Siemens SIMEAS P 7KG7100 User manual

s
SIMEASP
Power Meter
7KG7100, 7KG7200, 7KG7500, 7KG7600 und 7KG7610
Betriebsanleitung Bestell-Nr.
Operating Instructions Order no: E50417-B1074-C247-A6
Ausgabe 07/2004

i
1 Betriebsanleitung.................................................................. 1
1.1 Konformität.......................................................................... 1
1.2 Allgemeine Hinweise........................................................... 2
1.3 Qualifiziertes Personal ......................................................... 5
1.4 Bestelldaten......................................................................... 6
1.5 Anwendungsbereich............................................................ 7
1.6 Arbeitsweise........................................................................ 8
1.7 Prinzipschaltbild ................................................................... 9
1.8 Messgrößen ...................................................................... 11
1.9 Technische Daten .............................................................. 13
1.10 Kommunikationsschnittstelle ............................................. 20
1.11 Abmessungen ................................................................... 21
1.11.1 Gerätevarianten 7KG7100 und 7KG7200 ....................... 21
1.11.2 Gerätevarianten 7KG7500, 7KG7600 und 7KG7610....... 23
1.11.3 Geräte mit IP54-Front (7KG7500-0AA02,
7KG7600-0AA02 und 7KG7610-0AA02)........................ 25
1.12 Anschlussklemmen ........................................................... 27
1.12.1 Gerätevarianten 7KG7100 und 7KG7200 ....................... 27
1.12.2 Gerätevarianten 7KG7500 und 7KG7600
(IP 41 und IP 54)............................................................ 28
1.12.3 Gerätevariante 7KG7610 ............................................... 29
1.12.4 Anschlussbelegung....................................................... 30
1.13 Montage und Betrieb......................................................... 32
1.13.1 Montage ....................................................................... 33
1.14 Lagerung ........................................................................... 35
1.15 Elektrischer Anschluss....................................................... 35
1.16 Anschlussbeispiele ............................................................ 37
1.17 Inbetriebnahme.................................................................. 41
1.18 Parametrierübersicht.......................................................... 43
1.18.1 Bedienungshinweise..................................................... 43
1.18.2 Tastenfunktion .............................................................. 43
1.18.3 Fensteraufbau............................................................... 44
1.18.4 Anmerkungen ............................................................... 45
1.18.5 Parametrierübersicht: 7KG7500..................................... 47
1.18.6 Parametrierübersicht: 7KG7600 und 7KG7610 .............. 48
1.19 Prüfung und Abgleich ........................................................ 49
1.20 Wartung, Instandsetzung und Reinigung ........................... 50

ii
2 Operating Instructions........................................................ 53
2.1 Conformity......................................................................... 53
2.2 General Information ........................................................... 54
2.3 Qualified Personnel............................................................ 57
2.4 Ordering Data .................................................................... 58
2.5 Range of Application.......................................................... 59
2.6 Mode of Operation ............................................................ 60
2.7 Block Diagram.................................................................... 61
2.8 Measured Values............................................................... 63
2.9 Technical Data ................................................................... 65
2.10 Communication interface................................................... 72
2.11 Dimensions........................................................................ 73
2.11.1 For Devices 7KG7100 and 7KG7200.............................. 73
2.11.2 For Devices 7KG7500, 7KG7600, and 7KG7610 ............ 75
2.11.3 For Devices with IP54 Front (7KG7500-0AA02,
7KG7600-0AA02 and 7KG7610-0AA02) ........................ 77
2.12 Connection Terminals ........................................................ 79
2.12.1 For Devices 7KG7100 and 7KG7200.............................. 79
2.12.2 For Devices 7KG7500 and 7KG7600
(IP 41 and IP 54)............................................................ 80
2.12.3 For Devices 7KG7610.................................................... 81
2.12.4 Terminal Assignment .................................................... 82
2.13 Mounting and Operation.................................................... 84
2.13.1 Mounting the Device..................................................... 85
2.14 Storage.............................................................................. 87
2.15 Electrical Connection ......................................................... 87
2.16 Connection Examples ........................................................ 89
2.17 Commissioning.................................................................. 93
2.18 Configuration Overview ..................................................... 95
2.18.1 Operating Notes............................................................ 95
2.18.2 Button Functions........................................................... 95
2.18.3 Window Structure......................................................... 96
2.18.4 Notes ............................................................................ 97
1.1.5 Overview of the Programming Levels: 7KG7500........... 99
2.18.6 Overview of the Programming Levels: 7KG7600
and 7KG7610 .............................................................. 100
2.19 Testing and Calibration..................................................... 101
2.20 Maintenance, Repair and Cleaning................................... 102

