S7-1200 Analogeingang Stromsensor

[christophersn]

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leider hat auf meinen anderen Beitrag noch niemand geantwortet, daher vesuche ich es mit einem neuen ....

Ich möchte über 2 Analoge Spannungseingänge auf meiner S7-1200 1211CC (hat leider nur A-Spannungseingänge on board) 2 analoge Stromsensoren mit 4-20 mA Auswerten.
Mit einem Shunt Parallelwiderstand von 470 Ohm (hab leider keinen 500 Ohm bekommen) funktioniert das mit einem Sensor auch ganz gut, wenn ich jetzt einen 2ten Sensor auch mit einem Shunt hinzufügen möchte, beeinflussen sich klarerweise die beiden Widerstände (Parallelschaltung, ...) -> ich habe dann je eine Diode in Sperrichtung in Serie zu den Shunt Widerständen geschaltet und plötzlich ist die Spannung unterschiedlich hoch an den beiden Eingängen (1x 7V, 1x 7,8V).
Bei den Sensoren handelt es sich um Beschleunigungssensoren der Fa. AIS mit einem 0-Punkt Signal von 12mA -> d.h. 12mA * 470 Ohm + 0,7V (Diode) sollten eigentlich im Bereich um 6,34 liegen - mit Toleranzen ev. mehr, jedoch so viel mehr und noch dazu unterschiedlich verstehe ich nicht.

Hat jemand eine Idee, Erfahrung wie ich das anders lösen könnte -> meine Idee wäre als erstes einen kleineren Widerstand zu nehmen um mit der Spannung herunter zu kommen...

Danke!

 

[o.s.t.]

irgendwie versteh ich deine Schaltung nicht. Du hast 2 Sensoren und 2 Eingänge. Jeder Sensor hat seinen eigenen Shunt und seine eigenen Eingang, also vollständig voneinander isoliert (Abgesehen von 0V/GND) Dann brauchst du auch keine Diode. Schnalls jetzt nicht, warum und wie du die beiden Shunts und/oder Sensoren miteinander parallelschaltest.

Sind das 2- , 3- oder 4-Draht Sensoren? Woher bekommen die Sensoren die Speisung?

gruss, o.s.t.

 

[borromeus]

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Messumformer:
4-20mA auf 0-10V

 

[christophersn]

das ist ein vibrationssenor mit 4 draht -> 1x U+, 1x GND, 1x X-Richtung, 1x Y-Richtung
Versorgung über externe 24V Pufferbatterie -> dieselbe wie die der Steuerung.

Nachdem ich immer auf gemeisame Masse mit beiden Shunt am Analogeingang gehem muss, um eine zum Strom protortionale Spannung zu bekommen, beeinflussen sie sich -> ohne Sperrdioden war das noch extremer.

in etwas so sieht die schaltung aus:

 

[borromeus]

Ich check das nicht.....

Du hast 2x
4-20mA

Das sind 4 Schnüre

auf der Skizze sind es aber nur 2.

 

[borromeus]

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Ich glaub langsam ich verstehe es....
Der AIS gibt x 4-20mA gegen GND aus und y ebenso.
Sind die Minuseingänge der 1200er Karte auch mit GND verbunden?

 

[christophersn]

das Ding mit AIS ist der Sensor - hängt auf +24VDC und GND -> das unten ist die SPS, hängt auch auf derselben +24VDC und GND (jedoch nur über die +24VDC und die GND von L+ und M) -> muss ich das 2M mit dem M verbinden? Sollte eigentlich laut Siemens nicht erforderlich sein ....

sorry, ist etwas verwirrend gezeichnet ...

 

[christophersn]

so, hab jetzt die 2M Masse mit der M bzw. GND Verbunden - macht auch keinen Unterschied

 

[christophersn]

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Ich glaub langsam ich verstehe es....
Der AIS gibt x 4-20mA gegen GND aus und y ebenso.
Sind die Minuseingänge der 1200er Karte auch mit GND verbunden?

ganz genau - stell dir das ganze nur mit einem Signal und ohne Diode vor -> dann liegt auf dem SPANNUNGSEINGANG mit 500 Ohm Widerstand eine dem Stromsignal proportionale Spannung an ... mit 2 wird´s dann zum Sperren ... und +0,7 Volt dazu zählen ...

-> hat die Diode in Sperrichtung einen beachtlichen Innenwiederstand od. geht der gegen unendlich (2teres würde ich tippen - find nix im web)

lg

 

[christophersn]

ok hab nochmal nach gemessen:

Sensor 2 liefert 11,2 mA bei Ruhelage -> laut DB sollte er 12 +-0,3mA liefern (das ist mir jetzt einmal egal)

wenn ich jetzt den 470R parallel anlege, komme ich auf eine Spannung von 5,43V d.h. für mich ok

wenn ich jetzt die Diode in Serie hänge, komme ich bei einem R und einer Z auf 6,2V -> d.h. für mich ok

dasselbe gilt für Sensor 1 egal an welchen Analogeingängen (0 od. 1).

