KonGu – Seite 2 – Elacom GmbH

8. Mai 2018

Siemens LOGO! 8, Betrieb ab Batterie, Teil 1

Aufgrund einer Anfrage befasste ich mich mit dem Thema, ob die LOGO! 8 geeignet ist für Batteriebetrieb, genauer dem Betrieb ab einem 12V Bleiakkumulator. Das Basisgerät LOGO! 12/24RCE ist für 12V Betrieb vorgesehen und eine Batterie sowieso die perfekte DC-Speisung. Von daher also beste Voraussetzungen.
In der Dokumentation sind folgende Angaben zur Speisung zu finden:
– Stromversorgung: Eingangsspannung 10.8 bis 28.8 VDC
– Stromverbrauch bei 12V: 50 bis 165 mA

Ich führte einige Messungen durch mit folgendem Resultat:

Angestrebt minimaler Eigenverbrauch, daher Displaybeleuchtung aus, kein Netzwerkanschluss, keine Last am Ausgang. Max. Batteriespannung 14.40V (Vollladung von 2.40V / Zelle), min. Batteriespannung 9.60V (entladene Zelle mit 1.60V).

DC-Spannung 14.40V:    Strom 33mA
DC-Spannung 13.20V:    Strom 36mA
DC-Spannung 12.00V:    Strom 39mA
DC-Spannung 10.80V:    Strom 44mA
DC-Spannung ~9.60V:    Strom 49mA

Der Strom nimmt bei abnehmender Spannung zu, typisches Verhalten eines Schaltreglers.
Die Leistungsaufnahme bei 12V beträgt annähernd 0.5 Watt.
Bei knapp 9.60V stellt die LOGO! ihren Betrieb ein.

Aufgrund der geringen Stromaufnahme ist die LOGO! bestens für den Batteriebetrieb geeignet (Die zu steuernde Last und die Eingangsbeschaltung nicht mitgerechnet, da in der Anwendung Lasten nur kurzzeitig in Betrieb sind).
Grob gerechnet kann bei moderaten Temperaturen (15-25°C) ein Akku mit 15Ah Kapazität die LOGO! für fast 18 Tage versorgen.

24. April 201824. April 2018

Kleinsteuerung Panasonic FP0R

Eine mir sehr sympathische Klein-SPS, von Panasonic als «Ultra compact PLC» bezeichnet.
Die Grundeinheit etwa so gross wie eine Schachtel Zigaretten.
Auf dem Bild rechts eine ältere Ausführung noch mit dem NAIS Label mit je 16 Ein- und Ausgängen, links die aktuelle Ausführung mit 8 Ein- und 8 Relaisausgängen.
Zu sehen ist neben der seriellen Schnittstelle der USB Port. Nicht erkennbar seitlich der zusätzliche RS485- Anschluss. Die Grundeinheit kann mit seitlich anreihbaren Erweiterungsmodulen ergänzt werden.
Durch die Kleinheit bieten sich sehr flexible Einbaumöglichkeiten ausserhalb des klassischen Schaltschranks an, auch bei sehr kompakten Maschinen und Apparaten.

Weitere Informationen zu dieser Steuerung finden sich hier bei Panasonic.

Das Programmiersystem Control FPWIN Pro ist eine vollständige EN 61131-2 Implementation auf Niveau Codesys. Einige Details scheinen mir sogar noch eleganter gelöst. Das Programm ist für Codegrössen bis 10’000 Schritte kostenlos, es wird lediglich noch ein Mini-USB Kabel benötigt.

11. April 2018

Spannungsreferenz zur Messgerätekontrolle

Ich suchte eine Möglichkeit, vor Ort die Genauigkeit von Batteriemessgeräten zu überprüfen. Diese Geräte messen und zeichnen die Zellenspannung von Bleiakkumulatoren auf. Meistens sind es Einzelzellenmessungen im Bereich von 2 Volt. Dazu benötigte ich eine genaue Spannungsreferenz in etwa dieser Spannungshöhe.
Für die wenigen sporadischen Messungen ist der Kauf einer Präzisions- Spannungsquelle z.B. von Keysight oder Rhode & Schwarz nicht lohnend, also suchte ich nach einer Alternative.

