Hallo,
ich, habe folgende Problemstellung und hoffe, dass mir hier geholfen
werden kann:
Ich möchte mit einer SPS ein Pneumatik Proportionalventil von SMC
ansteuern. (Bezeichnung: SMC PVQ13-5L-03-M5-A)
Dafür habe ich Strom- und/oder Spannungsanalogausgänge zur Verfügung.
Das Prop.Ventil arbeitet laut Typenschild von 0..85mA bei 24V.
Mein erster Gedanke war, den analogen Stromausgang mit 0..20mA einfach
zu Verstärken. Laut Datenblatt öffnet das Prop.Ventil von ca. 35mA bis
85mA.
Leider bin ich bis jetzt nicht imstande gewesen mein 0..20mA Signal so
umzuwandeln, dass ich diese 35..85mA bei relativ konstanter 24V Spannung
(siehe Datenblatt) erhalten kann.
Ich bin aber optimistisch, dass jemand hier eine Lösung dafür hat.
Vielen Dank im voraus!
Wenn das ganze ein Element in einem Regelkreis ist und es daher nicht
auf eine hohe Genauigkeit ankommt, tut es auch ein einfacher
Stromspiegel. Damit spart man sich auch eine Hilfsspeisung.
drng schrieb:> ansteuern. (Bezeichnung: SMC PVQ13-5L-03-M5-A)> Dafür habe ich Strom- und/oder Spannungsanalogausgänge zur Verfügung.> Das Prop.Ventil arbeitet laut Typenschild von 0..85mA bei 24V.>> Mein erster Gedanke war, den analogen Stromausgang mit 0..20mA einfach> zu Verstärken. Laut Datenblatt öffnet das Prop.Ventil von ca. 35mA bis> 85mA.
Genau so. Ein etwas größerer Transistor ala BD911 sollte reichen, durch
das TO220 Gehäuse wird der ausreichend gekühlt. Den schaltet man als
Emitterfolger (Kollektorschaltung) und fertig.
https://www.mikrocontroller.net/articles/Transistor#Kollektorschaltung_.28Emitterfolger.29
Rpot und Rbasis entfallen, statt dessen wird der SPS-Ausgang direkt an
die Basis geklemmt. Dein Ventil ist Rlast. Eine Freilaufdiode parallel
zum Ventil wäre sinnvoll.
> Leider bin ich bis jetzt nicht imstande gewesen mein 0..20mA Signal so> umzuwandeln, dass ich diese 35..85mA bei relativ konstanter 24V Spannung> (siehe Datenblatt) erhalten kann.
Das kann auch keiner ;-) Denn die Spannung ist nicht konstant sondern
eher proportional zum Strom. Dein Ventil ist aus elektrischer Sicht eine
Spule, die das eigentliche, mechanische Ventil verstellt.
Und bist du dir sicher, dass das Teil tatsächlich ein Stromsignal
braucht?
Oder ist es eher so, dass es zwar bei 24V 85mA aufnimmt, aber die
eigentliche Steuerung über 24V PWM erfolgt? Ist so zumindest üblich und
sinnvoll.
Link zu dem Gerät?
drng schrieb:
>Ich möchte mit einer SPS ein Pneumatik Proportionalventil von SMC>ansteuern.
Wie groß ist der ohmsche Widerstand von dem Ventil?
>so umzuwandeln, dass ich diese 35..85mA bei relativ>konstanter 24V Spannung (siehe Datenblatt) erhalten kann.
24V Spannung am Ventil? Wenn du den Strom änderst, ändert
sich auch die Spannung, siehe ohmsches Gesetz.
Du brauchst einen steuerbaren konstantstromregler,
oder du steuerst dein Ventil mit einer eistellbaren
Spannung, dann ändert sich ja auch der Strom.
drng schrieb:> Das Prop.Ventil arbeitet laut Typenschild von 0..85mA bei 24V.
Das ist offenkundig Blödsinn. Das Ventil ist elektrisch im wesentlichen
ein langer aufgewickelter Draht, mit einem gewissen Widerstand. Bei
einer festen Spannung von 24V fließt ein fester Strom (wahrscheinlich
besagte 85mA). Für weniger Strom muß man auch weniger Spannung anlegen.
Und weil so ein Ventil doch relativ träge ist, macht man die variable
Spannung per PWM. Wie H.J. schon schrieb.
Das Datenblatt (ich habe beim Hersteller nur den Katalogauszug gefunden:
https://www.smcpneumatics.com/pdfs/PVQ.pdf) sagt nichts über Widerstand
und Induktivität der Spule. Es heißt nur "24VDC" und "0 to 85mA", und
die Kurven sind auch nur mit "Flow Rate" und "Current" spezifiziert.
