Analoge Eingänge konfigurieren

Mit PiCtory kannst Du Dein RevPi AIO konfigurieren. In diesem Kapitel beschreiben wir die Einstellwerte des „Value Editors“ für die analogen Eingänge etwas genauer.

Voraussetzungen:

  • Du hast einen Webbrowser auf Deinem PC installiert (z. B. Chrome oder Firefox).
  • RevPi Core befindet sich in Deinem Netzwerk.

Los geht’s!

Dein AIO besitzt 4 analoge Eingänge. Diese Eingänge können entweder als Spannungs- oder Stromeingang eingestellt werden. Du kannst hier Sensoren, wie zum Beispiel Näherungs- oder Füllstandsensoren mit Analogausgängen (typischer Weise 4-20 mA oder 0-10 V) anschließen.

Damit Deine Konfiguration auch funktioniert, ist es wichtig, dass Deine Geräte an die richtigen Eingangspins angeschlossen sind.

 

Eingang 1
PIN Verwendung
24 – negativer Eingang für Strom oder Spannungsmessung Kanal 1
26 *  von hier zu Pin 28 muss für Strommessungen eine Drahtbrücke eingebaut werden
28 +  positiver Eingang für Strom oder Spannungsmessung Kanal 1

 

Eingang 2
PIN Verwendung
23 –    negativer Eingang für Strom oder Spannungsmessung Kanal 2
25 *    von hier zu Pin 27 muss für Strommessungen eine Drahtbrücke eingebaut werden
27 +    positiver Eingang für Strom oder Spannungsmessung Kanal 2

 

Eingang 3
PIN Verwendung
17 –    negativer Eingang für Strom oder Spannungsmessung Kanal 3
19 *    von hier zu Pin 21 muss für Strommessungen eine Drahtbrücke eingebaut werden
21 +    positiver Eingang für Strom oder Spannungsmessung Kanal 3

 

Eingang 4
PIN Verwendung
11 –    negativer Eingang für Strom oder Spannungsmessung Kanal 4
13 *    von hier zu Pin 15 muss für Strommessungen eine Drahtbrücke eingebaut werden
15 +    positiver Eingang für Strom oder Spannungsmessung Kanal 4
  • Öffne Deinen Webbrowser.
  • Gib die IP-Adresse Deines RevPi Cores in die Adresszeile Deines Browsers ein.

Das Anmelde-Fenster öffnet sich.

pictory-anmelden
  • Melde Dich mit dem Benutzernamen „admin“ an.
  • Gib Dein Passwort ein. Du findest es auf dem Aufkleber an der Seite Deines RevPi Cores.
  • Klicke auf „Login“

Du siehst jetzt den aktuellen Gerätestatus Deines RevPi Cores.

  • Klicke auf das Register „Apps“.
  • Klicke auf den Start-Button hinter dem Eintrag „PiCtory“.

PiCtory öffnet sich.

  • Öffne im Device Catalog den Ordner „I/O Devices“.
  • Wähle das AIO.
  • Ziehe das AIO per Drag&Drop in den leeren Slot auf dem Configuration Board.
  • Lege im Bereich „Device Data“ die Grundeinstellungen für Deine Adapter fest. Diese Eingabe ist optional.  Wenn Du viele Geräte verwendest und die Daten später in einem anderen Programm weiterverarbeiten möchtest, kann diese Eingabe sehr hilfreich sein.

Im Value Editor kannst Du die Eingänge konfigurieren. Die detaillierten Einstellwerte findest Du in der folgenden Tabelle.

Bezeichnung Werte Kommentar
Input1Range,
Input2Range,
Input3Range,
Input4Range
  • -10- 10 V
  • 0 – 10 V
  • 0 – 5 V
  • -5 – 5 V
  • 0 – 20 mA
  • 0 – 24 mA
  • 4 – 20 mA
  • -25 – 25 mA
Stelle hier den Eingangsbereich für Spannungs- oder Strommessung ein. Das Messverfahren (Strom oder Spannung) sowie der Bereich sollte mit dem Ausgang des angeschlossenen Sensors übereinstimmen. Typisch sind bei industriellen Sensoren 0-10 V oder 4-20 mA.
ADC_DataRate
  • 5 Hz
  • 10 Hz
  • 20 Hz
  • 40 Hz
  • 80 Hz
  • 160 Hz
  • 320 Hz
  • 640 Hz
Stelle hier die Frequenz ein, die dann beim Analogwandler als Datenrate verwendet wird.
Die Rate mit der die Werte im Prozessabbild aktualisiert werden, ist ungefähr 1/5 dieser ADC-Datenrate.
Diese Frequenz gilt für alle 4 Eingänge.
Skalierung Eingang 1-4:
Input1Multiplier
Input1Divisor
Input1Offset
  • 16 Bit signed Multiplier
  • 16 Bit unsigned Divisor
  • 16 Bit signed Offset
Hier kannst Du eine Skalierung für jeden Eingangskanal festlegen. Diese wird durch die drei Konfigurationswerte bestimmt und nach folgender Formel aus dem Originalwert (der in mV bzw. µA vorliegt) berechnet:

Y = Multiplier/Divisor*X + Offset

Bitte beachte, dass Du immer nur entweder Strom oder Spannung auf einem Kanal messen kannst. Bei einer Strommessung wird über eine Drahtbrücke, die Du extern selber anbringen musst, ein Bürde-Widerstand („Shunt“) zwischen den Eingängen für die Spannungsmessung geschaltet. Die Umstellung der Bereiche in PiCtory verändert zunächst in der Messelektronik so gut wie nichts, sondern wird nur für die Umrechnung in mV oder µA sowie die Überwachung der Grenzwerte verwendet. Lediglich für den 0-5 V Bereich wird die Eingangsempfindlichkeit des Messverstärkers erhöht, wodurch in diesem Bereich die doppelte Genauigkeit (maximale Abweichung ist in diesem Bereich 5 mV) erreicht wird.

