Maschinenüberwachung

  • Hallo zusammen,

    ich wende mich mit folgender Frag an euch, da ich auf dem Gebiet kompletter Neuling bin.

    Ich möchte eine Maschine überwachen und zwar in folgender Form:
    An 4 Punkten soll die Temperatur überwacht werden, hierfür schweben mir PT 100 Sensoren/ Widerstände vor.
    Außerdem möchte ich an 3 weiteren Punkten Schwingungssensoren installieren.
    Das ganze soll möglichst kostengünstig erfolgen.
    Deshalb habe ich überlegt, die Datenerfassung über einen Minicomputer wie den RaspPi laufen zu lassen.
    Mein Problem ist allerdings, dass ich mir nicht im klaren über die neben der Sensorik benötigten Teile bin.
    Die PT 100 liefern ja ein analoges Signal was der Rasp nicht ohne weiteres auslesen kann.

    Könnt ihr mir helfen? Ist vielleicht ein anderer Minicomputer besser geeignet?

    Vielen Dank :danke_ATDE:

    Einmal editiert, zuletzt von Fragensteller (21. Juli 2016 um 13:12)

  • Temperaturen würde ich mit DS18b20 Sensoren machen. Im Adler.web gibt es auch Anleitungen diese in den Volkszähler einzubinden, zwecks graphischer Darstellung.

    Bezüglich der Schwingungssensoren, müsstest Du schreiben, was Du vorhast.

    Geht es darum, um festzustellen ob das Programm noch läuft?


  • Temperaturen würde ich mit DS18b20 Sensoren machen. Im Adler.web gibt es auch Anleitungen diese in den Volkszähler einzubinden, zwecks graphischer Darstellung.

    Bezüglich der Schwingungssensoren, müsstest Du schreiben, was Du vorhast.

    Geht es darum, um festzustellen ob das Programm noch läuft?


    Vielen Dank, dass hört sich für mich nach einer sehr interessanten Variante an.
    Ich hatte mich allerdings etwas vertippt. Ich möchte eine Maschine überwache, deshalb ist so etwas wir der Volkszähler nicht notwendig.
    Falls möglich, würde ich auf Basis meiner rudimentären Kenntnisse eine digitale Variante der von mir ursprünglich präferierten analogen Variante vorziehen.
    Hierbei sind dann ja keine tiefgründigen Programmierkenntnisse von Nöten.
    So wie ich die von mir gerade gelesenen Internetartikel deute, ist es problemlos möglich 4 Temperatursensoren zeitgleich mit dem RaspPi auszulesen und zu visualisieren.
    Allerdings bin ich mir über die Bauform der Sensoren nicht komplett im klaren. Ich möchte gerne auf einer Metallkante die Temperatur an vier Stellen erfassen.Unter diesem Metallstück fließt i.d.R Flüssigkeit lang, es ist aber kein Kontakt zu der Flüssigkeit gegeben. Sprich der Sensor muss nicht Wasserfest sein. Genauigkeit sollte so im Bereich +- 0,25°C liegen bei ausgelesenen Daten die zwischen 0-100°C liegen.
    Außerdem möchte ich die Werte sekündlich abbilden, dass müsste doch aber bei einem 9bit Anschluss und der Leistung des RaspPi Problemlos möglich sein, oder?

    Der Schwingungssensoren soll genau Daten über die Frequenzen des Gehäuses liefern. Ich habe ursprünglich an einen Piezoelektrischen Beschleunigungssensor gedacht, der aber oftmals noch zusätzliche Geräte benötigt. Gibt es da Alternativen?


    Mit Hilfe eines MCP3008 kannst du dem Pi 8 Analoge Eingänge (10-bit) über SPI spendieren. Tutorials zum MCP3008 A/D Wandler findest du leicht im Netz...

    Auch dir danke ich vielmals. Hat deines Erachtens die analoge Variante irgendwelche Vorteile?


    Vielen Dank euch Beiden!

