TIA S7-1200: Wandlungszeiten Analoge Eingänge

C

C.D.B.

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Hallo zusammen!

Für einen Kunden im Bereich Automobilbereich/Bauteilprüfungen sollen wir einen Elektrozylinder mittels vom Kunden durchgeführter Kraftmessung schnellstmöglich stoppen. Dafür bekommen wir vom Kunden ein Signal 0-10V von der Kraftmessung bereitgestellt. Dieses muß mit einem einstellbarem Sollwert vom Kunden verglichen werden, um besagtes Stoppen in kürzest möglicher Zeit zu bewerkstelligen.
Leider hat mein Chef diesem Umstand wohl nicht genügend Rechnung getragen - und eine "gemütliche" 1200'er verbaut. 🤨

Wie es nun um die Wandlungszeit der beiden Onboard-Analogeingänge bestellt ist ... ich werde aus den Angaben im Handbuch (Seite 1443) nicht so recht schlau.

Unter 4.4.1 (Schrittantwort) steht eine Integrationszeit von 50ms bei keiner Glättung.
Unter 4.4.2 (Abtastzeit) sind Abtastraten von 5ms bei 50Hz, und 4,17ms bei 60Hz angegeben.

Die 4,17ms würde ich ja gerne nehmen ... befürchte aber, daß die 50ms die tatsächliche Aktualisierungrate widergibt.

Könntet ihr meine Verwirrung auflösen? ;)

Danke!
 

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Denke das am Eingangswort der Mittelwert aus den Abtastzeiten ausgegeben wird. Also bei 50Hz dann immer über 20ms der gemittelte Wert, der sich maximal alle 5ms ändern wird, da der Mittelwert ja gleitend berechnet wird.

Ist das denn zu langsam? Also gemessen daran wie schnell die Werte überhaupt geliefert werden.
 
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Ich vermute das du bei 60Hz alle 4 ms einen neuen Wert bekommst der aber geglättet ist. Die 50ms stehen das der Eingang Nach dem Signalsprung von 0-10 Volt 50ms braucht um min. 95Prozent des Signals als Wert darzustellen.
Hast du die analog E/A-Baugruppen schon angesehen die sind schneller. SM Oder SB Analogbaugruppe
Am schnellsten wäre die Variante mit einen Vergleicher Komperator wo du einen Sollwert 0-10 Volt ausgibst und dann die wägezelle mit den sollwert überwacht. dann über einen digitalen Eigang einen Eingang als Prozessalarm parametrieren und dann den Zylinder stoppen.
 
Kann dir leider nicht genau sagen, habe mich das vor ein paar Jahren auch mal gefragt wie die Zahlen zustande kommen.
Wenn ich mich richtig erinnere addieren sich aber die Lesezeiten (wobei das vielleicht bei einer kompakten nicht der Fall ist), das heisst je mehr Analoge Eingänge du deaktivieren kannst je besser.
 
escride1 schrieb:
Ist das denn zu langsam?
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Anschließend an dem Vergleich erfolgt ja noch die Weiterleitung des Stop-Befehls via ProfiNet, und dann muß der Servo auch noch den Motor verzögern ... die Zeiten summieren sich ja.
Werde alles zusammenrechnen, und dem Kunden dann eine realistische Reaktions-Prognose geben.
 
C.D.B. schrieb:
Anschließend an dem Vergleich erfolgt ja noch die Weiterleitung des Stop-Befehls via ProfiNet, und dann muß der Servo auch noch den Motor verzögern ... die Zeiten summieren sich ja.
Werde alles zusammenrechnen, und dem Kunden dann eine realistische Reaktions-Prognose geben.
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Hat der Servo keinen Analogeingang ? Ansonsten könntest du dort diesen auch Auswerten? Also Sollwert über Profinet. Und istwert vom Servo zur SPS. Und dierekt im Servo vergleichen.
 
C.D.B. schrieb:
Anschließend an dem Vergleich erfolgt ja noch die Weiterleitung des Stop-Befehls via ProfiNet, und dann muß der Servo auch noch den Motor verzögern ... die Zeiten summieren sich ja.
Werde alles zusammenrechnen, und dem Kunden dann eine realistische Reaktions-Prognose geben.
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Ja sie addieren sich, das ist klar. Aber wenn nur bspw. alle 80ms ein Wert kommt, dann brauchst Du Dir keine Gedanken darum zu machen weit unterhalb des ankommenden Signals zu kommen. Die Reaktionszeiten der restlichen Komponenten spielt bis hierhin ja noch keine Rolle.
Daher würde ich erstmal abchecken was überhaupt ankommt, denn viele Kraftaufnehmer haben auch eine Mittelwertberechnung und geben das Signal dadurch verlangsamt raus.
 
