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Dienstag, 26. April 2016, 11:46

Siemens SPS zur Steuerung des Aquariums

Hallo Scaper

Ich dachte es wäre ganz interessant für euch, wie ich die Steuerung für mein Aquarium realisiere.

Als Steurung habe ich die Siemens S7 1200er Baureihe genommen.

1215c CPU diese hat onboard schon :

14 digitale Eingänge
10 digitale Ausgänge
2 analoge Eingänge
2 analoge Ausgänge

Als Erweiterung habe ich 4 Baugruppen zusätzlich angeschlossen.

1. Temperatur-baugruppe
4 analoge Eingänge für Temperaturfühler

2. digitale Ausgangsbaugruppe
16 digitale Relais-Ausgänge

3. analoge Eingangsbaugruppe
8 analoge Eingänge

4. analoge Ausgangsbaugruppe
4 analoge Ausgänge

Dazu ein Touchpanel KTP 400 der 2.Generation
65535 Farben
4,3" Touchscreen

Hab dazu ein paar Bilder gemacht.

Ich werde hier im groben genau beschreiben, was ich wie und warum programmiert habe.

Und hoffe das hier auch über das ein oder andere diskutiert wird, vielleicht hat ja einer Verbesserungsvorschläge
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LG Torsten

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Dienstag, 26. April 2016, 12:44

Temperaturregelung Heizung

So, als erstes habe ich die Temperatur-Regelung der Heizung programmiert.

Wie im Bild zu erkennen habe ich 3 Temperaturen vorgegeben:

1. Min-Temperatur,
2. Optimale Temperatur
3. Max-Temperatur

Diese kann ich frei auf beliebige Werte einstellen.

Dazu gibt es noch 3 Schaltflächen und eine Anzeige, der Tatsächlichen Temperatur im Aquarium.

Die drei Schaltflächen haben folgende Aufgabe :

1. Heizung einschalten
2. Heizung ausschalten
3. Heizung Automatisch ( Regelung aktive)

Folgendes habe ich programmiert.

Fangen wir mit dem einfachsten an :

Heizung aus :

Die Steckdose für die Heizung wird ausgeschaltet. Somit ist die Heizung nicht in Betrieb, kann aus dem Aquarium genommen werden usw.

Heizung ein:

Steckdose wird eingeschaltet, Heizung heizt bis "Optimale Temperatur" erreicht wird oder die eingestellte Temperatur an dem Eheim heizstab erreicht ist ( der ist auch auf 28 grad eingestellt).

Heizung Automatik:

Heizung Wird nur eingeschaltet, wenn das Licht aus ist und "optimale Temperatur" nicht erreicht ist.
Und
Heizung wird eingeschaltet, wenn das Licht an ist und die "min-Temperatur" unterschritten wird.

Zur Erklärung:

die Beleuchtung wird mit aquariumwasser gekühlt, somit heizt sie das Aquarium tagsüber auf, fällt dabei die Temperatur unter "min-Temperatur" ( z.b. Beim wasserwechsel) wird die Heizung zusätzlich mit eingeschaltet.
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LG Torsten

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Dienstag, 26. April 2016, 13:09

Hab ich fasst vergessen,

Bitte gebt mir ein Feedback, ob es euch interessiert, wenn nicht, kann ich mir das dokumentieren sparen!
LG Torsten

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Dienstag, 26. April 2016, 14:59

Hi Torsten,

also für mich persönlich ist das zu kompliziert. Ich bin schon froh das ich wenigstens mit 3-5 adrigen Kabeln umgehen kann. ;-)

Interessant find ich es schon, aber selbst werde ich sowas nie umsetzten, denk ich!

Für Technik/Elektronik Freaks sollte es auf alle Fälle interessant sein!

Mal sehen ob sich hier der ein oder andere Interessierte meldet.

Was mich viel mehr interessiert, läuft dein Aquarium jetzt denn algenfrei???

Edit: Sorry hab erst jetzt deinen anderen Post gesehen....
Liebe Grüße Thorsten


Schau doch mal rein!
Scape your Tank

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »peetzi« (26. April 2016, 15:15)


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Dienstag, 26. April 2016, 15:15

Servus,

interessant finde ich das durchaus, aber ich schließe mich dem Thorsten an. Sowas schießt für mich persönlich auch übers Ziel hinaus. Bei einem Aquarium wie Deinem ist es sicher eine tolle Lösung.
Grüße,
Tobias

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Dienstag, 26. April 2016, 16:14

Hi Thorsten,

echt schicke sachen hast du da und recht teuer, aber als Elektroniker kommst du bestimmt günstig ran.
Für mich als Elektroniker für Energie und Gebäudetechnik wäre es sehr Interessant eine detaillierte Beschreibung zu sehen.

