Hall-Sensor (Flüssigkeits-Durchflussmesser)

Hallo zusammen,

kurz zu mir: bin hier neu, eigentlich Maschinenbauer und absolutes Beginnerwissen im Logikschaltungsbau.

Was ich anhand der Suche zu dem Thema bisher im Forum fand war leider schon aus 2014 und 2015 und half mir nicht sonderlich viel.

Mein Bedarf: Ein Hallsensor für Flüssigkeitsdurchfluss so auszulesen, dass ich aktuelle Durchflussmenge und Gesamte bisherige Durchflussmenge mit Resetschalter am Display der Logo erhalte.

Nun fängt es bei mir schon an mit: "Ist ein Rechteck-Wellensignal nun digital oder analog?"
Im Interniet finden sich unterschiedliche Meinungen, doch ich nahm nun digital an, da dieser Sensor anscheinend mit einem Komparator arbeitet und so nur 1 oder 0 auszugeben scheint.

Habe mich nun ganz frech an dem Thema aus 2014 bedient und den "Analog aus Zähler" (Strecke & Zeit per Hallsensor Messen - Beiträge - Forum - Industry Support - Siemens) versucht umzubauen, jedoch leider ohne Erfolg, da ich nicht verstehe wie ich die Umrechnung hinbekomme.

Der Sensor hat in meinem Fall eine Frequenz von 0-80 Hz was eine Durchflussrate von 0,03-1,0 L/min entspricht. Dieses würde ich gerne entsprechend abbilden.

Wer kann mir hier freundlicherweise helfen?

Gruß,
Philippe

Im Anhang ist ein Beispiel für eine Logo8.0 Standard, kannst du auf deine Logo anpassen. Solch eine Variante hatte ich im englischen Forum mal zur Verfügung gestellt. Probier das in der SImulation einfach mal aus. Eingang I3 (schneller Zählereingang einer DC12/24V-Logo) in der Simulation auf Frequenzeingang stellen und 80 als Frequenz vorgeben, dann siehst du die Durchflussmenge direkt als 1,00 Liter pro Minute.

Für die Gesamtmenge gibt es zwei Zähler, einer zählt die Impulse für 1 Liter und wird dann rückgesetzt. Der zweite summiert die ganzen Liter.

M.f.G. Scorp

Scorp

Im Anhang ist ein Beispiel für eine Logo8.0 Standard, kannst du auf deine Logo anpassen. Solch eine Variante hatte ich im englischen Forum mal zur Verfügung gestellt. Probier das in der SImulation einfach mal aus. Eingang I3 (schneller Zählereingang einer DC12/24V-Logo) in der Simulation auf Frequenzeingang stellen und 80 als Frequenz vorgeben, dann siehst du die Durchflussmenge direkt als 1,00 Liter pro Minute.

Für die Gesamtmenge gibt es zwei Zähler, einer zählt die Impulse für 1 Liter und wird dann rückgesetzt. Der zweite summiert die ganzen Liter.

M.f.G. Scorp

Hi Scorp,

megamäßig, das ist genau das was ich benötige.
Sorry, dass du es erneut posten musstest. Hab es leider nicht selbst gefunden ...

Muss die Logo noch besorgen, aber da ich nun dieses "awesome" Programm habe werden wir das wohl so übernehmen für unsere 10-12 Pumpen.

Vielen Dank.

Gruß,
Philippe

Hallo,

ich möchte darauf hinweisen, dass lt. HB zur LOGO! abhängig von der (variablen und schaltungsabhängigen) Zyklusfrequenz der LOGO! und der jeweiligen Signaleingangsfrequenz es passieren kann, dass der im Zähler B002 vorgegebene Schwellwert von 4800 ggf. "überfahren" wird und somit das Ausgangssignal und der Löschimpuls erst bei einem höheren Wert erfolgt. Dann ist die Folge, dass der Ergebniswert für das Fördervolumen letztlich zu gering ist/wird (da ja Impulse ignoriert werden).

