www.mikrocontroller.net

Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 4..20mA Schnittstelle


Autor: Gast (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,
ich habe da einen (alten) Muffel-Ofen (2000W/220V Netzspannung) der 
bislang über eine Bimetall „ Steuerung“ betrieben wurde. Das ist mir 
aber etwas zu ungenau.
Zur Temperatursteuerung habe ich mir eine komerziellen PID-Regelung 
besorgt. (E-Bay) Das gute Stück war recht preiswert und scheint auch 
funktionstüchtig zu sein. Leider habe ich übersehen dass der Ausgang des 
Gerätes für die Heizseite eine 4….20mA Schnittstelle ist, lediglich für 
die Kühlseite besteht ein normaler Schaltausgang mit einem Relais.
Die o.g. 4...20mA Schnittstelle ist wohl allgemein in der Industrie 
häufig, mir aber leider völlig unbekannt. Die wesentlichen Eigenschaften 
der Schnittstelle habe ich mittlerweile recherchiert und u. a. 
festgestellt dass dies ein analoger Ausgang ist – ich somit eine 
stufenlose Leistungsregelung aufbauen könnte. Leider habe ich hier 
nirgends einen brauchbaren Schaltungsvorschlag gefunden und mein „Know 
how“ reicht leider bei weitem nicht aus so etwas selbst zu entwickeln. 
Einen Schaltungsvorschlag nach zu vollziehen ist da ja ganz etwas 
anderes. Vielleicht kennt ja jemand etwas brauchbares.

So genau müsste es aber gar nicht sein – mir würde bereits reichen, wenn 
mir jemand erklären könnte, wie ich mit dem Steuersignal (4….20mA 
Schnittstelle) des Pid-Reglers ein Relais zum ein- und ausschalten der 
Heizwendel des Muffelofens ansteuern könnte. Diese Schaltung müsste ja 
immer mindestens einen Strom von 4mA zulassen um die Fehlerauswertung zu 
ermöglichen und dann bei einem Strom von z. B. 15mA zum Einschalten der 
Heizwendel führen. (Mir ist dabei schon klar dass ich dabei auf die 
Vorteile der PID Regelung verzichte, aber zum Alu-Schmelzen reicht das 
allemal)
Es wäre schön wenn mir jemand auf die Sprünge helfen könnte.
Danke im Voraus
RSt

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
4....20mA Signal über einen Widerstand 220 Ohm schicken, Spannungsfall 
dort detektieren mit OPV. Den OPV als Komparator beschalten und vom 
Komparatorausgang einen Transistor BC337 ansteuern. Der Transistor hat 
dann genug Belastbarkeit um ein 16A/250V AC Relais wie z.B. Eltako 
R12-100 zu schalten.


Nur so als Beispiel.

Autor: Moritz (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Was willst du jetzt genau wissen? Wie man eine Stromquelle baut, oder 
wie man den Ausgang des PID reglers mit einer Stromquelle verknüpfen 
kann?

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Moritz schrieb:
> Was willst du jetzt genau wissen?

Das schreibt er oben. Nur Du hast es nicht verstanden.

> Wie man eine Stromquelle baut, oder
> wie man den Ausgang des PID reglers mit einer Stromquelle verknüpfen
> kann?

Weder, noch.

Denn die Stromquelle hat er bereits, sie ist im gekauften Regler 
eingebaut.

Autor: Olaf (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> des Pid-Reglers ein Relais zum ein- und ausschalten der
> Heizwendel des Muffelofens ansteuern könnte.

Ist dir eigentlich klar das das ein bemerkenswerter Eingriff in
deine Regelstrecke waer und es keineswegs sicher ist das du
dann die Regelparameter noch vernuenftig einstellen kannst?


Wenn du aber schon den Regler gekauft hast, warum dann nicht noch
den Leistungssteller? Es gibt natuerlich Teile mit einem 4-20mA
Eingang welche dann am Ausgang deinen Ofen stufenlosen ansteuern
koennen.

