Temperatuur, vochtigheid en CO2 meting via Beckhoff PLC

Hallo iedereen,

ik ben momenteel bezig aan de voorbereiding om 4 serres te gaan automatiseren deze zomer (binnen een paar weken begin ik eraan). De huidige sturing gaat er volledig uit en er komt een eigen sturing in de plaats.

Eén van de onderdelen is een klimaatcontrole. Daarvoor zijn enkele metingen crusiaal: temperatuur (binnen en buiten serre), vochtigheid en CO2. Voor deze drie dien ik dus sensoren te voorzien.

Voor de temperatuur dacht ik aan een enkele pt100's. Beckhoff biedt immers enkele meetingangen voor deze sensoren aan (http://download.beckhoff.com/download/Document/Catalog/Main_Catalog/en…).
Heeft iemand hiermee ervaringen? De afstand tussen de sensor en de meetklem zal immers behoorlijk groot zijn (+80m). Hoewel deze sensor daarvoor een compensatie aanbied, heb ik er toch mijn vragen bij.
Of neem ik beter een PT1000?
Of is een eenvoudige opamp schakeling beter om de temperatuur te gaan meten. Bijvoorbeeld een LM35 met een opamp versterker?

(Weet er trouwens iemand een voorbeeld van goeie pt100 sensor? Is een sensor van bijvoorbeeld 10€ wat te vertrouwen?)

Voor de temperatuurmeting zou een nauwkeurigheid van 1 à 2°C moeten volstaan.

Voor vochtigheid en CO2 zijn nu al sensoren voorzien. Helaas maar 1 stuk van beide. Ik vroeg mij af hoe makkelijk (en goedkoop) die zijn te bouwen. Heeft iemand al ervaring om dergelijke metingen met een PLC te registreren?

Er zal normaal een voeding bijkomen van +24Vdc. De Beckhoff PLC zal een panel pc zijn. Het exacte type staat nog niet vast.

Alvast bedankt voor jullie advies :)

Hoewel ik niet weet of deze vraag nog actueel is, wil ik toch graag een paar opmerkingen maken omdat de vraag erg dicht bij ons 'vakgebied' ligt.
1- de Pt100 sensoren met 80 meter kabel? De afwijking die dit geeft is oa afhankelijk van de kabel die wordt gebruikt en/of het een 4 draads Pt100 is. Bij een 2 draads Pt100 zal de kabelweerstand worden opgeteld bij de weerstand van de Pt100. Dit kan dus een behoorlijke afwijking geven. Bij een vierdraads zal dit beter gaan omdat hierbij gecompenseerd wordt voor de kabelweerstand. Je zou ook kunnen denken aan een omvormer van Pt100 naar 4-20mA (wanneer de PLC 4-20mA ingangen heeft).
2- de CO2 sensor. Goedkope CO2 sensoren zullen vaak een behoorlijke onnauwkeurigheid hebben en bovendien zeer snel verlopen. Omdat niet duidelijk is wat er in de serre gebeurt en waarom CO2 gemeten moet worden, kan ik me hierover geen oordeel vormen.
Als het een kas betreft waarin planten groeien dan kan ik mee voorstellen dat je een CO2 sensor wilt installeren. Kijk in dat geval toch eens naar een goede sensor. Het kost misschien wat meer, maar je krijgt er wel betrouwbare resultaten voor terug.

Met vriendelijke groet,

[Bericht gewijzigd door GJ_ op donderdag 28 juli 2011 07:44:18 (4%)

Hey, hartelijke bedankt! Ik was net van plan om zelf nog eens te reageren, maar jij was me net voor :p

Wat betreft de temperatuurmeter ga ik eens te rade bij beckhoff zelf. Maar inderdaad zal de nauwkeurigheid niet zo goed zijn (het is immers een 2 draads meting).

De CO2 meter staat idd in een kas waar en planten groeien. Hij dient om de CO2 dosering af te regelen.

Ondertussen had ik al een bijkomstige vraag: normaal gaan we toch enkele meters hergebruiken. De kostprijs voor ligt immers te hoog om ze allemaal te vervangen. Helaas heb ik niets van informatie over die meters. Ik weet zelfs de naam niet :(
Hoe kan ik het best testen of ze een spannings- of stroomuitgang hebben zonder dat ik de boel opblaas?

