User manual

GMC-I Messtechnik GmbH 7
Versorgung
Für jeden Stromkreis werden im Netzteil aus der über Entstörfilter,
Schmelzsicherung, Netzschalter und Einschaltstrombegrenzung
zugeführten Netzspannung die jeweils benötigten Versorgungs-
gleichspannungen erzeugt. Bei den SSP-KONSTANTERn der
Serie 64 N erfolgt die Versorgung aus dem 3-Phasennetz (bezo-
gen auf den Neutralleiter).
Zentrales Steuerwerk (CPU)
Die Gesamtsteuerung des SSP-KONSTANTERs erfolgt vom zen-
tralen Steuerwerk auf der Leiterplatte A aus. Dieses arbeitet mit
dem 8-Bit-Mikrocontroller 80C32 mit 64-kByte Programmspei-
cher und 32-kByte batteriegepuffertem CMOS-RAM-Arbeitsspei-
cher.
Ein 11-MHz-Taktgenerator erzeugt die Taktfrequenz für den Pro-
zessor und bildet die Zeitbasis für Messfunktion und serielle
Schnittstelle.
Eine Watchdog-Schaltung überwacht die Prozessortätigkeit und
verriegelt bei Ausfall der Versorgungsspannung den Zugriff zum
batteriegepufferten RAM.
Bedienung
Der SSP-KONSTANTER lässt sich über die frontseitigen Einstell-
elemente oder das optional einsteckbare IEEE 488- und
RS 232C-Interface bedienen.
Anzeige- und Bedienteil
Die beiden 4stelligen 7-Segmentanzeigen und die Tasten auf der
Frontplatte werden über einen Controller-Baustein im Multiplex-
Betrieb verwaltet. Die Einzel-LEDs werden statisch über Register
angesteuert und die Drehimpulsgeber bedienen drehrichtungsab-
hängig Increment-/Decrement-Zähler. Jede Betätigung eines Ein-
stellelementes löst letztendlich einen Interrupt der CPU aus, die
dann eine entsprechende Reaktion veranlasst.
Option Interface
Ist der SSP-KONSTANTER mit einer Interface-Karte bestückt, so
kann das Gerät wahlweise auch via IEEE 488-Bus oder über die
serielle RS 232C-Schnittstelle gesteuert werden.
Remote-Betrieb
Die vom Interface entgegengenommenen Gerätenachrichten wer-
den an das zentrale Steuerwerk (CPU) weitergeleitet, wo sie
zunächst im Arbeitsspeicher abgelegt werden. Nach Empfang
eines Endezeichens werden die Daten hinsichtlich Syntax, Plausi-
bilität und Grenzwerten überprüft. Korrekte Anweisungen gelan-
gen anschließend zur Ausführung.
Einstellvorgang
Einstelldaten werden entsprechend aufbereitet und über die
E / A-Steuerung und galvanische Trennung durch Optokoppler
der betreffenden Funktionseinheit zugeleitet. Einstellwerte von
Ausgangsspannung, Ausgangsstrom oder Überspannungs-
schutz-Ansprechwert werden hierbei durch je einen 12-Bit-DAC
in proportionale Steuerspannungen umgewandelt und dem jewei-
ligen Regler bzw. Komparator als Sollwert oder Vergleichsgröße
zugeführt.
Die Istgröße der Ausgangsspannung wird von einem Spannungs-
monitor ermittelt, dessen Eingänge von der automatischen Füh-
lerumschaltung entweder mit den Ausgangsklemmen oder den
Fühleranschlüssen verbunden werden.
Die Istgröße des Ausgangsstromes wird als Spannungsabfall an
einem in der Minus-Ausgangsleitung liegenden Strommesswider-
stand erfasst und vom Strommonitor auf ein normiertes Signal
verstärkt.
Um auch bei niedriger Ausgangsbelastung eine schnelle
Abwärtsprogrammierung der Ausgangspannung zu erzielen,
besitzt das Gerät eine eingeschränkte Senkenfunktion (begrenzt
auf ca. 25 W je 1000 W Ausgangsleistung) zum Entladen des
Ausgangskondensators. Diese aktiviert sich, sobald und solange
die Spannung am Ausgang höher ist als der momentane Sollwert
(also auch bei Rückspeisung einer parallel geschalteten Span-
nungsquelle).
Eine Output-ON / OFF-Steuerung gibt bei 'ON' die Quellen- und
Senkenfunktion frei bzw. sperrt bei 'OFF' die Quelle und setzt den
Senkensollwert nach ca. 300 ms auf Unenn (hochohmig für
Uout < Unenn).
