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Zentrales Rundsteuerkommandosystem RKS-16 |
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Über diese Informationsschrift Durchgängige Hard- und Softwarefamilie Systemkonzept Redundanzstrategie Aufbau RKG-LAN Vergleich zentrale / dezentrale RKS Software Softwareoptionen Schnittstellen zu Netzleitsystemen Hardware |
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Über diese Informationsschrift Diese Informationsschrift kann nur einen ersten Eindruck vom Leistungsumfang des beschriebenen Systems geben. Zusätzlich bieten wir Ihnen auf Anfrage:
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Durchgängige Hard- und Softwarefamilie für zentrale und dezentrale Systeme Mit der RKS-Gerätefamilie stellt Swistec eine konsequent konzeptionierte Serie mit einheitlichem Soft- und Hardwaredesign vor, die im Bereich der Rundsteuerung allen kundenspezifischen Anforderungen - von der Ansteuerung eines Senders bis hin zur Verwaltung großer zentraler oder auch dezentraler Rundsteueranlagen - Rechnung trägt.Unabhängig von der Gerätegrößenordnung, steht die Leistungsfähigkeit der Hard- und Software allen zentralen und dezentralen Systemen gleichermaßen zur Verfügung:
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Systemkonzept Obwohl RKS-16 und RKS-870 mit gleicher Gerätetechnik und gleichen Software-Komponenten realisiert werden, ergibt sich bereits ab zwei Sendeanlagen ein fundamentaler Unterschied im Systemaufbau, der mit zunehmender Anzahl von Sendeanlagen Bedeutung gewinnt:
Abb. 1: Zentrales Kommandogerät RKS-16
Bei zentraler Kommandogerätestruktur wird die Ansteuerung aller Rundsteuersender von einem,
eventuell aus Redundanzgründen gedoppelten, Kommandogerät (RKS-16) durch direkte
Ausgabe und Übertragung der Rundsteuertastsignale gesteuert. (Abb. 1) |
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Redundanzstrategien
Abb. 2: Redundantes Kommandogerät RKS-16
Bei zentralen Systemen ist eine "Horizontale Redundanz" in der Zentrale mit einem
Aufbau als n-1 redundantes Doppelrechnersystem sinnvoll. (Abb. 2) |
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Der Aufbau eines Kommandogeräte-LANs Kommandogeräte der Generation RKS-16 / RKS-870 verfügen grundsätzlich über die Möglichkeit der Vernetzung mittels LAN (Local Area Network). Hierbei kommt eine Kommunikation nach TCP/IP über Ethernet zum Einsatz, die sowohl mit Kupfer- als auch mit Glasfaserleitungen ausgeführt werden kann.Über dieses LAN können:
Durch Einsatz entsprechender Übertragungstechnik (WAN, ISDN oder Modem) kann ein Fernzugriff auf die Anlage erfolgen. Über diesen Fernzugriff kann der Bereitschaftsdienst von beliebigen Standorten aus den Rundsteuerbetrieb vollständig beobachten und führen. Des Weiteren haben unsere Kunden die Möglichkeit, ihre Anlagen über dem Fernzugriff von Swistec warten zu lassen. |
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| Vergleich: Zentrale / Dezentrale Kommandogerätestruktur | |
| Vorteile Zentralversion | Vorteile Dezentralversion |
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Eine Herausforderung des dezentralen Systemaufbaus stellt die Darstellung und Handhabung des Daten- und Softwarebestandes der verteilt installierten Lokalkommandogeräte dar. Insbesondere bei einer größeren Zahl an Lokalkommandogeräten bedeutet bisher eine Fahrplanänderung einen erheblichen Aufwand. Dieser Nachteil wurde beim RKS-870-System durch leistungsfähige Software kompensiert. Die Software der RKS-870-Zentrale überwacht jedem Eingriff in den Datenbestand der Zentrale,
ob die Lokalkommandogeräte, bzw. der in ihnen verwaltete Notfahrplan, betroffen sind.
