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Thema: Kompensation von Thermoelementen

  1. #1
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    Guten Morgen,
    ich habe eine Anwendung wo Temperatur gemessen werden soll wo folgende Fühler verwendet werden: "NiCr-Ni Typ K".
    Als Baugruppe wollte ich die ET200s 2AI TC ST (6ES7 134-4JB00-0AB0) verwenden.

    In der Baugruppen beschreibung im Handbuch wird von Kompensation von Thermoelementen gesprochen....

    Was verbirgt sich dahinter und was muß ich beachten.....?

    gruß Helmut
    - - -
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    Zitieren Zitieren Kompensation von Thermoelementen  

  2. #2
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    Hi Reparatur,
    die Temperaturwerte sind bei diesen Thermoelementen nicht linear zur Spannung (siehe Spannungs / Temperaturdiagramm von Hersteller).
    Mittels komensation wird aus der nichtlinearen Kennlinie eine Gerade die man dann in der SPS auswerten kannst.
    Würde man da zum Beispiel eine normale Analog Eingangskarte nehmen, würde ohne die Kompensation die gemessenen Werte nicht der realen Temperatur entsprechenden.
    Ansonsten muß man nur aufpassen, das die Thermoelemente richtig angeschlossen werden. Ist da ein (Leitungs-)dreher drin, bekommst man wieder verkehrte Werte und das kann im schlimmsten Fall zum Maschinenschaden (wegen Überhitzung bis hin zum Schmelzen des zu messenden Materials) führen.

    MFG
    der Mondmann

  3. Folgender Benutzer sagt Danke zu Mondmann für den nützlichen Beitrag:

    rostiger Nagel (03.12.2008)

  4. #3
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    Hallo,

    es handelt sich dabei wahrscheinlich um die Option mit einem Pt100-Modul die Vergleichsstellentemperatur zu erfassen und deren Einfluss somit zu kompensieren.
    (siehe auch http://de.wikipedia.org/wiki/Thermoelement "Vergleichsstellentemp.")

    Edit (Siemens Hilfe):
    Angehängte Grafiken Angehängte Grafiken
    Geändert von Isch (03.12.2008 um 00:45 Uhr)

  5. Folgender Benutzer sagt Danke zu Isch für den nützlichen Beitrag:

    rostiger Nagel (03.12.2008)

  6. #4
    Avatar von rostiger Nagel
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    Hallo ihr beiden, erst mal vielen dank für die Antworten. Jetzt habe ich es ein wenig begriffen.
    Wenn ich anstatt der Standartbaugruppe eine HF Baugruppe mit passenden Terminalmodul verwende kann doch die Kompensation mit diesem Terminalmodul durchgeführt werden....oder...?

    gruss Helmut
    - - -
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  7. #5
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    Also das was mondmann geschrieben hat läuft unter dem Begriff "Linearisierung" und hat erstmal nichts mit der Kompensation zu tuen.

    Das was isch geschrieben hat, kommt dem ganzen schon näher, aber ist halt nicht sehr genau...

    Darum versuche ich dir das nahe zu bringen...

    Bei den Siemens Modulen gibt es 2 Typen:

    1:2AI TC ST (6ES7134-4JB01-0AB0) keine interne Temperaturkompensation, externe aber möglich über ein PT100 an der SELBEN Station

    2:2AI TC HF (6ES7134-4NB01-0AB0) interne Temperaturkompensation mit TM-E15S24-AT oder TM-E15C24-AT, externe Temperaturkompensation genauso möglich wie bei 1

    Um dir mal zu verdeutlichen warum wir eine Kompensation brauche:
    Die Messung beruht im grossen und ganzen darauf das man 2 verschiedene Legierungen verbindet und sich dadurch bei unterschiedlichen Temperaturen eine unterschiedliche Thermospannung einstellt. Diese wird von uns gemessen...

    Idealerweise kommt dabei keine Verbindung mit anderen Legierungen oder Metallen zum Einsatz, aber das funktioniert in der Realität halt nicht, da die meisten Anschlussklemmen verchromt, vernickelt oder halt komplett aus Kupfer sind.

    Dabei entsteht an den Anschlussklemmen bei unterschiedlichen Temperaturen auch wieder eine Thermospannung, die der zu messenden Thermospannung entgegensteht.
    Darum im Prinzip die Temperaturkompensation, dabei wird idealerweise direkt an den Anschlussklemmen des TC Moduls gemessen.
    ( ich hab da teilweise nen PT100 direkt hinter die Anschlussklemmen geklemmt oder halt aus dem Kanal senkrecht hochstehen lassen.)

    Die HF Module haben mit dem richtigen Anschlussterminal direkt die Kompensation eingebaut, und geben dir direkt den richtigen Wert raus, bei ST Modulen musst du immer noch nen PT100 setzen, sonst hast du Abweichungen vom Messwert die teilweise sehr hoch ausfallen können.