In der Schule haben wir sowas damals mal kurz durchgenommen.

Gruß Kevin :)

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Dienstag, 26. April 2016, 16:49

Hi Thorsten,

echt schicke sachen hast du da und recht teuer, aber als Elektroniker kommst du bestimmt günstig ran.
Für mich als Elektroniker für Energie und Gebäudetechnik wäre es sehr Interessant eine detaillierte Beschreibung zu sehen.

In der Schule haben wir sowas damals mal kurz durchgenommen.

Gruß Kevin :)
Hallo Kevin,

Naja die SPS war schön teuer, aber dafür kann ich meine Steurung so programmieren wie ich es brauche oder will. Viele andere Sachen, wie z.b. Flow-Sensoren, pH-Meter mit 4-20mA Ausgang, habe ich bei eBay günstig ersteigert.

Detaillierte Beschreibung, was stellst du dir da vor ?

Ich denke es wird schwierig, weil teile im Hmi ( touchpanel ) und andere Teile in der SPS programmiert werden. Ich weiß nicht ob es hier von Interesse ist, wie ich istwerte umwandel um sie brauchbar zu verarbeiten oder text-listen erstelle um den button's die richtigen Beschriftungen zu verpassen.
LG Torsten

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Dienstag, 26. April 2016, 18:08

Schöner fände ich ehrlich etwas mehr im consumer Bereich angesiedeltes System. Raspberry pi basiert z.B.
Mit einem simplen Bus um Sensoren und Aktoren abzuschließen.
So mit alle dem IoT Komfort der Neuzeit.

Wenn ich nur Zeit hätte...
Mir schwebt da ein System mit Linux, node-red, CAN Bus mit kleinen dezentralen m0 Boards vor um zeug anzusteuern.

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Dienstag, 26. April 2016, 18:43


Schöner fände ich ehrlich etwas mehr im consumer Bereich angesiedeltes System. Raspberry pi basiert z.B.
Mit einem simplen Bus um Sensoren und Aktoren abzuschließen.
So mit alle dem IoT Komfort der Neuzeit.

Wenn ich nur Zeit hätte...
Mir schwebt da ein System mit Linux, node-red, CAN Bus mit kleinen dezentralen m0 Boards vor um zeug anzusteuern.
Naja die Lösung wird bei weiten billiger werden, aber da muss alles selber programmiert werden, was sehr zeitintensive ist, bei Siemens nehme ich einfach eine Schaltflächen, platziere sie, verpasse ihr ein Text und lege fest was beim drücken passieren soll, der andere, viel wichtigere Aspekt war für mich die Sicherheit der SPS. Tritt eine Störung auf und die SPS geht in den stop-Modus, werden alle Ausgänge zurück gesetzt.bei den 4-20 mA Eingängen wird Drahtbruch überwacht, fällt ein Sensor aus, kann ich die Teile des Programmes stoppen. Z.b. Fällt die pH-Sonde aus, wird das co2 Ventile geschlossen.

Was passiert wenn ein Androino oder pc abstürzt, setzt er dann vielleicht Ausgänge, oder bleiben Ausgänge gesetzt?

Fände ich nicht so gut, wenn das beim automatischen befüllen auftrtt und mein Aquarium dadurch über läuft
LG Torsten

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Mittwoch, 27. April 2016, 12:19

Professioneller ist die SPS ohne Frage. :)

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Donnerstag, 28. April 2016, 05:15

So weiter geht es mit der Abdeckung

Kurz zum Aufbau :

Das Aquarium ist 2,5 m lang und 60 cm tief. Ich habe mich für ein geschlossene Abdeckung entschieden, damit der wärmeverlust und die wasserverdunstung reduziert wird. Doch diese Abdeckung hebt man nicht mal so eben von dem Aquarium. Dafür habe ich eine Hebevorrichtung mit einen handelsüblichen Rohrmotor für Rollläden und ein paar Meter Kunststoffteil gebaut. Der Rohrmotor hat einstellbare endabschaltungen. So kann man die endposition genau einstellen und braucht nurnoch 2 Schalter für rauf und runter. Wird der Schalter rauf eingeschaltet, fährt die Abdeckung rauf, bis der endschalter erreicht wird, der Motor stoppt automatisch. Logischer weise passiert bei betätigen den Schalters runter, genau das gleiche, nur das die Abdeckung dann runter fährt bis die endlage erreicht ist.

