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Hilfe: Simpler (Motoren-) Kennlinienprüfstand



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29.05.2018, 18:11
Beitrag #1

fAlbert Offline
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Hilfe: Simpler (Motoren-) Kennlinienprüfstand
Hallo liebe LabVIEW-Gemeinde,

vorweg: Ich bin blutiger Anfänger in Sachen LabVIEW und habe ausser einfachster Programmierübungen keinerlei Erfahrungen im Umgang mit diesem Programm.

Dennoch würde ich gerne einen kleinen und simplen Kennlinienprüfstand programmieren, welcher die Kenngrößen Drehzahl, Drehmoment, Strom und Spannung erfasst und visualisiert.

Zu meinem Setup:

Windows 7 Pro
LabVIEW 2015 und 2016 Studentenversion
Einen Controller und zwei Frequenzumrichter, welche über LabVIEW und ModbusTCP angesteuert werden und den Prüflingsmotor (FU1) und die Bremse (FU2) ansteuern
einen Drehmomentsensor der Firma Lorenz
ein NI AI/AO USB 6001 Modul
ein NI DI/DO USB 6525 Modul
ein NI DMM USB 4065 Modul (Spannungs- und Strommessung)

Zur Verfügung steht mir des weiteren ein vom Hersteller zur Verfügung gestelltes "Labview-Modbus_TCP_mod.VI", welches die Grundlage für den Kennlinienprüfstand (Kommunikation) darstellt. Dieses habe ich euch am Ende angehängt.

Zum besseren und einfacheren Verständnis ein Bild des ungefähren fertigen Soll-Zustandes: "Kennlinien.jpg"

   

Nun beginnen für mich leider schon früh die Probleme und ich hoffe der ein oder andere von euch ist gewillt mich bei meinem Vorhaben etwas zu unterstützen.

Zum einfacheren Verständnis habe ich euch noch das Bild "modbusTCPvif.jpg" beigefügt. Dieses zeigt einen Ausschnitt des Frontpanels des besagten VI's.

   

Zur Erklärung:

Zur Ansteuerung der beiden Frequenzumrichter (und Motoren) werden jeweils 3 PD's (ProzessDatenwörter) verwendet und somit in der Summe oben rechts 6 eingestellt. Die ersten 3 PD's dienen zur Ansteuerung von FU1 und somit des Prüflingsmotors. PD 4-6 dienen zur Ansteuerung des FU2 und somit der Bremse. Die Datenwörter bestehen aus HEX-Zahlen und werden den Datenblättern entnommen.

PD 1: Freigabe FU1/Prüflingsmotor
PD 2: Soll-Drehzahl FU1/Prüflingsmotor
PD 3: Vorgegebene Rampe in s/ms FU1/Prüflingsmotor

PD 4: Freigabe FU2/Bremse
PD 5: Soll-Drehzahl FU2/Bremse
PD 6: Vorgegebene Rampe in s/ms FU2/Bremse

Das Ganze funktioniert soweit auch und die Motoren lassen sich wie gewünscht mit dem laufenden VI ansteuern.

Mein erstes Problem stellt sich nun jedoch wie folgt dar:

Um einen automatischen Programmablauf zu erstellen müssen sich die Werte ja "kontinuierlich" ändern. Hinter der gesamten linken Seite "Output (Write Multiple Registers)" verbirgt sich jedoch nur ein "U16" Eingang.

Ich dachte bis dato der Prüfstand lasse sich wie folgt verwirklichen: (Ich hoffe ich erkläre es verständlich genug.)

1. Beide Motoren werden über eine (kurze) Rampe auf Soll-Drehzahl gefahren. Einer im Link- und einer im Rechtslauf (auf Welle über Drehmomentsensor miteinander verbunden)
2. der Prüflingsmotor behält diese Drehzahl bei während ...
3. ... die Bremse nach einer kurzen Pause mit einer langsamen Rampe auf eine gewünschte niedrigere Drehzahl gefahren wird und somit den Prüfling belastet
3. Parallel werden alle Daten mit oben genannter HW erfasst und mit einem "Signalverlaufsgraph" visualisiert.