    Und wenn du mehrere Klemmstellen haben solltest (warum auch immer) verdrill die Leitungen farblich passend zueinander und steck die dann zusammen in die Klemmstelle, damit hast du weniger Übergänge die sich auswirken können.
    Geändert von mnuesser (03.12.2008 um 10:15 Uhr) Grund: Deutsche Rechtschreibung nachträglic :)

  8. Folgender Benutzer sagt Danke zu mnuesser für den nützlichen Beitrag:

    rostiger Nagel (03.12.2008)

  9. #6
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    Eigentlich sind es nicht die Widerstände an den Klemmstellen die Probleme machen, sondern die dort entstehende Thermospannung. Diese ist der zu messenden Thermospannung entgegengesetzt. Dadurch ergibt sich eine Reihenschaltung aus zwei (eventuell auch mehr) Spannungsquellen und somit wird effektiv nur die Temperaturdifferenz zwischen der Vergleichsstelle und der Meßstelle gemessen.

    Für genaue Infos siehe auch mein Wikipedia Link von oben, dort wird das ganze recht anschaulich beschrieben.

    Stephan

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

    rostiger Nagel (03.12.2008)

  11. #7
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    Eigentlich sind es nicht die Widerstände an den Klemmstellen die Probleme machen, sondern die dort entstehende Thermospannung. Diese ist der zu messenden Thermospannung entgegengesetzt. Dadurch ergibt sich eine Reihenschaltung aus zwei (eventuell auch mehr) Spannungsquellen und somit wird effektiv nur die Temperaturdifferenz zwischen der Vergleichsstelle und der Meßstelle gemessen.

    Für genaue Infos siehe auch mein Wikipedia Link von oben, dort wird das ganze recht anschaulich beschrieben.

    Stephan

  12. Folgender Benutzer sagt Danke zu Isch für den nützlichen Beitrag:

    rostiger Nagel (03.12.2008)

  13. #8
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    Jop,

    schönes Beispiel ist da bei unseren analgen, wo der Hauptschaltschrank meist schön unter klima im Schaltraum steht, die ET 200 aber direkt am Extruder, wo du also Temperaturen (Umgebung) zwischen - 30 und + 100°C findest. IMHO findest Du in den Einstellungen deiner TC- Karte einen Punkt, wo du die Adresse des PT100 angeben kannst, auf welchen sich der Ausgleich beziehen soll

    Gretz, Tom

  14. Folgender Benutzer sagt Danke zu TommyG für den nützlichen Beitrag:

    rostiger Nagel (06.12.2008)

  15. #9
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    Hallo,

    grundsätzlich ist es etwas anders.
    Bei der Thermoelementemessung wird immer die Temperaturdifferenz zwischen Spitze Thermoelement (also Spitze des Fühlers, da wo die beiden unterschiedlichen Metalle verbunden sind) und Ende des Thermoelements gemessen. Ende des Thermoelements kommt auf die Anwendung darauf an. Habe ich nur das Bauteil vor mir liegen so sind es die Anschlußpunkte des Fühlers.
    Sitzt das Thermoelement irgendwo im Feld so muß es ja z.B. in den Schaltschrank verkabelt werden. Hierfür muss sog. Ausgleichsleitung, bestehend aus dem selben Material wie das Element selbst, verwendet werden.
    Und dann bildet das Ende des Elements das eine Ende der Ausgleichsleitung (im Schaltschrank).
    Die sicher ergebende Thermospannung wird aus der Temperaturdifferenz, Feld-Schalschrank, gebildet.
    Und da die Temperatur innerhalb des Schaltschranks schwanken kann muss hier eine Kompensation stattfinden ansonsten erhalte ich einen Messfehler.
    Bsp. Messung einer immer gleichen Temperatur im Feld von 100 °C. Im Sommer ist im Schalschrank eine Temperatur von 40 °C und im Winter von 0 °C. Somit habe ich im Sommer eine Temperaturdifferenz von 60 °C und im Winter von 100 °C.
    Wird nicht kompensiert (also die Temperatur Ende Thermoelement nicht berücksichtigt) ergibt sich ein sehr großer Messfehler.

    Viele Grüße

  16. Folgender Benutzer sagt Danke zu Anwender für den nützlichen Beitrag:

    rostiger Nagel (07.12.2008)

  17. #10
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    also irgendwie versteh ich garnix .. entweder bin ich zu blöd zum lesen oder ka...

    soweit ich thermoelemente aus meiner Laufbahn kenne haben wir immer kompensationselemente eingesetzt wenn das kabel nicht durchgängig aus dem thermomaterial war.

    zu deutsch bei Mehreren Thermoelementen bis zur klemme waren die kabel aus dem thermo material und nach der klemme aus kupfer... dann wurde ein Vergleichsbaustein gesetzt der mit einer Ausgleichsleitung (aus thermomaterial) auf die Kompensationseingänge der Analogbaugruppen verdrahtet wurde...

    wenn die Thermoelemente direkt ohne Kupfer bis zur Baugruppe geführt wurden wurden die Kompensationsklemmen (Comp) gebrückt dies haben wir eingesetzt wenn nur vereinzelt thermoelemente aufgelegt wurden.
    Never touch a running system

  18. Folgender Benutzer sagt Danke zu wincc für den nützlichen Beitrag:

    rostiger Nagel (07.12.2008)

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