Stufenlose Pumpenregelung mit AM2 AQ

Hallo freakazoid,

sorry, ich hatte angenommen, dass die Einstellung meines Schaltungsvorschlags die Unterschiede zu deiner Variante deutlich aufzeigt und weitergehende Erläuterungen erübrigt. Schade dass dem nicht so ist....
deshalb also folgendes:

"Dass mal jemand eine Messung durchführt", ist weder sinnvoll noch notwendig, denn um fehlerhafte Analogausgaben oder Offset-Fehler eines Analogausgabemoduls zu ermitteln, muss natürlich am entsperchenden Modul selbst mit geeigneten Messgeräten geprüft werden! Andererseits kann die korrekte Schaltungsfunktion für einen Analogausgang per PC-Simulation ermittelt werden.

Auch wenn du einerseits überzeugt davon bist, die tatsächlichen Temperaturwerte am Ausgang deines 1. Analogverstärkers vorzufinden und andererseits keine gravierenden Unterschiede zwischen unseren beiden Schaltungsentwürfen erkennen kannst, muss ich dazu anmerken, dass beides nicht zutreffend ist, denn die resultierenden Analogausgangssignale Q1 beider Schaltungen unterscheiden sich signifikant:

1. Unterschied: Wegen der unvollständigen/unpräzisen Auswertung des Analogeingangssignals (nur 20 Schritte zu 1 °C) in deiner Schaltung wird auch der Analogausgang im Bereich von 100 bis 1000 nur in 20 Schritten geändert bzw. durchlaufen (nach deiner Schaltung übrigens mit 0,50 V je Schritt - wegen des Anfangsbetrages von 1 V wäre jedoch ein Zuwachs von 9,00 V / 20 = 0,45 V je °C korrekt!). Dies ist um den Faktor 4 gröber/schlechter als in der von mir vorgeschlagenen Variante (80 Schritte zu 0,25 °C Eingangssignalauflösung und daraus resultierend 80 Schritte Analogausgangsauflösung , also 0,11 V bzw. 0,12 V je Schritt)!

Die Schaltung enthält folgende Parameter-Fehler, so dass die Gesamtschaltung nicht wie vorgesehen (vgl. 2. Unterschied) arbeitet:
a) Die Parameter des Multiplexers B004 werden am Grenzübergang 60 °C nicht korrekt angewählt (V1, V2). Die korrekten Parameter lauten: für B003 ON = OFF = 59 sowie für B005 ON = 1 und OFF = 20

b) Werden nun die korrekten Parameter Vi angewählt, dann ist noch eine weitere Parameterkorrektur erforderlich - der Wert von V1 muss von 100 auf 2 geändert werden, denn es folgt nach deinen Vorgaben Q1(60) = V1 * 10 * 5 und es muss stets gelten Q1(60) = 100.

Aber auch nach diesen angegebenen Änderungen besteht grundsätzlich der folgende
2. Unterschied: Deine Forderung war: 60 °C --> Q1 = 100 (= 1,00 V) und dann lineare Steigerung von Q1 mit steigenden Werten T bis bei T= 80 °C Q1 = 1000 erreicht wird. Dies leistet mein Schaltungsentwurf. Deine Schaltung liefert jedoch folgende (falschen) Werte für Q1:

- T = 60 °C --> Q1 = 100 (per Definition im Multiplexer-V1)
- Der nächst größere Ausgangswert im 1. Analogverstärker ist dann T = 61 °C, woraus sich per Wert in V2 Q1 zu 50 (!) berechnet mit 1 * 10 * 5 (korrekt wäre Q1 = 145)
- Der nächst größere Ausgangswert im 1. Analogverstärker ist dann T = 62 °C, woraus sich per Wert in V2 Q1 zu 100 (!) berechnet mit 2 * 10 * 5 (korrekt wäre Q1 = 190)
- Der nächst größere Ausgangswert im 1. Analogverstärker ist dann T = 63 °C, woraus sich per Wert in V2 Q1 zu 150 (!) berechnet mit 3 * 10 * 5 (korrekt wäre Q1 = 235)
- Der vorletzte (19.) Ausgangswert im 1. Analogverstärker ist dann T = 79 °C, woraus sich per Wert in V2 bzw.V3 Q1 zu 950 berechnet mit 19 * 10 * 5 (korrekt wäre Q1 = 955)
- Der letzte (20.) Ausgangswert im 1. Analogverstärker ist dann T = 80 °C, woraus sich per Wert in V2 bzw.V3 Q1 korrekt zu 1000 berechnet mit 20 * 10 * 5

Darüber hinaus benötigt mein Schaltungsentwurf weniger Blöcke und skaliert die PT100 korrekt. Klar, Siemens hat die Skalierung der PT100 mit einem Analogverstärker vorgesehen, denn dies ist für den Anwender zunächst einfach zugänglich. Dass dadurch nun die PT100 eben nicht vollständig korrekt skaliert werden liegt einerseits am Temperaturbereich des Moduls und der Auflösung der Digitalisierung von 10 Bit und andererseits an den möglichen Werten für den Paramerter GAIN der Analogverstärker und am Rundungsverhalten der LOGO!. Leider weist Siemens im Handbuch nigends auf diesen Umstand oder die korrekte Skalierung mittels zweier Analogverstärker hin!?

Wie in dem von mir in der letzten Antwort genannten Link ["witterungsgeführte Mischersteuerung - Ausführung ohne Bus - meine Antwort von 17.11.2007" ] verdeutlicht, wird der Messbereich des PT100-Moduls von 250 °C (-50 °C bis 200 °C) in einen Wertebereich von 0 bis 1000 transformiert und an den Analogeingängen verfügbar gemacht, so dass die Temperatur folglich in Schritten von 0,25 °C (=Auflösung) bereitgestellt wird. Die Rücktransformation erfordert also eine Multiplikation mit dem Faktor (= GAIN) 0,25 = 1/4 (und eine Korrektur per OFFSET). Die Multiplikation führt zu Dezimalzahlen mit maximal 2 signifikanten (d. h. von 0 verschiedenen) Nachkommastellen. Nun kennt die LOGO! aber nur ganze Zahlen!!! Darausresultieren dann Rundungsfehler....

Die Lösung dieses Dilemmas ist eine VORHERGEHENDE Multiplikation mit dem Faktor 100 um die Dezimalstellen zu eliminieren. Weil nun aber GAIN maximal den Wert 10 annehmen kann, ist mit einem Analogverstärker nur die vorhergehende Multiplikation mit dem Wert 10 möglich, was die beiden von Siemens vordefinierten Parameterfestlegungen (Wahlboxen "x1" bzw. "x10") für PT100 nutzen (und die daraus folgenden Rundungsfehler stillschweigend in Kauf nehmen!):

a) Gain = 0,25; OFFSET = -50 (bei x1); Verstärkerwert = TTT und Anzeigeformat --> TTT

b) Gain = 2,5; OFFSET = -500 (bei x10); Verstärkerwert = TTTt und Anzeigeformat --> TTT,t (mit t = 0 oder 3 oder 5 oder 8)

Die von mir vorgeschlagene Lösung mit 2 Verstärkern führt dagegen zu:
Gain_1 = 10,00; OFFSET_1 = 0
Gain_2 = 2,5; OFFSET_2 = -5000; Verstärkerwert = TTTtt und Anzeigeformat --> TTT,tt (mit tt = 00 oder 25 oder 50 oder 75)

Siehe dir die Schaltungen also mal genauer an und experimentiere damit ein wenig, spätestens dann solltest du meinen Ausführungen folgen können.....

MfG
Betel