Step 7 Verständnisproblem Analogmasse (Mana)

FoodFighter

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Hallo allerseits,
ich stehe gerade ein wenig auf dem Schlauch und hoffe, dass man mir hier Klarheit verschaffen kann.

In unserem Betrieb gibt es einige S7-300 Racks und auch etliche AI-Karten (SM331 AI8x12Bit6ES7331-7KF02-0AB0).
Im Betrieb wird schon seit mehreren Jahren immer Stück für Stück auf S7-300 umgestellt.

Zufälligerweise ist mir aufgefallen,dass es bisher NIE eine Brücke von Comp+ auf Comp-/Mana auf M gab(Klemme 10,11,20), geschweige denn eine Brücke von M- der 4DMU zu Mana.
Diese Brücken werden aber in der Anleitung zur Baugruppe vorgeschrieben.
Teilweise gab es Fehler (Massefehler)mit 4DMU… speziell von Krohne-IDMs, welche einfach mit einem Trennverstärker zwischen Baugruppe und MU umgangen wurden – funktionieren tut es, ob dies die feine englische Art ist bleibt fraglich.

Mittlerweile bin ich soweit vorgedrungen, dass dieser Fehler wohl durch eine Potenzialdifferenz >2,5V zwischen Mana und M- des MU zustande kommen muss.

Meine Idee war es nun mir die Zeit zunehmen und in jede Analogbaugruppe die Brücke Comp+ auf Mana auf M(Klemme 10,11,20) nachzurüsten.

Nun zu meinem Verständnisproblem:
Wenn ich nun alles richtig interpretiere ist die Mana-Klemme die Masse der Analogrecheneinheit der Karte. Diese sollte auf M gebrückt werden um ein festes Bezugspotenzial zu haben.

1. Frage: Wenn das doch generell der Fall ist, wieso wurde das nicht direkt intern in der Karte schon mit dem Massepotenzial verbunden? Das ist doch ein unnötiger Mehraufwand bei der Verdrahtung, der mit einer internen Verschaltung von Mana auf M problemlos umgangen werden könnte.

Die Brücke von Comp+ auf Comp-/Mana bei ungenutzter externer Kompensation (wir verwenden ausschließlich 2DMU und 4DMU, keine Spannung- oder Widerstandsmessungen) dient wohl einzig der Verringerung von Störanfälligkeiten.

2. Frage: verstehe ich das so richtig? Diese Brücke nachzurüsten, wenn ich sowieso überall her gehe und eine Brücke von Mana auf M rein schraube, wäre ein zu vernachlässigender Mehraufwand, dies würde ich also direkt mit erledigen.

Die Brücke von M- des jeweiligen AI bzw. MU zu M ist wohl nur nötig, wenn eine Potenzialdifferenz von >2,5V zwischen Mana und M- des MU herrscht (kann ja nur bei potenzialfreien, nicht geerdete MU auftreten). Die Nachrüstung ist also nicht zwingend bei jedem 4DMU notwendig.
Ich würde also bei jedem einzelnen AI die Potenzialdifferenz zwischen M- und Mana messen und die Massefehlerbehafteten 4DMU zusätzlich von M- auf M brücken (dies müsste konstruktionsbedingt an der Klemmleiste der Unterverteilung geschehen, direkt am Stecker der AI-Karte ist schlichtweg kein Platz dafür).
Notfalls würden erst einmal die passiven Trennverstärker dazwischen bleiben – diese sind momentan ja sowieso vorhanden.

3. Frage: Nun frage ich mich allerdings eines: Wenn bisher die Analogmasse Mana isoliert von der Baugruppenmasse M war. Also quasi 'frei in der Luft hing', hole ich mir dann nicht u.U. Sogar noch mehr Massefehler ins Haus, wenn ich der Analogmasse auf einmal ein festes Bezugspotenzial (M) gebe?
Bisher könnte ja zufälligerweise die Pozenzialdifferenz vieler 4DMU gegen Mana geringer ausfallen, eben weil diese keinen festen Bezug hat.

Vielen Dank schon einmal im Voraus für eure Unterstützung.
MfG Markus
 
Die Karten sind ja meistens Multifunktionskarten. Also auch Spannung und Widerstand. Da ist die Belegung der M+ und M- Klemmen auch unterschiedlich. Externe Kompensation ist auch so ein Fall wo man auf diese Klemmen Zugang haben muss, ggf zwingend vom Potential der Karte an sich getrennt werden müssen.

3 würde ich eher davon ausgehen das die Probleme kleiner werden, eben weil das Potential danach definiert ist. Ich habe aber schon anlagen angetroffen mit eben deinem Problem wo ich die Potentiale nach vorschrift habe nachrüsten lassen. Allerdings hab ich in den Programmen dann eben auch Skalierungen gefunden welche das schon vorhandene Problem wegskaliert haben, das hat halt kaschiert aber funktioniert natürlich nicht mehr wenn die Karte auf einmal Tatsachen misst.


mfG René
 
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Die Karten sind ja meistens Multifunktionskarten. [...] Externe Kompensation ist auch so ein Fall wo man auf diese Klemmen Zugang haben muss, ggf zwingend vom Potential der Karte an sich getrennt werden müssen.

