Hydraulik Motor 18kW


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Drehzahlmessung mit Logo!


Logo!

Logo! 12/24 RCE
Die kleine SPS von Siemens, Logo! (hier das Modell 12/24RCE), verfügt über vier sogenannte schnelle Eingänge, die für Zählung von Impulsen mit hoher Frequenz verwendet werden können. Bei dem Gerät handelt es sich um die Eingänge I3, I, I5 und I6. Sie können Impulse im Bereich bis zu 5 kHz erfassen.

Gleichstrommotor

In dem Versuch wird ein kleiner 12VDC Getriebemotor mit der Bezeichnung JGB37-520-CE verwendet. Die maximale Drehzahl der Welle liegt bei 200 U/min. Die Ansteuerung des Motors erfolgt mit einem einstellbaren Netzteil. Die Spannung wird manuell verstellt und auf einem Voltmeter angezeigt.

JGB37


Der Versuch

In dem folgenden Versuch werden wir eine einfache Drehzahlmessung mithilfe von Logo! durchführen. Die dazu notwendige Schaltung besteht lediglich aus drei Komponenten: Logo!, einem Gleichstrommotor mit Getriebe und einem induktiven Näherungssensor. Das dazu gehörige Programm besteht praktisch nur aus einem Netzwerk.
Das Prinzip der Messung basiert auf einem festen Mess-Zeitintervall. In gleichen zeitlichen Abständen werden Impulse des Gebers, der die Umdrehungen des Motors überwacht, gezählt. Aus der Anzahl der Impulse wird dann die Drehzahl errechnet.

In dem Beispiel beträgt der Messimpuls 2 Sek. Die gezählten Signale werden dann mit 30 multipliziert. Auf diese Weise erhält man als Ergebnis die Anzahl der Umdrehungen pro Minute.
Die Methode ist einfach und führt schnell zum Ziel. In diesem Fall beträgt die Genauigkeit der Messung +/- 30 Umdrehungen. Um die Messung genauer zu gestalten, muss der Messimpuls länger eingestellt werden. Bei einem Messimpuls von 1 Minute (60 Sek) bekäme man die exakten Ergebnisse, ohne mathematische Rechenoperationen durchführen zu müssen. Der Nachteil dabei liegt darin, dass die Aktualisierung der aktuellen Drehzahl nur 1 Mal pro Minute erfolgt. Eine weitere Möglichkeit, Einfluss auf die Ergebnisse zu nehmen, ist die Erhöhung der Anzahl der Impulse pro Umdrehung.

IFM 5904

IFM 5904
Als Impulsgeber kommt der induktive Näherungssensor IFM5904 zum Einsatz. Der Sensor arbeitet im Bereich von 10 bis 30 V und hat einen Schaltabstand von 4 mm. Er ist mit Verpolungs-, Kurzschluss- und Überlastschutz ausgestattet. Seine Schaltfrequenz beträgt 1200 Hz.

Der Schaltplan

Schaltplan

Schaltplan

Die Testschaltung

Testschaltung

Testschaltung


Das Programm

Die Zählung der Sensor-Signale und Berechnung der Drehzahl wird mit einem Netzwerk realisiert. Der Impulsgeber B002 (Taktvorgabe) generiert in festen Zeitabständen einen kurzen Impuls. Die Länge des Impulses ist auf 10 ms eingestellt. Wichtig für die Messung sind die Pausen zwischen den kurzen Impulsen. Die Pause ist bei diesem Versuch auf 2 Sek. eingestellt.

Impulse

Während der Pause werden die Signale, die von einem externen Sensor stammen, gezählt. Der Sensor ist am Eingang I3 des Logo! angeschlossen. Das Zählen der Signale übernimmt der Zähler B001 (Impuls-Zähler). Sobald von dem Impulsgeber B002 ein Impuls generiert wird und seine positive Flanke erkannt wird, erfolgt die Berechnung der aktuellen Drehzahl. Die Berechnung übernimmt der Baustein B003. Sein Eingang P1 ist mit dem Zähler B001 verbunden. Das zweite Netzwerk des Programms sorgt für die Ausgabe des Ergebnisses auf dem Display.
Bei der negativen Flanke des B002-Impulses wird der Zähler gelöscht und die Zählung der Signale wird mit dem Startwert 0 wiederholt.

Netzwerk 1

Das Programm: Netzwerk 1
Die Zählung der Signale und Berechnung der Drehzahl.

Netzwerk 2

Das Programm: Netzwerk 2
Ausgabe des Ergebnisses auf dem Display.

Die Programm-Bausteine


Impulsgeber

Der Impulsgeber B002 bestimmt, in welchen Zeitabständen die Signale gezählt werden. Die Länge des Impulses (TH) und die Länge der Pause (TL) können frei eingestellt werden.

Impulsgeber Parameter

Impulsgeber und seine Parameter.

Flankenerkennung

Mit den Bausteinen B005 (AND-Flanke) und B006 (NAND-Flanke) werden die Flanken erkannt.

Zähler

Der Baustein B001 (Vor-/Rückwärtszähler) zählt die Signale, die am Eingang I3 von dem Näherungssensor generiert werden. Der aktuelle Zählerstand (Ausgang Cnt) wird direkt an den Baustein B003 (Mathe) übergeben.

Mathematik

Der Baustein B003 (Arithmetische Anweisung) führt bei steigender Flanke des B002-Impulses die Berechnung der aktuellen Drehzahl durch. Der Baustein hat vier Eingänge P1 bis P4, die mit Werten belegt werden können. Die Werte werden anschließend durch mathematische Grundfunktionen wie Addition, Subtraktion, Multiplikation und Division miteinander verknüpft.

Parameter

Parameter des Baustein Arthmetische Anweisung.

Display

Ausgabe auf dem Display.

Kurzvideo

Kurzvideo


Drehzahlmessung



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