TIA Halleffekt sensor

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lehneg

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Hallo Leute.

Ich bin gerade an meiner Diplomarbeit und stehe leider an einem kleinen Problem, welches ich nicht zu lösen weiss.
Und zwar habe ich eine Siemens S7-1200 SPS und habe dort einen schnellen Zähler aktiviert. soweit so gut.

Ich möchte jetzt mittels Durchflusssensor (Halleffekt) den Durchfluss messen. Ich habe alles so angeschlossen, wie es auf der Artikelseite steht.
Doch beim Sensor Ausgang bekomme ich lediglich 8VDC, wobei der Sensor an 24VDC betrieben wird. Nun habe ich gedacht, alles klar, dann steuere ich mit dem Signal eben ein Optokoppler, damit ich auf die 24VDC für die SPS komme.

Testweise habe ich aber nochmals das Ausgangs Spannungssignal des Sensor im Unbelasteten Zustand gemessen. Resultat: 24VDC.
Dann habe ich gedacht, vielleicht stimmt was mit dem SPS-Eingang nicht und habe den Sensor an ein 24VDC Relais geschaltet.
Dort kommt aber nur mehr 2.5VDC an.

Meint ihr ein Optokoppler mit einer Steuerspannung von 24VDC würde mein Problem lösen?
Oder was gäbe es für Alternativen?

Vielen Dank für eure Hilfe
Grüsse
Marco
 
Ein paar mehr Infos wären schön.
  • Welcher Halleffekt-Sensor?
  • Welcher Optokoppler?
  • Welche S7-1200?
  • Wie ist das ganze verdrahtet?
  • Wo kommt deine 24VDC-Versorgung her?
  • etc...

lehneg schrieb:
Testweise habe ich aber nochmals das Ausgangs Spannungssignal des Sensor im Unbelasteten Zustand gemessen. Resultat: 24VDC.
Dann habe ich gedacht, vielleicht stimmt was mit dem SPS-Eingang nicht und habe den Sensor an ein 24VDC Relais geschaltet.
Dort kommt aber nur mehr 2.5VDC an.
Zum Vergrößern anklicken....
Ein Eingang einer 1200 nimmt so 5-7mA/24VDC auf, das sollte dein Optokoppler locker liefern können.
Wenn dir bei Verwendung eines Relais (Stromaufnahme je nach Relais >50mA) die Spannung soweit einbricht scheint deine Schaltung nicht ausreichend Strom liefern zu können.
Woran das nun genau liegt ist ohne Info über Verschaltung und Komponenten schwer zu sagen.

lehneg schrieb:
Meint ihr ein Optokoppler mit einer Steuerspannung von 24VDC würde mein Problem lösen?
Zum Vergrößern anklicken....
Die Eingangsseite des Optokopplers muss zur Ausgangsseite des Hall-Sensors passen. Da ich aber nicht weiß wie/von wo der versorgt wird bzw. was er raus gibt lässt sich das nicht beantworten.

Edit: Wenn du die Geberversorgung der 1200 nimmst um deine Gesamtschaltung zu versorgen, dann sei bedacht dass diese insgesamt nur 300mA liefert.
 
Zuletzt bearbeitet:
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Hallo RONIN.

Danke dir schonmal für die Antwort, dann versuche ich einmal Licht ins Dunkle zu bringen.

Beim Halleffekt Sensor handelt es sich um folgendes Amazon-Produkt:
https://www.amazon.de/gp/product/B01KZM0V42/ref=oh_aui_detailpage_o03_s00?ie=UTF8&psc=1

Optokoppler habe ich noch keinen ausgesucht, da ich noch nicht weiss, ob es mit einem Optokoppler zu lösen ist ;)

Die SPS ist eine 1214 DCDCDC

Wie das ganze verdrahtet ist?
Nun ich speise das Plus des Sensors mit dem Plus des Netzgerätes
und das Minus mit dem Minus des Netzgerätes :)
Beim Netzgerät handelt es sich um ein MeanWell 230VAC/24VDC 4A Netzgerät.

Wenn die SPS 5-7mA aufnimmt, dann nehme ich an, dass der Durchflusssensor zu wenig Strom liefert, denn laut Amazon liefert er 15mA bei einer Spannung von 5V. Was wenn ich es umrechne bei 24V einen Strom von 3.1mA ergeben würde.