    Einmal editiert, zuletzt von Fragensteller (21. Juli 2016 um 13:13)


  • Die Genauigkeit des DS liegt bei +- 0,5 C

    Mit einem Update von 1 sek. könnte es Schwierigkeiten mit dem 1 wire Bus geben.

    Hier ist das Datenblatt:

    https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/DS18B20.pdf

    Mit den digitalen Sensoren ist das schneller, einfacher und preiswerter aufgebaut.


    Vielen Dank, dass Datenblatt habe ich eben auch gefunden. Die 0,5°C sollten keine größeren Probleme darstellen.
    Leider kenne ich mich mit dem 1wire Bus nicht aus, wird die Bandbreite entsprechen der angeschlossenen Geräte aufgeteilt?
    Falls ja, was für eine Aktualisierungszahl hältst du für realistisch? Wenn ich mir den Aufbau der Sensoren angucke sehen die für mich sehr nach freihängendem Thermostat aus, kann man die auch an ein Metallteil verlöten, so dass eben nur eine Seite Kontakt zu der messenden Stelle aufweist?


  • Die Genauigkeit des DS liegt bei +- 0,5 C
    Mit den digitalen Sensoren ist das schneller, einfacher und preiswerter aufgebaut.

    aber nicht bei 100°C das doch mal bitte nicht aus den Augen verlieren!
    https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/DS18B20.pdf

    Zitat


    ±0.5°C Accuracy from -10°C to +85°C

    sonst OK

    Zitat


    Measures Temperatures from -55°C to +125°C

    aber nicht jede Sekunde oder gerade mal so eben!
    schneller geht es mit PT100 aber ist logisch auch komplizierter, es muss der ADC sauber erfasst werden, die AREF muss eh sauber und genau sein, da bieten sich eher als interne Refs externe Temperaturkompensierte REF Lieferanten an!
    Das muss auch eingemessen werden wer Genauigkeit erwartet.
    Gutes kalibriertes DMM ab 5 1/2 Stellen!
    Gutes kalibriertes Thermometer! usw.


    Leider kenne ich mich mit dem 1wire Bus nicht aus, wird die Bandbreite entsprechen der angeschlossenen Geräte aufgeteilt?

    nun ja jeder Sensor braucht seine Wandlungszeit die länger ist als beim ADC, aber auch ADC haben i.d.R nur einen Wandler, mehr Eingänge gehen meist auf S&H Stufen, also ist alle parallel wandeln auch nicht möglich, ist aber oft schneller auch nacheinander.

    lasst die PIs & ESPs am Leben !
    Energiesparen:
    Das Gehirn kann in Standby gehen. Abschalten spart aber noch mehr Energie, was immer mehr nutzen. Dieter Nuhr
    (ich kann leider nicht schneller fahren, vor mir fährt ein GTi)

  • Hi, auch dir vielen Dank für deine Antwort.
    Da sich die Temperaturen voraussichtlich zwischen 30-80°C aufhalten, sollte das keine Probleme geben.
    Leider habe ich deine Antwort sonst nicht komplett verstanden, ich fasse sie mal meines Erachtens zusammen:
    - Analog mit PT 100 etwas genauer, dafür komplizierter und teuerer?
    - Digital mit den oben genannten Sensoren höhere Abtastete möglich, wenn auch nicht jedes Sekunde.

    Bleiben für mich folgende Fragen:
    - Ist die Montage, gemäß der von mir genannten Aspekte möglich? Lassen sich die Sensoren beispielsweise direkt an eine Platte schweißen, kleben etc. so das nur eine Seite Kontakt hat?
    - Wie schnell kann man mit dem RasPi und den 4 Sensoren ungefähr die Temperaturdaten loggen über 1Wire in parallel Schaltung loggen?
    - Und ich suche noch einen Piezoelektrischen Beschleunigungssensor. Gibt es sowas auch für den RapsPi und kann ich 3 davon simultan zu den 4 Temperatursensoren nutzen?