Abb. 3: Datenabgleich zwischen RKS-12 und Zentrale (Klicken Sie auf das Bild um die Ansicht zu vergrößern) Mit Hilfe ausgefeilter Software-Werkzeuge kann somit die gesamte Verwaltung der Unterstellen, bis hin zu einem Software-Update, von der Zentrale aus erfolgen, ohne dass vor Ort ein Eingriff notwendig ist. Auch in der umgekehrten Richtung stehen eine Vielzahl an Betriebsmeldungen aus den Unterstellen in der Zentrale zur Verfügung, die den vollständigen Überblick über Betriebszustände und Fehlersituationen ermöglichen.
Der gesamte Telegrammverkehr kann darüber hinaus online überwacht und analysiert werden.
(Abb. 4) |
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Leistungsmerkmale der Software Die Software zur Bedienung und Parametrierung der Kommandosysteme bietet durch eine frei gestaltbare Oberfläche maximale Anpassungsmöglichkeiten an die Kundenwünsche und die jeweils speziellen Gegebenheiten des Rundsteuerbetriebes.Aufgrund dieser Freiheiten lassen sich hier nur einige Möglichkeiten zum Aufbau einer Benutzeroberfläche anhand von Beispielen skizzieren. Die Software stellt komfortable Werkzeuge zur einfachen Konstruktion einer übersichtlichen Benutzeroberfläche zur Verfügung. Nur die verfügbare Monitorfläche engt die Bildgestaltung ein und erlaubt es bei größeren Anlagen oft nicht, alle wesentlichen Daten auf einem Blick überschaubar zu präsentieren. Im Bereich der gestaltbaren Oberfläche und in dort anwählbaren Unterbildern werden einzelne Bausteine (Objekte) angeordnet, die beispielsweise einzelne Rundsteuerkommandos oder Rundsteuersender symbolisieren. In diesen Bausteinen, deren Farbgebung und Gestaltung vom Anwender bestimmt wird, werden dann im Betrieb Kommandozustände oder Senderstörmeldungen signalisiert. Jeder Eingriff in das System erfolgt objektorientiert, d.h. der Bediener zeigt mit der Maus auf das Objekt seiner Wahl und als Reaktion bietet ihm das System die je nach Zugriffsrecht zur Verfügung stehenden Bedienschritte an. Beispiel für die Parametrierung eines Warten - Bedienplatzes |
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Abb. 5: Beispieloberfläche mit Anordnung aller Rundsteuerkommandos im Grundbild (Klicken Sie auf das Bild, um die Ansicht zu vergrößern) |
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Betriebsarchiv Eine Aufzeichnung aller betriebsrelevanten Ereignisse zeigt das Archiv, das bis zur Inbetriebnahme der Anlage zurück reicht. Mit seinen Such- und Filtermechanismen bietet das Archiv sehr leistungsfähige Hilfsmittel zur langfristigen Beurteilung des Rundsteuerbetriebes im Hinblick auf mögliche Störquellen. Die Datensicherung, die wahlweise auf optischen oder magnetischen Medien erfolgen kann, erlaubt den Verzicht auf eine kontinuierliche Papierprotokollierung. |
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Meldesignalisierung Stör- und Warnmeldungen können aus verschiedenen Quellen im Rundsteuerprozess angestoßen werden: aufgrund von Störmeldungen der Rundsteuersender, fehlerhaften Impulsen im Netz, Meldungen der Lokalkommandogeräte oder interner Meldungen der Zentrale ebenso externer Meldungen, die über Digital- oder Analogeingänge der Zentrale oder einer Unterstelle gemeldet werden. Zu jeder möglichen Meldung lässt sich das Meldeverhalten detailliert bestimmen.
Abb. 7: Möglichkeiten der Meldesignalisierung (Klicken Sie auf das Bild, um die Ansicht zu vergrößern) Jede Meldung kann auf Wunsch:
Zeitbedingungen Neben der Darstellung des allgemeinen Prozesses liegt eine wesentliche Aufgabe einer Rundsteuerkommandozentrale in der selbstständigen Führung des Rundsteuerfahrplans. So ist die Weiterentwicklung der Zeitbedingungen als fahrplanbeeinflussendes Element einer TR-Anlage besonders wichtig.
