Sonstiges ET 200 SP Thermoelemente - Schwankungen bei hohen Temperaturen

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tysal

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Hallo zusammen,

ich habe ein "kleines" Problem mit einer ET 200 SP und entsprechenden Thermoelementen.
Der Aufbau ist CPU 1511 <-PN-> ET200SP (ein paar DI/DO Karten) und 2 x 6ES7134-6JF00-0CA1 mit entsprechenden Baseunits mit Temperaturkompensation (aufgelegt: 11 Elemente: 8 Stück / 3 Stück)
Das Problem selbst taucht bei Temperaturen > 950° C auf. In diesem Bereich fangen unerklärliche Temperaturschwankungen/sprünge (meistens Abfälle) zwischen Minus 50-150° C ( je nach Kanal) auf.

Die Karte wurde schon über einen Kalibrator getestet und hat die Werte entsprechend normal angezeigt.
Fehler an den Elementen möchte ich auch fast ausschließen, da ich mir nicht vorstellen kann, dass 11 Elemnte gleichzeitig beschädigt werden.

Hat jemand schon mal ähnliche Phänomene mit Siemens TC Karten bei höheren Temperaturen gehabt bzw. irgendwelche Lösungsvorschläge?
 
Wenn ich das richtig verstehe hast du die Schwankungen gleichzeitig auf allen Kanälen.

Wie lang gehen die Schwankungen?

Gibt es ab dieser Temperatur irgendwelche Fremdeinflüsse z.b. Umrichter wird eingeschaltet oder so?
 
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Hallo Tysal,

schon an Überlauf gedacht? Möglicherweise hast Du Bipolaren Meßbereich eingestellt und der läuft dann über, so daß Du in den negativen Meßbereich kommst?
Welche Thermoelemente setzt Du ein und welche Einstellungen hast Du an der Karte vorgenommen?

Gruß
Jens
 
Hatten solche Probleme auch schon mal,

Die Ausgleichsleitungen waren neben Servoleitungen verlegt und die Thermoelemente in Heizpatronen verbaut.

EMV und Potentialverschiebungen machen der Karte zu schaffen.

Anlagenerdung und eine Seite der Ausgleichsleitung Erden!!! (Siehe Doku zur Karte)

Das hat damals zwar Besserung gebracht aber letztendlich wurden "externe" Umsetzer verbaut. Die sind wesendlich unempfindlicher...
 
Hallo zusammen und danke für die Anmerkungen:
zu blackbeat: Ja, die Schwankungen sind auf allen Kanälen gleichzeitig und dauern einige Sekunden / Millisekunden. Der Ausschlag ist so groß, dass es aufällt (je nach Kanal mehre XX°C bis max. ca. 150-200° C). Fremdeinflüsse möchte ich nicht komplett ausschließen, jedoch sind an der Anlage selbst keine Umrichter o.Ä. verbaut. Was mir aufgefallen ist, dass die Schwankungen auftreten (wobei hier auf ein zusätzlichen Leitrechner Temperaturwerte übertragen werden und man somit leider nicht 100%ig die genauen Zeiten herleiten kann), dass diese Schwankungen m.E. auftreten, sobald ein Brenner gezündet wird. Hierzu vielleicht noch kurz die Info: Bei Brennern werden (hier auch) üblicherweise Zündtrafos eingesetzt, die primär 230 V auf sekundär auf 6-7 kV im mA Bereich auf Zündelektroden gehen (ähnlich wie Zündkerzen beim Auto). Dabei ist die Sekundärseite des Trafos immer gegen Masse geschaltet (d.h. 0VAC vom Steuertrafo 230 V). Die Masse ist ja auch mit der 24 V Masse verbunden.

zu JSEngineering: Überlauf möchte ich ausschließen. Habe die HW Konfig nochmal gecheckt und der Temperaturwert wird eigentlich nur eingelesen. Zusätzlich habe ich mit einem Kalibrator einmal 1200° C o.Ä. auf den einzelnen Kanälen vorgegeben. Ein Überlauf hätte dann ja auch hier stattfinden müssen.

zu Berger: Ich vermute auch eine EMV Problematik. Interessant ist, dass die Anlage jetzt ca. 1-2 Jahre durchlief, ohne weiter Probleme. Es scheint mir fast, dass die Probleme nur auftreten, wenn alle Kanäle an der ET 200 belegt sind. Hierzu vielleicht noch kurz die Info: bei 3 Eingängen zu den Thermoelementen handelt es sich um reine Regelelemente. Die anderen 8 Eingänge werden nur teilweise verwendet, um über Schleppelemente die Temperatur zu verifizieren.

