Несколько датчиков сопротивления и один вход

[BIV_NSK]

Здравствуйте!
История такая. Есть система автоматики, в которой используются датчики температуры и влажности. Производителем заложен один датчик влажности, но как оказалось, влажность в разных зонах может существенно отличаться и нам нужно повесить несколько датчиков и работать либо по среднему значению, либо по самому "проблемному" (максимально отклонившемуся от уставки).
Система автоматики построена на оборудовании B&R, соответственно, ПО в нее залито в скомпилированном виде и выгрузить, доработать и снова загрузить никакой возможности нет. ПО разработано в одной из недружественных стран и изготовитель отказывается сотрудничать в плане доработки под наши требования или выдачи исходников для самостоятельной доработки.
В связи с этим изначально предполагалось установить некий "контроллер" с несколькими аналоговыми входами и одним аналоговым выходом, подключить его выходом на вход существующей системы, в нем производить необходимые измерения и вычисления и отдавать в существующую систему уже обработанный аналоговый сигнал. Но эта идея рухнула в тот момент, когда выяснилось, что в существующей системе влажность передается с датчика на вход контроллера не унифицированным сигналом 0-10V или 4-20mA, а сигналом сопротивления - таким же, как датчик температуры Pt100, только вместо градусов там влажность.
Собственно, вопрос в следующем:
1. Существуют ли в природе аналоговые выходы с сигналом сопротивления? В этом случае была бы возможность двигаться поо изначальному пути.
2. Возможно ли коммутировать датчики сопротивления на каких-то реле, подавая на вход существующей системы сигнал с нужного нам датчика? Да, я понимаю, что с точки зрения электротехники проблем нет, но как это повлияет на точность - ведь в цепи появится некоторое количество контактов реле, которые будут вносить свои погрешности в измеряемый сигнал.

Есть у кого-то подобный опыт?

[Looker]

в существующей системе влажность передается с датчика на вход контроллера не унифицированным сигналом 0-10V или 4-20mA, а сигналом сопротивления - таким же, как датчик температуры Pt100, только вместо градусов там влажность.

Скорее всего не влажность, а температура точки росы. Ищи документацию на этот датчик.

[Valerich]

температура точки росы

Может быть температура влажного термометра?

[Универсал]

коммутировать датчики сопротивления на каких-то реле

Надо исследовать даташиты на герконовые реле.

Существуют ли в природе аналоговые выходы с сигналом сопротивления?

Существуют микросхемы "цифровой потенциометр", с интерфейсом I²C. Вроде есть в виде поделок для ардуины.

[rwg]

сигналом сопротивления - таким же, как датчик температуры Pt100, только вместо градусов там влажность.
1. Существуют ли в природе аналоговые выходы с сигналом сопротивления? В этом случае была бы возможность двигаться по изначальному пути.

Задача решается в 4 действия -
1. Определяете нужную зависимость влажность - температура.
2. Берёте термометр с двумя Pt100.
3. Собираете систему из этого термометра, нагревательного элемента, подходящего ПЛК или ПР и нужного количества датчиков влажности.
4. Пишете программу для этого ПЛК, которая по замерам влажности рассчитывает нужную температуру термометра и нагревательным элементом греет ваш термометр до этой величины. Сопротивление второго Pt100 - ваш выходной сигнал.

На мой взгляд это проще и надёжнее, чем собирать релейную схему и ставить в каждую точку два датчика влажности - один для контроля, второй для передачи. А без двух датчиковв вы не узнаете, какое реле включить.

Отправлено спустя 19 минут 21 секунду:

Существуют микросхемы "цифровой потенциометр", с интерфейсом I²C.

Тут нужен не цифровой потенциометр, а цифровой реостат с сопротивлением 150 Ом и шагом 0.1-0.5 Ом. Насколько я знаю, в цифровых потенциометрах сопротивление коммутирующих ключей - Омы и десятки Ом.

[Valerich]

Производителем заложен один датчик влажности, но как оказалось, влажность в разных зонах может существенно отличаться

В порядке мозгового штурма: может быть датчик механически перемещать по зонам?
А может быть воздух перемешивать?

[BIV_NSK]

температура точки росы

Может быть температура влажного термометра?

Именно влажность. Не два термометра - сухой и влажный, а влажность отдельным сигналом.
Я тоже сначала думал, что выход по сопротивлению используется только в датчиках температуры, а влажность передается унифицированным сигналом. Но фиг-то там.
Датчик TFG80H.