Eine komplexere Schaltung kann diesbezüglich Abhilfe schaffen...letztlich müsste man jeweils die Differenz zwischen Zählerstand bei Aktivierung des Ausgangs von B002 und dem Wert 4800 Auswerten, Aufaddieren und damit den Volumenzähler korrigieren....

MfG Betel

Betel

Hallo,

ich möchte darauf hinweisen, dass lt. HB zur LOGO! abhängig von der (variablen und schaltungsabhängigen) Zyklusfrequenz der LOGO! und der jeweiligen Signaleingangsfrequenz es passieren kann, dass der im Zähler B002 vorgegebene Schwellwert von 4800 ggf. "überfahren" wird und somit das Ausgangssignal und der Löschimpuls erst bei einem höheren Wert erfolgt. Dann ist die Folge, dass der Ergebniswert für das Fördervolumen letztlich zu gering ist/wird (da ja Impulse ignoriert werden).

Eine komplexere Schaltung kann diesbezüglich Abhilfe schaffen...letztlich müsste man jeweils die Differenz zwischen Zählerstand bei Aktivierung des Ausgangs von B002 und dem Wert 4800 Auswerten, Aufaddieren und damit den Volumenzähler korrigieren....

MfG Betel

Der Einwand ist dann berechtigt, wenn man die schnellen Zählereingänge bis 5kHz ausnutzt. Ich gehe davon aus, dass es bei einer Frequenz von max. 80Hz = min. Periodendauer 12,5ms keine nennenswerte Abweichung gibt. Eine minimale Abweichung dürfte wohl eher unter dem Toleranzbereich des Durchflusssensors liegen.

Ein konkretes Beispiel für genau diese Anwendung wäre für den Themenstarter hilfreicher. Dann hätte er zumindest die Möglichkeit, zwei Varianten in der Praxis zu testen.

M.f.G. Scorp

Scorp

 

Betel

Hallo,

ich möchte darauf hinweisen, dass lt. HB zur LOGO! abhängig von der (variablen und schaltungsabhängigen) Zyklusfrequenz der LOGO! und der jeweiligen Signaleingangsfrequenz es passieren kann, dass der im Zähler B002 vorgegebene Schwellwert von 4800 ggf. "überfahren" wird und somit das Ausgangssignal und der Löschimpuls erst bei einem höheren Wert erfolgt. Dann ist die Folge, dass der Ergebniswert für das Fördervolumen letztlich zu gering ist/wird (da ja Impulse ignoriert werden).

Eine komplexere Schaltung kann diesbezüglich Abhilfe schaffen...letztlich müsste man jeweils die Differenz zwischen Zählerstand bei Aktivierung des Ausgangs von B002 und dem Wert 4800 Auswerten, Aufaddieren und damit den Volumenzähler korrigieren....

MfG Betel

Der Einwand ist dann berechtigt, wenn man die schnellen Zählereingänge bis 5kHz ausnutzt. Ich gehe davon aus, dass es bei einer Frequenz von max. 80Hz = min. Periodendauer 12,5ms keine nennenswerte Abweichung gibt. Eine minimale Abweichung dürfte wohl eher unter dem Toleranzbereich des Durchflusssensors liegen.

Ein konkretes Beispiel für genau diese Anwendung wäre für den Themenstarter hilfreicher. Dann hätte er zumindest die Möglichkeit, zwei Varianten in der Praxis zu testen.

