Hallo allerseits Bitte nicht lynchen falls das Thema schon mal behandelt wurde, ich habe jedoch nichts gefunden, das mir weiterhelfen könnte bevor ich zu meiner frage komme möchte ich noch sagen, dass ich eigentlich chemiker bin und mich trotz einer kleinen Elektrotechnik Ausbildung in der Schule mit diesem Stoff Neuland betrete Für meine Diplomarbeit muss ich ein Ventil eines Reaktors über einen A/D Wandler steuern. Die Versorgung durch den ADU ist kein Problem, für so etwas hat man Informationstechnologen ;) Mein Problem ist nur, dass das Ventil spannungsgeschalten ist (erkennt die Spannung und regelt hinterher dann das Ventil, kein Problem also mit irgendwelchen Komplikationen seitens des Ventils) und mit Spannungen von 0-24V arbeitet (0=zu, 24=komplett offen). Der Wandler gibt jedoch nur 0-3V aus. Da ich bei einem anderen Projekt schon OPVs benutzt habe, weiß ich schon, dass damit die Spannungssache geritzt ist (auch wenn ich nicht weiß wie ich auf eine 8-fache Verstärkung komme, aber nicht so wichtig). Mein Problem aber ist, dass ich auch eine Leistungsverstärkung benötige. Der ADU gibt gerademal 30mA aus, das Ventil benötigt jedoch Leistungen um die 16W Ich denke mal, dass die 16W bei 24V sein sollten, da ich mir nicht vorstellen kann, dass es bei 1V ebenschon 16W haben sollte (P=U*I weiß der Chemiker ^^) Somit denke ich kann der Strom konstant bleiben (muss er aber nicht, denke ich), jedoch viel höher als ausgegeben Vielen Dank schon im Voraus
Ist es möglich daß das Ventil 3 Leitungen haben könnte, 2 für Versorgungsspannung und eine für Steuerspannung? Denn mit welchem fließenden Strom will das Ventil bei 0 Volt dich schließen.
Es gab zumindest mal Mischventile (an Warmwasserheizungen), die vermutlich durch Aufheizung eines Gases und der damit verbundenen Volumenausdehnung das Ventil bewegten. Ohne Stromzufuhr ging das Teil in die eine Anschlagsstellung - d.h. es brauchte keinen Strom um zu schließen. Trotzdem ist die Frage von 'Ich' berechtigt.
Du hast mit deiner Überlegung vollkommen Recht Eine externe Stromversorgung müsste da sein, um natürlich das Ventil zu steuern Dass es dann 16 W benötigt, obwohl nur Spannung gemessen wird, ist unlogisch. Zu meiner Schande habe ich es noch nicht gesehen, der Arbeitsauftrag jene Schaltung herauszufinden wurde mir sozusagen noch im Trockenen gegeben und ich weiß noch nicht, wann es mir zum ersten mal zur Verfügung steht. Aber danke für den Hinweis, ich werde so schnell wie möglich versuchen das rauszukriegen EDIT: Allerdings liegt es am Ausfluss eines Behälters, der einen Füllstand bei verschiedenen Volumsströmen konstant halten soll, somit habe ich dauernd ausfließendes Wasser und damit könnte es sich wie das von HildeK geschilderte Ventil verhalten