Soweit mein Gedanke. Mit der Umsetzung tue ich mich jedoch leider jetzt schon schwer... :\

Leider habe ich keinen Ansprechpartner, der sich besser mit LabVIEW auskennt, und mir hierbei behilflich sein könnte und hoffe daher auf rege Anteilnahme eurerseits.

Ich wäre euch wirklich für jeden Tipp, jede Anregung, jede Idee äußerst dankbar und freue mich schon auf eure Wortmeldungen zu meiner besagten Problematik.

Vielen Dank schon jetzt und hoffentlich bis bald.

Grüße

fAlbert


Angehängte Datei(en)
16.0 .vi  Labview-Modbus_TCP_mod.vi (Größe: 21,16 KB / Downloads: 16)
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30.05.2018, 12:36
Beitrag #2

Freddy Offline
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RE: Hilfe: Simpler (Motoren-) Kennlinienprüfstand
Hallo fAlbert,
willkommen im Forum.

das "Labview-Modbus_TCP_mod.VI" verwendest du als Sub-VI in Deinem eigenen Vi.
In Deinem VI erzeugst Du die Daten vielleicht in ein Array. Dies könnte über eine For-Next- Schleife dann "Labview-Modbus_TCP_mod.VI" immer wieder anstoßen und entsprechend neue Daten übergeben.

Gruß
Freddy

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30.05.2018, 16:47
Beitrag #3

fAlbert Offline
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RE: Hilfe: Simpler (Motoren-) Kennlinienprüfstand
Hallo Freddy,

erst mal vielen Dank für deine Willkommensworte und deine Antwort!

Dass ich das zur Verfügung stehende VI als Sub-VI verwende ist mir bewusst. Dennoch.. Ich stehe trotz deines Hinweisses bezüglich des Arrays immer noch auf dem Schlauch. :\

Wie gelingt es mir lediglich und gezielt z. Bsp. das 5. PD zu beschreiben? (Siehe Screenshot)

Dieses hat doch keine eindeutige Zuweisung (Adresse), oder? Zumindest ist mir das nicht ersichtlich..

Wenn ich das nachvollziehen und verstehen könnte wäre ich wohl einen großen Schritt weiter. Wäre dir wirklich sehr dankbar, wenn du dich diesbezüglich nochmal melden könntest.

Vielen Dank und

Gruß
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31.05.2018, 09:51
Beitrag #4

jg Offline
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RE: Hilfe: Simpler (Motoren-) Kennlinienprüfstand
(30.05.2018 16:47 )fAlbert schrieb:  Dass ich das zur Verfügung stehende VI als Sub-VI verwende ist mir bewusst. Dennoch.. Ich stehe trotz deines Hinweisses bezüglich des Arrays immer noch auf dem Schlauch. :\

Wie gelingt es mir lediglich und gezielt z. Bsp. das 5. PD zu beschreiben? (Siehe Screenshot)

Dieses hat doch keine eindeutige Zuweisung (Adresse), oder? Zumindest ist mir das nicht ersichtlich..
Dann lass uns gemeinsam überlegen. Das erste PD hat Adresse 4. Welche Adresse könnte dann das 5. PD wohl haben?
Für das Schreiben einzelner Register gibt es auch entsprechende Funktionen.

Performance-mäßig mag es aber günstiger sein, immer alle 6 PDs zu schreiben und immer nur diejenigen Register zu ändern, die du gerade ändern willst.

