Ich versuche eine Bedienung für einen Gabelstapler (Heben - Senken) mit einer 0-10V Steuerspannung über eine SPS zu realisieren.
An meinem Gabelstapler (Diechselstapler / Mitgehstapler) ist ein Fahrschalter auf dem sich zwei Tasten befinden, eine zum "Heben" und eine zum "Senken".
Die Steuerung der Hydraulik ist proportional, also je tiefer ich die Taste eindrücke, desto mehr Hub- / Senkgeschwindikeit erreicht der Stapler.
Das ganze ist in dem Fahrschalter so umgesetzt, dass beide Tasten mittig auf einen einzigen Hall-Sensor drücken. Zumindest glaube ich, dass es ein Hall Sensor ist, da sich an der Unterseite ein Aufdruck mit "A1128" befindet.
Nachdem ich A1128 gegoogelt habe, kann nur ein sinnvolles Ergebnis:
Es führen auch 3 Kabel zu der Einheit, in der ich einen Hall-Sensor vermute.
Meine Frage ist jetzt, was kann ich machen, um meine Annahme zu prüfen und wie könnte ich dort ansetzen, um mit einem 0-10V Steuersignal diesen Hall-Sensor quasi zu imitieren?
Ob das ein lineares Potentiometer ist, kann man im abgeklemmten Zustand mit einen Ohmmeter messen.
Dann wird es im Betrieb bestimmt als Spannungsteiler eingesetzt.
Die Spannung aller drei Leitungen im Betrieb gegen Gerätemasse mit Voltmeter messen. Mit etwas Glück ist es Masse, +Versorgung und Ausgangsspannung dazwischen abhängig von der Stellung.
Ihr hattet Recht, kein Hall Sensor, sondern eine Platine mit Leiterbahnen und einer u-förmigen Metall-Gabel als Gegenstück die darauf entlang gleitet.
Sehr komisch, mir leuchtet noch nicht ein, wie das funktionieren soll.
Wie nennt sich sowas und was könnte ich jetzt machen, um mehr darüber zu erfahren? Messen?
... sondern eine Platine mit Leiterbahnen und einer u-förmigen
Metall-Gabel als Gegenstück die darauf entlang gleitet.
Dann werden es wohl keine Leiterbahnen, sondern Widerstandsbahnen sein - zusammen also eventuell ein Linearpotentiometer.
Wie zwei Taster, eine Metall-Gabel und die Platinenbahnen zusammen wirken, wird aus deinen Photos allerdings nur schlecht klar.
Ich halte das für eine Potentiometerbahn mit zwei Vorwiderständen in gedruckter Dickschichttechnik auf Keramiksubstrat.
Ich glaube auch den Laserabgleich an den Vorwiderständen zu erkennen.
Ich halte das für eine Potentiometerbahn mit zwei Vorwiderständen in
gedruckter Dickschichttechnik auf Keramiksubstrat.
Richtig, grün und gelb sind die beiden Enden vom Poti, rot der Mittelabgriff.
Wenn man am anderen Ende einen Stecker ziehen kann, könnte man ungestört messen, was passiert, wenn man die Gebertaster drückt. So ein Poti kann nur eine Bewegung erfassen, d.h. die Bewegung der beiden Taster müsste über eine geeignete Mechanik in eine einzige Translationsbewegung umgesetzt werden.
Ich halte das für eine Potentiometerbahn mit zwei Vorwiderständen in
gedruckter Dickschichttechnik auf Keramiksubstrat.
Richtig, grün und gelb sind die beiden Enden vom Poti, rot der
Mittelabgriff.
Wenn man am anderen Ende einen Stecker ziehen kann, könnte man ungestört
messen, was passiert, wenn man die Gebertaster drückt. So ein Poti kann
nur eine Bewegung erfassen, d.h. die Bewegung der beiden Taster müsste
über eine geeignete Mechanik in eine einzige Translationsbewegung
umgesetzt werden.
Der Stecker am Ende ist leider mit allen Komponenten auf der Platine vergossen. Es werde die 3 Kabel jetzt mal in der Mitte aufschneiden und eine Lüsterklemme dazwischen bauen, dann kann ich besser messen, im abgeklemmten Zustand und im Betrieb.
