Easy 700 Analogwertevergleich Hysterese-Problem 3 Werte +/- 20 % Fehlertoleranz

[Epoxy]

Ich habe ein Programmierproblem beim Analogwertvergleich:

3 fast identische Analogwerte schwanken ständig etwas in ihrem  Wert.
Ich möchte programmieren, das die  Bedingung erfüllt ist,  solange der 2.  und 3. Analogwert nicht mehr als maximal jeweils ca. +/- 20 %  vom  1. Analogwert  abweicht.

Überschreitet die  Abweichung eines oder zweier dieser 3 Analogwerte diese zulässigen  Fehlergrenzen, soll in einem Merker der Schaltzustand verändert werden.

Also z.B.  3 Eingangsspannungen von 1,0 Volt ist der Normalzustand.

Unterschreitet eine der Spannungen 0,8 Volt, oder ist eine der Spannungen  größer als 1, 2 Volt, soll dies als   Zustandsänderung in einem Merker ausgegeben werden.

Ist der Normalzustand aller 3 Eingangsspannungen  0,2 Volt soll es    genauso  funktionieren , wie bei  2,5 Volt als Normalzustand der 3 Analogwerte.

Mir kommt es nur auf die prozentuale Abweichung an, die  eingehalten werden soll, bzw. auf  die Zulässigkeit gewisser Fehlergrenzen.


Danke für Eure Hilfe, es ist mein erstes EASY-Projekt, aber bei diesem Problem komme ich mit der Hysteresefunktion des Analogwertevergleichs der Easy 700er-Serie nicht klar.

Viele Grüße von  Epoxy

[Juergen.J]

Hallo Epoxy,
habe Verständnisproblem. Soll die Steuerung nur für einen fixen Wert an allen  3 Eingängen benutzt werden oder kann dieser Wert variiren. Woher weis die Steuerung was die richtige Vorgabe ist. Mit der Easy 700 kann man nur feste Werte vergleichen. Wenn deine Aufgabe aber flexibel sein sollte benötigst du zum einen eine feste Vorgabe (welcher Wert soll überwacht werden) zum anderen eine Steuerung die rechnen kann um eben diese Wertevorgabe mit Toleranzen zu bestimmen. Falls dies der Fall sein sollte benötigst du mindestens eine 800-er Steuerung.
Gruss
Jürgen

[Epoxy]

Danke, daß Ihr versucht mir bei dem Problem zu helfen.

Nochmal etwas klarer  formuliert:

Ich habe  3 Analogeingänge.

I8 kann Werte zwischen  0 Volt und 1 Volt annehmen.
auch die Analogeingänge I11 und I12 haben diesen Wertebereich zwischen  0 Volt und 1 Volt.

Normalerweise sind auch  alle  Eingänge in  ihrem  Wert fast gleich.

Kommt es  aber in der überwachten Anlage zu  Störungen, dann  weicht vielleicht einer der Werte von  den  beiden anderen Werten  etwas ab.

Sobald ein Wert mehr als ca. 20 % von einem  der anderen beiden  normalen Werte abweicht,  soll das  den Schaltzustand  eines  Merkers ändern.


Ich habe schon  herumprobiert, indem ich den Analogwertvergleichern  den Faktor 5 für die jeweils überwachten  Analogeingänge gegeben habe, und als Hysterese einen der Analogwerte genommen habe.
Mit diesem Trick  sollte erreicht werden, daß die Hysterese etwa 20 % des einen Analogwertes ergibt.


Aber keiner der  Logik-Verknüpfungen  I1>I2 oder die anderen  Varianten: <; =; >=;<= führt dann  wirklich zum wirklich gewünschten Ergebnis.


Falls es überhaupt ansatzweise funktioniert, ergeben sich damit  Fehlergrenzen von  bis zu 40 %, wobei ich das eigentlich nicht verstehe.

Hängt wohl mit der Arbeitsweise der Hysterese zusammen.

Die Schaltung funktioniert für mich, wenn  I8 = 1,00 Volt hat, sobald I11 = 0,79 Volt hat  soll der Merker M01 seinen Zustand  (auf ON) wechseln.
Hat I11 dann wieder 0,80 Volt soll der Merker M01 wieder (auf  OFF) wechseln. Überschreitet I11 den Wert von 1,21 Volt soll der Merker M01 wieder den Zustand ON haben, fällt der Wet I11 auf 1,20 Volt soll M01 wieder auf  OFF gehen.