Gruß, Jens

Wer die erhabene Weisheit der Mathematik tadelt, nährt sich von Verwirrung. (Leonardo da Vinci)

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06.06.2018, 07:54 (Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 06.06.2018 08:38 von fAlbert.)
Beitrag #5

fAlbert Offline
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RE: Hilfe: Simpler (Motoren-) Kennlinienprüfstand
Hallo jg,

und vielen Dank für deine Antwort. Ich kam nun ein paar Tage nicht dazu weiter zu tüfteln - möchte heute aber gerne ein paar Stunden investieren. Und würde wirklich sehr gerne etwas voran kommen.

Dein Post macht mir Hoffnung! Würde ich das genau so erkennen wie Du wäre ich vermutlich auch in der Lage hoch zu zählen...

Nur genau das ist ja mein Problem! Wo zum Teu*el ist ersichtlich, dass PD1 die Adresse 4 hat??? Hierbei handelt es sich doch noch gar nicht um ein Array samt Index.. Oder irre ich mich?

Ich bin etwas irritiert, weil ich in der Kontexthilfe das Symbol für ein 1D-Array (Vektor) erkenne - jedoch im dazugehörigen Blockdiagramm kein Array finden kann, was ich nach dem Nachschlagen in "Einführung in LabVIEW" (Georgi/Hohl) eigentlich erwartet hätte.

Wenn mir das bitte jemand mit der Adresse erläutern könnte. Ich wäre euch so dankbar!

Auch wenn ich es nun noch nicht ganz verstehe: PD1 hat laut jg die Adresse 4. (Übrigens: Adresse = Index?)

Bedeutet dies nun, dass ich ein Array an den Eingang "Output (Write Mult...)" hänge und diesen mit den von mir vorgegebenen Werte beschreibe?

Hier ist ja auch noch das Wort Register gefallen. Ich kenne bislang nur ein "Schrieberegister". Sprichst Du, werter jg, von einem "VISA 'Wert schreiben'" Register? Das ist das was ich über die Suche in LabVIEW noch finden konnte. In meinem Buch finde ich leider auch nichts unter dem Schlagwort Register.

Mal etwas zu meiner prinzipiellen Vorangehensweise:

Ich beschrieb euch ja schon die 6 PD's: Jeweils ...

PD1: Freigabe FU1 (Prüflingsmotor)
PD2: Soll-Drehzahl
PD3: Rampe in ms

PD4: Freigabe FU2 (Bremse)
PD5: Soll-Drehzahl
PD6: Rampe in ms

Es kam ja bereits der Vorschlag einer For-Schleife. Die Überlegung wäre nun wie folgt:

For-Schleife mit gerade einmal drei Wertübergaben.

1. Werte schreiben/übergeben für: Beide Motoren freigeben und mit einer gemeinsamen Rampe von z. Bsp. 5 Sekunden auf Soll-Drehzahl von 1500 rpm hochfahren. Also alle 6 PD's schreiben. Timer mit 6 Sekunden versehen bis ...
2. Werte schreiben/übergeben für: Prüflingsmotor bleibt unberührt (PD1-PD3). Bremse wird z. Bsp. mit einer Rampe von 15-20 Sekunden auf eine Soll-Drehzahl von 500 runtergefahren, sodass der Prüfling belastet wird. Sprich es werden nur PD4, PD5 und PD6 überschrieben/abgeändert. Timer > 15-20 Sek bis ...
3. Werte schreiben/übergeben für: Beide Motoren ausschalten. Freigabe weg. PD1 + PD4 auf 0. [Edit]

Wäre das in euren Augen ein Ansatz oder kompletter Murks? Bleibt die Frage offen, ob die Werte mit Array oder dem besagten Register beschrieben werden.

Hach, ihr merkt schon, liebe Forumsmitglieder und Experten. Es fällt mir nicht einfach mit meinem Wissensstand. Ich hoffe und baue tatsächlich ein wenig auf eure Bereitschaft mir helfen zu wollen. Vielleicht sogar auf euer "Mitleid" mit einem solchen Anfänger wie mir... Smile

Bitte, fühlt auch dazu verpflichtet euren Senf dazu zu geben. Selbst, wenn ihr euch noch nicht mal 100% sicher seid. Ich freue mich über jegliche/n Anteilnahme, Idee, Denkanstoss und glaube, dass diese nur zu meinem Vorteil sein kann.

