Siemens SIMEAS P 7KG7750 User manual

s
SIMEAS®P
Power Meter
7KG775x
Betriebsanleitung Bestell-Nr. E50417-B1074-C339-A4
Operating Instructions Order no: E50417-B1074-C339-A4
Ausgabe 04/2008

i
1Betriebsanleitung ..............................................................2
1.1 Konformität .......................................................................2
1.2 Allgemeine Hinweise........................................................3
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..........................................19
1.11 Abmessungen.................................................................20
1.11.1 Gerätevarianten 7KG7750 ..........................................20
1.11.2 Gerätevariante 7KG7755 ............................................23
1.12 Anschlussklemmen ........................................................24
1.13 Montage und Betrieb......................................................27
1.13.1 Montage.....................................................................28
1.14 Lagerung.........................................................................30
1.15 Elektrischer Anschluss....................................................30
1.16 Anschlussbeispiele .........................................................32
1.17 Inbetriebnahme...............................................................36
1.18 Parametrierübersicht.......................................................37
1.18.1 Bedienungshinweise..................................................37
1.18.2 Tastenfunktion............................................................38
1.18.3 Screenaufbau .............................................................38
1.18.4 Anmerkungen.............................................................39
1.18.5 Parametrierübersicht 7KG7750 ..................................40
1.19 Prüfung und Abgleich .....................................................41
1.20 Wartung, Instandsetzung und Reinigung........................42

ii
2Operating Instructions ....................................................44
2.1 Conformity ......................................................................44
2.2 General Information ........................................................45
2.3 Qualified Personnel.........................................................47
2.4 Ordering Data .................................................................48
2.5 Range of Application.......................................................49
2.6 Mode of Operation .........................................................50
2.7 Block Diagram.................................................................51
2.8 Measured Values ............................................................53
2.9 Technical Data ................................................................55
2.10 Communication Interface................................................60
2.11 Dimensions.....................................................................61
2.11.1 Device Variants 7KG7750...........................................61
2.11.2 Device Variant 7KG7755.............................................64
2.12 Connection Terminals .....................................................65
2.13 Mounting and Operation.................................................68
2.13.1 Mounting the Device..................................................69
2.14 Storage ...........................................................................71
2.15 Electrical Connection ......................................................71
2.16 Connection Examples .....................................................73
2.17 Commissioning ...............................................................77
2.18 Configuration Overview ..................................................78
2.18.1 Operating Notes.........................................................78
2.18.2 Button Functions........................................................79
2.18.3 Screen Structure ........................................................79
2.18.4 Notes..........................................................................80
2.18.5 Overview of the Programming Levels: 7KG7750.......81
2.19 Testing and Calibration ...................................................82
2.20 Maintenance, Repair and Cleaning .................................83

2
1Betriebsanleitung
1.1 Konformität
Das Produkt entspricht den Bestimmungen der Richtlinie
des Rates der Europäischen Gemeinschaften zur An-
gleichung der Rechtsvorschriften der Mitgliedsstaaten über
die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV-Richtlinie
2004/108/EG) und betreffend elektrische Betriebsmittel zur
Verwendung innerhalb bestimmter Spannungsgrenzen
(Niederspannungsrichtlinie 2006/95/EG).
Diese Konformität ist das Ergebnis einer Prüfung, die durch
die Siemens AG gemäß den Richtlinien in Übereinstimmung
mit den Fachgrundnormen EN 61000-6-2 und EN 61000-6-4
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 61000-6-4 entwickelt und hergestellt.
Das Erzeugnis steht im Einklang mit den Normen
IEC 60688, EN 60688 bzw. DIN EN 60688.

3
1.2 Allgemeine Hinweise
Diese Betriebsanleitung enthält die erforderlichen Informa-
tionen 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-, Steue-
rungs- und Regelungstechnik, im folgenden Automatisie-
rungstechnik 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 qualifizier-
tes Personal im Sinne der nachfolgenden Erläuterung ver-
fügt über das erforderliche Fachwissen, um die in dieser
Unterlage in allgemeingültiger Weise gegebenen Sicher-
heitshinweise und Warnungen im konkreten Einzelfall rich-
tig zu interpretieren und in die Tat umzusetzen.
Diese Betriebsanleitung ist fester Bestandteil des Lieferum-
fangs. Sie kann jedoch nicht sämtliche Details zu allen Aus-
führungen 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 kön-
nen zusätzliche Auskünfte von der örtlichen Siemens-
Niederlassung oder von der auf der Rückseite dieser Be-
triebsanleitung stehenden Adresse erhalten werden.

