Drehzahlmessung über Hall-Sensoren und Drehmoment Erfassung über RS485

HI an alle im Forum,

ich möchte mich kurz vorstellen. Ich bin Lysa und absolut blutige Anfängerin im bereich der LabVIEW-Programmierung.
Daher bräuchte ich dringend eure Hilfe und möchte mich schon mal im Voraus bei allen herzlichst bedanken die mich Unterstützen.

Folgendes anliegen bzw. Problem habe ich. Im rahmen meine Abschlussarbeit entwickle ich ein automatisierten E-Motorenprüfstand (genauer ein Leistungsprüfstand).
Ich werde mal die Gesamtanforderung für die bessere Übersicht einfach niederschreiben, damit evtl. weitere fragen schon abgedeckt sind.

Anforderung:

Es soll mithilfe von LabVIEW und der Datenerfassungskarte NI USB-6216 die Drehzahl, der Strom und das Drehmoment erfasst werden.
Die Drehzahl wird durch Hall-Sensoren, die ein Rechtecksignal (PWM 50%) von 5V liefern, erfasst.Eine Umdrehung ergibt 8 Pulse.
Der Strom wird durch einen IC erfasst, der ein analoges Spannungssignal proportional zum Strom liefert. Der Offset dieses Signal liegt bei 2,5V und geht bis maximal 4,5V. Die Schrittweite beträgt 20mV/A
Die Drehmomentmesswelle ist von der Firma Lorenz und hat eine RS485-Schnittstelle, die Hardware ist ebenfalls von NI vom Typ USB485.

Die Daten bzw. die Eingänge sollen im 1kHz takt abgetastet und in eine Excel-Tabelle abgespeichert werden. Idealerweise noch mit einem Zeitstempel ab der Aufnahme. Eine übergeordnete Hardware, in diesem Fall eine SPS, gibt ein Trigger-Signal. Mit diesem Signal, wenn High soll die Datenerfassung starten und wenn Low beenden und die Daten abspeichern.
Ziel ist es am ende eine Drehzahl-Drehmoment-Kennlinie zu Plotten und den Strom über Drehzahl anzuzeigen.


Ich habe natürlich schon in der Suche nach ähnlichen Material gesucht, leider bin ich nicht weiter gekommen, deswegen bitte ich schon mal um Entschuldigung, falls das Thema redundant ist.
LabVIEW Beispiel Programme habe ich auch versucht auf meine Bedürfnisse zurecht zu schneiden, hab aber dabei kläglich versagt. Ich bin mir nicht sicher, was für meine Anforderung die ideale Variante ist.

Ganz wichtig ist, dass die Drehmoment-Erfassung hinten dran steht, in erster Linie geht es mir nur um die Drehzahl und den Strom.

Was ich bräuchte wären Tipps und Ansätze wie ich vorgehe.

Vielen Dank

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Hallo Lysa,

herzlich willkommen im Forum!

Zitat:Es soll mithilfe von LabVIEW und der Datenerfassungskarte NI USB-6216 die Drehzahl, der Strom und das Drehmoment erfasst werden.
Die Drehzahl wird durch Hall-Sensoren, die ein Rechtecksignal (PWM 50%) von 5V liefern, erfasst.Eine Umdrehung ergibt 8 Pulse.
Der Strom wird durch einen IC erfasst, der ein analoges Spannungssignal proportional zum Strom liefert. Der Offset dieses Signal liegt bei 2,5V und geht bis maximal 4,5V. Die Schrittweite beträgt 20mV/A

Die Daten bzw. die Eingänge sollen im 1kHz takt abgetastet und in eine Excel-Tabelle abgespeichert werden. Idealerweise noch mit einem Zeitstempel ab der Aufnahme. Eine übergeordnete Hardware, in diesem Fall eine SPS, gibt ein Trigger-Signal
Ziel ist es am ende eine Drehzahl-Drehmoment-Kennlinie zu Plotten und den Strom über Drehzahl anzuzeigen.

Du willst also für den Anfang ein Pulssignal zählen und ein analoges Signal messen: beides kann deine USB-6216 erledigen.
Dieses Pulssignal würde ich gleich mit einem Counter dieser Karte erfassen…

Die Samplerate von 1kHz sollte auch kein Problem sein: du findest genügend Beispiele fur AI/CTR-Erfassung im Beispielfinder.
Das Schreiben in eine "Excel-Tabelle" ist Böldsinn: damit limitierst du deine Erfassung auf 1Mio Zeilen, was ca. 1000s Messdauer bei 1kHz entspricht. Sollen deine Motoren nur 15min lang getestet werden??? LabVIEW bietet das TDMS-Format zum Speichern von Messdaten (und einen Importfilter dafür für Excel)!