Abb. 8: Zeitbedingung - Kalendertage (Klicken Sie auf das Bild, um die Ansicht zu vergrößern) Verschiedenste Vertragsgestaltungen müssen einfach abbildbar sein. So wurden in der RKS-Software einfach zu bedienende Konstruktionen geschaffen, die beispielsweise den letzten Tag eines Monats (oft in Zusammenhang mit Maximum-Rückstellung erforderlich) ebenso wie alle geraden / ungeraden Monate oder beliebig zu definierende von ... bis Zeitbereiche als Bedingung formulieren lassen. Die Vielfalt der hier geschaffenen Hilfsmittel ist so groß, dass mit ihnen bisher alle Kundenerfordernisse umgesetzt werden konnten. Damit eine kontinuierliche manuelle Pflege des Datenbestandes vermieden werden kann, verfügen die RKS-Systeme über eine automatische Berechnung der beweglichen Feiertage, die somit auch nur einmalig bei Inbetriebnahme definiert werden müssen. (Abb. 9)
Abb. 9: Zeitbedingung - Feiertage (Klicken Sie auf das Bild, um die Ansicht zu vergrößern) Alle Bedingungen werden über Klartextnamen im System referenziert, so dass ihre Bedeutung für den Bediener jederzeit leicht wiedererkennbar ist und die Übersichtlichkeit und Verständlichkeit trotz 1200 möglicher, verschiedener Bedingungskonstruktionen gewahrt bleibt. |
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Eingabe der Rundsteuerdaten Die umfangreichen Parametrierungen des Rundsteuerbetriebes erfolgen über das Objekt "Rundsteuerkommando". Hier werden selbstverständlich alle konventionellen Rundsteuertelegrammarten unterstützt. Der zugehörige Telegrammaufbau, bestehend aus Adress- bzw. Vorwahlgruppen und Ausführungsbereich, kann komfortabel definiert und zugeordnet werden. (Abb. 10)Zusätzlich sind einige Basisdaten, wie Prioritäten oder Schaltberechtigungen, festzulegen. (Abb. 11)
Abb. 10: DK-Adressparametrierung (Klicken Sie auf das Bild, um die Ansicht zu vergrößern) Immer wichtiger, im Zuge auch technisch umzusetzender Fusionen von EVUen, ist darüber hinaus die Bereichsorientierung von Rundsteuerkommandos. Diese schränkt das Sendegebiet für einzelne Kommandos auf bestimmte Untermengen der insgesamt am System angeschlossenen Sender ein und erlaubt somit den oft erforderlichen Mischbetrieb mehrerer Bitmusterarten mit einem Kommandogerät.
Abb. 11: DK-Basisdaten (Klicken Sie auf das Bild, um die Ansicht zu vergrößern) Die eigentliche Parametrierung der Sendezeiteinträge erfolgt, der besseren Übersichtlichkeit halber, ebenfalls kommandoorientiert. Zusätzlich steht natürlich auch die rein zeitorientierte Auflistung aller Rundsteuerbefehle im "Tagesprogramm"-Fenster zur Verfügung. Durch umfangreiche Auswertemechanismen lässt sich hier Einblick in den Tagesablauf eines beliebigen Rundsteuertages, einschließlich Auswertung aller definierten Zeitbedingungen, nehmen. Die Anzahl der verarbeitbaren Rundsteuerobjekte bzw. Sendezeiteinträge ist derzeit systembedingt auf 8000 beschränkt. Bis zu 5000 Einträge sind für realisierte Projekte bereits verarbeitet worden. |
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Software-Optionen Betriebsstundenzähler Der Betriebsstunden- oder EIN-Zeiten-Zähler dient der Erfassung und Summierung der Einschaltzeiten ausgewählter Rundsteuerobjekte. Diese Funktion kann sowohl zu abrechnungstechnischen als auch zu statistischen Zwecken erforderlich sein.Die Software bietet je Rundsteuerobjekt zwei Zähler, die während verschiedener Zeitabschnitte (z.B. Hoch- und Niedertarif getrennt) Einschaltzeiten speichern und aufsummieren können. (Abb. 12)
Abb. 12: Parametrierfenster Betriebsstundenzähler (Klicken Sie auf das Bild, um die Ansicht zu vergrößern)
Zu diesen gespeicherten Einschaltzeiten können Tages-, Monats- und Jahressummen gebildet,
angezeigt und ausgedruckt, oder auch zur Weiterverarbeitung nach MS-EXCEL™exportiert