4
WARNUNG!
Das Betriebsmittel (Gerät, Baugruppe) darf nur in der vom
Hersteller zugelassenen Weise eingesetzt werden. Ande-
renfalls kann die Schutzwirkung des Gerätes gemindert
werden.
Außerdem weisen wir darauf hin, dass der Inhalt dieser
Produkt-Dokumentation nicht Teil einer früheren oder be-
stehenden Vereinbarung, Zusage oder eines Rechts-
verhältnisses ist oder dieses abändern soll. Sämtliche Ver-
pflichtungen von Siemens ergeben sich aus dem jeweiligen
Kaufvertrag, der auch die vollständige und allein gültige
Gewährleistungsregelung enthält. Diese vertraglichen Ge-
währleistungsbestimmungen werden auch durch die Aus-
führungen in dieser Unterlage weder erweitert noch be-
schränkt.
Gleichspannung
Wechselspannung
3-Phasen-Wechselspannung
Beachten Sie die Dokumentation.
Schutzleiter

5
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 Sach-
schaden zur Folge haben.
1.3 Qualifiziertes Personal
Dies sind Personen, die mit Aufstellung, Montage, Inbe-
triebsetzung und Betrieb des Produktes vertraut sind und
über die ihrer Tätigkeit entsprechenden Qualifikationen ver-
fügen, wie z.B.:
•Ausbildung oder Unterweisung bzw. Berechtigung Gerä-
te/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
Bezeichnung
Power Meter
SIMEAS P50
Schalttafeleinbaugerät 96 mm x 96 mm mit
Grafikdisplay
I/O-Module (optional)
2 Binärausgänge B
2 Binäreingänge C
2 Analogausgänge (DC: 0 bis 20 mA / 4 bis 20 mA) D
2 Analogeingänge (DC: 0 bis 20 mA) E
3 Relaisausgänge G
Schutzklasse Front
IP 41 1
IP 65 3
Kommunikationsprotokolle
PROFIBUS DP und Modbus RTU/ASCII 0
IEC 60870-5-103 und Modbus RTU/ASCII 1
SIMEAS P55
Hutschienengerät 96 mm x 96 mm,
Schutzklasse Front IP 20
I/O-Module (optional)
2 Binärausgänge B
2 Binäreingänge C
2 Analogausgänge (DC: 0 bis 20 mA / 4 bis 20 mA) D
2 Analogeingänge (DC: 0 bis 20 mA) E
3 Relaisausgänge G
Kommunikationsprotokolle
PROFIBUS DP und Modbus RTU/ASCII 0
IEC 60870-5-103 und Modbus RTU/ASCII 1
Bestellnummer
7KG 7 7 5 0AA-A0- 0 0
ohne (Standard) A
ohne (Standard) A
7KG7755 -0 -0AAA00

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 individu-
ell nach seinen Wünschen und Erfordernissen anpassen.
Eine RS485-Schnittstelle mit den Standardprotokollen
PROFIBUS DP-V1, Modbus RTU/ASCII oder IEC 60870-5-
103 ermöglicht das einfache Einbinden in Netzwerke. Damit
können Messwerte mehrerer SIMEAS P in einer Mastersta-
tion zentral angezeigt, ausgewertet oder weiterverarbeitet
werden.

8
1.6 Arbeitsweise
Eingangsspannungen und Eingangsströme werden abgetas-
tet und daraus die Effektivwerte gebildet. Alle abgeleiteten
Messgrößen werden dann von einem Prozessor errechnet.
Diese stehen zur Anzeige in den Screens, zur Übertragung
über die serielle Schnittstelle oder zur Aufzeichnung im
Speicher zur Verfügung.
SIMEAS P bietet die Möglichkeit, mehrere Grenzwert-
gruppen mit Grenzwerten der Messgrößen zu parametrie-
ren. Diese können mit UND / ODER verknüpft und deren
Verletzungen an Zählern angezeigt oder an Binärausgängen
ausgegeben werden. Auch eine Triggerung des Oszil-
loskops oder ein Start der Aufzeichnung sind damit möglich.
Die Darstellung der Messgrößen in den Screens des Gra-
phikdisplays 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
SIMEAS P 7KG775x
Klemme F
L1 L2 L3 N L1
kl
L2 L3
Messung Hilfsspannung
N/- L/+
Binär-Ausgänge
Kommunikation
J
RS485 Modbus und IEC 60870-5-103 1 PE 3 A 4 RTS 5 GND 6 +5 V 8 B PROFIBUS DP 1 PE 3 B 4 CTRL-A 5 GND 6 +5 V 8 A
RS485
RS232
Spannung Strom
k
k
l
l
L3
N
DC: 24 bis 250 V
AC: 100 bis 230 V
Klemme EKlemme H
B2 B1W
Klemme G
L1
L2
PE