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SPS-Bitschubser schrieb:
Hat der Servo keinen Analogeingang ?
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Ja, einen. Bis jetzt habe ich einen Danfoss FC302+IMC+MCA120+MCB102 ins Auge gefasst.
SPS-Bitschubser schrieb:
Ansonsten könntest du dort diesen auch Auswerten? Also Sollwert über Profinet. Und istwert vom Servo zur SPS. Und dierekt im Servo vergleichen.
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Die SmartLogic da drinnen ist aber recht ... gewöhnungsbedürftig. Könnte aber darauf hinauslaufen. :giggle:
Obwohl ich gerade im Handbuch für das 6ES7231-5ND32-0XB0 interessante Abtast-/Intergrationszeiten sehe: 0,417ms/2,5ms. Kostet natürlich ein "paar" Euro. Würde mir aber das SmartLogic-gefriemel im Servo ersparen. :)
 
Zykluszeit und Reaktionszeit Umrichter beachten.
Was bringt dir ein Analogeingang mit 0,4ms Abtastzeit wenn die CPU z.b. > 10 MS Zykluszeit hat?

Welche Wandelzeit hat die Messdose?
 
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@TE:
Da ich in der Vergangenheit recht viele Kraft-Weg-Messungen in (anscheinend) ähnlicher Konstellation erstellt hatte würde ich dir mit deinen Bedenken zustimmen - und zwar sowohl was die Wandlungszeit der AI angeht, wahrscheinlich kommt hier dann auch noch eine möglicherweise schlechte Auflösung dazu, als auch was die Zykluszeit der SPS anbelangt.
Was für mich hier aber nicht rübergekommen ist ist die genaue Aufgabe. Einfach anhalten wenn Kraftwert erreicht kann ja nicht wirklich der Sinn sein - oder hast du eine Art Füge-Aggregat ?
Auf jeden Fall : bei der Wahl deines Servo-Reglers solltest du auch berücksichtigen, wie schnell der reagieren kann - da sind bei Steuerung über den Bus auch nicht alle Regler gleich. Mir dem von dir genannten Danfoss habe ich keine Erfahrungswerte ...

Gruß
Larry
 
Moin zusammen,

was mir schon im ersten Beitrag fehlt:
Der Kunde fordert "schnellstmöglich", der Chef verbaut eine 1200er:
  1. Was definiert der Kunde als "schnellstmöglich"? Den Begriff kann man ausreizen bis zum Äußersten. Also hier würde ich mir vom Kunden eine konkrete Zeitaussage geben lassen. Der Begriff ist ähnlich dehnbar wie "Echtzeit"...
  2. Was hat der Chef denn angeboten? Es muß ja im Angebot eine Zusage gegeben haben, bzw. technische Rahmendaten. Wenn ich als Kunde extrem viel Wert auf "schnellstmöglich" lege, würde ich mir ja Zahlen geben lassen, die diese Lösung im Vornherein belegen, sonst kann ich das Angebot nicht bewerten.
Und vorausgesetzt, Du mußt jetzt mit den technischen Gegebenheiten leben: Wie sieht es denn aus, den Prozeß zu verlangsamen. Ggf. mit steigender Kraft entsprechend den Prozeß zu verlangsamen, dann hast Du auch mehr Zeit, abzuschalten.
Das geht natürlich nicht bei jedem Vorgang, aber da wir bisher nicht wissen, was da gemacht wird, kann man das nicht abschätzen.

Man könnte ja auch einen Grenzwertwächter setzen, der parallel zur SPS irgendetwas wegschaltet, um schneller zu reagieren. Auch hier weiß man zu wenig über den Aufbau und den Prozeß.
Man könnte auch mechanisch darüber nachdenken, nach "hinten raus" für eine Entlastung zu sorgen: Wenn da auf eine Plattform eingewirkt wird, auf der ein Bauteil steht, könnte man diese gefedert lagern und bei Erreichen der Kraft eine Verriegelung lösen, so daß die Kraft schlagartig in die Federn geht.
Alles nur Gedankenspiele... mehr Details vom Prozeß wären hilfreich...

