mikrocontroller.net

Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Welche Reaktionszeit hat ein SPS-Eingang ?


Autor: Pepe (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,
ich habe einen Sicherheits-Lichtvorhang an einer SPS-Steuerung für einen
Roboter dran. Die Roboter-Steuerung funktioniert sauber auf den Licht-
vorhang.

Habe jetzt einen ATMega noch zusätzlich mit angeschlossen, um per
Firmware auf einen Unterbrechung des Vorhanges zu reagieren.
Leider hat der ATMega ständig eine Unterbrechung gemeldet.
Hab - nach einigen grauen Haaren mehr - rausgefunden, dass der Licht-
vorhang alle 100ms 4x für 50µs auf Unterbrechung geht.

Jetzt brauche ich auf der ATMega Seite natürlich ne entsprechende
Entprellung, damit ich diese kurze Signale rausfiltere.

Ich könnte mich zwar nur auf 50µs beschränken und damit arbeiten, aber
irgendwann kommt der nächste Vorhang, der vielleicht wieder etwas
arbeitet und schon kann ich wieder was patchen ...

Kann mir deshalb jemand sagen, wie "träge" den ein SPS-Eingang
sein sollte ?

Viele Grüße,
Pepe

Autor: Andreas (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ein grosses ACHTUNG!!!!!!!!!

Eine SPS macht den Sicherheitslichtvorhang zu einem 
"Unsicherheitsvorhang",
es sei denn es ist eine Sicherheits-SPS z.B. Siemens F-CPU oder 
spezielle Bausteine von Pilz, die aber spez. Anforderungen genügen 
müssen.
Üblicherweise muss der "Sicherheitskreis" als Hardware ausgeführt sein, 
bis auf oben genannte Ausnahmen. Anderes ist als Sicherheit nicht 
zulässig.

Sei da bitte vorsichtig.

Gruß
Andreas

Autor: Pepe (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Danke für die Antwort.
Hab nicht klar genug geschrieben: An den Roboter inkl. Sicherheits-
einrichtungen möchte ich gar nicht ran.
Ich möchte nur eine weitere Reaktion auf den Vorhang integrieren.

Pepe

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Kann mir deshalb jemand sagen, wie "träge" den ein SPS-Eingang
>sein sollte ?

Steht im Datenblatt des entsprechenden Eingangsmodules.


>dass der Lichtvorhang alle 100ms 4x für 50µs auf Unterbrechung geht.

Das klingt aber trotzdem komisch...

Autor: peter-neu-ulm (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Da eine SPS das Programm in einem geschlossenen Zyklus arbeitet muss man 
mit mindestens einem Programmdurchlauf rechnen, bis die Reaktion auf 
einen Eingang erfolgt. Sowas steht in den Unterlagen zur SPS als 
Zykluszeit.

Bei Triac-Ausgängen dauert es naturgemäß eine Wechselspannungsperiode, 
mindestens bis zum nächsten Nulldurchgang.

Bei Relais natürlich noch länger, wegen der Mechanik.

Autor: Pepe (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> Steht im Datenblatt...

Ja da steht etwas drin. Aber nur eine "Verzögerungszeit" bei den 
Eingänge. Aber der dort angegebene Wert von 50ms erscheint mir doch 
etwas groß.

> Das klingt aber trotzdem komisch...

Kann ich auch an einem 2. Vorhang messen. Also nehm ich das jetzt mal 
als
gegeben hin.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Kann ich auch an einem 2. Vorhang messen. Also nehm ich das jetzt mal
>als gegeben hin.

Ok. Dann muss das aber im DB des Lichtgitters erklärt sein.

