Sonstiges ET200sp Störungen bei einer Thermoelement Baugruppe

[rostiger Nagel]

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Ich hätte da mal eine Hardware Frage.

Ich habe hier eine ET200sp wo eine 8x TC Baugruppe verbaut ist.
Die Fühler sind Typ J die in Heizbänder und Heizpatronen verbaut sind.

Wenn ich die Heizbänder (4 Stück) aufheize, ist alles Tip Top, über die Regelung
werden die Temperaturn auf Strich 100 Grad gehalten.

Schalte ich die Heizpatronen zu, fangen die Temperaturen von Patronen und
Heizbänder an stark zu schwanken. Es fängt so an das die Temperaturen
so 2-3 Grad schwanken dann 7-8 Grad, dann mal 10 bis 20 Grad und sogar von
100 Grad bis auf -60 Grad.

Heizpatronen wurden schon getauscht gegen andere, von einen anderen Hersteller,
immer noch das gleiche Verhalten. Wenn ich statt Patronen, Heizbänder nehme,
läuft alles ruhig.

Leitungslängen schließe ich aus da nur 1m. Parametrierung oder falscher Anschluß
schließe ich auch aus, da es mit Heizbänder funktioniert.

Patronen ohne Ansteuerung des Leistungsteil und Aufheizen mit einen Heißluftföhn
auf über 100 Grad brachte keine Störung.

Kann es sein, das durch das die schnelle Temperatuänderung in der Patrone irgend
etwas mit den Thermolelement passiert, was die Baugruppe stört?

Schon mal jemand etwas ähnliches gehabt?

 

[Crack123]

Wie sieht denn die ansteuerung aus Thyristor / Transistor / Schütz ?

sollte es was getaktetes sein hast du ein EMV Problem ala Induktionspannung, Thermoelement sind das sehr anfällig da wir ja nur über Millivolt veränderungen reden.

 

[rostiger Nagel]

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Halbleiterschütz.

Es ist eine PWM über PID Compact.

Warum wirkt sich dieses Problem nicht auf die Heizbänder aus?

 

[Crack123]

Heizbänder sagt mir so nicht viel, Widerstandsdraht / Elektroden ?
Wir haben bei nem 2 MW Schmelztiegel auch ein *K* Thermoelement gehabt, sobald Leistung an war schwankte das um 20° +- haben auf *N* umgestellt was etwas besser ist weil höheres Spannungslevel,
alternativ wäre ein Messfühler mit Integriertem Messumformer auf 4-20mA sofern er selber nicht gestört wird und/oder gegrillt wird.


Nebenbei, habt ihr einen Calibrator bzw ein Messgerät womit ihr das Element messen könnt auf Spannung/Temperatur dann könnte man ja sehen was passiert sobald die Regelung läuft.

 

[rostiger Nagel]

Ich bin so ein bischen weit weg von MW, eher ein paar watt'chen,
so 200W pro Heizung. Vielleicht sollte ich mal am Regler so ein
bischen drehen zB minimale Einschaltdauer hoch drehen.

 

[Blockmove]

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Ich tippe mal auf die Kombination Ableitströme, Potentialausgleich und Analogmasse.

Häng die Patrone mal an einen (nicht geerdeten) Trenntrafo und heize sie auf.
Danach mal die Patrone direkt ans Netz hängen.
Jeweils die Thermoelement Ergebnisse dabei anschauen.

Früher wurden bei uns die neuen Patronen erstmal in den Spritzwerkzeugen einige Stunden aufgeheizt.
Danach waren die Werte der Thermoelemente stabil und die Ableitströme unten.

Gruß
Dieter

 

[rostiger Nagel]

Ich tippe mal auf die Kombination Ableitströme, Potentialausgleich und Analogmasse.

Häng die Patrone mal an einen (nicht geerdeten) Trenntrafo und heize sie auf.
Danach mal die Patrone direkt ans Netz hängen.
Jeweils die Thermoelement Ergebnisse dabei anschauen.

Früher wurden bei uns die neuen Patronen erstmal in den Spritzwerkzeugen einige Stunden aufgeheizt.
Danach waren die Werte der Thermoelemente stabil und die Ableitströme unten.

Gruß
Dieter

Das mit dem Trenntrafo kann nur zu Testzwecken funktionieren, die Maschine ist ein Zweischicht Laborextruder,
das ding ist so klein, da passt kein Trafo mehr rein und wird am Schukostecker betrieben.