Het enigste wat ik ter beschikking heb is een multimeter :/

Over het testen van de meters: als je wel weet wat de voedingsspanning is, dan kun je op de uitgang eerst eens een voltmeter aansluiten. Deze heeft een hoge inwendige weerstand en de kans dat hierdoor iets wordt opgeblazen is dus klein.
Wanneer het een complete CO2 meter (transmitter) is, dan is het waarschijnlijk dat het ofwel een 4-20mA uitgang zal zijn of een 0-10VDC uitgang.
Ga je de mA uitgang meten plaats dan een weerstand van een paar honderd Ohm over de uitgang en meet in serie hiermee de mA's.
Of meet over de weerstand de spanningsval, dan weet je het ook (I=U/R.
Ga er van uit dat schone buitenlucht ca. 400ppm CO2 bevat, dan weet je meteen of de uitlezing overeenkomt met de werkelijkheid.

Succes!

GJ_

Moderator

De Pt100's kunnen 4-draads worden aangesloten, dus daar moet je gebruik van maken. De sensor zelf heeft uiteraard maar twee draadjes, dus daar zet je op iedere draadje twee draden richting ingang.
Je kunt goedkope halen bij bv RS, of degelijke bij Jumo. Ook die hoeven niet echt duur te zijn.

Een spanningsuitgang kun je open meten. Gebruikelijk is 0..10V maar bv 0..5V komt ook nog wel voor.
Een stroomuitgang meet je door er een weerstand van bv 500R op te zetten. Bij een standaard 0..20mA uitgang meet je dan over die weerstand 0..10V. Kom je niet aan die 0V maar blijft je gemeten waarde onderin hangen op 2V dan heb je een standaard 4..20mA uitgang.

Voor dergelijke afstanden neem ik meestal PT100 met koptransmitter naar 4-20mA.
Geen geklier met compensatiedraden aparte ingangsblokken.
Bij 4-20mA heb je ook minder aders nodig.
Meestal zijn ingangblokken voor alleen 4-20mA goedkoper of er zitten meer ingange op 1 kaart.

Reddelijke goede sensoren http://www.atal.nl/04-meer-sensoren/01_temperatuur/TEA-101D_pt1000-tem…

C02 sensoren gebruiken wij op bedijf van Vaisala, deze gaan 1 x per jaar ter calibratie naar Vaisala.
Je kunt bv ook
Vaisala CARBOCAP® Carbon Dioxide and Temperature Transmitter GMW116
deze meet CO2 en temperatuur tegelijk wel met 0-10Volt uitgang.

- de reden dat ik voor de 2 draadsmethode kies, was omwille van de prijs. Maar volgens beckhoff zouden die klemmetjes nauwkeurig genoeg moeten meten. Ik ga eerst eens testen met 2 draden. Later kan ik dan nog overgaan op een 4 draadsmeting.

- Over die spannings- en stroommeting dacht ik ook al hetzelfde wat jullie denken. Ondertussen weet ik al dat 1 van de meters (voor de EC meting van de meststoffen) werkt met een stroomuitgang. Dus wss zal al de rest ook stroomuitgangen zijn.
Die meetweerstanden zijn idd nuttig om die stromen te meten. Helaas weet ik dus niets over het uitgangsvermogen van die meters (en ik heb dus ook geen zin om co2 meters naar de zevende hemel te sturen :p ).

Morgen ga ik toch de rest van die meters uitmeten. Gewoon eerst eens een spanningsmeting en hopen dat de meetweerstand van mijn multimeters hoog genoeg is :p

@Peter112: bedankt voor de info!! :)

GJ_

Moderator

Op 27 juli 2011 21:06:56 schreef bridelance:
- de reden dat ik voor de 2 draadsmethode kies, was omwille van de prijs. Maar volgens beckhoff zouden die klemmetjes nauwkeurig genoeg moeten meten. Ik ga eerst eens testen met 2 draden.

Dat heeft niks met die klemmen te maken, je hebt nu zomaar een paar graden extra op je meting door die kabellengte.

Ik denk ook niet dat dit advies precies zo door Beckhoff gegeven is. Ik ken Beckhoff Belgie (gedwongen door de toestanden bij Beckhoff Nederland) en die weten heel erg goed waar ze over praten.