Autor: Pepe (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Matthias
Nö, leider nicht. Vielleicht hat der Hersteller ja noch was genaueres,
aber die 4 Seiten, die dabei sind, enthalten außer den verschiedenen
Anschlussmöglichkeiten gar nicht :-(

Autor: Pepe (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@peter-neu-ulm
Ja, schon richtig. Aber irgendwann würde die SPS zum genau "falschen"
Zeitpunkt den Eingang abfragen und schon wäre es passiert ...
Aber das passiert eben nicht, also muss die SPS über die interne
Entprellung ihrer Eingänge einen kurzen Impuls ignorieren.
Nur, wie lange darf der Impuls selber sein ?

Autor: Michael A. (aim)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Pepe wrote:
> @peter-neu-ulm
> Ja, schon richtig. Aber irgendwann würde die SPS zum genau "falschen"
> Zeitpunkt den Eingang abfragen und schon wäre es passiert ...
> Aber das passiert eben nicht, also muss die SPS über die interne
> Entprellung ihrer Eingänge einen kurzen Impuls ignorieren.
> Nur, wie lange darf der Impuls selber sein ?


Siehe Datenblatt!

bei den dig. Eingabe-Module, die ich hier habe steht z.B.:
Eingangsfilter Hardware: <= 100µS
eingangsfilter Software: Default 1 ms, zwischen 0 und 25 ms in 0,2 ms 
Schritten einstellbar

Autor: Otto (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Nicht schlecht wären folgende Angaben:

1. Welche SPS?
2. Welcher Lichtvorhang
3. Welche Sicherheitseinrichtung(en)

Das ein normaler Eingang einer SPS an einen Sensor angeschlossen ist, 
welcher zyklisch unterbricht, ist nicht im Sinne des Erfinders.

Wie bereits Eingangs geschrieben wurde, wird ein Lichtvorhang 
normalerweise über Hardware verriegelt - trotzdem gibt es einen 
Meldeausgang an die SPS.

Kannst Du sicher ausschliessen, dass Deine Schaltung diese Unterbrechung 
verursacht?

Otto

Autor: Michael A. (aim)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Eine Sicherheitseinrichtung muss doch so weit ich weiß selbstständig 
erkennen, wenn es nicht mehr ordnungsgemäß funktioniert - oder irre ich 
mich da?

Dieser Impuls könnte dann nämlich ein Selbsttest ein, ob sich der 
Ausgang auf "0" ziehen lässt, oder ob von außen irgend wo eine Spannung 
eingespeißt wird, wodurch die Sicherheitsfunktion nicht mehr 
gewährleistet werden kann.

Relais bzw. Eingänge von industriellen Steuerungen sollte dieser Impuls 
eigentlich nicht interessieren - Richtige Einstellungen vorausgesetzt?

mfg

aim

Autor: peter-neu-ulm (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>50ms Reaktionszeit

Ja, das ist bei SPS'en durch aus möglich. Meist sind die 50 ms tragbar, 
denn die von der SPS gesteuerten Aktoren reagieren eh' erst nach 
mehreren Perioden der Wechselspannung.

Autor: Otto (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>50ms Reaktionszeit

Simatic S7-300 liegen (je nach Programm und CPU) um den Faktor 10 
niedriger.

> Dieser Impuls könnte dann nämlich ein Selbsttest ein, ob sich der
> Ausgang auf "0" ziehen lässt, oder ob von außen irgend wo eine Spannung
> eingespeißt wird, wodurch die Sicherheitsfunktion nicht mehr
> gewährleistet werden kann.

Ist eine gute Erklärung - wird in der Praxis manchmel auch so realisiert 
- aber dann eben nicht an einen "normalen" SPS-Eingang angeschloseen.

Otto

Autor: Peter Dannegger (peda)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Pepe wrote:

> Hab - nach einigen grauen Haaren mehr - rausgefunden, dass der Licht-
> vorhang alle 100ms 4x für 50µs auf Unterbrechung geht.

Das wird ne Modulation sein, um Fremdlicht unterscheiden zu können. 
Sowas ist üblich. Der Eingang der SPS wird daher ein ADC sein.

