Mission 34 · PRO

Übung zu Einen 4–20-mA-Messumformer auslesen: analoge SPS-Programmierung

Mach aus rohen Eingangswerten einen Füllstand, dem der Bediener trauen kann.

LT-101 ist ein Füllstandsmessumformer. Sein 4–20-mA-Signal kommt in der SPS als LevelRaw an: 0 bei leerem Tank (4 mA) und 27648 bei vollem (20 mA). Skaliere LevelRaw in LevelPV, von 0 bis 100 %, mit Nachkommastellen. Wenn der Messwert etwas aus diesem Bereich herausgeht, zeig 0 % oder 100 %.

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Jede Lektion, ab null
Jede Mission und Lektion, mit jedem Level
Ein praktischer Test für jeden Titel, mit Zertifikat
Jeden Test zurückspulen, Zyklus für Zyklus
Musterlösungen, wenn du feststeckst
Der Code-Konverter, so oft du willst

Die 3D-Prozesstank, auf der diese Mission läuft

Level: Angewendet
Zeit: Über uns 15 Min.
Belohnung: +200 XP
Anlage: 3D-Prozesstank
Editoren: Siemens: Kontaktplan (KOP), SCL, FBD
Editoren: Rockwell: Kontaktplan, Strukturierter Text, FBD
Editoren: Beckhoff: Strukturierter Text
Stufe: 21. Einen echten Messumformer lesen

Gefordertes Verhalten

Einen 4–20-mA-Messumformer auslesen: was dein Code tun muss

Das ist die alltägliche Arbeit hinter jedem Füllstand, Druck und jeder Temperatur auf einem Bildschirm. Die Betriebsregeln liefern die Zahlen.

Rohwerte: LT-101 ist ein 4–20-mA-Füllstandsmessumformer. Die Eingangskarte macht aus dem Strom LevelRaw: 0 bei 4 mA (leer) und 27648 bei 20 mA (voll).
In % skalieren: LevelPV = LevelRaw × 100 ÷ 27648. Behalte die Nachkommastellen: 1000 Rohwerte sind 3,617 %. Rechne mit REAL, nicht mit ganzen Zahlen.
Innerhalb von 0–100 % bleiben: Ein echter Eingang kann etwas unter 4 mA oder über 20 mA liegen. Dann zeigt LevelPV 0 % oder 100 %, nie –2 % oder 103 %.

Variablentabelle

Einen 4–20-mA-Messumformer auslesen: Eingänge und Ausgänge

Dein Programm liest 1 Eingang und setzt 1 Ausgang. Ein weiterer Eingang steuert die Simulation oder zeigt einen Messwert, damit du testen kannst. Die Namen sind im Editor jedes Herstellers gleich.

Variable	Datentyp	Dein Code	Was es an der Maschine bedeutet
`LevelRaw`	`INT`	LiestEin Eingang, den dein Code braucht	LT-101 Rohwert Eingang: 0 = 4 mA (leer), 27648 = 20 mA (voll)
`Level`	`REAL`	Nicht nötigZum Testen oder Beobachten; dein Code kann es weglassen	Tatsächlicher Tankfüllstand aus dem Modell, %
`LevelPV`	`REAL`	SchreibtEin Ausgang, den dein Code setzt	Tankfüllstand für den Bediener, %

In Siemens SCL schreibst du die eigenen Variablen eines Bausteins mit # davor, wie TIA Portal es tut: #LevelRaw. Rockwell und TwinCAT verwende einfach den Namen: LevelRaw.

Automatische Tests

Einen 4–20-mA-Messumformer auslesen: was die Tests prüfen

0, 13824 und 27648 Rohwerte zeigen 0 %, 50 % und 100 %. Werte dazwischen behalten ihre Nachkommastellen.
Rohwerte knapp unter 0 zeigen 0 %. Rohwerte knapp über 27648 zeigen 100 %.
LevelPV kommt aus LevelRaw, also folgt es dem echten Tank.

Ausprobieren Nutze die Tasten unter dem Modell und sieh, wie die Anlage reagiert.
Lösung testen Jede Prüfung läuft mit einem Druck auf deinem Code.
Zurückspulen PRO (braucht Pro) Wenn eine fehlschlägt, geh sie Zyklus für Zyklus zurück, um zu sehen, warum.

Hängst du bei dieser Mission fest? Frag die Mitglieder in der Umkleide.

Warum es wichtig ist

Wo du das im Betrieb sehen würdest

Der Füllstandsmessumformer eines Tanks sendet 4–20 mA an die SPS. Der Bildschirm der Bedienperson muss zeigen, wie voll der Tank wirklich ist.

Eine falsche Skalierung kann halb voll anzeigen, wenn der Tank fast voll ist. Bedienpersonen füllen, leeren und dosieren nach dieser Zahl.

Wo du das findestEine Charge Getränk herstellen

In einer Getränkefabrik lassen Ventile abgemessene Mengen Wasser und Sirup in einen Mischbehälter. Ein elektrischer Mischer verrührt sie zu einer Charge. Ein Auslassventil schickt das Getränk dann in einen Lagertank. Von dort füllen Abfüllmaschinen es in Flaschen.

ZutatentanksEnthalten Wasser und Sirup
MischbehälterEine Charge füllen, mischen und abmessenDu bist hier
LagertankHält das fertige Getränk bereit
FlaschenabfüllerFüllt das Getränk in Flaschen

In einer echten Anlage: Orte, Teile und Sicherheit

Getränkefabrik — Wasser und Sirup mischen
Farbenfabrik — Zutaten zu einem gleichmäßigen Farbton mischen
Wasserwerk — eine abgemessene chemische Mischung ansetzen
Brauerei — Wasser zum Reinigen der Anlagen erhitzen

Ein voller Tank schließt seinen Zulauf nicht selbst. Wasser kommt weiter, bis das Ventil schließt, also kann ein offener Zulauf den Raum überfluten.

Eine Heizung, die nicht von Flüssigkeit bedeckt ist, kann überhitzen. Echte Tanks haben zusätzlich zum SPS-Programm eigene Sicherheitseinrichtungen.

Die Größen, Zeiten und Schnittansichten sind didaktische Entscheidungen, keine Zeichnung einer bestimmten echten Anlage.

Mach weiter