Lüfter über PWM ansteuern - Verständnisfrage

[konstruktion-stz]

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Hallo zusammen,

bin das erste Mal mit der Ansteuerung eines Lüfters über ein PWM Signal konfrontiert und habe (noch) keinen Plan. . Wir sollen 4 Lüfter mit der selben Drehzahl betreiben. Diese soll über das PWM Signal veränderbar sein. Der Lüfter hat 4 Anschlüsse. +UB / GND / PWM / Tacho. Die Stromaufnahme beträgt bei max. Drehzhal 1.6A. Dazu habe ich 2 Fragen. Zieht der Lüfter seinen Betriebsstrom über die +UB und zweitens kann ich mehrere Lüfter an einem Pulse Ausgang der SPS betreiben. Habe leider von den Hersteller (Lüfter und SPS) keine Antworten auf meine Fragen erhalten und hoffe ihr könnt mir helfen. Danke und Gruß Jürgen

 

[Plan_B]

Ja, der zieht den Strom via Ub.
Normalerweise sollten mehrere Lüfter an eimem PWM Ausgang parallel geschaltet werden können. Also auch ja.

Lediglich der Tacho muss ggf einzeln ausgewertet werden.

 

[Gerhard Bäurle]

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@konstruktion-stz – Ist das eine Hausaufgabe oder ein Projekt während einer Ausbildung?

Hier gibt es ein wenig Theorie zum Thema (4-Pin-Anschluss):

Prozessor-Lüfter-Anschluss

Die per PWM erzeugte Spannung regelt die Drehzahl, da fließt kein nennenswerter Strom.

Ich meine, dass die Lüfter identisch/baugleich sein sollten.

 

[konstruktion-stz]

Danke euch. Ich weiß gar nicht, ob das Thema PWM schon Bestandteil meiner Ausbildung war. Ist schon zu lange her.

Alle 4 Lüfter sind baugleich uns sollen in einer Anlage, bei der Bauteile auf Temperatur geprüft werden für eine wenig Belüftung bzw. Umluft sorgen.

Bisher haben wir Lüfter immer ein- oder ausgeschalten. Noch nie geregelt.

Angesteuert werden sollen die Lüfter über eine ET200SP Pulsebaugruppe.

Da muss ich mal schauen, ob und wie ich den Tacho auswerten kann.

Hier soll keine Drehzahlregelung über den Taho erfolgen, jedoch als Feedback ob der Lüfter überhaupt dreht könnte da durchaus Sinnvoll sein.

 

[blackpeat]

Wenn es dir nur um dreht überhaupt kannst du einen normalen Eingang nehmen und die Eingangsverzögerung ausschalten. Dann einfach gucken ob du innerhalb von 10s einen Signaländerung siehst.

 

[Plan_B]

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Der Tacho liegt oft nur bei 100..200Hz.
Und checken, ob er open collector ist
Alternativ die Rückmeldung via Temperatur machen.

 

[konstruktion-stz]

Guten Morgen zusammen,
es geht beim Tacho dann eigentlich nur ob dreht oder nicht. Im Hersteller Datenblatt steht Tacho-Typ Open Collector.
Am Tachosignal ist noch ein Arbeitswiderstand eingezeichnet.

 

[Plan_B]

t Tacho-Typ Open Collector.
Am Tachosignal ist noch ein Arbeitswiderstand eingezeichnet.

Jupp, sonst funzt das am PNP-Eingang nicht.
Die Tachofrequenz musst Du checken, nicht dass durch Interferenzen mit der Zykluszeit ein statisches (Fehl) Signal rauskommt.
Alternativ nur bei niedrigster PWM Aussteuerung nur ein "Anlauf ok" bei jedem Anlauf generieren.

 

[konstruktion-stz]

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Okay. Ich werde das mal den Kollegen von der Software mit auf den Weg geben. Für die Auslegung des Arbeitwiderstandes muss ich mich mit dem Siemens Support auseinandersetzen. Da fehlt mir so ein wenig die Basis für die Berechnung. Hatte ich in den letzten Jahrzehnten nicht gebraucht.

 

[Plan_B]

4.7k sollte passen.
So 5mA düfte der Transi im Fan als Dauerlast aushalten.

 

[konstruktion-stz]

Das steht im Datenblatt des Lüfters:

 

[PN/DP]

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Ui, was ist denn das für ein "SPS-feindlicher" Lüfter mit max Sinkstrom 4mA? Da wird eine Kopplung an eine ET200SP-Baugruppe schwierig. Da wirst du wohl einen Optokoppler oder Signalverstärker zwischenschalten müssen, der mit max 4mA durchschaltet, oder eine Baugruppe mit minus-schaltenden Eingängen nehmen, die max 4mA brauchen.

Wie sind denn die technischen Daten/Anforderungen an das PWM-Signal? Nicht, dass die auch keine SPS-Baugruppe kann...

