TIA SM 1231 RTD - Kanal von Pt100 zu PT1000

trodd0

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Hallo,

gibt es eine Möglichkeit während der Laufzeit des Programms einen Kanal von PT100 zu PT1000 zu wechseln?
Beispiel: Ein vorhandener PT100 soll mit einem PT1000 ausgetauscht werden, dies wird über ein HMI eingstellt und der Kanal entsprechend angepasst.

Verwendet wird ein SM 1231 RTD - 4xAI RTD Modul und TIA V16 mit einer S7 1214C


Danke!
 
Theoretisch kann man mit der "Konfigurationssteuerung" der CPU ein getauschtes Signalmodul beibringen, allerdings antwortet die CPU darauf mit Urlöschen und Neustart (siehe Systemhandbuch S7-1200 Kapitel 6.4 Konfigurationssteuerung)

Am einfachsten wird sein, wenn Du mit 2 Analogeingängen arbeitest und dem Programm einfach mitteilst, mit welchem Analogeingang (%IW-Adresse) es arbeiten soll. Dafür reicht z.B. eine SEL-Anweisung.

Wenn Du aber absolut keinen Analogeingang übrig hast, dann könntest Du den Eingang fest auf PT1000 einstellen und bei Anschluß eines PT100 dem PT100 einen ausgemessen großen Widerstand (z.B. 900 .. 1000 Ohm) in Reihe schalten und den vom Analogeingang gelieferten Wert umrechnen/korrigieren. (Ich habe jetzt keine Erfahrung, wie stark die Auflösung des Temperatur-Messwertes darunter leidet). Die Umrechnungsformel kannst Du Dir notfalls von einem Praktikanten oder hier vom Forum zuarbeiten lassen. ;) Für welchen Temperaturmessbereich willst Du die PT100/PT1000 einsetzen?

Harald
 
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Theoretisch kann man mit der "Konfigurationssteuerung"...

könntest Du den Eingang fest auf PT1000 einstellen und bei Anschluß eines PT100 dem PT100 einen ausgemessen großen Widerstand (z.B. 900 .. 1000 Ohm) in Reihe schalten und den vom Analogeingang gelieferten Wert umrechnen/korrigieren...

nicht alles was man könnte, ist auch ne sinnvolle Geschichte...

Wenn ich irgendwann mal an ne Anlage kommen würde, wo sowas gemacht wäre, würde ich die Hänge überm Kopf zusammenschlagen und den Quastch rauslöschen ;)

Nee, im Ernst, das mit den 2 Analogeingängen wäre noch die einigermaßen vertretbare Lösung, aber nur, wenn es wirklich ganz gute Gründe dafür geben würde...

Es hört sich hier eher so an, als wenn die Anlage weiterlaufen muss???

Keine Ahnung, warum es Siemens seit Jahren nicht hinbekommt, selbst bei ner 1500er die IO-Karten ohne CPU-Stop umzukonfigurieren (mal von 400(H) abgesehen).
Die Konfigurationssteuerung ist da auch so ne Krücke, da man dann in der HW-Konfig nicht mehr sieht, was die IOs wirklich machen...

Gruß.
 
Es gibt mittlerweile recht nette Analog->IO-Link-Wandler.
Also an die Steuerung einen IO-Linkmaster und zwischen Sensor und Master eben so einen Wandler.
Damit kann sowas recht einfach funktionieren.
 
nicht alles was man könnte, ist auch ne sinnvolle Geschichte...

Wenn ich irgendwann mal an ne Anlage kommen würde, wo sowas gemacht wäre, würde ich die Hänge überm Kopf zusammenschlagen und den Quastch rauslöschen ;)
Du bist ganz schön verwöhnt von Siemens ;)
Wenn es eine Steuerung wäre, die für den Widerstandsmesseingang einfach nur eine einzige Einstellung (z.B. 0..6000 Ohm) hätte, dann müsstest Du das sogar so machen, daß Du je nach Temperatursensor/Thermoelement eine andere (teilweise nichlineare) Skalierung im Programm machst. Und wie im Programm skaliert wird, siehst Du eh nur wenn Du Dir das Programm anschaust. Auf die Funktion des Programms hat es kaum Einfluß. (höchstens daß die mögliche Temperatur-Auflösung bei PT100 suboptimal wäre)