Gefunden habe ich eine integrierte Schaltung vom Linear Technology, die Präzisions- Spannungsreferenz LTC 6655 in der 2.5V Variante. Grundgenauigkeit besser als 0.025%, laut Datenblatt statistisch 90% der Schaltungen sogar < 0.015%. Für Temperaturdrift, Langzeitstabilität und Rauschen sind ebenfalls exzellente Werte angegeben.
Dazu kommt dass von der 2.5V Variante sogar ein Demoboard (DC 2095A) erhältlich ist.

Jetzt noch eine praktisch störungsfreie Spannungsversorgung in Form von 4 1.5V Batterien, und fertig ist die Präzisionsspannungsquelle für hochohmige ( >10kOhm) Lasten.

27. März 2018

Speichermedien für Siemens LOGO! ( MicroSD Karten)

Der externe Speicher der Logo ist eine MicroSD- Karte. Sie dient zum Programmtransfer und zur Datenaufzeichnung.
Es gibt eine Vielzahl von Typen mit unterschiedlicher Kapazität und Zugriffsgeschwindigkeit. Weiterhin unterscheiden sie sich im Temperaturbereich und dem internen Aufbau.
Die mit SLC bezeichnete Bauart speichert genau ein Bit pro Zelle. Dies ist die robusteste Bauart was Datenerhalt, Anzahl Schreibzyklen und Temperaturbeständigkeit betrifft. Sie wird häufig als «Industrial Grade» bezeichnet.

MLC und TLC bezeichnen Bauarten welche pro Zelle 2 oder 3 Bit speichern. Ihre Zuverlässigkeit ist kleiner als die der SLC, vor allem im Bezug auf Schreibzyklen und Langzeitstabilität. Dafür sind sie um einiges günstiger und mit höheren Kapazitäten verfügbar.

Die Speichergrösse in der Logo ist vor allem dann ein Kriterium wenn ein Datenlog aktiv ist. ¨Grob gerechnet kann eine Logo bis 1 Million Datensätze zu max. 1kB auf der Karte speichern. Je nach Grösse des einzelnen Datensatzes werden also bis 1GB Daten aufgezeichnet. Das bedeutet dass eine Karte von 2GB das sinnvolle Maximum darstellt.

Welcher Kartentyp ist also für welche Anwendung geeignet?

SLC für Anwendungen mit vielen Schreibzyklen, also häufiges Aufzeichnen von Daten über die Log- Funktion oder dort
wo die Temperatur erhöht ist / regelmässig stark schwankt.
MLC, TLC für Anwendungen mit wenigen oder keinen Schreibzyklen, z.B. als Transfer- oder Backupspeicher für Programme
und Daten, inkl. Webseiten

Karten mit bis zu 2GB könnten vom Hersteller bereits FAT16 formatiert sein. Dieses Dateiformat erkennt Logo nicht.
Deshalb diese Karten auf dem PC vorgängig mit FAT32 formatieren.
Was die Transfergeschwindigkeit betrifft: Siemens macht in den Handbüchern keine Angaben. Wir haben Karten mit Schreibgeschwindigkeiten ab Klasse 4 aufwärts eingesetzt und keinerlei Fehlfunktionen festgestellt.

24. März 201824. März 2018

Siemens LOGO! CMR2020, integrierter GPS- Empfänger

Das CMR2020 hat auch einen eingebauten GPS- Empfänger. Mit einer geeigneten externen Antenne extrahiert er aus den Satellitensignalen Zeit & Datum, Position und Höhe.
Die GPS- Zeit wird zur Systemzeit und steht ca. 2 Minuten nach dem Einschalten zur Verfügung, wenn mindestens 1 Satellit empfangen wird. Die Zeit wird auf die im Gerät eingestellte Zeitzone angepasst. Positions- und Höhendaten werden angezeigt, sobald vier oder mehr Satelliten empfangen werden.