Auch  I12 darf sich so wie I11 verhalten.


Simulation:
Wenn das ganze auch funktioniert, wenn  I8 mal 0,79 Volt hat (M01 soll dann auf auf ON gehen,  ab  0,80 Volt auf OFF ) und  I11 in dem Moment gerade 1,00 Volt hat.  (I12  hat gerade irgendeinen Wert zwischen 0,80 Volt und 1,20 Volt) ist das  Ziel schon fast erreicht.

Weil ich keine festen  Werte habe, sondern immer nur das Verhältnis der Werte zueinander, soll  das ganze auch  genau so funktionieren, wenn  man alle Werte  z.B.  halbiert oder verdoppelt oder mit dem  Faktor 0, irgendwas multipliziert.


Ich hoffe, ich konnte klarmachen was gesucht ist:

bei

I8 = 0,80 bis 1,20 Volt ist allles o.k.,

solange

I11= 0,80 bis 1,20 Volt
und
I12= 0,80 bis 1,20 Volt im gleichen Moment haben.



Aber  auch bei

I8 = 0,33 bis 0,50 Volt ist alles o.k.

solange

I11 = 0,33 bis 0,50 Volt
und
I12 = 0,33 bis 0,50 Volt im gleichen  Moment haben.


Habe mir  gedacht, die Easy 700er Serie kann das.
Viel rechnen soll sie doch garnicht, eigentlich nur 3 Werte (mit  gewissen üblichen Fehlertoleranzen) vergleichen.

Wenn ich die Logikverknüfung " = " nehme, und  Fehler  0% wird es sicher funktionieren,  ist  aber  nicht praxistauglich.

Irgendwie fehlt der  Easy die Logikfunktion ungleich in  Verbindung mit einer Hysterese.


Praktische Anwendung  könnte z.B. sein, einen Drehstrommotor (mit  Stromsensor als Analogwertgeber)  so zu überwachen, daß bei ungleicher Phasenbelastung z.b. infolge durchgebrannter Wicklung/Isolationsfehler der  sich anbahnende Motordefekt  bemerkt wird, bevor eine Phase des Motors  völlig durchgebrannt ist, bzw,  auch  Fehler in Motorzuleitungen bemerkt werden.


Schöne Sonntagsgrüße

Epoxy

 

[Bimbo]

Wenn die abweichungen in einem bestimmten prozentualen Verhältniss zueinender überwacht werden müssen, dann nenn ich sowas schon rechnen. Bei einer Hysterese geht man normalerweise auch von einem Festwert (z.B. Schaltpunkt aus).

Den Eingang 0-1Volt sollte man auch noch überdenken! Ein zehntel des Wertebereichs bedeutet zehnfacher Fehler!


Evtl. stellst Du dein bisheriges Programm mal ein? 

[Elektropro!]

Hallo,

hab dir mal was angehängt! Hilft dir das weiter?
Falls die Werte recht schwanken würde ich die Auswertung noch Zeitverzögern um 1sec!

Gruß

Elektropro!

[Epoxy]

Hallo,

hab dir mal was angehängt! Hilft dir das weiter?


Gruß

Elektropro!

Danke, habe es probiert.

Es funktioniert so leider nicht, da

in Deinem Beispiel die Hysterese als Konstante vorgegeben wurde (NU=20).
Damit ergibt sich bei einem Normalzustand von I7 = 0,50 Volt eine Abweichung von 42 % bevor die Schaltung  den Merkerzustand ändert.

Ich brauche  ca.  20 %, und zwar als Relativwert !

Zum anderen hat diese Schaltung die Funktion, dass ich  z.B. bei Analogwert  I7 und I11 mit einem Vorgabewert von  z.B. 0,50 V einen Wert von  I8 = 0,29 V brauche  damit der Merker 01 erstmalig umschaltet. Das sind 22 %, das wär o.k. , aber ich muss jetzt den Wert für  I8 wieder  bis auf 0,50 V anheben, damit der Merker wieder zurückschaltet. 

Genau dieser Effekt ist nicht erwünscht !

Bereits bei einem Wert von  I8 = 0,30  Volt (I8 = 0,35 V wäre  auch noch o.K. )  sollte der Merker wieder seinen  Zustand  wechseln.


In der anderen Richtung verhält sich diese Schaltung genauso. Erst muß  man I8 = 0,70 Volt erreichen  bis Schaltzustand wechselt und erst  wenn man wieder den Ausgangswert von I8 = 0,50 V erreicht hat, schaltet der Merkerkontakt wieder zurück.