Olaf

Autor: absoluter Anfänger (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
...

Autor: Michael_ (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ist evtl. eine TTY-Schnittstelle. Diese wird bis 20mA gesteuert.

Autor: ich (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Michael_ wrote:
>Ist evtl. eine TTY-Schnittstelle. Diese wird bis 20mA gesteuert.

Nein.
Standard Mess und Regeltechnik.

Autor: Gast (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,
erst einmal danke für die rasche und unerwartet umfangreiche Resonanz.

@Andrew Taylor – Danke, das hilft mir schon deutlich weiter. (das 
Beispiel ist schön einfach und übersichtlich), das werde ich wohl 
umsetzen können.
@absoluter Anfänger – Woher stammt der Schaltungsvorschlag/sind da auch 
ein paar Textzeilen zur Erklärung dabei??, ich werde etwas Zeit 
benötigen um alles nach zu vollziehen – ich bin nämlich tatsächlich noch 
ein Anfänger(insbesondere in der Analog-Elektronik), aber Danke.
@Olaf –Mir ist schon klar dass hier die Parameter evtl. schwierig 
einzustellen sind. Die geplante Verwendung erfordert auch nicht viel 
Genauigkeit,  aber eben doch mehr als der bislang benutzte 
Bi-Metall-Schalter es zulässt. Den PID-Regler habe ich nur gewählt weil 
ich ihn billig bekommen konnte (der Regler hat 15Euro gekostet, m.E. 
spottbillig und das sogar mit Garantie), ein temperaturabhängiger 
Ein/Aus-Schalter hätte mir auch schon gereicht. Ich hatte noch einen 
Temperatur-Fühler Typ K bis 1200°C, war mir aber nicht im Klaren wie ich 
dessen Spannungspotiential zur Regelung hätte einsetzen können. Der 
fertige Regler war da m. E. nach die einfachste und preiswerteste Lösung 
(und ich kann die Regelung auch lediglich als temperaturabh. 
Ein/Aus-Schalter umprogrammieren)- leider aber nicht den Ausgang 
entsprechend meiner Vorstellungen umkonfigurieren.
Ich wusste bislang nicht wie ich den 4-20mA Ausgang nutzen kann und 
ebenfalls war mir der Begriff – Leistungssteller – nicht geläufig so 
dass ich mich noch nicht nach einer kommerziellen Lösung umsehen konnte. 
Vielleicht gibt es da tatsächlich etwas Preiswertes auf dem Markt – 
obwohl ich das bei der Schnittstelle, die ja vornehmlich in der 
Industrie Anwendung findet, eher nicht erwarte.
@Moritz – Andrew Taylor hat deine Fragen schon in meinem Sinne 
beantwortet.
@Michael – hier war´s dito ein anderer Gast.

MfG
RSt

Autor: Gast (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich schrieb:
@absoluter Anfänger – Woher stammt der Schaltungsvorschlag/........

Habe gerade einmal das Datenblatt des verwendeten Optokopplers 
nachgeschaut - und bin hier hinsichtlich der Schaltung fündig geworden.
Meine Frage hat sich somit selbstverständlich erledigt -

MfG
RSt

Autor: Gast (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Aus dem analogen Ausgangssignal des PID-Reglers ein Schaltsignal zu 
generieren, macht eigentlich keinen Sinn. Dann kann man gleich den 
Bimetallschalter drin lassen, da man auf diese Art aus dem 
kontinuierlichen PID-Regler quasi wieder einen Zweipunktregler macht 
(falls man die Parameter des PID ueberhaupt fuer einen solchen fall 
anpassen kann). Also muss man einen Leistungsteller benutzen, der die 
Heizleistung entsprechend dem analogen Ausgangssingal des PID stellen 
kann, wenn das ganze Sinn machen soll.

