Industrielüfter mit Drehzahlausgang an SPS - aber wie?

[Rolf B. (maxpower23)]

Moin,

ich würde gerne einen EBM/Papst-Radiallüfter (Anschlussplan im Anhang) 
an eine S7-1200 anschließen. Die Drehzahl wird mit einem analogen 
Ausgang 0-10V gesteuert. Leider bin ich mir nicht sicher, wie ich den 
Drehzahlausgang des Lüfters an den 24V-Eingang der SPS anschließen soll.

Ich habe mir gedacht, den Eingang mit einem Pullup-Widerstand an 24V zu 
hängen, um dann das Signal durch den Open-Collector-Ausgang des Lüfters 
auf Masse ziehen zu lassen. Der Eingang zieht 4 mA bei 24V und schaltet 
ab 15V bei 2,5 mA. Daher denke ich, dass der Pullup-Widerstand sehr 
klein sein muss, also zu klein für die 10 mA die der Drehzahlausgang 
verkraftet. Oder sehe ich das alles falsch (bin Anfänger)?

Würde mich sehr freuen, wenn ihr mir Tipps oder andere Lösungsansätze 
geben könnt. Im Voraus mal vielen Dank.

Gruß Max

PS: maximale Frequenz etwa 6000 Hz

[Bernd R. (Firma: Promaxx.net) (bigwumpus)]

Das ist nicht schön.

Der 24V-Eingang der SPS hat also 6 kOhm Eingangswiderstand.

Du kannst einen 2,7kOhm Pullup an 24V verwenden. Der OC-Ausgang wird 
dann mit ca. 9mA belastet.

[Jobst M. (jobstens-de)]

Mit dem Widerstand ist aber schon recht knapp ...
Wie wär es mit einer kleinen 5mA Konstantstromquelle?

(+24V)-----+-----,
           |     |
           V     |
           -    150R
   2x      |     |
   1N4148  V     |
           -     |
           |   |/>
           +---|    BC 557C
           |   |\
           |     |
           |     +------------> SPS
          4k7    |
           |     |
           |     '------------< Lüfter
          GND

Gruß

Jobst

[Jobst M. (jobstens-de)]

Ooooder Du verstärkst den Ausgang des Lüfters:

(+24V)-----------,
                 |
                 |
              1K5/0.5W
                 |
                 +------------> SPS
                 |
                 |
               |/>
    Lüfter >---|    BC 557C
               |\
                 |
                 |
                GND

Die Spannung geht dann bis 19V hoch.
Meine erste Lösung halte ich allerdings für eleganter.


Gruß

Jobst

[Rolf B. (maxpower23)]

Vielen Dank für eure Hilfe.

Das mit dem Pullup-Widerstand ist wohl keine elegante Lösung und zu nah 
an den Grenzen der Spezifikationen von SPS und Lüfter.

Die Schaltung mit der Konstantstromquelle sieht sehr interessant aus. 
Nachdem ich mich eingelesen habe, glaube ich auch zu wissen, wie die 
Schaltung funktioniert. Ich werde es mal ausprobieren und berichten.

[Rolf B. (maxpower23)]

Ich hab mal versucht den maximalen Lastwiderstand der 
Konstantstromquelle zu berechnen. Er liegt mit etwa 4 kOhm unterhalb des 
Eingangswiderstands des SPS. Was passiert denn bei zu großem 
Lastwiderstand mit einer Konstantstromquelle? Der Strom wird sich 
verringern, oder nicht? Was heißt das für den Eingang der SPS? (Ich 
steig da leider noch nicht ganz durch)

[Jobst M. (jobstens-de)]

Rolf Breuer schrieb:
> Ich hab mal versucht den maximalen Lastwiderstand der
> Konstantstromquelle zu berechnen.

Wie hast Du das gemacht?



Wenn eine Konstantstromquelle 5mA liefert, dann ist die Summer aller 
Ströme ihrer Lasten 5mA.

Sollte die Spannung an der Last bei 5mA die Versorgungsspannung 
übersteigen, dann sinkt der Strom ab diesem Punkt.

Mit anderen Worten:

Der Lüfter kann mit seinem Transistor im Ausgang maximal 10mA fliessen 
lassen. Die Stromquelle liefert aber nur 5mA. Die Spannung bricht nahezu 
vollständig zusammen.

Wenn der Transistor geöffnet ist, fliessen die gesammten 5mA nun durch 
die 6kΩ der SPS. Wären 30V. Da die Versorgung aber nur 24V liefert, und 
auch die Stromquelle ca. 1V klaut, liegen dort dann 23V an.

Einen maximalen oder minimalen Widerstand gibt es nicht. Unterhalb der 
Versorgungsspannung fliesst der vorgegebene Strom, im anderen Fall liegt 
(fast) die volle Versorgungsspannung am Widerstand und der sich daraus 
ergebende Strom fliesst.


Gruß

Jobst

[Rolf B. (maxpower23)]

Berechnet habe ich den maximalen Lastwiderstand mit den Formeln auf 
folgenden Seiten:

http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0210253.htm

http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/currled.htm

Ich glaube mit Hilfe deiner Erklärung hab ichs nun verstanden. Der 
maximale Lastwiderstand ist der Wert, bis zu dem die Schaltung den 
geforderten Strom liefern kann, oder nicht?

[Jobst M. (jobstens-de)]

Rolf Breuer schrieb:
> Der
> maximale Lastwiderstand ist der Wert, bis zu dem die Schaltung den
> geforderten Strom liefern kann, oder nicht?

Ja, wenn man das so bezeichnen möchte ...
Werte darüber haben nur noch fast die gesammte Versorgungsspannung zur 
Folge.


Gruß

Jobst