Mit der "eine Seite der Ausgleichsleitung Erden" meinst du Die Ausgleichsleitung (d.h. die Minusseite) direkt mit Masse/ GND in der Karte zu brücken?
 
Da es um eine ET200SP handelt frage ich, ist es vielleicht eine S7-1500 CPU ?
In den Fall ein Trace von die Messignale und das Steuerbefehl für die Zündung erstellen. Das wurde Klarheit geben ob es eine Zusammenhang gibts oder nicht.
 
zu 1) Das kann es natürlich sein. Nur was mich irritiert ist: Warum nur ab den höheren Temperaturen? Dann scheint es ja irgendwo Zusammenhänge zwischen Temperatur und Störbeeinflussbarkeit zu geben? Nur wie könnte man hier Abhilfe schaffen, sofern dies das Problem wäre? Gggf. ein zweites Netzteil (ohne Masseverbindung) und damit nur die analogen Eingangskarten versorgen?
Leider weiss ich auch nicht genau wie der interne Aufbau bei Siemens ist. Sofern hier irgendwo eine Masseverbindung zu Ground / Erde besteht, hätte ich natürlich mit Zitronen gehandelt.

zu 2) Ja, CPU 1511. Tracen könnte man diese Signale sicherlich zum Testen. Aber dann auch für den Fall, dass es daran liegt, siehe 1), was wäre die Abhilfe?
 
Zuletzt bearbeitet:
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Achso, 2 Themen über dasselbe Thema, das ist schlechten Stil.
https://www.sps-forum.de/simatic/83...ner-thermoelement-baugruppe-2.html#post769979


tysal schrieb:
zu 2) Ja, CPU 1511. Tracen könnte man diese Signale sicherlich zum Testen. Aber dann auch für den Fall, dass es daran liegt, siehe 1), was wäre die Abhilfe?
Zum Vergrößern anklicken....
Dann brauchen wir mehr Information über die Zündungssystem.
Wie lang sind die Zünd und TC Kabel ?
Sind die Kabel nah zu einander ?
Ist der Schirm in das Zündkabel in beide enden an Erde gebunden ?
Wie gut ist die Abschirmung von die TC Kabel ? Gedrillt Adern und mit Folie und Geflecht ?
Ist der Schirm in die TC Kabel in eine ende an Erde gebunden ?
Muss den Abstand zwischen die Zünd-Elektroden regelmässig justiert werden ?
Ist die Erdung generell i.O ?
...
 
Hey, ja das andere Thema wurde ja von jemand anderen geöffnet und ist wohl auch nicht ganz vergleichbar, dennoch wollte ich mal nachfragen, da das ganze nicht 100%ig abgeschlossen war, ob hier eine Lösung erarbeitet wurde.

Der Zündtrafo befindet sich in unmittelbarer Nähe (das sind so Kromschröder Standard Steuergeräte mit integriertem Zündtrafo) am Brenner. Die Zündleitung ist ca. 1-1,5 Meter lang und grundsätzlich immer in der Luft da der Elektrodenanschluss ja direkt am Brenner erfolgt (das sind solche keramischen Zünd- / Überwachungselektroden bzw. Stecker ähnlich wie bei Auto Zündkerzen)
Die Kabel liegen also nicht zusammen.
Zündkabel habe ich noch nie geschirmt gesehen. Ich denke das große Problem werden hier die hohen Spannungen 7-10 kV sein (die für den Zündfunken notwendig sind). Ich denke anderfalls hätte ich hier (also mit Schirm) einen Masseschluss.
Schirme von TC/TE werden grundsätzlich immer beidseitig aufgelegt. Ich kenne es eigentlich nicht, dass ein Schirm einseitig aufgelegt wird, außer es sind kapazitive Kopplungen zu erwarten. (auch wenn ich das schon mehrfach gehört habe.
 