1
1Betriebsanleitung
1.1 Konformität
Das Produkt entspricht den Bestimmungen der Richtlinien
des Rates der Europäischen Gemeinschaften zur An-
gleichung der Rechtsvorschriften der Mitgliedsstaaten über
die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV-Richtlinie
89/336/EWG) und betreffend elektrische Betriebsmittel zur
Verwendung innerhalb bestimmter Spannungsgrenzen
(Niederspannungsrichtlinie 73/23/EWG).
Diese Konformität ist das Ergebnis einer Prüfung, die durch
die Siemens AG gemäß Artikel 10 der Richtlinien in Über-
einstimmung mit den Fachgrundnormen EN 50081-2 und
EN 61000-6-2 für die EMV-Richtlinie und der Norm
EN 61010-1 für die Niederspannungsrichtlinie durchgeführt
worden ist.
Das Gerät ist für den Einsatz im Industriebereich gemäß der
Norm EN 50081 entwickelt und hergestellt.
Das Erzeugnis steht im Einklang mit den Normen
IEC 60688, EN 60688 bzw. DIN EN 60688.

2
1.2 Allgemeine Hinweise
Diese Betriebsanleitung enthält die erforderlichen
Informationen für den bestimmungsgemäßen Gebrauch der
darin beschriebenen Produkte. Sie wendet sich an
technisch qualifiziertes Personal, welches speziell
ausgebildet ist oder einschlägiges Wissen auf dem Gebiet
der Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik, im
folgenden Automatisierungstechnik genannt, besitzt.
Die Kenntnis und das technisch einwandfreie Umsetzen der
in dieser Anleitung enthaltenen Sicherheitshinweise und
Warnungen sind Voraussetzung für gefahrlose Installation
und Inbetriebnahme, sowie für Sicherheit bei Betrieb und
Instandhaltung des beschriebenen Produkts. Nur
qualifiziertes Personal im Sinne der nachfolgenden
Erläuterung verfügt über das erforderliche Fachwissen, um
die in dieser Unterlage in allgemeingültiger Weise
gegebenen Sicherheitshinweise und Warnungen im
konkreten Einzelfall richtig zu interpretieren und in die Tat
umzusetzen.
Diese Betriebsanleitung ist fester Bestandteil des
Lieferumfangs. Sie kann jedoch nicht sämtliche Details zu
allen Ausführungen des beschriebenen Produkts und auch
nicht jeden denkbaren Fall der Aufstellung, des Betriebes
oder der Instandhaltung berücksichtigen.
Sollten weitere Informationen gewünscht werden oder
sollten besondere Probleme auftreten, die in dieser Unter-
lage nicht ausführlich genug behandelt werden, dann
können zusätzliche Auskünfte von der örtlichen Siemens-
Niederlassung oder von der auf der Rückseite dieser
Betriebsanleitung stehenden Adresse erhalten werden.