Wenn ich aber jetzt beide gleichzeitig anhänge, laufen die Spannungen auseinander (X an Einang 0 hat jetzt 7,1V / Y an Eingang 1 hat jetzt 7,9V) - wenn ich die Sensoren vertausche, vertauschen sich die Spannungspegel, wenn ich die R+Z vertausche, bleiben die Spannungen wie sie sind)

jemand eine Idee obs an der Steuerung od. am Sensor liegt?

 

[MSB]

Irgendwie verbaust du mir da zuviel Bauteile.

Welchen Sinn oder Zweck sollen die Dioden haben?

Das ganze ist ganz einfach:

I1(x) --- Eingang 0 --- 2M ---- 0V
         |----R470-----------|

Das ganze für I2 exakt genau so, ohne Dioden oder sonstigen Kram der die Messung in irgend einer Form beeinflusst.

Mfg
Manuel

 

[o.s.t.]

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wieso führst du x und y des Sensors auf denselben SPS-Analogeingang und nicht auf 2 verschiedene?

wegen der Unterschiede von x und y: Interressant wären die Werte ohne Shunt und Diodenbeschaltung, ob du da auch schon Unterschiede hast. Müssten ja je 12mA sein

o.s.t.

 

[PN/DP]

2M der Analogeingänge muß mit GND der Spannungsversorgung des Sensors AIS
verbunden werden, am besten ein direkter Draht vom AIS-GND-Anschluß zu 2M.

Die Dioden sind unnötig und Mist, die verfälschen (je nach Diodentyp) sehr
wahrscheinlich das Meßergebnis nichtlinear besonders im unteren Strombereich.

Welche maximale Bürde kann der Sensor?

Wie heißt Dein "AIS"-Sensor genau?
Hast Du einen Link auf das Datenblatt?

Harald

 

[christophersn]

Irgendwie verbaust du mir da zuviel Bauteile.

Welchen Sinn oder Zweck sollen die Dioden haben?

Das ganze ist ganz einfach:

I1(x) --- Eingang 0 --- 2M ---- 0V
         |----R470-----------|

Das ganze für I2 exakt genau so, ohne Dioden oder sonstigen Kram der die Messung in irgend einer Form beeinflusst.

Mfg
Manuel

genau so habe ich es ursprünglich auch gemacht, funktioniert einwandfrei mit einem shunt, sobald ich das zweite sensorsignal dazu gebe mit einem 2ten shunt (auf Eingang 1 das Sensorsignal und parallel wie oben den Widerstand also zw. I2 und Eingang2) dann steigt meine Spannung auf knapp 10V an.
Mit den Sperrdioden kann ich den hohen anstieg verhindern, aber die Spannungen sind dann verschieden ....

 

[christophersn]

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wieso führst du x und y des Sensors auf denselben SPS-Analogeingang und nicht auf 2 verschiedene?

wegen der Unterschiede von x und y: Interressant wären die Werte ohne Shunt und Diodenbeschaltung, ob du da auch schon Unterschiede hast. Müssten ja je 12mA sein

o.s.t.

ich gehe ja auf 2 verschiedene Eingänge -> hier die Schaltung

keine Unterschiede ohne shunts bei den Strompegeln

 

[christophersn]

2M der Analogeingänge muß mit GND der Spannungsversorgung des Sensors AIS
verbunden werden, am besten ein direkter Draht vom AIS-GND-Anschluß zu 2M.

wenn ich das mache steigt wieder die Spannung an den Shunts -> ohne die Masse zu verbinden habe ich zumindest ein Signal mit dem ich etwas anfangen kann (sonst knapp 10V!)

Die Dioden sind unnötig und Mist, die verfälschen (je nach Diodentyp) sehr
wahrscheinlich das Meßergebnis nichtlinear besonders im unteren Strombereich.

Mit Dioden bekomme ich ein halbwegs vernünftiges Sensorsignal (ca. 7V und 7,6V -> ohne den Dioden bin ich knapp auf 10V!)

Meine Überlegung bei den Dioden war die, dass bei steigendem Sensorstrom (je nachdem ob Sensor1 od. Sensor2 bzw. x-y Wert) den Parallelwiderstand "überlagert"und über diesen zurück in den Senor wandert ....

Welche maximale Bürde kann der Sensor?

Wie heißt Dein "AIS"-Sensor genau?
Hast Du einen Link auf das Datenblatt?

