4-20mA Schnittstelle auswerten

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Autor
4-20mA Schnittstelle auswerten

    







BID = 750064

Rafikus

Inventar

Beiträge: 4133
 

  


Bisher bin ich davon ausgegangen, dass 4...20mA = 0...1bar bedeutet. Nun, perl hat da schon Recht, eindeutig wurde das noch nicht angegeben.
Was die Messspannung angeht, das ist doch von dem Messwiderstand abhängig.


Zitat :
So eng tolerierte Teile sind meist nicht notwendig, sondern nur die richtige Schaltungstechnik

Ich gehe davon aus, dass hier tatsächlich gemessen werden soll. Das bedeutet, dass man über die Messspannung den Druck um die 0,1bar herum messen möchte, da spielt die Toleranz des Widerstandes eben doch eine Rolle.
Hat man andere Anhaltspunkte, um die Schaltpunkte einzustellen (Beobachtung anderer Phänomene) muss es nicht 0,1% sein.

Rafikus

BID = 750685

DownUnder

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Beiträge: 11
Wohnort: Paihia

 

  


Zitat :

Bisher bin ich davon ausgegangen, dass 4...20mA = 0...1bar bedeutet. Nun, perl hat da schon Recht, eindeutig wurde das noch nicht angegeben.

Richtig. Der Sensor liefert bei 0bar Überdruck 4 mA und bei 1bar Überdruck die 20mA. Der Druck schwankt ein bischen, aber die Ventile sind deztlich träger in der Ansteuerung als die Schwankungen. Träger deshalb weil in der Ventilsteuerung für das Einlassventil eine Zeitverzögerung von 2 sec (über ein RC-Glied) vorhanden ist. Das Auslassventil wird direkt gesteuert, es soll ja nur im Falle von Überdruck, der eigendlich nicht auftreten sollte ansprechen.
Leider ist es richtig, ich muss den Druck doch ziemlich genau messen können (leider nicht nur relativ).

Andere Anzeigegeräte habe ich (im Moment nicht), kommen aber später bei Bedarf noch dazu. Es soll erst einfach sein, kompliziert wird es von selber später noch genug.

Perl, du meinst mit Masseverhältnissen vermutlich die elektrisch Masse, nicht die Massenströme im System. Zur Zeit ist es noch eine Masse, kommend vom Netzteil zusammengefasst an einem Punkt. Die Digitale Masse für die Pumpensteuerung und die Ventile ist auf den selben Punkt zusammen gefasst.
EIne richtige Skizze habe ich im Moment noch nicht, aber kann es vielleicht bei Gelegenheit nachreichen, wird aber ein Weilchen dauern.
Auf alle Fälle funktioniert die Schaltung bei mir hier im Haus. Montag ist dann der große Test an der Anlage. Aber eigendlich kan nichts schief gehen....

Nochmals Danke für die Tips.

Herzliche Grüße von DownUnder

Oliver

BID = 750700

Rafikus

Inventar

Beiträge: 4133


Zitat :
Aber eigendlich kan nichts schief gehen....

Du Optimist ...
Ich halte schon mal

Rafikus

BID = 750798

DownUnder

Gerade angekommen


Beiträge: 11
Wohnort: Paihia


Zitat :

Du Optimist ...
Ich halte schon mal


Danke für den Daumen. Leider kenn ich den Unterschied zwischen einer Generalprobe zu Hause und dann der Test in der Realität nur zu gut....Fängt mit Gehäuse und Stromversorgung an und endet in zu kurzen Kabeln und ncht passenden (genormten??) Gewinden (NPT und BSH seinen nur erwähnt).

Oliver

BID = 751768

DownUnder

Gerade angekommen


Beiträge: 11
Wohnort: Paihia

Moin,

kleiner Nachtag zum Erfolg des Sensors:

Theorie und Praxis sind doch immer etwas unterschiedlich.
Kurz gesagt, es hat nicht funktioniert, lag aber nicht an der Elektronik sonder an der Realität
Ich war von einer Druckdifferenz von 500mm Wassersäule ausgegangen und hatte die Anlage nur einmal kurz gesehen. Real sind die 500mm von der Unterseite der Pumpe bis zur Oberkante Überlauf gemessen. Der Sensor liegt aber auf der Oberseite der Pumpe und ragt nach oben. Reelle Druckdifferenz: 150mm, (entsprechend ca 40mV bei 250Ohm). Keim Problem für die Elektronik, die schafft (getestet) locker eine Auflösung von 5mV.
Leider sitzt der Sensor oberhalb einer Förderschnecke und jedes mal, wenn die Schnecke sich der Bohrung nähert wird die Brühe in den Sensor gepresst und ist die Schnecke vorbei saugt die Schnecke es wieder heraus. So bekomme ich Druckschwankungen, die das Messsignal bei weitem überschreiten. Leider.
2 Dinge werden also für die nächste Stufe geändert: der Sensor geht weg von der Schnecke in den Überlauf, da kann er vielleicht verdrecken, aber die Druckschwankungen sind geringer (hoffentlich) und zum anderen erhöhen wir die Druckdifferenz indem der Überlauf einfach höher gelegt wird.
Ein Bild habe ich immer noch nicht, leider.

Aber eine Beschreibung kann ich liefern: Eine Pumpe A fördert die Hinterlassenschaften von Kühen in aus einem Becken in einen Vorratsbehälter, welcher dich auf höhe des Seperators befindet, der Seperator ist eine Filtereinheit, welche die festeren Bestandteile des ganzen (bis zu einer Größe von 0,5mm) herausfiltert.
Ventil 1 steuert den Zulauf und sorgt für einen Konstanten Zulauf der Brühe zum Seperator, Ventil 2 schließt den Zulauf für den Fall einer Blockage des Seperators ( in dem Fall kommt die ganze Sch... zum Überlauf heraus.
So, verständlich?
Das ganze ist für einen Freund hier, der es leid ist, dass er keinerlei Kontrolle über seine Trennanlage hatte die ja den ganzen Tag läuft und er nicht daneben stehen will um sie zu überwachen. Die ganze Anlage ist so eingestellt, dass sie eigentlich ohne Steuerung auskommt, was ich eigentlich sehr genial finde. Aber wenn was schief geht, dann sollte die Steuerung schon da sein. Bin schon auf den nächsten Versuch gespannt....

Herzliche Grüße aus dem endlich mal etwas nieseligen Down Under

Oliver

BID = 751796

perl

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Wohnort: Rheinbach


Zitat :
So bekomme ich Druckschwankungen, die das Messsignal bei weitem überschreite
Bleibt der Druck denn im Meßbereich des Sensors?
Dann könnte man das Signal mit einem einfachen Tiefpassfilter glätten.
Alternativ verwendet man eine Sample&Hold-Schaltung, die den Meßwert vom Sensor nur bei einer bestimmten Stellung der Förderschnecke abfragt.

So recht ist mir der Aufbau der Anlage auch noch nicht klar geworden.
Kommen für die Steuerung evtl. auch Schwimmerschalter in Frage?

BID = 752863

DownUnder

Gerade angekommen


Beiträge: 11
Wohnort: Paihia

Moin Perl,

Ja, der Druck bleibt im Bereich des Sensors, nur ist die Schwankung eben so hoch (und die Schraube dreht sich mit ca 50 rpm...)
nee, mit einem Schwimmerschalter haben wir es schon versucht. Das Problem ist es handelt sich schlichtweg um Gülle. Da kommt es durchaus zu nennenswerter Schaumbildung und jeh nach Beschaffenheit des Schwimmers sieht der unter Umständen nur die Obergrenze des Schaums. Das mag die Schnecke nicht so gerne und läuft sich fest.
An einen Tiefpass hatte ich schon gedacht, aber wegen des ca 5-10 mal so großen Störsignals wieder verworfen. Morgen kommt der nächste Versuch mit einem anders platzierten Drucksensor. Und für eine Sample&Hold-Schaltung wird das ganze zu kompliziert, woher nehme ich das Signal für die Stellung der Schraube etc. Ich hoffe da eher auf die neue Stelle, weg von der Schraube. Ansonsten ist es eine Möglichkeit an die ich noch nicht gedacht hatte.

Außerdem hätte ich bei einem Schwimmerschalter im Vorratstank nicht auch noch eine Kontrolle des Überlaufs.
Ferner sollt eich vielleicht die Auflösung meines Monitors ändern damit ich meine Rechtschreibfehler besser finden kann. Ist ja Grausam.....
Immer noch kein Bild....