[rwg]

TFG80H

Выход 0-100 Ом имитировать сложнее, это не Pt100. Или у вас всё таки Pt100, 100...138,5 Ом?

[BIV_NSK]

TFG80H

Выход 0-100 Ом имитировать сложнее, это не Pt100. Или у вас всё таки Pt100, 100...138,5 Ом?

Судя по документации, 0 - 100 Ом

[Jackson]

1. Существуют ли в природе аналоговые выходы с сигналом сопротивления?

Да. Не могу на память назвать преобразователи чего-то аналогового в аналоговое сопротивление, но они есть, видел. Но точно знаю про банально моторизованные потенциометры - потенциометр с мотором и редуктором, Вы ему на вход "больше" или "меньше" - он вращает потенциометр. Есть такие электронные аналоги, вход тот же.

2. Возможно ли коммутировать датчики сопротивления на каких-то реле, подавая на вход существующей системы сигнал с нужного нам датчика?

Конечно возможно. Только реле Вам нужны с контактами с пониженным сопротивлением, золочёные. Музыкальный усилитель знаете? Там также и происходит, сигналы внутри слабенькие совсем. Но сигналы не сопротивления конечно, а напряжения.

но как это повлияет на точность - ведь в цепи появится некоторое количество контактов реле, которые будут вносить свои погрешности в измеряемый сигнал.

Да, будут конечно, и заметно. Поэтому этот путь лучше оставить на случай, когда никаких других решений не получится. Можно использовать плату коммутации как раз из мед.техники или от того же Hi-Fi, но придется заняться рукоделием и серьезно, с паяльником надо дружить.

Тут нужен не цифровой потенциометр, а цифровой реостат с сопротивлением 150 Ом и шагом 0.1-0.5 Ом. Насколько я знаю, в цифровых потенциометрах сопротивление коммутирующих ключей - Омы и десятки Ом.

Нужен моторизованный потенциометр. Величина сопротивления будет такая, какое сопротивление и поставите. А разрешение определяется скоростью вращения редуктора и количеством оборотов в этом потенциометре.
Пример - Selco E7800, может быть 1-оборотным, может 10-оборотным, скорость вращения двигателя регулируется. Мотору всё равно сколько оборотов в потенциометре - он просто крутит от упора до упора. Потенциометр там ставится обычный Bourns со стандартным штоком - всегда можно его заменить на нужный. Долговечность? Эти штуки ставились на суда в ГРЩ для регулировки оборотов ГД и ДГ, лет за 15-20 с ним ничего не происходило , не стирался, не изнашивался, хотя ездит там движок по потенциометру не на всю ширину, а в очень узком диапазоне.
Аналогичные вещи есть в Hi-Fi-технике (вращают рукоятки прямо на лицевой панели усилителя) и в медицинской.

Да, не будет мгновенного выхода на нужное значение - нужно время чтобы ему повернуться. Но и температура и влажность тоже не меняется скачком от 0 до 100%

По-моему, это решение. В конце концов, потенциометр можно применить и сдвоенный (такие применялись в Hi-Fi для регуляторов громкости стереосигнала), один - на выход, а второй - обратно на вход Вашему ПЛК для обратной связи, вот и обычный П-регулятор с обратной связью.

А если его ещё и лимбом снабдить, то можно и вручную выставлять заданное значение. Только предусмотреть отключение электропривода на этот случай, чтобы человеку не мешал мотор, а то что-то точно сломается (ручка, мотор, редуктор или человек - была такая забавная история про это).

Отправлено спустя 6 минут 34 секунды:
Новый E7800 сейчас купить - сложно. Это Шведы, санкционники, компания два раза чуть было не обанкротилась и я даже не знаю в каком виде она сейчас живёт. Хотя год назад я запрашивал какого-то местного дилера и он мне предложил. Их можно найти на Ebay. снятые с пароходов. Если крутится и не гремит - смело можно брать, а потенциометр поменять на нужный, потенциометры доступны.

Ну и вообще погуглить в это направление, я уверен что найдётся что-то ещё. Питерская "Нева-электрик" одно время поставляла электронные аналоги (без механических частей) - они работали, но им питание нужно (без питания минут 20 держит последнее заданное сопротивление, потом рвёт цепь). А Selco тем был и ценен, что даже при полном блэкауте им можно пользоваться - руками крутить.