Ich habe so den Verdacht, daß man  mit irgendwelchen Sprungbefehlen arbeiten muss, damit  man  diesen Effekt der Hysterese umgeht.

So nach dem Motto: Hat der Merker M01 ausgelöst tritt Plan b in Kraft, in dem gilt alles ist o.k. sobald I8 wieder  größer wird als I7 (oder I11) minus 20 %.

Habe aber noch nicht mit Sprungbefehlen gearbeitet - vielleicht kann mal jemand was zu dieser Idee sagen, bevor ich mich hier abquäle.

Danke für Eure Hilfe.

Epoxy

[KressSwiss]

Habe aber noch nicht mit Sprungbefehlen gearbeitet

Hallo Epoxy
Alles über Sprungbefehle hier klicken

[Juergen.J]

Hallo Epoxy,
ich denke den Versuch mit den Sprungbefehlen kannst du dir sparen. Was du möchtest ist eigentlich nur mit rechnen möglich. Die Hysterese arbeitet immer in einem Bereich von/bis, du möchtest aber genau den Wert unterhalb oder oberhalb einer fliessenden Grenze. Dazu musst du den Wert von Analogeingang 2 nehmen, dir den oberen und unteren Vergleichswert errechnen und mit Anlogeingang 1 auf grösser oder kleiner vergleichen, ohne Hysterese. Nur so bekommst du einen Zustand der dir bei Über- bzw. Unterschreitung eine Auswertung ermöglicht. Dies ist vermutlich eine Aufgabe mindestens für die 800-er oder grösser.
Gruss
Jürgen

[Maikky]

Hallo Epoxy.

Um die Hinweise von Jürgen noch zu verdeutlichen habe ich mal das Beispielprogramm
etwas modifiziert, damit man erkennen kann, wie die einzelnen Parameter funktionieren.

Du erhältst bei der Verwendung des Parameters HY (Hysterese) deshalb so "seltsame"
Ergebnisse, weil die Hysterese bei den Abfragen >, <, usw. unsymmetrisch wirkt. Dieses
Verhalten ist z.B. sinnvoll bei Zweipunktreglern. Bei steigendem Istwert (Parameter I1)
wird verglichen mit Sollwert + Hysterese (Parameter I2+HY), bei fallendem Istwert
mit Sollwert - Hysterese. Ganz anschaulich wird das in angehängtem Beispiel beim
Vergleicher A7, denn ich nur zur Info eingefügt habe. Hier werden IA1 und IA2 auf
Gleichheit überprüft, wenn eine Hysterese angegeben ist.

Für Dein Problem ist die Verwendung des Parameters Offset besser. Hierdurch wird der
Istwert um Deine Toleranz verschoben und überprüft. Um sowohl die obere als auch die
untere Grenze zu erkennen, werden zwei Vergleiche benötigt. Einen möglichen Vorschlag
findest Du im Beispiel.

Wie bereits gesagt ist es bei einer EASY7xx nicht möglich die Toleranz als prozentualen
Anteil des Sollwerts anzugeben, bei einer EASY8xx, MFD, .. dagegen schon.

Gruß Maikky

 

[Juergen.J]

Hallo,
das könnte eigentlich die Lösung sein. Nimmt man jetzt so wie Eingangs von Epoxy beschrieben den 1. Vergleichswert auf Faktor 5 und vergleicht .........
Muss nochmal genauer nachdenken wenn die grauen Zellen wieder erholt sind. Meine spontane Überlegung ist, warum muss ich eigentlich kleiner Abfragen? Entweder sind  alle Werte im Bereich,  ist ein Wert kleiner sind die anderen Werte zu gross oder sind 2 Werte gleich ist der dritte zu gross. Ich denke bei genauerer Überlegung lässt sich da etwas machen (hoffe ich).
Gruss
Jürgen

[Maikky]

Hallo Jürgen, hallo Epoxy.

Der Tipp war gut.

Mit den Verstärkungsfaktoren F1,F2 ist es doch möglich zu "rechnen".

Die Toleranz 20% kann erreicht werden mit Faktor F1=5, F2=4, also z.B. IA1 vergleichen
mit 4/5 IA2 = 80% von IA2.

Ich habe das Beispiel dementsprechend geändert.