Vielen lieben Dank euch!

Gruß

PS: Ich entdeckte gerade eine private Nachricht in der ich gefragt wurde wo ich arbeite. (Vermutlich konnte jemand nich fassen was für Pfuscher manch Unternehmen einstellt... Tongue) Darüber habe ich tatsächlich noch kein Wort verloren. Falls es noch mehr interessieren sollte: Ich komme aus dem Großraum Stuttgart und befinde mich derzeit noch in der (Vollzeit-)Weiterbildung zum staatlich geprüften Techniker der Elektrotechnik. Außer einem Nebenjob ist also noch nichts mit Arbeiten. Wink

Edit: Korrektur auf 3 Zustände.
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06.06.2018, 10:59 (Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 06.06.2018 11:40 von jg.)
Beitrag #6

jg Offline
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RE: Hilfe: Simpler (Motoren-) Kennlinienprüfstand
(06.06.2018 07:54 )fAlbert schrieb:  Nur genau das ist ja mein Problem! Wo zum Teu*el ist ersichtlich, dass PD1 die Adresse 4 hat??? Hierbei handelt es sich doch noch gar nicht um ein Array samt Index.. Oder irre ich mich?
Für mich ist das aus dem Blockdiagramm ersichtlich:
   
Einfach mal die Hilfe zu den Modbus-VIs öffnen...
Ansonsten, was welches Modbus-Register bedeutet, das sollte in der Dokumentation zu deinem FU stehen, die du hoffentlich schon eifrig studiert hast! Rtmfx
(06.06.2018 07:54 )fAlbert schrieb:  Ich bin etwas irritiert, weil ich in der Kontexthilfe das Symbol für ein 1D-Array (Vektor) erkenne - jedoch im dazugehörigen Blockdiagramm kein Array finden kann, was ich nach dem Nachschlagen in "Einführung in LabVIEW" (Georgi/Hohl) eigentlich erwartet hätte.
Die beiden Terminals "Output (Write Multiple Register)" und "Input (Read Holding Register)" sind 1D-Arrays. Offtopic2 Gewöhne dir nicht an, bei 1D-Arrays (edit) NICHT von Vektoren zu sprechen. In der athematik impliziert das mehr als in Programmiersprachen. Das ist aber meine persönliche Meinung.
(06.06.2018 07:54 )fAlbert schrieb:  Wenn mir das bitte jemand mit der Adresse erläutern könnte. Ich wäre euch so dankbar!

Auch wenn ich es nun noch nicht ganz verstehe: PD1 hat laut jg die Adresse 4. (Übrigens: Adresse = Index?)
s.o. und Nein. Bitte mach die schlau, was Modbus als Schnittstelle bedeutet. Prinzipiell kannst du dir Modbus grob so vorstellen: Ein Modbus-Slave (in deinem Fall der FU) stellt Speicherbereiche (bestehend aus U16 und Boolean-Registern) zur Verfügung, die du per Modbus-Master je nach Register-Typ nur lesen oder lesen und beschreiben darfst.

Input-Register & Discrete Inputs (jeweils max. 65535 Stück, deshalb brauchst du eine Register-Adresse, um den richtigen Speicherbereich auszulesen) darfst du als Master nur lesen.
Holding-Register & Coils darfst du lesen und beschreiben.

So, zu mehr hab ich aktuell keine Lust & Zeit.

