Verhalten eines 4..20mA SPS Analogeingangs bei Kurzschluss ?

H

Hellens

Drei weitere Anfängerfragen:

1. Was passiert, wenn ich die 24 Volt einer SPS mit ihrem 4-20mA Analogeingang Kurzschließe? Geht mir der Eingang kaputt oder meldet er 20mA?

2. Angenommen, ich versorge einen Widerstand von 3.5k[tex] \Omega [/tex] mit einer Spannung von 24V, kann mein Analogeingang, dann noch zuverlässig einen Strom messen? Nach dem Ohmschen Gesetzt ja schon, da hätte ich ja dann einen Strom von 6.8mA. Ich frage mich nur, ob das eventuell etwas knapp an der unteren Grenze von 4mA ist?

3.Ergibt es Sinn, vor den Analogeingang einen Trennverstärker zu Schalten, und was wird dieser bei Kurzschluss an den SPS Eingang melden? Wird er 20mA ausgeben?
 
motmonti

motmonti

1. kann sein, muss aber nicht. Nähere Info ggf. Im Handbuch.

2. Ja klar! Je nach SPS löst die Steuerung das Signal mit 16 und mehr Bit auf.

3. Das kann nicht schaden wenn du die SPS schützen willst. Bei Kurzschluss liefert der dann 0mA und bei Anschluss an 24V geht der ggf. auch flöten. Auch hier hilft das Handbuch!
 
motmonti

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Also wenn es um die Sache mit den 50 Kontakten geht, dann bist du mit der Logo auf der sicheren Seite was die 24V am Analogeingang angeht. Da es da um einen Kombieingang geht kann der das ab. Warum willst du einen Stromeingang nutzen? Das geht mit der Logo auch und würde ein Erweiterungsmodul erfordern. Mit dem Grundmodul erfordert das einen 500 Ohm Widerstand parallel zum Eingang. Das ermöglicht dann die Messung von 0-20mA mit einer Auflösung von 1000 Schritten.
Bei 24V und 20mA wäre der kleinste messbare Widerstand 1,2 kOhm . Jeder kleinere Widerstand würde den gleichen Wert ausgeben. Der größte Widerstand wären dann 1,2 MOhm. Deine 3k der Spule würden also mit einer Genauigkeit von +/- 1,2 k erfasst.
 
H

Hellens

Zitat von motmonti:
Also wenn es um die Sache mit den 50 Kontakten geht, dann bist du mit der Logo auf der sicheren Seite was die 24V am Analogeingang angeht. Da es da um einen Kombieingang geht kann der das ab. Warum willst du einen Stromeingang nutzen? Das geht mit der Logo auch und würde ein Erweiterungsmodul erfordern. Mit dem Grundmodul erfordert das einen 500 Ohm Widerstand parallel zum Eingang. Das ermöglicht dann die Messung von 0-20mA mit einer Auflösung von 1000 Schritten.
Bei 24V und 20mA wäre der kleinste messbare Widerstand 1,2 kOhm . Jeder kleinere Widerstand würde den gleichen Wert ausgeben. Der größte Widerstand wären dann 1,2 MOhm. Deine 3k der Spule würden also mit einer Genauigkeit von +/- 1,2 k erfasst.
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Ich habe Zweifel bekommen, ob am Analogeingang meiner SPS noch genug Signal ankommt, wenn ich die 24V durch einen 3000 Ohm Widerstand sende. Ich habe mal noch versucht seinen Vorschlag um zu setzten, würde es wie gezeichnet funktionieren? Kann ich mich irgendwie erkenntlich zeigen für deine Hilfe? Ich habe wirklich ein schlechtes Gewissen deine Zeit so in Anspruch zu nehmen.
1610535734023.png
 
