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Thema: NPN Ausgang auf digitalen SPS Eingang.

  1. #11
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    Zitat Zitat von Mr Floppy Beitrag anzeigen
    Ich würde gerne wenn der Ausgang kommt 24V am Eingang der SPS haben.

    Wie groß muss meine ohmische Last dann sein?
    Volle 24V am SPS-Eingang geht bei Pull-Up-Widerständen praktisch nicht, weil die SPS-Eingänge dafür viel zu niederohmig sind.

    Zur Berechnung des Pull-Up-Widerstandes für ein Zelio (minimaler High-Pegel: +14V, zieht dabei 2mA)
    • Sensor=0 -> NPN-Transistor gesperrt -> Pull-Up-Widerstand muß den SPS-Eingang auf >=14V ziehen bei typisch 2mA Eingangsstrom
      Rmax = U / I = (24V-14V) / 2mA = 5,0kOhm -> 4,7kOhm einbauen
    • Sensor=1 -> NPN-Transistor durchgesteuert -> schließt den SPS-Eingang gegen 0V kurz -> ergibt die vollen 24V über dem Pull-Up-Widerstand -> maximal Strom und Verlustleistung an Widerstand
      I = U / R = 24V / 4,7 kOhm = 5,1mA
      P = U * I = 24V * 5,1mA = 123mW -> es sollte 1/4-Watt-Typ eingebaut werden (auch der wird schon fühlbar warm)


    Da man oft keine Angaben findet, wieviel Strom ein SPS-Eingang bei minimalem High-Pegel zieht, sollte man bei unbekannten SPS-Eingängen eine Versuchsschaltung aufbauen und den optimalen Widerstand empirisch ermitteln.

    z.B. bei Siemens S7-300 sollte der Pull-Up-Widerstand nur 1,5 .. 2kOhm sein. Dann beträgt die Verlustleistung schon 288 .. 384mW! Hier fährt man besser mit Optokopplern oder Koppelrelais.

    Bei Koppelrelais auf SPS-Eingänge muß man strenggenommen noch den Kontakt-Mindeststrom beachten, der bei den meisten Kontaktmaterialien bei >= 10mA liegt. Nach 100.000 Kontaktspielen muß man sich nicht wundern, wenn die Relaiskontakte dann "keinen Kontakt" mehr geben, weil sie sich nicht mehr "freibrennen" können. Für Signale mit häufigen Schaltspielen sollte man dann schon Relais mit vergoldeten Kontakten nehmen.

    Wenn möglich würde ich den NPN-Sensor potentialfrei zwischen +24V und SPS-Eingang schalten. Pull-Up-Widerstände mag ich nicht und setze sie nur ein, wenn es nicht anders geht. Wenn doch, dann versuche ich, möglichst nahe am Sensor das Signal schon "umzudrehen", nicht erst im Schaltschrank an den SPS-Eingängen.


    Zitat Zitat von rheumakay Beitrag anzeigen
    Warum soll es laut VDE nicht in Ordnung gehen?
    Meine Meinung: Wenn man Sensoren mit NPN-Ausgängen einsetzt, dann darf man den Minus der 24V nicht erden, weil sonst ein Erdschluß der Signalleitung ungewollte Schaltvorgänge auslösen kann. Wenn die Steuerspannung nicht geerdet ist, dann muß man aber imho eine Isolationsüberwachung für diese Steuerspannung einbauen.
    siehe VDE 0113 Teil 1 (IEC/EN 60204-1) Elektrische Ausrüstung von Maschinen - Punkte 9.4.3 und 11.2.2

    Harald
    Es ist immer wieder überraschend, wie etwas plötzlich funktioniert, sobald man alles richtig macht.

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  2. #12
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    Zitat Zitat von PN/DP Beitrag anzeigen
    Meine Meinung: Wenn man Sensoren mit NPN-Ausgängen einsetzt, dann darf man den Minus der 24V nicht erden, weil sonst ein Erdschluß der Signalleitung ungewollte Schaltvorgänge auslösen kann. Wenn die Steuerspannung nicht geerdet ist, dann muß man aber imho eine Isolationsüberwachung für diese Steuerspannung einbauen.
    siehe VDE 0113 Teil 1 (IEC/EN 60204-1) Elektrische Ausrüstung von Maschinen - Punkte 9.4.3 und 11.2.2

    Harald
    Und kann (darf) man die +24V der Sensorspannung auf Masse legen ??