Hallo, > Mein Problem ist nur, dass das Ventil spannungsgeschalten ist (erkennt > die Spannung und regelt hinterher dann das Ventil, kein Problem also mit > irgendwelchen Komplikationen seitens des Ventils) und mit Spannungen von > 0-24V arbeitet (0=zu, 24=komplett offen). Der Wandler gibt jedoch nur > 0-3V aus. Da ich bei einem anderen Projekt schon OPVs benutzt habe, weiß > ich schon, dass damit die Spannungssache geritzt ist (auch wenn ich > nicht weiß wie ich auf eine 8-fache Verstärkung komme, aber nicht so > wichtig). Genau, das geht mit Operationsverstärkern. Die Verstärkung um den Faktor 8 ist eine Grundschaltung, die ohne Probleme funktionieren sollte. Du kannst Dir die Schaltung unter dem Stichwort "Elektrometerverstärker" hie ranschauen: http://de.wikipedia.org/wiki/Operationsverst%C3%A4rker Wenn Du nur wenig Erfahrung mit Elektronik hast, solltest Du Dich aber nochmal im Forum melden, bevor es losgeht: Du brauchst dann Hilfe - bei der Auswahl des richtigen OPV - Schutz vor Verpolung/Überspannungen u. ä. Außerdem muß Dir jemand sagen, daß bei jedem OPV 100nF von der Versorgungsspannung gegen Masse hingehören :-) > Mein Problem aber ist, dass ich auch eine Leistungsverstärkung benötige. > Der ADU gibt gerademal 30mA aus, das Ventil benötigt jedoch Leistungen > um die 16W Die 16W müssen unter Garantie nicht vom OPV kommen. Normalerweise sind Steuerspannungen nahezu leistungslos, d. h. Du wirst sicherlich Deine 30mA nicht benötigen. Falls Du wider Erwarten wirklich hohe Leistungen treiben mußt, gibt es die Möglichkeit, die OPV-Grundschaltung um eine Endstufe zu ergänzen. Das Prinzip besteht darin, daß Du mit dem OPV dann einen Leistungstransistor ansteuerst: Der Leistungstransistor wird mit einer eigenen Spannungsversorgung ausgestattet und liefert den benötigten Strom. Der OPV schaut, ob sich die richtige Spannung einstellt und steuert den Leistungstransistor. Wahrscheinlich ist so eine Endstufe aber schon im Gerät realisiert. Gruß, Michael
@ Philipp Sulzer Am meisten Licht ins Dunkel bringt z.B. ein Datenblatt des Ventils. Hast du da einen Link?
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Als Anhang habe ich die Kennlinie aus dem Datenblatt entnommen, sowie folgende Werte: Betriebsspannung 24 V DC Leistungsaufnahme 16 W Nennbetriebsart Dauerbetrieb (ED 100 %) Leitungsanschluss G 3/8, G 1/2, NPT 3/8, NPT 1/2 Elektrischer Anschluss Steckerfahnen (DIN EN 175301-803 Form A) somit bin ich mit meinem Latein am Ende, hat jemand eine Idee wie ich das lösen könnte?
Ein Foto von dem Teil wäre hilfreich. Ich gehe aber davon aus, das Betriebsspannung (24 Volt) und Steuerspannung (0-10 Volt, so deute ich das Diagramm) benötigt werden. Helfen könnte, wie gesagt, das komplette Datenblatt.
Hallo, > Ein Foto von dem Teil wäre hilfreich. Ich gehe aber davon aus, das > Betriebsspannung (24 Volt) und Steuerspannung (0-10 Volt, so deute ich > das Diagramm) benötigt werden. Ja, sieht so aus. Und der Steuereingang zieht offenbar 20mA bei 10V, entsprechend 500 Ohm Eingangswiderstand. Also nichts mit 16W. > Helfen könnte, wie gesagt, das komplette Datenblatt. Wie wahr. Gruß, Michael
Vorerst möchte ich Ihnen allen schon mal für die vielen Antworten danken! Ich habe bis jetzt noch kein Forum gesehen, in dem so viel in so kurzer Zeit geholfen wurde also hier wäre der link zum datenblatt: http://www.buerkert.de/products_data/datasheets/DS2835-standard-DE-DE.pdf und der link zum artikel: http://www.buerkert.de/DEU/suche.php?type=2835&SearchText=2835 aber ich hatte es heute schon in händen und konnte 3 anschlüsse sehen und die anschlussanleitung: +, - und Erdung... somit wird es nur durch die eingangsspannung geregelt. und soweit ich von meinem auftraggeber informiert bin ist es selbstschließend. mehr weiß ich leider auch nicht mehr, ich hoffe mir kann jemand weiterhelfen
