Analoog sturen met PLC

[MisterP]

Hoi

Ik ben net aan het starten met de bouw van een PLC gestuurde modelspoorbaan.
Ik beschik over een S7-300 PLC met de nodige DI's en DO's en heb ook 12x 0-10V Analoge uitgangen.
Deze zou ik willen gebruiken om de snelheden op verschillende spoorsegmenten te regelen.

Is er iemand die hiermee ervaring heeft en weet hoe ik het best de link kan leggen tussen het 0-10V DC stuursignaal en het nodige 0-20V AC vermogendeel op de sporen?

Mijn eerste reflex was een dimmerpack te sturen met daarachter een transfo...

Alvast bedankt voor de hulp!

Hans

[Klaas Zondervan]

....hoe ik het best de link kan leggen tussen het 0-10V DC stuursignaal en het nodige 0-20V AC vermogendeel op de sporen?

Je hebt het over 20VAC op het spoor. Dat doet vermoeden dat je met analoog Märklin werkt. Maar dat hoef je niet perse met AC te doen. Die motoren werken ook op DC. En het meest voor de hand liggende is om dan met PWM (pulsbreedtemodulatie) te gaan werken.

[HansQ]

De N-baan van RailClub Utrecht werkt op basis van een PLC gecontroleerde blok besturing We rijden analoog, met een door de PLCs bepaalde snelheid door middel van blokversterkers. Als je meer wilt weten kan ik je eventueel in contact brengen met de geestelijke vaders van ons systeem. Waar je ook es naar zou kunnen kijken is Dinamo en het HCC systeem, dat zijn in oorsprong ook analoge blokgebaseerde systemen.

[MisterP]

Je hebt het over 20VAC op het spoor. Dat doet vermoeden dat je met analoog Märklin werkt. Maar dat hoef je niet perse met AC te doen. Die motoren werken ook op DC. En het meest voor de hand liggende is om dan met PWM (pulsbreedtemodulatie) te gaan werken.

Bedankt voor de reactie

Ik werk inderdaad met Märklin Analoog H0, de bedoeling is dat ik later ook een Fleishman/Roco DC-stuk bijplaats maar die locs blijven nog eventjes in de vitrine...

Nu was ik niet op de hoogte van het feit dat de AC-locs van Märklin ook op DC konden rijden, het betreft hier modellen van '60 tot heden... Ik ben eerlijk gezegd vrij nieuw in de modelbaanbouw en had tot nu toe enkel met kleinere banen en de klassieke regelbare transfo's gewerkt...

Als ik het goed begrijp zou ik dus een baan kunnen bouwen waar al mijn locs op kunnen rijden en waarbij de snelheid op de verschillende blokken te regelen is via PWM... Waar kan ik hierover info vinden?

Nogmaals dank voor de reacties!

Hans

[DE2225]

De N-baan van RailClub Utrecht werkt op basis van een PLC gecontroleerde blok besturing We rijden analoog, met een door de PLCs bepaalde snelheid door middel van blokversterkers. Als je meer wilt weten kan ik je eventueel in contact brengen met de geestelijke vaders van ons systeem.

Daar ben ik er dus 1 van 
Als je een analoge uitgang hebt kun je eenvoudig een transistor aansturen met je analoge uitgangen.

Een andere mogelijkheid is om een digitale uitgang (geen relaiscontact!) een frequentie uit te laten sturen. Ik ben op dit moment bezig met een project waar we een Siemens LOGO! gaan gebruiken. Die heeft een "Asynchronous Pulse Generator" (lees pulsbreedte sturing) die een solid state relais aanstuurt. In dit geval wordt gewerkt met 48V 40A tot 60A gelijkstroom.   (Meer kan ik op dit moment nog niet vertellen, het project staat nog in de kinderschoenen)

Bij de Railclub Utrecht N-baan gebruiken we een principe waar een condensator geladen en ontladen wordt waardoor de lok/trein optrekt en afremt. In dit geval een Melsec A series PLC. Dat systeem is ook bij een van de clubleden in gebruik voor zijn eigen baan. Een schaduwstation van 52 sporen, vrije baan van 26 4meter lange blokken, vol automatisch bedrijf waarbij je met een handregelaar door het automatisch treinbedrijf kan rijden. Waar je wil de trein automatisch verder laten rijden of juist een automatisch rijdende trein verder handmatig regelen. Aantal treinen op de baan instelbaar etc etc 

Al het bovenstaande alleen maar even om aan te geven dat je heel flexibel kan werken. Wat voor jou de beste oplossing is hangt ook af van je eigen creativiteit.