  3. #13
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    Zitat Zitat von Rudi Beitrag anzeigen
    Und kann (darf) man die +24V der Sensorspannung auf Masse legen ??
    Dürftest du Selbstverständlich, macht nur beim NPN/PNP Mischbetrieb schlicht und einfach keinen Sinn.

    Das bei "uns" im Regelfall die 0V auf Masse gelegt werden, ist eher historischer Zufall, denn normative Notwendigkeit.

    Mfg
    Manuel
    Warum denn einfach, wenn man auch Siemens einsetzen kann!

    Wer die grundlegenden Freiheiten aufgibt, um vorübergehend ein wenig Sicherheit zu bekommen, verdient weder Freiheit noch Sicherheit (B. Franklin).

  4. #14
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    Warum macht es keinen Sinn ? Der Schutz vor Doppelmasseschluß im Senorkreis wäre dann doch gegeben, oder sehe ich das falsch ?

  5. #15
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    Zitat Zitat von Rudi Beitrag anzeigen
    Warum macht es keinen Sinn ? Der Schutz vor Doppelmasseschluß im Senorkreis wäre dann doch gegeben, oder sehe ich das falsch ?
    Mit dem daraus resultierenden permanenten Kurzschluss schützt du dich natürlich vor allem, eine sicherere Maschine gibts ja gar nicht ...
    Warum denn einfach, wenn man auch Siemens einsetzen kann!

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  6. #16
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    Wieso eigentlich permanenten Kurzschluß ?

  7. #17
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    Das bei "uns" im Regelfall die 0V auf Masse gelegt werden, ist eher historischer Zufall, denn normative Notwendigkeit.
    Das ist sicherlich kein Zufall, das gemeinsame Potential muss aus Sicherheitsgründen auf Masse gelegt werden, und das ist bei PNP Maschinen eben Minus. Bei japanischen NPN Maschinen ist es eben der Plus. Sensorik ist nur ein Problem (Szenario: Schluss von +24V auf Maschinenrahmen wegen beschädigtem Kabel wird nicht bemerkt, später kommt zweiter Schluss von Eingang des Starttasters der Maschine dazu -> Maschine läuft los). Aktorik kann auch gefährliche Zustände hervorrufen (Schluss von +24V auf Rahmen der Maschine, dann Schluss vom Kabel zum Magnetventil....).

  8. #18
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    Hallo,
    ich habe eben auch das Problem gehabt.
    Würde denn was dagegen sprechen den Kollektor auf 24V zu legen und den Emitter an den SPS-Eingang zu klemmen?

    Maik

  9. #19
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    sind die NPN Potentialfrei?

    WEenn ja, dann den Widerstand als Pull down, dann passt auch die Logik!
    Von 24+ auf den NPN, Negativer Anschluß vom NPN dann auf SPS und Pulldown, Anderer Anschluß vom Pull down auf 24- fertig.

    Widerstände gibts ev bei Phönix, Weidmüller, . . .
    Sosnst gibts da Gehäuse zum selber bestücken.

    Alternativ, 2 Reihenklemmen, auf einer Seite die Widerstände einklemmen, andere Seite für deren Anschluß. Wenn du das schön mit deinen Klemmen für die Geber zusammen aufreihst, sieht das auch gut aus. Über die blanken Anschlußdrähte der Widerstände ev. noch ein bisschen abgezogene Aderisolierung, . . .

    Widerstand: ca. 10 bis 15 kOhm, ist nicht so genau.

    Fertig.
    Elektrotechnik und Elektronik funktioniert mit Rauch (Beweis: Tritt Rauch aus, funktioniert auch das Bauteil nicht mehr)

  10. Folgender Benutzer sagt Danke zu winnman für den nützlichen Beitrag:

    _Maik_ (03.05.2012)

  11. #20
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    Zitat Zitat von _Maik_ Beitrag anzeigen
    Würde denn was dagegen sprechen den Kollektor auf 24V zu legen und den Emitter an den SPS-Eingang zu klemmen?
    Zitat Zitat von PN/DP Beitrag anzeigen
    Wenn möglich würde ich den NPN-Sensor potentialfrei zwischen +24V und SPS-Eingang schalten.
    Wenn die Sensor-Elektronik potentialfrei ausgeführt ist, dann wäre das die beste Lösung. Und man benötigt keine zusätzlichen Widerstände.

    Harald
    Es ist immer wieder überraschend, wie etwas plötzlich funktioniert, sobald man alles richtig macht.

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  12. Folgender Benutzer sagt Danke zu PN/DP für den nützlichen Beitrag:

    _Maik_ (03.05.2012)

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