Da die Heizpatronnen zur abgenommen Wärme sehr groß sind, habe ich eine schnellen Regeltakt gewählt.
Das mit den Langsam aufheitzen könnte die Lössung sein, das ich irgendwie am PWM Signal drehe.

 

[Blockmove]

Das mit dem Trenntrafo kann nur zu Testzwecken funktionieren

So war es ja auch gedacht. Es ist nur zur Fehlersuche.
Wenn die Heizpatrone am Trenntrafo hängt, sollten keine Ableitströme fließen und du bist etwas weiter bei der Fehlersuche.

Reglertakt sollte eigentlich kaum das Thema sein.
Eher schon, dass die Leistung sauber im Nulldurchgang geschaltet wird.
Wir hatten da mal die falschen Solid-State-Relais an einer Anlage und da gab es heftige EMV-Probleme.

Gruß
Dieter

 

[rostiger Nagel]

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so zu meinen Problem ...

Ich habe bei den betreffenden Reglern, die PWM Begrenzungen der Mindesteinschaltzeit und Mindestauschaltzeit
hoch genommen auf 0,5sec. und Filter für die Thermoelemente eingeschaltet. Danach war das Problem behoben.

 

[tysal]

so zu meinen Problem ...

Ich habe bei den betreffenden Reglern, die PWM Begrenzungen der Mindesteinschaltzeit und Mindestauschaltzeit
hoch genommen auf 0,5sec. und Filter für die Thermoelemente eingeschaltet. Danach war das Problem behoben.

Hi, ich habe ein ähnliches Problem, ein wenig abgewandelt, deshalb die Frage: Was hast Du für "Filter" verwendet? Entsprechende Software-Filter von Simenes oder Hardwarefilter? Wo hast Du den Filter eingesetzt? Für die Versorgungsspannung der Thermoelemente?

 

[rostiger Nagel]

Hallo Tysai,
grundsätzlich ist es grundsätzlich schwer mit Fühlern in der Patrone,
richtig geholfen hat nur Fühler raus und Isoliert verwenden.
Deshalb kann ich keine Empfehlung für einen Filter rausgeben.

Gruß RN

 

[tysal]

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Hey RN,
das TE ist bei mir auch nicht in einer Patrone (Sorry, das hätte ich sicherlich erwähnen müssen/sollen), sondern es ist eher ähnlich, dass bei größeren Temperaturen (in meinem Fall ab ca. 950° C) enorme Schwankungen/Abweichungen auftreten. 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 und relativ willkürlich, aber bei allen Elementen -die grundsätzlich bei der gleichen Temperatur sind +/-5 K - zwischen Minus 50-150° C ( je nach Kanal) auf.
Ich habe heute die Karten über einen Kalibrator getestet, d.h. Vorgabewerte im 1050-1100°C Bereich; ohne Probleme. Ich denke, dass hier irgendwo ein Problem mit einer Bezugsmasse o.Ä. vorliegt, da der Fehler auch nur sporadisch auftritt. Ich bin echt ratlos, da (ähnlich wie bei dir oben beschrieben) der Fehler bei den Wächtern/Begrenzern, die verbaut sind, NICHT auftritt.
Kurze Frage: Hast du bei den Elementen die Minusleitung zustäzlich auf Mana/Masse gelegt?

 

[rostiger Nagel]

Deine Fühler können auch die Temperatur ab?

 

[Chräshe]

Könnten die Wandlungszeiten der Analogwerte vielleicht eine Rolle spielen?
Oder sind die Analogkarten der ET200sp alle deutlich schneller als die günstigen Analogkarten von S7 Klassik?

 

[tysal]

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Hey RN,
ja die Fühler sollten die Temperatur grundsätzlich abkönnen. Die sind auch bis ca. 1200° C kalibriert. Da der Wert allerdings auf allen Kanälen gleichzeitig sinkt/ schwankt, bin ich bis jetzt auch nicht davon ausgegangen, dass die Thermoelemente defekt sind, da ich der Meinung war, dass 11 Elemente gleichzeitig einen defekt haben, relativ unwahrscheinlich sein sollte. Grunsätzlich ist es aber richtig, dass in diesem Temperaturbereich die keramische Isolierung teilweise durchschlagen kann. Ich hätte dann aber eher bei einem Element (ggf. auch 2-3) Elementen mit einem Fehler gerechnet und nicht bei allen Elementen gleichzeitig.

