Siemens SENTRON PAC3100

Kompatibilität

Kompatibel mit EpiSensor Edge über Modbus RTU

Der PAC3100 ist über seine integrierte RS-485-Schnittstelle mit Modbus RTU mit EpiSensor Edge kompatibel und wird über eine Modbus-Schnittstelle ZMB-31 oder einen seriellen Port des Gateways gelesen. Siemens veröffentlicht die Messwerte mit Offsets, Registeranzahl, Formaten und Einheiten und nennt FC03 und FC04 zum Lesen.

SENTRON PAC3100, Bestellnummer 7KM3133-0BA00-3AA0, nach Anhang A.2 des Handbuchs A5E02385159B-03 (02/2015). Prüfung vor Ort: Spannung a-n bei Offset 1 lesen und mit der Anzeige vergleichen, dann Offset 50025 lesen, um zu erfahren, welche Energiesumme die Offsets 801 und 805 enthalten. Nur lesende Überwachung: keine Schreibzugriffe auf Einstellungen, Energiezähler oder die Befehlsoffsets 60000 bis 60009.

Anbinden mit

• Modbus-Schnittstelle ZMB-3X Ab 399 € zzgl. MwSt. Konfigurieren
• Gateway ZGW-20 Ab 899 € zzgl. MwSt. Konfigurieren

Modelle

Technische Daten

Der PAC3100 ist ein Schalttafelzähler 96 × 96 mm für ein-, zwei- und dreiphasige Messung in Drei- und Vierleiternetzen TN, TT und IT, direkt angeschlossen bis 480 V Leiter-Leiter oder über Spannungswandler. Er misst echte Effektivwerte bis zur 15. Oberschwingung, leitet mehr als 30 Messgrößen ab, speichert Maximal- und Minimalwerte und zählt Wirk- und Blindenergie für Bezug, Lieferung und Saldo. Er hat 2 Digitaleingänge, 2 Digitalausgänge und eine integrierte RS-485-Schnittstelle mit Modbus RTU.¹

Bestellnummer

7KM3133-0BA00-3AA0, PAC3100 mit Weitbereichsnetzteil und Schraubklemmen; die einzige Geräteausführung, die das Handbuch nennt.¹

Spannungseingänge

277 V L-N und 480 V L-L AC (+20%), CAT III; höhere Spannungen über Spannungswandler. Anschlussarten 3P4W und 3P3W.¹

Stromeingänge

x/5 A AC über externe Stromwandler; 10 A dauernd, 100 A für 1 s. Nicht für Gleichstrom.¹

Genauigkeit

IEC 61557-12 Klasse 1 für Spannung, Strom, Wirk- und Scheinleistung und Wirkenergie; Klasse 3 für Blindleistung und Blindenergie; Klasse 2 für den Leistungsfaktor; Klasse 0,1 für die Frequenz. Die Güte der Wandler kommt zum Fehler hinzu.¹

RS-485

Zweidrahtleitung plus Common an den Schraubklemmen Com, +/B und -/A; Modbus RTU Slave; 4800, 9600, 19200 oder 38400 Baud; 8N1, 8N2, 8E1 oder 8O1; Adresse 1 bis 247. Werkseinstellung: Adresse 126, 19200 Baud, 8N2, Antwortzeit automatisch.¹

Busabschluss

Keine internen Abschluss- oder Bias-Widerstände. Schließen Sie den ersten und letzten Teilnehmer mit einem externen Widerstand zwischen A und B ab, etwa 300 Ω und nicht unter 60 Ω; das Handbuch empfiehlt an anderer Stelle des Busses einen Bias mit 560 Ω Pull-up und Pull-down an 5 V DC.^1, 2

Versorgung

100 bis 240 V AC (45 bis 65 Hz) oder 110 bis 250 V DC, ±10%; 5 W DC oder 10 VA AC.¹

Gehäuse

96 × 96 × 56 mm, 51 mm Einbautiefe, Schalttafelausschnitt 92 × 92 mm, etwa 325 g. Front IP65, Rückseite IP20.¹

Umgebung

Betrieb -10 bis +55 °C, Lagerung -25 bis +70 °C, 95% r. F. bei 25 °C ohne Betauung, bis 2000 m, Verschmutzungsgrad 2, nur geschlossene trockene Räume.¹

Zulassungen

CE; UL-Datei E314880; C-Tick.¹

Schnittstelle

Dokumentierte Messwerte und Grenzen der Integration für SENTRON PAC3100.