Anhang anzeigen AIS_59S5_englisch.pdf
k.A. der über die Bürde ...

danke und lg!!!

 

[PN/DP]

Das Datenblatt des AIS 59S5 ist ja sehr dürftig ...

Hast Du mal den Sensor ganz alleine getestet (ohne Anschluß an SPS)?
Also nur 24VDC an Supply+ und Supply- und je 1 Widerstand von X nach Supply- und von Y nach Supply-?
Wie sind dann die Spannungen über den Widerständen von X nach Supply- und Y nach Supply-?
Wird es besser, wenn Du statt 470 Ohm nur 50 oder 100 Ohm verwendest?

Wenn dabei schon die Spannung hoch geht, dann ist mit dem Sensor was nicht in Ordnung.
Dann wende Dich an den Distributor http://www.ais-sensors.de / Tel 0841-9938757-0

Die AIS GmbH bietet Ihren Kunden den kompletten Service zur Instandhaltung und Reparatur von AIS Beschleunigungssensoren.
Gerne reparieren wir auch die Sensoren unserer Mitbewerber.

Wenn es alleine OK ist, dann zusätzlich zu den Widerständen noch 3 Leitungen anschließen:
AIS:X zu SPS:0
AIS:Y zu SPS:1
AIS:Supply- zu SPS:2M

Harald

 

[christophersn]

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@harald: klingt interessant!

alles ohne SPS:

beide Signale einzeln:
green = X/Signal+ mit 470R auf Masse, U über R = 5,37V
white = Y/Signal+ mit 470R auf Masse, U über R = 5,53V

(hier liegt green schon mal außerhalb des Toleranzbereiches laut Datenblatt -> versorge die Sensoren aber auch höher als "recommended" nämlich mit 26,2V)

jetzt beide parallel wie von Dir beschrieben (d.h. parallel auf Masse):
green = X/Signal+ mit 470R auf Masse, U über R = 6,53V
white = Y/Signal+ mit 470R auf Masse, U über R = 7,3V

d.h. der Sensor hat was?

wenn ich mit beiden Signalen parallel auf meinen analogen Spannungseingang gehe, steigen die Spannungen noch höher an -> mit Sperrdiode reduziere ich das ein wenig ...)

könnte das Ganze jetzt noch mit den Dioden zusammen testen, allmählich vergeht mir aber die Lust an der Sache ...

danke und lg!

 

[PN/DP]

d.h. der Sensor hat was?

Zusammenfassung:
Du hast am Sensor nur die Betriebsspannung und rein ohmsche Lasten angeschlossen.
Die Ausgangströme X/Y beeinflussen sich gegenseitig, auch schon ohne angeschlossene
SPS-Analogeingänge.

So wie der Sensor in dem knappen Datenblatt beschrieben ist, soll er an X und Y
2 unabhängige Normsignale 4-20mA (12+/-8mA) liefern. Das tut der Sensor aber nicht.

Die 4-20mA-Ausgänge müssten laut Datenblatt von 7V bis 24V Betriebsspannung
unabhängig von der Last (0 Ohm bis maximale Bürde) ca. 12mA Ruhestrom liefern.
(Das wird normalerweise mit gesteuerten Konstantstromquellen realisiert.)

Aus der minimalen Betriebsspannung 7V spekuliere ich nun mal eine maximale Bürde
von ca. 300 Ohm. Es könnte sein, daß die maximale Bürde betriebsspannungsabhängig
ist und bei 24V auch größer als 300 Ohm sein kann. Davon steht aber nichts im
Datenblatt.

Sehr merkwürdig ist, daß die Ausgangsströme X/Y bei steigender Gesamtbelastung
ansteigen! Das sieht mir stark nach Defekt aus.

Du solltest noch einen letzten Versuch mit kleineren Widerständen (50 bis 200 Ohm)
machen. Wenn das Verhalten so bleibt, dann rufe wegen Deinem Problem bei AIS an.
Von den 26V solltest Du da besser nichts erwähnen, die sind nicht nur außerhalb
des recommended Bereich sondern auch größer als die maximal zulässigen 24V.

Übrigens:
In diesem Datenblatt steht, daß es den Sensor optional mit voltage output gibt.

Harald

 

[christophersn]

@harald: was meinst Du mit "Minimaler Betriebsspannung 7V" -> die Spannung die sich ergibt, wenn ich die beiden Sensorsignale parallel belaste?

Werde das noch mit den kleineren Widerständen versuchen ...

Ich weiß darüber Bescheid, dass es eine "Spannungsversion" des Sensors gibt, leider habe ich dafür zu lange Leitungen ...

Danke und lg!