Darauf folgere ich, dass ein Optokoppler mit einer Steuerspannung von 24VDC, welcher maximal 3.1mA auf der Steuerseite zieht. Ein weiteres 24VDC Signal für die SPS schalten könnte?
Die maximale Frequenz, welche mit dem Durchflusssensor erreicht werden würde läge bei ca 10Hz. Das sollte ein Optokoppler oder Solid-State-Relais locker schaffen oder?

VIelen Dank
Grüsse
Marco
 
Hallo,
ein Schaltplan mit der kompletten Verdrahtung (Sensor, SPS Eingangsbeschaltung INKLUSIVE Spannungsversorgung) So wie Du das beschreibst passt da irgendwas grundsätzlich nicht. Ein Datenblatt zu dem Sensor wäre auch nicht schlecht.
Auch die Mathematik zu Deiner obigen Rechnung wäre auch interessant, hier scheint es auch grundsätzliche Fehler zu geben.
Was ist das für eine Diplomarbeit? Mit Elektrotechnik hat die hoffentlich wenig zu tun.

Gruß
Mario
 
Hallo mariob.

Mein Elektroschema umfasst ca. 20 Seiten. Ich kann es gerne hochladen, falls es gewünscht wird.

Was passt denn nicht? Verdrahtungsfehler sind ausgeschlossen, ich habe eben alles kontrolliert.

Ein Datenblatt habe ich nicht gefunden, lediglich dass, was Amazon angibt.

Mit der mathematischen Berechnung habe ich nur pi*Daumen aussagen wollen, dass der Sensor sehr warscheinlich zu wenig Strom liefert und deshalb die Spannung zusammenbricht.
Amazon schreibt, dass der Sensor bei einer Spannung von 5V einen Strom von 15mA liefert, was für mich 75mW ergibt.

Schliesse ich diesen nun an 24VDC an liefert er mir folglich nur noch um die 3.1mA was für den Siemens Eingang zu wenig ist und ebenfalls für ein normales Relais.

Ich habe noch nie mit einem Durchflusssensor mit Halleffekt gearbeitet, aber bin der Meinung, dass dieser für meine Bedürfnisse wohl die beste/günstigste Wahl ist. Also wenn du mir was konstruktives mit auf den Weg geben willst, dann bin ich gespannt.

Ich hoffe ich konnte deine Fragen klären
Vielen Dank
Marco
 
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Sensorausgang: TTL gemäß Amazonseite.
TTL ist ~5V Highpegel. Das reicht nicht aus für die SPS.
Der SPS-Eingang braucht >15 V für High. Du kommst um den Optokoppler also nicht drumherum. Dabei solltest Du auf einen Typ mit ~5V Eingangsspannung achten.

Üblich ist für diese Sensoren eigentlich ein Opencollector-Ausgang. Wohin hast Du denn die 24V am unbelasteten Sensorausgang gemessen? Nach +24VDC oder nach 0VDC?
 
Zuletzt bearbeitet:
Hallo weissnix_

Danke für deine Antwort, ich denke wir kommen der Sache schon näher.
Ich betreibe den Sensor an 24VDC, und die Ausgangsspannung im unbelasteten Zustand ist auch tatsächlich 24VDC. Nur eben fällt sie zusammen, sobald ich irgendwas am Sensor anschliesse.

Deshalb dachte ich Abhilfe würde evtl ein 24VDC/24VDC Optokoppler oder Solid-State-Relais schaffen.

PS. Alternativ würde auch ein 12VDC Netzgerät zur Verfügung stehen, dann Amazon ist nicht 100Prozent eindeutig.
Sie schreiben von einem Range zwischen 5V und 18V aber beim Anschluss schreiben sie, der rote Draht müsse an 24VDC angeschlossen werden.

Grüsse
 
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Durch den Sensor fliesst noch kein Medium. Ich kann ihn also testweise so drehen, dass ich ein Highlevel am Ausgang habe.

Der Sensor ist im Moment an einem schnellen Zähleingang angeschlossen, dieser reagierte aber nicht, weshalb ich auf Störungssuche ging und eben testweise ein Relais anschloss.

Ein Relais ist sinnfrei ja, aber ein Optokoppler müsste doch gehen von der Geschwindigkeit? Wie gesagt, es ist eine Frequenz von etwa 10Hz zu erwarten.

Grüsse
Marco
 
Beim langsam durchdrehen würde ich bei den üblichen Schaltungen einen Signalwechsel zwischen <1V und ca. 23 V gegen Massen gemessen erwarten. Dies entspräche ienem Opencollector mit integriertem Pull-Up.
Gibt es da keinen Signalwechsel mehr, hat das Relais den Ausgang schon geschrottet.
 