Könntest du mir bitte noch mal genau erklären was ich jetzt wie messen soll?
Also im abgeklemmten Zustand soll ich den Widerstand messen von grün nach rot?
Einmal ohne die Taste zu drücken und einmal mit maximal gedrückter Taste?
... sondern eine Platine mit Leiterbahnen und einer u-förmigen
Metall-Gabel als Gegenstück die darauf entlang gleitet.
Dann werden es wohl keine Leiterbahnen, sondern Widerstandsbahnen sein -
zusammen also eventuell ein Linearpotentiometer.
Wie zwei Taster, eine Metall-Gabel und die Platinenbahnen zusammen
wirken, wird aus deinen Photos allerdings nur schlecht klar.
Es sind noch normale Microtaster verbaut, die schalten sobald man die Taste ca. 1mm runtergedrückt hat. Somit wird der Steuerung offenbar vorgegeben, ob der Wert den das Potenziometer ausgibt nun für den Hub oder das Senken gilt.
Also im abgeklemmten Zustand soll ich den Widerstand messen von grün
nach rot?
Beschäftige dich vielleicht erstmal mit dem grundsätzlichen Konzept eines Potentiometers und seiner Funktion. Als erstes könntest du den Widerstand zwischen grüner und gelber Leitung messen und gucken, ob mit dem Wert irgendetwas passiert, wenn du die Tasten drückst - sollte nicht.
werde die 3 Kabel jetzt mal in der Mitte aufschneiden
und eine Lüsterklemme dazwischen bauen
Das ist erstmal unötig, es reicht zur Spannungsmessung die Leiter anzustechen und die Spannung gegen Schaltungsmasse zu ermitteln. Dann Messwerte hier posten.
wie könnte ich dort ansetzen, um mit einem 0-10V Steuersignal diesen
Hall-Sensor quasi zu imitieren?
Je nach Messergebnis könnte eine mittels RC Glied aus dem PWM gemittelte Gleichspannung an der roten Leitung genügen. Wenn die Auswertschaltung am Potischleifer nicht hochohmig genug ist, braucht man noch eine Pufferstufe.
werde die 3 Kabel jetzt mal in der Mitte aufschneiden
und eine Lüsterklemme dazwischen bauen
Das ist erstmal unötig, es reicht zur Spannungsmessung die Leiter
anzustechen und die Spannung gegen Schaltungsmasse zu ermitteln. Dann
Messwerte hier posten.
wie könnte ich dort ansetzen, um mit einem 0-10V Steuersignal diesen
Hall-Sensor quasi zu imitieren?
Je nach Messergebnis könnte eine mittels RC Glied aus dem PWM gemittelte
Gleichspannung an der roten Leitung genügen. Wenn die Auswertschaltung
am Potischleifer nicht hochohmig genug ist, braucht man noch eine
Pufferstufe.
Ich habe jetzt gemessen im Betrieb (alles gegen - GND).
Rot = 4,3V im Ruhezustand und dann abfallend bis auf 0V (bei maximal gedrückter Taste)
Grün = 4,9V konstant keine Änderungen bei Hub oder Sinken
Gelb = 0V konstant keine Änderungen bei Hub oder Sinken
Wenn man annimmt, die 432R sind die Vorwiderstände, dann müsste Rot-GND 0,6-4,3V messen, nicht 0-4,3V. Messpitze schlecht kontaktiert?
Dann bitte noch den min/max (µA?) Strom in Rot messen, ob die Auswertung hochohmig erfolgt.
rot gegen grün = 0,432 kΩ im Ruhezustand - 2,59 kΩ (bei Taste maximal
gedrückt)
rot gegen gelb = 2,60 kΩ im Ruhezustand - 0,432 kΩ (bei Taste maximal
gedrückt)
Macht doch Sinn, zwei gegenläufige Widerstände, damit die Elektronik deren Defekt erkennen kann. Irgendwo mechanisch in der Mitte werden beide Seiten den gleichen Wert anzeigen.
Das über eine SPS nachzubilden ist anspruchsvoll, eine einfache Lösung fällt mir nicht ein.