Keine Ahnung, warum es Siemens seit Jahren nicht hinbekommt, selbst bei ner 1500er die IO-Karten ohne CPU-Stop umzukonfigurieren (mal von 400(H) abgesehen).
Die Konfigurationssteuerung ist da auch so ne Krücke
Ich könnte mir vorstellen, daß bei der S7-1200 die Analogeingänge nicht im RUN umkonfiguriert werden können ist eine verkaufspolitische Entscheidung. Wer sowas braucht der soll halt S7-1500 einsetzen. Bei S7-1500 geht das bei allen Analogeingangskarten die ich kenne (*). Welchen Karten meinst Du wo das nicht geht?


Bei Steuerungen auf unseren Schiffen sehe ich immer vor, daß die verwendeten Analogeingänge mit der HMI zugeordnet werden können, und auch jeder freie Eingang ist da vorsorglich schon auswählbar (und auf Klemmen vorverdrahtet), auch die 0-10V-Eingänge der S7-1200-CPU sind mit 220 Ohm Shunt-Widerstand für 20mA vorbereitet. Die Schiffe können nicht beliebig viele Ersatzteile aller Art dabei haben oder in 24 Stunden ordern, wenn sie monatelang auf See sind. Da muß der Elektriker auch mal einen anderen Sensor anschließen können oder auf einen anderen Analogeingang umschalten können.

(*) AI 8xU/I/RTD/TC ST (531-7KF00), AI 4xU/I/RTD/TC ST (531-7QD00) können um-Parametrierung der Analogeingänge in RUN

Harald
 

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Wenn Du aber absolut keinen Analogeingang übrig hast, dann könntest Du den Eingang fest auf PT1000 einstellen und bei Anschluß eines PT100 dem PT100 einen ausgemessen großen Widerstand (z.B. 900 .. 1000 Ohm) in Reihe schalten und den vom Analogeingang gelieferten Wert umrechnen/korrigieren. (Ich habe jetzt keine Erfahrung, wie stark die Auflösung des Temperatur-Messwertes darunter leidet). Die Umrechnungsformel kannst Du Dir notfalls von einem Praktikanten oder hier vom Forum zuarbeiten lassen.
Die Idee ist irgendwie naheliegend, Harald. Aber wozu überhaupt den zusätzlichen (900..1000 Ω) Widerstand spendieren?
Wenn doch sowieso umgerechnet werden muss, dann lieber den klaren und einfachen Fall ohne den Widerstand.
Wenn der AE auf Pt1000 eingerichtet ist, ist damit ein kleinerer MessStrom aktiv, als bei der Einrichtung auf Pt100.
Dieser kleinere MessStrom schadet dem Pt100 keinesfalls - sondern allenfalls der StromQuelle, die den "unerwartet" hohen SpannungsAbfall verknusen muss ... jedoch eben bei dem kleineren MessStrom.
Der Widerstand müsste den TemperaturKoeffizienten 0 haben, um nicht seine eigene Temperatur als StörGrösse einzubringen.
Immerhin könnte man durchaus einen Pt1000 als solchen Vorwiderstand missbrauchen und dann ahnt man sofort: er würde mit seinem 10/11-Beitrag den eigentlich interessierenden 1/11-Beitrag des Pt100 an die Wand spielen. Ein "normaler" Widerstand wäre vermutlich eher noch schlechter geeignet als ein Pt1000 - nicht besser.
Zur Auflösung: Bei Pt100 ca. 0,4 Ω/K und bei Pt1000 ca. 4 Ω/K. So gesehen schonmal eine 10-mal so geringe Auflösung des Widerstandes.
Aber der Widerstand muss noch in eine Spannung umgewandelt werden und der Pt100 wird mit dem für ihn "falschen" MessStrom des Pt1000 betrieben.
Gerne wird über sehen, dass die Kennlinie ihren theoretischen NullPunkt nicht bei 0°C hat, sondern bei 0 K.
Die Auflösung des ADU besser nutzen, indem man den Wert für die niedrigste zu messende Temperatur möglichst hoch wählt? Hmmm, wie denn? Dazu müsste von der am Pt anliegenden Spannung ein fester SpannungsWert subtrahiert werden.
Oder die Auflösung des ADU besser nutzen durch Herabsetzen des höchsten zu messenden TemperaturWertes? Dazu müsste man den MessStrom erhöhen und damit auch die störende Aufheizung des MessFühlers.
Egal wie, das müsste im AE geschehen und parametrierbar sein. Das wäre kein Fall für die äussere Beschaltung (um nicht zu sagen "Bebastelung").
Kurzum, ein oberflächlicher Blick auf einen relativ kleinen gewünschten Messbereich einerseits und auf eine vermeintlich reichliche Auflösung des ADU andererseits ist nichtssagend und verleitet leider dazu, die erreichbare Auflösung des TemperaturWertes gewaltig zu überschätzen. Diese ohnehin sparsame Auflösung noch "freiwillig" um den Faktor 10 oder mehr zu "vergrobifizieren" wäre für mich indiskutabel.
Allerdings: Notlösungen sind natürlich besser als gar keine und in diesem Forum muss man die auch mal ungestraft diskutieren dürfen.
Häwenaissuiikend!
Gruss, Heinileini

