Ordnerstruktur: Unterordner „config, Inverter“ in /opt/plcnext/pcu/config/inverter - Darstellung der Instanznummer (Beispiel)

- Unterordner „portal“

Hier werden Dateien des Applikationsbereichs „Portal“ gespeichert. Jede aktive Schnittstelle zu einem Portal erstellt dazu noch einen separaten Unterordner. Gespeichert werden dort die Dateien, die vollständig sind und an das entsprechende Portal übertragen werden können. Bei bestehender Verbindung zum Server des Portalbetreibers sind die Ordner die meiste Zeit leer.

- Unterordner „testfiles“

Hier werden Dateien des automatischen Testmodus gespeichert, die der Applikationsbereich „Test Mode“ lesen und schreiben kann (siehe Kapitel 5.9.3.3).

5.2 Applikationsbereich „Settings“

5.2.1 Allgemein

Mit Hilfe des Applikationsbereichs „Settings“ („Basic“) können einige grundlegende Konfigurationen der Applikation (z. B. Datum und Uhrzeit einstellen) eingestellt werden.

Im Hintergrund werden Systemdienste (z. B. Erstellung der Ordnerstruktur, PDI-Firmware-Dienste) für die gesamte restliche Applikation bereitgestellt. Außerdem werden über das eHMI Systeminformationen bereitgestellt.

Alle grundlegenden Funktionen dieses Applikationsbereichs sind in einem Programm zusammengefasst.

Zusätzlich gibt es noch zwei spezielle Programme, die jeweils einer Event-Task zugeordnet sind.

- Das eine Programm sorgt beim Stopp des Projekts auf der SPS dafür, dass die „PLC run“-LED in der Kopfzeile des eHMI von grün auf rot wechselt.

– Das zweite Programm führt im Fall eines Ausnahmefehlers den Neustart der SPS aus, sofern die entsprechende Konfiguration aktiviert wurde (siehe folgendes Unterkapitel).

Alle drei Programme sind im Auslieferungszustand bereits instanziiert.

5.2.3 eHMI

5.2.3.1 Untermenü „Info“

Dieses Menü zeigt übersichtlich alle grundlegenden Informationen zur SPS, inklusive der Netzwerkeinstellungen der vorhandenen Adapter an.

Eine Anpassung der Netzwerkeinstellungen ist hier nicht möglich. Dazu wechseln Sie in das Web-based Management (WBM) der SPS. Das WBM ist mit der Eingabe „/wbm“ im Browser erreichbar oder durch einen Klick auf das PLCnext-Logo bzw. der Schaltfläche „WBM“.

Bild 5-24 eHMI: Untermenü „Settings, Info“ (Beispiel)

5.2.3.2 Untermenü „Config“

Dieses Menü ermöglicht eine Reihe von Einstellungen.

Bild 5-25 eHMI: Untermenü „Settings, Config“ (Beispiel)

In dem Bereich „Power plant information“ ① auf dem Menü „Config“ können drei Zeichenketten zur allgemeinen Projektbeschreibung eingestellt werden.

• „Project name“
• „Project place“
• „Project description“

Die Bereiche ②, ③ und ④ auf dem Menü „Config“ dienen der Einstellung der Uhrzeit.

Grundsätzlich ist die Applikation darauf ausgelegt, dass die Echtzeituhr der SPS auf die ko-ordinierte Weltzeit (UTC) eingestellt ist. Die Lokalzeit wird basierend auf der Zeitzone in der sich die SPS befindet und ggfs. einer zusätzlichen Abweichung durch die Sommerzeit (Sommer-/Winterzeit, eng. Daylight saving time) berechnet.

„Daylight / Time zone“ ②

Hier ist die Zeitzone des Standorts der SPS einzustellen sowie, ob eine Sommerzeit mit zusätzlicher Zeitverschiebung gegenüber der Weltzeit zur Anwendung kommen soll.

Für die Sommerzeit nach dem europäischen Standard gibt es eine eigene Einstellung. Hier ist dann nichts weiter zu tun. Die Lokalzeit wird automatisch korrekt berechnet.

Wenn Sie in der Zeile „Daylight saving time“ die Option „Other“ wählen, wird der Bereich „Daylight saving time (DST) settings for non europe“ ③ bearbeitbar.

„Daylight saving time (DST) settings for non europe“ ③

Hier besteht die Möglichkeit für die nächsten 10 Jahre die exakten Zeitstempel für Beginn und Ende der Sommerzeit vorzugeben. Die Lokalzeit wird dann mit diesen vorgegebenen Werten auch wieder automatisch berechnet.

ACHTUNG

Die Einstellung muss für jede Zelle exakt dem Format entsprechen, andernfalls erfolgt keine Übernahme der Werte. Die angegebenen Zeitstempel müssen außerdem in UTC sein, nicht in lokaler Uhrzeit.

Die Echtzeituhr der SPS kann auf zwei Arten gestellt werden:

- Empfehlung:

Konfiguration eines NTP-Clients über das reguläre Web-based Management der SPS. Hier kann für den Server z. B. „pool.ntp.org“ verwendet werden.

- Alternative:

Auf dem Menü „Config“ in dem Bereich „Local date and time (manual setting)“ ④ die Echtzeituhr der SPS basierend auf der lokalen Uhrzeit am Standort der SPS manuell einstellen.

„Reboot / Restart“ ⑤

Hier kann die SPS auf mehrere Arten neu gestartet werden.

Um ein versehentliches Neustarten zu verhindern, sind alle Schaltflächen erst zugänglich, wenn die Schaltfläche „Enable“ betätigt wurde.

„Restart behaviour after exception“ ⑥

Hier kann eingestellt werden, ob die SPS nach einem Ausnahmefehler (z. B. Verletzung von Array-Grenzen oder Division durch Null) automatisch einen Neustart ausführt oder nicht.

5.2.3.3 Menü „Diag

Dieser Applikationsbereich zeigt auf dem Menü „Diag“ keine speziellen Informationen.

Weitere Informationen zum Thema Diagnose sind im Kapitel 5.1.4.3 zu finden.

5.3 Applikationsbereich „Grid Operator“

5.3.1 Allgemein

In diesem Kapitel wird die Einstellung und Kommunikation zu den Netzbetreibern über die Kommunikationsprotokolle „IEC 60870-5-101“ und „IEC 60870-5-104“ beschrieben.

Sie können die verfügbaren Programme auch im PLCnext Engineer hier einsehen.

Bild 5-26 PLCnext Engineer: Bereich „COMPONENTS“ (Beispiel)

5.3.2.1 Konfiguration im Task and Event Manager

Die Schnittstelle wird über den Task und Event Manager konfiguriert.

Zum Netzbetreiber gehören folgende Task-Instanzen:

- P_PCUgdo_ReSy10x_ClockMaster Für die Uhrzeitsynchronisation

- P_PCUgdo Für die Kommunikation mit dem Leitsystem. An dieser Stelle werden die jeweiligen Programme gewählt.

- P_PCUgdo_Multiclient Für die Kommunikation mit einem redundanten Leitsystem vorgesehen. Es kann hier eine zweite „104er“-Verbindung gewählt werden und somit besteht ein Multiclientsystem.

Wenn das Multiclientsystem nicht erforderlich ist, dann muss hier das Dummyprogramm gewählt werden.

Bild 5-27 PLCnext Engineer: Bereich „Tasks and Events“ (Beispiel)

5.3.2.2 Port-Verknüpfung

IEC 60870-5-101

Bei einer 101er Verbindung müssen zuerst die Ports zwischen dem Programm und der Hardware verknüpft werden.

Hierzu werden die Ports „arrAXL_OUT“ und „arrAXL_IN“ mit der seriellen Hardware verknüpft (auf dem folgenden Bild ist die Hardware als Serial2 benannt).

Bild 5-28 PLCnext Engineer: Bereich „GDS Port List“ (Beispiel)

5.3.2.3 Variablen-Verknüpfungen zu den Objekten

Bild 5-29 PLCnext Engineer: Code-Arbeitsblatt „ExObjectsMeas“ (Beispiel)

Es sind die Sollwerte der Wirkleistung, Blindleistung, cos(φ), Referenzspannung für Q(U)-Kennlinie und der Blindleistungsmodus verknüpft.

Die Zuweisung zwischen den Variablen und den Objekten erfolgt im PLCnext Engineer, z. B. „Messwerte zurückmelden“ oder „Stellungsmeldungen von Geräten“.

Diese Zuweisung ist notwendig, da mit der Auswahl des Netzbetreibers im eHMI, die Konfiguration der Objekte geladen wird. Damit wird aber nicht die Verknüpfung der Datenquelle zu den kommunizierten Objekten geladen.

Dazu wählen Sie den Funktionsbaustein PCUgdo_ReSy10x_Objects_x aus dem Ordner „Objects“.

Die benötigten Daten, die über die Objekte kommunizieren, können aus der jeweiligen Applikationsstruktur entnommen werden (Aufbau der Strukturen, siehe Kapitel 5.1.2.2).

Wenn Sie z. B. bei den MessObjekten, die aktuell gemessene Wirkleistung versenden wollen, dann finden Sie diesen Istwert an der Variable udtPcuMeter.Data[x].MeasuredValues.rActivePower. Diese Variable verknüpfen Sie im Arbeitsblatt „ExObjectsMeas“ an dem gewünschten Objekt mit der Variable udtPcuGridOperator.Data.Objects.Meas[X].Value.R_NormFloat.

Arbeitsblatt Parameter/Einstellung
„ExObjectsControl“(Code-Arbeitsblatt)	In diesem Arbeitsblatt werden die Sollwerte und Rückmeldungen mit den gewünschten Variablen verknüpft.
„ExObjectsMeas“(Code-Arbeitsblatt)	In diesem Arbeitsblatt werden die Messwerte mit den gewünschten Variablen verknüpft.
„ExObjectSpDp“(Code-Arbeitsblatt)	In diesem Arbeitsblatt werden die Einzel-/Doppelmeldungen mit den gewünschten Variablen verknüpft.

Alternativ können Sie auch die Variablenstruktur udtPcuGridOperator.Data.Objects direkt an den betreffenden Stellen, wie z. B. Portverknüpfungen oder an anderen Code-Stellen verwenden.

Für alle 50 Objekte der jeweiligen Typen ist im Code die Variablenstruktur ausgeschrieben (siehe Bild), sodass die benötigten Variablen kommentiert und mit der zu beschreibenden Variable verknüpft werden können.

In der Unterstruktur udtPcuGridOperator.Data.Objects.Control[x].Value werden die Sollwerte empfangen bzw. ausgegeben. Je nach Objekttyp wird der Wert an die entsprechende Variable ausgegeben.

Beispiele:

• Objekttyp(1,2,45,46) wird auf .X_ScDcOn ausgegeben
• Objekttyp(9,10,21,34) sind normiert Werte und werden auf .R_NormFloat ausgegeben
• Objekttyp (11,12,35) sind skalierte Werte und werden auf .I_Scaled ausgegeben

Die folgenden 4 Zeilen sind Auszüge aus der Variablenstruktur, in der die Datenpunkte zu finden sind:

• udtPcuGridOperator.Data.Objects.Control[1].Value.I_Scaled
• udtPcuGridOperator.Data.Objects.Control[1].Value.R_NormFloat
• udtPcuGridOperator.Data.Objects.Control[1].Value.X_DcOff
• udtPcuGridOperator.Data.Objects.Control[1].Value.X_ScDcOn

ControlData

Die „ControlData“-Struktur gibt es nur bei den Control-Objekten.

Mit der „ControlData“-Struktur können die gesendeten Optionen im Protokoll eingesehen und ggf. verwendet werden.

Objekt-Bit Beschreibung
udtPcuGridOperator.Data.Objects.Control[1].Control-Data.USI_Cot	gesendet COT
udtPcuGridOperator.Data.Objects.Control[1].Control-Data.USI_OriginatorAddress	gesendete Originator Adress
udtPcuGridOperator.Data.Objects.Control[1].Control-Data.X_CotNegativ	gesendetes Negativ Bit
udtPcuGridOperator.Data.Objects.Control[1].Control-Data.X_CotTestbit	gesendetes Testbit
udtPcuGridOperator.Data.Objects.Control[1].Control-Data.X_ReceiveValue	Rückmeldung, ob neue Werte empfangen wurden

MonitorData

Die „MonitorData“-Struktur sind bei allen Monitor-Objekten verfügbar(Control, Meas, SpDp).

Mit der „MonitorData“-Struktur können die Optionen im Protokoll beeinflusst werden, in dem die entsprechenden Optionen gesetzt werden.

Objekt-Bit Beschreibung
udtPcuGridOperator.Data.Objects.Control[1].Monitor-Data.USI_Cot	Änderung des COT
udtPcuGridOperator.Data.Objects.Control[1].Monitor-Data.USI_OriginatorAddress	Änderung der Originator Address
udtPcuGridOperator.Data.Objects.Control[1].Monitor-Data.X_CotNegativ	Setzen des Negativ-Bits
udtPcuGridOperator.Data.Objects.Control[1].Monitor-Data.X_CotTestbit	Setzen des Test-Bits
udtPcuGridOperator.Data.Objects.Control[1].Monitor-Data.X_IvInvalid	Setzen des Invalid-Bits
udtPcuGridOperator.Data.Objects.Control[1].Monitor-Data.X_RtrigSendManually	Mit diesem Bit wird das Auslösen manuell ausgelöst. Ebenso muss dieses Bit gesetzt werden, falls eines der obenstehenden Bits gesetzt werden soll.

Blindleistungsmodus

Der Blindleistungsmodus kann über die Objekte übergeben werden. Dazu gibt es auf dem Untermenü „Grid Operator, Config, Obj. Settings“ ein Mapping (siehe Kapitel 5.3.3.6) in der das Objekt definiert wird, über die der Blindleistungsmodus vorgegeben wird.

Im Standardfall werden hier die folgenden Werte erwartet:

-0=Aus
- 1=Q(Vlim)
-2=Q(U)
-3=Q(P)
-4=cos(φ)

Wenn die Werte in einer anderen Form übertragen werden, dann muss eine Anpassung dieser Werte im Quellcode erfolgen.

Nehmen Sie diese Einstellung im Funktionsbaustein PCUgdo_ReSy10x_Objects_1 auf dem Code-Arbeitsblatt „Setpoints“ vor. Auf dem Code-Arbeitsblatt „Setpoints“ in der Codezeile 56 ist dann die Variable udtPCUGridOperator.Data.Control[iPcu].Setpoints.iReactive-PowerMode mit dem entsprechenden Wert zu beschreiben.

Bild 5-30 PLCnext Engineer: Code-Arbeitsblatt „Setpoints“ - Objects (Beispiel)

5.3.2.4 Initialparameter für Kommunikation und Objekte

Die Initialparameter der einzelnen Netzbetreiber für die Kommunikation und den Objekten finden Sie unter „Programming/Local/Function & Function Blocks/GridOperator/InitParameter/GridOperator/PCUgdo_InitValues10x_x“.

Hier können Sie die initialen Parameter für die Kommunikation und die einzelnen Objekte einsehen und ggf. ändern.

Bild 5-31 PLCnext Engineer: Code-Arbeitsblatt „Control“ - Init_Objects (Beispiel)

5.3.2.5 Funktion „Flattermeldung“ (Flutter)

Die Funktion „Flattermeldung“ (Flutter) ist eine spezielle Funktion des Netzbetreibers „Westnetz“. Die Flattermeldungen können auf dem eHMI parametriert werden (siehe Kapitel 5.3.3.9).

Die Rückmeldung der Flattermeldung muss über ein Objekt an den Netzbetreiber gesendet werden. Dafür muss die Parametrierung dieser Rückmeldung im Quellcode auf das Objekt gelegt werden, d. h. Sie rücken die auskommentierten Zeilen ein und setzen den „ArrayIndex“ auf das entsprechende Objekt. Das folgende Bild stellt die Position, die im Quellcode angepasst werden muss, dar:

Bild 5-32 PLCnext Engineer: Code-Arbeitsblatt „Debouncing“ - Objects (Beispiel)

5.3.3 eHMI

5.3.3.1 Untermenü „Info“

In diesem Untermenü werden die aktuell ausgegebenen Reglervorgaben angezeigt. Ebenso wird hier eine kurze Übersicht zum Status der aktuellen Kommunikation angezeigt.

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Bild 5-33 eHMI: Untermenü „Grid Operator, Info“ (Beispiel)

5.3.3.2 Untermenü „Config, General“

Auf diesem Menü kann zur Laufzeit über das Drop-down-Menü der gewünschte Netzbetreiber gewählt werden.

Wenn der gewünschte Netzbetreiber nicht in der Liste verfügbar ist, dann wurde dieser noch nicht umgesetzt. Sie können sich dann einen Netzbetreiber nehmen, der eine ähnliche Datenpunktliste hat, oder sie verwenden die Default-Konfiguration. Dann erweitern Sie die Datenpunkte anhand der „Technischen-Anschluss-Bedingungen“ (TAB) des Netzbetreibers.

Ebenso kann hier die Netzbetreiber-Schnittstelle deaktiviert werden. Es wird dann keine Kommunikation zum Netzbetreiber aufgebaut.