M.f.G. Scorp

Hallo Betel,
Hallo Scorp,

Danke für die Einwände und Anregungen, eine genauere Beschreibung liefere ich gerne.
Es handelt sich um eine Förderpumpe mit bis zu 19L/h welche eine basische Flüssigkeit in einen Behälter fördert. Die Fördermengen können sehr gering sein (ein Bruchteil – konnte wegen Mangel an Messeinrichtung noch nicht genauer definiert werden) bis eben zum Maximalwert der Pumpe.
19L/h sind rein rechnerisch bei mir die großzügig gerundet 0,32L/min weshalb meine Wahl auf einen Sensor fiel mit den Spezifikationen:

- 0,03 bis 1 L/min (4.600 Pulse/min bei 1L/min Durchfluss)
- -0,5 bis 10 bar Arbeitsdruck bar
- Messbare Medien: Säuren, Laugen, Öle
- Ausgangssignal digital: NPN open collector sinking
- elektr. Anschluss: 3.-pol. Magnetstecker IP 65
- 0-5V oder auch 0-10V Rechteck-Wellen-Signal, was ist sinnvoller?

Gefördert wird die Lauge aus einem 10L Kanister und es kann so eine Messgenauigkeit nachentleeren des ersten Behälters ermittelt werden. Den Hinweis mit der maximalen Frequenz kann ich daher entkräften, da die Kombination Pumpenleistung zu Durchfluss keine höheren Frequenzen zulassen würden als die 80Hz (falls hier die Bedenken liegen).

Doch gerne lasse ich mich hier von fachkundigeren Menschen beraten, falls meine erste Einschätzung nicht ganz korrekt ist.

Gruß,
Philippe

P.S.: Wir kommen (eben nachgerechnet) noch nicht mal an die 80Hz, da die Pumpe den maximalen Durchfluss des Sensors nicht mal schafft (0,32 statt 1 L/min). Das heißt wir kämen sowieso auf max. 25Hz würde ich jetzt abrupt behaupten.

PhiLette

Es handelt sich um eine Förderpumpe mit bis zu 19L/h welche eine basische Flüssigkeit in einen Behälter fördert. Die Fördermengen können sehr gering sein (ein Bruchteil – konnte wegen Mangel an Messeinrichtung noch nicht genauer definiert werden) bis eben zum Maximalwert der Pumpe.

19L/h sind rein rechnerisch bei mir die großzügig gerundet 0,32L/min weshalb meine Wahl auf einen Sensor fiel mit den Spezifikationen:

- 0,03 bis 1 L/min (4.600 Pulse/min bei 1L/min Durchfluss)
- -0,5 bis 10 bar Arbeitsdruck bar
- Messbare Medien: Säuren, Laugen, Öle
- Ausgangssignal digital: NPN open collector sinking
- elektr. Anschluss: 3.-pol. Magnetstecker IP 65
- 0-5V oder auch 0-10V Rechteck-Wellen-Signal, was ist sinnvoller?

Gruß,
Philippe

P.S.: Wir kommen (eben nachgerechnet) noch nicht mal an die 80Hz, da die Pumpe den maximalen Durchfluss des Sensors nicht mal schafft (0,32 statt 1 L/min). Das heißt wir kämen sowieso auf max. 25Hz würde ich jetzt abrupt behaupten.

Ich sehe aufgrund der Frequenz kein Problem für dein Vorhaben, hätte sogar einen Sensor mit höherer Frequenz gewählt, um die Auflösung zu erhöhen.

Was mich stutzig macht, ist dein Ausgangssignal NPN, das eigentlich PNP sein sollte, aber je nach technischen Daten sollte es eine Lösungsmöglichkeit mit einem Pullup-Widerstand geben. Außerdem sollte ein Open Collector Ausgang auch die Möglichkeit für einen 24V-Anschluss ermöglichen. Hast du ein Datenblatt oder eine Typenbezeichnung mit Link zum Hersteller ?

Das 0-5V oder 0-10V Rechteck-Wellen-Signal stört mich irgendwie.

Hast du bereits einen Überblick, welche Funktionen du in der Logo alle integrieren willst ? Dabei geht es um eine Abschätzung der Zykluszeit, die von unter 1ms bis über 10ms liegen kann, je nach Programmumfang.

