Aquariumsteuerung mit einer S7-1200

Hi,

ich wollte mal meine Steuerung für mein Aquarium vorstellen. Vielleicht für den Einen oder Anderen interessant...

Zuerst mal zum prinzipiellen Aufbau...

Die Steuerung basiert auf einer S7-1200 (1214C) und einem Display KP300 Basic beides von Siemens. Jeder Verbraucher wird über ein Relais einzeln allpolig geschalten. Somit ist sicher alles Stromlos wenn z.B. eine Pumpe ausgeschaltet ist. Die Steuerspannung ist 24V und zum Teil 12V. Es sind auch verschiedene Stromkreise über verschiedene FIs vorhanden. Weiterhin werden die wichtigsten Verbraucher über eine USV abgesichert. Bei einem Stromausfall wird die Technik soweit es geht abgeschaltet und bei wiederkehren der Spannung wieder automatisch eingeschaltet.

Gesteuert wird die Steuerung über das KP300-Display. Hier kann ich die Zeiten, Temperaturen, Dosierpumpen etc. einstellen. Weiterhin habe ich eine Fernbedienung, mit der ich im "HAND-Betrieb" der Steuerung alle Verbraucher einfach per Knopfdruck AUS und AN schalten kann. Im "AUTOMATIK-Betrieb" ist die Fernbedienung deaktiviert, so dass nicht aus versehen was geschaltet werden kann etc.

Füllstandssensoren verwende ich kapazitive Sensoren aus dem industriellen Umfeld, die einfach durch die Glasscheibe des Technikbeckens den Füllstand in der Rückförderkammer erfassen. Für den Notfall gibt es noch einen Schwimmerschalter, der die Nachfüllpumpe auf alle Fälle abschaltet. Weitere Sicherheit ist, dass die Nachfüllpumpe nur eine gewisse (einstellbare) Zeit läuft und dann automatisch abgeschaltet wird. Also doppelte Sicherheit

Überwachen kann ich alles über eine Webseite. Dafür verwende ich einen Linuxserver, der eh non-stop läuft. Die Daten werden in einer MySQL-Datenbank zwischen gespeichert, so dass ich die verschiedenen Schaltzustände (z.B. Abschäumer eingeschaltet etc.) der letzten 7 Tage immer in der Datenbank habe. Gespeichert werden die Daten alle 2 Minuten. Verschiedene statistische Auswertungen werden unabhängig davon gespeichert (z.B. Min/Max Temperatur, Laufzeit der Heizung/Kühlung, Dosiermenge der Dosierpumpen pro Tag etc.).
Über die Webseite erfasse ich auch die Wasserwerte und bekomme die notwendigen "Wartungen" angezeigt (z.B. Zeolithfilter, Röhren, UVC-Röhre wechseln etc.).
Die Programmierung der Webseite ist größtenteils auf Basis von PHP geschehen.

In einem Fehlerfall bekomme ich automatisch eine E-Mail auf mein Smartphone. Jeweils wenn der Fehler auftritt und wenn er wieder beendet ist. Interessant z.B. wenn die Kühlung an und wieder aus geht.

Gruß Daniel

Hi,

soo noch ein paar Screenshots der Webseite...

Gruß Daniel

Hi Björn,

danke

Neee Projekthomepage habe ich keine. Wollte dann eigentlich hier Rede und Antwort stehen