3
WARNUNG!
Das Betriebsmittel (Gerät, Baugruppe) darf nur in der vom
Hersteller zugelassenen Weise eingesetzt werden.
Anderenfalls kann die Schutzwirkung des Gerätes
gemindert werden.
Außerdem weisen wir darauf hin, dass der Inhalt dieser
Produkt-Dokumentation nicht Teil einer früheren oder
bestehenden Vereinbarung, Zusage oder eines Rechts-
verhältnisses ist oder dieses abändern soll. Sämtliche
Verpflichtungen von Siemens ergeben sich aus dem
jeweiligen Kaufvertrag, der auch die vollständige und allein
gültige Gewährleistungsregelung enthält. Diese vertrag-
lichen Gewährleistungsbestimmungen werden auch durch
die Ausführungen in dieser Unterlage weder erweitert noch
beschränkt.
Gleichstrom
Wechselstrom
3-Phasenwechselstrom
Beachten Sie die Dokumentation.
Schutzleiter

4
WARNUNG!
Beim Betrieb elektrischer Geräte stehen zwangsläufig bestimmte
Teile dieser Geräte unter gefährlicher Spannung. Bei Nicht-
beachtung der Warnhinweise können deshalb schwere Körper-
verletzungen oder Sachschäden auftreten.
Nur entsprechend qualifiziertes Personal darf an diesem Gerät
arbeiten. Der einwandfreie und sichere Betrieb dieses Gerätes
setzt sachgemäßen Transport, fachgerechte Lagerung, Aufstellung
und Montage, sowie sorgfältige Bedienung und Instandhaltung
voraus.
Insbesondere sind die Allgemeinen Errichtungs- und Sicherheits-
vorschriften für das Arbeiten an Starkstromanlagen (z. B. DIN VDE
oder andere nationale oder internationale Vorschriften) zu beachten.
Nichtbeachtung kann Tod, Körperverletzung oder erheblichen
Sachschaden zur Folge haben.

5
1.3 Qualifiziertes Personal
sind Personen, die mit Aufstellung, Montage, Inbetrieb-
setzung und Betrieb des Produktes vertraut sind und über
die ihrer Tätigkeit entsprechenden Qualifikationen verfügen,
wie z.B.:
•Ausbildung oder Unterweisung bzw. Berechtigung
Geräte/Systeme gemäß den Standards der Sicher-
heitstechnik für elektrische Stromkreise, hohen Druck
und aggressive Medien zu betreiben und zu warten.
•Ausbildung oder Unterweisung gemäß den Standards
der Sicherheitstechnik in Pflege und Gebrauch ange-
messener Sicherheitsausrüstung.
•Schulung in Erster Hilfe.

6
1.4 Bestelldaten
Erzeugnisbeschreibung Bestell-Nr.
Power Meter ohne Display
SIMEAS P100 7KG7 1 0 0 - 0
A
A
00-0
A
A
0
Standardversion für Hutschienenmontage
SIMEAS P200 7KG7 2 0 0 - 0
A
A
00-0
A
A
0
Extended Version für Hutschienenmontage
inkl. Uhrzeitbaustein, Batteriepuffer und Speicher
zur Messwertaufzeichnung
Power Meter mit Grafikdisplay
SIMEAS P500 7KG7 5 0 - 0 A A 0 - 0 A A 0
Standardversion für Schalttafeleinbau
mit Grafikdisplay
A
usführung
Welt 0
Schutzklasse Gerätefront
IP 41 1
IP 54 2
SIMEAS P600 7KG7 6 0 - 0 0 - 0 0
Extended Version mit Grafikdisplay, für Schalttafeleinbau
inkl. Uhrzeitbaustein, Batteriepuffer und Speicher
zur Messwertaufzeichnung
A
usführung
ohne I/O-Module 0
A
A
A
A
mit optionalen I/O-Modulen 1
I/O-Module am Steckplatz
A
Kein Modul
A
2 Binärausgänge B
2 Binäreingänge C
2 Analogausgänge
(
0-20mADC
)
D
2
A
na
l
oge
i
ng
ä
nge
(0
-
20
m
A
DC
)
E
3 Relaisausgänge G
I/O-Module am Steckplatz B
Kein Modul
A
2 Binärausgänge B*)
2 Binäreingänge C
2 Analogausgänge
(
0-20mADC
)
D
2 Analogeingänge
(
0-20m
A
DC
)
E
Schutzklasse Gerätefront
IP 41 1
IP 54 2
I/O-Module am Steckplatz C
Kein Modul A
2 Binäreingänge C
2
A
na
l
ogausg
ä
nge
(0
-
20
m
A
DC
)
D
2 Analogeingänge
(
0-20m
A
DC
)
E
I/O-Module am Steckplatz D
Kein Modul
A
2 Binäreingänge C
2 Analogausgänge
(
0-20mADC
)
D
2
A
na
l
oge
i
ng
ä
nge
(0
-
20
m
A
DC
)
E
*) nur wenn Position 9 ≠G