Wie in den anderen Thema du es beschreiben hast, dann scheint es deutlich dass die Messschwankungen Zusammenhang mit die Temperatur haben, und vermutlich nicht mit eine äussere Störquelle.
Entweder gibt es eine thermische oder mechanische Einfluss.
Oder die TC sind für den Temperaturbereich nicht geeignet. Hast du ein Typenblatt davon ?
 
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Thermische Einflüsse kann man ausschließen. Es geht einfach nicht, dass eine Anlage, die mit 1000 kW beheizt wird in ein paar Sekunden 100-200°C (selbst bei 10-20° C) sinkt, aufgrund der gespeicherten Enthalpie / Wärmeinhalt. Mechanische Einflüsse? Was genau soll das bei einem Thermoelement sein? Sicherlich kann es sein, dass ein Element einen defekt hat, aber 11 Stück auf einmal: eher unwahrscheinlich. Das mit der Temperatur war so zu deuten: Auffällig ist, dass die Störungen / Schwankungen erst bei höheren Temperaturen stattfinden, was mir ehrlicherweise unerklärlich ist. Und ich habe auch das Gefühl, dass je mehr Sensoren an der Anlage aufgeschaltet sind (hierzu nur mal zur Erinnerung: die Regelung erfolgt über 3 Thermoelemente und 8 Elemente werden teilweise als Schleppelemente zugeschaltet) die Störungen größer werden.

Typenblatt habe ich nicht zur Hand, kann aber versichern, dass die Elemente für diesen Temperaturbereich geeignet sind. ( ist jetzt auch kein ungewöhnlicher Wert für ein Typ K Elemente)
 
tysal schrieb:
Schirme von TC/TE werden grundsätzlich immer beidseitig aufgelegt. Ich kenne es eigentlich nicht, dass ein Schirm einseitig aufgelegt wird, außer es sind kapazitive Kopplungen zu erwarten. (auch wenn ich das schon mehrfach gehört habe.
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Einseitig für Messkabel ist bei uns Gesetz. Mit beidseitige Auflage entsteht es eine Schleife der die Magnetfelder von Störquellen aufnimmt. Das, und gedrillte Ader hilfen beide gegen Magnetfelder.
 
tysal schrieb:
Thermische Einflüsse kann man ausschließen. Es geht einfach nicht, dass eine Anlage, die mit 1000 kW beheizt wird in ein paar Sekunden 100-200°C (selbst bei 10-20° C) sinkt, aufgrund der gespeicherten Enthalpie / Wärmeinhalt. Mechanische Einflüsse? Was genau soll das bei einem Thermoelement sein?
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Die Störungen sind immer in Richtung negativ. Ein TC erzeugt eine Spannung abhängig von Temperatur. Wenn es gibt eine defekte Kabel, dann konnte es zufällig schlechte Verbindung haben der die negative 'Spitzen' erklären konnte. Und dies konnte mit die Temperatur oder eine mechanische Kopplung zu tun haben.

tysal schrieb:
Sicherlich kann es sein, dass ein Element einen defekt hat, aber 11 Stück auf einmal: eher unwahrscheinlich.
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Stimmt. Es wäre interessant mit ein Trace von sämtliche Messwerte.
 
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Ich bin gerade zufällig - leider etwas spät aber dennoch - noch einmal auf meinen Beitrag gestoßen.
Das Problem ist ein zweites Mal bei einer anderen Anlage aufgetreten. Insbesondere immer bei hohen Temperaturen (in diesem Fall bei Temperaturen von 1200-1250°C beim Schmieden). Die Lösung ist hier gewesen, wie weiter oben von NBerger beschrieben:
"Anlagenerdung und eine Seite der Ausgleichsleitung Erden!!! (Siehe Doku zur Karte)". Sprich in unserem Fall auf der ET200SP eine Masseverbindung vom "MINUS" des Thermoelements bzw. allen Thermoelementen zum nächsten Massepunkt (PE/Potentialausgleich). Etwas spät, aber dennoch, vielen Dank für die Ratschläge und Ansätze!
 