• Das Handbuch führt jeden Wert mit Offset und Registeranzahl. Diese Anleitung sendet den Offset unverändert als Modbus-PDU-Adresse; Spannung a-n bei Offset 1 geht also als 0x0001 auf den Bus. FC03 und FC04 lesen beide die Messwerte, höchstens 125 Register je Anfrage.
• Eine Lesung, die im zweiten Register eines Zwei-Register-Werts beginnt, liefert einen Fehler; ein Client, der zum Offset eins addiert, scheitert also sofort, statt einen verschobenen Wert zu liefern. Die Register- und Bytereihenfolge eines Float ist nicht angegeben; bestätigen Sie sie mit der Spannungslesung aus dem Beispiel.
• Spannung a-n, b-n und c-n bei Offset 1, 3 und 5, a-b, b-c und c-a bei 7, 9 und 11: Float, V.
• Strom a, b und c bei 13, 15 und 17, Neutralleiterstrom bei 37: Float, A.
• Je Phase: Scheinleistung bei 19 bis 23 in VA, Wirkleistung bei 25 bis 29 in W, Blindleistung (VAR1) bei 31 bis 35 in var, je zwei Register. Das Handbuch führt die Wirkleistung als Bezug/Lieferung und die Blindleistung als positiv/negativ, ohne anzugeben, welches Vorzeichen für Bezug steht. Es beschreibt aber, dass ein verkehrt angeschlossener Stromeingang die Messwerte invertiert und mit negativem Vorzeichen ausgibt; CURRENT DIREC a, b und c korrigieren das je Phase ohne Umverdrahtung. Prüfen Sie das Vorzeichen deshalb an der Anzeige und an einer bekannten Energieflussrichtung.
• Frequenz bei 39 (45 bis 65 Hz), gesamte Scheinleistung bei 47 in VA, gesamte Wirkleistung bei 49 in W, gesamte Blindleistung (VAR1) bei 51 in var und Gesamtleistungsfaktor bei 53: Float.
• Maximalwerte von 55 bis 107 und Minimalwerte von 109 bis 161 folgen derselben Reihenfolge und demselben Format.
• Wirkenergie bei 801 in Wh und Blindenergie bei 805 in varh: Double, je vier Register, Überlauf bei 1.0e+12. Jeder Zähler enthält Bezug, Lieferung oder Saldo (Bezug minus Lieferung), wie unter SETTINGS > ENERGY COUNTERS gewählt; ab Werk ist für beide Saldo eingestellt.
• Offset 50025, zwei Register, meldet diese Auswahl: LOWORD für kWh und HIWORD für kvarh, 0 Bezug, 1 Lieferung, 2 Saldo. Die beiden Energiezähler sind die einzigen zwei der sechs Summen, die gleichzeitig gelesen werden können.
• Die Tabelle nennt außerdem Float-Kopien der Energie bei 2803 und 2805 mit je vier Registern, obwohl die Offsets nur zwei auseinanderliegen. Verwenden Sie die Double-Zähler bei 801 und 805.
• Leistungsmittelwerte der letzten abgeschlossenen Periode ab 501: kumulierte Wirk- und Blindleistung für Bezug und Lieferung bei 501 bis 507, Maximum und Minimum der Wirk- und Blindleistung in der Periode bei 509 bis 515 (Float), Periodenlänge bei 517 und Zeit seit Periodenbeginn bei 519 (Unsigned long, s). Diese Werte gibt es nur über RS-485, nicht auf der Anzeige.
• Gerätediagnose und Gerätestatus bei 205, Status der Digitalausgänge und -eingänge bei 207 und 209 sowie Zähler für Parameteränderungen bei 217 und 219: Unsigned long, je zwei Register.
• Lücken in einer Blocklesung werden mit 0xFFFFFFFF gefüllt, was das Handbuch als keinen Messwert definiert. In der Anschlussart 3P3W sind die Leiter-Neutralleiter-Spannungen, die Leistungen je Phase und der Neutralleiterstrom nicht verfügbar.
• Die Einstellungen ab 50001, die Kommunikationsparameter ab 63019, die Energiezähler bei 801 und 805 und die Befehlsoffsets 60000 bis 60009 (Werkseinstellung, Geräte-Reset, Min/Max-Reset, Energiezähler-Reset) sind beschreibbar. Halten Sie sie alle aus einer Überwachungsabfrage heraus.

Einrichtung

1. Zähler identifizieren

   Prüfen Sie das Typschild auf PAC3100 und die Bestellnummer 7KM3133-0BA00-3AA0. Notieren Sie die Anschlussart (3P4W oder 3P3W) sowie die am Zähler eingestellten Strom- und Spannungswandlerverhältnisse und vergleichen Sie sie mit den eingebauten Wandlern.

2. Serielle Einstellungen ablesen

   Unter SETTINGS > COMMUNICATION zeigt die Anzeige Adresse, Baudrate, Datenformat und Antwortzeit. Ein Zähler mit Werkseinstellungen antwortet unter Adresse 126 mit 19200 Baud, 8N2. Tragen Sie dieselben Werte im seriellen Client von Edge oder im ZMB-31 ein; an einem gemeinsamen Bus braucht jeder Zähler eine eigene Adresse, die an seiner Anzeige eingestellt wird.

3. RS-485-Leitung verdrahten

   Schließen Sie +/B, -/A und Com an, erden Sie Schirm und Common-Leitung wie im Handbuch beschrieben und setzen Sie Abschlusswiderstände am ersten und letzten Teilnehmer. Der PAC3100 hat selbst keine und auch keine Bias-Widerstände.