7
1.5 Anwendungsbereich
SIMEAS P ist ein Gerät zur Erfassung von Messwerten in
Energieversorgungsnetzen.
Anwendung findet es in allen Bereichen von der Industrie
bis zum Gewerbe. Durch einfachste Parametrierung kann
jeder Anwender die Darstellung seiner Messwerte
individuell nach seinen Wünschen und Erfordernissen
anpassen.
Eine RS485 Schnittstelle mit den Standardprotokollen
Profibus DP V1 oder Modbus RTU/ASCII ermöglicht das
einfache Einbinden in Netzwerke. Damit können
Messwerte mehrerer SIMEAS P in einer Masterstation
zentral angezeigt, ausgewertet oder weiterverarbeitet
werden.

8
1.6 Arbeitsweise
Eingangsspannungen und Eingangsströme werden
abgetastet und daraus die Effektivwerte gebildet. Alle
abgeleiteten Messgrößen werden dann von einem
Prozessor errechnet.
Diese stehen zur Anzeige in den Screens (nur bei den
Geräten 7KG7500, 7KG7600 und 7KG7610) und zur
Übertragung über die serielle Schnittstelle zur Verfügung.
SIMEAS P bietet auch die Möglichkeit, mehrere Grenzwert-
gruppen mit Grenzwerten der Messgrößen zu
parametrieren. Diese können mit UND / ODER verknüpft
und deren Verletzungen an Zählern angezeigt oder an
Binärausgängen ausgegeben werden. Auch eine Triggerung
des Oszilloskops ist damit möglich.
Geräte 7KG7500 , 7KG7600 und 7KG7610:
Die Darstellung der Messgrößen in den Screens des
Graphikdisplays von SIMEAS P kann der Anwender
individuell nach seinen Erfordernissen gestalten. Es können
bis zu 20 Screens über die Fronttasten angewählt werden.
Anzahl, Art, Inhalt und Reihenfolge sind parametrierbar.
Eine Grundeinstellung ist dabei ab Werk vorprogrammiert.
In den Messwertscreens befindet sich eine Statuszeile die
Zustand, Anschaltung sowie Diagnosemeldungen des
SIMEAS P anzeigt.
Eine Aktualisierung der Anzeige erfolgt dabei im Zyklus von
1 s.

9
1.7 Prinzipschaltbild
Basisgerät:
Das Gehäuse der RS485-Schnittstelle ist mit dem Schutzleiter (PE)
verbunden.

10
Für das Gerät 7KG7610 sind optional Ein- und Ausgabemodule
verfügbar:
•Binäreingänge (2 Kontakte mit gemeinsamer Wurzel)
•Binärausgänge (2 Kontakte mit gemeinsamer Wurzel)
•Relaisausgänge (3 Kontakte mit gemeinsamer Wurzel)
•Analogeingänge (2 Kanäle)
•Analogausgänge (2 Kanäle)