Also wenn du Fragen zu Details hast nur raus damit

Gruß Daniel

Hi,

sooo ich versuche mal alle Fragen zu beantworten

@Stefan:
Störungsanzeige: Also ich überprüfe hier ob der Abschäumer generell über die Steuerung angesteuert wird oder nicht. Eine "Stromüberwachung" habe ich nur über den Gesamtverbrauch der USV realisiert. Hier habe ich einen Mindestwert. Wird dieser unterschritten bekomme ich eine eMail.
Wasserwerte: Wasserwerte erfasse ich nur die Temperatur automatisch. Angedacht ist hier noch PH/Leit-/Redoxwert. Aber das erst in der Zukunft. Vernünftige industrielle Lösungen kosten hier min. 400€ pro Sensor. Dazu kommt dann noch eine Anlaloge Eingangskarte Die anderen Wasserwerte gebe ich nur über ein Webformular ein und speichere diese in einer DB ab. Natürlich kann ich so automatisch die Korrektur für die Referenz etc. mit erfassen bzw. anpassen.
Fernbedienung: Die Fernbedienung ist ein Bausatz von ELV. Dazu dann noch 2x8 Schalteingeänge als Empfänger. Leider können diese nur 12V schalten und die Schaltart ist rastend. Also Knopf drücken -> AN nochmal drücken AUS. Somit habe ich nochmal 12V Relais auf einer Platine dazwischen, die die 24V für die SPS schalten. In der SPS habe ich dann Softwaremäßig Stromstoßrelais realisiert. Beim Umschalten von Automatikbetrieb auf Handbetrieb werden die Stromstoßrelais so geschaltet, wie sie gerade in der Automatik laufen. Ist das geschehen, schaltet die Steuerung auf Handbetrieb und die Fernbedienung ist aktiv. Somit fällt beim Umschalten keine Pumpe oder sonst was aus. Im Handbetrieb kann ich dann alles einfach per Knopfdruck ein und aus schalten. Schalte ich dann auf wieder auf Automatik um, werden die Schaltzustände der Pumpen und co. wieder aus dem Automatikprogramm übernommen. Aus Sicherheitsgründen läufen im Handbetrieb die Temperaturüberwachung, Füllstandsüberwachung weiter. Auch bekomme ich bei länger anstehenden Handbetrieb eine eMail aufs Handy.
Füllstandssensor: Ultraschallsensor mit Analogem Ausgang (0-10V) hatte ich im Auge... Leider extrem teuer und daher habe ich die Idee verworfen und es über die kapazitiven Sensoren gemacht. Nachlaufzeiten habe ich keine. Die Sensoren bestimmen was passiert. Es ist nur eine Dämpfung eingebaut, dass wenn der Füllstand mal etwas schwankt das Signal erstmal etwas länger anstehen muss. Die Zeit, die die Nachfüllpumpe maximal laufen darf, dient nur rein der Notabschaltung.

@Björn:
S7 Teile gibt es schon gebraucht. Aber der Preis der S7-1200 ist im Vergleich zur Logo! nicht mal arg viel teurer. Gebraucht ist immer so eine Sache.... Muss man halt schauen was für einen Softwarestand etc. Denn die Webserverfunktion gibt es nur in der aktuellsten Firmware der S7-1200. Und ein Firmwareupdate geht nur mit einer original Siemens Speicherkarte für ein unbezahlbares Geld...

Niederbayer:
Erstmal Daniel nicht mirko
Nein ich habe keine "richtige" redundante Phasen in dem Sinne. ABER ich habe einen Stromkreis über die USV (somit "ausfallsicher", 10A, 0,01mA FI), eine direkt ohne zusätzliche Absicherung (für die T5-Beleuchtung) und dann noch einen Stromkreis über eine zusätzliche 10A Sicherung (und 0,01mA FI). Ich hatte keine Lust hier quer durch die Wohnung Schlitze zu klopfen etc. (Altbau mit Bruchsteinwand ). Denke mit dem System fahre ich trotzdem gut, da ich jede Sicherung überwache und auch einen Bypass (umgeht die USV wenn diese Ausfällt) habe. Würde ich neu bauen etc. wäre die Ansteuerung sicherlich besser ausgefallen. Aber man kann nicht alles haben

Martin:
Über Sensoren für die Alarmzustände habe ich schon nachgedacht. Aber alles zum Teil recht teuer und irgendwann platzt einem auch der Schaltschrank aus allen Nähten Und das Teil steht ja im Wohnzimmer. Also muss es irgendwo eine Grenze haben. Durchfluss wäre aber kein Problem. Brauch nur einen aus wirklich salzwasserbeständigen Material. Die Frage ist nur.... Wie viel Geld will man ausgeben Da muss ich mich dann schon en bissel bremsen.... Sonst wird die Steuerung ja am Ende teuer wie das ganze Aquarium. Und man darf auch nicht vergessen: Je mehr Sensoren und sonst was... es wird immer komplizierter und störanfälliger. Und wenn ich im Urlaub bin muss da ja auch mal jemand durch blicken.