Herzliche Grüße

Oliver

BID = 752869

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
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Zitat :
An einen Tiefpass hatte ich schon gedacht, aber wegen des ca 5-10 mal so großen Störsignals wieder verworfen.
Dann müsste man noch die erlaubte Ansprechzeit kennen, um zu berechnen, wie hoch der Aufwand für solch ein Filter wird.

Zitat :
woher nehme ich das Signal für die Stellung der Schraube etc.
Da bietet sich z.B. ein Magnet auf der Antriebswelle und ein feststehender Reedkontakt oder Hallgenerator an.
Da ich annehme, daß die Drehzahl nahezu konstant ist, kann man die Sample-Phase mit einem Monoflop einstellen.
Vorteil dieser Technik gegenüber einem Tiefpass ist die potentiell viel höhere Ansprechgeschwindigkeit von ca. 1 Umdrehung.

BID = 752888

DownUnder

Gerade angekommen


Beiträge: 11
Wohnort: Paihia


Zitat :


Zitat :
An einen Tiefpass hatte ich schon gedacht, aber wegen des ca 5-10 mal so großen Störsignals wieder verworfen.
Dann müsste man noch die erlaubte Ansprechzeit kennen, um zu berechnen, wie hoch der Aufwand für solch ein Filter wird.

Die Zeit dürfte bei deutlich unter einer halben Sekunde liegen. Selbst in der Testbrühe (Wasser mit Sägespänen) war die Flanke deutlich mit dem Mutlimeter auszumachen. So aus dem Gefühl heraus war es zumindest so. Leider kein Osziloskop vor Ort, aber je dicker die Brühe ist, desto länger dürften die Störungsfronten sein.

Ein Magnetkontakt auf der Antriebswelle scheidet aus, da das ganze in einem Edelstahlgehäuse ist. Am hinteren Ende (lose) will ich lieber nichts anbringen, weil ich weis wie es auf einer Farm zugeht und nichts wäre schlimmer als den Geber abzureißen. Aber ich bin schon am Testen, ob ich über den Frequenz-regler (FU oder Drehzahlsteller) an die Daten kommen könnte. Die Drehzahl ist konstant. Monoflop ist ne gute Idee. Vielleicht ist das ganze auch stabil genug um nur mit einem Monoflop gesteuert werden zu können. Wenn dann der FU ab und zu eine Art sync-Signal liefern kann und den Monoflop wieder in Takt bringt, ist das schon eine Möglichkeit.

Ich hoffe aber noch auf die Verlagerung des Sensors. Dann brauche ich mich damit nicht herumärgern

Oliver

BID = 752915

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
Die Zeit dürfte bei deutlich unter einer halben Sekunde liegen.
Ich glaube hier liegt ein Mißverständnis vor.
Solch ein Tiefpassfilter, das die Spannungsschwankungen des Signals wegbügelt, führt ja zu einem verlangsamten Ansprechen.
Die Frage galt also der Zeit, die vom Auftreten des Überdrucks bis zum Ansprechen der Ventile verstreichen darf.
Wenn das schneller als eine halbe Sekunde ist, d.h. weniger als eine Umdrehung der Förderschnecke, kann man mit einen Tiefpassfilter nicht mehr anwenden.
Dann muß man den Druckverlauf während der Umdrehung kontinuierlich beobachten, mit dem Sollwert vergleichen und bei Überschreiten der Toleranz augenblicklich reagieren.


Zitat :
Am hinteren Ende (lose) will ich lieber nichts anbringen, weil ich weis wie es auf einer Farm zugeht und nichts wäre schlimmer als den Geber abzureißen. Aber ich bin schon am Testen, ob ich über den Frequenz-regler (FU oder Drehzahlsteller) an die Daten kommen könnte.
Brauchst keinen FU.
Man kann den Takt für den Samplepunkt auch aus dem Signal selbst ableiten, indem man die Spitzenwerte oder die Nulldurchgänge der überlagerten Wechselspannung feststellt.