tysal schrieb:
Ich bin gerade zufällig - leider etwas spät aber dennoch - noch einmal auf meinen Beitrag gestoßen.
Das Problem ist ein zweites Mal bei einer anderen Anlage aufgetreten. Insbesondere immer bei hohen Temperaturen (in diesem Fall bei Temperaturen von 1200-1250°C beim Schmieden). Die Lösung ist hier gewesen, wie weiter oben von NBerger beschrieben:
"Anlagenerdung und eine Seite der Ausgleichsleitung Erden!!! (Siehe Doku zur Karte)". Sprich in unserem Fall auf der ET200SP eine Masseverbindung vom "MINUS" des Thermoelements bzw. allen Thermoelementen zum nächsten Massepunkt (PE/Potentialausgleich). Etwas spät, aber dennoch, vielen Dank für die Ratschläge und Ansätze!
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Wir hatten ein ähnliches Problem,
wir haben geerdet auf Teufel kommt raus, leider hat das nicht geholfen.

Dann haben wir uns die Thermolente genauer angeschaut, diese hatten
intern eine Masseverbindung, diese haben wir durch Isolierte getauscht
und schon war alles sauber.

Meiner Meinung ist das wieder eine Siemens Baustelle, die Thermoelemte
hatten wir sonst, seit Generationen an ET200 ohne Probleme, erst seit dem
ET200sp tauchten diese Probleme auf.
 
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Schon wieder ein DornRöschenThread!

tysal schrieb:
ich habe ein "kleines" Problem mit einer ET 200 SP und entsprechenden Thermoelementen.
Der Aufbau ist CPU 1511 <-PN-> ET200SP (ein paar DI/DO Karten) und 2 x 6ES7134-6JF00-0CA1 mit entsprechenden Baseunits mit Temperaturkompensation (aufgelegt: 11 Elemente: 8 Stück / 3 Stück)
Das Problem selbst taucht bei Temperaturen > 950° C auf. In diesem Bereich fangen unerklärliche Temperaturschwankungen/sprünge (meistens Abfälle) zwischen Minus 50-150° C ( je nach Kanal) auf.
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Mir fällt da gerade etwas auf: viele ThermoElemente mit wenigen BaseUnits mit TemperaturKompensation.
Ich verstehe das so, dass wenige Pt100 (TemperaturKompensation) aktiv sind, um die ReferenzTemperatur für die vielen ThermoElemente zu messen.
Da wäre es doch denkbar und naheliegend, dass ein Defekt oder eine Störung eines Pt100 sich gleichzeitig auf viele Messungen mit ThermoElementen auswirkt, sofern sie durch dieselbe VergleichsMessung kompensiert werden.
 
@ ducati: Ja, irgendwo im Handbuch steht in einem Satz "Wenn Sie potenzialfreie Sensoren verwenden, dann brücken Sie die Anschlüsse M- und
verbinden die Anschlüsse mit Masse / FE. Die Störfestigkeit des Moduls wird dadurch erhöht."
Schön wäre es ja gewesen, wenn man das Anschlussschema bei Siemens dann direkt so gezeichnet hätte.
@Heinileini: ich persönlich habe das Gefühl (ich bin bei weitem kein Experte für die verbauten uC in der ET200, deshalb nur ein Gefühl), dass das Problem bei höheren Temperaturen auftritt beim umschalten des Multiplexers der Karte. So wie das Schema der AI für TC bei Siemens gezeichnet ist, gibt es ja einen Multiplexer, der die TC dann auf den Analog-Digitalumsetzer (ADU) schaltet. Ich vermute, dass es so einfach billiger ist (der Preis für 8 TC Analogeingänge ist ja auch ehrlicherweise unschlagbar) : man benötigt so ja nur einen ADU für mehrere Kanäle? der Multiplexer wird ja in gewissen Zyklen den jeweiligen Kanal auf den ADU schalten, um so die Thermospannung einzulesen und am ADU für die Steuerung zu verarbeiten.
@ rostiger Nagel ich habe von Thermoelementen mit interner Masseverbindung schon einmal was gelesen, jedoch diese in der Praxis noch nie finden können. Aber gut zu wissen, dass es auch das gibt.
 
Hallo Zusammen,

evtl fällt die noch jemand auf die Zehen.
unbenutzte Kanäle sollten kurzgeschlossen und geerdet werde.
Sonst passieren auch die oben beschriebenen Phänomene.

Gruß Tia
 
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