Gruß, Jens

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06.06.2018, 13:17 (Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 06.06.2018 13:31 von fAlbert.)
Beitrag #7

fAlbert Offline
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RE: Hilfe: Simpler (Motoren-) Kennlinienprüfstand
Hallo Jens,

und nochmal Danke für deine rasche Antwort. Freut mich, dass du dir die Zeit genommen hast! Auch wenn ich ehrlich sagen muss, dass es mir nicht besonders gefällt was du mir hier auftischst... :|

Was die Starting Adress anbelangt hatte ich echt Tomaten auf den Augen. Meine Güte. Vielen Dank, dass du das für mich aufgelöst hast!

Was das Thema Modbus anbelangt: Au weih... Mir fehlen gerade etwas die Worte. Ich dachte das Thema hätte sich mit der funktionierenden Kommunikation für mich erledigt.

Doku hab ich zu Hauf. Zig PDF's mit aberhundert Seiten. Das ist eine Freude - insbesondere wenn man sich das erste mal mit so etwas auseinander setzt.

Jens, unter Berücksichtigung des Thread-Titels: "Simpler Kennlinienprüfstand"

Ist es denn wirklich zwingend erforderlich mit diesen Modbus Registern zu arbeiten? Das Ganze soll wirklich etwas ganz einfaches sein. Die Motoren sollen laufen wie im letzten Post beschrieben. Die vorhandene HW soll die genannten Größen erfassen und mit Hilfe eines Graphs in LV visualisiert werden. Ungenauigkeiten und Toleranzen sind erlaubt. Das ist kein professioneller Prüfstand für die Industrie.

Jetzt wo die Adressen des 1D-Arrays bekannt sind wäre es doch viel einfacher diese zu beschreiben wie zu Beginn von Freddy vorgeschlagen, oder?

"Output (Write Multiple Register)" wird mit den Werten beschrieben. Motoren werden angesteuert.
"Input (Read Holding Register)" wird gelesen. (Strom, Ist-Drehzahl, etc.)

Was sagst du/ihr dazu?

Grüße
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06.06.2018, 16:04
Beitrag #8

jg Offline
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RE: Hilfe: Simpler (Motoren-) Kennlinienprüfstand
Hallo,

mach doch aus einer Mücke keinen Elefanten. Dir sollte nur grundsätzlich klar sein, wie Modbus als Protokoll/Schnittstelle funktioniert. Die Umsetzung des Protokolls liefert dir die mitgelieferte API. Zum Einstieg brauchst du nur zu wissen:

- In der Regel wirst du als Prüfstand-Programmierer der Modbus-Master sein.
- Coils und Discrete Inputs werden ehrlich gesagt eher selten verwendet, kannst du auch erst einmal bei Seite lassen
- Jetzt kannst du dir Modbus so vorstellen: Der Slave stellt einen max. Speicherbereich von 2x 65535 U16 Wörtern zur Verfügung. Den einen Register-Bereich darfst du als Master nur lesen, den zweiten darfst du lesen und schreiben. Was jetzt in welcher Formatierung in diesem Speicherbereich wirklich steht, das musst du dem Handbuch deines jeweiligen Modbus-Slave-Teilnehmers entnehmen.

(06.06.2018 13:17 )fAlbert schrieb:  Was das Thema Modbus anbelangt: Au weih... Mir fehlen gerade etwas die Worte. Ich dachte das Thema hätte sich mit der funktionierenden Kommunikation für mich erledigt.

Doku hab ich zu Hauf. Zig PDF's mit aberhundert Seiten. Das ist eine Freude - insbesondere wenn man sich das erste mal mit so etwas auseinander setzt.

Jens, unter Berücksichtigung des Thread-Titels: "Simpler Kennlinienprüfstand"

Ist es denn wirklich zwingend erforderlich mit diesen Modbus Registern zu arbeiten? Das Ganze soll wirklich etwas ganz einfaches sein. Die Motoren sollen laufen wie im letzten Post beschrieben. Die vorhandene HW soll die genannten Größen erfassen und mit Hilfe eines Graphs in LV visualisiert werden. Ungenauigkeiten und Toleranzen sind erlaubt. Das ist kein professioneller Prüfstand für die Industrie.
Ja, das ist zwingend erforderlich. Aber freu dich, das machst du doch schon
(06.06.2018 13:17 )fAlbert schrieb:  Jetzt wo die Adressen des 1D-Arrays bekannt sind wäre es doch viel einfacher diese zu beschreiben wie zu Beginn von Freddy vorgeschlagen, oder?