M.f.G. Scorp

Scorp

Ich sehe aufgrund der Frequenz kein Problem für dein Vorhaben, hätte sogar einen Sensor mit höherer Frequenz gewählt, um die Auflösung zu erhöhen.

Was mich stutzig macht, ist dein Ausgangssignal NPN, das eigentlich PNP sein sollte, aber je nach technischen Daten sollte es eine Lösungsmöglichkeit mit einem Pullup-Widerstand geben. Außerdem sollte ein Open Collector Ausgang auch die Möglichkeit für einen 24V-Anschluss ermöglichen. Hast du ein Datenblatt oder eine Typenbezeichnung mit Link zum Hersteller ?

Das 0-5V oder 0-10V Rechteck-Wellen-Signal stört mich irgendwie.

Hast du bereits einen Überblick, welche Funktionen du in der Logo alle integrieren willst ? Dabei geht es um eine Abschätzung der Zykluszeit, die von unter 1ms bis über 10ms liegen kann, je nach Programmumfang.

M.f.G. Scorp

Guten Morgen Scorp,

den Sensor den ich angedacht habe ist Dieser: Flowmeter Chemie, FCH-PVDF -8,0 L/min : B.I.O-TECH Flowmeter (btflowmeter.com) 
Die Pumpe ist von ProMinent eine beta/ 4 (Typ BT4A0220PPE200AA000000)

Die min. Durchflussrate ist ein Zehntel der Maximalleistung und sollte denke ich ausreichen, oder hast du eine andere Erfahrung?

Als Ausgänge Analog bietet der Hersteller in einer Mail nur Folgendes an: 0-5/10 V, 0- 20 mA Zweileiter, 4- 20 mA Dreileiter.

PNP könnte man in dieser Abfrage des Herstellers auch erfragen. Macht das mehr Sinn als NPN?
Ist es ein großer Unterschied ob NPN oder PNP? Ist nach meinem Verständnis nur die Phasenumkehr (hi statt low), richtig?

Die Logo soll lediglich die aktuelle Flussrate und den gesamten Durchfluss (seit dem Start / letzten Reset) ausgeben am Display. Der Rest würde vorerst händisch passieren, bis wir wissen was wir mit den Daten anfangen wollen.

Was die Durchflussart angeht sieht es für mich eher nach Taktung als nach laminarem Durchfluss aus. Die Luftblase im Schlauch hat zweimal gezuckt und am Ende kam alle Sekunde ein ca. 1cm großer Tropfen. Somit würde sich in meinen Augen eine getaktete Flussrate von 4 ml/s ergeben.
Bei 0,22 ml/Takt sind das ca. 20 Takte oder auch hi-Zustände im Sensor.

Das Einzige was ich mir vorstelle noch ergänzen zu können ist eine LOGO! Programmierung, die die letzte Durchflussrate des letzten Taktes speichert bis zum nächsten Takt.

Danke nochmal für die Hilfe :)

Gruß,
Philippe

Ich habe keine Erfahrungen mit Durchflussmesern, da ich sie bisher nicht eingesetzt habe. Die Rahmenbedingungen und physikalischen Eigenschaften für deine Anwendung musst du schon selber prüfen.

Der verlinkte Durchflusssensor ist nutzbar bis max. 24V, also solltest du eine Logo 12/24RCE nehmen, die schnelle Zählereingänge hat und eventuell nur mit DC12V versorgt werden kann. Die Ausgänge sind Relais', die kannst du universell nutzen.

Desweiteren hat der verlinkte Durchflusssensor nur den Taktausgang, kein Analogsignal, was auch gut ist, denn mit Zählern in der Logo kannst du bessere Auflösungen erreichen und die Anzeige der Druchflussmenge sowie Gesamtmenge ist wesentlich einfacher. Es ist auch ein Anschlussbild enthalten, wie du den NPN-Sensor als PNP nutzen kannst, mit einem Pullupwiderstand von min. 1,6kOhm.

M.f.G. Scorp