werden. Energieregelung Die Rundsteuerung wird traditionell als Mittel zur Energiebezugsoptimierung eingesetzt. Sowohl die neuen Erfordernisse an die Fahrplanvereinbarung und -einhaltung, die sich auf Grund der Verbändevereinigung II ergeben, als auch die geänderte Marktsituation, die sich in Spotmärkten und Stromhandelsbörsen äußert, führt zu neu formulierten Anforderungen an die Regelungseinsätze der TRA.Von der Energieregelung sind die verschiedensten Vertragsarten und Verbrauchertypen zu verwalten. Darüber hinaus müssen über diverse Schnittstellen zu Trading- und anderen kaufmännischen Systemen flexibel Fahrplanvereinbarungen und Sollwertänderungen ausgetauscht werden können. Hierbei wird natürlich besonderes Augenmerk auf die Sicherheit von Intranet- und ähnlichen Anbindungen gelegt. Das Softwaremodul zur Energieregelung dient der:
Eine zusätzliche Überwachung und Meldung von Fehlern der Datenerfassung gehört natürlich auch zum Funktionsumfang der Software. |
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Fernparametrierung von TRE Soweit Rundsteuerempfänger vor Ihrer Aufgabenstellung her schwerpunktmäßig als Schaltuhrersatz zum Einsatz kommen, ist die tägliche Aussendung zeitstarrer Schaltbefehle über die Rundsteuersendeanlage überflüssig. Der Einsatz fernparametrierbarer Rundsteuerempfänger gemäß DIN 43861-301 erspart die Aussendung aller zeitstarren Rundsteuersendungen ohne die Flexibilität und die energieregelnden Eingriffmöglichkeiten, welche die Rundsteuerung heute wieder zu einem gewinnbringenden Steuerinstrument machen, einzuschränken.Die Software verwaltet die Parametrierung der Rundsteuerempfänger in übersichtlicher Darstellung (Abb. 13) und ermöglicht von dieser Darstellung ausgehend Parametriersendungen, z.B. zur Änderung der in den Empfängern hinterlegten Schaltzeiten, ohne dass sich der Benutzer um den Telegrammaufbau von Fernparametrier- und Programmschalt- oder Zeitsynchronisationsbefehlen Gedanken machen muss.
Abb. 13: Einblick in fernparametrierte Rundsteuer-Empfänger (Klicken Sie auf das Bild, um die Ansicht zu vergrößern) Die eigenständigen Schalthandlungen der Empfänger werden genauso wie die Schalthandlungen der direktgesteuerten Empfänger angezeigt und in Fahrplanlisten dargestellt. Dies bietet eine optimale Übersicht über die tatsächlichen Schaltzustände im Netz. |
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Analogsteuerung Witterungsabhängige Heizungsfreigaben sind eine weitere traditionelle Aufgabenstellung von Rundsteueranlagen. Hierzu bietet die Zentralensoftware das Werkzeug der Analogsteuerung, welches aus mehreren Temperatur- und Windmesswerten auf Basis festzulegender Algorithmen Ladestufen bzw. Freigabezeiten ermitteln kann. (Abb. 14)
Abb. 14: Analogsteuerung (Klicken Sie auf das Bild, um die Ansicht zu vergrößern) Verschiedene Randparameter, wie Ersatzwerte bei Messwertausfall oder unterschiedliche Wege der
Durchschnitts- bzw. Äquivalenztemperaturermittlung sind hierbei selbstverständlicher Bestandteil. |
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Schnittstellen zu Netzleitsystemen Im Zuge vereinfachter Betriebsführung wird die Integration der Rundsteuerbetriebsführung in die Netzbetriebsführung vorangetrieben. Hierzu bieten sich verschiedene Wege an, die Swistec bereits in diversen Projekten beschritten hat und die nachfolgend dargestellt werden:Bildaufschaltung im Leitsystem Soll lediglich eine Bedienung des Rundsteuerprozesses über die Hardware (Monitor/Tastatur/Maus) des Netzleitsystems erfolgen, so bietet sich die Möglichkeit einer Bildaufschaltung (z.B. über X11-Prozesse) ebenso an, wie die Möglichkeit, die Software eines RKS-Clients als Task auf einem Dialogrechner des Leitsystems ablaufen zu lassen.Bei dieser Lösung kann