Die Regelwerte werden dann folgend an den Regelkern ausgegeben.

• Wirkleistung: 1.0 p.u.
• Blindleistung: 0.0 p.u.
• Cos(φ): 1.0 p.u.
• Referenzspannung: 1.0 p.u.

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Bild 5-34 eHMI: Untermenü „Grid Operator, Info, General“ (Beispiel)

5.3.3.3 Untermenü „Config, Connect“

Auf diesem Untermenü wird der „Connect Manager X“ für die Fernwirkanbindung über IEC 6087-5-10x über die Funktionsbaustein-Bibliothek ReSy10x parametriert.

Redundanz bei „IEC 60870-5-104“:

Wenn die Redundanz aktiviert wird (xRedundancy), kann der „Connect Manager 2“ eingestellt werden. Damit ist es möglich eine alternative Verbindung zu einer zweiten Leitstelle aufzubauen.

Wenn auf dem Menü „Tasks and Events“ eine zweite 104er-Verbindung ausgewählt wird, ist das Untermenü „ReSy104 Connect Manager Multiclient“ sichtbar, Es können nun im unteren Teil die Kommunikationsparameter für eine eigenständige zweite Leitstelle eingegeben werden. Diese zweite Verbindung kommuniziert die gleichen Objekte, wie die erste Verbindung.

Bild 5-35 eHMI: Untermenü „Grid Operator, Config, Connect“ (Beispiel)

5.3.3.4 Untermenü „Config, Link“

In diesem Untermenü wird der „Link Manager“ für die Fernwirkanbindung über IEC 6087-5-10x über die Funktionsbaustein-Bibliothek ReSy10x parametriert.

Bild 5-36 eHMI: Untermenü „Grid Operator, Config, Link“ (Beispiel)

5.3.3.5 Untermenüs „Config, Object I“ und „Config, Object II“

In diesem Untermenü wird der Object Manager für die Fernwirkanbindung über IEC 6087-5-10x über die Funktionsbaustein-Bibliothek ReSy10x parametriert.

Bild 5-37 eHMI: Untermenü „Grid Operator, Config, Object I“ (Beispiel)

Bild 5-38 eHMI: Untermenü „Grid Operator, Config, Object II“ (Beispiel)

5.3.3.6 Untermenü „Config, Obj. Settings“

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Bild 5-39 eHMI: Untermenü „Grid Operator, Config, Obj. Settings“ (Beispiel)

„Scaling setpoints“:

Hier können für die Sollwertvorgaben von dem Netzbetreiber die Skalierung eingestellt werden, damit die Werte für den Regelkern in der Einheit „per Unit“ („p. U.“) ankommen.

Die Skalierung kann für die Wirkleistung, Blindleistung und Referenzspannung für die Q(U)-Regelung vorgenommen werden. Die Skalierung ist notwendig, da der Regelkern die Vorgaben und Werte in der Einheit „per Unit“ benötigt.

Wenn in den „Technischen-Anschluss-Bedingungen“ die Vorgaben wie z. B. für die Wirkleistung in „%“ und für die Blindleistung in „kVAr“ vom Netzbetreiber gesendet werden, dann müssen die Skalierungen an dieser Stelle auf Wirkleistung in % und Blindleistung kVar gestellt werden, damit die Werte für den Regelkern passend in die Einheit „p. U.“ skaliert werden.

Beispiel: Vorgaben von dem Netzbetreiber „EWE“:

• Wirkleistung in %
• Blindleistung in MVar
• Referenzspannung in kV

„Fallback config“:

Hier werden die Fallbackwerte und der Modus im Fall eines Verbindungsabbruchs eingestellt.

• „Fixed Value“: Der eingetragene Wert wird verwendet.
• „Last valid value“: Wenn ein gültiger Wert vom Netzbetreiber empfangen wurde, wird dieser weiterhin bei einem Verbindungsabbruch ausgegeben. Wenn kein gültiger Wert vorhanden ist, dann wird der „Fixed Value“ verwendet.

Beispiel:

Wenn die Anlage, nachdem die Software aufgespielt wurde, zum ersten Mal startet, dann gibt es keinen gültigen Sollwert vom Netzbetreiber, da hier noch nie eine Kommunikation stattgefunden hat. Hier wird dann der „Fixed Value“ verwendet.

Wenn eine Kommunikation zum Netzbetreiber erfolgreich ist und dieser auch einen Sollwert für die Regelparameter gesendet hat, dann wird dieser Sollwert als „Last Valid Value“ gespeichert.

Wenn nun ein Kommunikationsausfall oder ein Neustart der Anlage durchgeführt wird, dann startet die Anlage nach Ablauf der „Fallback Time“ mit diesem zuletzt gespeicherten Wert. Wenn ein Kaltstart der Anlage durchgeführt wird, werden alle remanenten Variablen gelöscht! Dazu gehört auch der „Last Valid Value“. Die Anlage startet nach Ablauf der „Fallback Time“ mit dem „Fixed Value“ falls keine Kommunikation in der Zwischenzeit mit dem Netzbetreiber aufgebaut wird.

graph TD
    A["Connection failure to the GDO"] --> B{Waiting time expired?}
    B -->|No| A
    B -->|Yes| C["Fallback mode activ"]
    C --> D{eHMI setting}
    D -->|No| E["Fixed value"]
    D -->|Yes| F{Last valid value available?}
    F -->|No| E
    F -->|Yes| G["Fallback value issue"]
    E --> H["Fixed value"]
    G --> H

Bild 5-40 Ablauf des Fallback-Modus - Grid Operator

„Objects for setpoints“:

In diesen Objekten liegen die Sollwertvorgaben des Netzbetreibers.

Zum Beispiel:

• Wirkleistung
• Blindleistung
• Cos(φ)
• Referenzspannung (QU Kennlinie)
• Blindleistungsmodus

Diese Objekte werden durch die Auswahl im Drop-down-Menü in die Regelungsstruktur gemappt.

Beispiel:

Der Sollwert für die Wirkleistung wurde auf dem Objekt 1 unter „Control“ projektiert, dann muss hier das „Obj 1“ gewählt werden.

5.3.3.7 Untermenü „Config, Obj. Control“

Auf diesem Untermenü werden die Einstellungen für die Control-Objekte der Netzbetreiber vorgenommen.

Es stehen 50 Objekte zur Verfügung.

Zu jedem Control-Objekt gibt es ein zugehöriges Monitor-Objekt die im Code miteinander verknüpft sind, und den gesendeten Sollwert wieder an den Netzbetreiber zurücksenden.

Jedem Objekt kann ein freier Name, eine Typkennung und Adresse zugewiesen werden.

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Bild 5-41 eHMI: Untermenü „Grid Operator, Config, Obj. Control“ (Beispiel)

5.3.3.8 Untermenü „Config, Obj. Meas“

Auf diesem Untermenü werden die Einstellungen für die Messwerte der Anlage vorgenommen, die zum Netzbetreiber gesendet werden.

Es stehen 50 Objekte zur Verfügung.

Zu jedem Monitor-Objekt gibt es eine zugehörige Threshold-Funktion. Die Threshold-Funktion kann je nach Bedarf ein- oder ausgeschaltet werden. Weitere Informationen zur Threshold-Funktion finden Sie in der Funktionsbaustein-Hilfe der Solarworx.

„Monitor Object“:

Jedem Objekt kann ein freier Name, eine Typkennung und Adresse zugewiesen werden.

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Bild 5-42 eHMI: Untermenü „Grid Operator, Config, Obj. Meas“ (Beispiel)

5.3.3.9 Untermenü „Config, Obj. Digital“

Auf diesem Untermenü werden die Einstellungen für die Einzel-/Doppelbefehle der Anlage vorgenommen, die zum Netzbetreiber gesendet werden.

Es stehen 50 Objekte zur Verfügung.

Zu jedem Monitor-Objekt gibt es eine zugehörige Entprellfunktion (Debouncing) und eine Flattersperre (Flutter).

Bild 5-43 eHMI: Untermenü „Grid Operator, Config, Obj. Digital“ (Beispiel)

„Debouncing“ (Entprellfunktion):

Die Entprellfunktion kann je nach Bedarf ein- oder ausgeschaltet werden.

Der Parameter „Debouncing1“ ist dem Einzelobjekt und der Parameter „Debouncing2“ dem Doppelobjekt zugeordnet.

Der Wert bezieht sich auf eine Ein-/Ausschaltverzögerung und gibt an, wie lange das Signal konstant sein muss, bevor das Objekt ausgelöst wird. Damit kann das Signal entprellt werden.

„Flutter“ (Flattersperre):

Die Flattersperre ist u. a. von dem Netzbetreiber „Westnetz“ gefordert.

Flattermeldungen sind Meldungen, die innerhalb sehr kurzer Zeit mehrfach kommen und gehen. Das Auftreten einer solchen Information wird zu Beginn einmal verarbeitet, die weiteren Kommen- und Gehen-Ereignisse werden unterdrückt. Für die Kontakte ist eine frei definierbare Zeit und Anzahl der Kontaktgaben parametrierbar (siehe Kapitel 5.3.2.5).

„Monitor-Object“:

Jedem Objekt kann ein freier Name, eine Typkennung und Adresse zugewiesen werden.

5.3.3.10 Untermenü „Object Test, Test Control“

Auf diesem Untermenü werden alle 50 Control-Objekte und deren Adresse, Typkennung sowie die aktuellen Sollwerte der Objekte in einer Übersicht dargestellt.

Durch das Aktivieren des Inbetriebnahmemodus können die Sollwerte zu Inbetriebnahmezwecken geändert werden.

Die Felder passen sich jeweils den Typkennungen an und blenden Einzel-/Doppelbefehle oder Werteingaben ein.

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Bild 5-44 eHMI: Untermenü „Grid Operator, Object Test, Test Control“ (Beispiel)

5.3.3.11 Untermenü „Object Test - Test Monitor“

Auf diesem Untermenü werden alle 50 Monitor-Objekte der jeweiligen Typen und deren Adresse, Typkennung sowie die aktuellen Istwerte der Objekte in einer Übersicht dargestellt.

Durch das Aktivieren des Inbetriebnahmemodus können die Istwerte zu Inbetriebnahmezwecken geändert und an den Netzbetreiber versendet werden.

Hiermit wird eine Prüfung der Datenpunktliste vereinfacht.

Die Felder passen sich jeweils den Typkennungen an und blenden Einzel-/Doppelmeldungen oder Werteingaben ein.

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Bild 5-45 eHMI: Untermenü „Grid Operator, Object Test, Test Monitor“ (Beispiel)

5.3.3.12 Untermenü „Diag“

Auf diesem Untermenü werden die Diagnoseinformationen angezeigt.

Je nachdem, ob eine 101-/104-Verbindung gewählt wurde, erscheinen unterschiedliche Diagnoseinformationen.

Weitere Informationen zum Thema Diagnose sind im Kapitel 5.1.4.3 zu finden.

Die Standardeinstellungen für die Parameter der Netzbetreiberschnittstelle können auf diesem Untermenü „Diag“ wiederhergestellt werden. Bei Wiederherstellung werden jegliche Parameter, die in den Konfigurationsdateien gespeichert sind, mit den Initialwerten aus dem jeweiligen Netzbetreiber überschrieben.

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Bild 5-46 eHMI: Untermenü „Grid Operator, Diag“ (Beispiel)

5.4 Applikationsbereich „Third Parties“

5.4.1 Allgemein

Der Applikationsbereich „Third Parties“ dient der Einrichtung der Kommunikation zu den Direktvermarktern einer Anlage. Die Direktvermarkter liefern den EZA-Reglern Sollwerte für die gewünschte Wirkleistungsabgabe der Anlage.

Die Kommunikation erfolgt für alle von der PCU-Basisapplikation unterstützten Direktvermarkter über das Protokoll Modbus TCP. Die SPS übernimmt dabei die Rolle des Servers und die Direktvermarkter verbinden sich als Client.

ACHTUNG

Bei allen Direktvermarktern ist die Einrichtung eines VPN-Tunnels erforderlich. Dafür kann die App „VPN Client for PLCnext ARM“ aus dem PLCnext Store verwendet werden. Die App ist ausschließlich für die PLCnext Control 1152 und 2152 (für andere PLCnext Controls gibt es eine separate App).

Details für die Einrichtung stellt der entsprechende Direktvermarkter bereit.

Jeder Instanz eines EZA-Reglers kann ein Direktvermarkter zugeordnet werden, es handelt es sich um eine 1:1-Beziehung. Dabei können jeweils unterschiedliche Direktvermarkter gewählt werden oder auch mehrfach derselbe.

Gibt es keinen Direktvermarkter, muss ein Ersatzprogramm instanziert werden, damit dem EZA-Regler für den P-Sollwert des Direktvermarkters immer 100 % zugeführt wird.

Für alle fünf EZA-Regler-Instanzen ist bereits ein „Third Parties“-Programm instanziiert, hier muss nur der Programmtyp je nach projektspezifischer Anforderung geändert werden.

Weitere Informationen finden Sie im Kapitel 5.1.2.1.

5.4.2.1 Mapping

Bei allen Programmen ist die wesentliche Aufgabe dieser Schnittstelle (Handling der Verbindung und Weitergabe des Wirkleistungs-Sollwerts an den EZA-Regler) bereits komplett implementiert.

Die Direktvermarkter wünschen aber üblicherweise auch eine Reihe von Informationen aus der Anlage zu lesen, die auf der SPS im Mapping des jeweiligen Modbus TCP Server vorgehalten werden müssen. Dies können recht unterschiedliche Messpunkte sein, nicht alle davon sind Teil des Funktionsumfangs der PCU-Basisapplikation und müssen daher vom Anwender manuell ergänzt werden.

Dies erfolgt innerhalb der Programme, im Code-Arbeitsblatt „Mapping“.

Hier kann das Mapping von bereits verknüpften Messpunkte geändert sowie fehlende Mappings hinzugefügt werden.

Bild 5-47 PLCnext Engineer: Code-Arbeitsblatt „Mapping“ (Beispiel)

5.4.3 eHMI

5.4.3.1 Untermenü „Info“

Bild 5-48 eHMI: Untermenü „Third Parties, Info“ (Beispiel)

„Status of third party groups“:

Hier wird eine Übersicht der vorhandenen Instanzen dargestellt. Neben diversen Statusinformationen und den Fallback-Einstellungen werden die an die EZA-Regler übermittelten Wirkleistungs-Sollwerte angezeigt.

Die Schaltfläche in der letzten Spalte ermöglicht den Sprung auf das Untermenü „Config“ der jeweiligen Instanz.

„Feedback values“:

Hier wird eine Übersicht der Messwerte die vom jeweiligen Direktvermarkter gefordert werden und zum Lesen im Modbus-Mapping bereit stehen dargestellt.

5.4.3.2 Untermenü „Config“

Dieses Untermenü ermöglicht die Parameterkonfiguration für den Modbus-Server und die Fallback-Strategie bei einem Verbindungsproblem zum Direktvermarkter.

Bild 5-49 eHMI: Untermenü „Third Parties, Config“ (Beispiel)

„Modbus server config“:

Hier können die Basiseinstellungen zum Modbus-Server vorgenommen werden.

ACHTUNG

Bei gleichzeitiger Nutzung mehrerer Modbus-Server-Schnittstellen für Direktvermarkter dürfen die Konfigurationen nicht identisch sein.

Wenn nur ein Netzwerkadapter in der SPS zur Verfügung steht, kann z. B. für die zweite Schnittstelle statt dem Modbus Default-Port #502 die #503 beim Parameter uiPortBind verwendet werden.

Bei mehreren Netzwerkadaptern kann über den Parameter strlpAddressBind der verwendete Adapter über dessen IP-Adresse gewählt werden. Dann kann auch mehrfach die Port-Nummer #502 verwendet werden.

„Fallback config“:

Hier wird die Fallback-Strategie konfiguriert.

Wenn bei aktivierter Schnittstelle ein Fehler in der Kommunikation auftritt, wird diese Fallback-Strategie wirksam. Es kann gewählt werden zwischen einem festen Wert, der an den EZA-Regler weitergegeben wird, sowie dem letzten gültigen Wert vor dem Kommunikationsfehler (sofern vorhanden).

Darüber hinaus kann eine Wartezeit eingestellt werden, bis nach Eintreten des Fehlerfalls die Fallback-Strategie aktiviert wird.

graph TD
    A["Connection failure to ThirdParties"] --> B{Waiting time expired?}
    B -->|No| A
    B -->|Yes| C["Fallback mode activ"]
    C --> D{eHMI setting}
    D -->|No| E["Fixed value"]
    D -->|Yes| F{Last valid value available?}
    F -->|No| E
    F -->|Yes| G["Fallback value issue"]
    G --> E

Bild 5-50 Ablauf des Fallback-Modus - Third Parties

Bei deaktivierter Schnittstelle wird immer die Vorgabe von 100-%-Wirkleistung in den EZA-Regler ausgegeben.

5.4.3.3 Untermenü „Diag“

Auf diesem Untermenü werden neben der normalen Fehlerdiagnose einige spezifische Informationen an.

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Bild 5-51 eHMI: Untermenü „Third Parties, Diag“ (Beispiel)

„Diag interface third party“:

Die Tabelle „Modbus server“ zeigt an, ob die Fallback Strategie aktiv ist sowie einige Modbus-spezifische Diagnosewerte.