Ein kurzer Test in bebautem Gebiet zeigte folgende Ergebnisse:

Im Innenbereich, ca. 1 Meter hinter dem Fenster:
Empfang 1 Satellit; Zeit wird erfasst
Fensterbrett, Innenseite:
Empfang 4 Satelliten; Zeit, Position und Höhe werden erfasst
Fensterbank, Aussenseite:
Empfang 8 Satelliten; Zeit, Position und Höhe werden erfasst

Nun ist die von Siemens angebotene GPS-Antenne, ANT895-6ML, Flachantenne ein guter Empfänger, aber mit nur 30cm Anschlusskabel und abweichendem Stecker (N-Female statt SMA Male) nicht direkt anschliessbar.

Deshalb auch hier wieder die Suche nach einer bezahlbaren Verlängerung.
Gefunden habe ich bei Distrelec:

– Adapter SMA to N/Male/Male, Artikel-Nr. 300-61-842
– Antennenkabel 5.00m SMA-male/SMA, Artikel-Nr. 300-45-711

Die Verlängerung ist aus dem gleichen Kabeltyp hergestellt wie das kurze Stück an der Antenne. Kosten für Adapter und Verlängerung ca. 20 CHF.

Es ist natürlich auch möglich eine andere GPS- Antenne zu verwenden. Für aktive Antennen liegt an der Antennenbuchse eine Versorgungsspannung von ca. 3.8 VDC an.

18. März 201818. März 2018

SMS Alarmierung mit Siemens LOGO! CMR2020

Bei diesem Projekt wurden Anlagen an verschiedenen Standorten in der Schweiz mit einer Alarmierung über SMS ausgestattet.
Die insgesamt 8 Alarmkontakte werden über ein Logo eingelesen, teilweise verzögert und vom angeschlossenen Kommunikationsmodul als SMS verschickt. Zur Kontrolle wird wöchentlich eine Statusmeldung abgesetzt.

Siemens LOGO! CMR2020

Bei der Realisierung haben wir einige Erfahrungen im Umgang mit diesem GSM-Modul sammeln können. Die Wichtigste war sicher, dass bei schwacher Signalstärke ( < -100dB) die SMS nicht mehr zuverlässig versandt werden. Während an der gleichen Antennenposition mit einem Mobiltelefon noch Gespräche geführt werden können, protokolliert das Modul im Fehlerspeicher sporadisch «Signal strength very weak or no signal available».
Schlussendlich wurden an allen Standorten die Antennen nach aussen verlegt. Dazu reichte die Länge des Antennekabels nicht. Bei der Suche nach einer geeigneten Verlängerung für die verwendete Stabantenne wurden wir hier fündig:

Brack.ch: Verlängerungskabel RP-SMA, 5m, (f-m) Artikel-Nr. 378349

Dieses Kabel hat eine geringe Dämpfung und ist praktisch identisch mit dem an der Antenne angebrachten Kabel.

Diese Massnahme erhöhte die Signalstärke um bis zu 20dB. Seither sind die Verbindungen stabil ohne Aussetzer.

Was leider nicht funktionierte war die Zeitsynchronisation über das GSM- Netz des Betreibers Swisscom. Dies ist um so bedauerlicher als Zeit- und Datumsinformationen des CMR2020 nach einem Spannungsunterbruch verloren gehen.

13. März 2018

Logo 8 mit Omron NB- Terminal

Versuch einer direkten Kopplung zwischen Logo! 8 und Omron NB- Terminal über Ethernet….
Funktioniert einwandfrei.
Als Steuerung wurde in der Projektierungssoftware des Panels die S7-200 von Siemens ausgewählt.

12. März 201812. März 2018

Allen-Bradley Micro810 SPS

Die kleinste SPS aus Allen-Bradleys Micro800 Familie ist die Micro810. Es handelt sich dabei um eine der Siemens Logo! sehr ähnliche Steuerung.
Es gibt sie als 120..240VAC, 24VDC oder 12VDC Ausführung mit Relais- oder Halbleiterausgängen. Bei den DC- Ausführungen können 4 der 8 Eingänge wahlweise als Digitaleingang oder Analogeingang 0..10V verwendet werden.