    Einmal editiert, zuletzt von Fragensteller (21. Juli 2016 um 18:07)

  • fullquote ist ungern gesehen wenn 2 Beiträge direkt untereinander stehen auch unnötig

    man kann aber nur den Teil quoten auf den man explizit antworten will oder Ergänzungsfragen stellt! (du darfst deinen Beitrag gerne kürzen und editieren)

    analog mit PT100 ist schneller oder ich kann mehrere Messwerte in der Zeit aufnehmen um sie zu mitteln als mit einem DS18B20
    ob analog genauer ist bezweifel ich, genauere PT100 sind erst mal teurer als ein DS18B20, dazu noch eine genaue Referenz + einrichten, DMM DVM Temperaturmessgerät!

    man kann es mit PT100 genauer bekommen, aber die Preise steigen dann auch in allem!

    Plastik oder Keramik Sensoren schweissen wohl eher nicht, aber es gibt Wärmeleitkleber dann werden die Sensoren halt aufgeklebt!

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    (ich kann leider nicht schneller fahren, vor mir fährt ein GTi)

    Einmal editiert, zuletzt von jar (21. Juli 2016 um 16:22)

  • So wie ich jar verstanden habe, kann die Abtastrate bei den analogen Sensoren schneller erfolgen.

    Die am weitest verbreiteten DS sehen aus wie ein Transistor. Sollten sich aufkleben lassen. Dann gibt es die auch in Metallhülsen. Einfach mal bei Ebay schauen. Ich benutze die in Metallhülsen am meisten. Zum Erfassen von Temperaturen rund um die Heizung und für die Wassertemperatur im Pool.

    Ich meine, Du kannst die DS alle 2 Sekunden abfragen, bin mir aber nicht sicher. Mir langen 30 Sek. Intervalle, deswegen habe ich mir da noch keine Gedanken darüber gemacht.

    Einmal editiert, zuletzt von rmjspa (21. Juli 2016 um 16:31)

  • Hallo Fragensteller,


    Bleiben für mich folgende Fragen:
    - Wie schnell kann man mit dem RasPi und den 4 Sensoren ungefähr die Temperaturdaten loggen über 1Wire in parallel Schaltung loggen?


    Lt. Datenblatt benötigt eine Messung 750 ms. Ich würde mal 1000 ms ansetzen, um je einen Temperatursensor DS 18B20 auszulesen.

    Da es sinnlos ist, ein Programm deratig lange warten zu lassen, mache ich das in der Regel so, dass ein Programm nichts anderes macht, als in Intervallen die Temperatursensoren (die, die gerade ansprechbar sind) auszulesen. Die Messwerte werden in der RAMDisk gespeichert.

    Die eigentliche Anwendung öffnet dann die Messwert-Datei auf der RAMDisk und wertet was auch immer aus.

    Der Vorteil dieser Lösung besteht im Preis und einfachen Montage & Programmierung und darin, dass immer Messwerte anstehen und niemals auf Messwerte gewartet werden muss. Und Du musst im Hinterkopf behalten, dass bei Einsatz von 4 Sensoren ein Messwert immer 3 Sekunden "alt" ist. Reichet Dir dies, dann nimm die DS 18B20 - wenn nicht, dann greife zu analogen Sensoren und einem A/D-Wandler.

    Beste Grüße

    Andreas

    Ich bin wirklich nicht darauf aus, Microsoft zu zerstören. Das wird nur ein völlig unbeabsichtigter Nebeneffekt sein.
    Linus Torvalds - "Vater" von Linux

    Linux is like a wigwam, no windows, no gates, but with an apache inside dancing samba, very hungry eating a yacc, a gnu and a bison.

  • Vielen Dank,
    schnasseldag werde ich mir angucken.

    Ich habe mir gerade noch einmal die genauen Anforderungen überlegt.
    Die Geschwindigkeit der Datenerfassung ist nicht das Problem, aber ich bräuchte eine Genauigkeit von 0,1°C im Bereich von 20-60°.
    Habt ihr hierfür auch eine Idee für mich?

    Vielen Dank ihr seid super!