> Jetzt brauche ich auf der ATMega Seite natürlich ne entsprechende
> Entprellung, damit ich diese kurze Signale rausfiltere.

Nö, Du solltest diese Änderungen auch detektieren, denn die sind ja die 
eigentliche Lichtschranke.
D.h. fehlen die Änderungen, dann ist die Lichtschranke unterbrochen.
Der Ruhepegel (Raumbeleuchtung) ist dagegen irrelevant.


Peter

Autor: Elektrikser (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Simatic S7-300 liegen (je nach Programm und CPU) um den Faktor 10
>niedriger.

Das wäre schön. Mit einer Zykluszeit von 30 - 70 ms kann man da schon 
rechnen. Und eine Sicherheitssache wird über Hardware gemacht und dann 
noch in der SPS weiter gemeldet.

Autor: Ulli (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Pepe,

ich setze jetzt mal voraus, dass das Lichtgitter in Deiner Anwendung 
korrekt mit einem Sicherheits-Schaltgerät verschaltet ist.

Wenn dies (hoffentlich) so ist, dann kommt das Pulsen welches Du misst 
von dem Schaltgerät, geht durch die Lichtschrankenelektronik und geht 
wieder an das Schaltgerät. Dadurch erkennt das Schaltgerät einen 
Querschluss. D.h., wenn am Eingang des Schaltgerätes ein Dauersignal 
ankommt, dann kann dieses Signal unmöglich von der Lichtschranke kommen, 
da diese ein Pulssignal vorgesetzt bekommen hat. Ergo: es stimmt was 
nicht, Ergo: das Schaltgerät schaltet ab.

Das Sicherheitsschaltgerät hat einen extra Schaltkontakt für die Meldung 
an die SPS. Du kannst diesen verwenden. Dieser wird auch mit 99,9 
prozentiger Sicherheit keine Pulse enthalten.

Weiter oben wurde schon gefragt:
Welche SPS ?
Welches Sicherheitsschaltegrät ?
Welches Lichgitter ?

Diese Angaben würden sehr helfen !

Gruss
Ulli

Autor: Otto (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> Das wäre schön. Mit einer Zykluszeit von 30 - 70 ms kann man da schon
> rechnen.

nein - man kann sich die Zykluszeit (aktuell und maximal) mit dem PG 
anzeigen lassen, bei 30-70 ms hat man falsch projektiert (falsche CPU) 
und/oder ungünstig programmiert.

Otto

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>nein - man kann sich die Zykluszeit (aktuell und maximal) mit dem PG
>anzeigen lassen, bei 30-70 ms hat man falsch projektiert (falsche CPU)
>und/oder ungünstig programmiert.

Was sind denn das für SPS Zykluszeiten..?

Arbeitet die mechanisch?

Autor: Otto (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> Was sind denn das für SPS Zykluszeiten..?
> Arbeitet die mechanisch?

Nein - die arbeiten sicher ;-)

Die Zykluszeiten hängen:

a) von der "CPU" (Das ist bei Siemens das eigentliche SPS-Modul)
b) stark von der Programmierung ab

Es ist hier eine Preisfrage und die o. g. Zykluszeiten sind i. A. im 
Maschinen- und Anlagenbau ausreichend.

Selbstverständlich sind auch "schnelle" Zählebaugruppen verfügbar, wo 
die SPS nur noch "Das Ergebnis abhholt".

Für zeitkritische Anwendungen gibt es da andere Lösungen.

Otto

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Nein - die arbeiten sicher ;-)

Hat damit nichts zutun. Es gibt auch SafeLogic-SPS.


>Es ist hier eine Preisfrage und die o. g. Zykluszeiten sind i. A. im
>Maschinen- und Anlagenbau ausreichend.


Käse.

WIr verwenden standardmäßig 1ms, 10ms oder 50ms.


>Das ist bei Siemens das

Aso. Naja, Steinzeit...