Hallo Philipp, also so wie das aussieht, braucht das Ventil bei 24V 16W, also ca. 0.67A. Ich vermute, die Kennlinie die in dem Datenblatt drin ist, gehört zu der dazugehörigen Elektronik. Diese basiert im Prinzip auf einer Stromregelung mit Hilfe einer PWM. Vorteil dieser Stromregelung ist, dass die Erwärmung des Ventils keine Rolle spielt, da das Magnetfeld im groben proportional zu dem hindurchfließenden Strom ist (und nicht zu der anliegenden Spannung). Weiterer Vorteil der PWM (Pulsweitenmodulation) ist, dass du im Idealfall keine Verluste in deinem Leistungstransistor hast. Mit deiner OPV Lösung hättest du relativ große Verluste in deinem OPV bzw. in dem Leistungstransistor (dieser kann auch außerhalb des OPVs ausgeführt werden). Was möchtest du genau mit dem Ventil machen? Du möchtest schon den Durchfluß regeln(steuern)? Oder reicht die ein- und ausschalten? (Ich vermute nicht, oder?) Ein Kauf der dazugehörigen Elektronik steht nicht zur Debatte? Aber so was lässt sich natürlich schon selber bauen. Kommt auf die Qualität drauf an, welche du brauchst. Im einfachsten Fall würde dir ein Mikrocontroller mit Digitalausgang reichen, welcher eine PWM darstellt. Diese könntest du dann auf einen Transistor (bipolar oder unipolar) geben. Nachteil wäre eben, dass dein Strom durch die Spule von der Wicklungstemperatur abhängt. Je wärmer, desto geringer der Strom -> andere Durchflussmenge. Gruß Matze
Nochmals danke, Auch wenn ich mir jetzt vorstellen kann wie ich das machen könnte, wäre mir eine Lösung ohne Microcontroller lieber, da das meinen Horizont um Welten überschreitet... Also ich stelle mir (wie immer im Leben alles ganz simpel) das so vor: Ich benötige einen Verstärker, den ich mit meinem A/D Wandler ansteuern kann durch die einfachste analoge Spannungsausgabe. Benötige ich denn trotz der Möglichkeiten meines ADUs noch einen Microcontroller? Die Dinger muss man ja programmieren soviel ich weiß? Und zu deiner Frage, ja da der Füllstand konstant bleiben soll, am anderen Ende des Reaktors eine Variable Durchflussmenge ist, muss sich das Ventil, um den Füllstand konstant zu halten, stufenlos (oder so gut wie) regeln lassen. Ich denke, das mit der Hitze dürft kein Problem sein, da ich die Ventilstellung ja per Füllstandsmessung erhöhen oder erniedrigen kann, da muss nicht unbedingt ein konstantes Verhältnis Durchfluss/Strom sein. Und habe ich das richtig verstanden, ich muss eigentlich nur den Strom regeln? dann kann ich mir das Ventil als Widerstand vorstellen, der sich je nach Stärke des Magnetfeldes/Lage des Ventils ändert? Denn wenn das so ist könnte ich doch einfach die Spannung am "Ventilwiderstand" messen, einen Transistor ansteuern und gesetzt den Fall, die Wärme bleibe konstant die Spannung am ADU verändern, oder?