Wenn man annimmt, die 432R sind die Vorwiderstände, dann müsste Rot-GND
0,6-4,3V messen, nicht 0-4,3V. Messpitze schlecht kontaktiert?
Du hast Recht, da war wohl ein schlechter Kontakt.
Rot gegen GND gemessen ergibt 0,59V bei gedrückter Taste.
Dann bitte noch den min/max (µA?) Strom in Rot messen, ob die Auswertung
hochohmig erfolgt.
Das habe ich gerade versucht, mit einem Multimeter in Reihe geschaltet, aber die Steuerung vom Stapler erkennt offenbar einen Fehler und hat alles deaktiviert.
Ich habe es noch mal mit einer Messzange versucht aber die zeigt nichts an, sie springt nur innerhalb ihrer Messungenauigkeit zwischen 0,004A und 0,007A hin und her, das aber auch danach als ich den ganzen Strom vom Stapler genommen habe.
Hast du vielleicht eine Idee, wie ich das messen kann ohne dass die Steuerung einen Fehler erkennt?
Das Poti arbeitet als variable Spannungsquelle mit variablem Innenwiderstand. Die Steuerung misst wohl Spannung und Innenwiderstand, und vergleicht mit Nennwerten. Das anders nachzubilden ist schon ein erheblicher Aufwand, insbesondere da die erlaubten Toleranzen unbekannt sind.
springt nur innerhalb ihrer Messungenauigkeit zwischen 0,004A
und 0,007A hin und her
4 bis 7mA (DC?) bei <4,9V und >2k Potiwiderstand passen nicht zusammen.
Ich würde mal 10R in Rot einschleifen und im 200mVDC Bereich den min/max Spannungsabfall messen. Dann mit 100R und später mit 1000R probieren.
Was kommt raus?
springt nur innerhalb ihrer Messungenauigkeit zwischen 0,004A
und 0,007A hin und her
4 bis 7mA (DC?) bei <4,9V und >2k Potiwiderstand passen nicht zusammen.
Ich würde mal 10R in Rot einschleifen und im 200mVDC Bereich den min/max
Spannungsabfall messen. Dann mit 100R und später mit 1000R probieren.
Was kommt raus?
was meinst du genau mit "10R in Rot einschleifen"?
was meinst du genau mit "10R in Rot einschleifen"?
Die beiden Enden der durchgeschnittenen roten Leitung über den Widerstand verbinden. = In den Verlauf der roten Leitung den Widerstand in Serie einschleifen.
Damit muss der Strom in der Abgriffleitung durch den Widerstand fließen und man kann mittels des Spannungsabfalls am Widerstand den Strom bestimmen.
Und man merkt, ob eine Impedanzmessung vorhanden ist und einen Fehler meldet.
was meinst du genau mit "10R in Rot einschleifen"?
Die beiden Enden der durchgeschnittenen roten Leitung über den
Widerstand verbinden. = In den Verlauf der roten Leitung den Widerstand
in Serie einschleifen.
Damit muss der Strom in der Abgriffleitung durch den Widerstand fließen
und man kann mittels des Spannungsabfalls am Widerstand den Strom
bestimmen.
Und man merkt, ob eine Impedanzmessung vorhanden ist und einen Fehler
meldet.
Ok das mache ich morgen sofort.
Ich soll also den 10R Widerstand einzeln zwischen das rote Kabel setzen und messen. Ist es wichtig wie rum ich den Widerstand einsetze?
Wo genau soll ich dann messen? Vor dem Widerstand in Richtung Steuerung oder hinter dem Widerstand Richtung Potenziometer? Die Messung erfolgt dann wieder gegen GND ?
Dann soll ich einen 100R Widerstand anstelle des 10R setzen und erneut messen.
Oder soll der 100R Widerstand dann in Reihe hinter den 10R?
Die gleiche Frage gilt für den 1000R Widerstand - auch anstelle des 100R setzen und messen?
Die Spannung zwischen den beiden Drahtenden des Widerstandes. Damit kann
man den durchfließenden Strom berechnen I=U/R.
Ich konnte nur immer den gleiche Wert messen: 4,35V vor und hinter dem Widerstand (gegen GND) bei 10R, 100R und 1k (Taste nicht gedrückt).
