Leitung künstlich verlängern

[fenguli]

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Hallo zusammen,


ich möchte eine Leitung künstlich mit einem Potentionmeter verlängern um die maximale Leitungslänge zu errechnen.
Ich habe jetzt die Messungen mit dem Potentiometer gemacht. dabei habe ich 14 verschiedene Messauswertungen dokumentiert von 0 Ohm bis 750 Ohm. Liege ich mit dem ermittelten Strom richtig, wenn ich die abgelesene Spannung zwischen der 4-20 mA Schnittstelle und GND messe (2,974V-2,870V, je nach eingestelltem Widerstand) und durch den eingestellten Widerstand am Potentiometer teile also: I=U/R.
D.h. wenn ich unter 4 mA komme können keine Daten mehr übertragen werden und somit ist der maximale Widerstand der Leitung erreicht, oder habe ich da noch einen Denkfehler?
Im Datenblatt ist noch ein Messwiderstand mit 40-340 Ohm angegeben.


Vielen Dank schon einmal

 

[PN/DP]

Die maximale Leitungslänge ergibt sich aus der maximalen Bürde eines 20mA-Senders (siehe dessen technische Daten). Je höher die Bürde (Empfänger + Leitungswiderstand) desto höhere Spannung wird benötigt um 20mA in die Leitung zu "pressen". Die Spannung ist meistens durch die Betriebsspannung des Senders begrenzt.

Harald

 

[ducati]

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Im Datenblatt ist noch ein Messwiderstand mit 40-340 Ohm angegeben.

Dann würd ich auch keinen höheren Gesamtwiderstand (Leitungswiderstand+Widerstand im Auswertegerät) anstreben. Die wissen schon, warum die das ins Datenblatt schreiben.
Falls Du trotzdem was messen willst, dann gabe mal an der Schnittstelle 20mA aus. Messe mit einem Amperemeter diesen Strom und erhöhe den Widerstand solange, bis der Strom unter 20mA absinkt. Das wäre dann der max. Widerstand (die max. Bürde) unter den gegebenen Bedingungen.
Trotzdem würde ich an einer Produktivanlage nur das machen, was im Datenblatt steht!

GrußF

 

[fenguli]

Vielen Dank für die schnellen Antworten

Messe mit einem Amperemeter diesen Strom und erhöhe den Widerstand solange, bis der Strom unter 20mA absinkt. Das wäre dann der max. Widerstand (die max. Bürde) unter den gegebenen Bedingungen.
GrußF

genau das habe ich mir auch gedacht. Leider konnte ich mit meinem Multimeter den Strom nicht messen.
Deswegen dachte ich mir die Spannung zwischen der Leitung und GND zu messen und aus dem Leitungswiderstand den Strom zu errechnen. Wenn ich dabei unter 4 mA komme werden keine Daten mehr übertragen und ich habe meine maximale Leitungslänge erreicht.

 

[Hesse]

Leider konnte ich mit meinem Multimeter den Strom nicht messen.

Welches Multimeter hat denn keine Strommessbereich ?
Bis 200mA können doch eigentlich alle, sogar die für 9,95€

 

[weißnix_]

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Bei 20mA und Daten übertragen kommt mir direkt https://de.wikipedia.org/wiki/TTY-Schnittstelle
in den Sinn. Da wird es mit 'nem Multimeter tatsächlich schwierig.
Grundsätzlich ist das aber mathematisch zu lösen - nicht oder? Die ermittelte Leitungslänge ist lediglich durch 2 zu teilen (Hin + Rückleitung).

 

[fenguli]

Also ermittelt habe ich zwischen Leitung 1 und GND eine Spannung von 2,974 V. Wenn ich das Potentiometer dazwischen schalte und 100 Ohm einstelle sinkt die Spannung auf 2,968 V. Kann ich mit diesen Werten die Leitungslänge bestimmen indem ich die Gleichung aufstelle I=2,968/100 Ohm=0,02968A=29mA also noch im Rahmen. Schalte ich 150 Ohm dazwischen sinkt die Spannung auf 2,955 V also I=2,955V/150ohm = 19,70mA.
Damit habe ich 150 Ohm Widerstand in die Leitung gebracht. Könnte ich dann daraus die Leitungslänge ermitteln?