Einen kleinen Unterschied zur ursprünglichen Beschreibung von Epoxy gibt es allerdings.
Durch die Faktoren wird mit 80% des grösseren Werts überprüft. Sind z.B. alle Eingänge
1,0V und IA1 wird verringert, kommt die Meldung bei 0,79V (Referenz : 80% von 1,0V).
Wird allerdings IA1 vergrössert, kommt die Meldung bei 1,25V (Referenz : 80% von 1,25V).

Ich vermute mal, dass das vernachlässigbar ist, oder jemand hat noch eine Idee wie das zu umgehen ist.

Gruß Maikky

[Epoxy]

Hallo,
das könnte eigentlich die Lösung sein. Nimmt man jetzt so wie Eingangs von Epoxy beschrieben den 1. Vergleichswert auf Faktor 5 und vergleicht .........
Meine spontane Überlegung ist, warum muss ich eigentlich kleiner Abfragen? Entweder sind  alle Werte im Bereich,  ist ein Wert kleiner sind die anderen Werte zu gross oder sind 2 Werte gleich ist der dritte zu gross. Ich denke bei genauerer Überlegung lässt sich da etwas machen (hoffe ich).
Gruss
Jürgen

Und auch die Idee von

 

Hallo Jürgen, hallo Epoxy.

Der Tipp war gut.

Mit den Verstärkungsfaktoren F1,F2 ist es doch möglich zu "rechnen".

Die Toleranz 20% kann erreicht werden mit Faktor F1=5, F2=4, also z.B. IA1 vergleichen
mit 4/5 IA2 = 80% von IA2.

Ich habe das Beispiel dementsprechend geändert.

Einen kleinen Unterschied zur ursprünglichen Beschreibung von Epoxy gibt es allerdings.
Durch die Faktoren wird mit 80% des grösseren Werts überprüft. Sind z.B. alle Eingänge
1,0V und IA1 wird verringert, kommt die Meldung bei 0,79V (Referenz : 80% von 1,0V).
Wird allerdings IA1 vergrössert, kommt die Meldung bei 1,25V (Referenz : 80% von 1,25V).

Ich vermute mal, dass das vernachlässigbar ist, oder jemand hat noch eine Idee wie das zu umgehen ist.

Gruß Maikky

erscheint mir sehr nachdenkenswert.

Ich werde in den kommenden Stunden mal  sehen, ob diese Lösung der Weg zum Ziel mit einer Easy 700er sein kann.

Schon mal  ganz vielen Dank für Euer Brainstorming. Auf ein paar Prozent mehr oder weniger kommt es in diesem Fall wirklich nicht an. Hauptsache man  kann abschalten, bevor irgendwas ganz im  Argen liegt.

Schönen Tag wünscht

Epoxy

[Epoxy]

Hallo Jürgen, hallo Epoxy.

Der Tipp war gut.

Mit den Verstärkungsfaktoren F1,F2 ist es doch möglich zu "rechnen".

Die Toleranz 20% kann erreicht werden mit Faktor......

Ich vermute mal, dass das vernachlässigbar ist, oder jemand hat noch eine Idee wie das zu umgehen ist.

Gruß Maikky

Thats it, vielen Dank an Maikky und die anderen, die sich  an der Lösung des Analogwertvergleiches mit prozentualen  Fehlergrenzen beteiligt haben.

Ich habe  das Programm von  Maikky  nochmal mit leicht veränderten Faktoren F1 (NU=6) und F2 (NU=5) ausgestattet.

Es ist also  doch möglich alle 4 Analogeingänge  einer Easy 700er mit nahezu beliebigen prozentualen Fehlergrenzen auszustatten, um  Abweichungen  gegenüber den anderen  Analogeingängen festzustellen.

Einfach mit den Faktoren F1 und F2 (im Wertebereich 1-9999) arbeiten.

Es sind damit beliebige Verhältnisse von  1/9999 bis 9999/1 realisierbar, mit denen man die Analogwerte vergleichen kann.

Bei F1=6 und F2=5 ergibt sich eine zulässige abweichung von  + 20 % oder von -16,67%

Es ist dabei immer so, das die Plusabweichungen immer größer sind als die  Minus-Abweichungen. Das liegt  an der Prozentrechnung an sich.

Ist wie bei der Mehrwertsteuerberechnung mit 19% von Brutto/Netto:

Bei 1,00 Euro ergibt sich bei 19 % MWST.  netto 0,84 Euro.

Genauso ist es hier auch.