Messvorgang
Die den Istgrößen von Ausgangsspannung bzw. -strom proportio-
nalen Ausgangssignale der Monitorverstärker werden einem Ana-
log-Multiplexer (MUX) zugeführt, der je nach gewünschter
Messgröße eines der beiden Signale auf den Eingang des Analog
/ Digital-Umsetzers (ADC) schaltet. Dieser arbeitet nach dem Prin-
zip der synchronen Spannungs- / Frequenzwandlung und liefert
am Ausgang ein Rechtecksignal, dessen Frequenz proportional
der zugeführten Messgröße ist. Ein Optokoppler sorgt für die gal-
vanisch getrennte Signalübertragung zu einem Binärzähler, des-
sen Torzeit von 40 ms durch einen weiteren Zähler aus der quarz-
stabilen Taktfrequenz des zentralen Steuerwerkes abgeleitet wird.
Nach Ablauf dieser Torzeit wird die CPU zur Abholung des Zähler-
wertes veranlasst und berechnet daraus den dezimalen
Messwert, der im Arbeitsspeicher abgelegt wird. Je nach Anlass
wird die Messwertanzeige des Displays aktualisiert, für die MIN-
MAX-Funktion ein Extremwertvergleich durchgeführt oder der
Messwert in den Datenausgabepuffer der Rechnerschnittstellen
gelegt.
Überwachungseinrichtungen
– Regelarterkennung und Overload
Aus den Ausgangssignalen von Spannungs- und Stromregler
wird ein galvanisch getrenntes Digitalsignal abgeleitet, wel-
ches, sofern kein Overload-Betrieb vorliegt, über die momen-
tan herrschende Regelart (Konstantspannungs- bzw. Kon-
stantstrombetrieb) informiert. "Overload" signalisiert, dass auf-
grund der eingestellten Parameter und der vorliegenden
Belastung die Leistungsbegrenzung einsetzt. Diese Betriebs-
zustände werden vom zentralen Steuerwerk ausgewertet (z.B.
für OCP-Funktion), mit LEDs angezeigt und in Status- und
Ereignisregistern für den Rechnerbetrieb aufbereitet.
– Überspannungsüberwachung
Unter Umgehung des Spannungsmonitors wird die Aus-
gangsspannung des Gerätes zusätzlich von einem Kompara-
tor mit einem einstellbaren Grenzwert (Bereich 3 V … 120%
Unenn) verglichen und bei Überschreitung eine Abschaltung
des Ausgangs und eine OVP-Meldung (LED-Anzeige, Status-
und Ereignisregister) veranlasst.
– Temperaturüberwachung
An repräsentativen Stellen (Stromschiene / Diodenblock /
Drossel bzw. zusätzlich Schalttransistoren (bei Serie 62 N,
500 W)) wird mittels PTC-Widerständen die Temperatur in ein
proportionales elektrisches Signal gewandelt und einem zwei-
stufigen Schwellwertschalter zugeführt. Der untere Schwell-
wert entspricht ungefähr einer Temperatur von 75 °C, der
obere Schwellwert liegt bei ca. 85 °C. Sobald an einem Tem-
peraturfühler der untere Schwellwert überschritten wird, wird
der/werden die Lüfter über die Lüftersteuerung auf hohe
Drehzahl geschaltet. Mit dieser Belüftung kann das Gerät bei
beliebiger Belastung des Ausgangs bis zur Obergrenze des
spezifizierten Arbeitstemperaturbereiches betrieben werden.
Bei behinderter Belüftung oder höherer Umgebungstempera-
tur kann jedoch die Fühlertemperatur auch den oberen
Schwellwert erreichen. In diesem Fall wird eine Übertempera-
turmeldung in Status- und Ereignisregister eingetragen. Nach
5 Sekunden wird die OTP-LED aktiviert und der Ausgang vom
zentralen Steuerwerk abgeschaltet. Nach ausreichender
Abkühlung wird die Statusmeldung zurückgenommen und
eine Bereitschaftsmeldung im Ereignisregister gesetzt. Bei
Einstellung der POWER-ON-Funktion auf 'Recall' erfolgt ein
automatisches Wiedereinschalten des Ausgangs, bei Einstel-
lung auf 'Standby' bzw. 'Reset' bleibt der Ausgang deaktiviert
und kann per OUTPUT-Taste oder per Befehl von Steuerrech-
ner wieder eingeschaltet werden. Das Rückschalten der Lüf-
terdrehzahl erfolgt nach Unterschreiten des unteren Tempera-
turschwellwertes automatisch.