10
Ein-/Ausgabemodule (optional):
Das Gerät 7KG775x kann gemäß Bestelldaten (s. Abschnitt 1.4) mit
einem Ein- oder Ausgabemodul geliefert werden:
•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 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 %
Blindenergie Q Absolut L1, L2, L3, Σda±0,5 %

12
Messgröße Messpfad 1Auswahl Fehler-
grenzen 2
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
Oberschwingung I
5., 7., 11., 13., 17. und 19. H. L1, L2, L3 dah
Grenzwertverletzung Zähler 1 bis 4 da
Analogeingänge extern da±0,5%
Binäreingänge extern 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 Scheinleistung im gewählten Messbereich
5) Messung ab 30 % der Eingangsspannung L1-N
dDarstellbare Messgrößen in Messwertscreens
aWählbare Messgrößen über Kommunikation
hAuswahl von Messgrößen für Listenscreens und Oszilloskop

13
1.9 Technische Daten
Eingang Nur zum Anschluss an
Wechselspannungssysteme
Eingang Wechselspannung UE 3 Spannungseingänge
Maximale Netzspannung Y 400 V / ∆690 V
Überlast 20 %
Frequenzbereich fE45 Hz bis 65 Hz, ab > 30 % UE
Kurvenform Sinus oder verzerrt bis zur 21. Har-
monischen
Messbereiche Eingangsspan-
nung UE
100 V/110 V; 190 V; 400 V;
690 V (L-L)
Dauerüberlastbarkeit
Stoßüberlastbarkeit
1,5 x UE
2,0 x UE
Eingangswiderstand (L - N) 3 Phasen symmetrisch: 4,2 MΩ
1 Phase: 8,4 MΩ
Leistungsaufnahme je Leiter 38 mW (ULE = 400 V)
Eingang Wechselstrom IE 3 Stromeingänge
Eingangsstrom IE1 A; 5 A
Max. Nennspannung AC: 150 V
Dauerüberlastung
Stoßüberlastbarkeit
10 A
100 A für 1 s
Leistungsaufnahme je Leiter 83 µVA bei 1 A; 2,1 mVA bei 5 A
Binäreingänge (optional)
max. Eingangsspannung DC: 300 V
Stromaufnahme bei High-Pegel 1,8 mA
Low-Pegel ≤10 V
High-Pegel ≥19 V
Signalverzögerung Max. 3 ms
Analogeingänge (optional)
Messbereich DC: 0 bis 20 mA
Aussteuerbereich DC: 0 bis 24 mA
Eingangswiderstand 50 Ω±0,1 %
Genauigkeit 0,5 % vom Messbereichsendwert

14
Binärausgänge Intern bzw. optional
über potentialfreie Halbleiterrelais
max. Schaltspannung AC: 230 V; DC: 250 V
max. Kontaktstrom 100 mA dauernd
300 mA für 100 ms
Anzahl der Schaltspiele unbegrenzt bei Beachtung max.
Schaltspannung und max. Kontakt-
strom
Innenwiderstand 50 Ω
zulässige Schaltfrequenz 10 Hz
Analogausgänge (optional)
Nennausgangsstrom DC: 0 bis 20 mA
Austeuerbereich DC: 0 bis 24 mA
Max. Lastwiderstand 250 Ω
Genauigkeit Typ. 0,2 %; max. 1,1 % vom Nenn-
wert
Relaisausgänge (optional)
Max. Schaltspannung AC: 270 V / DC: 150 V
Max. Kontaktdauerstrom 5 A
Min. Kontaktdauerstrom 1 mA bei DC: 5 V
Max. Schaltleistung
(ohmsche Last)
AC: 5 A / 250 V oder DC: 5 A / 30 V
Max. Ansprechzeit 10 ms
Max. Abfallzeit 7 ms
Anzahl der Schaltspiele 1,5 x105bei max. 30 V/5A(DC) bzw.
120 V/ 3 A (AC)
3x104bei max. 250 V / 5 A (AC)
Display Grafikdisplay
Auflösung (128 x 64) Pixel
Größe 40 mm x 60 mm
Maße/Masse
Maße 96 mm x 96 mm x 90 mm
Masse ca. 0,6 kg (ohne Ein-/Ausgabemodule)
ca. 0,65 kg (mit 1 Modul)