Hey Chräshe,
zu den Wandlungszeiten kann ich jetzt erstmal nichts sagen. Ich wüsste allerdings auch nicht, wie ich Einfluss auf die Wandlungszeit nehmen könnte? Ich verstehe es so, dass man eh keinen Einfluss auf die Wandlungszeit nehmen kann (wäre in diesem Fall aber auch nicht tragisch, da es ja ein recht "träges" Regelsystem ist) oder was genau meinst Du?

 

[NBerger]

Aus der Doku...

Hinweis
• Die Lastgruppe des Moduls muss mit einem hellen BaseUnit beginnen. Beachten Sie das
auch bei der Projektierung.
• 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.
Bei deaktivierten und nicht angeschlossenen Eingängen ist Brücken und Verbinden nicht
notwendig.

 

[tysal]

Hey Nberger,
danke nochmal für die Info. Meine mich allerdings dunkel erinnern zu können, dass ich in der Vergangenheit scho einmal (war zu dem Zeitpunkt, also schon ein paar Jahre her, bei einer S7-300 Analogeingangskarte) die Massebrücken gesetzt hatte, was zu gravierenden Fehlern geführt hatte. Das wäre aber noch eine Möglichkeit das ganze einmal zu prüfen; danke!

 

[Heinileini]

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Sind die ThermoElemente über geeignete (spezielle) Kabel an den AnalogKarten angeschlossen?
Vager Verdacht (wahrscheinlich völlig unbegründet): könnten die AnalogEingänge bei Verwendung "normaler" (Kupfer-)Kabel übersteuert werden?

Wenn alle ThermoElemente bei der gleichen Temperatur anfangen "Unsinn" zu melden, ist die Vermutung gar nicht sooo weit hergeholt, dass sie die Grenze ihres ArbeitsBereichs erreicht haben könnten.
Bei niedrigeren Temperaturen "renken" sich die TE wieder ein? Wurden die tatsächlichen Temperaturen an den MessStellen schonmal mit anderen Mitteln zum Vergleich gemessen?

 

[tysal]

Hey Heini,
ja, Elemente sind über Ausgleichsleitungen verbunden. Aufbau: Element -> Ausgleichsleitung (4x0,75 mm²) -> Klemme Phoenix Typ K (also gleicher Werkstoff NiCr/Ni) -> Ausgleichsleitung -> Analogeingang. Kupferkabel werden nicht verwendet (auch keine Aderenthülsen o.Ä.).
Was genau meinst Du mit Arbeitsbereich? Falls hier der skallierte Messbereich gemeint ist, der in der HW eingetragen wird ist hier der Standard Siemens Wert für Typ K eingetragen: Messbereich: -270 bis 1622 ° C (min / max. skalierter Messbereich). Oder meintest Du mit Arbeitsbereich etwas hinsichtlich der Wandlungszeit. Hier weiß ich ehrlicherweise nicht genau wo ich ansetzten soll bzw. was hier ein Problem sein könnte, siehe auch Kommentar von Chräshe.

Ich habe das gefühl, dass die TE bei niedrigen Temperaturen (bis ca. 950° C) brauchbar messen. Die Schwankungen treten m.E. erst ab höheren Temperaturen, d.h. > irgendewo 950-980° C auf. Die Schwankungen sind wirklich ganz klare Ausreißer, die physikalisch einfach nicht hinkommen können, hier mal ein Bsp:

 

[Heinileini]

Was genau meinst Du mit Arbeitsbereich?

Ich meinte den TemperaturBereich, für den die ThermoElemente spezifiziert / zugelassen sind.

Wirkt sich die Höhe der Temperatur evtl. mechanisch auf SteckVerbindungen / MasseVerbindungen aus (unterschiedliche Ausdehnung verschiedener AnlagenTeile)?

Dein Bildchen sagt aus, dass die meisten Messwerte auch bei > 800 °C durchaus realistisch aussehen, wenn sich nicht hin und wieder zu kleine Werte dazugesellen würden.

Eine Abschirmung der ZündKabel könnte die ZündSpannung evtl. kapazitiv zu sehr belasten.