PS:
Bei der TemperaturMessung mit ThermoElementen (Beitrag #5) wird nicht der Widerstand gemessen, sondern die SpannungsDifferenz (und damit die TemperaturDifferenz) zwischen 2 ThermoElementen, von denen sich 1 in/an der AnalogKarte befindet wo dessen absolute Temperatur z.B. per Pt100 gemessen wird, um aus der gemessenen TemperaturDifferenz der ThermoElemente auf die absolute Temperatur des anderen "eigentlichen" Fühlers zu schliessen. Damit sich tatsächlich das "ReferenzThermoElement" in/an der Karte befindet und nicht irgendwo unterwegs, muss als Verbindung zwischen beiden ein spezielles Kabel verwendet werden.
 
Zuletzt bearbeitet:
Bei S7-1500 geht das bei allen Analogeingangskarten die ich kenne (*). Welchen Karten meinst Du wo das nicht geht?
(*) AI 8xU/I/RTD/TC ST (531-7KF00), AI 4xU/I/RTD/TC ST (531-7QD00) können um-Parametrierung der Analogeingänge in RUN

Hmm, also bei mir ging das noch nie, dass ich bei ner AI-Karte in der HW-Konfig von 4...20mA auf 0...10V umgestellt habe, oder von 2-Draht auf 4-Draht bei 4...20mA (S7-1500 mit zentraler Peripherie), und er dann keinen CPU Stop wollte...

oder meinst Du die Konfigurationssteuerung mit WRREC?
oder geht das ab ner bestimmten TIA-Version oder nur bei bestimmten Änderungen...

Also ich würds gern in der HW-Konfig ändern und im RUN laden können :) (bei mir hauptsächlich bei der Inbetriebnahme oder bei späteren Umbauten)

nix genaues weiss man nicht...

Gruß.

PS: mit ner ET200SP an ner 400H über PNIO wars ganz lustig, zum Ändern musste man: die Karte rauslöschen, HW-Konfig laden, Karte wieder einfügen, Umkonfigurieren, HW-Konfig laden...
Das ging dann zwar im RUN, aber man hatte dann kurzzeitig von der Karte natürlich garkeine Werte...
 
Zuletzt bearbeitet:
Du bist ganz schön verwöhnt von Siemens ;)

mir gehts eigentlich nur darum, dass da noch jemand durchblickt...

Wenn in der HW-Konfig Pt100 eingestellt ist, dann sollte da auch nen Pt100 dranhängen...

mir reicht schon das Verwirrspiel mit 4...20mA und 2-Draht/4-Draht, da wird auch immer gebastelt, damit man mit der falschen Karte doch den falschen Sensor abfragen kann...

Und hinterher rollen alle mit den Augen :rolleyes:

Ausnahmen bestätigen natürlich die Regel.

Gruß.
 