Daher gehe ich davon aus:
Man sollte das Ventil mit einer Stromquelle betreiben, die maximal 24V
liefern kann. Bei Betrieb mit Spannung beeinflusst die
Temperaturabhängigkeit der Spule das Verhalten und man hat keine
Spezifikation für diesen Betrieb.
Allerdings: über Toleranzen der Kurve habe ich nichts gefunden, daher
ist eine Aussage über die Genauigkeit des Ganzen ja auch etwas
Spekulation...
Dietrich L. schrieb:> Man sollte das Ventil mit einer Stromquelle betreiben, die maximal 24V> liefern kann. Bei Betrieb mit Spannung beeinflusst die> Temperaturabhängigkeit der Spule das Verhalten und man hat keine> Spezifikation für diesen Betrieb.
Richtig. Die Stärke des Magnetfeldes und damit die Kraft des Solenoids
hängt einzig vom Strom ab.
Die Einflußgröße "Temperatur" wird also durch die Stromregelung auf
einfache Weise eliminiert.
Im Datenblatt steht auch ncht, das an der Spule 24V anliegen müssen. Da
steht nur was von Versorgung und die ist halt 24V.
Du mußt mit Deiner Schaltung dann dafür sorgen, das besagte Ströme durch
das Ventil fließen. Ob Du das analog, also mit einem einfachen
Transistor, oder digital z.B. mit PWM machst ist dabei völlig egal. Im
Datenblatt steht lediglich, daß die Durchflußmenge eine Funktion des
Stromes ist. Die 24 V Speisespannung sind halt erforderlich um überhaupt
den Strom von 85mA erreichen zu können.
drng schrieb:> Ich bin aber optimistisch, dass jemand hier eine Lösung dafür hat.
Da ja GEREGELT wird, ist wohl die exakte Umsetzung (Strom x 4.25) nicht
so kritisch.
Dann tut es ein einfacher Stromspiegel.
1
0-20mA --+---+ +---Ventil-- +24V (0-85mA)
2
| | |
3
>|--+--|< 2 BD135-25 mit Wärmeleitpaste und Isolierfolie aneinandergeschraubt
4
E| |E
5
85R 20R
6
| |
7
Masse ---+-------+--- Masse
Wenn deine Stromquelle in Wirklichkeit eine Stromsenke ist: Mit BD136
umgepolt aufbauen.
Empfehlenswert wäre auch die Beispielapplikation aus dem DB des
OPA333/2333: https://www.ti.com/lit/ds/symlink/opa333.pdf S.15
Die Spannungsquelle Vin durch einem passendem Shunt ersetzen und ein
paar Widerstandswerte anpassen.
Wow.
Ich bin überwältigt von so viel hilfe!
Danke vielmals. Werde wohl erst nächste Woche dazu kommen das ganze
umzusetzen, bin aber jetzt sehr optimistisch das ganze mit eurer Hilfe
realisiert zu bekommen.
Danke!
Alexander S. schrieb:> Empfehlenswert wäre auch die Beispielapplikation
Finde ich allerdings unnötig kompliziert, wenn man den Shunt auch
lowside setzen kann.
Joe F. schrieb:> Und wenn man es genauer und linearer haben will, nimmt man noch einen> Rail-to-rail Opamp zur Hilfe.
Hallo,
ich habe für diese Schaltung einen BC337-25 benutzt und einen LM358n,
weil die Specs für den Test für mich in Ordnung aussahen und ich nur
diese hier noch liegen hatte. Statt eines Ventils (Spule) habe ich einen
Widerstand von 220 Ohm genommen, das Ventil sollte auch einen Widerstand
von ca 150 bis 250 Ohm haben.
Beim max. Ausgangsstrom zwischen 80-90 mA wurde der Transistor heiß und
ist zerstört worden?! Jetzt bekomme ich beim Eingangsstrom fast 12 mA
statt des erwarteten Strom Ic von 50 mA einen tatsächlichen Strom von
knapp 140mA.
Ich habe testweise einen neuen BC337-25 eingesetzt und bekomme beim
selben Aufbau plötzlich nur Ic = 20mA. Als beim alten Transistor mMn
alles iO war, hat er die erwarteten 50mA geleitet.
Gestern habe ich eine Messreihe mit von 0..20mA Eingangsstrom
aufsteigenden Werten gemacht und nach einer langen Pause mit dem neuen
BC337-25 genau bei 12mA Eingangsstrom eine Messung gemacht, bei der eben
statt 50mA nur 20mA Ic flossen.