[Bericht gewijzigd door GJ_ op donderdag 28 juli 2011 07:52:12 (20%)

Euh, wat is de kans dat elektronica stuk gaat door een eenvoudige DC-voltage meting? :s

Vandaag had ik tijd om even het weerstation uit te meten en ik startte met de regensensor:
toen de sensor volledig droog was, kon ik ongeveer 2V opmeten op de ingangsklemmen van de huidige controller. Dan heb ik wat water over die sensor gegoten, en er stond nog steeds 2V over die klemmen.

Maar nu is dat water al lang opgedroogd, en nog steeds geeft de controller regen aan :(

De kans dat de transmitter het loodje heeft gelegd door er een Voltmeter op aan te sluiten lijkt me vrij klein.
Het is alleen erg lastig om een beeld te vormen van hetgeen waar je exact mee bezig bent omdat de informatie (te) beperkt is.
Ook is er sprake van wat begripsverwarring. Je hebt het er over dat je 2 V meet over de ingangsklemmen? Of hebben we het hier over de uitgang van de transmitter.
Ook zaken zoals voedingsspanning etc. en de uitvoering van de sensoren/ transmitters zijn lastig in te schatten.
Heb je iets van fabricaat, typenummer, foto...? Misschien dat ik dan op basis daarvan een iets completer antwoord kan geven.

Ik heb weer ff tijd gevonden om verder te werken aan het project.

De regensensor heeft gelukkig toch niet het loodje gelegd. Na een dag werkte hij plots weer (wat een beetje eigenaardig is).
Ondertussen heb ik nog een meting kunnen uitvoeren op die sensor: er komt 4mA uit als het niet regent en 21mA als het wel regent. Dus nu weet ik hoe die werkt :)

Ik heb ook nog de stralingsensor opengemaakt. De schakeling ziet er als volgt uit:
http://i1091.photobucket.com/albums/i388/Bridelance/th_img003.jpg

Het geheel wordt dus gevoed door een +15Vdc spanning. Een output keert terug naar de computer, maar daar heb ik dus geen info over. Het eigenaardige is dat er geen massa op het printplaatje aankomt. Als massa gebruikt men gewoon het ijzeren frame waarop het printplaatje wordt gemonteerd. (En dat frame wordt dus op geen enkele manier geaard).

Op de tekening is verder een opamp te zien: de LM10 (datasheet hierzo). De uitgangen van deze opamp staan reeds op de figuur bij de juiste klem.
Ook een BC557C-transitor is aanwezig.
Het nummertje 1 duidt een thermistor aan (althans daar lijkt het toch op), nummer 2 is een zonnecel.

Ik ben 99% zeker dat de schakeling correct is overgetekend.
Is hier iemand die hieruit kan afleiden of dit werkt met een stroomuitgang of een spanningsuitgang?

Verder heb ik nog een probleempje met het opmeten van de temperatuur van de verwarmingsketel (die dus dient voor het verwarmen van de kas in de winter). Daarvoor zijn NTC-thermistoren voorzien. Ik heb reeds één getest en die had een weerstand van ongeveer 3,3kΩ bij 25°C.
Weet iemand hoe ik via deze NTC-thermistoren gemakkelijk een temperatuur kan binnenlezen in een Beckhoff-plc? Of vervang is ze beter door enkele pt-1000 sensoren.

Vergeet mijn vorige vragen, die zijn ondertussen al opgelost :)

Momenteel ben ik bezig aan het ontwerp van een sensor om de vochtigheid op te meten. Ik dacht om dit zeer eenvoudig te houden.

Als sensor dacht ik aan de HIH-4010-002 van Honeywell. (Datasheet)

Deze sensor moet dus gevoed worden met een spanning tussen 4 en 5.8Vdc. Daar ik enkel een spanning heb van 24Vdc, dacht ik aan een eenvoudige spanningregelaar (bijvoorbeeld een 7805) om die spanning te creëren.

De uitgangsspanning meet ik dan op (via een meetsnoer tot 60m) met een 0-10V analoge I/O Klem: de EL3602. Deze heeft een ingangsimpedantie groter dan 130kΩ en een fout kleiner dan 0.3% tov de volledige schaal.

Dit zal wel werken zeker? Of ben ik verkeerd? :p