Weitere Informationen zum Thema Diagnose sind im Kapitel 5.1.4.3 zu finden.

5.5 Applikationsbereich „Meter“

5.5.1 Allgemein

In der Basisapplikation werden vorgefertigte Programme für die Energiemessgeräte-Schnittstelle vorgehalten. Weiterhin steht ein „Dummyprogramm“ zur Verfügung, das die Instanznummer für das Energiemessgeräte-Programm hochzählt und als Platzhalter agiert.

Für jedes von der PCU-Basisapplikation unterstützte Energiemessgerät steht ein separates Programm zur Verfügung, das nach projektspezifischer Anforderung instanziiert werden kann. Für weitere Informationen siehe Kapitel 5.1.3.1.

5.5.3 eHMI

5.5.3.1 Untermenü „Info“

Auf dem Untermenü „Info“ wird eine Übersicht über die instanziierten Energiemessgeräte-Programme und deren Status dargestellt.

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Bild 5-52 eHMI: Untermenü „Meter, Info“ (Beispiel)

In der dargestellten Tabelle werden die folgenden Informationen in den einzelnen Spalten dargestellt.

„Instance“:

Anzeige der Instanznummer.

„Program name“:

Anzeige des Programmnamens.

„Diag“:

Anzeige, ob der Kommunikationsstatus aktiv (grün) oder inaktiv (grau) ist.

„PCU“:

Anzeige über die Zuordnung zu der Regelungskomponente.

„Fallback“:

Anzeige, ob der eingestellte Fallback-Modus aktiv (orange) oder inaktiv (grau) ist.

„Fallback mode“:

Anzeige des eingestellten Fallback-Modus.

„Meas“:

Mit der Schaltfläche gelangen Sie zu den Messwerten des jeweiligen Energiemessgeräts.

„Config“:

Mit der Schaltfläche gelangen Sie zu der Konfiguration des jeweiligen Energiemessgeräts.

In dem Bild 5-52 ist ein Beispiel dargestellt, in dem der ersten Regelungskomponente (PCU 1) das Energiemessgeräte-Programm für ein Phoenix Contact Energiemessgerät zugeordnet ist. Der grüne Kreis in der Spalte „Diag“ zeigt eine aktive Verbindung zu diesem an. In der Spalte „Fallback mode“ ist der Fallback-Modus „Bypass mode“ eingestellt. Der graue Kreis in der Spalte „Fallback“ zeigt, dass der Fallback-Modus nicht aktiv ist.

5.5.3.2 Untermenü „Config“

Auf dem Untermenü „Config“ werden für das gewählte Energiemessgerät die folgenden Einstellungen vorgenommen:

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Bild 5-53 eHMI: Untermenü „Meter, Config“ (Beispiel)

„Device parameters“:

Einstellen der Geräteeinstellungen.

„Fallback config“:

Einstellen der Fallback-Strategie für die Schnittstelle der Energiemessgeräte.

Dieser Mechanismus hat nur Relevanz, wenn die dazugehörige Regelungskomponente eingeschaltet ist. Der Benutzer kann aus zwei Fallback-Strategien für jede Energiemessgeräte-Schnittstelle wählen:

- „Off“

- „Bypass mode“

Wird die Strategie „Bypass mode“ gewählt, wird im Fall einer Kommunikationsstörung zum Energiemessgerät der „Bypass mode“ der zugehörigen Regelungskomponente eingeschaltet. Ist die Kommunikation wiederhergestellt, wird der „Bypass mode“ abgeschaltet. Auch wenn die Energiemessgeräte-Schnittstelle deaktiviert ist/wird und die dazugehörige Regelungskomponente eingeschaltet ist, wird die entsprechende Regelungskomponente in den „Bypass mode“ geschaltet.

Bild 5-54 Ablauf des Fallback-Modus - Meter

„Communication and protocol parameters“:

Einstellen der Kommunikations- und Protokolleinstellungen

5.5.3.3 Untermenü „Meas“

Auf dem Untermenü „Meas“ werden die folgenden Informationen dargestellt:

Bild 5-55 eHMI: Untermenü „Meter, Meas“ (Beispiel)

„General information“:

Anzeige der Geräteinformationen.

„Measured time“:

Anzeige über die Dauer des letzten Lesevorgangs.

Messwerte:

Anzeige der Messwerte, wie z. B. „Active power“, „Reactive power“ usw. Nicht verfügbare Messwerte sind ausgegraut.

5.5.3.4 Untermenü „Diag“

Dieser Applikationsbereich zeigt auf dem Menü „Diag“ keine speziellen Informationen.

Weitere Informationen zum Thema Diagnose sind im Kapitel 5.1.4.3 zu finden.

5.6 Applikationsbereich „Control“

5.6.1 Allgemeines

Mit Hilfe des Applikationsbereichs „Control“ werden die Einstellungen zur Regelung vorgenommen.

Die Regelung findet in der Matlab/Simulink Komponente, der Regelungskomponente, statt. Es werden fünf parallele Regelungskomponenten zugelassen. Das Programm für die Regelung (Regelungskomponente) ist im Auslieferungszustand bereits fünf Mal instanziiert.

Weiterhin stehen zwei Programme zum Austausch zwischen Engineer-Projekt und Regelungskomponenten zur Verfügung. Dieser Austausch geschieht über die Ports der Regelungskomponente. Eine Instanz eines der Programme beinhaltet die Verknüpfung für alle Regelungskomponenten, d. h. es wird jeweils nur eine Programminstanz benötigt. Die beiden Programme sind im Auslieferungszustand bereits initialisiert und dürfen nicht verschoben werden.

Zusätzlich steht ein Programm zur Verfügung, das sich um die Initialparameter, Initialisierung und das eHMI-Handling kümmert. Dieses Programm ist im Auslieferungszustand auch schon instanziiert und wird nicht in der Control-Task aufgerufen.

5.6.3 eHMI

5.6.3.1 Untermenü „Info“

Auf dem Untermenü wird die Übersicht über die fünf Regelungskomponenten dargestellt. Es wird der Zustand der Regelungskomponente, die vorhandene Lizenz und die CRC (Checksumme der MATLAB/Simulink Komponente) der Regelungskomponente dargestellt. Mit der Schaltfläche „Config“ wird das Untermenü „Config“ der jeweiligen Regelungskomponente geöffnet werden.

Bild 5-56 eHMI: Untermenü „Control, Info“ (Beispiel)

5.6.3.2 Untermenü „Config“

In dem Menü „Config“ werden die Parameter für die jeweils über das Dropdown Menü ausgewählte Regelungskomponente eingestellt.

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Bild 5-57 eHMI: Untermenü „Control, Config“ (Beispiel)

Das Untermenü „Config“ unterteilt sich in folgende Untermenüs:

Menü Beschreibung

„Enable“ Regelungskomponente ein- und ausschalten

„Common“ Nennwerte der Anlage, des Blindleistungsregelungsmodus und der Blindleistungspriorisierung einstellen

„PID PCtI“ PID-Regler für die Wirkleistungsregelung einstellen

„PID QCtI“ PID-Regler für die Blindleistungsregelung einstellen

„P Rmp“ Blindleistungs rampen für den Netzbetreiber und den Direktvermarkter einstellen und aktivieren (siehe Kapitel 6.2.4)

„P(f)“ P(f)-Kennlinie einstellen und aktivieren (siehe Kapitel 6.2.1)

„PriCtI“ Primärleistungsregelung einstellen und aktivieren (siehe Kapitel 6.2.3)

„Q(Vlim)“ Kennlinie für die Blindleistungsregelung mit Spannungsbegrenzungsfunktion einstellen (siehe Kapitel 6.3.2)

„Q(V)“ Q(U)-Kennlinie für die Blindleistungsregelung einstellen (siehe Kapitel 6.3.3)

„Q(P)“ Q(P)-Kennlinie für die Blindleistungsregelung einstellen (siehe Kapitel 6.3.4)

„EnaPoi“ Funktion „Freigabe Wiederzuschaltung vom Netzanschlusspunkt“ einstellen und aktivieren (siehe Kapitel A 1.4.3)

5.6.3.3 Untermenü „Diag“

Dieser Applikationsbereich zeigt auf dem Menü „Diag“ neben der normalen Fehlerdiagnose einige spezifische Informationen an. Dazu gehören Informationen zu der Regelungskomponente (Matlab/Simulink Modell bzw. PLCnext Komponente) und zu den einzelnen Regelungsfunktionen.

Weitere Informationen zum Thema Diagnose sind im Kapitel 5.1.4.3 zu finden.

Bild 5-58 eHMI: Untermenü „Control, Diag“ (Beispiel)

5.7 Applikationsbereich „Inverter“

5.7.1 Allgemein

Der Applikationsbereich „Inverter“ dient der Einrichtung der Verbindung zu PV-Wechsel- richtern verschiedener Hersteller bzw. herstellerspezifischer Datenlogger.

An diese Geräte können einerseits die Stellwerte für Wirk- und Blindleistung aus den EZA-Reglern übertragen werden, andererseits kann die Überwachung durch Lesen aller relevanten Messwerte realisiert werden.

Es werden maximal bis zu 25 Programme unterstützt.

Der Funktionsumfang der Programme variiert dabei in Abhängigkeit der Wechselrichterhersteller und welche Schnittstellen die Geräte unterstützen. Teils wird mit den Wechselrichtern direkt kommuniziert, teils über einen herstellerspezifischen Datenlogger der als Kommunikations-Gateway zwischen der SPS und den Wechselrichtern installiert ist.

Darüber hinaus unterscheiden sich die Programme in der Nutzung der physikalischen Schnittstelle und dem Kommunikationsprotokoll. Es gibt Programme für die Kommunikation über Modbus TCP (ethernetbasiert) und Modbus RTU (seriell).

Für jede Konstellation aus verfügbarer Schnittstelle und Geräten (mit oder ohne hersteller-spezifischen Datenlogger) ist ein Programm vorhanden.

Je nach Anforderung des Projekts können die passenden Programme gewählt und instanziiert werden. Dabei können unterschiedliche Programme gewählt werden oder mehrfach dasselbe.

Bei Programmen zur seriellen Kommunikation ist das vorherige Verbinden der Prozessdaten notwendig (siehe Kapitel 5.1.3).

5.7.2.1 Anpassung der Array-Dimensionen

Maximal werden bis zu 25 gleichzeitig instanzierte Programme für den Applikationsbereich „Inverter“ unterstützt. Im Auslieferungszustand ist dies jedoch auf fünf Programme maximiert, da durch die Vergrößerung von Arrays Speicher vorgehalten wird, auch wenn gar kein Programm instanziiert ist.

Eine Anpassung ist über das Datentypen-Arbeitsblatt „Inverter“ möglich.

Neben der Anzahl der Programme iMaxInvBus kann auch die Anzahl der maximal unterstützen Wechselrichter iMaxInv je Programm von den voreingestellten 32 auf bis zu 80 erhöht werden. Weitere Anpassungen sind nicht notwendig. Die Bausteine, Programme und die eHMI-Menüs passen sich automatisch an.

Bild 5-59 PLCnext Engineer: „Inverter“ - Array types“ (Beispiel)

5.7.3 eHMI

5.7.3.1 Untermenü „Info“

Auf diesem Menü werden die folgenden Informationen dargestellt:

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Bild 5-60 eHMI: Untermenü „Inverter, Info“ (Beispiel)

„Status of inverter groups“:

Übersicht der vorhandenen Instanzen. Neben Diagnoseinformationen wird die Instanznummer der verlinkten EZA-Regler dargestellt. Von den EZA-Reglern werden die Stellwerte als Vorgabe an die Wechselrichter übertragen. Die Schaltfläche in der letzten Spalte ermöglicht den Sprung auf das Blatt „Control“ des Untermenüs „Config“ der jeweiligen Instanz.

„Inverter monitoring overview“:

Übersicht der Wechselrichter der jeweiligen Programminstanz inklusive der Messwerte für Wirk- und Blindleistung, einem Zeitstempel der letzten Kommunikation und Diagnoseinformation. Die Schaltfläche in der letzten Spalte ermöglicht den Sprung auf das Untermenü „Meas“ des jeweiligen Wechselrichters. Diese Übersicht der Wechselrichter wird nur mit Informationen gefüllt, wenn die Kommunikation zu den einzelnen Wechselrichtern stattfindet und die Überwachung aktiviert ist.

„Operation modes inverter/logger“:

Konfiguration der Betriebsmodi der jeweiligen Programminstanz sowie den aktuellen Betriebszustand.

„Logger monitoring overview“:

Findet die Kommunikation mit einem herstellerspezifischen Datenlogger, anstatt mit einzelnen Wechselrichtern in der jeweiligen Programminstanz statt, wird diese Tabelle mit Informationen gefüllt.

„Inverter/Login control overview“:

Details zur Kommunikation in Bezug auf die Übertragung der Stellwerte des EZA-Reglers für Wirk- und Blindleistung.

5.7.3.2 Untermenü „Config“

Die Konfiguration des Applikationsbereichs „Inverter“ befindet sich auf drei Untermenüs. Mit der Schaltfläche „Config“ öffnen sich die Untermenüs.

Die Menüs „Interface“ und „Devices“ unterscheiden sich je nach ausgewähltem Programm.

Untermenü „Config, Interface“

Auf dem Menü „Config, Interface“ können Änderungen an den Parametern zur Schnittstelle und dem Modbus-Protokoll vorgenommen werden.

Bild 5-61 eHMI: Untermenü „Inverter, Config, Interface“ (Beispiel)

„[AXL SE RS485] parameters“:

Die Benennung in [...] entspricht dem gewählten Modul. Diese Tabelle wird nur bei Programmen mit serieller Kommunikation dargestellt.

Die Tabelle ermöglicht die Änderung der Parameter der seriellen Schnittstelle zur Laufzeit der SPS (siehe Kapitel 5.1.5).

„Communication and protocol parameters“:

Hier können Details zum Treiber des Modbus-Protokolls bzgl. Fehlerverhalten und Timing eingestellt werden.

Untermenü „Config, Devices“

Auf dem Menü „Config, Devices“ werden die Einstellungen zu den Geräten vorgenommen. Die Einstellungen sind von oben nach unten vorzunehmen, da die Einstellungen aufeinander aufbauen.

Bild 5-62 eHMI: Untermenü „Inverter, Config, Devices“ (Beispiel)

„Inverter Logger“:

Diese Tabelle wird nur bei Programmen dargestellt, die über einen herstellerspezifischen Datenlogger als Kommunikations-Gateway kommunizieren.

„Search“:

Mit dieser Tabelle kann automatisiert nach Wechselrichtern im Netzwerk gesucht werden. Dazu wird ein Suchbereich in der Zeile „Address“ eingestellt und mit der Schaltfläche „Search“ die Suche gestartet. Eine aktive Suche kann mit der Schaltfläche „Cancel“ abgebrochen werden.

„Device List“:

In dieser Tabelle werden die gefundenen Wechselrichter aufgenommen. Alternativ können die Geräte dort auch manuell hinzugefügt oder bestehende Einträge verändert werden.

„Operation modes“:

Hier können die Betriebsarten konfiguriert werden. Für die Überwachung (Monitoring, zyklisches Lesen der Messwerte) kann in der Zeile „Enable monitoring“ zwischen drei Optionen gewählt werden:

• „off“: deaktiviert, es findet keine Überwachung statt
• „inverter“: Die Wechselrichter werden überwacht
• „inverter logger“: Der herstellerspezifische Datenlogger wird überwacht

Die Übertragung der Stellwerte des konfigurierten EZA-Reglers kann in der Zeile „Enable control“ ein- oder ausgeschaltet werden. Der aktuelle Betriebszustand wird auf dem Untermenü „Inverter, Info“ dargestellt.

Die Schaltfläche „Send mode settings for control“ ist für die meisten Programme gesperrt und hat dann keine Funktion. Für manche Wechselrichter ist es im Rahmen der Leistungsregelung notwendig, vor Übertragung der Sollwerte einen Modus zur Leistungsregelung (Art der Leistungsregelung und Einheit) in den Wechselrichtern zu setzen. Die entsprechenden Programme machen das nach einem Neustart der SPS bzw. nach einer Suche mit der Schaltfläche „Search“. Bei einem Problem kann über die Schaltfläche „Send mode settings for control“ ein erneutes Übertragen dieser Moduseinstellung an alle konfigurierten Wechselrichter manuell angefordert werden.

Untermenü „Config, Control“

Auf dem Menü „Config, Control“ können Details zur Übertragung von Stellwerten von Wirk- und Blindleistung angepasst werden.

Bild 5-63 eHMI: Untermenü „Inverter, Config, Control“ (Beispiel)

Die Stellwerte werden ereignisbasiert übertragen. Die Kriterien dafür sind die Wertdifferenz zu dem letzten Sendevorgang und Zeit. Für beide Kriterien können auf diesem Untermenü Details eingestellt werden.

Die wichtigste Einstellung ist der Parameter iCtlInst. Hier muss die Instanz des EZA-Reglers eingetragen werden, deren Stellwerte an die Wechselrichter bzw. den herstellerspezifischen Datenlogger übertragen werden sollen.