Jetzt zur Steuerung :

Zwei Varianten stehen zur Verfügung :

Variante 1:
Der so genannte Tipp- betrieb. Drücke ich die Taste rauf, fährt die Abdeckung rauf, lasse ich die Taste los, stoppt die Abdeckung. Bis die endlage erreicht ist dann bleibt die Abdeckung stehen und ich kann nurnoch die Taste runter drücken usw.

Variante 2:

Folgt später.......
LG Torsten

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Donnerstag, 28. April 2016, 07:30

Interessantes Projekt, bitte weiter machen! Lohnt mMn aber erst für sehr grosse Aquarien.
Gruß

Capsaholic

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13

Donnerstag, 28. April 2016, 18:48

Hi.
Schön das sich jemand noch mit der Siemens Logo beschäftigt für eine Aquariensteuerung. meine Logo 6 war bis im februar noch im Betrieb, welche durch einen neuen effektiveren kleineren controller abgelöst wurde. Die Logo 6, lang net so gut wie ne s7, aber sie kann auch fast alles.

Würde mich auch interessieren was du noch damit so anstellst.

Gruss René

Gruss René getapatalkt

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Freitag, 29. April 2016, 18:35

Hi.
Schön das sich jemand noch mit der Siemens Logo beschäftigt für eine Aquariensteuerung. meine Logo 6 war bis im februar noch im Betrieb, welche durch einen neuen effektiveren kleineren controller abgelöst wurde. Die Logo 6, lang net so gut wie ne s7, aber sie kann auch fast alles.

Würde mich auch interessieren was du noch damit so anstellst.

Gruss René

Gruss René getapatalkt
Hallo René ,

Naja die Logo kann bei weiten nicht mit der s7 mithalten aber für kleine Projekte durchaus einsetzbar.


So weiter geht's.

Variante 2:

Da ich ja faul bin, will ich nur die Taste einmal betätigen und die Abdeckung soll nach oben fahren bis zur endabschaltungen. Runter dann genauso mit der Taste runter.

Das geht ganz einfach mit einer ausschaltverzögrrung. Ich drücke die Taste und der Ausgang bleibt für eine bestimmte Zeit (einstellbar ) aktive.

Da ich aber beide Varianten benutzen will, um bei Reparaturen oder oder oder die Abdeckung z.b. Nur halb rauf fahren weil, hab ich folgendes gemacht.

Mit eine Button im touchpanel wähle ich zwischen manuellen Mode ( Tipp-betrieb) und Automatik-Mode.
Zwei Eingabefelder um die Zeit für heben und senken einzugeben, und Buttons für rauf oder runter.

Wähle ich den manuellen Mode aus, ist der Tipp-betrieb aktive und kann die Abdeckung in beliebige Position fahren, wähle ich den Automatik- Mode aus, wird die Abdeckung immer beim betätigen ich die endlage oben oder unten gefahren.

Hier ein Bild von dem touchpanel.
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LG Torsten

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Dienstag, 3. Mai 2016, 18:59

So weiter geht es mit dem pH-Messgerät:

Erstmal zur Hardware :

Zum Einsatz kommt ein pH-Meter von Knick. Es hat eine Temperaturkompensation und den für mich wichtigen 4-20mA Ausgang. Das Gerät ist eigentlich zu genau fürs Aquarium , aber für knapp 60€ Euro bei eBay, könnte ich einfach nicht nein sagen.

So, kommen wir zur Steuerung:

Hier geht es erstmal nur um das messen des pH-Wertes und der Vorbereitung der Signal für spätere Regelungen, sei es co2 oder Osmose-Wasser oder kalkreaktor oder oder oder.

Wie ihr schon von der Heizung wisst, gibt es auch beim pH-Meter wieder 3 button's . Ein Button für "ein" , ein Button für "aus" und ein Button für "Automatk" ( Regelung aktive). Diese drei Button werden ich für jedes elektrische Gerät verwenden.

Aus- Button : Gerät wird ausgeschaltet ( Steckdose abgeschaltet) um Wartungsarbeiten durchzuführen usw.

Ein-Button : Gerät wird eingeschaltet, hat jedoch kein Einfluss auf Regelungen im Aquarium. Z.b pH-Messgerät wird nach erneuern der pH-Sonde eingeschaltet um die Sonde zu Kalibrieren.

Auto-Button : gerät wird eingeschaltet und beeinflusst die Regelung des Aquariums.

Und auch beim pH- Messgerät habe ich drei Sollwerte:

Min-pH, frei einstellbar von 5,00 bis 8,00 pH
Optimal-pH, frei einstellbar von 5,00 bis 8,00 pH
Und
Max-pH , auch frei einstellbar von 5,00 bis 8,00 pH

Dazu kommen noch drei Bits die gesetzt oder Rückgesetzt werden:

Bit "min-PH erreicht" wird logisch 1 wenn der PH- wert unter dem eingestellten min wert fällt.