Die Idee ist irgendwie naheliegend, Harald. Aber wozu überhaupt den zusätzlichen (900..1000 Ω) Widerstand spendieren?
Meine Intention für den zusätzlichen Widerstand war, daß der Analogeingang nicht über den für PT1000 viel kleineren Widerstand meckert (womöglich außerhalb des zulässigen Messbereichs). Und falls die Kennlinie PT100 bzw. PT1000 bei sehr niedrigen Temperaturen (sehr kleinem PT1000-Widerstand) nicht mehr linear ist, daß der PT100 im selben Kennlinienbereich wie der PT1000 betrieben wird. Der zusätzliche Widerstand sollte im Schaltschrank nahe dem Analogeingang eingebaut werden, nicht an der Meßstelle.

Jetzt habe ich ins S7-1200 Systemhandbuch geschaut und gesehen, daß die Temperaturmessbereiche PT1000 und PT100 Standard bis -243°C gehen, der Widerstandsbereich des PT100 also auch im Messbereich des PT1000 liegt (ich vermute, daß der Fragesteller nicht tiefer als -200 °C messen will). Der zusätzliche Widerstand ist also unnötig.

Leider hat das Analogeingangsmodul SM 1231 als reine Widerstandsmessbereiche nur max 600 Ohm - für PT1000 also ungeeignet.

Daß die Auflösung der PT100-Messung im PT1000-Messbereich leidet, habe ich im Beitrag #2 erwähnt. Ich hatte/habe nur keine Lust, das mal durchzurechnen. Laut S7-1200 Systemhandbuch soll die Auflösung des ADU für die Widerstandsmessung 15 Bit plus Vorzeichen sein - ich vermute, die wird auch für die PT1000-Messung ausgenutzt, und schätze, daß da 0,1..0,5 Grad Auflösung noch möglich sind.
(Allerdings kann man den Angaben im Handbuch nicht ganz trauen, denn da steht auch, die Temperaturauflösung wäre 0,1°C, es gibt aber einen Meßbereich PT100 Klima die den Temperaturwert mit 0,01°C liefert).

Mit dem Wort "Thermoelement" habe ich mich falsch ausgedrückt, ich meinte Temperatursensoren wie Ni1000, NTC, PTC, KTY.

Harald
 
Ich meine die Umparametrierung mit Parameterdatensätzen per WRREC.

Ja das kenne ich. Da haben wir aneinander vorbeigeredet.

Normalerweise stellt man die Konfiguration der IOs ja in der HW-Konfig ein... wenn man jetzt anfängt irgendwelche Kanäle über WRREC zu konfigurieren, weil man die Anlage grad nicht in Stop nehmen kann, dann ist das zwar möglich, aber nach dem 5. Umbau blick da keiner mehr durch.
Klar könnte mann auch alle IOs nur über WRREC konfigurieren (und in der HW-Konfig Standard 4...20mA 4-Draht einstellen)... Soviel dann aber zu "Automatisieren in 5 Minuten".

Prinzipiell verstehe ich nicht, warum Siemens nicht auch bei Änderungen der HW-Konfig ein Laden im RUN anbietet, wenn es doch über WRREC möglich ist...

nix gemaues weiss man nicht...

Gruß.

PS: grundsätzlich glaube ich, dass die Prozessautomatisierer nicht die Zielgruppe der S7-1500 sind (da will Siemens vermutlich weiterhin S7-400 verkaufen). Nur der Siemens-Vertrieb erzählt den Kunden was anderes...