[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am  7 Mär 2011 11:25 ]

BID = 753019

DownUnder

Gerade angekommen


Beiträge: 11
Wohnort: Paihia


Zitat :

Die Frage galt also der Zeit, die vom Auftreten des Überdrucks bis zum Ansprechen der Ventile verstreichen darf.
Wenn das schneller als eine halbe Sekunde ist, d.h. weniger als eine Umdrehung der Förderschnecke, kann man mit einen Tiefpassfilter nicht mehr anwenden.

OK, die Zeit meinst du. Da sitzt ein Timer dahinter, der die Pumpen nach 2 Minuten Störung abschaltet. Die momentane Schaltung liefert den Impuls und erst wenn die Störung länger dauert wird abgeschaltet. Die Zeit hat sich als sinnvoll herausgestellt, da sonst bei jedem gröberen Mist sofort alles still stehen würde.

Zitat :

Brauchst keinen FU.

Der FU sitzt aber schon dran Zum Glück, weil sonst müsste ich an 400V rumspielen und das sind mir zu hohe Spannungen. Ich habe einfach zu viel Respekt vor Drehstrom. Insofern bin ich froh, dass wir die Relais und Schalter auf 24V bzw über einen FU laufen lassen können. Da kann ich meine Schaltung dazwischen klemmen ohne mit VDE oder sonstigen Dingen in Kontakt zu kommen.

Zitat :

Man kann den Takt für den Sammelpunkt auch aus dem Signal selbst ableiten, indem man die Spitzenwerte oder die Nulldurchgänge der überlagerten Wechselspannung feststellt.

Dann müsste ich an die Wicklungen bzw Anschlüsse...
Da lasse ich meine Finger von. Aber trotzdem, wie ginge das mit dem Nulldurchgang? Vielleicht hat der Motor ja eine Tachowicklung (oder wie die auch heißt, Motoren sind nicht mein Gebiet)

Grüße aus dem sonnig kalten Neu Seeland

Oliver

BID = 753026

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
Dann müsste ich an die Wicklungen bzw Anschlüsse...
Nein, du hast doch das wackelnde Signal von Drucksensor und da steckt doch die Winkelinformation drin.
Brauchst im Prinzip nur mit einem Kondensator den Gleichanteil abtrennen und dann auf die Nulldurchgänge zu triggern, weil die sich sauberer bestimmen lassen als die Spitzenwerte.

P.S.:
Zitat :
Man kann den Takt für den Sammelpunkt
Da hast du mich falsch zitiert.
Ich schrieb "Samplepunkt" und meinte natürlich den "sampling point".
Sorry für das Denglisch.


P.P.S.:
Zitat :
Da sitzt ein Timer dahinter, der die Pumpen nach 2 Minuten Störung abschaltet.
Einen Tiefpass zu konstruieren, der den Wechselanteil um die geforderten 20,..30dB absenkt und 120 tau Zeit hat um sich einzustellen, ist nun wirklich keine Kunst.



[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am  7 Mär 2011 21:11 ]

BID = 753043

DownUnder

Gerade angekommen


Beiträge: 11
Wohnort: Paihia


Zitat :


Einen Tiefpass zu konstruieren, der den Wechselanteil um die geforderten 20,..30dB absenkt und 120 tau Zeit hat um sich einzustellen, ist nun wirklich keine Kunst.


:-)
OK, so kann man das auch sehen.

Zitat :

Nein, du hast doch das wackelnde Signal von Drucksensor und da steckt doch die Winkelinformation drin.
Brauchst im Prinzip nur mit einem Kondensator den Gleichanteil abtrennen und dann auf die Nulldurchgänge zu triggern, weil die sich sauberer bestimmen lassen als die Spitzenwerte.

Das hätte den Vorteil nicht and die 400V gehen zu müssen und ich habe schon alles was ich brauche. Einfach aber clever. Warum nicht die Störung nutzen um die Störung herauszufiltern. Werd ich mir merken.

Zitat :

Ich schrieb "Samplepunkt" und meinte natürlich den "sampling point".
Sorry für das Denglisch.

Ich dachte du meintest einen der Anschlüsse als Sammelpunkt. Wenn ich mich nicht irre kann man die 3 Wicklungen ja als Stern oder Dreieck schalten. Ich dachte du meinst den Sammelpunkt bei Sternschaltung. Da ich aber nie E-TEchnik studiert habe, bringe ich das gene mal durcheinander.




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