Ich habe eben nochmals ohne Last gemessen.

Speisspannung beträgt 24.16V
Sensor Output:
Level High: 24.15V
Level Low: 83.8mV

Es gibt also noch einen Signalwechsel.
 
Hallo Thomas.

Das habe ich in der Tat auch schon in Betracht gezogen. Aber da ich bereits ein Signalboard mit einem Analog Ausgang benutze möchte ich diese Lösung als letzte mögliche Alternative umsetzen, da Sie wohl die teuerste ist.

Aber vielen Dank für den Input.
Grüsse
 
@Thomas_v2.1
Das Signalboard scheint mir überflüssig, da es ein OC-Ausgang zu sein scheint.

@lehneg
Dasselbe bitte nochmal mit angeschlossenem Digitaleingang.
 
Jupp, jetzt würde ich einen ~2,7kOhm...3.5kOhm-Widerstand von +24VDC auf den Eingang der SPS schalten und nochmal messen (Flow-Sensor angeschlossen lassen).
Theorie: der interne Pull-Up-Widerstand ist zu hochohmig.
 
Zuletzt bearbeitet:
Den Widerstand müsste ich erst noch auftreiben, sowas habe ich nicht zu Hause ;)

Was versprichst du dir dabei, wenn ich fragen darf? Willst du ausschliessen, ob der Flowmeter defekt ist?

Grüsse
 
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Was ich vermute siehe oben.
Widerstände stehen neben mir ;)

Übrigens: Ich nehme bei diesem Tip in Kauf, das Dein Flowmeterausgang unter Umständen dem höheren Strom nicht gewachsen ist und das zeitliche segnet. Allerdings halte ich die Gefahr für gering. Du kannst Dich mit den Widerstandswerten rantasten.

Den interne Pull-Up würde ich bei ca. 8kOhm vermuten. Dann fallen an ihm bei 2mA SPS-Eingangsstrom ca. 16 V ab, woraus eine Ausgangsspannung von ca. 8 V resultiert. Schaltest Du diesem Widerstand jetzt quasi einen weiteren parallel. Mit einem parallelwiderstand von 10k kommen wir auf einen Gesamtpullup von ca. 4,5kOhm. Damit sollten also mit 2mA dort etwa 9V abfallen, was eine Ausgangsspannung von 15V bewirkt.
Dabei bleiben die Verhältnisse für den Sensor annähernd gleich, solange der SPS-Eingang immer mit angeschlossen ist.
 
Zuletzt bearbeitet:
Wenn das des Rätsels Lösung sein sollte wäre das perfekt. und allemal günstiger als ein Optokoppler.

Ich werde heute einen Satz Widerstände organisieren und dieses sofort ausprobieren.
Ich taste mich vom grössten Widerstand herunter, bis eine Spannung ansteht, welche die SPS verarbeiten kann.

Sollte der Flowmeter kaputt gehen, kann ich immernoch einen neuen kaufen (und stehe dann wieder vor dem selben Problem :))

Vielen herzlichen Dank für die Hilfe
 
Hallo,
ich denke hier ist elektrotechnisch einiges nicht verstanden worden, wenn ich lese 5V und 15mA und 24V und 3 mA dann ist das schon (sorry) massive Unkenntnis der Materie. Deswegen wäre es sinnvoll zunächst einmal den Schaltplan zu sehen um dann ganz gezielt die Meßpunkte zu definieren an denen die Meßergebnisse entstanden sind. Dann und nur dann ist effektive Hilfe möglich.
Ansonsten sehe ich das auch so wie weißnix, es kam mir eh schon komisch vor so ein Dingens mit 5V Ausgang mit 24V! zu betreiben. Wenn der Sensor so im Datenblatt spezifiziert ist ist ja erstmal alles gut.
Nur so als Tip wie ich es machen würde, zwei Wege: Einmal kalorimetrischer Sensor mit Analogausgang, den kriegt man an die 1214, alternativ einen Reedsensor, die gibt es mit Sicherheit auch in dieser Ausführung, da geht man allen Elektronikgedöns Ärger aus dem Weg.
Bei 10 Hz braucht es auch nicht zwingend einen schnellen Eingang, bis ich mal 100ms Zykluszeit zusammenkriege das dauert schon. Wobei man da 30ms nicht überschreiten sollte um sicher den Signalwechsel zu erfassen. Aber auch da muß man schon ganz schön Code in die Büchse packen das die so langsam wird.

Gruß
Mario
 

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