Ich verstehe nicht, warum bei der ersten Messreihe und dem Eingangsstrom
von 12 mA der erwartete Strom Ic=50mA floss und beim ungenutzten
gleichen Transistor nur Ic=20mA fließen.
Wie kann man das erklären?
Und wie kann ich meinen Aufbau verbessern? Reicht einfach ein Kühlkörper
für den Transistor?
Falls mir jemand einen Tipp gibt, würde ich mich freuen.
Helge J. schrieb:> Joe F. schrieb:>> Und wenn man es genauer und linearer haben will, nimmt man noch einen>> Rail-to-rail Opamp zur Hilfe.>> Hallo,>> ich habe für diese Schaltung einen BC337-25 benutzt und einen LM358n,
Ja welche denn?? Siehe Netiquette!!!
> weil die Specs für den Test für mich in Ordnung aussahen und ich nur> diese hier noch liegen hatte. Statt eines Ventils (Spule) habe ich einen> Widerstand von 220 Ohm genommen, das Ventil sollte auch einen Widerstand> von ca 150 bis 250 Ohm haben.
So weit, so gut.
> Beim max. Ausgangsstrom zwischen 80-90 mA wurde der Transistor heiß und> ist zerstört worden?!
Tja, mal gerechnet was 100mA an 24V für eine Verlustleistung ergeben?
220 Ohm an 24V macht 109mA bzw. 2,6W. Bei Leistungsanpassung bei halben
Strom fällt ein Viertel davon am Transistor ab, macht 625mW. Das ist für
einen BC337 ARG grenzwertig!
> Jetzt bekomme ich beim Eingangsstrom fast 12 mA> statt des erwarteten Strom Ic von 50 mA einen tatsächlichen Strom von> knapp 140mA.
Deine Schaltung ist kaputt. Entweder alles ausmessen oder einfach alle
Bauteile ersetzen.
> Ich verstehe nicht, warum bei der ersten Messreihe und dem Eingangsstrom> von 12 mA der erwartete Strom Ic=50mA floss und beim ungenutzten> gleichen Transistor nur Ic=20mA fließen.> Wie kann man das erklären?
Du hast einen Fehler in der Schaltung, was sonst.
> Und wie kann ich meinen Aufbau verbessern? Reicht einfach ein Kühlkörper> für den Transistor?
Nö, denn ein TO92 Gehäuse kann man extern nur sehr schlecht kühlen. Nimm
einen Transistor im TO220 Gehäuse, der verkraftet ohne Kühlkörper
ca. 1W. BD239, BD911 oder was ähnliches.
Ich empfehle trotzdem meine Schaltung mit einem Spannungsausgang und
Emitterfolger (Kollektorschaltung) Einfacher geht es nicht.
Beitrag "Re: 0..20mA auf 0..85mA skalieren/verstärken"
Falk B. schrieb:>> ich habe für diese Schaltung einen BC337-25 benutzt und einen LM358n,>> Ja welche denn??
Nach dem Zitat von Helge wird es wohl
https://www.mikrocontroller.net/attachment/411649/amp.png sein.
Falk B. schrieb:> Du hast einen Fehler in der Schaltung, was sonst.
Denkbar wäre auch, dass die Schaltung schwingt. Ein kleiner Kondensator
zwischen OpAmp-Ausgang und (-)-Eingang kann hier helfen.
Moin
Dietrich L. schrieb:> Nach dem Zitat von Helge wird es wohl> https://www.mikrocontroller.net/attachment/411649/amp.png sein.
Ja, richtig.
Falk B. schrieb:> Tja, mal gerechnet was 100mA an 24V für eine Verlustleistung ergeben?> 220 Ohm an 24V macht 109mA bzw. 2,6W. Bei Leistungsanpassung bei halben> Strom fällt ein Viertel davon am Transistor ab, macht 625mW. Das ist für> einen BC337 ARG grenzwertig!
ich habe nun 4x 820 Ohm parallel geschaltet, das macht bei der
Stromquelle ja nichts, und ich habe noch einen TIP120 Transistor
gefunden, ist zwar ein Darlington Transistor, aber ich probiere es mal
mit dem aus. Komme an keine Bauteile ran gerade..
Falk B. schrieb:> Deine Schaltung ist kaputt. Entweder alles ausmessen oder einfach alle> Bauteile ersetzen.
Erste Messung nach dem Ersetzen war i.O.
Deine Idee setze ich später mal um.
PropKurve.PNG
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