Autor: Otto (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> Wir verwenden standardmäßig 1ms, 10ms oder 50ms.

Interessant - wie kommt man genau auf diese Zykluszeiten - mit 
"Stückelung"?

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Was ist Stückelung?

Die Taskzeit kann in Vielfache von 1ms sein. Beliebig.

Autor: Otto (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
"Stückelung" ist die teilweise Abarbeitung eines SPS-Programmes (ohne 
jetzt in Interna abdriften zu wollen).

> Die Taskzeit kann in Vielfache von 1ms sein. Beliebig.

Die Frage ist immer noch:

Welch Zeit wird benötigt, um das gesamte SPS-Programm einmal (komplett) 
abzuarbeiten und dies ist eben von der Länge und Effizienz des 
Programmes abhängig.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>"Stückelung" ist die teilweise Abarbeitung eines SPS-Programmes

Du meinst die verschiedenen Taskklassen... Aso..

Ich kann ja mal an einem aktuellen Projekt von mir messen..

Moment..

Task1 : alle   1ms  :    Dauer ~200µs   Auslastung 19,3%
Task2 : alle  20ms  :    Dauer ~ 15µs   Auslastung  0,08%
Task3 : alle  50ms  :    Dauer ~  5µs   Auslastung  0,01%
Task8 : alle  10ms  :    Dauer ~270µs   Auslastung  2,4%
(Task8 ist Restzeittask)

Autor: JaaWaa (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>>Was sind denn das für SPS Zykluszeiten..?
>>
>Arbeitet die mechanisch?

Die 10ms sind natuerlich Maschinenbauerzeiten. Da ist alles klotziger 
und langsamer. Deshalb kann man die Dinger fuer elektronische 
Anwendungen auch nicht immer gebrauchen. Es gibt Leute, die moechten 
logische Gatter aber in 24V nachahmen, und dann ist alles langsamer wie 
1 us eher lahm. Desgleichen die Leistungsaufnahme. Bei einem System mit 
100kW sind die 100W fuer eine SPS ein Schnaeppchen. Fuer elektronische 
Anwendungen sind 1W schon auf der warmen Seite.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Die 10ms sind natuerlich Maschinenbauerzeiten. Da ist alles klotziger
>und langsamer.

Ich bin auch im Maschinenbau. Und wir arbeiten viel mit 1ms. Natürlich 
nur Programmteile, "Stückelung" heißt das, wie ich gerade gehört habe 
;-)

Autor: Otto (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> Task1 : alle   1ms  :    Dauer ~200µs   Auslastung 19,3%
> Task2 : alle  20ms  :    Dauer ~ 15µs   Auslastung  0,08%
> Task3 : alle  50ms  :    Dauer ~  5µs   Auslastung  0,01%
> Task8 : alle  10ms  :    Dauer ~270µs   Auslastung  2,4%
> (Task8 ist Restzeittask)

OK - das ist schnell - welche SPS ist das ?

Otto

PS: Anlagen- und Maschinenbau ist mir auch nicht gerade fremd

Autor: loeter (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Pepe

Hi,

Die 50µs Pulse die Du gesehen hast, sind mit Sicherheit die Selbsttests 
des Lichtgitters. Um sicher zu stellen, dass das Gitter im Bedarfsfall 
abschalten kann, prüft es zyklisch, ob seine Endstufe noch korrekt 
arbeitet, bzw. ob kein Querschluss vorliegt. Die Sicherheits-SPS macht 
das auch, oder (manchmal wenn beide Module vom gleichen Hersteller sind) 
sie prüfen dies gegenseitig.
Im Allgemeinen werden Pulse unter 1ms von ner SPS ignoriert, schon 
deshalb, weil im industriellen Umfeld so ein Puls leicht auch mal durch 
EMV Einwirkung entstehen kann.
Wie diese Querschlusserkennung genau von Statten geht, hängt vom 
Hersteller der SPS und des Lichtgitters ab. Es gibt da mehrere 
unterschiedliche Systeme und Methoden. Eine generelle Aussage gibt es 
nicht, weil in diesem Bereich jeder Hersteller sein eigenes Süppchen 
kocht.