jedoch von einer echten Integration nicht die Rede sein, da die RKS-Software immer anders zu bedienen sein wird als die der Netzbetriebsführung. Für diese Lösung spricht die einfache Realisierbarkeit und die Gewissheit, eine Software nutzen zu können, die auf die Belange des Rundsteuerbetriebes optimal zugeschnitten ist. Kommunikationsschnittstelle gemäß IEC-870-5-101 Aufgrund des standardisierten Formates der IEC-870-5-101 konnten, mit nur wenigen rundsteuerspezifischen Erweiterungen, in den vergangenen Jahren Schnittstellen zu den Netzleitsystemen PSIcontrol der PSI AG, SINAUT-Spectrum der Siemens AG und Prins der STS GmbH realisiert werden.In all diesen Fällen ist der zentrale Ansatz verfolgt, dass beide Systeme, d.h. Netzleit- u. Rundsteuersystem, prinzipiell autonom arbeiten können müssen. Im praktischen Betrieb bedeutet dies, dass der Rundsteuerbetrieb mit all seinen Besonderheiten vom Rundsteuerkommandogerät geführt wird. Die Verwaltung der Rundsteuerbitmuster, der verschiedensten Zeitbedingungen und Sonderfunktionalitäten (z.B. zur Steuerung der Straßenbeleuchtungen) erfolgt mit den in vielen Jahren gewachsenen Werkzeugen des Kommandogerätes auf einem gesonderten Bedienplatz des Rundsteuerkommandogerätes. Dennoch sind aus der Oberfläche des Netzleitsystems alle betrieblichen Bedienhandlungen (wie das Anregen von Handsendungen, das Sperren oder Freigeben von Rundsteuersendern usw.) möglich. Darüber hinaus können natürlich auch Schaltbefehle aus Optimierungsalgorithmen des Netzleitsystems vollautomatisch angeregt und überwacht werden. Vorteil dieses Konzeptes ist der vom Netzleitsystem losgelöste, autonome Rundsteuerbetrieb bei gleichzeitiger Integrationsmöglichkeit in die Bedienoberfläche und der Gestaltung des Netzleitsystems. Der hieraus resultierende Nachteil einer gesonderten Parametrierung des Rundsteuerprozesses im Rundsteuerkommandogerät wird durch die Vorteile einer auf die spezifischen Rundsteuerbelange zugeschnittenen Software mehr als kompensiert. |
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LAN-Integration als "TRA-Koppelelement" Diese nur mit dem Leitsystemhersteller PSI in verschiedenen Projekten realisierte Lösung bietet die maximale Integration der TRA in die Netzleittechnik. Sie erfordert jedoch auch die vollständige Abbildung des Rundsteuerprozesses im Leitsystem, da die Rundsteuertechnik über keine eigene Bedien- oder Parametriermöglichkeit mehr verfügt. Bei dem traditionell hohen Anteil kundenspezifischer Lösungen in der Rundsteuertechnik darf hier der Integrationsaufwand nicht unterschätzt werden. Diesem Aufwand steht jedoch die bestmögliche Integration gegenüber.Ein möglicher Nachteil der vollintegrierten Lösung ergibt sich aus der Abhängigkeit des Rundsteuerbetriebs von der Verfügbarkeit des Netzleitsystems, da die Rundsteuerung naturgemäß eine höhere Betriebsverfügbarkeit als die Netzleittechnik verlangt! |
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Leistungsmerkmale der Hardware Die technischen Anforderungen des Rundsteuerprozesses, wie beispielsweise die netzfrequenzabhängige Länge von Rundsteuer-Impulsen bzw. -Telegrammen, fordern sehr spezielle Leistungsmerkmale von der Hard- und Software der Rundsteuerprozessankopplung. Diese Anforderungen lassen sich mit Standardkomponenten nicht ausreichend erfüllen.Vor diesem Hintergrund hat Swistec vor über 10 Jahren entschieden, alle rundsteuerspezifische Hardware im eigenen Hause zu entwickeln und zu pflegen. Nur so kann die langfristige Liefergarantie für alle Baugruppen sichergestellt werden, die unsere Kunden zu Recht fordern. Geräteaufbau Die rundsteuerspezifische Hardware der beschriebenen Systeme RKS-16, RKS-870 und RKS-12 wird in den Komponenten RKS-16 Prozessankopplung, und RKS-12 konzentriert.