5.7.3.3 Untermenü „Meas“

Auf dem Untermenü „Meas“ werden je nach Programm und Konfiguration Messwerte der Wechselrichter oder des herstellerspezifischen Datenloggers dargestellt.

Dieses Menü ist in zwei Varianten darstellbar und wird entsprechend der Konfiguration der Überwachung (siehe Kapitel 5.7.3.2, „Operation modes“) angezeigt.

Bild 5-64 eHMI: Untermenü „Inverter, Meas“ (Beispiel)

„Device information“:

Hier werden grundlegende Geräteinformationen angezeigt.

„DC measurement values“, „Temperature measurement values“ & „AC measurement values“:

Hier werden die wichtigsten Messwerte als Ist- und Mittelwerte angezeigt.

Mit den Schaltflächen „Current“ ① und „Average“ ② öffnet sich jeweils ein eigenes Pop-up-Fenster, das sämtliche Messwerte als Ist- (Current) oder Mittelwert (Average) anzeigt.

Die Schaltfläche ③ ermöglicht den Wechsel zwischen den Wechselrichtern und deren Messpunkten. Die Schaltfläche ③ ist auf dem Menü für die Überwachung des herstellerspezifischen Datenloggers nicht vorhanden.

Die Zeitbasis für die Mittelwerte entspricht der Zeit des ersten konfigurierten Portals (siehe Kapitel 5.8) bzw. einer Minute, wenn keine Portalschnittstelle aktiv ist.

5.7.3.4 Untermenü „Diag“

Dieser Applikationsbereich bietet auf dem Menü „Diag“ die normale Fehlerdiagnose und eine zusätzliche Methode der Diagnose an.

PLCnext Store

PLCnext Community

Bild 5-65 eHMI: Untermenü „Inverter, Diag“ (Beispiel)

„Capture parameters and information“:

Hier kann die Aufzeichnung der Kommunikationsrohdaten mit der Schaltfläche „Apply“ in einer Datei gestartet werden. Die Aktivierung ist aufgrund des Speicherbedarfs zeitlich begrenzt möglich, außerdem ist die Einstellung nach einem Neustart der SPS immer deaktiviert.

Die Datei mit den aufgezeichneten Kommunikationsrohdaten ist unter /opt/plcnext/pcu/capturefiles/ zu finden (siehe Kapitel 5.1.6).

Weitere Informationen zum Thema Diagnose sind im Kapitel 5.1.4.3 zu finden.

5.8 Applikationsbereich „Portal“

5.8.1 Allgemein

Der Applikationsbereich „Portal“ dient der Einrichtung der Verbindung zu cloudbasierten Monitoring-Portalen zur Überwachung von Anlagen.

Es werden entsprechend der Konfiguration Daten der Applikationsbereiche „Control“, „Meter“ und „Inverter“ an die Server von bis zu zwei Anbietern übertragen.

Diese Daten werden temporär in Dateien auf dem Dateisystem der SPS gespeichert und nach erfolgreichem Versand wieder gelöscht.

5.8.2 PLCnext Engineer

Es werden bis zu zwei Verbindungen zu Portalen gleichzeitig unterstützt. Dabei können unterschiedliche Portale gewählt werden oder auch zweimal dasselbe.

Zusätzlich muss das Programm P_PCUptl_Map_1 instanziert werden. Dieses Programm gibt das Mapping für beide Portalschnittstellen vor, welche Daten genau übertragen werden sollen. Weitere Informationen dazu im nächsten Kapitel.

Bild 5-66 PLCnext Engineer: Bereich „Tasks and Events“ (Beispiel)

ACHTUNG

In Ergänzung zu Kapitel 5.1.5 sollten bei einer Änderung an der Task-Konfiguration zur Laufzeit des Projekts nicht nur die Konfigurationsdateien auf dem Dateisystem der SPS gelöscht werden, sondern auch die bereits von den Portalprogrammen erzeugten Dateien.

Diese befinden sich an zwei verschiedenen Stellen. Die für den Versand abgeschlossenen Dateien finden sich im Unterordner /opt/plcnext/pcu/portal/portal_x/. Die noch nicht abgeschlossenen Dateien liegen in dem Ordner /opt/plcnext/.

5.8.2.1 Mapping

Im Programm P_PCUptl_Map_1 kann für beide Portalschnittstellen unabhängig voneinander definiert werden, welche Daten die Applikationsbereiche „Control“, „Meter“ und „Inverter“ übertragen werden sollen.

Bild 5-67 PLCnext Engineer: Code-Arbeitsblatt „Map“ (Beispiel)

Für jede Instanznummer eines Applikationsbereichs, dessen Daten übertragen werden sollen muss in dem Code-Arbeitsblatt in die entsprechende Zeile(n) „TRUE“ eingetragen werden. Sollen die Daten nicht übertragen werden, entsprechend „FALSE“.

Im folgenden Beispiel werden die Daten der ersten 5 Instanzen von „Inverter“ berücksichtigt sowie die der ersten zwei Instanzen von „Meter“ und „Control“.

Das Mapping der einzelnen Datenpunkte (für „Inverter“: es werden alle konfigurierten Geräte berücksichtigt) für diese selektierten Instanzen erfolgt dann automatisch.

Für die Applikationsbereiche „Meter“ und „Inverter“ werden Mittelwerte verwendet, für den Applikationsbereich „Control“ Istwerte.

5.8.3 eHMI

5.8.3.1 Untermenü „Info“

Bild 5-68 eHMI: Untermenü „Portal, Info“ (Beispiel)

„Status of portal groups“:

Eine Übersicht der vorhandenen Instanzen samt Diagnose. Mit der Schaltfläche in der Spalte „Config“ wird das Menü „Config“ geöffnet.

„General diag. normal operation“:

Eine Übersicht des aktuellen Betriebszustands der ausgewählten Portalschnittstelle.

5.8.3.2 Untermenü „Config“

Dieses Menü ermöglicht die Konfiguration der Parameter für die selektierte Portalschnittstelle, aufgeteilt in zwei Blöcke.

Bild 5-69 eHMI: Untermenü „Portal, Config“ (Beispiel)

„Config parameters that can only be changed if the portal blocks are deactivated“: In der Zeile „Activate“ kann die Schnittstelle mit der Schaltfläche „On/Off“ in der Spalte „Edit value“ aktiviert/deaktiviert werden. In den weiteren Zeilen sind Parameter dargestellt, die für eine Übernahme von Wertänderungen einen Neustart der zum Einsatz kommenden Bau- steine erfordern. Aus diesem Grund ist bei aktivierter Schnittstelle eine Wertänderung nicht möglich.

„Config parameters that can be changed during runtime of the portal blocks“: Hier sind Parameter dargestellt, die während der Laufzeit der Schnittstelle geändert werden können.

Empfehlung

Grundsätzlich empfiehlt es sich die Einrichtung einer Portalschnittstelle als letzten Schritt der Inbetriebnahme einer Anlage vorzunehmen, nachdem alle weiteren Schnittstellen und Funktionen eingerichtet sind. Aus diesem Grund sind die Portalschnittstellen in der Default-Einstellung ausgeschaltet.

5.8.3.3 Untermenü „Diag“

Auf dem Menü „Diag“ werden die normale Fehlerdiagnose und einige spezifische Informationen dargestellt.

PLCnext Store

PLCnext Community

Bild 5-70 eHMI: Untermenü „Portal, Diag“ (Beispiel)

„Result string of recent transmission“:

Hier wird das Ergebnis bzw. Protokoll der letzten Übertragung einer Datei zum Server des Portalanbieters angezeigt.

Dieses Protokoll variiert in Länge und Inhalt entsprechend des verwendeten Protokolls für die Übertragung und des Übertragungsergebnisses. Diese Information dient als ergänzende Diagnose zu der Tabelle „Transmit block“, die im Fehlerfall verwendet werden kann.

Weitere Informationen zum Thema Diagnose sind im Kapitel 5.1.4.3 zu finden.

5.9 Applikationsbereich „Testmode“

5.9.1 Allgemeines

In der Basisapplikation wird ein Programm für einen Testmodus zur Verfügung gestellt. Ein Testmodusprogramm steht in einer 1-zu-1-Verbindung zu der Regelungskomponente, d. h. ein Testmodusprogramm ist einer Regelungskomponente zugeordnet. Der Testmodus ermöglicht das Simulieren von einzelnen Soll- und Istwerten, um das System zu testen und in Betrieb zu nehmen.

Folgende Werte können simuliert werden:

• Wirkleistungssollwert vom Netzbetreiber in %
• Blindleistungssollwert vom Netzbetreiber in %
• Cos(φ) vom Netzbetreiber in p.u.
• Wirkleistungssollwert vom Direktvermarkter in %
  – Referenzspannung für die Q(U)-Kennlinie in p.u.
• Blindleistungsmodus
  – Wirkleistungsistwert in %
  – Frequenzistwert in Hz
• Netzspannungsistwert in p.u.

Bei einem Neustart der Steuerung werden sämtliche Einstellungen zurückgesetzt, die im Testmodus eingestellt wurden. Somit ist der Testmodus deaktiviert.

Ist der Testmodus aktiv wird dies durch einen orangenen Hintergrund kenntlich gemacht.

Es gibt zwei Testmodi:

- Manueller Testmodus

Der manuelle Testmodus ermöglicht die manuelle einzelne Vorgabe von Soll- und Istwerten.

- Automatischer Testmodus

Der automatische Testmodus ermöglicht die Definition eines Testfalls, der dann automatisch durchlaufen werden kann. Für den automatischen Testmodus können Testdateien angelegt werden, die auf dem Dateisystem der Steuerung unter dem Pfad /opt/plcnext/pcu/testfiles/ gespeichert werden.

Das Testmodusprogramm ist im Auslieferungszustand bereits 5-mal instanziiert, eine Instanz je EZA-Regler.

5.9.3 eHMI

5.9.3.1 Untermenü „Info“

Bild 5-71 eHMI: Untermenü „Test Mode, Info“ (Beispiel)

„Status of testmode groups“:

In der Spalte „Program name“ sind die instanziierten Testmodusprogramme dargestellt.

In der Spalte „Status“ wird der jeweilige Status dargestellt. In dieser Spalte ist erkennbar, welcher Testmodus aktiviert/deaktiviert ist.

In der Spalte „PCU“ ist die Zuordnung des Testmodusprogramms zur Regelungskomponente und der dazugehörige Status dargestellt.

Mit der Schaltfläche in der Spalte „Config“ wird das Menü „Config“ geöffnet.

In diesem Beispiel sind fünf Testmodusprogramme instanziiert. In der Statuspalte ist zu erkennen, dass nur das erste Testmodusprogramm aktiviert und auf den manuellen Modus geschaltet ist.

5.9.3.2 Untermenü „Config, Manual“

Der manuelle Testmodus kann über das Menü „Config, Manual“ eingeschaltet und verwendet werden. Der manuelle Testmodus kann nur eingeschaltet werden, wenn der automatische Testmodus deaktiviert ist.

Bild 5-72 eHMI: Untermenü „Test Mode, Config, Manual“ (Beispiel)

Im Folgenden wird die Verwendung des manuellen Testmodus schrittweise erläutert:

1. Aktivieren Sie in der Zeile xEnaManualMode die Schaltfläche „On/Off“.
2. Bestätigen Sie die Aktivierung mit der Schaltfläche „Apply“.

→ Der manuelle Testmodus ist eingeschaltet.

1. Wählen Sie in der Spalte „Enable Sim“ mit der Schaltfläche „On/Off“, die Soll- und Istwerte für die Simulation aus. Dadurch werden die ausgewählten Zeilen in der Spalte „Sim-Value“ freigeschaltet und die Werte in der Spalte „Ext-Value“ (externe „echte“ Werte) ausgegraut. Die ausgegrauten Werte werden somit nicht mehr an die Regelungskomponente übergeben.
2. Tragen Sie in die Spalte „Sim-Value“ den zu simulierenden Wert ein. Dieser wird dann an die Regelungskomponente übergeben. Hinweis: In diesem Beispiel werden die Sollwerte für die Wirkleistungsvorgabe durch den Netzbetreiber und den Direktvermarkter simuliert.

Ist die Simulation für einen Wert eingeschaltet, wird der simulierte Wert an die Regelungskomponente übergeben. Für alle Werte, für die keine Simulation eingeschaltet ist, wird der externe („echte“) Wert an die Regelungskomponente übergeben.

Manuellen Testmodus ausschalten:

1. Deaktivieren Sie in der Zeile xEnaManualMode die Schaltfläche „On/Off“.

Mit dem Ausschalten des Testmodus werden alle Soll- und Istwerte wieder auf die externen („echten“) Soll- und Istwerte umgeschaltet.

5.9.3.3 Untermenü „Config, Auto“

Der automatische Testmodus kann über das Menü „Config, Auto“ eingeschaltet und verwendet werden. Der automatische Testmodus kann nur eingeschaltet werden, wenn der manuelle Testmodus deaktiviert ist.

Bild 5-73 eHMI: Untermenü „Test Mode, Config, Auto“ (Beispiel)

Der automatische Testmodus ermöglicht das automatische Durchlaufen eines selbst definierten/eingetragenen Tests. Für den Test müssen Testschritte vom Anwender definiert sein. Für den automatischen Testmodus können Testdateien angelegt werden, die auf dem Dateisystem der Steuerung unter dem Pfad /opt/plcnext/pcu/testfiles/ gespeichert werden.

Der automatische Testmodus kann in zwei große Blöcke eingeteilt werden. Einmal dem Testdatei-Handling und dem eigentlichen automatischen Testablauf.

Im Folgenden wird die Verwendung des automatischen Testmodus schrittweise erläutert:

1. Aktivieren Sie in der Zeile xEnaAutoMode die Schaltfläche „On/Off“.

2. Bestätigen Sie die Aktivierung mit der Schaltfläche „Apply“.

⇒ Der automatische Testmodus ist eingeschaltet.

1. Automatischer Testablauf:

a) Wählen Sie in der Tabelle „Test scenario“ die entsprechenden Checkboxen der Soll- und Istwerte aus, die in simulierte Werte umgeschaltet werden sollen.
b) Wählen Sie in der Tabelle „Test scenario“ in der Spalte „Enable“ mit der Schaltfläche „On/Off“ die Schritte für den automatischen Testmodus aus. Durch ein erneutes Betätigen der Schaltfläche „On/Off“ kann der Schritt deaktiviert werden. Deaktivierte Schritte werden für den automatischen Test nicht berücksichtigt.

c) Geben Sie in der Tabelle „Test scenario“ für jeden Schritt eine Beschreibung („Description“), die zeitliche Dauer des Testschritts („Time [s]“) und die freigeschalteten Soll- und Istwerte (die Werte, die mit der Checkbox aktiviert wurden) ein.

d) Möchten Sie den Test in einer Testdatei speichern, geben Sie bei „Test file name“ den Dateinamen ein und betätigen Sie die Schaltfläche „Save“. Die Testdatei wird auf dem Dateisystem der Steuerung gespeichert.
e) Starten Sie den Test mit der Schaltfläche „Start“. Sie können den Test währenddessen mit der Schaltfläche „Cancel“ abbrechen.

4. Testdatei-Handling (während eines Testdurchlaufs gesperrt):

a) Es gibt zwei Möglichkeiten Testdateien für den automatischen Testmodus zu verwenden.

1. Erstellen der Testdateien wie in Schritt 3 beschrieben
2. Eine bereits vorhandene Testdatei (z. B. die, die bei einem anderen PCU-Projekt mit dem „Automatischen Testablauf“ erstellt wurde) manuell auf dem Dateisystem in dem Pfad /opt/plcnext/pcu/testfiles/ zu speichern z. B. mit dem Tool WinSCP.
   Um die Tabelle „Test file list“ zu aktualisieren, betätigen Sie die Schaltfläche „Refresh“.

b) Um eine Testdatei aus der Tabelle „Test file list“ zu wählen, markieren Sie die entsprechende Checkbox.

c) Um die ausgewählte Testdatei für den Testdurchlauf zu laden, betätigen Sie die Schaltfläche „Load“. Die Testdatei wird in die Tabelle „Test scenario“ geladen. Um die ausgewählte Testdatei aus dem Dateisystem der Steuerung zu löschen, betätigen Sie die Schaltfläche „Delete“.

d) Starten Sie den Test mit der Schaltfläche „Start“. Sie können den Test währenddessen mit der Schaltfläche „Cancel“ abbrechen.

An die Regelungskomponente werden während des Tests die ausgewählten simulierten Soll- und Istwerte übergeben. Für die nicht zu simulierenden Soll- und Istwerte werden die externen „echten“ Werte übergeben. Während des Tests wird der aktive Schritt durch ein Blinken der entsprechenden Zeile angezeigt. Weitere Informationen zu dem Testdurchlauf werden unterhalb der Tabelle „Test scenario“ dargestellt (z. B. die noch ausstehende Zeit für den aktuellen Schritt).

In dem Download-Paket sind Beispiele für den automatisierten Testmodus vorhanden und können nach Übertragung auf das Filesystem der Steuerung im Rahmen der Applikation verwendet werden (siehe Kapitel 5.1.6).