    Ergänzung:

    Ich habe mir diesen Sensor mal angeguckt.
    Er wird über den I2C Bus angesteuert.
    http://www.amsys.de/products/tsys01.htm
    Im Datenblatt heißt es u.a. "Therefore, two TSYS01 can be interfaced on the same I2C bus."
    Soweit so gut, meines Wissens hat der rasberryPi 2 I2C Ports?
    Sprich ich müsste genau 4 Sensoren ansteuern können, oder?

    Einmal editiert, zuletzt von Fragensteller (22. Juli 2016 um 11:28)

  • Ich bin noch mal in mich gegangen und denke, dass ich auf den Piezo Sensor verzichten kann.
    Allerdings würde ich dann gerne Dehnungsmessstreifen installieren .-
    Gibt es hierfür digitale Varianten, die sich direkt an den Pi anschließen lassen?
    Schönes Wochenende euch und vielen Danke!

  • Lt. Datenblatt benötigt eine Messung 750 ms. Ich würde mal 1000 ms ansetzen, um je einen Temperatursensor DS 18B20 auszulesen.

    Der Vorteil dieser Lösung besteht im Preis und einfachen Montage & Programmierung und darin, dass immer Messwerte anstehen und niemals auf Messwerte gewartet werden muss. Und Du musst im Hinterkopf behalten, dass bei Einsatz von 4 Sensoren ein Messwert immer 3 Sekunden "alt" ist. Reichet Dir dies, dann nimm die DS 18B20 - wenn nicht, dann greife zu analogen Sensoren und einem A/D-Wandler.

    Also es ist so.
    Du kannst alle vier DS18B20 gleichzeitig zur Messung veranlassen.
    Dann 800ms warten
    und schließlich die vier nacheinander auslesen.
    Das dauert dann weniger als 850ms für alle 4 sensoren. ;)

  • Gut, dass hört sich ja noch besser an.
    Habt ihr eine Idee zur Installation von den Dehnungsmessstreifen bzw. der Auswertung von diesen am Raspberry pi?
    Gerne auch mit einer vorgefertigten Lösung, die dan an den I2C Bus o.ä. angeschlossen werden kann.

    Einmal editiert, zuletzt von Fragensteller (26. Juli 2016 um 11:21)


  • Also es ist so.
    Du kannst alle vier DS18B20 gleichzeitig zur Messung veranlassen.
    Dann 800ms warten
    und schließlich die vier nacheinander auslesen.
    Das dauert dann weniger als 850ms für alle 4 sensoren. ;)

    Hierzu muss ich leider nochmal etwas nachfragen.
    Ich bin auf folgendes Zitat zu den DS 18B20 gestoßen:

    "Because of the adoption of one bus in the DS18B20 multipoint temperature test system, all DS18B20 are hung on one bus, and then the temperature conversion value of each test point is read by turns."

    Dies widerspricht weder deiner noch der deines Vorredners, deshalb möchte ich nochmal Explizit Nachfrage:
    Verstehe ich es richtig, dass die Ausführung so abläuft

    Sensor 1 -> Rückgabe Temperatur 25ms
    Sensor 2 -> ... ->Rückgabe Temperatur 25s
    = Messauftrag =beide Sensoren Messen innerhalb von 800 ms =Ende

  • ich bin da nicht Sicher, zwischen 2 Lesungen lasse ich 1s aber ich speise parasitär und da braucht es eine Zeit bi die interne Kapazität wieder aufgeladen ist, wenn also der erste DS low tickert

    if ( DS18X20_start_meas( DS18X20_POWER_PARASITE, NULL ) == DS18X20_OK)
    { _delay_ms( DS18B20_TCONV_12BIT );

    muss man beim zweiten warten damit sich der interne C wieder auflädt!


    wenn die aber an VCC konstant versorgt werden dann gehts schneller

    lasst die PIs & ESPs am Leben !
    Energiesparen:
    Das Gehirn kann in Standby gehen. Abschalten spart aber noch mehr Energie, was immer mehr nutzen. Dieter Nuhr
    (ich kann leider nicht schneller fahren, vor mir fährt ein GTi)

    Einmal editiert, zuletzt von jar (27. Juli 2016 um 12:21)

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