Отправлено спустя 3 минуты 18 секунд:
Хотя и преобразователи в сигнал сопротивления существуют. Поищите.

[Jackson]

А у меня фундаментальный вопрос.

Сколько лет отроду Вашей системе на B&R ? Вспомним про срок службы любой электроники, равный лет 10. Сколько Ваша система уже отработала? Как скоро накроется? Производитель-то Вас послал в пешее эротическое, на ремонт можете не рассчитывать. Может пока не заниматься Вашими датчиками, а начать разработку новой системы с чистого листа? Самим или заказать. К тому времени, как закончите - и ресурс работающей к концу может подойти, а у Вас замена уже подготовлена.

[BIV_NSK]

А у меня фундаментальный вопрос.

Хохо.. Это, конечно, было бы здорово, но тут дешевле оборудование выкинуть и купить новое. Ну правда, производители разрабатывали систему десятилетиями, постепенно усложняя, ускоряя и добавляя функционал. И у них эта система эволюционировала и развивалась очень долго. Там куча наработок, алгоритмов и нюансов, которые мы 10 лет отлаживать будем. А единиц оборудования много и все разные.
Проще поддерживать функционирование имеющейся системы автоматики, меняя выходящие из строя запчасти и где-то допиливая под свои нужды. А лет через 10, когда запчасти станут совсем недоступны - там уже и само железо станет изношенным настолько, что ему тоже пора будет в металлолом. Вот тогда все оптом на помойку и переедет.

[leon78]

1. Существуют ли в природе аналоговые выходы с сигналом сопротивления? В этом случае была бы возможность двигаться поо изначальному пути.

Такие модули используются на испытательных стендах для АСУ ТП, но это не стандартное оборудование.
1. "Эзан" делал испытательный стенд с такими модулями на заказ лет 15 назад.
2. Знаю довольно свежую испытательную систему на базе контроллеров "Эмикон" с подобным функционалом. Но точно не знаю, как там это реализовано.

Отправлено спустя 14 минут 30 секунд:
Ещё можно погуглить "Цифровой потенциометр"

[alex45]

тоже сначала думал, что выход по сопротивлению используется только в датчиках температуры, а влажность передается унифицированным сигналом. Но фиг-то там.

Думаю, вот это может помочь:
https://contravt.pro-solution.ru/wp-con ... _tp_ts.pdf

[leon78]

Кстати, такая мысль пришла.
Ставим модуль АО с выходом 0..20 мА по пассивной схеме. И замеряем модулем AI напряжение на его входах. Возможно, понадобится делитель, т.к. скорее всего надо измерить напряжение до 24В, а АО обычно на 10 вольт. Лучше измерить, какое напряжение на выходе вашего модуля AI, к которому подключено термосопротивление.
И по напряжению и желаемому сопротивлению выставляем на АО нужный ток.

Отправлено спустя 2 минуты 12 секунд:

Думаю, вот это может помочь:
https://contravt.pro-solution.ru/wp-con ... _tp_ts.pdf

Это же преобразование термосопротивления в ток, а нужно наоборот, на выходе получить термосопротивление

[alex45]

Это же преобразование термосопротивления в ток, а нужно наоборот, на выходе получить термосопротивление

Да, верно, неправильно прочитал... Беру свои слова обратно.

[Jackson]

Да, верно, неправильно прочитал... Беру свои слова обратно.

И напрасно. Потому что схемотехнически вход сопротивления замеряет ток, прикладывая эталонное напряжение, либо наоборот замеряет напряжения, работая как источник тока. Скорее всего там мостовая схема, в которой одно из плеч - замеряемый Pt100, и в конечном итоге всё сводится как раз к напряжению.

Остаётся это выяснить точно и реализовать. Я так делаю со входами регулирования на регуляторах напряжения генераторов. Производитель пишет "ставьте потенциометр", я подаю на этот вход просто напряжение. Или ставлю потенциометр, и в разрыв цепи добавляю источник напряжения. И всё. Просто в этом случае диапазон другой - у меня это единицы вольт. И нужна калибровка по месту.

Если исследовать на этот счёт вход Pt100 то, думаю, аналогичное решение можно придумать. Я бы подумал в эту сторону, если не найдётся ничего более-менее стандартного.

