Hallo.
Ich habe ein Gerät mit zwei 0-20 mA Stromausgängen aufgebaut. Diese
werden mit einem XTR111 umgesetzt und dienen der analogen Ausgabe von
zwei unabhängigen Messgrößen....
Als Anschluss nach außen habe ich jeweils I+ und I- vorgesehen, wobei I-
mit der Spannungsversorgungsmasse verbunden ist, d.h. gemeinsames
Bezugspotential mit der Spannungsversorgung hat.
Das Gerät sitzt irgendwo im Feld, das ist nicht weiter definiert und
wird aus der Ferne (Netzteil auf Hutschiene in Schaltschrank) mit
Spannung 24VDC versorgt.
Nun zu meiner eigentlichen Frage. Wenn ich die Stromausgänge unabhängig
von dem Bezugspotential der Spannungsversorgung nutzen möchte, ist es
dann zwingend, dass ich eine galvanische Trennung einbaue? Oder genügt
es wenn man nur I+ verkabelt und der Strom zu einem fremden Potential
abfließt?
Vielen Dank im Voraus für ein entsprechendes Feedback.
"I+ verkabelt und der Strom zu einem fremden Potential
abfließt?"
Regel Nr. 1:
Strom fließt immer in Kreisen. Immer. Es gibt KEINE Ausnahme.
Zur Not durch Erde, die Luft oder als Verschiebungsstrom.
Michael_SS schrieb:> Wenn ich die Stromausgänge unabhängig von dem Bezugspotential der> Spannungsversorgung nutzen möchte, ist es dann zwingend, dass ich eine> galvanische Trennung einbaue?
Dann brauchst du eine eigene Versorgung für den Stromausgang. Denn
Potentialtrennung bedeutet: getrennte Massen und getrennte Versorgungen.
Mein Vorschlag: zeihne mal eine Skizze, wie du das verkabeln willst.
Evtl. kommt man dann drauf, welches Problem du hast...
WehOhWeh schrieb:> Strom fließt immer in Kreisen. Immer. Es gibt KEINE Ausnahme.> Zur Not durch Erde, die Luft oder als Verschiebungsstrom
Danke, das war mir schon klar. Aber vielleicht noch ein paar Worte zum
fremden Potential.
In einer Werkhalle (die prinzipiell die gleiche Erde hat) kann es sein,
dass die Spannungsversorgung aus der einen Ecke der Halle kommt und der
Stromausgang in die andere Verläuft. Trotz "gleicher" Erde kann es doch
nun sein, dass Potentialunterschiede entstehen. Was passiert mit meinen
Stromausgängen, wenn ich nur I+ verdrahte und I- quasi in der Ferne die
"gleiche" Erde darstellt und dazwischen (Erde und "gleiche" Erde) ein
Potentialunterschied auftritt.
Ich werde noch eine Skizze anfertigen und mit rein stellen.
Michael_SS schrieb:> Was passiert mit meinen> Stromausgängen, wenn ich nur I+ verdrahte und I- quasi in der Ferne die> "gleiche" Erde darstellt und dazwischen (Erde und "gleiche" Erde) ein> Potentialunterschied auftritt.>> Ich werde noch eine Skizze anfertigen und mit rein stellen.
Wenn die Bürde ausreichend ist sollte mit deinem Stromsignal nichts
passieren, das ist ja der Trick an der Stromschleife, die
Potentialunterschiede stören nicht mehr für die Messung ;)
Michael_SS schrieb:> ist es> dann zwingend, dass ich eine galvanische Trennung einbaue?
Nicht unbedingt - es kann ja sein, dass der 20mA-Eingang, mit dem du
verbindest, bereits galvanisch getrennt ist. Zweimal trennen ist nicht
nötig, aber: wenn du nix genaues weisst musst du wohl auf Nummer Sicher
gehen und auf deiner Seite eine Trennung vorsehen.
Georg
So ich habe mal ein Skizze erstellt. Dabei habe ich die beiden
Stromausgänge dargestellt und zwei Steuerungen angedeutet.
Ich gehe jetzt davon aus, dass alle Steuerungen und auch die
Spannungsversorgung eine gemeinsame Erde haben, deren Verbindungen zu
dieser Erde jedoch weit auseinander liegen können.
Wo muss ich jetzt die I- Leitungen anschließen, um keine Störströme
(z.B. Ausgleichsströme) fließen zu lassen, die mir möglicherweise das
Gerät beschädigen oder die Stromwerte beeinflussen?
Da die Anforderungen sehr allgemein gehalten sind (es muss immer
funktionieren) und ich nicht alle möglichen Beschaltungen / Geräten mit
Stromeingängen kenne, fällt es mir schwer zu entscheiden, wie ich mit
den Stromausgängen verfahren soll.