Darüber hinaus stehen für das Datenlogging über den Logic Analyzer der manuellen und automatisierten Tests entsprechende vorkonfigurierte Logfiles zur Verfügung, die über die Importfunktion des Logic Analyzers im PLCnext Engineer importiert und verwendet werden können.

Diese Logfiles können auch für Tests außerhalb des Testmodus verwendet werden.

5.9.3.4 Untermenü „Diag“

In diesem Applikationsbereich werden auf dem Menü „Diag“ keine speziellen Informationen angezeigt.

Weitere Informationen zum Thema Diagnose sind im Kapitel 5.1.4.3 zu finden.

6 Regelungen

6.1 Regelungsstruktur

Die folgende Abbildung zeigt die allgemeine Regelungsstruktur des EZA-Reglers.

graph TD
    A["PCU (EZA-Regler)"] --> B["Gradient Netzbetreiber"]
    B --> C["Prio"]
    C --> D["PI(D)-Regler*"]
    D --> E["* Defaulteinstellung K_D = 0"]
    E --> F["P_stell"]
    A --> G["Gradient Dritte"]
    G --> H["Prio"]
    H --> I["P_st"]
    I --> J["PI(D)-Regler*"]
    J --> K["* Defaulteinstellung K_D = 0"]
    K --> L["P_stell"]
    A --> M["P(f)-Kennlinie"]
    M --> N["Prio"]
    N --> O["P_st"]
    O --> P["PI(D)-Regler*"]
    P --> Q["* Defaulteinstellung K_D = 0"]
    Q --> R["P_stell"]
    A --> S["Q mit Spannungsbegrenzung"]
    S --> T["Q-Modus"]
    T --> U["Select"]
    U --> V["Q_stell"]
    V --> W["PI(D)-Regler*"]
    W --> X["* Defaulteinstellung K_D = 0"]
    X --> Y["P_stell"]
    A --> Z["Q(U)-Kennlinie"]
    Z --> AA["Select"]
    AA --> AB["Q_stell"]
    AB --> AC["PI(D)-Regler*"]
    AC --> AD["* Defaulteinstellung K_D = 0"]
    AD --> AE["P_stell"]
    A --> AF["Q(P)-Kennlinie"]
    AF --> AG["Select"]
    AG --> AH["Q_stell"]
    AH --> AI["PI(D)-Regler*"]
    AI --> AJ["* Defaulteinstellung K_D = 0"]
    AJ --> AK["P_stell"]
    A --> AL["cos(φ)"]
    AL --> AM["Select"]
    AM --> AN["Q_stell"]
    AN --> AO["PI(D)-Regler*"]
    AO --> AP["* Defaulteinstellung K_D = 0"]

Bild 6-1 Regelungsstruktur

Die einzelnen Funktionen der Wirkleistungsregelung sind im Kapitel 6.2 und die Funktionen der Blindleistungsregelung im Kapitel 6.3 beschrieben.

6.2 Wirkleistungsregelung

6.2.1 Funktion „P(f)-Kennlinie“

Das Ziel dieser Funktion ist es, dass die Erzeugungsanlage die Wirkleistung am Netzanschlusspunkt entsprechend der Frequenzänderung beim Übergang in den kritischen Netzzustand anpasst.

Die folgende Abbildung zeigt die P(f)-Kennlinie gemäß der VDE-AR-N 4110:2018 im Erzeuger-Zählpfeilsystem.

Bild 6-2 P(f)-Kennlinie

Die Aktivierung der P(f)-Kennlinie erfolgt über den Parameter xEna aus Tabelle A-5.

Des Weiteren wird die P(f)-Kennlinie über die folgenden Parameter, die in der Tabelle A-5 aufgeführt sind, definiert.

Startfrequenz Überfrequenzbereich IrFrqStrHi

Stopfrequenz Überfrequenzbereich IrFrqStpHi

Startfrequenz Unterfrequenzbereich IrFrqStrLo

Stopfrequenz Unterfrequenzbereich IrFrqStpLo

Gradient Überfrequenzbereich IrGraHi

Gradient Unterfrequenzbereich IrGraLo

Toleranzband ± IrFrqTolRng

Wartezeit nach Rückkehr in das Toleranzband IrGdFrqSttTm

Modus der Referenzwirkleistung Überfrequenz- siModFrqHi bereich

Modus der Referenzwirkleistung Unterfre-quenzbereich siModFrqLo

Die Bezugsgröße der Referenzwirkleistung beim Überschreiten bzw. Unterschreiten der Startfrequenzen für die Reduzierung bzw. die Anhebung der Wirkleistung kann über den parametrierbaren Modus (*.siModFrqHi bzw. *.siModFrqLo, siehe Parameterliste in Tabelle A-5) entweder auf die momentan eingespeiste Wirkleistung P_mom oder auf die maximal mögliche Wirkleistung P_max für den jeweiligen Kennlinienbereich (Über- bzw. Unterfrequenz) eingestellt werden. Die maximal mögliche Wirkleistung ist mit der Nennwirkleistung gleichzusetzen.

6.2.1.1 Unkritischer Netzzustand

Der unkritische Netzzustand wird anhand der folgenden Abbildung beschrieben.

Wirkleistungsänderung im Erzeugerzählpfeilsystem

Bild 6-3 P(f)-Kennlinie - unkritischer Netzzustand

In diesem Fall ist die gemessene Netzfrequenz innerhalb des Toleranzbands bzw. unterhalb der Startfrequenz des Überfrequenzbereichs und oberhalb der Startfrequenz des Unterfrequenzbereichs (AP).

6.2.1.2 Überfrequenzbereich (kritischer Netzzustand)

Anhand der folgenden Abbildung wird das Verhalten im Überfrequenzbereich beschrieben. Ausgangspunkt ist in diesem Fall der Arbeitspunkt AP _0 , der sich in der Netzfrequenz innerhalb des Toleranzbands bzw. unterhalb der Startfrequenz des Überfrequenzbereichs und oberhalb der Startfrequenz des Unterfrequenzbereichs befindet.

Bild 6-4 P(f)-Kennlinie - kritischer Netzzustand - Überfrequenz

Wenn die gemessene Netzfrequenz die Startfrequenz IrStrHi (Übergang in den kritischen Netzzustand) überschreitet, wird die Wirkleistung – ausgehend von der eingestellten Referenzwirkleistung – entsprechend dem eingestellten Gradienten IrGraHi (bezieht sich auf die eingestellte Referenzwirkleistung) abgeregelt („Fahren auf der Kennlinie“). Dabei berechnet die P(f)-Kennlinie einen Wirkleistungssollwert, der im Nachgang mit der Wirkleistungssollwert-Vorgabe durch den Netzbetreiber priorisiert wird (siehe Kapitel 6.2.5). Das Fahren auf der Kennlinie wird anhand der Arbeitspunkt AP 1 und AP 2 exemplarisch dargestellt. Die Abregelung erfolgt bis zur Stopfrequenz IrStpHi und beim Überschreiten dieser wird der letzte berechnete Wirkleistungssollwert gehalten.

Wenn sich die gemessene Netzfrequenz für die eingestellte Wartezeit IrGdFrqSttTm innerhalb des Toleranzbands ± IrFrqTolRng befindet (Arbeitspunkt AP₃), ist das Ende des kritischen Netzzustands erreicht.

6.2.1.3 Unterfrequenzbereich (kritischer Netzzustand)

Anhand der folgenden Abbildung wird das Verhalten im Unterfrequenzbereich beschrieben. Ausgangspunkt ist in diesem Fall der Arbeitspunkt AP_0 , der sich in der Netzfrequenz innerhalb des Toleranzbands bzw. unterhalb der Startfrequenz des Überfrequenzbereichs und oberhalb der Startfrequenz des Unterfrequenzbereichs befindet.

Bild 6-5 P(f)-Kennlinie - kritischer Netzzustand - Unterfrequenz

Wenn die gemessene Netzfrequenz die Startfrequenz IrStrLo (Übergang in den kritischen Netzzustand) unterschreitet, wird die Wirkleistung – ausgehend von der eingestellten Referenzwirkleistung – entsprechend dem eingestellten Gradienten IrGraLo (bezieht sich auf die eingestellte Referenzwirkleistung) angehoben („Fahren auf der Kennlinie“). Dabei berechnet die P(f)-Kennlinie einen Wirkleistungssollwert, der im Nachgang mit der Wirkleistungssollwert-Vorgabe durch den Netzbetreiber priorisiert wird (siehe Kapitel 6.2.5).

Das Fahren auf der Kennlinie wird anhand der Arbeitspunkt AR und AP₂ exemplarisch dargestellt. Die Abregelung erfolgt bis zur Stopfrequenz IrStpLo und beim Unterschreiten dieser wird der letzte berechnete Wirkleistungssollwert gehalten.

Wenn sich die gemessene Netzfrequenz für die eingestellte Wartezeit IrGdFrqSttTm innerhalb des Toleranzbands ± IrFrqTolRng befindet (Arbeitspunkt AP₃), ist das Ende des kritischen Netzzustands erreicht.

6.2.2 Berechnung des P zur Leistungsbegrenzung bzw. -anstieg

Das ΔP für die Leistungsbegrenzung im Über- bzw. den Leistungsanstieg im Unterfrequenzbereich wird entsprechend der folgenden Gleichung berechnet. Daher gilt für die jeweiligen Frequenzbereiche folgende Gleichung.

$$ \Delta P \quad \frac {1}{2} \quad \text {Leistungsgradient P} \quad \underset {\text {ref}} {\times} \left(\underset {\text {Nennfrequenz}} {\text {Startfrequenz f - ist}}\right) $$

Die Bezugsgröße beim Überschreiten bzw. Unterschreiten der Startfrequenzen für die Reduzierung bzw. die Anhebung der Wirkleistung kann über den parametrierbaren Modus (*.siMod, siehe Parameterliste in Tabelle A-5) entweder auf die momentan eingespeiste Wirkleistung P_mom oder auf die maximal mögliche Wirkleistung P_max eingestellt werden. Die maximal mögliche Wirkleistung ist mit der Nennwirkleistung gleichzusetzen.

Die momentan eingespeiste Wirkleistung P_mom (= P_ist) wird beim Unterschreiten der Startfrequenz für die Leistungssteigerung im Unterfrequenzbereich bzw. beim Überschreiten der Startfrequenz für die Leistungsreduzierung bei Überfrequenz eingefroren.

Hinweis:

Die Statik s [%], die i. d. R. vom Netzbetreiber vorgegeben wird, wird wie folgt berechnet.

$$ s = 2 \times \frac {1}{\text { Leistungsgradient }} - 1 0 0 \text { Prozent } $$

6.2.3 Funktion „Primärregelleistung“

Das Ziel dieser Funktion ist es, dass sich die Erzeugungsanlage an der Primärregelleistung im öffentlichen Energieversorgungsnetz beteiligt.

Die folgende Abbildung zeigt beispielhaft die Kennlinie der Primärregelleistung gemäß der VDE-AR-N 4120:2018 im Erzeuger-Zählpfeilsystem.

Bild 6-6 Primärregelleistung

Des Weiteren wird die Kennlinie zur Primärregelleistung über die folgenden Parameter, die in der Tabelle A-6 aufgeführt sind, definiert.

Startfrequenz Überfrequenzbereich IrFrqStrHi

Stopfrequenz Überfrequenzbereich IrFrqStrLo

Gradient Überfrequenzbereich IrGraHi

Gradient Unterfrequenzbereich IrGraLo

Maximal zulässige Leistungsanpassung IrActPwrDlt

Modus der Referenzwirkleistung Überfrequenz- siModFrqHi bereich

Modus der Referenzwirkleistung Unterfre-quenzbereich siModFrqLo

Die Bezugsgröße der Primärregelleistung beim Überschreiten bzw. Unterschreiten der Startfrequenzen für die Reduzierung bzw. die Anhebung der Wirkleistung kann über den parametrierbaren Modus (*.siModFrqHi bzw. *.siModFrqLo, siehe Parameterliste in Tabelle A-5) entweder auf die momentan eingespeiste Wirkleistung P_mom oder auf die maximal

mögliche Wirkleistung P_max für den jeweiligen Kennlinienbereich (Über- bzw. Unterfrequenz) eingestellt werden. Die maximal mögliche Wirkleistung ist mit der Nennwirkleistung gleichzusetzen.

Die Umrechnung der Statik in den Gradienten erfolgt wie in Kapitel 6.2.2.

Beim Übergang von der Primärregelleistung in die P(f)-Kennlinie wird die Primärregelung deaktiviert. Das gilt bei abgeschlossener und nicht abgeschlossener Primärregelung.

Die P(f)-Kennlinie friert bei Über- bzw. Unterschreitung der entsprechenden Startfrequenzen die aktuell eingespeiste Leistung (beinhaltet auch den Anteil der Primärregelung) ein und fährt von diesem Leistungswert ausgehend auf der Kennlinie auf und ab.

6.2.4 Wirkleistungsgradienten

Die implementierten Wirkleistungsgradienten für die Wirkleistungssollwert-Vorgabe durch den Netzbetreiber oder durch Dritte sind identisch. Die folgende Beschreibung gilt damit für beide Wirkleistungsgradienten.

Die beiden Wirkleistungsgradienten sind intern in zwei unterschiedliche parametrierbare Gradienten aufgeteilt.

graph LR
    A["P_soll NB"] --> B["Gradient 1"]
    B --> C["P_soll NB Rampe"]
    C --> D["Output"]

Bild 6-7

Wirkleistungsgradient: Wirkleistungssollwert-Vorgabe durch den Netzbetreiber

• Gradient 1: Gradient für den unkritischen Netzzustand (siehe Kapitel 6.2.1.2)
• Gradient 2: Gradient für den kritischen Netzzustand (siehe Kapitel 6.2.1.3)

Die interne Umschaltung der Gradienten beim Übergang vom unkritischen in den kritischen Netzzustand und umgekehrt erfolgt automatisch. Voraussetzung ist, dass die P(f)-Kennlinie aktiviert ist.

Die Wirkleistungsgradienten können wie folgt parametriert werden.

Gradient 1:

Aktivierung Gradient 1 xEnaGra1

Gradient 1 IrGra1

minimal zulässiger Gradient 1 IrGra1Min

maximal zulässiger Gradient 1 IrGra1Max

Gradient 2:

Aktivierung Gradient 2 xEnaGra2

Gradient 2 IrGra2

minimal zulässiger Gradient 2 IrGra2Min

maximal zulässiger Gradient 2 IrGra2Max

Die Parameter sind der Tabelle A-3 und Tabelle A-4 zu entnehmen.

6.2.5 Priorisierung

Die Priorisierung der Wirkleistungssollwerte durch den Netzbetreiber und durch Dritte sowie die der Wirkleistungssollwert aus der P(f)-Kennlinie sind in den folgenden beiden Kapiteln, anhand des kritischen und unkritischen Netzzustands, beschrieben.

6.2.5.1 Unkritischer Netzzustand

Im unkritischen Netzzustand erfolgt eine Priorisierung der Wirkleistungssollwert-Vorgaben durch den Netzbetreiber und durch Dritte. Dabei wird immer der betragsmäßig kleinere Wirkleistungssollwert verwendet. Die P(f)-Kennlinie ist im unkritischen Netzzustand nicht aktiv, siehe folgende Abbildung.

graph LR
    A["Psoil NB"] --> B["Gradient Netzbetreiber"]
    C["Psoil Dritte"] --> D["Gradient Dritte"]
    E["Pist"] --> F["P(f)-Kennlinie"]
    B --> G["Psoil NB Rampe"]
    D --> H["Psoil Dritte Rampe"]
    F --> I["Psoil Pi(t)"]
    G --> J["Prio"]
    H --> J
    I --> J
    J --> K["Psoil"]
    K --> L["+"]
    L --> M["PI(D)-Regler"]
    M --> N["Pstell"]
    N --> O["Output"]
    style J fill:#f9f,stroke:#333
    style L fill:#ccf,stroke:#333

Bild 6-8 Priorisierung der Wirkleistungssollwert-Vorgaben im unkritischen Netzzustand

6.2.5.2 Kritischer Netzzustand

Im kritischen Netzzustand erfolgt eine Priorisierung der Wirkleistungssollwert-Vorgaben durch den Netzbetreiber und durch die P(f)-Kennlinie. Dabei wird immer der betragsmäßig kleinere Wirkleistungssollwert verwendet. Die Wirkleistungssollwert-Vorgabe durch Dritte wird im kritischen Netzzustand nicht verwendet, siehe folgende Abbildung.

graph LR
    A["Psoil NB"] --> B["Gradient Netzbetreiber"]
    C["Psoil NB Rampe"] --> D["Prio"]
    E["Psoil Dritte"] --> F["Gradient Dritte"]
    G["Psoil Dritte Rampe"] --> H["Prio"]
    I["fist"] --> J["P(f)-Kennlinie"]
    K["Pist"] --> L["Psoil P(t)"]
    M["Pioil"] --> N["+"]
    O["Pstell"] --> N
    N --> P["PI(D)-Regler"]
    P --> Q["Pstell"]
    style A fill:#f9f,stroke:#333
    style C fill:#f9f,stroke:#333
    style I fill:#f9f,stroke:#333
    style K fill:#f9f,stroke:#333
    style M fill:#f9f,stroke:#333
    style N fill:#ccf,stroke:#333
    style O fill:#ccf,stroke:#333
    style P fill:#cfc,stroke:#333
    style Q fill:#cfc,stroke:#333

Bild 6-9 Priorisierung der Wirkleistungssollwert-Vorgaben im kritischen Netzzustand

6.3 Blindleistungsregelung

6.3.1 Blindleistungsmodus

Für die Blindleistungsregelung gibt es vier verschiedene Funktionen.