Wenn ich das Messgerät auf den 200mA sowie den 2000mA Messbereich stelle, zeigt er mir an "OL".
Dann mit 100R und später mit 1000R probieren.
Oder soll der 100R Widerstand dann in Reihe hinter den 10R?
100 statt 10, dann 1000 statt 100.
Der genaue Wert ist egal, es geht darum zu erkennen, ob eine
Impedanzmessung vorhanden ist und einen Fehler meldet.
Die Steuerung hat keinen Fehler gemeldet, weder bei 10R, 100R und auch nicht bei 1k.
Ich versuche eine Bedienung für einen Gabelstapler (Heben - Senken) mit
einer 0-10V Steuerspannung über eine SPS zu realisieren.
Ich empfehle Hilfe vor Ort zu suchen.
Wie meinst du das genau? Mit der SPS brauche ich keine Hilfe.
Ich brauche nur Hilfe beim Umsetzen des 0-10V Signals auf diese Stapler-Steuerung.
Vorort gibt es leider keinen der sich entsprechend gut auskennt und mir dabei helfen könnte. Zumindest ist mir keiner bekannt.
Die Spannung zwischen den beiden Drahtenden des Widerstandes. Damit kann
man den durchfließenden Strom berechnen I=U/R.
Ich konnte nur immer den gleiche Wert messen: 4,35V vor und hinter dem
Widerstand (gegen GND) bei 10R, 100R und 1k (Taste nicht gedrückt).
Wenn ich das Messgerät auf den 200mA sowie den 2000mA Messbereich
stelle, zeigt er mir an "OL".
Ich habe AUSDRÜCKLICH gesagt: die Spannung ZWISCHEN den beiden Drahtenden messen. Ich habe weder was von gegen GND messen gesagt, noch dass ein Kurzschluss gegen GND fabriziert werden soll ("OL" im 2A Messbereich).
Hoffentlich ist nichts in der Anlage kaputtgegangen! Mit etwas Glück wurde nur das DVM fehlbedient, oder dessen Stromsicherung war schon vorher durchgebrannt.
Bitte die min/max Spannung zwischen den beiden Drahtenden des eingeschleiften Widerstandes (1000R reicht) im 200mVDC Bereich messen. Also ein Pol an den Widerstandsanfang halten, den andere Pol an das Widerstandsende.
Ich habe AUSDRÜCKLICH gesagt: die Spannung ZWISCHEN den beiden
Drahtenden messen. Ich habe weder was von gegen GND messen gesagt, noch
dass ein Kurzschluss gegen GND fabriziert werden soll ("OL" im 2A
Messbereich).
Ich glaube ich habe mich in meinem letzten Beitrag vertippt. Ich meinte natürlich im 200mV und 2000mV Messbereich.
Zum Beginn sollte ich doch auch Rot gegen GND messen, um die Spannung zu ermitteln. Ich verstehe jetzt nicht ganz was das Problem ist, wenn ich einmal vor und einmal hinter dem Widerstand die Spannung messe und wie ich damit einen Kurzschluss fabrizieren solle. Wahrscheinlich bist du jetzt davon ausgegangen, dass ich den Strom gemessen habe.
Aber gut jetzt habe ich es entsprechend deiner Anweisung richtig gemacht.
Hoffentlich ist nichts in der Anlage kaputtgegangen! Mit etwas Glück
wurde nur das DVM fehlbedient, oder dessen Stromsicherung war schon
vorher durchgebrannt.
Ich wüsste nicht, dass etwas kaputt gegangen ist, funktioniert noch alles.
Aber was ist ein DVM?
Bitte die min/max Spannung zwischen den beiden Drahtenden des
eingeschleiften Widerstandes (1000R reicht) im 200mVDC Bereich messen.
Also ein Pol an den Widerstandsanfang halten, den andere Pol an das
Widerstandsende.
Ja das habe ich jetzt genau so gemacht.
Das Ergebnis bei 1k (1000R) Widerstand im 200mV Messbereich ist:
5,4mV bei Taste im Ruhezustand
42,5mV bei Taste komplett eingedrückt.
Ich hoffe, dass du das mit Min./Max. gemeint hast.
Die Steuerung hat keinen Fehler gemeldet, weder bei 10R, 100R und auch
nicht bei 1k.