Im Übrigen solltest Du die Finger von dem Sicherheitskreis lassen, auch 
dann, wenn Du mit Deinem µC quasi nur "lesend" darauf zugreifst. Wenn 
die Anlage korrekt installiert wurde, dann wurde sie auch von BG und 
oder TÜV entsprechend Maschinenrichtlinie und den einschlägigen Normen 
abgenommen.
Voraussetzung hierfür ist z.B. dass alle Komponenten für den Einsatz als 
Sicherheitsgerät zugelassen sind.
Fügst Du dem Ding eine "gebastelte" Komponente hinzu, dann verliert 
streng genommen der ganze Aufbau seine Zulassung. Im Falle eines Unfalls 
kann das weitreichende Konsequenzen haben.

Deine Zusatzschaltung sollte mindestens nachweisen, dass sie auf den 
Sicherheitskreis keine gefährliche Wirkung haben kann. Das nennt man 
Rückwirkungsfreiheit. Es kann ja sein, dass Deine Eingangsschaltung 
durch einen Fehler (z.B. Bauteilfehler, Querschluss, Überspannung, was 
auch immer) das Signal nach High zieht.
Am einfachsten kannst Du das realisieren, in dem Du z.B. den Zustand des 
Lichtgitters auf einem freien Ausgang der SPS ausgibst, oder Du lässt 
ein passendes Sicherheitsrelais den Sicherheitskreis überwachen, und 
schliesst Deine Schaltung an diesen Ausgang an.

Ich hoffe ich konnte Dir weiter helfen.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@ Otto (Gast) :

>OK - das ist schnell - welche SPS ist das ?


Das ist ein aktuelles Projekt von mir. Ist nicht gerade klein.

Läuft auf dieser SPS (Visu ist im Projekt):

http://www.br-automation.com/downloads_br_productc...

Autor: Otto (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Matthias Lipinsky,

OK - danke

Gruss Otto

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Wie klein die Welt doch ist, ...

Ja. Die Hutschienen-SPS CPx.. Verwenden wir auch.

Die sind super die Teile....


>Ich sitze gerade vor dieser hier:

Ich nicht. Ich hör jetzt auf ;-)

Autor: Michael A. (aim)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Irgendwie ist mein Post wohl abhanden gekommen, ...
Also hier noch mal:

Wie klein die Welt doch ist, ...

Ich sitze gerade vor dieser hier:
http://www.br-automation.com/download.jsp?oldfilen...

Autor: Pepe (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Danke für die vielen Antworten.

Hab mich mit dem Hersteller in Verbindung gesetzt. Das Takten ist 
tatsächlich die Selbstüberwachung der Ausgangsstufe. Und die
sehen das vollkommen normal an da mit 50µs Impulsen raus zu gehen.
Zitat Hersteller:
"... das sind doch nur 50µs ..." (vollkommen überrascht)

Bezüglich der Sicherheitsaspekte:
Der Lichtvorhang hat extra 2 Ausgänge für nicht-sicherheitstechnische
Aufgaben. An diese gehe ich ran.
Somit dürfte auch der Sicherheitstechnik Genüge getan sein.
( Auch diese werden per 50µs
Takt auf ihre Funktion geprüft. Warum auch immer, wenn ich doch im
"Unsicherem Bereich" bin ? )

Hab meine Eingänge jetzt viel langsamer gemacht ( 5x Entprellung im
1ms Takt ). Somit gibts jetzt keine Probleme mehr an der aktuellen
Problemstellung.

Vielen Dank, Pepe.

PS.
Sorry für die späte Reaktion. Aber Sonntag-Nachmittag gibt's sonst
Probleme mit der Familie... :-)

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.