• Blindleistungsregelung mit Spannungsbegrenzungsfunktion
  -Q(U)-Kennlinie
  -Q(P)-Kennlinie
• cos(φ)

Die Spannungsbegrenzungsfunktion kann für die direkte Sollwertvorgabe für Q verwendet werden.

Die einzelnen Verfahren sind in den folgenden Kapiteln beschrieben.

Der Blindleistungsmodus wird über den Parameter siReaPwrMod (siehe Tabelle A-8) wie folgt eingestellt.

0: kein Blindleistungsverfahren (interner Blindleistungssollwert = 0)

1: Blindleistungsregelung mit Spannungsbegrenzungsfunktion
2: Q(U)-Kennlinie
3: Q(P)-Kennlinie
4: ()

6.3.2 Blindleistungsregelung mit Spannungsbegrenzungsfunktion

Das Ziel dieser Funktion ist es, dass die Erzeugungsanlage, die vom Netzbetreiber vorgegebene Blindleistung am Netzanschlusspunkt einspeist.

Um dabei ungleiche Auswirkungen zwischen der Blindleistungssollwert-Vorgabe durch den Netzbetreiber und die Einhaltung von Netzspannungsgrenzen zu vermeiden, soll in definierten Bereichen der Spannung eine spannungsabhängige Blindleistungssollwert-Anpassung erfolgen.

Die folgende Abbildung zeigt die Funktion „Blindleistungssollwert-Vorgabe mit Spannungsbegrenzungsfunktion“ gemäß der VDE-AR-N 4110:2018 im Erzeuger-Zählpfeilsystem.

Bild 6-10 Blindleistungsregelung mit Spannungsbegrenzungsfunktion

Die Funktion „Blindleistungsregelung mit Spannungsbegrenzungsfunktion“ wird über die Einstellung, beschrieben in Kapitel 6.3.1, aktiviert.

Die Spannungsbegrenzungsfunktion wird in Form einer Kennlinie abgebildet, die über die Kennlinienpunkte P_1 bis P_4 definiert wird. Die Kennlinienpunkte beinhalten stets ein Werte-paar bestehend aus einem Spannungs- und Blindleistungswert.

P1 IrVtgP1 und IrReaPwrP1
P2 IrVtgP2 und IrReaPwrP2
P3 IrVtgP3 und IrReaPwrP3
P4 IrVtgP4 und IrReaPwrP4 

Die maximal mögliche Blindleistung für den übererregten bzw. untererregten Betrieb wird durch die Parameter IrReaPwrMax bzw. IrReaPwrMin begrenzt. Die Parameter sind der Tabelle A-9 zu entnehmen.

Durch den Blindleistungssollwert des Netzbetreibers wird der Kennlinienabschnitt zwischen den Kennlinienpunkten P_2 und P_3 parallel zur Abszisse verschoben. Dabei werden die Kennlinienpunkte P_2 und P_3 intern entsprechend neu berechnet ( P_2calc und P_3calc ). Ist die gemessene Netzspannung zwischen P_1 und P_2 (bzw. dem neu berechneten Kennlinienpunkt P_2calc ) oder zwischen P_3 und P_4 (bzw. dem neu berechneten Kennlinienpunkt P_3calc ) wird die Blindleistungssollwert-Vorgabe durch den Netzbetreiber über die Kennlinie entsprechend korrigiert.

Spannungsänderung über den Kennlinienpunkten P_1 und P_4 werden auf den Blindleistungswert des jeweiligen Kennlinienpunkts begrenzt.

Wenn eine direkte Blindleistungssollwertvorgabe gefordert ist, kann diese Funktion auch verwendet werden. Dafür müssen die Kennlinienpunkte an den Rand des gültigen Wertebereichs für die Spannung geschoben werden. Zum Beispiel bieten sich hierfür folgende Punkte an:

Die Werte der jeweiligen Punkte für die Blindleistung müssen nicht verändert werden.

In den folgenden Kapiteln ist die Funktion „Blindleistungssollwert-Vorgabe mit Spannungsbegrenzungsfunktion“ anhand der Blindleistungssollwert-Vorgaben 0, übererregt (+0,2) und untererregt (-0,2) beschrieben. Der jeweilige Arbeitspunkt (AP) ist auf der Kennlinie entsprechend markiert.

6.3.2.1 Blindleistungsmodus „Blindleistungssollwert-Vorgabe gleich 0“

Die folgenden drei Abbildungen zeigen die Funktion „Blindleistungssollwert-Vorgabe mit Spannungsbegrenzungsfunktion“ mit einer Blindleistungssollwert-Vorgabe gleich 0.

Szenario 1: U_P2 ≤ U_ist ≤ U_P3

In diesem Szenario ist die gemessene Netzspannung zwischen den Kennlinienpunkten P_2 und P_3 . Die Blindleistungssollwert-Vorgabe von 0 durch den Netzbetreiber wird über der Kennlinie nicht korrigiert, sodass weiterhin dieser am Netzanschlusspunkt eingeregelt wird.

Bild 6-11 Blindleistungsregelung mit Spannungsbegrenzungsfunktion: Q soll = 0, U_ist = 1,00

Szenario 2: U_P3 ≤ U_ist < U_P4

In diesem Szenario ist die gemessene Netzspannung zwischen den Kennlinienpunkten P_3 und P_4 . Die Blindleistungssollwert-Vorgabe von 0 durch den Netzbetreiber wird über die Kennlinie entsprechend korrigiert, sodass dieser am Netzanschlusspunkt eingeregelt wird.

Bild 6-12 Blindleistungsregelung mit Spannungsbegrenzungsfunktion: Q soll = 0, U_ist = 1,05

Szenario 3: U_P1 ≤ U_ist < U_P2

In diesem Szenario ist die gemessene Netzspannung zwischen den Kennlinienpunkten P_1 und P_2 . Die Blindleistungssollwert-Vorgabe von 0 durch den Netzbetreiber wird über die Kennlinie entsprechend korrigiert, sodass dieser am Netzanschlusspunkt eingeregelt wird.

Bild 6-13 Blindleistungsregelung mit Spannungsbegrenzungsfunktion: Q soll = 0, U_ist = 0.95

6.3.2.2 Blindleistungsmodus „Blindleistungssollwert-Vorgabe übererregt“

Die folgenden drei Abbildungen zeigen die Funktion „Blindleistungssollwert-Vorgabe mit Spannungsbegrenzungsfunktion“ mit einer Blindleistungssollwert-Vorgabe übererregt.

Szenario 1: U_P2calc ≤ U_ist ≤ U_P3calc

In diesem Szenario ist die gemessene Netzspannung zwischen den Kennlinienpunkten P_2calc und P_3calc . Die Blindleistungssollwert-Vorgabe von 0,2 durch den Netzbetreiber wird über die Kennlinie nicht korrigiert, sodass weiterhin dieser am Netzanschlusspunkt eingeregelt wird.

Bild 6-14 Blindleistungsregelung mit Spannungsbegrenzungsfunktion: Q U_ist = 1,00 soll = 0,20,

Szenario 2: U_P3calc ≤ U_ist < U_P4

In diesem Szenario ist die gemessene Netzspannung zwischen den Kennlinienpunkten P_3calc und P_4 . Die Blindleistungssollwert-Vorgabe von 0,2 durch den Netzbetreiber wird über die Kennlinie entsprechend korrigiert, sodass dieser am Netzanschlusspunkt eingeregelt wird.

Bild 6-15 Blindleistungsregelung mit Spannungsbegrenzungsfunktion: Q U_ist = 1,035 _soll = 0,20,

Szenario 3: U_P1 ≤ U_ist < U_P2calc

In diesem Szenario ist die gemessene Netzspannung zwischen den Kennlinienpunkten P_1 und P_2calc . Die Blindleistungssollwert-Vorgabe von 0,2 durch den Netzbetreiber wird über die Kennlinie entsprechend korrigiert, sodass dieser am Netzanschlusspunkt eingeregelt wird.

Bild 6-16 Blindleistungsregelung mit Spannungsbegrenzungsfunktion: Q U_ist = 0,945 _soll = 0,20,

6.3.2.3 Blindleistungsmodus „Blindleistungssollwert-Vorgabe untererregt“

Die folgenden drei Abbildungen zeigen die Funktion Blindleistungssollwert-Vorgabe mit Spannungsbegrenzungsfunktion mit einer Blindleistungssollwert-Vorgabe untererregt.

Szenario 1: U_P2calc ≤ U_ist ≤ U_P3calc

In diesem Szenario ist die gemessene Netzspannung zwischen den Kennlinienpunkten P_2calc und P_3calc . Die Blindleistungssollwert-Vorgabe von -0,2 durch den Netzbetreiber wird über die Kennlinie nicht korrigiert, sodass weiterhin dieser am Netzanschlusspunkt eingeregelt wird.

Bild 6-17 Blindleistungsregelung mit Spannungsbegrenzungsfunktion: Q U_ist = 1,00 soll = 0,20,

Szenario 2: U_P3calc ≤ U_ist < U_P4

In diesem Szenario ist die gemessene Netzspannung zwischen den Kennlinienpunkten P_3calc und P_4 . Die Blindleistungssollwert-Vorgabe von -0,2 durch den Netzbetreiber wird über die Kennlinie entsprechend korrigiert, sodass dieser am Netzanschlusspunkt eingeregelt wird.

Bild 6-18 Blindleistungsregelung mit Spannungsbegrenzungsfunktion: Q U_ist = 1,055 _soll = 0,20,

Szenario 3: U_P1 ≤ U_ist < U_P2calc

In diesem Szenario ist die gemessene Netzspannung zwischen den Kennlinienpunkten P_1 und P_2calc . Die Blindleistungssollwert-Vorgabe von -0,2 durch den Netzbetreiber wird über die Kennlinie entsprechend korrigiert, sodass dieser am Netzanschlusspunkt eingeregelt wird.

Bild 6-19 Blindleistungsregelung mit Spannungsbegrenzungsfunktion: Q U_ist = 0,965 _soll = 0,20,

6.3.3 Funktion „Q(U)-Kennlinie“

Das Ziel dieser Funktion ist es, dass die Erzeugungsanlage in Abhängigkeit der aktuell gemessenen Netzspannung die entsprechende Blindleistung am Netzanschlusspunkt einspeist. Die folgende Abbildung zeigt die Funktion Q(U)-Kennlinie gemäß der VDE-AR-N 4110:2018 im Erzeuger-Zählpfeilsystem.

Bild 6-20 Q(U)-Kennlinie

Die Funktion Q(U)-Kennlinie wird über die Einstellung, beschrieben im Kapitel 6.3.1, aktiviert.

Die Q(U)-Kennlinie wird über die Kennlinienpunkte P_1 und P_2 (Wertepaar aus Spannungs- und Blindleistungswert), die Referenzspannung, das Spannungstotband (aufgeteilt in ein oberes und unteres Spannungstotband) sowie das Kennlinienverfahren (Berechnung des Blindleistungssollwerts aus dem Schnittpunkt mit der Kennlinie oder mit dem Spannungstotband) definiert.

Die Kennlinienpunkte P_1 und P_2 müssen für eine Referenzspannung von 1.0 [pu] eingestellt werden. Wenn die Anforderungen durch den Netzbetreiber für eine andere Referenzspannung angegeben sind, müssen diese Kennlinienpunkte auf eine Referenzspannung von 1.0 [pu] umgerechnet werden. Im Nachhinein wird die Regelungskomponente selbst die Kennlinienpunkte für die am Parameter IrQVVtgNom angegebenen Referenzspannung berechnen.

P_1

IrVtgP1 und IrReaPwrP1

P_2

IrVtgP2 und IrReaPwrP2

Referenzspannung IrVtgNom

Oberes Spannungstotband IrVtgDbHi

Unteres Spannungstotband IrVtgDbLo

Kennlinienverfahren siMod

Die maximal mögliche Blindleistung für den übererregten bzw. untererregten Betrieb wird durch die Parameter IrReaPwrMax bzw. IrReaPwrMin begrenzt. Die Parameter sind der Tabelle A-10 zu entnehmen.

Referenzspannung

Die Referenzspannung definiert den Schnittpunkt der Q(U)-Kennlinie mit der Spannungs- achse in dem Koordinatensystem. Mit einer Änderung der Referenzspannung wird die kom- plette Kennlinie inkl. der Kennlinienpunkte R und P₂ sowie dem Spannungstotband parallel nach links oder rechts verschoben.

Spannungstotband

Das Spannungstotband wird in ein oberes (Referenzspannung + oberes Spannungstotband) und unteres Spannungstotband (Referenzspannung – unteres Spannungstotband) aufgeteilt. Sobald die gemessene Netzspannung das obere oder untere Spannungstotband überschreitet, wird ein neuer Blindleistungssollwert aus der Kennlinie berechnet.

Berechnung des Blindleistungssollwerts

Die Berechnung des neuen Blindleistungssollwerts aufgrund der Überschreitung des oberen oder unteren Spannungstotbands kann über zwei Berechnungsmethoden erfolgen.

– Berechnung aus dem Schnittpunkt mit der Kennlinie

– Berechnung aus dem Schnittpunkt mit dem entsprechenden Spannungstotband

In den folgenden Kapiteln wird die Funktion der Q(U)-Kennlinie anhand von Beispielen genauer erläutert. Die Arbeitspunkte (AP bzw. AP 1 und AP 2 ) sind dabei entsprechend auf der Kennlinie markiert.

6.3.3.1 Oberes und unteres Spannungstotband gleich 0

Die folgende Abbildung zeigt die Q(U)-Kennlinie, bei der das obere und untere Spannungstotband auf 0 eingestellt ist. Die Referenzspannung liegt in diesem Fall bei 1,00. Die gemessene Netzspannung liegt bei 1,00, somit ergibt sich der Arbeitspunkt (AP) auf der Kennlinie. Der Blindleistungssollwert ist demnach gleich 0.

Bild 6-21 Q(U)-Kennlinie ohne Spannungstotband und einer gemessenen Netzspannung gleich 1,00

Bei Änderung der gemessenen Netzspannung verschiebt sich der Arbeitspunkt entsprechend auf der Kennlinie. Dazu ist in der folgenden Abbildung exemplarisch eine Spannungserhöhung auf 1,02 (AP 1 ) und eine Spannungsverringerung auf 0,98 (AP 2 ) dargestellt.

Bild 6-22 Q(U)-Kennlinie ohne Spannungstotband und einer gemessenen Netzspannung ( 1,00)

6.3.3.2 Oberes und unteres Spannungstotband ungleich 0

Die folgende Abbildung zeigt die Q(U)-Kennlinie, bei der das obere und untere Spannungstotband auf 1 % eingestellt ist. Die Referenzspannung liegt in diesem Fall bei 1,00. Die gemessene Netzspannung liegt bei 1,00, somit ergibt sich der Arbeitspunkt (AP) auf der Kennlinie. Demnach ist der Blindleistungssollwert gleich 0. Eine Spannungsänderung innerhalb des unteren und oberen Spannungstotbands hat keine Auswirkung auf die Berechnung des Blindleistungssollwerts. Dieser ist weiterhin gleich 0.

Bild 6-23 Q(U)-Kennlinie mit Spannungstotband und einer gemessenen Netzspannung gleich 1,00

In der folgenden Abbildung ist eine Spannungserhöhung auf 1,03 dargestellt. Ausgehend vom Arbeitspunkt AP wird das obere Spannungstotband verlassen. Demnach wird ein neuer Blindleistungssollwert berechnet. Die Berechnung des neuen Blindleistungssollwerts richtet sich nach dem eingestellten Berechnungsverfahren.

– Berechnung des neuen Blindleistungssollwerts aus dem Schnittpunkt mit der Kennlinie
- AP_2
– Berechnung des neuen Blindleistungssollwerts aus dem Schnittpunkt mit dem Toleranzband
- AP1

Bild 6-24 Q(U)-Kennlinie mit Spannungstotband und einer gemessenen Netzspannung (≠ 1,00)

6.3.3.3 Verschiebung der Referenzspannung ( 1,00)

Die folgende Abbildung zeigt die Q(U)-Kennlinie, bei der das obere und untere Spannungstotband auf 1 % und die Referenzspannung auf 0,98 eingestellt ist.

Durch die Änderung der Referenzspannung auf 0,98 verschiebt sich die komplette Q(U)-Kennlinie inkl. der Kennlinienpunkte P1 und P2 sowie das obere und untere Toleranzband entsprechend nach links.

Die gemessene Netzspannung liegt zunächst bei 0,98, somit ergibt sich der Arbeitspunkt (AP) auf der Kennlinie. Der Blindleistungssollwert ist in diesem Arbeitspunkt gleich 0.