Diese Magnetventile werden mit einer PWM angesteuert. D.h. du must eine Transistor mit einer nicht zu hohen Frequenz (ca. 2-5 kHz) abhängig von der gewünschten Durchflußmenge mehr oder weniger lang ansteuern. Da du den Füllstand konstant halten willst, ist eine Regelung nötig. Daher bietet sich ein Controller als Regler an. Zur Regelungstechnik empfehle ich: http://www.roboternetz.de/wissen/index.php/Regelungstechnik Da es ein Regelkreis ist, kann man auf eine Kompensation von z.B. Widerstandsänderung der Spule durch Erwärmung verzichten. Das System dürfte recht große Zeitkonstanten haben, also ist keine hohe Rechenleistung nötig. gruß hans
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Hi, also irgendwie passt hier etwas nicht ganz zusammen. Du schreibst einmal, dass du einen AD-Wandler hast (dieser wandelt analoge Spannungen in digitale Werte). Aber dein Ventil musst du mit einer analogen Spannung (zwischen 0 und 24V) ansteuern. Also bräuchtest du eher einen DA-Wandler (digitalte Werte in analoge Spannung/Strom). Ich nehme jetzt mal an, dass du ein analoges Signal hast (woher das kommt ist eigentlich egal). Ich hab da mal einen Stromregler aufgezeichnet (siehe Anhang). Evtl. kann jemand noch weitere Tipps geben. Also ich würde es als erstes mit einem MOSFET versuchen. Wobei ich sagen muss, dass ich nicht weiß, ob diese Schaltung evtl. Schwingen kann (Ich hab diese Schaltung noch nie aufgebaut). Unter Umständen braucht man noch einen Filter... Ah, ok. Sofern sich das Ventil in einem übergeordneten Regelkreis befindet, regelt sich ja die Nichtlinearität des Ventils raus. Gruß Matze
Das hat mir schon wirklich weitergeholfen, erneut ein riesen Danke!! Werde nächste Woche das so ausprobieren, bin natürlich für weitere Vorschläge offen. Übrigens hätte ich vielleicht dazu sagen sollen, dass mein A/D Wandler, der über USB angesteuert wird, 2 analoge Ausgäne mit bis 3V, 30mA besitzt, wobei die Spannung beliebig ausgegeben werden kann, womit die Sache zur Steuerung reine Computersache wird, was gottseidank meine Kollegen von der IT-Abteilung übernehmen, die bereits schon 2 andere Programme für den ADU geschrieben haben
Die Lösung ist, mit Deinen 0-3 Volt vom Wandler eine PWM-Stufe im Tastverhältnis bei gleichbleibender Frequenz zu regeln. Jetzt hast Du einen Anhaltspunkt wonach Du suchen mußt. Viel Erfolg bei Deiner Diplomarbeit.
Zu den genannten Ventilen gehört offenbar eine Ansteuerelektonik mit der Bezeichnung DS 8605. http://www.burkert.com/products_data/datasheets/DS8605-standard-DE-DE.pdf Wenn du diese vorschaltest, dann kannst du mit einer Spannung oder einem Strom (in je zwei Bereichen konfigurierbar) das Ventil mit 0-20mA, 0-5V oder 0-10V auf- und zusteuern. Da du eine Signalspannung von 0-3V hast, würde ich einen einfachen Operationsverstärker mit der Verstärkung 5/3 oder 10/3 nehmen und einen der beiden spannungsgesteuerten Modi wählen. Als Operationsverstärker eignet sich z.B. der LM324 oder LM358, da diese bis auf 0 am Eingang und Ausgang kommen können. Die Beschaltung kann aus Operationsverstärker-Grundschaltungen, Bild b), direkt übernommen werden. Beispiel für den 5V-Betrieb: R6=2,2k, R7 = 3,3k oder für den 10V-Betrieb R6=2.4k und R7=5.6k. Solltest du dich nicht für das käuflich erwerbbare Vorschaltgerät erwärmen können, ist eine PWM anzuraten, da sonst einiges an Leistung zu verheizen wäre.
Wahnsinn! Ich glaub ich habs verstanden! Heute habe ich einen Elektrotechniker im Haus gefragt, wie das mit der Pulsweitenmodulation funktioniert und sofern mein ADU technisch dazu in der Lage ist, das zu steuern, werde ich nur einen Transistor ansteuern. Wenn ich nicht schon wieder aufm Holzweg unterwegs bin brauch ich eigentlich nur die Zeit der Spannungsausgabe variieren (je größer der Unterschied zwischen Spannungsausgabezeit und gesamter Periodenzeit pro Periode, umso geringer ist die wirksame Leistung: Das Ventil ist umso weniger weit geöffnet) Ich hoffe bloß, dass 2kHz nicht unbedingt notwendig sind, da ich so hohe Frequenzen mit dem ADU wahrscheinlich nicht zusammenbringe. Also: SpannungsZEIT regeln, über einen Transistor schalten, fertig mit der ganzen Sache?