 

[PN/DP]

Irgendwie klingt Dein Messverfahren reichlich unorthodox ...
Und irgendwie passt Deine Rechnerei mit 3 Nachkommastellen auch nicht; wenn Du 100 Ohm dazwischen schaltest fallen 0,006V ab, wenn du 150 Ohm dazwischen schaltest fallen 0,019V ab ???

An einem 4-20mA-Sensor ist es im Allgemeinen nicht besonders zielführend, die Ausgangsspannung zu messen, weil der Sensor unabhängig vom Lastwiderstand (Bürde) immer den selben Strom liefert - wenn die Bürde größer wird dann wird die Spannung größer damit der selbe Strom fließt - bis er die Spannung nicht weiter erhöhen kann, sprich: bis die maximale Bürde erreicht ist.

Wenn Du die maximale Leitungslänge simulieren willst, dann mußt Du den Sensor dazu bringen, daß er 20mA ausgibt und dann den Leitungswiderstand so weit erhöhen, bis der Strom unter 20mA absinkt (wie ducati schon empfohlen hat). Man kann die minimal garantierte max Leitungslänge aber auch einfacher ermitteln, indem man aus dem Datenblatt des 20mA-Senders die maximale Bürde entnimmt und den Eingangswiderstand des 20-mA-Empfängers misst. Die Differenz ist der maximal zulässige Leitungswiderstand.
Beispielrechnung mit Werten aus der Praxis: max Bürde = 600 Ohm, Eingangswiderstand = 250 Ohm --> max Leitungswiderstand 350 Ohm

Warum willst Du die maximale Leitungslänge ermitteln? Wieviele km Kabel willst Du anschließen?


PS: Wenn man kein Amperemeter zum direkten Strommessen hat, dann schleift man üblicherweise einen Widerstand (Shunt) in die Stromleitung und misst den Spannungsabfall über diesem Widerstand. Wenn Du z.B. einen 100 Ohm Widerstand nimmst, dann fallen bei 20mA 2,0V ab.

Harald

 

[weißnix_]

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Ich hab zwar immer noch nicht so recht gerafft, was Du vorhast, aber prinzipiell kannst Du so die maximale Bürde bestimmen.
Wie lang die daraus resultierende Leitungslänge ist, ergibt sich aus Querschnitt und Leitermaterial. Blöd nur, das Du die Nennbürde (den Eingangswiderstand) des Empfängers immer mit berücksichtigen musst.

Könntest Du Deinen Messaufbau mal skizzieren?

 

[fenguli]

Hallo Danke schon mal für die Antworten,
ich möchte die maximale Leitungslänge ermitteln, da an einigen Standorten hohe Leitungslängen erreicht werden müssen. Ich finde im Datenblatt einen Messwiderstand von 40-340 Ohm wäre das meine Bürde? Der Eingangswiderstand beträgt 148,7 ohm. Wären dann die 191,3 Ohm meine maximal zu erreichende Leitungslänge?

 

[weißnix_]

Sag doch einfach mal die beteiligten Komponenten, weil "Meßwiderstand" im Kontext mit Stromschleifen ist mir jetzt nicht geläufig.
Ein Blick in's Datenblatt würde uns sicher etwas näher zusammenbringen.

 

[PN/DP]

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Wie lang sind Deine "hohe Leitungslängen"?
Welche Sensoren und welche SPS-Eingänge(?) sind beteiligt?
Nenne uns doch mal ein paar genauere Daten.

Normalerweise sind 4-20mA-Signale nicht über eine Leitungslänge begrenzt. Wenn es mehr als 100m werden hat man eher mit Potential-Problemen und Störeinkopplungen zu tun. Meist ist es dann auch wirtschaftlicher, die Analogsignale mit dezentralen IO auf Feldbussysteme einzusammeln.

Harald