Durch die Änderung der gemessenen Netzspannung von 0,98 auf 0,95 (Spannungsverringerung) wird das untere Spannungstotband verlassen. Mit dem eingestellten Berechnungsverfahren „Berechnung des Blindleistungssollwerts aus dem Schnittpunkt mit der Kennlinie“ ergibt sich der Arbeitspunkt AP1.

Bild 6-25 Q(U)-Kennlinie mit Spannungstotband und verschobener Referenzspannung

6.3.4 Funktion „Q(P)-Kennlinie“

Das Ziel dieser Funktion ist es, dass die Erzeugungsanlage in Abhängigkeit der Wirkleistung die entsprechende Blindleistung am Netzanschlusspunkt einspeist.

Die folgende Abbildung zeigt die Funktion Q(P)-Kennlinie gemäß der VDE-AR-N 4110:2018 (keine Anforderung der VDE-AR-N 4120:2018) im Erzeuger-Zähl-pfeilsystem mit den 5 Stützstellen P 1 bis P 5 .

Bild 6-26 Q(P)-Kennlinie

Die Funktion „Q(P)-Kennlinie“ wird über die Einstellung, beschrieben im Kapitel 6.3.1, aktiviert. Die Q(P)-Kennlinie enthält maximal 10 Stützstellen und wird somit über die Kennlinienpunkte P₁ bis P₁₀ (Wertepaar aus Spannungs- und Blindleistungswert) definiert.

P1	IrVtgP1 und IrReaPwrP1
P2	IrVtgP2 und IrReaPwrP2
P3	IrVtgP3 und IrReaPwrP3
P4	IrVtgP4 und IrReaPwrP4
P5	IrVtgP5 und IrReaPwrP5
P6	IrVtgP6 und IrReaPwrP6
P7	IrVtgP7 und IrReaPwrP7
P8	IrVtgP8 und IrReaPwrP8
P9	IrVtgP9 und IrReaPwrP9
P10	IrVtgP10 und IrReaPwrP10

Die Anzahl der zu benötigten Stützstellen, wird über den Parameter IrNbSampPt definiert. Dabei gibt dieser Parameter immer die Anzahl der Stützstellen beginnend bei P_1 an.

Beispiel: IrNbSampPt gleich 5 = dann werden nur die ersten 5 Stützstellen (P₁ bis P₅) verwendet Die maximale mögliche Blindleistung für den übererregten bzw. untererregten Betrieb wird durch die Parameter IrReaPwrMax bzw. IrReaPwrMin begrenzt. Die Parameter sind der Tabelle A-11 zu entnehmen.

Im folgenden Kapitel ist die Q(P)-Kennlinie anhand eines Beispiels (gemessene Wirkleistung ungleich 0) aufgeführt. Die Arbeitspunkte AP 1 und AP 2 sind auf der Kennlinie entsprechend markiert.

6.3.4.1 Wirkleistung ungleich 0

In der folgenden Abbildung ist die Q(P)-Kennlinie mit einer exemplarischen Wirkleistung von 0,3 (AP 1 ) bzw. 0,8 (AP 2 ) dargestellt.

Bild 6-27 Q(P)-Kennlinie mit Wirkleistung ungleich 0

6.3.5 Funktion „cos(φ)“

Das Ziel dieser Funktion ist es, dass die Erzeugungsanlage den vom Netzbetreiber vorgegebenen cos(φ) am Netzanschlusspunkt einregelt.

Um ein stoßfreies Umschalten zwischen den einzelnen Blindleistungsverfahren zu gewährleisten, wird der cos(φ)-Sollwert in Abhängigkeit der aktuell eingespeisten bzw. gemessenen Wirkleistung in einen Blindleistungssollwert umgerechnet.

Die folgende Abbildung zeigt die schematische Darstellung der Umrechnung des cos(φ)-Sollwerts in einen Blindleistungssollwert.

graph LR
    A["P_ist"] --> B["cos(φ)"]
    C["cos(φ)_sol NB"] --> D["cos(φ)_sol NB"]
    B --> E["Q_sol NB"]
    D --> E
    E --> F["Q_sol"]

Bild 6-28 Funktion „cos(φ)“

Die maximal mögliche Blindleistung für den übererregten bzw. untererregten Betrieb wird durch die Parameter IrReaPwrMax bzw. IrReaPwrMin begrenzt. Die Parameter sind der Tabelle A-12 zu entnehmen.

6.4 Weitere Regelungen

6.4.1 Regelung „Bypass-Mode“

Mit der Aktivierung des Bypass-Modes durch den Parameter xEnaSIMod (siehe Tabelle A-2 und Tabelle A-7) wird der entsprechende PID-Regler überbrückt. Somit wird der Sollwert direkt auf den Stellenwert geschrieben.

graph LR
    A["P_{soft}"] --> B["+"]
    C["P_{ist}"] --> B["-"]
    B --> D["PI(D)-Regler*"]
    D --> E["Defaulteinstellung Kp = 0"]
    E --> F["P_{steil}"]
    F --> G["Output"]
    H["Reglerüberbrückung"] --> B

graph LR
    A["Q_soll"] --> B((+))
    C["Q_lat"] --> B
    B --> D["PI(D)-Regler*"]
    D --> E["Defaulteinstellung K_D = 0"]
    E --> F["Q_stell"]
    F --> G["Reglerüberbrückung"]
    G --> H["Feedback to B"]

Bild 6-29 Bypass-Mode Wirk- und Blindleistungsregler

Hierbei werden ausschließlich die Sollwertvorgaben aus der Schnittstelle vom Netzbetreiber verwendet.

6.4.2 Regelung „Blindleistungspriorisierende Fahrweise“

Diese Regelung wird über den Parameter xEna aus der Tabelle A-13 aktiviert bzw. deaktiviert.

Deaktivierung (xEna = 0)

In diesem Fall werden die generierten Stellenwerte für die Wirk- und Blindleistungsregelung unabhängig von der Scheinleistungsbegrenzung an die Erzeugungseinheiten übermittelt.

Aktivierung (xEna = 0)

In diesem Fall wird die Wirkleistung zugunsten der Blindleistungsanforderung reduziert, sofern mit der Blindleistungsanforderung die maximal zulässige Scheinleistung (Parameter IrAppPwrNom, siehe Tabelle A-1) erreicht wird.

6.4.3 Regelung „Freigabesignal“

Diese Regelung ist ausschließlich eine Anforderung aus der VDE-AR-N 4120:2018. Diese Funktion kann über den Parameter xEna aus der Tabelle A-14 aktiviert bzw. deaktiviert werden.

Deaktivierung (xEna = 0)

Das Freigabesignal wird nicht generiert bzw. ist dauerhaft auf false.

Aktivierung (xEna = 0)

In der folgenden Abbildung wird die Auswertung der einzelnen verketteten Netzspannungen dargestellt.

graph LR
    A["Input U_ref LTL2"] --> B["Spannungsgrenzwert"]
    C["Input U_ref L2L3"] --> D["Spannungsgrenzwert"]
    E["Input U_ref L3L1"] --> F["Spannungsgrenzwert"]
    B --> G["&"]
    D --> G
    F --> G
    G --> H["Verzögerungszeit"]
    H --> I["Freigabesignal"]

Bild 6-30 Regelung „Freigabesignal“

Die verketteten Netzspannungen werden gegen einen Spannungsgrenzwert (IrVtgLim) verglichen. Jede verkettete Netzspannung muss über diesem Grenzwert liegen. Im Anschluss wird das Ergebnis des UND-Glieds auf ein Verzögerungsglied gegeben. Die Verzögerungszeit (IrDelayTm) für die Generierung des Freigabesignals ist einstellbar. Die Parameter sind der Tabelle A-14 zu entnehmen.

6.5 Zählpfeilsystem

Für die EZA-Regler gilt das Erzeuger-Zählpfeilsystem, das in der folgenden Abbildung beschrieben ist.

Bild 6-31 Erzeuger-Zählpfeilsystem

A Anhang

A 1 Parameterliste PCU

In den folgenden Kapiteln sind die Parameterlisten der jeweiligen Funktionen aufgeführt. Die jeweiligen Parameterlisten sind wie folgt aufgebaut.

• : laufende Nummer innerhalb der Tabelle

• Parameter: Parameterbezeichnung (Datenpunkt innerhalb der Parameterstruktur)
  – Beschreibung: Parameterbeschreibung
  – Einheit: Einheit der Parametereinstellung
  – Default: Default-Einstellung
• Min.: Minimum
• Max.: Maximum

A 1.1 Nenn- bzw. Bezugswerte

In der folgenden Tabelle sind die Parameter der Nenn- bzw. Bezugswerte aufgeführt.

In Port „parameter“

Parameterstruktur: *.Common

Tabelle A-1 Parameter der Nenn- bzw. Bezugswerte

# Parameter Beschreibung Einheit Min. Max. Default
1 IrSampleTm Task-Zykluszeit in dem das Echtzeit-User-Programm ausgeführt wird			s 0,001	1	0,01
2	IrActPwrNom	Nominelle (= maximal mögliche) Wirkleistung	W	0	500e^6	20e^6
3	IrReaPwrMax	Maximale Blindleistung übererregt	VAr	0	500e^6	6,6e^6
4	IrReaPwrMin	Maximale Blindleistung untererregt	VAr	-500e^6	0	-6,6e^6
5	IrAppPwrNom	Nominelle (= maximal mögliche) Scheinleistung	VA	0	500e^6	20e^6
6 IrGdFrqNom Nennfrequenz Hz 0 100 50
7	IrGdVtgNom	Nennspannung (NAP)	V	0	150e^3	20e^3

A 1.2 Wirkleistungsregelung

A 1.2.1 PID-Regler

In der folgenden Tabelle sind die Parameter für den PID-Regler der Wirkleistungsregelung aufgeführt.

In Port „parameter“

Parameterstruktur: *.Ctrl.P.PIDCtrl

Tabelle A-2 Parameter PID-Regler Wirkleistungsregelung

#	Parameter Beschreibung Einheit Min. Max. Default
1	IrSampleTm Task-Zykluszeit in dem das Echtzeit-User-Programm ausgeführter wird		s 0,001 1 *
2	IrCtlValLimUp	Obere Stellwertbegrenzung	-	-1	1	1
3	IrCtlValLimLo Untere Stellwertbegrenzung		- -1	1 -1
4	IrKp P-Anteil		- -100 100	0,2
5	IrKi I-Anteil		- -100 100	1,2
6	IrKd D-Anteil		- -100 100	0
7	xEnaFltKd	Aktivierung/Deaktivierung gefilterter D-Anteil	-	0	1	0 (=false)
8	IrFltKd	Filterkoeffizient	-	-100	100	100
9	xEnaAWU	Aktivierung/Deaktivierung Anti-Wind-Up	-	0	1	1 (=true)
10	IrKb	Back-Calculation-Faktor	-	-100	100	1
11	xEnaTrMod	Aktivierung/Deaktivierung Tracking Mode	-	0	1	0 (=false)
12	IrKt	Tracking Koeffizient	-	-100	100	1
13	xExrRes	Externes Reset-Signal (steigende Flanke)	-	0	1	0 (=false)
14	IrStrVall0	Startwert I-Anteil	-	-100	100	0
15	IrStrValD0	Startwert D-Anteil	-	-100	100	0
16	EnaSIMod	Aktivierung/Deaktivierung Reglerüberbrückung (Bypass-Mode)	- 0	1 0 (=false)

* Der Parameter IrSampleTm wird über den Parameter IrSampleTm aus Tabelle A-1 vorgegeben.

Link zurück zum Kapitel 6.1, Regelungsstruktur

A 1.2.2 Wirkleistungsgradienten

In den folgenden beiden Abschnitten sind die Parameter für die Wirkleistungsgradienten der beiden Wirkleistungssollwert-Vorgaben durch den Netzbetreiber und durch Dritte aufgeführt.

Netzbetreiber

In der folgenden Tabelle sind die Parameter für den Wirkleistungsgradienten der externen Wirkleistungssollwert-Vorgabe durch den Netzbetreiber aufgeführt.

In Port „parameter“

Parameterstruktur: *.Ctrl.P.RmpGdO

Tabelle A-3 Parameter Wirkleistungsgradient externe Wirkleistungssollwert-Vorgabe durch den Netzbetreiber

# Parameter Beschreibung Einheit Min. Max. Default
1 IrSampleTm Task-Zykluszeit in dem das Echtzeit-User-Programm ausgeführt wird			s 0,001 1 *
2	xEnaGra1	Aktivierung bzw. Deaktivierung der Leistungsrampe	-	0	1	0 (=false)
3	IrGra1	Leistungsgradient	%/s	0	100	0,50
4	IrGra1Min	Minimaler Leistungsgradient (wirkt begrenzend auf 3)	%/s	0	100	0,33
5	IrGra1Max	Maximaler Leistungsgradient (wirkt begrenzend auf 3)	%/s	0	100	0,66
6 xEnaGra2	Aktivierung/Deaktivierung der Leistungsrampe kritischer Netzzustand		-	0	1 0 (=false)
7	IrGra2	Leistungsgradient kritischer Netzzustand	%/s	0	100	0,1(=6%/min)
8 IrGra2Min	Minimaler Leistungsgradient kritischer Netzzustand (wirkt begrenzend auf 7)		%/s	0	100 0,01
9 IrGra2Max	Maximaler Leistungsgradient kritischer Netzzustand (wirkt begrenzend auf 7)		%/s	0	100 0,167(10%/min)
10	IrNomVal	Nominaler Leistungswert auf den sich die Leistungsgradi-enten beziehen	p.u.	0	1 1

* Der Parameter IrSampleTm wird über den Parameter IrSampleTm aus Tabelle A-1 vorgegeben.

Link zurück zum Kapitel 6.2.4, Wirkleistungsgradienten

Dritte

In der folgenden Tabelle sind die Parameter für den Wirkleistungsgradienten der externen Wirkleistungssollwert-Vorgabe durch Dritte aufgeführt.

In Port „parameter“

Parameterstruktur: *.Ctrl.P.3rd

Tabelle A-4 Parameter Wirkleistungsgradient externe Wirkleistungssollwert-Vorgabe durch Dritte

#	Parameter Beschreibung Einheit Min. Max. Default
1	IrSampleTm Task-Zykluszeit in dem das Echtzeit-User-Programm ausgeführt wird		s 0,00	1 1 *
2	xEnaGra1 Aktivierung bzw. Deaktivierung der Leistungsrampe - 0	1 0 (=false)
3	IrGra1	Leistungsgradient	%/s	0	100	0,50
4	IrGra1Min	Minimaler Leistungsgradient (wirkt begrenzend auf 3)	%/s	0	100	0,33
5	IrGra1Max	Maximaler Leistungsgradient (wirkt begrenzend auf 3)	%/s	0	100	0,66
6	xEnaGra2 Aktivierung/Deaktivierung der Leistungsrampe kritischer Netzzustand		- 0	1 0 (=false)
7	IrGra2	Leistungsgradient kritischer Netzzustand	%/s	0	100	0,1(6 % /min)
8	IrGra2Min	Minimaler Leistungsgradient kritischer Netzzustand (wirkt begrenzend auf 7)	%/s 0	100	0,01
9	IrGra2Max	Maximaler Leistungsgradient kritischer Netzzustand (wirkt begrenzend auf 7)	%/s 0	100	0,167(10 % /min)
10	IrNomVal	Nominaler Leistungswert auf den sich die Leistungsgradi-enten beziehen	p.u. 0	1 1

* Der Parameter IrSampleTm wird über den Parameter IrSampleTm aus Tabelle A-1 vorgegeben.

Link zurück zum Kapitel 6.2.4, Wirkleistungsgradienten

A 1.2.3 Funktion „P(f)-Kennlinie“

In der folgenden Tabelle sind die Parameter für die Funktion „P(f)-Kennlinie“ aufgeführt.

In Port „parameter“

Parameterstruktur: *.Ctrl.P.ActPwrHz

Tabelle A-5 Parameter P(f)-Kennlinie

# Parameter Beschreibung Einheit Min. Max. Default
1 IrSampleTm Task-Zykluszeit in dem das Echtzeit-User-Programm ausgeführtd wird			s 0,00	1 *
2	xEna	Aktivierung bzw. Deaktivierung der P(f)-Kennlinie	-	0	1	0 (=false)
3 siModFrqHi Modus	zur Einstellung der Bezugsgroße für den Überfrequenzbereich1: Pref = P_mom 2: Pref = P_max		-	1	2 1
4 siModFrqLo Modus	zur Einstellung der Bezugsgroße für den Unterfrequenzbereich1: Pref = P_mom 2: Pref = P_max		-	1	2 2
5	IrActPwrNom	Nennwirkleistung	p.u.	0	2	1
6	IrFrqNom	Nennfrequenz	p.u.	0	2	1
7	IrFrqTolRng	Toleranzband ± IrFrqTolRng um die Nennfrequenz (Rückkehr vom kritischen Netzzustand in den Normalbetrieb)	p.u.	0	2 0,004
8	IrFrqStrHi	Startfrequenz Überfrequenzbereich	p.u.	0	2	1,004
9	IrFrqStrLo	Startfrequenz Unterfrequenzbereich	p.u.	0	2	0,996
10	IrFrqMax	Stopfrequenz Überfrequenzbereich	p.u.	0	2	1,03
11	IrFrqMin	Stopfrequenz Unterfrequenzbereich	p.u.	0	2	0,95
12	IrGraHi	Gradient Überfrequenzbereich (bezogen auf die momentan eingespeiste Wirkleistung P_ref )	%/Hz	0	500	40
13	IrGraLo	Gradient Unterfrequenzbereich (bezogen auf die momentan eingespeiste Wirkleistung P_ref )	%/Hz	0	500	40
14	IrWaitTmGd-Frq	Wartezeit nach Ende des kritischen Netzzustands bis zur Rückkehr in den Normalbetrieb	s 0	3600	600

* Der Parameter IrSampleTm wird über den Parameter IrSampleTm aus Tabelle A-1 vorgegeben.