Angenommen alle 3 Werte haben normalerweise 1,00 Volt, dann findet ein Schaltwechsel des Merkers bei <=0,83 Volt, bzw. >=1,20 Volt statt. (F1=6,F2=5)

Damit ist der  beabsichtigte Zweck hinreichend erfüllt.


Da ich nur feststellen  wollte,  ob überhaupt eine  unzulässige Abweichung vorliegt, habe ich alles auf einem Merker zusammengeführt.

Insgesamt werden so  zum Vergleich von 3 Analogwerten

6 Strompfade und 6 Analogwertvergleicher und 1 (bis 3 Merker) gebraucht.

Bei 4 max. möglichen  Analogwerten werden 12 Strompfade und 12 Analogwertvergleicher  und 1 (bis 4 Merker) gebraucht.


Gut, daß wir verglichen haben !

Vielen Dank nochmals.

Grüße

Epoxy

[Epoxy]

Vielleicht noch einen kleinen Hinweis zur praktischen Anwendung:

Ich habe noch ein OFFSET definiert:

Dies bringt mehrere Veränderungen mit sich:

- Im Bereich um 0,00 Volt am Analogeingang   beseitigt man damit unerwünschte  Schaltzustände, da prozentuale Anteile bei 0 Volt immer Null ergeben. Daher löst der Merker ohne Offset immer  aus, obwohl der voreingestellte prozentuale Fehler  eigentlich nicht überschritten  wurde.


Ich habe ein  OS (NU) = 15 definiert (für alle  Analogvergleicher)

Dies  führt dann  zu einer  Spannungstoleranz von  0,02 Volt bzw 0,03 Volt.
für die Analogeingänge ohne daß  die Merker gleich  verrückt spielen.

Natürlich  verändert der OFFSET  auch den  prozentualen Fehlerbereich.
Die Fehlergrenzen zwischen   der Minus-Toleranz und der Plus-Toleranz nähern sich etwas an.  Der Plus-Fehler steigt  aber dadurch auch mit an.

Dem  wirke ich  entgegen, indem ich den Faktor etwas anpasse.

Für mein Beispiel mit   Analogeingängen von  normalerweise 1,00 Volt

habe ich bei Offset 15
Faktor F1 = 8
Faktor F2 = 7

gewählt.

Damit Ihr mal den zusammenhang seht:

Bei 1,00 Volt schaltet der Merker bei 0,85 Volt (-15%) bzw. bei 1,16 Volt (+16%)
Bei 2,00 Volt schaltet der Merker dann bei 1,73 Volt (-13,5%) bzw. bei 2,31 Volt. (+15,5%)
Bei 0,50 Volt schaltet der Merker erst bei  0,41 Volt (-18%) bzw. bei 0,60  Volt. (+20%)

Bei 0,03 Volt schaltet der Merker bei 0,00 Volt bzw. bei 0,06 Volt. (+100 %)


Die OFFSET-Lösung  bietet sich also   dann an, wenn man einen bestimmten Analogwertebereich betrachten will.

Mir war es  auch wichtig, wegen dem Problem bei 0,00 Volt, da  sonst der Merker immer "gemeckert" hätte. Ich habe leider auch in meiner Anwendung kein anderen Schwellwertschalter/Analogwertvergleicher mehr übrig (nur noch einen, und der reicht nicht um 3 Analogwerte mit Schwellwerten auszustatten).

Oder hat noch jemand eine andere Idee zum Thema 0,00 Volt und Fehlerberechnung bei Analogwerten < 0,3  Volt ( oder so) auslassen ?


Was passiert eigentlich, wenn am Analogeingang mal negative Spannung von z.B.  minus 2,50 Volt anliegt ?

Ich glaube, ich habe ne Diode davor  geschaltet, war das  notwendig und sinnvoll ? (hat den Nachteil, daß ich  0,7 Volt  Spannungsabfall am Analogeingang in Kauf nehmen musste, was ggf. die Auflösung/Genauigkeit der Analogeingänge negativ beeinträchtigt
 

Schöne Grüße

Epoxy

[Bimbo]

Was passiert eigentlich, wenn am Analogeingang mal negative Spannung von z.B.  minus 2,50 Volt anliegt ?

Mach doch eine Clamp-Diode (vom Eingang auf Minus), dann hast du max. -0,7V und keine Meßwertverfälschung (plus Temperaturdrift)! Der Analogsensor muß den Strom halt begrenzen/abkönnen!