"Output (Write Multiple Register)" wird mit den Werten beschrieben. Motoren werden angesteuert.
"Input (Read Holding Register)" wird gelesen. (Strom, Ist-Drehzahl, etc.)
Treffer, versenkt, so einfach ist es tatsächlich. Ist-Werte immer lesen, Soll-Werte immer schreiben. Und wenn du nicht immer das Sollwert-Array komplett schreiben willst, dann solltest du jetzt verstanden haben, wie du z.B. nur Holding-Register 5 schreibst (Hinweis: Funktion Write Single Register mit Start-Adresse 5).

Gruß, Jens

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06.06.2018, 17:18
Beitrag #9

fAlbert Offline
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RE: Hilfe: Simpler (Motoren-) Kennlinienprüfstand
Nee, nee, neee... Das Ganze ist definitiv ein Elefant. Ein ziemlich großer sogar. Smile

Natürlich nur aus meinem äußerst beschränkten Blickwinkel. Ich bin Hin und Her gerissen: Meine ab und zu dir kurz folgen zu können. Kurz darauf... Bahn

Zitat:Jetzt kannst du dir Modbus so vorstellen: Der Slave stellt einen max. Speicherbereich von 2x 65535 U16 Wörtern zur Verfügung. Den einen Register-Bereich darfst du als Master nur lesen, den zweiten darfst du lesen und schreiben. Was jetzt in welcher Formatierung in diesem Speicherbereich wirklich steht, das musst du dem Handbuch deines jeweiligen Modbus-Slave-Teilnehmers entnehmen.

Was meinst du damit? Wo in meiner Programmierung ist das von Relevanz? Ich möchte gerade glauben (Wunschdenken), dass ich lediglich die zwei Eingänge (Input u. Output) beschalten muss, damit sich die Motoren ansteuern lassen bzw. ich die Ist-Werte auswerten/erfassen kann. Stichwort: Treffer, versenkt, so einfach ist das.

Was genau beschreibst du dann jedoch in obigem Zitat? Steht das stellvertretend für den Output (r/w) und Input ®?

Zitat:Und wenn du nicht immer das Sollwert-Array komplett schreiben willst, dann solltest du jetzt verstanden haben, wie du z.B. nur Holding-Register 5 schreibst (Hinweis: Funktion Write Single Register mit Start-Adresse 5).

Nein, ich glaube nicht. Woher hast du nun die Start Adress 5? Meinst du damit das PD2?

Phew... Ich komm mir so richtig blöd vor. Sad

Grüße
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06.06.2018, 17:48
Beitrag #10

fAlbert Offline
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RE: Hilfe: Simpler (Motoren-) Kennlinienprüfstand
Und die Fragerei geht direkt weiter:

Habe ich mit dem 'Signalverlaufsgraph' den korrekten Graphen für mein Vorhaben (Kennlinien) gewählt?

Wie verhält sich das mit dem Erstellen mehrerer Y-Achsen? (Siehe Screenshot Post Nr.1)

Ich möchte für Spannung, Strom und Drehzahl eine separate angepasste, skalierte Y-Achse. "Achse kopieren" ist aus irgendeinem Grund schon mal ausgegraut und nicht möglich...

Benötige ich für mein Vorhaben vielleicht sogar sog. "Aktive Y-Achsen"?

Handelt es sich bei meiner X-Achse 'Drehmoment' auch um eine "aktive X-Achse", da sie von meinem Drehmomentsensor befüttert wird?

Gruß
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