Das Display ist nicht Bestandteil des Basisgerätes sondern kann separat erworben werden.

Im Gegensatz zur Logo! gibt es keine Erweiterungsmodule und auch keine Kommunikationsschnittstelle ausser dem Programmierport, an den ein USB- Adapter angeschlossen wird.
Das weiss hinterleuchtete Display bietet Mehrfachfunktionen, z.B.:

(Eingeschränktes) Programmieren
Parametrieren beliebiger Variablen
Anzeige programmierbarer Texte
Grundeinstellungen des Gerätes
Programm laden/speichern/transferieren

Was sie jedoch gegenüber allen anderen solchen «Smart Relay» Geräten einzigartig macht: Zusammen mit der Programmierumgebung CCW (Connected Components Workbench) wird die Micro810 zur vollwertigen SPS mit ansehnlichem Programm- und Datenspeicher. Programmierbar in den IEC- Sprachen KOP, FUP und IL.

Wir haben die Micro810 jetzt schon in etlichen Anwendungen benutzt, wo wir eine kleine, sehr kostengünstige Steuerung mit grossem Programmspeicher benötigten.

6. März 2018

Logo! 8 Kommunikation mit Modbus RTU

Die aktuelle Generation Logo! 8 ab Ausgabestand FS4 kann als Modbus- Master (bzw. Client) oder Modbus-Slave (bzw. Server) konfiguriert werden.
Die Verbindung erfolgt hierbei über die Ethernet Schnittstelle und das Modbus/TCP Protokoll. Es können sowohl Einzelverbindungen als auch Netze mit mehreren Teilnehmern projektiert werden.

Jetzt gibt es immer noch viele Modbus- fähige Geräte die über eine serielle Schnittstelle, -selten RS232, meistens RS485-, verfügen und das Modbus RTU (Remote Terminal Unit) oder ASCII- Protokoll unterstützen.

Damit Modbus RTU und Modbus/TCP Teilnehmer miteinander kommunizieren können wird ein entsprechender Umsetzer -ein Gateway- dazwischengeschaltet. Es gibt einige Gateways von spezialisierten Anbietern, die ab etwa 250 CHF aufwärts zu haben sind. Im Logo! Umfeld ein eher problematischer Preis.

Wir haben für ein Projekt eine günstigere Lösung gesucht und sind beim chinesischen Anbieter USRIOT fündig geworden. Das USR-M511 , ein Gateway für weniger als 100 CHF mit voller Funktionalität, DC- Speisung 5 bis 36 Volt und umschaltbarer serieller Schnittstelle (RS232 / RS422 / RS485).

Industrial Modbus Gateway, Serial to Ethernet converter modbus RTU gateway

Die Parametrierung erfolgt vollständig über den integrierten Webserver, der auch eine Monitorfunktion zum mitverfolgen der Datenübertragung beinhaltet.

Aus Erfahrung mit einem ähnlichen Gerät des selben Herstellers wissen wir dass sie sehr robust sind und über Jahre zuverlässig arbeiten.

1. März 20184. März 2018

DC- Stromversorgung mit USV

Eine vor kurzem realisierte Entwurfsarbeit. Es handelt sich um eine Gleichstromversorgung für Fahrzeuganwendungen mit integriertem USV- Teil. Die Energie wird in Kondensatoren (Supercaps) gespeichert und kann den Verbraucher bei Wegfall der Primärspeisung etwa 60 Sekunden stützen.
Der Ladevorgang nimmt nur wenige Minuten in Anspruch.

Die Einheit basiert auf einem DC/DC Wandler in Industriequalität und dem integrierten Backup- Controller LTC3350 von Linear Technology.

Ausgeführte Arbeiten:

Modifikation einer Standard- Applikationsschaltung
Teilweise Neuberechnung von Komponentenwerten
Evaluation von aktiven und passiven Komponenten
Erstellen von Schema und Printlayout
Stückliste und Kostenberechnung Serienfertigung
Koordination mit dem Fertigungsdienstleister
Mitarbeit bei Funktionstests und Ausmessen des
Prototypen