11
1.8 Messgrößen
Messgröße Messpfad 1Auswahl Fehler-
grenzen 2
Spannung L1-N, L2-N,
L3-N, (N-E) dah±0,2%
Spannung L1-L2, L2-L3,
L3-L1, Σ3dah±0,2%
Strom L1, L2, L3, N,
Σ3dah±0,2%
Wirkleistung P
+ Bezug, - Lieferung L1, L2, L3, Σdah±0,5%
Blindleistung Q
+ kap, - ind L1, L2, L3, Σdah±0,5%
Scheinleistung S L1, L2, L3, Σdah±0,5%
Leistungsfaktor |cosϕ| 4L1, L2, L3, Σdah±0,5%
Wirkfaktor cosϕ4L1, L2, L3, Σdah±0,5%
Phasenwinkel 4L1, L2, L3, Σdah±2°
Netzfrequenz 5L1-N
dah±10 mHz
Wirkenergie E Bezug L1, L2, L3, Σda±0,5%
Wirkenergie E Lieferung L1, L2, L3, Σda±0,5%
Wirkenergie absolut L1, L2, L3, Σda±0,5%
Wirkenergie Saldo Σda±0,5%
Blindenergie Q kap L1, L2, L3, Σda±0,5%
Blindenergie Q ind L1, L2, L3, Σda±0,5%

12
Messgröße Messpfad 1Auswahl Fehler-
grenzen 2
Blindenergie Q Absolut L1, L2, L3, Σda±0,5%
Scheinenergie L1, L2, L3, Σda±0,5%
Unsymmetrie Spannung Vierleiternetz dah±0,5%
Unsymmetrie Strom Vierleiternetz dah±0,5%
THD Spannung L1, L2, L3 dah±0,5%
THD Strom L1, L2, L3 dah±0,5%
Oberschwingung U
5., 7., 11., 13., 17. und 19. H. L1, L2, L3 dah±0,5%
Oberschwingung I
5., 7., 11., 13., 17. und 19. H. L1, L2, L3 dah±0,5%
Grenzwertverletzung Zähler 1 bis 4 da
Analogeingänge 6extern
da±0,5%
Binäreingänge 6extern
da
1) Die Darstellung der Leiter ist abhängig von der Anschlussart
2) Fehlergrenzen bezogen auf: 0,5 bis 1,2 x Nennbereich.
3) Mittelwert aller Leiterkreise
4) Messung ab 2% der internen Scheinleistung
5) Messung ab 30% der Eingangsspannung L1-N
6) nur 7KG7610
dDarstellbare Messgrößen in Messwertscreens (nur bei den
Geräten 7KG7500, 7KG7600 und 7KG7610)
aWählbare Messgrößen über Kommunikation
hAuswahl von Messgrößen für Listenscreens und Oszilloskop
(nur bei den Geräten 7KG7500, 7KG7600 und 7KG7610)

13
1.9 Technische Daten
Eingang Nur zum Anschluss an
Wechselspannungssysteme
Maximale Netzspannung Y 400 /∆690 V
Überlast 20%
Frequenz der
Grundschwingung
40 ... 65 Hz
Frequenzbereich fE+/- 5 Hz ab > 30% UE
Kurvenform Sinus oder verzerrt bis zur 21.
Harmonischen
Eingang Wechselstrom IE 3 Stromeingänge
Eingangsstrom IE1 A; 5 A
Dauerüberlastung
Stoßüberlastbarkeit
10 A
100 A für 1 s
Leistungsaufnahme je Leiter 83 µVA bei 1 A ; 2,1 mVA bei 5 A
Eingang Wechselspannung UE 3 Spannungseingänge
Messbereiche UE100/110 V; 190 V; 400 V; 690 V (L-L)
Dauerüberlastbarkeit
Stoßüberlastbarkeit
1,5 x UE
2,0 x UE
Eingangswiderstand (L - N) 2,663 MΩ
Leistungsaufnahme je Leiter 120 mW (ULE = 400 V)
Binäreingänge (optional, nur 7KG7610)
max. Eingangsspannung 300 V DC
Stromaufnahme bei High-Pegel 1,8 mA
Low-Pegel ≤10 V
High-Pegel ≥19 V
Signalverzögerung Max. 3 ms
Analogeingänge (optional, nur 7KG7610)
Messbereich 0 bis 20 mA DC
Austeuerbereich 0 bis 24 mA DC
Eingangswiderstand 50 Ω±0,1%
Genauigkeit 0,5% vom Messbereichsendwert