Abb.15: RKS-16-PA oder FWK-870 mit DCF-Empfänger Diese sind je nach Anforderung als ein- oder zweizeilige 19"-Baugruppenträger aufgebaut, in denen Netzteile, Funkuhren der Firma Meinberg und die rundsteuerspezifischen Baugruppen von Swistec Platz finden. Durch das flexible 19"-Baugruppenträgersystem lässt sich jedes Gerät individuell entsprechend den speziellen Anforderungen zusammenstellen.
Abb.16: RKS-12 mit ISC-1 Bedienfeld und GPS-Empfänger Rahmenbedingungen unserer Entwicklung Seit 1993 stellt der Gesetzgeber im EU-Raum verschiedene Forderungen, die alle in Verkehr gebrachten Geräte erfüllen müssen. Diese sogenannten EMV-Richtlinien-Gesetze erlauben dem Hersteller, nach eigenem Ermessen festzulegen, ob er die Erfüllung der Richtlinien ohne Beeinflussung des Gerätes oder nur ohne Zerstörung des Gerätes für sein Produkt fordert.
Abb. 17 CPU-360 mit LAN-Anschluss Sofern nicht anders erwähnt, beziehen sich alle Angaben von Swistec auf die Erfüllung aller Richtlinien ohne Beeinflussung des Gerätes und damit des Prozesses. Dies erhöht die Verfügbarkeit und damit die Zuverlässigkeit. Je nach Anforderung, die aus dem Geräteumfeld abgeleitet werden, sind ALLE Level, die die Richtlinie vorsieht erreichbar.
Abb. 18: CPU-332 mit 8 Rundsteuerschnittstellen Um unseren Ingenieuren optimale Bedingungen für die entwicklungsbegleitenden, EMV-gerechten Prüfungen zu bieten, führt Swistec im eigenen Prüflabor mit kalibrierten Geräten alle leitungsgebundenen Messungen selbst durch. Alle feldgebundenen Messungen werden in Zusammenarbeit mit zertifizierten externen Labors durchgeführt. |
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Praxisorientierte Eigenschaften: Neben den zuvor dargestellten Eigenschaften ermöglicht die hausinterne Entwicklung aller Baugruppen den optimalen Aufbau, an den Bedürfnissen aus der betrieblichen Praxis orientiert:
Abb. 19: LED-Anzeigefeld So besitzt jede Baugruppe ein kleines Anzeigefeld mit 16 zweifarbigen LEDs, die z.B. die Zustände aller Ein- und Ausgänge, oder von geräteinternen Funktionen (wie "Notfahrplan aktiv", "Netzsynchronisation fehlt" o.ä.) direkt an der Hardware übersichtlich
Abb. 20: XIO mit 16 DE / DA Ein weiteres wesentliches Merkmal aller Ein- / Ausgabebaugruppen ist die steckbare Montage aller Ein- bzw. Ausgangsmodule, so dass sich kanalweise unterschiedliche Charakteristika bestücken lassen und anderseits ein Austausch, bei einer eventuellen Störung durch Einflüsse von Außen, leicht möglich ist. An Ausgangsmodulen sind beispielsweise Doppelstromausgänge, Halbleiterrelais, elektromechanische Relais oder auch V24-Module verfügbar. |
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Sie können die Beschreibung des RKS-16 auch offline lesen.
Laden Sie dazu die folgende Datei herunter.
rks-16/870.pdf [12MB]