Bit "optimal-pH erreicht" wird logisch 1 wenn der PH wert gleich oder größer dem eingestellten optimal- wert ist.

Bit " Max-pH erreicht" wird logisch 1 wenn der PH- wert größer dem eingestellten Max- wert ist.

Dazu kommt eine Zeitangabe " Zeit bis zur nächsten Kalibrierung" einstellbar von 1-100 Tage. Wird z.b 30 Tage eingegeben, kommt nach genau 30 Tagen eine Meldung auf dem Bildschirm, das die pH- Sonde kalibriert werden muss.

Und zum guten Schluss kommt noch eine Zeitangabe " Zeit bis Sonden-Wechsel" die Angabe erfolgt in Monaten . Wird z.b. 12 Monate eingegeben, wird genau nach ein Jahr eine Meldung erscheinen " Bitte die pH-Sonde austauschen.

Somit ist das pH-Messgerät fertig.

So das wars erstmal, wenn jemand noch Anregungen hat, immer her damit.


Damit euch nicht langweilig wird, das nächste Thema wird der Automatische Wasserwechsel, dabei kann man einstellen, wieviel Liter gewechselt werden sollen. :) :) :)


So langsam fängt es an richtig Spaß zu machen.
LG Torsten

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Montag, 9. Mai 2016, 10:22

Hi Thorsten,

wollte wissen wie es weiter geht und was du noch vor hast.
Das meiste hastbdu ja schon erklärt :D .

Gruß Kevin

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Dienstag, 10. Mai 2016, 09:51

Hi Thorsten,

wollte wissen wie es weiter geht und was du noch vor hast.
Das meiste hastbdu ja schon erklärt .

Gruß Kevin
Hallo Kevin,

Da ist noch so viel, ich versuche mal alles aufzulisten :whistling: :


Als nächstes wird der automatische Wasserwechsel programmiert, dabei kann die zu wechselte Menge angegeben werden.


danach kommen die Filter dran. Überwachung des durchflusses, Standzeit.
UV-Lampe , darf nur eingeschaltet werden, wenn der Filter läuft, nach einem Jahr kommt Meldung " Leuchtmittel austauschen"
Dosierpumpen, 6 Stück, einstellen der Fördermenge , täglich, wöchentlich, nachdosierung bei Wasserwechsel, automatische Berechnung der Dosierung in Bezug auf die wasserwechselmenge, Kalibrierung .
CO2 Steuerung.
Kühlaggregate Steuerung.
Lichtsteuerung, die wird etwas umfangreicher.
Vielleicht noch eine automatische Verschneidung von osmosewasser und Leitungswasser.
Dazu brauche ich aber noch ein Leitwertmesser


Ich hoffe ich konnte deine Neugierde grob befriedigen


So bin jetzt auf den Weg nach Kansas City, werde da im Hotel abends weiter programmieren und berichten.
LG Torsten

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Donnerstag, 12. Mai 2016, 14:06

@Toto: Ganz ehrlich, krank aber geil. :crazy: Ganz nach meinem Geschmack, weiter so!

Schöner fände ich ehrlich etwas mehr im consumer Bereich angesiedeltes System. Raspberry pi basiert z.B.
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So mit alle dem IoT Komfort der Neuzeit.

Wenn ich nur Zeit hätte...
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Raspberry und CAN, naja, MCP2515 ist eine Krücke, nix halbes und nix ganzes. Dann lieber ein Controller mit dem integrierten CAN-Controller, iMX6 oder von mir aus auch ein A20 oder halt eben SJA1000. Ein SBC ist an der Stelle ein völliger Overkill, glaube, ich würde da einen größeren Cortex-M3 nehmen, reicht dicke aus.
Grüße
Heinrich

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Freitag, 13. Mai 2016, 03:40

@Toto: Ganz ehrlich, krank aber geil. Ganz nach meinem Geschmack, weiter so.
Krank würde ich jetzt nicht sagen, aber du hast recht, manche sagen Perlen vor die Säue werfen.

Ich sage warum Freizeit opfern, wenn es auch anders geht. Ok das kostet Geld keine Frage. Aber jedes Mal, wen das Aquarium selber das Wasser wechselt ohne Schlauch ausrollen und ich auf der Couch sitze und zuschaue, weiß ich genau, ich habe alles richtig gemacht usw.
LG Torsten

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Freitag, 13. Mai 2016, 09:25

Krank war auch positiv gemeint, ich mag solche Spielereien :)
Grüße
Heinrich

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