Analoge Größen in der SPS intelligent verarbeiten
Nahezu bei jedem SPS-Projekt begegnet man analogen Signalen. Ob diese nun einen Wasserdruck, eine Silofüllmenge oder einen Volumenstrom repräsentieren, die Messwerte müssen im Steuerprogramm verarbeitet werden.
Aber nicht nur dort:
Nicht selten kommen HMI-Lösungen zur örtlichen Visualisierung zum Einsatz. Und hier und da greift auch mal ein Prozessleitsystem auf die analogen Signale zu.
Oftmals werden diese Messwerte mit den üblichen CPU-Skalierbausteinen “menschenfreundlich” aufbereitet. Diese Methode geht schnell und ist nicht sonderlich komplex.
Diese quick-and-dirty Skalierung hat aber auch ihre Tücken.
Ein Beispiel:
Eine elektrisch betriebene Klappe liefert als analoge Messgröße die Klappenstellung über einen Potentiometer am Antrieb an die SPS. So weit noch kein Problem. Mit der klassischen Skalierung in der fix-und-gut-Methodik nehmen wir den Wert am analogen Eingang (0 bis 27648) und skalieren ihn auf 0 bis 100% Klappenstellung. Klappen Zu entspricht 0, Klappen Auf 100%.
Nun kommt das berühmte “Aber…”.
Das Problem
Bleiben wir bei unserem Beispiel. Die Klappe ist AUF (Endlagekontakt), der erwartete Messwert beträgt 100%, dargestellt werden am nur 98% oder 99%. Das kann ja wirklich auf Grund von Toleranzen oder sonstigen Ungenauigkeit durchaus passieren.
Wir sind uns einig, in diesem Fall wollen wir auch den Öffnungswinkel mit 100% bitteschön dargestellt bekommen.
Diese Anforderung ist uns nicht ganz neu, sie gehört zum WEVIDA-Standard. Daher kümmern wir uns um die Messwertverarbeitung in der SPS immer ganz besonders. Generell findet für jedes analoge Eingangssignal in unserer Automatisierungssoftware eine Vorverarbeitung statt. Gibt man sich im Anfangsstadium des SPS-Projektes an dieser Stelle etwas Mühe macht es das Leben später einfacher und die Visualisierung ist ganz nebenbei auch noch schlüssiger.
Schlüssige Visualisierung gewünscht
Unser Baustein “fbSigVer” übernimmt diese Aufgabe für uns. Was passiert hier Backstage?
Der Rohwert (Signal an der AI-Baugruppe) wird eingelesen, an Hand der physikalischen Min. und Max. Größen skaliert und zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung gestellt. So weit nichts besonderes.
Der Baustein erkennt jedoch zusätzlich ob sich der Rohwert innerhalb einer definierte Toleranz befindet. Andernfalls wird ein Fehler am Baustein ausgegeben. Das analoge Eingangssignal lässt sich ebenfalls auf Drahtbruch überwachen; auch in diesem Fall meldet der Funktionsbaustein diesen Zustand zur weiteren Verarbeitung in der Software.
Um das Problem mit der obigen Schieberstellung zu lösen, reagiert der Baustein auf boolesche Zustände. Dies könnte zum Beispiel die Stellungsmeldung “Schieber ist AUF” des Endlagekontaktes sein. Für diesen Fall setzt der Verarbeitungsbaustein den Wert an seiner entsprechenden OUT-Variable auf 100%. Somit erschlägt die Messwertvorverarbeitung auch das 98%-Problem mit den Messungenauigkeiten.
Wir finden, so kann man gelassen den analogen Signalen ins Auge schauen.
Fragen zum Baustein oder zusätzliche Ideen?
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