[Sergy6661]

Производитель пишет "ставьте потенциометр", я подаю на этот вход просто напряжение

И...что получается? Ваше напряжение встречается с напряжением, подаваемым на датчик и кто кого сборет?

Отправлено спустя 35 минут 38 секунд:
Из прочитанного понял что надо имитировать именно диапазон 0..100Ом, а не Pt100.
Решением будет плод близких отношений привода беллимо для вентиляшки и переменного резистора 100ом класса А.

[rwg]

Решением будет плод близких отношений привода беллимо для вентиляшки и переменного резистора 100ом класса А.

Первая мысль была такой же, но не хватило смелости предложить объединение этих двух устройств. Для многих это слишком революционно.

А подать на вход прибора своё напряжение вместо напряжения с движка потенциометра - это нормально. Если, конечно, у этого потенциометра напряжение питания постоянное стабилизированное. Изредка там бывает переменка или нестабилизированное напряжение. Только сигнал 0-100 Ом по двухпроводной схеме - это не потенциометр, а реостат. Он должен быть запитан стабилизированным током, тогда можно подавать напряжение.

[Jackson]

И...что получается? Ваше напряжение встречается с напряжением, подаваемым на датчик и кто кого сборет?

Нет. Зачем бороться, когда можно объединить усилия? :)

В приборе генерируется опорное напряжение например 5 вольт, которое должно быть приложено к потенциометру, в итоге на входе прибора при вращении потенциометра будет сигнал 0...5 вольт. Я отбрасываю это опорное напряжение и пихаю вместо него своё. Вот и всё.
А если выводов в устройстве всего два (нет отдельно вывода опорного напряжения) то ставлю резистор и с ним последовательно - мой выход напряжения. Выходное сопротивление моего выхода напряжения несоизмеримо больше чем требуемое прибору сопротивление потенциометра, это значит тока практически не будет и на резисторе мало что упадёт. Получается что я подаю прибору его же опорное напряжение плюс своё, а моё может быть и отрицательным (выход биполярный). Остаётся только свой диапазон подобрать чтобы в прибор нужное подать.

Работает много лет много где.

Отправлено спустя 4 минуты 39 секунд:

Если, конечно, у этого потенциометра напряжение питания постоянное стабилизированное.

Как правило так и есть.

Другое в своей епархии встретил всего один раз - корректор напряжения на генераторе моём ровеснике, старинная схема на переменном токе. Вот туда подключиться не смог, но решил общую задачу другим способом. Можно было тот же мотор-потенциометр поставить, но его под заказ было ждать 3 недели, так что решил в тот же день и без него.

Отправлено спустя 3 минуты 4 секунды:

А подать на вход прибора своё напряжение вместо напряжения с движка потенциометра - это нормально.

Ненормально только становится наличие потенциометра - обязательно кто-нибудь покрутит и вся калибровка разъедется.
Поэтому по возможности меняю на постоянный резистор или вовсе удаляю. Незачем регулировать из двух мест.

[Looker]

Измерение влажности в определенной точке - изредка бывает полезно. Лучше иметь температуру точки росы и от нее высчитывать влажность в нужной точке (знание температуры в этой точке обязательно.)

[Sergy6661]

Измерение влажности в определенной точке - изредка бывает полезно. Лучше иметь температуру точки росы и от нее высчитывать влажность в нужной точке (знание температуры в этой точке обязательно.)

А с чего вы взяли это? "Точка росы" это влажность газовых сред под избыточным давлением..., может у ТС просто большой "чистый" ангар, где надо температуру и влажность поддерживать, может он грибы выращивает, где там пресловутая "точка росы"?

[petr2off]

"Точка росы" это влажность газовых сред под избыточным давлением...,

Это слишком категоричное утверждение. Точку росы например в строительстве считают, что бы она не оказалась на поверхности утеплителя. Что бы не гнил. Это скорей геометрическое понятие. В молодости курсовой по котлам делал, там требовалось подобрать температуру уходящих газов, что бы точка росы была над трубой, что бы труба не ржавела.
В обоих случаях нет избыточного давления.

[Sergy6661]

Это слишком категоричное утверждение.

Согласен...частично. Точка росы в строительстве и влажность газа это, таки, немного разные вещи.Датчики влажности воздуха в помещениях дают показания в процентах, датчики влажости в сосудах под давлением дают показания в "градусах точки росы, или др., но это и не важно, т.к мы не знаем что именно надо ТС.