motmonti

motmonti

Im Anhang der Schaltplan so wie ich es mit der Siemens Logo realisieren würde.
Zur Erklärung. Die Logo 12/24 mit Transistorausgängen liefert mit Erweiterungsmodulen (ebenfalls Transistorausgänge) die benötigten 15 Ausgänge im Schaltplan Q1 bis Qn. Weiterhin liefert sie vier Kombieingänge (I1,I2,I7 und I8) die sowohl mit 24V als auch mit 0-10V beschaltet werden können. Wie diese Eingänge ausgewertet werden ist im Programm festgelegt. Die 15 Ausgänge schalten jeweils ein Relais (K1 bis Kn) mit je einem Wechslerkontakt. Die Basis des Wechslers geht auf je einen Pin der Platine. Der nc-Anschluß der Relais geht auf 0V (Masse) und der no-Anschluß auf den Analogeingang I1. Der Analogeingang I1 ist gleichzeitig über einen einstellbaren Widerstand (Trimmer) von 10k mit +24V= verbunden. Der Trimmer wird auf 5,6k eingestellt. Wärend des Testdurchlaufs ergeben sich max. drei Schaltzustände für den Analogeingang und den Trimmer.

1.) Der getestete Pin ist nicht verdrahtet, dann liegen am Eingang I1 +24V bezogen auf Massepotential an. Das wertet der Eingang im Programm mit >=10V aus und gibt damit den Wert für 10V aus. Ergo, der Widerstand sit zu groß oder eine Unterbrechung/nicht beschalteter Pin liegt vor.

2.) Der getestet Pin ist mit einem anderen Pin kurzgeschlossen. Der Eingang I1 liegt somit auf Massepotential. Das wertet der Eingang im Programm als 0V aus. Ergo, der Widerstand ist zu klein oder ein Kurzschluß liegt vor.

3.) Der getestete Pin ist mit einem Spulenanschluß beschaltet. Somit ergibt sich eine Rihenschaltung aus dem Spulenwiderstand mit 3k und dem Trimmer mit 5,6k was einen Gesamtwiderstand von 8,6k ergibt. Nach dem Ohmschen Gesetz fließt darüber bei 24V ein Strom von 2,8 mA. Dieser Strom verursacht am Spulenwiderstand einen Spannungsabfall von 8,37V. Im Programm wird es so eingestellt, das dieser Wert dem Widerstand entspricht der gerade anliegt.
Bei dem 30 Ohm Widerstand liegt dann nur eine Spannung von 0,128V am Analogeingang an

Ich hoffe du hast das soweit verstanden. Wie genau muß der Widerstand ermittelt werden? Wie genau das mit der Logo möglich ist, muß ich noch testen. Wenn die grobe Aussage reicht ob einer 230V oder 24V Spule angeschlossen ist, so ist das auf jeden Fall machbar!
Du kannst natürlich auch jede andere Steuerung nutzen, aber die sind teurer, ich kann dir beim Programmieren nicht helfen und wie die Analogeingänge auf 24V reagieren kann ich auch nicht sagen. Es kann auch sein das andere Steuerungen einen eingang haben um den Widerstand direkt zu erfassen.
 

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derschwarzepeter

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Zitat von Hellens:
Was passiert, wenn ich die 24 Volt einer SPS mit ihrem 4-20mA Analogeingang Kurzschließe? Geht mir der Eingang kaputt oder meldet er 20mA?
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Im Inneren der SPS ist grundsätzlich mal ein Shunt,
an dem der zu messende Strom nach dem Ohmschen Gesetz einen Spannungsabfall verursacht.
DIESER wirkt dann auf einen internen Verstärker, der Spannungsabfälle von 4 bis 20 mA linear umsetzen kann
und damit den ADC füttert, was dann die Rechnerverarbeitung erlaubt.
Ströme außerhalb dieser Grenzen werden als Fehler bewertet und führen (je nach Modell) zu einer Störausgabe.

Das ist ja gerade auch der Vorteil dieser Schnittstelle:
Damit kann genauso eine unterbrochene Messleitung erkannt werden - ein Fehler mit dem man rechnen muss! -
wie ein Fremdspannungseinbruch
und deshalb wird ein kurzgeschlossener Eingang vielleicht als Fehler erkannt,
aber macht genauso nix kaputt, wie wenn du von 24 VDC über 3k5 knappe 7 mA einprägst.
 
motmonti

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Sorry, der Schaltplan stimmt nicht ganz. Er zeigt keine Matrix-Ansteuerung der Relais und die Logo oder jede andere Steuerung darf keine Transistorausgänge haben, da sonst das Schalten von 0V nicht möglich ist.
 

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