Okay, das leuchtet mir nach näherem Überlegen sogar ein :D

Allerdings hab ich in den Programmen dann eben auch Skalierungen gefunden welche das schon vorhandene Problem wegskaliert haben, das hat halt kaschiert aber funktioniert natürlich nicht mehr wenn die Karte auf einmal Tatsachen misst.

DAS ist so'n Problemchen, an welches ich noch gar nicht gedacht habe. Ausschließen möchte ich nicht, dass da in den letzten 10 Jahren nicht das eine oder andere einfach zurecht getüftelt wurde, bis es einfach irgendwie halbwegs so funktionierte, wie es gedacht war.

Im Großen und Ganzen hoffe ich ja noch, dass sich alles in Grenzen hält; ist ja alles 0/4-20mA. Ich denke 0-10V oder Widerstandsmessungen wären da deutlich anfälliger.

Letztendlich nutzt es alles nichts, das ist ja kein Zustand. Also werde ich wohl in den sauren Apfel beißen, erstmal alle Brücken nachrüsten und hoffen, dass der Folgeaufwand möglichst gering ausfällt.

Danke!
MfG Markus
 
Hallo und guten Abend,

die Brücken zwischen den Eingängen und Comp/Mana usw sollten bei Eingangskarten zwar gelegt werden, da es ansonsten Probleme mit der Darstellung gibt. (Werte "kaschieren" wie oben schon geschrieben, ist zwar eine Möglichkeit, aber bei Gott nicht schön) Gravierender wird die Sache aber bei Analogausgängen, vo allem die Spannungs-Ausgabekarten. Dort werden die Cmop/Mana-Anschlüsse zwingend für die Messleitungs-Widerstandskompensation benötigt. Auch ich hatte in der Firma einen Fall, wo ein Kollege einen FU mittels 0-10V-Signal ansteuern wollte. An den Eingangsklemmen des FU waren aber (auch bei minimaler Soll-Ausgangsspannung) immer knapp 16V zu messen. Hier sollte die Leitung von der AO-Karte zum FU 4-polig ausgeführt werden, um eben den Zweck der Leitungskompensation auszunutzen. Wenn der gemessene/ausgegebene Wert jedoch nicht so kritisch ist, kann auf eine 4-Draht-Ausfühung verzichtet werden. Einfach Brücken rein und fertig

Lg
 
Hallo,
jetzt hast du mich echt ins Grübeln gebracht.
Als AO-Karten nutzen wir ausschließlich 6ES7332-5HD01-0AB0. Hier ebenfalls nur und ausschließlich als 0/4-20mA-Ausgabe.
Spannungs- und Widerstandsmessungen bzw. Ausgaben gibt's bei uns nirgends, die Kompensation entfällt damit für unseren Betrieb ausnahmslos.

Was mich jetzt wiederum verwundert ist, dass in der Anleitung zur Baugruppe (Seite 471) ebenfalls ein Potenzalausgleich zwischen Mana und M gemacht wird...allerdings nur bei einem (dem letzten) Ausgang der Karte?!
Wie darf ich dies nun verstehen?
Sowas ist bei uns ebenfalls nicht existent, belegt sind generell nur L+, M und jeweils die Qi und Mana pro Ausgang mit + und - zum Aktor -.
Probleme irgendeiner Art habe ich bei unsren AO-Karten jedenfalls noch keine mitbekommen :confused:

Gruß Markus

Edit:
Einen Teil kann ich mir wohl selbst beantworten: die Mana-Klemmen der AO-Karte sind intern alle gebrückt (von 2..3 Ohm mal abgesehen) - also reicht es wohl, wenn nur ein Mana mit M gebrückt wird.

Bleibt die Frage, ob ich diese Brücken nun auch nachrüsten muss?
...und sowieso die Frage, wieso das so lange gut gehen konnte, wenn's doch scheinbar wichtig ist.
Da sehe ich viel viel Arbeit auf mich zu kommen.
 
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Hallo ebenfalls.
Ich muß Dir leider mitteilen, daß die hier besprochene COMP/M[SUB]ANA[/SUB]-Problematik nichts mit der von Dir beschriebenen 4-Draht-Leitungskompensation zu tun hat - die hat jeder Analogausgang seine eigene.

Harald
 
Hallo nochmal,
irgendwie ist mein Beitrag von vorhin beim Editieren verschollen. Mist.