Groetjes,
Rik

[MisterP]

Beste Rik

Bedankt voor je reactie! Mijn PLC beschikt niet over snelle digitale uitgangen (max freq is 10Hz bij inductieve en 100Hz bij resistieve belasting), dus ik vrees dat PWM'en moeilijker wordt. (of ben ik fout?)
Wel kan ik extra snellere kaarten zoeken om dit te realiseren. De andere optie, met de transistor heb ik al eens gebruikt voor het regelen van LEDs met transistor als versterker.

Probleem is dat je deze methoden wel perfect kan gebruiken voor DC maar ik zou de AC treintjes ook via de PLC willen regelen in snelheid. En dit zonder aan de treintjes zelf te komen (ombouw).

Ik heb al eens een test gedaan met een 0-10V stuurbaar dimmerpack van een domoticasysteem. Deze stuurt vervolgens Halogeentransfo's en spotjes, dit werkt zeer goed eigenlijk, vandaar dat ik verder had gedacht om ipv deze Halogeentransfo met spotje zo'n 60VA transfo van Märklin te hangen achter het dimmerpack en aldus een 0-16V AC regelbaar signaal te bekomen.

Het plan was dan om dit 8x te doen en deze in een soort van matrix te plaatsen, zodat ik via de PLC 8 treinen onafhankelijk van elkaar kan sturen met elke hun snelheid, optrektijd, etc... . Voor het omschakelen zou ik een aparte 24VAC(sec) transfo gebruiken.

Ik ben echter bang dat de transfo's van Märklin niet echt goed gaan reageren op het dimmersignaal... ik gebruik nu wel halogeendimmers maar had toch graag een 2e mening gehad of ervaringen van mensen gehoord...

Staan jullie met jullie sturing op Eurospoor?

Alvast bedankt!
Hans

[henk]

Oudere Märklin modellen met veldspoelmotor en omschakelrelais werken zonder meer op gelijkstroom Hans. Als je ze helemaal niet wil ombouwen dan hebben ze nog wel een 24 volt omschakelpuls nodig, maar dat mag ook gelijkstroom zijn.
Bij nieuwe Märklin modellen met ingebouwde decoder wordt het lastiger. Die werken niet alleen digitaal, maar ze zijn ook in staat wisselstroom op de rails om te zetten in de juiste motorregeling. De door Märklin gebruikte decoders zijn meestal niet in staat gelijkstroom op de rails juist te intepreteren.

[ruudns]

Pulsomschakelrelais er uit en 2 diodes werkt nog beter.
Zo liep vroeger een V200 met geisoleerde assen op mijn analogebaan

[henk]

Jawel Ruud, maar Hans wil bij voorkeur helemaal niets aan de locs ombouwen. Anders was het inderdaad een stuk gemakkelijker. Omschakelrelais eruit, decoders eruit bij de modernere locs en klaar.

[DE2225]

Hoi Hans,

Het is in ieder geval wel de bedoeling om op Eurospoor te staan. Als dat door gaat kom dan maar naar de modules met Bos, houtzagerij en camping. Meestal ben ik daar ook wel in de buurt.

Wat houd je tegen om een proef te doen met de gewone halogeen trafo's. Die geven ook een wisselspanning af.
Als je geen trafo hebt die 24V wisselspanning geeft voor de omschakelpuls kun je daar een Marklin trafo voor gebruiken. De beveiliging dat bij omschakelen alleen de 24V voeding aangeschakeld wordt is eenvoudig te realiseren met de PLC en een hulprelais.
Ik verwacht dat je voldoende spanning kan regelen met die domotica unit om wat te testen.

Cheers,
Rik

[MisterP]

Hoi

Dat is misschien nog niet zo'n slecht plan... Ik was een beetje bang dat het uitgangssignaal, vermits dit door
de dimmer een beetje vervormd is, misschien schade zou kunnen toebrengen aan het motortje... anderzijds lijken
me die motortjes nu niet zoo kritisch. Ik ga deze test alvast proberen te doen dit weekend. Als dit werkt ben ik al een heel eind verder!

Nogmaals dank voor de hulp tot dusver!

Groetjes
Hans

[MisterP]

Hoi,

Ik heb net de eerste tests gedaan met de halogeentransfo, deze zijn slechts deels goed verlopen.
Afhankelijk van het type transfo lijkt er vrij veel verlies op te zitten... en ik dacht toch niet dat 1 loc meer dan 4A trekt???