4. Adresskonvention festlegen

   Lesen Sie Spannung a-n mit FC03 an PDU-Adresse 1 für zwei Register, wie im Beispiel unten, und vergleichen Sie den Wert mit der Spannung auf der Anzeige. Ein Client, der stattdessen 2 sendet, beginnt im zweiten Register dieses Werts und erhält einen Fehler.

5. Gezählte Energiesumme prüfen

   Lesen Sie Offset 50025 für zwei Register oder sehen Sie unter SETTINGS > ENERGY COUNTERS nach: 0 ist Bezug, 1 Lieferung, 2 Saldo. Benennen Sie die Zähler bei 801 und 805 entsprechend, bevor Sie sie speichern, und lassen Sie die Einstellung unverändert.

6. Punkte nur lesend hinzufügen

   Fügen Sie Strom, Leistung, Frequenz und Leistungsfaktor als Float hinzu, dann die Energiezähler bei 801 und 805 als Double mit vier Registern in Wh und varh; teilen Sie für kWh durch 1000. Schreiben Sie nie auf die Einstellungen, die Zähler oder die Befehlsoffsets ab 60000.

Häufige Fragen

Hat der PAC3100 Modbus TCP?

Nein. Das Handbuch beschreibt eine integrierte RS-485-Schnittstelle mit Modbus RTU und keinen Ethernet-Port. Edge liest ihn über eine Modbus-Schnittstelle ZMB-31 oder einen seriellen Port des Gateways.¹

Wird Offset 1 als Adresse 1 oder 0 gesendet?

Das Handbuch führt Offsets, und diese Anleitung sendet sie unverändert: Spannung a-n bei Offset 1 ist PDU-Adresse 0x0001. Prüfen Sie das mit der ersten Lesung. Laut Handbuch liefert eine Lesung, die im zweiten Register eines Zwei-Register-Werts beginnt, einen Fehler; ein Client, der zu jedem Offset eins addiert, scheitert also sofort.¹

Warum passt die Energie bei 801 nicht zur bezogenen Energie?

Der Zähler bei 801 enthält die unter SETTINGS > ENERGY COUNTERS gewählte Wirkenergiesumme: Bezug, Lieferung oder Saldo, und Saldo (Bezug minus Lieferung) ist die Werkseinstellung. Offset 805 tut dasselbe für die Blindenergie. Lesen Sie Offset 50025, um die Auswahl zu sehen: 0 Bezug, 1 Lieferung, 2 Saldo.¹

Warum ist der Energiezähler nach einem Stromausfall zurückgegangen?

Der PAC3100 schreibt seine Zähler alle 5 Minuten in den nichtflüchtigen Speicher; nach Wiederkehr der Versorgung kann der Zähler also mit einem bis zu 5 Minuten alten Wert weiterlaufen. Behandeln Sie einen kleinen Rückschritt nach einem Ausfall als diesen Effekt, nicht als Zählerfehler.¹

Warum antwortet der Zähler nach einem Firmware-Update nicht mehr?

Die Firmware-Update-Anleitung von Siemens sagt, dass der PAC3100 nach einem Update auf Werkseinstellungen gesetzt wird, und empfiehlt, Gerätekonfiguration, Zählerstände und Kommunikationseinstellungen vorher zu notieren. Antwortet der Zähler danach nicht mehr, versuchen Sie die werkseitigen Kommunikationseinstellungen, Adresse 126, 19200 Baud und 8N2, und stellen Sie dann Adresse sowie Strom- und Spannungswandlerverhältnisse an der Anzeige wieder ein.^1, 2

Welche Ader ist A und welche B?

Die Klemmen des PAC3100 sind mit Com, +/B und -/A bezeichnet. Im Firmware-Update-Beispiel von Siemens geht +/B des Zählers an Klemme A des USB-Wandlers und -/A an dessen B, weil Hersteller die beiden Adern unterschiedlich bezeichnen. Antwortet der Zähler nie, tauschen Sie das Adernpaar, bevor Sie andere Einstellungen ändern.^1, 2

Warum liest ein Wert FF FF FF FF?

Das Handbuch füllt Lücken in einer Blocklesung mit 0xFFFFFFFF und definiert das als keinen Messwert. Werte, die die Anschlussart nicht messen kann, etwa die Leiter-Neutralleiter-Spannung bei 3P3W, sind ebenfalls nicht verfügbar. Speichern Sie sie als fehlende Daten, nicht als Messwert.¹

Wo stehen die Leistungsmittelwerte?

Die Leistungsmittelwerte der letzten abgeschlossenen Periode stehen bei den Offsets 501 bis 519: kumulierte Wirk- und Blindleistung für Bezug und Lieferung, Maximum und Minimum der Periode, Periodenlänge und Zeit seit Periodenbeginn. Sie sind nur über RS-485 und nur während der folgenden Periode verfügbar. Die Periode beträgt 1 bis 60 Minuten, ab Werk 15.¹