Das ist gut, denn es lässt vermuten, dass es keine Impedanzüberwachung
gibt.
Naja ganz so positiv sehe ich das mittlerweile nicht mehr, denn ich hatte zwei Messkabel mit Krokodilklemmen verwendet, damit ich die verschiedenen Widerstände zum Testen relativ einfach einschleifen konnte. Das hat dann teilweise auch funktioniert, aber manchmal auch nicht, dann hat er mir den Fehler-Code 16 im Display angezeigt. Als ich daraufhin dann den Widerstand aus den Klemmen entfernt hatte und beide Klemmen direkt aufeinander geklemmt habe und den Stapler neu gestartet habe, war der Fehler immer noch da.
Jetzt habe ich den Widerstand da direkt zwischen gesetzt mit zwei Lüsterklemmen und er zeigt keinen Fehler mehr an.
Keine Ahnung, ob das an den Krokodilklemmen lag oder ein anderer Fehler vorliegt.
Fehler-Code 16 bedeutet laut Anleitung:
"Out of range PU"
"Hubpotentiometer außerhalb des Normalbereichs"
"Wert des Hubpotenziometers außerhalb des zulässigen Bereichs"
"Überprüfen: -Potentiometerwerte, - Deichselplatine"
DVM=Digital Volt Meter
Ralf schrieb im Beitrag #7702477:
Das Ergebnis bei 1k (1000R) Widerstand im 200mV Messbereich ist:
5,4mV bei Taste im Ruhezustand, 42,5mV bei Taste komplett eingedrückt.
Das wären dann ~43µA in der roten Leitung zur Auswertschaltung bei 4,3V gegen GND. Die Auswertung hat also Ri von 100kR.
Es gibt jetzt mit 0-10V per PWM verschiedene Probleme, wenn man die softwaremäßig auf 0,6-4,3V einschränkt und an Rot statt dem Poti anschließt:
Verträgt der Auswerteingang 10V bei einem Softwarefehhler, oder muss man das sicherheitshalber mit Hardware begrenzen um Beschädigung zu vermeiden? (mindestens R+ZD4,7V) Eine Analyse der Auswertschaltung würde helfen.
Ist der 0-10V Ausgang niederohmige rippelfreie DC, oder ist das ein 10V PWM Rechteck, das man erst mittels RC glätten muss?
Wenn PWM, wieviel Ripple erlaubt der Eingang ohne Fehler? Eine große RC Konstante=kleiner Ripple, aber lange Reaktionszeit und ggf zu hoher Innenwiderstand. (geht es mit 10k in der roten Leitung eigentlich noch fehlerfrei?)
Die 0-10V per PWM ausgebende SPS muss den gleichen Massebezug haben, wie die Auswertschaltung. Ist die SPS floatend, oder liegt deren GND auf PE?
Gelb hat 0V gegen GND. Ist dieses GND niederohmig mit Gelb verbunden? Liegt Gelb auf PE, oder floated die Schaltung?
Nur wenn sicher ist, dass bei einer Verbindung SPS-GND mit Gelb kein Ausgleichsstrom fließt, z.B. weil beides auf PE liegt und keine Spannungsdifferenz hat, nur dann kann man es ohne (aufwendige) galvanische Trennung zwischen SPS und Potianschlüssen wagen...
Man muss sich dem Risiko bewusst sein, dass man mit dem Anschluss an die rote Leitung in einer möglicherweise störverseuchten industriellen Umgebung in einen wahrscheinlich ungeschützten Schaltungsteil einspeist.
Ich rate zur galvanischen Trennung. Damit kann man alle drei Probleme lösen: Ub 4,9V, Optokoppler an die PWM, RC Glättung, Rail-Rail OP als Impedanzpuffer. Das ganze statt dem Poti anschließen.
DVM=Digital Volt Meter
Ralf schrieb im Beitrag #7702477:
Das Ergebnis bei 1k (1000R) Widerstand im 200mV Messbereich ist:
5,4mV bei Taste im Ruhezustand, 42,5mV bei Taste komplett eingedrückt.
Das wären dann ~43µA in der roten Leitung zur Auswertschaltung bei 4,3V
gegen GND. Die Auswertung hat also Ri von 100kR.