14
Binärausgänge Über potentialfreie Halbleiterrelais
max. Schaltspannung 230 V AC; 250 V DC
max. Kontaktstrom 100 mA dauernd
300 mA für 100 ms
Innenwiderstand 50 Ω
zulässige Schaltfrequenz 10 Hz
Analogausgänge (optional, nur 7KG7610)
Nennausgangsstrom 0 bis 20 mA DC
Austeuerbereich 0 bis 24 mA DC
Max. Lastwiderstand 250 Ω
Genauigkeit Typ. 0,2%; max. 1,1% vom
Nennwert
Relaisausgänge (optional, nur 7KG7610)
Max. Schaltspannung 270 V AC / 150 V DC
Max. Kontaktdauerstrom 5 A
Min. Kontaktdauerstrom 1 mA bei 5 VDC
Max. Schaltleistung
(ohmsche Last)
5 A / 250 V AC oder 5 A / 30 V DC
Max. Ansprechzeit 10 ms
Max. Abfallzeit 7 ms

15
Überspannungskategorie nach IEC 61010 Teil1
UEN bis 480 V (L-L) Kat. III
UEN bis 600 V (L-L) Kat. II
Stromversorung Kat. II
Binärausgänge, Binäreingänge
und Relaisausgänge Kat. II
Analogausgänge und
Analogeingänge Kat. III
Hilfsenergie Mehrbereichsnetzteil AC / DC
Nennbereich 24 bis 250 V DC oder 100/ 230 V AC
Gesamtbereich
nur 7KG7610:
+/- 20% vom Nennbereich
-10% ... +20% vom Nennbereich DC
+/- 20% vom Nennbereich AC
Leistungsaufnahme
nur 7KG7610:
max. 4 W oder 10 VA
max. 10 W oder 25 VA
Batterie (nur 7KG7200/7KG7600/7KG7610)
Typ VARTA CR2032, 3 V, Li-Mn o.ä.
Display Grafikdisplay
Auflösung 120 x 240 Pixel
Größe 103 x 60 mm
Maße Gewicht
Schalttafeleinbau
(7KG7500/7KG7600/7KG7610)
Maße 144 x 144 mm
Gewicht ca. 0,9 kg (ohne Ein-/Ausgabemodule)
ca. 0,95 kg (mit 4 Modulen und
Trägerplatine)
Hutschienenaufbau
(7KG7100/7KG7200)
Maße 94 x 157 mm
Gewicht ca. 0,55 kg

16
Kommunikationsschnittstelle
Anschluss 9-pol. DSUB-Buchse, female
Datenübertragung
PROFIBUS DP V1
Baudrate
Datenübertragung
Modbus RTU/ASCII
9.600 bit/s bis 12 Mbit/s
Baudrate:
300, 600, 1200, 3400, 4800, 9600,
19200, 38400, 57600, 115200

17
Isolationsprüfung,
Stückprüfung, 2 s
nach IEC 61010-1
Signaleingänge (Ströme
gegen Ströme und gegen
Spannungen) 2,2 kV; AC
Stromeingänge gegen serielle
Schnittstelle, PE, Binär-
ausgänge und Hilfsspannung 2,2 kV; AC
Hilfsspannung, serielle
Schnittstelle und Binär-
ausgänge gegeneinander 3,1 kV; DC
Spannungsversorgung gegen
PE 3,1 kV; DC
Spannungseingänge,
Binärausgänge gegen PE 1,35 kV; AC
Serielle Schnittstelle gegen
PE 500 V; AC
Zusätzlich für 7KG7610:
Binäreingänge und Binär-/
Relaisausgänge gegen PE 2,2 kV; AC
Analogeingänge und
Analogausgänge gegen PE 500 V; AC