Die Skalierung kann für Umrechnung in andere Einheiten oder zur nachträglichen Kalibrierung eines Sensors verwendet werden. Bei der Berechnung im AIO Modul wird eine 32 Bit Integer Arithmetik verwendet. Die Ergebnisse werden dann aber wieder als 16 Bit Werte im Prozessabbild hinterlegt. Sollte das Ergebnis Y die Grenzen eines 16 Bit signed Wertes überschreiten, so wird der Fehler erkannt und der Wert begrenzt. Die Ausgangswerte liegen immer in der Einheit mV bzw. µA vor.

Beispiel:

Ein Näherungssensor gibt im Bereich zwischen 30 und 300 Millimeter die Spannung 0 bis 10 V aus. Um im Prozessabbild den Abstand in mm zu haben, musst Du die Parameter wie folgt wählen:

Multiplier = 270, Divisor = 10000, Offset = 30

Arbeitet der Sensor statt dessen mit 4-20 mA müssen die Werte wie folgt von Dir festgelegt werden:

Multiplier = 270, Divisor = 16000, Offset = -38

Zur ADC_DataRate:

Das Modul verwendet einen sogenannten Delta-Sigma-Wandler vom Typ ADS 1248. Dieser Wandler hat eine einstellbare Datenrate, die eng mit der Frequenzkurve des in einem solchen Wandler enthaltenen Digitalfilters zusammenhängt. Genaue Diagramme zu den für jede Einstellung erzielten Frequenzgängen enthält das Datenblatt des ADS 1248 auf den Seiten 31 und 32. Wichtig für Deine Messungen ist hier, dass niederfrequente Störsignale, wie zum Beispiel ein 50 Hz Netzbrummen nur bei Einstellungen von 5 bis 20 Hz wirksam unterdrückt werden. Die größte Messgenauigkeit bekommst Du also mit diesen Einstellungen. Auf der anderen Seite veringert sich dadurch die Aktualisierungsrate der Datenwerte im Prozessabbild. Der Zusammhang ist wie folgt:

ADC_Datenrate    Aktualisierungsrate im PA
5 Hz                           1 Hz
10 Hz                         2 Hz
20 Hz                        4 Hz
40 Hz                        8 Hz
80 Hz                        10 Hz
160 Hz                      25 Hz
320 Hz                      max. 50 Hz
640 Hz                      max. 125 Hz

Bitte beachte, dass die Tabellenwerte für die Einstellungen 320 Hz und 640 Hz nur Maximalwerte darstellen. Die tatsächlich erreichte Aktualisierungsrate kann in diesem Bereich durch die Auslastung der PiBridge deutlich niedriger liegen. Die Auslastung ist von Deiner Konfiguration abhängig und daher kann bei diesen ADC_DataRates die jeweilige Aktualisierungsrate nur experimentell auf Deinem System und mit Deiner Konfiguration ermittelt werden. Generell sind diese Einstellungen daher nicht empfehlenswert.

  • Klicke auf „File>Safe“. Damit speicherst Du Deine Datei.
  • Klicke auf „Tools>Reset Driver“. Damit aktivierst Du die Änderungen für den Adapter.

Tritt ein Fehler auf, erhältst Du in den Eingangswerten des Prozessabbilds mit dem Namen InputStatus_1-4 Fehlermeldungen. Die Werte haben folgende Bedeutung:

Bitposition Statusmeldung
Bit 0 (LSB)
  • 0 = Wert ist höher als die Untergrenze des konfigurierten Bereichs
  • 1 = Wert ist mindestens 20 mV bzw. 20 µA niedriger als die Untergrenze des konfigurierten Bereichs
Bit 1
  • 0 = Wert ist niedriger als die Obergrenze des konfigurierten Bereichs
  • 1 = Wert ist mindestens 20 mV bzw. 20 µA höher als die Obergrenze des konfigurierten Bereichs

Im Feld InputValue_1-4 siehst Du jetzt den Istwert des Eingangs. Wenn Du den Eingang als Spannungseingang verwendest, wird der Wert in mV angegeben. Wenn Du den Eingang als Stromeingang verwendest, wird der Wert in µA angegeben.

In den Feldern InputValue_1-4 kannst Du symbolische Namen für die 4 Analogeingangswerte festlegen. Unter diesen Namen kannst Du dann mit PiTest, einem selbstgeschriebenen Programm oder einer Anwendungssoftware, Messwerte der angeschlossenen Sensoren aus dem Prozessabild auslesen. Die Werte werden dort für die Spannungsbereiche in mV und für die Strombereiche in µA angegeben, falls Du die Skalierung auf 1 belassen hast.

  • Möchtest Du die Einstellungen in logiCAD3, Python oder C weiter verwenden?
  • Dann klicke auf „File>Export“.

Ein Fenster öffnet sich. Du kannst hier das Format der Datei bestimmen und den Dateinamen angeben.

Du kannst aus 2 Formaten wählen:

Export 01 erzeugt eine Datei, die sich für die Verwendung in logiCAD3 eignet.
Export 02 erzeugt eine Offset Liste, die Du als Basisinformation für ein eigenes C-oder Python  Programm verwenden kannst.

  • Wähle ein Format aus, mit dem Du weiter arbeiten möchtest.
  • Gib einen Dateinamen an
  • Klicke auf „Ok“.