Hi, ja, in sofern hast du das richtig verstanden. Die Periodendauer T bleibt konstant. Was im Endeffekt wichtig ist, ist das Verhältnis zwischen Tein zu T. Tein/T bezeichnet man auch als Tastverhältnis welches sich zwischen 0 und 1 bewegt. Tein ist die Zeit, wie lang der Transistor eingeschaltet ist. Ist Tein=T liegt die volle Spannung an dem Ventil, ist Tein=0, liegt eben keine Spannung an. Und mit Tein zwischen 0 und T kannst du verschiedene Spannungen realisieren. Nur was du bei der Realisierung der Schaltung beachten musst, ist, dass du eine Freilaufdiode über dem Ventil brauchst. Des weiteren könntest du evtl einen Digitalausgang benutzen (sofern vorhanden), da diese oft schneller sind als DA-Wandler-Ausgänge. Die Periodendauer richtet sich eigentlich nach der Zeitkonstante des Ventils. Bei 2 Khz könnte es evtl sein, dass du ein Summen deiner Spule wahrnimmst... Viel Erfolg bei deiner DA. Ich bin froh dass ich die DA rum hab ;) Matze
Jetzt bin ich echt kurz vorm Ziel denke ich Also, zusammenfassend: Ich habe einen Digitalausgang mit 0-1,5V bei 1mA Soweit ich weiß habe ich etwa 4kHz zur Verfügung, um Spannung auszugeben. Da ich dem digitalen Ausgang nicht sagen kann, er soll pro Periode nur 50% der Zeit auf Spannung gehen, kann ich das so lösen, dass ich sage, pro Periode sollen sich 100 Ereignisse (Spannung oder nicht Spannung) aufteilen, so könnte ich doch zB 50 mal Spannung und 50 mal leer gehen, dann habe ich theoretisch dasselbe Ergebnis als wäre eine halbe Periode auf Spannung geschalten damit brauche ich nur einen richtig eingestellten Transistor (vlt kann mir auch hier noch jemand weiterhelfen wie so ein Transistor auf die richtige Verstärkung "eingestellt" wird?) ansteuern und die Sache ist erledigt, oder? Und riesen Dank an Mathias für deine Hilfe, natürlich auch an alle anderen. Ich wüsste nicht wie weit ich noch hinten wäre gäbe es hier keine Hilfe
Hallo Philipp, wenn du tatsächlich ein festes Zeitfenster mit 4KHz hast, ist die Sache recht einfach mit "Carry"-PWM. Du definierst z.B. eine Auflösung von 200 Schritten. Dann hast du einen Zähler Z und einen Ausgabewert d. Jedes Zeitfenster rechnest du Z = Z + d Ist dein neues Z > Schritte dann gibst du eine 1 aus und rechnest Z = Z - Schritte, sonst gibst du eine 0 aus. Damit ist die Anzahl der Einperioden proportional zu deinem Ausgabewert. Dieses Verfahren wurde früher gerne verwendet, als die µCs noch langsam waren und man nahm dann einen 8Bit-Zähler und das Carrybit der Addition als Ausgabe. Daher er Name. gruß hans
>damit brauche ich nur einen richtig eingestellten Transistor (vlt kann >mir auch hier noch jemand weiterhelfen wie so ein Transistor auf die >richtige Verstärkung "eingestellt" wird?) ansteuern und die Sache ist >erledigt, oder? Du musst ihn nur kräftig übersteuern. Bei einem Transistor heißt es dann: rechnen. Siehe Artikel Basiswiderstand. Ich würde einen nMOSFET (z.B. IRLZ34N) empfehlen. Gate über 50 Ohm an den Steuerausgang. Last an die Drain und an die 24V. Siehe auch die Tabellen im Artikel Standardbauelemente
Also, ich habe hier mal mein Konzept für die Verstärkungsschaltung. Ich wäre wirklich sehr dankbar wenn das nochmal jemand kurz kontrollieren könnte, bevor ich die Teile kaufe, damit ich weiß, dass ich nicht alles falsch mache Also, ich benötige 750mA Ausgangsstrom Ich möchte den Transistor BC141/16 benutzen (http://www2.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/150000-174999/153656-da-01-en-BC140_BC141.pdf) ich gehe mit 25mA hinein, habe eine Verstärkung hFe von 30, bekomme somit 750mA heraus bei einem Ausgang von 750mA ist mir die Spannung egal, da sich das durch den Widerstand des Verbrauchers (Ventil) selbst regelt oder?
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