Link zurück zum Kapitel 6.2.1, Funktion „P(f)-Kennlinie“

A 1.2.4 Funktion „Primärregelleistung“

In der folgenden Tabelle sind die Parameter für die Funktion „Primärregelleistung“ aufgeführt.

In Port „parameter“

Parameterstruktur: *Ctrl.PCtrl.PriCtrl

Tabelle A-6 Parameter Primärregelleistung

# Parameter Beschreibung Einheit Min. Max. Default
1 IrSampleTm Task-Zykluszeit in dem das Echtzeit-User-Programm ausgeführt wird			s 0,00	1 1 *
2	xEna	Aktivierung bzw. Deaktivierung der Primärregelung	-	0	1	0 (=false)
3 siModFrqHi Modus		zur Einstellung der Bezugsgröße für den Überfrequenzbereich1: Pref = P_mom 2: Pref = P_max	-	1	2 1
4 siModFrqLo Modus		zur Einstellung der Bezugsgröße für den Unterfrequenzbereich1: Pref = P_mom 2: Pref = P_max	-	1	2 2
5	IrActPwrNom	Nennwirkleistung	p.u.	0	2	1
6	IrFrqNom	Nennfrequenz	p.u.	0	2	1
7	IrActPwrDlt	Maximal zulässige Leistungsanpassung ( P ) für die Primärregelleistung bezogen auf P_max *	p.u.	0	2 0,02
8	IrFrqStrHi	Startfrequenz Überfrequenzbereich	p.u.	0	2	1,0002
9	IrFrqStrLo	Startfrequenz Unterfrequenzbereich	p.u.	0	2	0,9998
10	IrGraHi	Gradient Überfrequenzbereich (bezogen auf die momentan eingespeiste Wirkleistung P_ref )	%/Hz	0	500	50
11	IrGraLo	Gradient Unterfrequenzbereich (bezogen auf die momentan eingespeiste Wirkleistung P_ref )	%/Hz	0	500	50

* Der Parameter IrSampleTm wird über den Parameter IrSampleTm aus Tabelle A-1 vorgegeben.

Link zurück zum Kapitel 6.2.3, Funktion „Primärregelleistung“

A 1.3 Blindleistungsregelung

A 1.3.1 PID-Regler

In der folgenden Tabelle sind die Parameter für den PID-Regler der Blindleistungsregelung aufgeführt.

In Port „parameter“

Parameterstruktur: *Ctrl.QCtrl.PID

Tabelle A-7 Parameter PID-Regler Blindleistungsregelung

# Parameter Beschreibung Einheit Min. Max. Default
1 IrSampleTm Task-Zykluszeit in dem das Echtzeit-User-Programm ausgeführter wird			s 0,001 1		*
2	IrCtlValLimUp	Obere Stellwertbegrenzung	-	-1	1	1
3	IrCtlValLimLo	Untere Stellwertbegrenzung	-	-1	1	-1
4 IrKp	P-Anteil		--100 100	0,002
5 IrKi	I-Anteil		--100 100	0,28
6 IrKd	D-Anteil		--100 100	0
7	xEnaFltKd	Aktivierung/Deaktivierung gefilterter D-Anteil	-	0	1	0 (=false)
8	IrFltKd	Filterkoeffizient	-	-100	100	100
9	xEnaAWU	Aktivierung/Deaktivierung Anti-Wind-Up	-	0	1	1 (=true)
10	IrKb	Back-Calculation-Faktor	-	-100	100	1
11	xEnaTrMod	Aktivierung/Deaktivierung Tracking Mode	-	0	1	0 (=false)
12	IrKt	Tracking Koeffizient	-	-100	100	1
13	xExrRes	Externes Resetsignal (steigende Flanke)	-	0	1	0 (=false)
14	IrStrVall0	Startwert I-Anteil	-	-100	100	0
15	IrStrValD0	Startwert D-Anteil	-	-100	100	0
16	EnaSIMod	Aktivierung/Deaktivierung Reglerüberbrückung (Bypass-Mode)	-0	1	0 (=false)

* Der Parameter IrSampleTm wird über den Parameter IrSampleTm aus Tabelle A-1 vorgegeben.

Link zurück zum Kapitel 6.1, Regelungsstruktur

A 1.3.2 Blindleistungsmodus

In der folgenden Tabelle ist der Parameter für den Blindleistungsmodus aufgeführt.

In Port „parameter“

Parameterstruktur: *Ctrl.QCtrl

Tabelle A-8 Parameter Blindleistungsmodus

# Parameter Beschreibung Einheit Min. Max. Default
1 si	ReaPwrMod Blindleistungsmodus0: deaktiviert1: Q mit Spannungsbegrenzungsfunktion2: Q(U)-Kennlinie3: Q(P)-Kennlinie4: cos(φ)	- 0 4 0

A 1.3.3 Funktion „Blindleistung mit Spannungsbegrenzungsfunktion“

Link zurück zum Kapitel 6.3.1, Blindleistungsmodus

In der folgenden Tabelle sind die Parameter für die Funktion Blindleistungssollwert-Vorgabe mit Spannungsbegrenzungsfunktion aufgeführt.

In Port „parameter“

Parameterstruktur: *Ctrl.QCtrl.ReaPwrVlim

Tabelle A-9 Parameter Blindleistungssollwertvorgabe mit Spannungsbegrenzungsfunktion

# Parameter Beschreibung Einheit Min. Max. Default
1 IrSampleTm Task-Zykluszeit in dem das Echtzeit-User-Programm ausgeführt wird			s 0,001 1		*
2	IrReaPwrMax	Maximale Blindleistung übererregt (EZS, positives Vorzeichen)	p.u.	0	1	**
3	IrReaPwrMin	Maximale Blindleistung untererregt (EZS, negatives Vorzeichen)	p.u.	-1	0	**
4	IrVtgP1	Kennlinienstützpunkt 1: übererregt, Spannung	p.u.	0	2	0,94
5	IrReaPwrP1	Kennlinienstützpunkt 1: übererregt, Blindleistung	p.u.	-1	1	0,33
6	IrVtgP2	Kennlinienstützpunkt 2: Spannung	p.u.	0	2	0,96
7	IrReaPwrP2	Kennlinienstützpunkt 2: Blindleistung	p.u.	-1	0	0
8	IrVtgP3	Kennlinienstützpunkt 3: Spannung	p.u.	0	2	1,04
9	IrReaPwrP3	Kennlinienstützpunkt 3: Blindleistung	p.u.	-1	1	0
10	IrVtgP4	Kennlinienstützpunkt 4: untererregt, Spannung	p.u.	0	2	1,06
11	IrReaPwrP4	Kennlinienstützpunkt 4: untererregt, Blindleistung	p.u.	-1	1	-0,33

* Der Parameter IrSampleTm wird über den Parameter IrSampleTm aus Tabelle A-1 vorgegeben.
** Die Parameter IrReaPwrMax bzw. IrReaPwrMin werden aus Tabelle A-1 berechnet (IrReaPwrMax/IrActPwrNom bzw. IrReaPwrMin/IrActPwrNom).

Link zurück zum Kapitel 6.3.2, Blindleistungsregelung mit Spannungsbegrenzungsfunktion

A 1.3.4 Funktion „Q(U)-Kennlinie“

In der folgenden Tabelle sind die Parameter für die Funktion „Q(U)-Kennlinie“ aufgeführt.

In Port „parameter“

Parameterstruktur: *Ctrl.QCtrl.ReaPwrV

Tabelle A-10 Parameter Q(U)-Kennlinie

# Parameter Beschreibung Einheit Min. Max. Default
1 IrSampleTm Task-Zykluszeit in dem das Echtzeit-User-Programm ausgeführt wird			s 0,001 1 *
2	IrVtgNom	Referenzspannung	p.u.	0	2	1
3	IrReaPwrMax	Maximale Blindleistung übererregt (EZS, positives Vorzeichen)	p.u.	0	1 **
4	IrReaPwrMin	Maximale Blindleistung untererregt (EZS, negatives Vorzeichen)	p.u.	-1	0 **
5	IrVtgP1	Kennlinienstützpunkt 1: übererregt, untere Spannungsgrenze	p.u.	0	2	0,96
6	IrReaPwrP1	Kennlinienstützpunkt 1: übererregt, untere Blindleistungs-grenze	p.u.	-1	1 0,33
7	IrVtgP2	Kennlinienstützpunkt 2: untererregt, obere Spannungsgrenze	p.u.	0	2	1,04
8	IrReaPwrP2	Kennlinienstützpunkt 2: untererregt, obere Blindleistungs-grenze	p.u.	-1	1 -0,33
9 IrVtgDbHi	Oberes Spannungstotband bezogen auf die Referenzspan-nung		p.u.	0	1 0,01
10	IrVtgDbLo	Unteres Spannungstotband bezogen auf die Referenzspan-nung	p.u.	0	1 0,01
11	siMod	Verfahren zu Berechnung des Blindleistungssollwerts aus der Q(U)-Kennlinie1: Kennlinie2: Toleranzband	-	1	2 1

* Der Parameter IrSampleTm wird über den Parameter IrSampleTm aus Tabelle A-1 vorgegeben.
** Die Parameter IrReaPwrMax bzw. IrReaPwrMin werden aus Tabelle A-1 berechnet (IrReaPwrMax/IrActPwrNom bzw. IrReaPwrMin/IrActPwrNom).

Link zurück zum Kapitel 6.3.3, Funktion „Q(U)-Kennlinie“

A 1.3.5 Funktion „Q(P)-Kennlinie“

In der folgenden Tabelle sind die Parameter für die Funktion „Q(P)-Kennlinie“ aufgeführt.

In Port „parameter“

Parameterstruktur: *Ctrl.QCtrl.ReaPwrW

Tabelle A-11 Parameter Q(P)-Kennlinie

# Parameter Beschreibung Einheit Min. Max. Default
1 IrSampleTm Task-Zykluszeit in dem das Echtzeit-User-Programm ausgeführt wird			s 0,00	1	*
2	iNbSampPt	Anzahl der verwendeten Stützstellen (Beispiel: 5, dann werden die Stützstellen von *1 bis *5 verwendet)	-	0	10	5
3	IrReaPwrMax	Maximale Blindleistung übererregt (EZS, positives Vorzeichen)	p.u.	0	1	**
4	IrReaPwrMin	Maximale Blindleistung untererregt (EZS, negatives Vorzeichen)	p.u.	-1	0	**
5	IrActPwrP1	Kennlinienstützpunkt 1: Wirkleistung	p.u.	0	1	0,1
6	IrReaPwrP1	Kennlinienstützpunkt 1: Blindleistung	p.u.	-1	1	0
7	IrActPwrP2	Kennlinienstützpunkt 2: Wirkleistung	p.u.	0	1	0,5
8	IrReaPwrP2	Kennlinienstützpunkt 2: Blindleistung	p.u.	-1	1	0
9	IrActPwrP3	Kennlinienstützpunkt 3: Wirkleistung	p.u.	0	1	0,6
10	IrReaPwrP3	Kennlinienstützpunkt 3: Blindleistung	p.u.	-1	1	-0,05
11	IrActPwrP4	Kennlinienstützpunkt 4: Wirkleistung	p.u.	0	1	0,9
12	IrReaPwrP4	Kennlinienstützpunkt 4: Blindleistung	p.u.	-1	1	-0,33
13	IrActPwrP5	Kennlinienstützpunkt 5: Wirkleistung	p.u.	0	1	1
14	IrReaPwrP5	Kennlinienstützpunkt 5: Blindleistung	p.u.	-1	1	-0,33
15	IrActPwrP6	Kennlinienstützpunkt 6: Wirkleistung	p.u.	0	1	0
16	IrReaPwrP6	Kennlinienstützpunkt 6: Blindleistung	p.u.	-1	1	0
17	IrActPwrP7	Kennlinienstützpunkt 7: Wirkleistung	p.u.	0	1	0
18	IrReaPwrP7	Kennlinienstützpunkt 7: Blindleistung	p.u.	-1	1	0
19	IrActPwrP8	Kennlinienstützpunkt 8: Wirkleistung	p.u.	0	1	0
20	IrReaPwrP8	Kennlinienstützpunkt 8: Blindleistung	p.u.	-1	1	0
21	IrActPwrP9	Kennlinienstützpunkt 9: Wirkleistung	p.u.	0	1	0
22	IrReaPwrP9	Kennlinienstützpunkt 9: Blindleistung	p.u.	-1	1	0
23	IrActPwrP10	Kennlinienstützpunkt 10: Wirkleistung	p.u.	0	1	0
24	IrReaPwrP10	Kennlinienstützpunkt 10: Blindleistung	p.u.	-1	1	0

* Der Parameter IrSampleTm wird über den Parameter IrSampleTm aus Tabelle A-1 vorgegeben.
** Die Parameter IrReaPwrMax bzw. IrReaPwrMin werden aus Tabelle A-1 berechnet (IrReaPwrMax/IrActPwrNom bzw. IrReaPwrMin/IrActPwrNom).

Link zurück zum Kapitel 6.3.4, Funktion „Q(P)-Kennlinie“

A 1.3.6 Funktion „cos(φ)“

In der folgenden Tabelle sind die Parameter für die Funktion „cos(φ)“ aufgeführt.

In Port „parameter“

Parameterstruktur: *Ctrl.QCtrl.PwrFac

Tabelle A-12 Parameter cos(φ)

# Parameter Beschreibung Einheit Min. Max. Default
1 IrSampleTm Task-Zykluszeit in dem das Echtzeit-User-Programm ausgeführt wird			s 0,001 1		*
2	IrReaPwrMax	Maximale Blindleistung übererregt (EZS, positives Vorzeichen)	p.u.	0	1	**
3	IrReaPwrMin	Maximale Blindleistung untererregt (EZS, negatives Vorzeichen)	p.u.	-1	0	**

* Der Parameter IrSampleTm wird über den Parameter IrSampleTm aus Tabelle A-1 vorgegeben.

** Die Parameter IrReaPwrMax bzw. IrReaPwrMin werden aus Tabelle A-1 berechnet (IrReaPwrMax/IrActPwrNom bzw. IrReaPwrMin/IrActPwrNom).

A 1.4 Weitere Regelungen

A 1.4.1 Bypass-Mode

Die Parameter für die Aktivierung bzw. Deaktivierung des Bypass-Modes sind den Parametern der beiden PID-Regler der Tabelle A-2 und Tabelle A-7 zu entnehmen.

A 1.4.2 Blindleistungspriorisierende Fahrweise

In der folgenden Tabelle ist der Parameter für die blindleistungspriorisierende Fahrweise aufgeführt.

In Port „parameter“

Parameterstruktur: *QCtrl.Prio

Tabelle A-13 Parameter Blindleistungspriorisierende Fahrweise

# Parameter Beschreibung			Einheit Min. Max. Default
1 xEna	Aktivierung/Deaktivierung der blindleistungspriorisierenden Fahrweise		-0	1	0 (=false)
2	IrNomVal	Nennscheinleistung (bezogen auf die Nennwirkleistung)	p.u.	0	2	1

Link zurück zum Kapitel 6.4.2, Regelung „Blindleistungspriorisierende Fahrweise“

A 1.4.3 Signal „Freigabe Wiederzuschaltung vom NAP“

In der folgenden Tabelle sind die Parameter für Generierung des Signals „Freigabe Wiederzuschaltung vom NAP“ aufgeführt.

Parameterstruktur: Variablenname.GdMon.EnaPOI

Tabelle A-14 Parameter Signal „Freigabe Wiederzuschaltung vom NAP“

# Parameter Beschreibung Einheit Min. Max. Default
1 IrSampleTm Task-Zykluszeit in dem das Echtzeit-User-Programm ausgeführt wird			s 0,001 1		*
2 xEna	Aktivierung/Deaktivierung der Freigabe Wiederzuschaltung vom NAP		-	0	1	0 (=false)
3 IrVtgNom	Nennspannung/Referenzspannung (bezogen auf Vn)		p.u.	0	2	1
4 IrVtgLim	Grenzwert zur Freigabe Wiederzuschaltung vom NAP (bezogen auf 2)		p.u.	0	2	0,95
5	IrDelayTm	Verzögerungszeit für das Freigabesignal	s	0	3600	600

* Der Parameter IrSampleTm wird über den Parameter IrSampleTm aus Tabelle A-1 vorgegeben.

Link zurück zum Kapitel 6.4.3, Regelung „Freigabesignal“

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