Zur Lorenz-Messnabe: ich verwende nur die mit analogem Ausgangssignal, kann also nichts zur Samplerate über den RS485-Bus sagen. (Musst du mal das Datenblatt lesen.) Im Grunde solltest du dann aber eine VISA-Kommunikation über diese serielle Schnittstelle aufbauen…

(09.01.2020 11:59 )GerdW schrieb:  Hallo Lysa,

herzlich willkommen im Forum!

Zitat:Es soll mithilfe von LabVIEW und der Datenerfassungskarte NI USB-6216 die Drehzahl, der Strom und das Drehmoment erfasst werden.
Die Drehzahl wird durch Hall-Sensoren, die ein Rechtecksignal (PWM 50%) von 5V liefern, erfasst.Eine Umdrehung ergibt 8 Pulse.
Der Strom wird durch einen IC erfasst, der ein analoges Spannungssignal proportional zum Strom liefert. Der Offset dieses Signal liegt bei 2,5V und geht bis maximal 4,5V. Die Schrittweite beträgt 20mV/A

Die Daten bzw. die Eingänge sollen im 1kHz takt abgetastet und in eine Excel-Tabelle abgespeichert werden. Idealerweise noch mit einem Zeitstempel ab der Aufnahme. Eine übergeordnete Hardware, in diesem Fall eine SPS, gibt ein Trigger-Signal
Ziel ist es am ende eine Drehzahl-Drehmoment-Kennlinie zu Plotten und den Strom über Drehzahl anzuzeigen.

Du willst also für den Anfang ein Pulssignal zählen und ein analoges Signal messen: beides kann deine USB-6216 erledigen.
Dieses Pulssignal würde ich gleich mit einem Counter dieser Karte erfassen…

Die Samplerate von 1kHz sollte auch kein Problem sein: du findest genügend Beispiele fur AI/CTR-Erfassung im Beispielfinder.
Das Schreiben in eine "Excel-Tabelle" ist Böldsinn: damit limitierst du deine Erfassung auf 1Mio Zeilen, was ca. 1000s Messdauer bei 1kHz entspricht. Sollen deine Motoren nur 15min lang getestet werden??? LabVIEW bietet das TDMS-Format zum Speichern von Messdaten (und einen Importfilter dafür für Excel)!

Zur Lorenz-Messnabe: ich verwende nur die mit analogem Ausgangssignal, kann also nichts zur Samplerate über den RS485-Bus sagen. (Musst du mal das Datenblatt lesen.) Im Grunde solltest du dann aber eine VISA-Kommunikation über diese serielle Schnittstelle aufbauen…

Hallo GerdW,

vielen dank für deine schnelle Reaktion.

Also ich hab kann mit dem Beispiel im Anhang die Frequenz messen, müsste es nur noch in eine Drehzahl umrechnen. Problem ist jedoch, dass das Programm keine Drehzahl Null akzeptiert. Woran liegt das?
Bei meinem Prüfablauf wird der Motor von maximal Drehzahl auf Null durch eine Last in die Knie gezwungen. Während des Test soll die Messung stattfinden.
Ich muss dir Widersprechen, das Speichern in eine "Excel-Tablle" ist nicht Blödsinn, den mein Test dauert maximal 30 Sekunden. In der Regel nur 15 Sekunden. Aber trotzdem danke für für den Tipp, evtl. kann ich es später mal gut gebrauchen.

PS: Ich hätte auch gerne ein analoges Signal für die Messwelle gewählt, jedoch sind das die Anforderungen mit den ich mich auseinander setzen muss.


Lg Lysa

Hallo Lysa,

probiere doch einfach mal ein Beispiel zum Einfachen Zählen eines Counters aus.
Umrechnen in Drehzahl ist ja nicht so schwierig: delta(Counter)/delta(Zeit)*1/8 Umdrehungen/Pulse…

Kurzer Einschub zu Lorenz und RS485:

Die Unterlagen zu den Schnittstellen gibt es hier: https://www.lorenz-messtechnik.de/phplog...ftware.php
Gearbeitet habe ich damit leider noch nicht. Die Beispiele von Lorenz sind aber leider nicht gut. Das Protokoll benötigt auch etwas Einarbeitungszeit, ist aber machbar.

Zum Counter:
Hier kann man sich doch einfach die Frequenz ausgeben lassen. Mit Frequenz*60s/(Impulse pro U), habe ich ja dann die Drehzahl.
Oder kann die NI USB-Karte keine Frequenz ausgeben?

Viel Erfolg.

Max