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Überspannungskategorie nach IEC 61010 Teil1
Spannungsmesseingänge
UE bis 400 V (L-L) Kat. III
UEbis 690 V (L-L) Kat. II
Strommesseingänge
UEbis 150 V Kat. III
Stromversorgung Kat. II
Binärausgänge, Binäreingänge
und Relaisausgänge Kat. II
Analogausgänge und Analog-
eingänge Kat. III
Versorgungsspannung Mehrbereichsnetzteil AC / DC
Nennbereich DC: 24 V bis 250 V oder
AC: 100 V bis 230 V
Gesamtbereich ±20 % vom Nennbereich
Leistungsaufnahme max. 6 W oder 9 VA
Frequenzbereich 45 Hz bis 65 Hz
Batterie
Typ VARTA CR2032, 3 V, Li-Mn o.ä.
Kommunikationsschnittstelle
Anschluss 9-pol. DSUB-Buchse, female
Datenübertragung
PROFIBUS DP-V1
Datenübertragung
IEC 60870-5-103
Datenübertragung
Modbus RTU/ASCII
PC-RS485
Baudrate:
9600 bit/s bis 12 Mbit/s
Baudrate:
9600, 19200, 38400 bit/s
Baudrate:
300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600,
19200, 38400, 57600, 115200 bit/s

16
Isolationsprüfung,
Stückprüfung, 2 s
nach IEC 61010-1
Spannungseingänge
Binärausgänge
AC: 2,2 kV
Stromeingänge AC: 1,35 kV
Versorgungsspannung DC: 3,1 kV
Serielle Schnittstelle AC: 500 V
I/O-Module (optional)
Binäreingänge und Binär-/
Relaisausgänge gegen PE AC: 2,2 kV
Analogeingänge und Analog-
ausgänge gegen PE AC: 500 V

17
Isolierung der Ein- und Ausgänge
Signaleingänge (Strom) Verstärkt,
AC: max. 150 V, Kat. III
Signaleingänge (Spannung) Schutzimpedanz,
AC: max. 600 V, Kat. II oder
AC: max. 300 V, Kat. III
Stromversorgung Verstärkt,
AC: max. 230 V
DC: max. 250 V,
Kat. II
Ausgänge Verstärkt,
AC: max. 230 V
DC: max. 250 V
Kat. II
Referenzbedingungen
Die vorgenannten Genauigkeitsan-
gaben gelten unter Referenz-
bedingungen
Eingangsstrom IEI
EN ±1 %
Eingangsspannung UEU
EN ±1 %
Frequenz fE45 Hz bis 65 Hz
Kurvenform Sinus, Klirrfaktor ≤5 %
Umgebungstemperatur TU23 °C ±1 °C
Versorgungsspannung UHU
HN ±1 %
Anwärmzeit ≥15 min
Fremdfelder keine

18
Umweltbedingungen Das Gerät darf nur in geschlosse-
nen Räumen verwendet werden.
Umgebungstemperatur Gemäß IEC 60688
Arbeitstemperaturbereich 0 °C bis 55 °C
Lagertemperaturbereich -25 °C bis +70 °C
Maximale relative Luftfeuchte 80 %, bei Temperaturen bis zu
+31 °C; linear abnehmend bis zu
50 % bei +40 °C
Maximale Höhe über dem
Meeresspiegel
2000 m
Verschmutzungsgrad 2, keine Betauung
Zusätzliche Technische
Daten
Interne Sicherung Nicht austauschbar
Typ T500mA/250V laut
IEC 60127
Interne Sicherung, sekundär Nicht austauschbar
Typ F2A/125V laut
UL 248-14
Schutzklasse gemäß IEC 60529
Gerät
- Front
- Rückseite
IP 20 / IP 41 / IP 65
siehe Bestelldaten 1.4
IP 20
Personenschutz IP 1x