Es gibt jetzt mit 0-10V per PWM verschiedene Probleme, wenn man die
softwaremäßig auf 0,6-4,3V einschränkt und an Rot statt dem Poti
anschließt:
Verträgt der Auswerteingang 10V bei einem Softwarefehhler, oder muss
man das sicherheitshalber mit Hardware begrenzen um Beschädigung zu
vermeiden? (mindestens R+ZD4,7V) Eine Analyse der Auswertschaltung würde
helfen.
Ich schätze mal, dass es nicht schlecht wäre, wenn noch eine hardwareseitige Begrenzung verbaut wäre. Das 0-10V Signal kann ich natürlich in der SPS Software begrenzen. Derartige Softwarefehler sind mir allerdings bei meinem System noch nicht begegnet.
Ist der 0-10V Ausgang niederohmige rippelfreie DC, oder ist das ein
10V PWM Rechteck, das man erst mittels RC glätten muss?
Wenn PWM, wieviel Ripple erlaubt der Eingang ohne Fehler? Eine große RC
Konstante=kleiner Ripple, aber lange Reaktionszeit und ggf zu hoher
Innenwiderstand.
(geht es mit 10k in der roten Leitung eigentlich noch fehlerfrei?)
Das probiere ich gleich aus.
Die 0-10V per PWM ausgebende SPS muss den gleichen Massebezug haben,
wie die Auswertschaltung. Ist die SPS floatend, oder liegt deren GND auf
PE?
Da bin ich mir auch nicht ganz sicher, aber was wäre wenn ich die SPS direkt mit der gleichen Stromquelle betreibe, wie die gesamte Staplersteuerung? Also z.B. die 24v Batterie oder ein Netzteil?
Gelb hat 0V gegen GND. Ist dieses GND niederohmig mit Gelb verbunden?
Wie kann ich das messen?
Liegt Gelb auf PE, oder floated die Schaltung?
Nur wenn sicher ist, dass bei einer Verbindung SPS-GND mit Gelb kein
Ausgleichsstrom fließt, z.B. weil beides auf PE liegt und keine
Spannungsdifferenz hat, nur dann braucht man keine (aufwendige)
galvanische Trennung zwischen SPS und Potianschlüssen...
was wäre wenn ich die SPS
direkt mit der gleichen Stromquelle betreibe, wie die gesamte
Staplersteuerung? Also z.B. die 24v Batterie oder ein Netzteil?
Dann sollten beide GND das gleiche Potentioal haben, wenn nicht starke Ströme für ungünstigen Spannungsabfall und Potentialdifferenz sorgen.
Gelb hat 0V gegen GND. Ist dieses GND niederohmig mit Gelb verbunden?
Wie kann ich das messen?
Im ausgeschaltetem Zustand mit DMM=Digitalmultimeter im 200R Bereich auf Verbindung prüfen.
Nur wenn sicher ist, dass bei einer Verbindung SPS-GND mit Gelb kein
Ausgleichsstrom fließt, z.B. weil beides auf PE liegt und keine
Spannungsdifferenz hat, nur dann braucht man keine (aufwendige)
galvanische Trennung zwischen SPS und Potianschlüssen...
Die ich trotzdem empfehle.
Kann ich das dann nicht als fertige Lösung mit einem Trennverstärker von
z.B. Phönix Contacts machen?
Das ist eine gute Idee! Da gibt es welche mit 0-5VDC Ausgang:
Null an Gelb, Rot vom Poti trennen und an den 0-5V Ausgang legen, fertig.
Eingang 1,2-8,6V (12-86%) ergeben am Ausgang 0,6-4,3V. (Wenn man den Ausgang über 1kR verbindet ist man ggf auch sicherer, falls mal 5V an Rot anliegen und die Auswertschaltung darauf ungut reagiert. Halte ich aber für unwahrscheinlich).
Ein Trennverstärker mit 0-10V Ausgang geht auch, einfach die Ausgangsspannung mit 1k2/1k auf 0-4,5V teilen.
Wenn der Potistrom nicht auf Unterbrechung überwacht wird, kann man das Poti dann auch ganz abklemmen.
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