Ich bin mal so dreist und frag ganz kurz und konkret:
Muss bzw. sollte ich her gehen und bei allen AI-Karten die Brücke 10,11,20 (Comp+, Mana, M) und bei allen AO Karten die Brücke 18,20 (Mana, M) nachrüsten?
Oder hole ich mir damit u.U. den Teufel ins Haus und habe hinterher bei grob geschätzten 200 AI-Karten und 400 AO-Karten alles nur verschlimmbessert?

Im Handbuch zu den Baugruppendaten steht ja einiges zur Analog-Masse (Kapitel 4). Aber wenn ich ehrlich sein darf, verliere ich so langsam den Überblick und bekomme bammeln davor mich dafür rechtfertigen zu müssen, dass ich nach 1,5 Wochen Strippchen-Nachrüsterei wieder rückgängig machen muss.

Gruß Markus
 
pauschal kann man das nichtsagen...

es gibt halt die Varianten, weil es unterschiedliche Konzepte gibt.

- sind die Sensoren 2-Draht oder 4-Draht?
- sind die Sensoren Potentialfrei oder geerdet oder mit 24V-Masse verbunden?
- ist die 24V-MAsse geerdet?
- sind die E/A-Baugruppen potentialgebunden oder potenzialgetrennt?
- ist an der CPU/ET dieser M-Erde-Schalter eingeschaltet?

das ganze ist leider nicht so einfach, da hilft nur Doku lesen und verstehen und erstmal bei einem kleinen Anlagenteil ausprobieren.

Gruß.
 
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- sind die Sensoren 2-Draht oder 4-Draht?
Teils 2DMU, teils 4DMU - quasi querbeet gemischt

- sind die Sensoren Potentialfrei oder geerdet oder mit 24V-Masse verbunden?
Ich kann es nicht genau sagen, aber anhand des riesigen Messumformer-Umfangs in unsrem Werk denke ich, dass von jedem etwas dabei ist

- ist die 24V-MAsse geerdet?
Ja

- sind die E/A-Baugruppen potentialgebunden oder potenzialgetrennt?
AI: 6ES7331-7KF02-0AB0 und AO: 6ES7332-5HD01-0AB0, laut Datenblatt also beide sorten Potenzialgetrennt.
Laut den Grundlagen der Analogwertverarbeitung (Kapitel 4 der Baugruppendaten) soll man aber eine Brücke von Mana nach M einlegen, womit die potenzialgetrennte Baugruppe nach meinem Verständnis aber doch zur potenzialgebundenen Baugruppe wird :confused:
In der schamatischen Darstellung zur potenzialgetrennten AI, fehlt dann aber wieder genau diese Brücke, diese findet man dafür in der Zeichnung zur potenzialgebunden AI wieder.
Desweiteren steht dort auch, dass bei Baugruppen mit Ucm <=2,5V M- und Mana verbunden werden sollen (was bei meinen AI-Karten der fall wäre)

- ist an der CPU/ET dieser M-Erde-Schalter eingeschaltet?
Ja, also die Brücke zwischen M und PE ist in der ETM200 drin.

das ganze ist leider nicht so einfach
Ja, DAS merke ich gerade :)

Danke für die fleißige Unterstützung!
Gruß Markus
 
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ich versuche mal, ob ich's noch richtig zusammen kriege.

Wenn Du die Brücken Erde-Masse-Mana-Comp-Kanalminus bei 4DMU bzw. Erde-Masse-Mana-Comp bei 2DMU machst, wäre das erstmal der Ausgangspunkt.

Das Problem kriegst Du, wenn die 4DMU geerdet bzw. nicht Potentialfrei sind, dann musst Du gegebenenfalls die Brücke zum Kanalminus dosch wieder entfernen, oder Du prüfst das vorher oder Du setzt diese Trennverstärker ein. Der Grund: bei Geerdeten 4DMU ziehst Du Dir dann den Potentialausgleich zwischen der Anlage und dem Schaltschrank über die Sensorleitung. Bei nicht potentialfreien Sensoren ziehst Du mit der Brücke das Potential des Sensor auf M, was u.U. dem Sensor nicht gefällt.

Warum aber sollte man potentialfreie nicht geerdete 4DMU jetzt die Brücke Kanalminus-M legen: weil durch z.B. Induktion auf der Messleitung das Potential schon mal hohe Werte annehmen kann, wenn es dann über den zulässigen Wert für Ucm steigt (2,5V glaub ich) dann gibt's Probleme mit dem Kanal bzw. geht u.U. die Karte kaputt...

ich hoffe, ich hab nicht zu viel Quatsch erzählt und Dir ist etwas klarer geworden.

Die Siemensdoku ist etwas schwer zu verstehen, der Unterschied liegt im Details (Brücke muss sein <-> Brücke sollte sein)



Gruß.
 
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Okay, vielen Dank nochmal für die freundliche Hilfe.
Das sieht also nach einem größeren Projekt aus. Dann werde ich mal anfangen das abzuklären.

Danke und Gruß Markus
 
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