https://support.industry.siemens.com/cs/ww/de/view/109766413
 
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1. (Allerdings kann man den Angaben im Handbuch nicht ganz trauen, denn da steht auch, die Temperaturauflösung wäre 0,1°C, es gibt aber einen Meßbereich PT100 Klima die den Temperaturwert mit 0,01°C liefert).
2. Mit dem Wort "Thermoelement" habe ich mich falsch ausgedrückt, ich meinte Temperatursensoren wie Ni1000, NTC, PTC, KTY.
1. Ich glaube ganz einfach beiden Angaben. Da hat wohl der Konstrukteur der AE-Karte genau das Problem erkannt, dass bei den meisten TemperaturMessungen mit temperaturabhängigen Widerständen die Auflösung des ADU prinzipiell grosszügig verschwendet wird und hat etwas in der Karte eingebaut, um die Lage und/oder die Steigung der Kennlinie des Widerstandes so zu manipulieren, dass die Auflösung des ADU nicht nur ein gut klingendes, aber letztlich "irrelevantes" Detail wird, sobald man den Zusammenhang mit der Kennlinie übersieht.
Zwei Massnahmen, die mir dazu so eingefallen waren, hatte ich schon genannt:
- die am Pt gemessene Spannung nicht direkt auf den ADU geben, sondern erst (per OPI) eine konstante Spannung subtrahieren. Damit kann man die Kennlinie so verschieben, dass die nicht interessierenden 0 K bis x K weiter unten im vom ADU zu wandelnden SpannungsBereich liegen oder z.T. sogar unterhalb dieses Bereichs.
- einen höheren MessStrom verwenden, der die Kennlinie steiler macht, so dass das obere Ende des vom ADU zu wandelnden SpannungsBereichs einer "interessierenden" Temperatur entspricht, statt einer irrelevant hohen Temperatur von z.B. 800 °C oder noch mehr. Weil 'Klima' anscheinend nur für den Pt1000 und nicht für den Pt100 angeboten wird, halte ich die Erhöhung des MessStroms für durchaus plausibel, denn die "AufheizNebenWirkung" im Pt1000 ist geringer als sie im Pt100 wäre. (Eine analoge Multiplikation der Spannung vor dem ADU wäre auch denkbar, aber vermutlich zu aufwändig oder ungenau.)

2. Das ist die Tücke des Wortes ThermoElement. Es klingt so schön allgemein. Scheinbar gut geeignet als SammelBegriff für diverse Typen vom TemperaturSensoren. Es ist aber fest vergeben für ein ganz spezielles, "ungewöhnliches" MessPrinzip.
Ich weiss, dass Du, Harald, es besser weisst und habe nur deshalb eingehakt, weil hier auch andere mitlesen und sich schlau machen wollen.

3. Deine Bedenken wegen einer NichtLinearität des Pt100 bzw. Pt1000 oder wegen einer zunehmenden Ungenauigkeit des ADU am unteren Rand des nutzbaren Bereichs hätte ich nicht.
Denn wen interessiert die "Niedrigkeit" des WiderstandsWerts, wenn er von einem im "normalen" Bereich betriebenen Pt100 kommt und nicht von einem bei einer extremen Temperatur betriebenen Pt1000 ... es sei denn, die AE-Karte würde versuchen, eine vermeintliche Verbiegung der Kennlinie zu kompensieren - was ich für höchst unwahrscheinlich halte.
Der untere Bereich, in dem der ADU anfängt zu "improvisieren", dürfte symmetrisch zum entsprechenden oberen Bereich liegen, bezogen auf 0 V - also gaaanz weit weg im Negativen.

Ein schönes RWE wünscht Heinleini
 
3. Deine Bedenken wegen einer NichtLinearität des Pt100 bzw. Pt1000 oder wegen einer zunehmenden Ungenauigkeit des ADU am unteren Rand des nutzbaren Bereichs hätte ich nicht.
Die Pt-Kennlinie ist nicht linear, bei -200°C hat sie eine andere Steigung als bei 0°C. Der Analogeingang wird das ganz sicher berücksichtigen. Das könnte man allerdings herausrechnen.

Kurzum, ein oberflächlicher Blick auf einen relativ kleinen gewünschten Messbereich einerseits und auf eine vermeintlich reichliche Auflösung des ADU andererseits ist nichtssagend und verleitet leider dazu, die erreichbare Auflösung des TemperaturWertes gewaltig zu überschätzen. Diese ohnehin sparsame Auflösung noch "freiwillig" um den Faktor 10 oder mehr zu "vergrobifizieren" wäre für mich indiskutabel.
Heinrich, Du hast recht! Ich habe es nun mal etwas überschlagen, wie sich eine Messung des PT100 im Messbereich PT1000 verhalten würde. Es ist tatsächlich erschreckend, die Auflösung sinkt auf schlechter als 1°C: ein Bereich von 200 Grad wird mit nur ca. 186 ADU-Stufen abgebildet.
Code:
  °C    PT100 Ohm    PT1000 °C    AI liefert
 -50       80,3        -227,6        -2276
+150      157,3        -209,1        -2091

 200°C Bereich  --------------->  186 Stufen
(den PT1000-Wert habe ich mit Näherungsformel ermittelt, ich finde keine offizielle Angabe der Widerstände < -200°C)

Leider liefert das Analogmodul nicht den Widerstands-Rohwert, sondern den auf INT*10 gerundeten Temperaturwert. Schon alleine dadurch sinkt die theoretisch mögliche Auflösung von 15 Bit auf nur noch ca. 13,5 Bit (nur 12431 Stufen im Messbereich -243°C..+1000°C). Tatsächlich ist die Sache noch dramatischer: der Messbereich des PT1000 (bis ca. 4500 Ohm) wird nur zu ca. 3,5% genutzt (ein dreißigstel des Messbereichsendwertes!). Insgesamt entspricht das in etwa einem 8-Bit-ADU.