Onbelast stuurt het dimmerpack bij 10V stuursignaal 230V AC, wanneer ik de transfo er aan hang, zonder de secundaire
te belasten valt de spanning naar 195V AC (bij de beste transfo, de andere kreeg slechts 154V???), hetgeen de transfo dan naar 10V brengt, met 1 loc op een klein testcircuit geeft dit nog 9V AC (bij de andere transfo slechts 7VAC -- na 2 rondjes valt de trein stil en wil hij niet meer vertrekken??? - bij de betere transfo blijft hij rijden)

De test met de betere transfo (11,5V Niko Halogeentransfo) geeft een resultaat dat voldoende is om te rijden maar niet echt geweldig spectaculair naar verlichting en regelopties toe... .

Heeft er iemand een idee waar ik dimbare 16VAC of 18VAC of 24VAC transfo's kan kopen? Of ideën voor verdere tests?


Alvast bedankt!

Groetjes, Hans

[MisterP]

Hoi,

Nog eventjes een update van de situatie...

Het testciruit is momenteel werkende.
Opstelling: PLC S7-315 Siemens - SM332 8*Analoge 0-10V output -
Teletask ECODimmer 4-kanaals universele dimmer stuurbaar met 0-10V -
Erea EDR 24 TS 63 (24V transfo, dimbaar, 63VA) - Sturing via HMI

De 3 testlocs die ik momenteel gebruikte vertonen enorm veel verschil qua rijgedrag, vandaar dus ook dat
de tests met de 12V transfo niet echt meevielen. Met de nieuwe 24V transfo lijken voorlopig alle problemen van de
baan. Alle 3 de locs rijden en zijn regelbaar en zijn omkeerbaar met 24V puls.

De volgende stap is nu een blokkensysteem bouwen (en een groter testcircuit) en de locs onafhankelijk van elkaar gaan regelen en laten stoppen op welbepaalde punten...

Nog een kleine vraag... ik kwam gisteren een 0-10V PWM sturing tegen voor 12VDC/3A is dit geschikt voor bv Fleishmann DC locs te regelen?

Alvast bedankt
Hans

[DE2225]

Uit je experiment blijkt dat je de loks kan sturen. De verliezen die je hebt bij gebruik van een 12V trafo zijn hoger dan ik verwacht had. Ik had extra verliezen verwacht omdat de aangeboden sinus van de 220V aan de trafo verandert, maar ik had een iets betere efficientie verwacht. Ik heb heel even gezocht naar specificaties van de gebruikte onderdelen, maar ik heb die zo snel niet gevonden. De te verwachten verliezen zijn afhankelijk van het uitgangs signaal van de sturing en het gedrag van de gebruikte trafo.

De 0-10V PWM sturing kun je inderdaad voor DC loks gebruiken. Dat moet in principe werken.
Ik moet wel eerlijk zeggen dat succes een beetje afhangt van de gebruikte motoren. Daarbij zijn er motoren die minder geschikt zijn voor PWM.

Groetjes,
Rik

[MisterP]

Hoi,

Ik heb nog enkele tests gedaan en de specs nog eens doorlopen.
De minder goede werking met de halogeentransfo's had te maken met het feit
dat de dimmermodule een minimum belasting van ongeveer 15W vraagt.

De locs haalden dit blijkbaar niet en na een paar rondjes viel de dimmer uit.
Toen ik er een lamp van 50W/12V parallel overplaatste bleef de dimmer werken maar
vielen de treinen amper te regelen (50W was ook de max last van de transfo dus er bleef, na de
lamp, volgens mij te weinig 'jus' over voor de loc)

Met de 24V transfo had ik een parallelbelasting van 24V/50W, maar dit keer met een transfor van 63VA, genoeg
overschot dus om de treintjes te sturen, wanneer ik de parallelbelasting wegneem en de treintjes laat rijden op 16V
lijkt de dimmer ook goed te reageren. Zonder parallel-last en op lagere snelheden valt hij echter weer uit.

Ik heb nog eens teruggetest met 20W/12V Halogeenlamp en 12V transfo en ook dit lijkt goed te werken... Er is dan ook nog genoeg over voor de locs.

Nu ga ik experimenteren ik met draadweerstanden van 100 Ohm(tot11W) parallel te hangen om toch iets minder energie zonder reden op te smoren.

Groetjes
Hans