Sooo ich hoffe ich habe nichts vergessen Wenn ja melden

Gruß Daniel

Hi Martin,

also das Gerät von Siemens kenne ich nicht... Was macht das gute Teil denn? Wird der Analogwert in der Logo ausgewertet?

Wie man die Daten ins Web bringt... Also unter Linux nicht sooo einfach, da Siemens immer irgendwelche proprietären Treiberkäse baut... Gibt ein paar "Treiber" die im Netz rum geistern. Aber meist nur für die S7-300... Mit der Logo! hatte ich nicht geschaut.

Ich bin dann folgenden Weg gegangen. Ich habe für den Webserver auf der S7-1200 eine einfache Webseite erstellt, auf der ich einfach alle Daten, die ich haben will, ausgebe. Also z.b.:

Temperatur: 25.3
Temperatur: 253
DP1_Menge: 400.0003
DP2_Menge: 270.0006

Diese Werte lese ich dann einfach Zeilenweise ein und speichere Sie direkt in der Datenbank ab. Vorher trenne ich natürlich noch Wert und Variable Somit bekomme ich ohne Probleme alle Werte in die Datenbank. Zwar etwas umständlich aber immer noch einfacher als mir irgendwelchen halbfertigen "Treibern" rum zu spielen. Noch dazu macht der Server ja nicht nur das und ich möchte da nicht jeden Käse drauf installieren, da die Kiste rund um die Uhr stabil laufen muss etc.

Natürlich könnte man auch eine einfache Kontrollseite auf dem Webserver der S7-1200 ablegen. Aber auch hier ist der Speicherplatz begrenzt und die Erweiterungskarten kosten fast so viel wie ein Porsche Mal extrem übertrieben

ABER für dich wäre vielleicht die neue Logo was... Die hat auch schon eine Netzwerkschnittstelle und glaub auch einen Webserver. Dann könnte man es genauso realisieren.

Gruß Daniel

Moin,

achja noch was vergessen.... Kann auch zu jedem Wert einen Zeitlichen Verlauf grafisch darstellen

Auch hab ich nochmal ein Bild angehängt, wie ich die Dosiereinstellung über das Display realisiert habe. Hier kann ich die gewünschte Dosiermenge in ml eingeben und die Steuerung errechnet automatisch anhand einer Eichung (per Hand gemessen: z.B. hier 30ml in 140s) wie viel Sekunden die Dosierpumpe laufen muss. Das Ganze wird dann auch automatisch auf 4 Dosierzeitpunkte verteilt

Gruß Daniel

Hi Martin,

hmm 3000€ ist schon arg heftig Aber sonst schaut es auch sauber aufgebaut aus

Naja mal sehen wann ich mir eine dauerhafte PH-Messung zulege.... Dauert aber noch etwas...

Gruß Daniel

Hi Leute,

also wenn die finanzielle Seite mit spielt werde ich mir wohl nächsten Monat eine PH-Sonde zulegen. Im Auge habe ich da ein Produkt von JUMO (JUMO ecoTRANS pH 03). Angeschlossen wird diese Sonde dann über einen Messumformer mit 0-10V Analogausgang an die S7. Aber erstmal anfragen was das Ganze kostet

Der Messumformer setzt zum einen das Signal um und zum anderen übernimmt er auch die Kalibrierung etc. Somit muss ich das nicht umständlich über das S7-Programm realisieren.

Die einzige Frage ist noch, was ich für eine Elektrode nehme Gibt da einige verschiedene. Komplett aus Glas oder Plastik. Von günstig bist teuer Alles ist möglich

Gruß Daniel