Aber normalerweise sind die Ausgleichszeiten von solchen Systemen (Ofen) 
so gross, dass ein Bimetallschalter doch genau genug sein sollte.

Autor: Olaf (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> @Olaf –Mir ist schon klar dass hier die Parameter evtl. schwierig
> einzustellen sind. Die geplante Verwendung erfordert auch nicht viel
> Genauigkeit,

Wir kennen deinen Regler ja nun nicht, und haelst es auch nicht fuer 
notwendig die anwesende Menschheit zu erleuchten, aber die Regler mit 
denen ich gelegentlich beruflich zu tun habe (Eurotherm), sind sehr viel 
intelligenter als sich das ein Anfaenger so vorstellt.
Das kann man z.B daran merken das die beim aufbau eines neuen Projektes 
selbst ohne das man irgendwelche Parameter eingestellt hat, bereits ganz 
brauchbar funktionieren.  Und wenn man das verbessern will dann kann der 
Regler sogar seine Regelstrecke ausmessen und danach seine Parameter 
optimieren.

Es wuerde mich wundern wenn dein Regler da viel anders ist. Und dann 
koennte deine Bastelaktion zumindest aeh..interessante Ergebnisse 
liefern.

BTW: Viele dieser Regler haben sogar nur einen Schaltausgang, bzw 
steuern ein Halbleiterrelais an. Deine Version mit 4-20mA Ausgang ist 
eigentlich eher schon was aufwnedigeres und teures. Das nimmt man 
eigentlich nur fuer dicke Lasten oder bei anderen Sonderfaellen. Von 
daher laesst sich dein PRoblem vielleicht auch loesen wenn du nochmal 
nach einem anderen billigen Regler schaust.

Olaf

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@ TE:

Wenn Du Dir das nächste mal aus der Bucht ersteigerst, achte einfach auf 
"schaltenden PDPI" Reglertyp. Das ist simpel in der Anwendung, ein 
Klassiker seit den 80ern, und vor allem: Perfekt & ausreichend genau für 
solche Muffelöfen.

BTW: Mein umgebauter Email-Muffelofen läuft damit problemlos :)

Autor: Gast (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@ Olaf – wenn das hilft, möchte ich doch gerne alle erleuchten: Modell 
CD101 No. 07D93100, Herstellername unbekannt. Handbuch für die 
Programmierung liegt vor – aber auch hier kein Herstellername. Habe das 
nicht für relevant gehalten da es mir ja nicht um die Programmierung 
oder den Regler selbst geht sondern um die Verwertung des 
Ausgangssignals.

Was die Regler mit dem Schaltausgang angeht bin ich auch schon fündig 
geworden – leider zu spät und lange nicht zu diesem Preis.

@Gast - Was den Bi-Metall-Schalter angeht, wäre das an sich schon 
richtig. Aber dieser hier kennt nur 4 Einstellungen: 25%, 50%. 100% und 
Aus und wird wie gesagt über die Erwärmung des Bimetalls infolge des 
Stromdurchflusses geschaltet. Eine Temperaturregelung ist das nicht, - 
das kann ich mir bei den hohen Temperaturen im Muffelofen mittels dieser 
Technik auch nicht vorstellen.

@ Olaf und Andrew Taylor – anderer Regler-Typ:  da habt Ihr natürlich 
völlig recht. Aber wenn ich den Vorschlag von Andrew Taylor aufnehme, 
komme ich sicher billiger weg und – wichtiger noch - etwas neues zu 
Lernen hat mir bislang jedenfalls noch nicht geschadet. Wenn man alleine 
die benötigte Zeit und den Aufwand für die Schaltung berücksichtigt, 
dann  ist es sicherlich sehr viel ökonomischer einen Regler mit 
Schaltausgang zu kaufen……- was ich vielleicht auch tun werde falls ich 
zu blöde bin die Schaltung aufzubauen.

Gruß an Alle.
RSt.

Autor: DerDa? (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.