Eine galvanische Trennung kann man umsetzen im Gerät (kostet einiges).
Wenn dieser aber nicht unbedingt notwendig ist, wenn man nur I+
verdrahtet und als Rückleiter die "gemeinsame" Erde annimmt und dabei
nix passiert wäre das die vorzuziehenden Methode. Jedoch muss ich diese
begründen können.
Könnt ihr mir hier weiterhelfen?
Das funktioniert so, wie du das gezeichnet hast. Die Stromschleife wird
in dem Fall über die Erde geschlossen. Voraussetzung: Die
Potenzialdifferenz der Erdung ist nicht zu hoch. Eine Verbindung von I-
würde möglicherweise Ausgleichsströme fließen lassen.
Die wenigsten Geräte haben von Haus aus eine galvanische Trennung
eingebaut.
Transmitter schrieb:> Das funktioniert so, wie du das gezeichnet hast. Die Stromschleife wird> in dem Fall über die Erde geschlossen.
Wie kommst du denn auf das schmale Brett?
Michael_SS schrieb:> So ich habe mal ein Skizze erstellt.
Und jetzt suche einen Weg von I+ nach I- über den Verbraucher um einen
geschlossenen Stromkreis zu erzeugen. Gibt es keinen ;)
Du könntest im Schaltschrank die 24 VDC z.B. erden, dann wäre ein
geschlossener Stromkreis da.
Michael_SS schrieb:> In einer Werkhalle (die prinzipiell die gleiche Erde hat)
Das "prinzipiell" wage ich mal zu bezweifeln. Sie sollte eigentlich
überall das gleiche Erdpotential haben. Aber wenn die Halle groß ist,
die Kabel alt/falsch dimensioniert/kräftig belastet sind, ist es nicht
unüblich, daß sich das Massepotential innerhalb der Halle merklich
verschiebt.
Daher haben z.B. Bussysteme für solche Umgebungen wie z.B. RS485 auch
einen Common-Mode-Bereich von -7 bis +12V. Und das wurde nicht so
definiert, weil in der Industrie überall -7V-Netzteile verbaut werden
oder die Entwickler ein paar Herausforderungen für die IC-Hersteller
schaffen wollten.
Michael_SS schrieb:> Das Gerät sitzt irgendwo im Feld, das ist nicht weiter definiert und> wird aus der Ferne (Netzteil auf Hutschiene in Schaltschrank) mit> Spannung 24VDC versorgt.
Im Zweifel würde ich immer galvanisch trennen. Es sei denn du kannst
alle Faktoren überblicken (was wohl nur selten der Fall ist).
Im Extremfall kannst du Potentiale so verschleppen das Menschen zu
Schaden kommen, Brände über Ausgleichsströme auslösen oder auch Pfade
schaffen wo der Blitz rein rauscht.
Da sind die Probleme die mit deinem Analogsignal auftreten können noch
in weiter ferne weil das obige schon vor der Inbetriebnahme abgehen
kann.
X4U schrieb:> Im Extremfall kannst du Potentiale so verschleppen
Ich hatte mal eine einige t schwere Werkzeugmaschine an ein NC-System
anzuschliessen, leider war die überhaupt nicht geerdet ausser über die
jetzt angeschlossene V24-Schnittstelle. Das hat zum teilweisen
Verdampfen der Schnittstelle geführt. Mit galvanischer Trennung ist man
auf der sicheren Seite.
Georg
Auch Elektro-Schweißarbeiten in der Halle können da tolle Wirkung haben.
Einmal die Elektrode an der falschen Seite des Schweißspalts gezündet,
und es vagabundieren hundert und mehr Ampere durch die geerdeten
Eisenkonstruktionen.
Wenn diesen Ampere dann der bequeme Umweg über Kupferleitungen von einem
geerdeten Punkt zum andren geboten wird, fließen dann über 0,5 Quadrat
(oder so) zehn oder mehr Ampere.
Natürlich müssen die Stromkreise an einem Punkt geerdet sein. Aber NUR
an einem Punkt, wenn es sich um ausgedehnte Systeme handelt.
Schon in der Hausinstallation erdet man jedes Gerät für sich an einer
Sammelschiene im Verteilerkasten und nicht einfach am nächsten geerdeten
Gerät. (obwohl man sich da eine ganze Menge Nullleitungen sparen
könnte.)
Aber die Nullleitungen sind eben keine Nullleitungen, sondern
Rückleitungen, wenn mans genau nimmt.
Hallo,
auf der Empfängerseite ist der 0-20 mA Eingang normalerweise floatend,
man kann da auch mehrere in Reihe schalten, deswegen mußt Du die Masse
anschliessen. Der Empfänger ist typisch ein Differenzverstärker mit
Burdenwiderstand.
MfG