Zum Pullup-Widerstand:
Das Ohmsche Gesetz gab es bei deiner Ausbildung schon?
1) du berechnest, wie gross der Widerstand maximal sein darf, damit im Ruhezustand der SPS-Eingang noch sicher 1-Signal erkennt. Beispiel (Phantasiewerte) 16V und 4mA, macht an 24V einen Spannungsabfall von 8V der bei 4mA auftreten darf, macht 2 kOhm
2) jetzt berechnest du, wieviel Strom durch den Open Collector Ausgang fließt, wenn er den SPS-Eingang nach 0V kurzschließt und dabei der Strom nur durch den Pullup-Widerstand begrenzt wird. Also 24V / 2 kOhm = 12 mA. Soviel müsste der Ausgang mindestens vertragen. Das ginge also nicht...

PS: Grrrr, furchtbare Autokorrektur am Smartphone, die mehr verhunzt als korrigiert....

 

[konstruktion-stz]

Auweh. Das Eis wird immer dünner für mich.

Ja das Ohmsche Gesetz war auch schon während meiner Ausbildung ein Thema.

Hier mal das Anschlussschema und die Betriebsdaten des Lüfters.

 

[konstruktion-stz]

Hier noch das Schaltbild:

 

[PN/DP]

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Die technischen Daten hätte der Hersteller aber auch eindeutiger schreiben können... Ich vermute aus den Angaben:
- die PWM-Frequenz darf 1 kHz bis 5 kHz betragen
- das PWM-Signal muss gegen 0V schalten ---> Signalwandler/Optokoppler nötig, oder gibt es minus-schaltende ET200SP-PWM-Baugruppen?
Wieviel Strom der PWM-Eingang benötigt, steht da nicht. Welcher Drehzahl 0 % (oder 1 %?) entspricht, steht da nicht. Mindest-Pulslänge steht da nicht.
Was bedeutet die Bedingung "∆p = 0" ??? Kein Gegendruck?

 

[konstruktion-stz]

Ja leider gibt das Datenblatt nicht viel her. Ich habe mittlerweile einen Kontakt bekommen, an den ich mich beim Lüfterhersteller wenden kann. Leider heute nicht mehr im Büro. Hoffe ich bekomme morgen mehr Infos. Melde mich wieder.

 

[konstruktion-stz]

Guten Morgen zusammen. Für alle die es interessiert. Bezüglich der Ansteuerung des Lüfters gäbe es laut Siemens Fachberatung die Möglichkeit auch die Betriebsspannung des Lüfters zu modulieren. Dazu eigent sich ein High Speed Modul mit 24V/2A. Man kann dann zwar nicht ganz so sauber regeln wäre aber günstiger als eine Pulse Baugruppe. Evtl. für unsere Anwendung aber ausreichend. Für den Tacho würde wie auch weiter oben schon mal erwähnt ein Digitaler Eingang in Verbindung mit einem Pull-Up-Widerstand ausreichen. Leider gibt es immer noch kein Feedback vom Lüfterhersteller. Lobend erwähnen muss man die Siemens Fachberatung die immer zügig auf Support Anfragen reagiert. Da sind andere goße deutsche Firmen leider noch nicht so weit. Letztenendes müssen wir das ganze wohl erstmal in einem Testaufbau ausprobieren. Danke an euch alle für eure Tipps und Anmerkungen. Gruß Jürgen

 

[Oberchefe]

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Das Tachosignal bekommt man mit einem passenden Optokoppler (Beispiel: https://www.leg-gmbh.de/html/ok11_optokoppler.html ) auf die SPS, das PWM umgekehrt sehr wahrscheinlich auch zum Motor. Sollte hochohmig am Motor sein, sonst würde die separate Versorgung keinen Sinn machen. Fragt sich nur, ob es nicht sinnvoller wäre, andere Lüfter zu wählen, PWM Karte und Optokoppler kosten ja auch Geld.

Schau mal in das PDF ab Seite 252:

https://www.ebmpapst.com/content/dam/ebm-papst/media/catalogs/products/Katalog_Kompaktluefter_DE.pdf

Die kannst du mit 0-10V Sollwert bekommen oder gleich die Temperaturgeregelte Variante mit NTC nehmen.

 

[PN/DP]

Für den Tacho würde wie auch weiter oben schon mal erwähnt ein Digitaler Eingang in Verbindung mit einem Pull-Up-Widerstand ausreichen.

Ja, für Elektronik-Laien, die schon mal das Wort "Pull-Up-Widerstand" gehört haben, funktioniert sowas theoretisch. Praktisch aber nur innerhalb enger Grenzen. Hat man dir gesagt, wie groß der Widerstand sein soll?

Ich würde auch empfehlen, nimm andere Lüfter.

 

[Plan_B]

aut Siemens Fachberatung die Möglichkeit auch die Betriebsspannung des Lüfters zu modulieren.

Bei nem Lüfter mit eingebauter Elektronik?