Grundlagen zur Funktion
Eigenschaften
Die analoge Eingangsklemmen KL320x erlauben den direkten Anschluss von Widerstandssensoren. Die Umrechnung und Linearisierung des Widerstandswertes in eine Temperatur erfolgt lokal in der Klemme. Die Messwerte werden in folgender Skalierung ausgegeben:
- für KL3201, KL3202, KL3204:
- Temperatur-Messbereiche:1/10 °C (1 Digit = 0,1 °C)
Als Widerstandssensoren sind die Elemente PT100, NI100, PT200, PT500, NI120, NI1000 und PT1000 über den angegebenen Messbereich implementiert. - Messbereich 10 bis 5000 Ω: 1/2 Ω (1 Digit = 0,5 Ω)
- Messbereich 10 bis 1200 Ω: 1/16 Ω (1 Digit = 0,0625 Ω)
(Die interne Auflösung des Widerstandswertes beträgt 1/255 Ω) - für KL3204-0030 (nur Temperaturausgabe, NTC10K Carel-Kennlinie, Widerstand bei 0°C: 27280 Ω):
- Messbereich -40°C bis 110°C: 1/10 °C (1 Digit = 0,1 °C)
Keine Widerstandsausgabe möglich!
Darüber hinaus wird ein Drahtbruch bzw. Kurzschluss an den Buskoppler bzw. an die Steuerung gemeldet und durch die ERROR-LEDs angezeigt.
Die Klemme ist über den Feldbus vollständig konfigurierbar, so kann z.B. eine selbstdefinierte Skalierung der Ausgabe erfolgen, oder es kann die Temperaturumrechnung abgeschaltet werden (nicht bei KL3204-0030).
Ausgabeformat der Prozessdaten
Die Ausgabe des Messwertes erfolgt im Auslieferungszustand in 1/10° C-Schritten in Zweierkomplement-Darstellung (integer). Es wird für jeden Widerstandssensor der komplette Messbereich ausgegeben. Über das Feature- Register sind andere Darstellungsarten anwählbar (z.B. Betrags-Vorzeichendarstellung, Siemens-Ausgabeformat).
Messwert | hexadezimale Ausgabe | Ausgabe in Signed-Integer |
|---|---|---|
-250,0°C | 0xF63C | -2500 |
-200,0°C | 0xF830 | -2000 |
-100,0°C | 0xFC18 | -1000 |
-0,1°C | 0xFFFF | -1 |
0,0°C | 0x0000 | 0 |
0,1°C | 0x0001 | 1 |
100,0°C | 0x03E8 | 1000 |
200,0°C | 0x07D0 | 2000 |
500,0°C | 0x1388 | 5000 |
850,0°C | 0x2134 | 8500 |
Widerstandsgrenzen
- R > 400 Ω: Bit 1 und Bit 6 (Overrange- und Error-Bit) im Status-Byte werden gesetzt.
Die Linearisierung der Kennlinie wird mit den Koeffizienten der oberen Bereichsgrenze bis zum Endanschlag des A/D-Wandlers (ca. 500 Ω bei PT100) fortgesetzt.
- R<18 Ω: Bit 0 und Bit 6 (Underrange- und Error-Bit) im Status-Byte werden gesetzt.
Es wird die kleinste negative Zahl ausgegeben (0x8001 entspricht -32767).
Bei Overrange bzw. Underrange wird die rote Error LED eingeschaltet.
Prozessdaten
Die Prozessdaten, die zum Klemmenbus übertragen werden, berechnen sich aus folgenden Gleichungen:
Variable | Bedeutung |
|---|---|
X_RL | ADC-Wert der Zuleitung |
X_RTD | ADC-Wert des Temperatursensors inklusive einer Zuleitung |
X_R | ADC-Wert des Temperatursensors |
A_a, B_a | Hersteller-Gain und Offsetabgleich (R17, R18) |
A_h, B_h | Hersteller-Skalierung |
A_w, B_w: | Anwender-Skalierung |
Y_R | Widerstandswert des Temperatursensors |
Y_T | gemessene Temperatur in 1/16 °C |
Y_THS | Temperatur nach Herstellerskalierung (1/10 °C) |
Y_TAS | Temperatur nach Anwenderskalierung |
Y_AUS | Prozessdaten zur SPS |
a) Berechnung des Widerstandswertes:
X_R = X_RTD-X_RL (1.0)
Y_R = A_a * (X_R - B_a) (1.1)
b) Linearisierung der Kennlinie:
Y_T = a1 * Y_R2 + b1* Y_R + c1 (1.2)
oder
Y_T = Y_R wenn Ausgabe in Ω (1.3)
c) weder Anwender noch Herstellerskalierung aktiv:
Y_AUS = Y_T (1.4)
d) Herstellerskalierung aktiv (Werkseinstellung):
Y_THS = A_h * Y_T + B_h (1.5)
Y_AUS = Y_THS
e) Anwenderskalierung aktiv:
Y_TAS = A_w * Y_T + B_w (1.6)
Y_AUS = Y_TAS
f) Hersteller- und Anwenderskalierung aktiv: (1.7)
Y_1 = A_h * Y_T + B_h
Y_2 = A_w * Y_1 + B_w
Y_AUS = Y_2