Für eine höher aufgelöste Messung mit PT100 im PT1000 Messbereich müsste man mehrere PT100 in Reihe schalten.

Für den TE also besser diese Empfehlung aus #2:
Am einfachsten wird sein, wenn Du mit 2 Analogeingängen arbeitest und dem Programm einfach mitteilst, mit welchem Analogeingang (%IW-Adresse) es arbeiten soll. Dafür reicht z.B. eine SEL-Anweisung.

Harald
 
Beispiel für eine Auswahl-Funktion eines Sensorwertes aus 6 möglichen Analogeingängen (1..6) und einem manuellen Eingabewert (0) für Defekt/Simulation (siehe dazu das erste Bild in #5):
Code:
FUNCTION "Select_PT" : Real
{ S7_Optimized_Access := 'TRUE' }
VERSION : 0.1
   VAR_INPUT
      PT : Int;    // Sensor-Nummer 1..x (Index in Array der manuellen Sensor-Simulations-Werte)
      Sel : Int;   // Zuordnung AI 0..6 (Index von HMI Auswahlfeld)
   END_VAR
   VAR_TEMP 
      PTval : Real;
   END_VAR
BEGIN
   //PT-Messwert von zugeordnetem Analogeingang übernehmen

   CASE #Sel OF
     1: #PTval := "DB_Analogwerte".AI_0;
     2: #PTval := "DB_Analogwerte".AI_1;
     3: #PTval := "DB_Analogwerte".AI_2;
     4: #PTval := "DB_Analogwerte".AI_3;
     5: #PTval := "DB_Analogwerte".AI_CPU_0;
     6: #PTval := "DB_Analogwerte".AI_CPU_1;
   ELSE #PTval := "DB_Settings".PT_manVal[#PT]; //manueller Simulations-Wert
   END_CASE;

   #Select_PT := #PTval;

END_FUNCTION
(PT bedeutet hier "Drucktransmitter")

Harald
 
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Hallo,

so wie es Harald macht, mache ich das auch, ich benutzte einfach die MUX Anweisung, für die Anwahl nehme ich ein Byte, mehr wie 256 Sensoren wird man wohl nicht vertüteln wollen.
 
Zuletzt bearbeitet:
Danke für die interessanten Antworten!

Die Lösung mit den unterschiedlichen Analogeingängen würde ich normalerweise auch bevorzugen, danke für den Lösungsvorschlag.
WRREC hat jetzt aber doch mein Interesse geweckt. Wenn ich 4 Sensoren habe die immer entweder PT100 oder PT1000 sind und diese bei der Inbetriebnahme über ein Panel umstellen könnte (nur ein Mal bei der ersten Inbetriebnahme) könnte ich ein 4-Fach RTD Modul nehmen statt ein 8-Fach.

Ich habe mir die Dateien angeschaut und habe das Meiste verstanden. Was ich nicht raus lesen konnte war wie ich einen Kanal jetzt von PT100 auf PT1000 Stelle. Dafür benötige ich ja, so wie ich es erkenne, einen richtigen Datensatz für den "RECORD" Parameter.

Wie finde ich die richtigen Werte hierfür oder hat jemand vielleicht ein Beispiel dafür?

Danke!
 
Kurz gefasst: Du projektierst ein RTD Modul mit 4 Eingänge auf PT100 eingestellt, und daneben ein zweites RTD Modul mit 4 Eingänge auf PT1000 eingestellt, und erstellst 2 Datensätze, wo Du der CPU mitteilst, daß nur eines davon vorhanden ist. Details siehe Systemhandbuch S7-1200 Kapitel 6.4 Konfigurationssteuerung

Harald
 
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