Gruß
Jens
 
Du kannst dir das Verhalten der Analogwerte im Programm mit einem Trace anschauen:
Analogeingang so schnell wie möglich konfigurieren, Kurzzeit-Trace mit Pretrigger und einen Vergleicher als Triggervariable anlegen und Spannungssprung 0-10V o. ä. - möglichst prellfrei, also eher Transistor als Relais - auf den AI geben. Man kann auch einen Transistor-Digitalausgang über Spannungsteiler an den AI legen und diesen Ausgang ein- bzw. ausschalten.

Die Daten von Siemens sind nicht besonders aussagekräftig. Ich wundere mich bei SPS-Analogeingängen im Zusammenspiel mit der zyklischen Programmbearbeitung sowieso immer darüber, dass man kein Flag hat, welches anzeigt, das ein neuer Wert im Zyklus vorhanden ist.

Günstigste Verbesserung wäre ein Analogeingang-SB 6ES7231-4HA30-0XB0, der ist deutlich schneller.
 
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DeltaMikeAir schrieb:
Zykluszeit und Reaktionszeit Umrichter beachten.
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Werde ich heute noch in Erfahrung bringen.

DeltaMikeAir schrieb:
Was bringt dir ein Analogeingang mit 0,4ms Abtastzeit wenn die CPU z.b. > 10 MS Zykluszeit hat?

Welche Wandelzeit hat die Messdose?
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Mehr als die Ansteuerung des Servo läuft da nicht drauf. War auch zuvor mit permanent unnötig laufendem Zeugs (Umrechung Sollwerte z.B.) max 2ms. "Richtig" programmiert werde ich die Zykluszeit unter 1ms halten können. Und dann mal schauen, ob die Profinet-Verbindung auch mit kleinster Aktualisierungszeit läuft, 1ms. :giggle:

Gleichstromer schrieb:
Du kannst dir das Verhalten der Analogwerte im Programm mit einem Trace anschauen:
Analogeingang so schnell wie möglich konfigurieren, Kurzzeit-Trace mit Pretrigger und einen Vergleicher als Triggervariable anlegen und Spannungssprung 0-10V o. ä. - möglichst prellfrei, also eher Transistor als Relais - auf den AI geben. Man kann auch einen Transistor-Digitalausgang über Spannungsteiler an den AI legen und diesen Ausgang ein- bzw. ausschalten.
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Das Gerät steht derzeit beim Kunden.

Gleichstromer schrieb:
Die Daten von Siemens sind nicht besonders aussagekräftig. Ich wundere mich bei SPS-Analogeingängen im Zusammenspiel mit der zyklischen Programmbearbeitung sowieso immer darüber, dass man kein Flag hat, welches anzeigt, das ein neuer Wert im Zyklus vorhanden ist.

Günstigste Verbesserung wäre ein Analogeingang-SB 6ES7231-4HA30-0XB0, der ist deutlich schneller.
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:D
Danke! Diese kleinen Dinger zum einstecken in der CPU vergesse ich doch immer wieder. Jup, wäre eindeutig die kostengünstigste Lösung - bräuchte dann nicht mal die CPU tauschen. Und von der Wandlungsgeschwindigkeit genau so gut wie die Eingänge am SignalModul.

@alle anderen:
1.) Der Kostenfaktor ist ein entscheidendes Kriterium. Eigentlich wären keinerlei weiteren finaziellen Mittel für das Projekt mehr vorhanden. Aber ohne weitere Mittel lässt sich das komplett in den Sand gesetzte Projekt leider nicht retten. Übrigens von beiden Pateien - AG und AN - durch Blauäugigkeit verursacht.
Ich kläre die Realisierbarkeit mittels Standard-Komponenten so weit wie möglich ab. Abschließend wird der Kunde sich entscheiden müssen, ob die machbaren Realisierungen den Anforderung genügen.
2.) Es geht eigentlich "nur" um zyklische Belastungstests diverser Bauteile. Ist mit dem Zylinder die eingestellte Kraft erreicht, muß der Zylinder stoppen und zurückfahren. Leider war nach dem Stoppen des Zylinders die eingestellte Sollkraft um 400% überschritten. Ja, in unendlich kurzer Zeit kann kein Zylinder stoppen ... aber mit dem derzeitigen ollen "LTI ServoOne Junior" ist eine irgendwie akzeptable Lösung nicht machbar!

P.S.: Habe das Projekt auch nur übernommen. War bei der "Projektplanung" nicht dabei ... ansonsten hätte ich sofort darauf Hingewiesen, das mit dem alten abgespeckten via !ProfiBus! angeschlossenem Servo keine Blumentöpfe in Sachen Reaktionsgeschwindigkeit zu gewinnen sind ...
 

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