Die Ironcore-Flachlinearmotoren der Baureihe L/LK überwachen die Wicklungstemperatur mit in die Wicklungen eingebetteten PTC-Thermistorsensoren. Diese Seite beschreibt die Sensorkonfiguration der Baureihe, ihre Widerstands-Temperatur-Kennlinie und die Schwellwerte, die in der SPS für Warnung, Alarm und Hardware-Backup-Auslösung eingestellt werden müssen.

Verwandte Seiten: Ironcore-Baureihe L/LK · Verbindungssystem · Wie ein Ironcore-Flachlinearmotor funktioniert

Die Sensorkette besteht aus zwei PTC140 und einem PTC600 in Reihe geschaltet, die in den Motorwicklungen eingebettet sind:

• PTC600 — überwacht die Wicklungstemperatur über den gesamten Arbeitsbereich (allmählicher Widerstandsanstieg mit der Temperatur).
• 2 × PTC140 — Hardware-Backup: scharfer Widerstandssprung bei ≈ 140 °C, unabhängig von jeder Antriebssoftware.

Da die drei Elemente in Reihe geschaltet sind, ist der gemessene Widerstand die Summe der drei Anteile — die SPS liest einen einzigen Wert und unterscheidet alle drei Schutzebenen über Schwellwerte.

Die Kennlinie ist by Design nichtlinear:

• bis ≈ 130 °C steigt der Gesamtwiderstand allmählich (der PTC600 dominiert: ≈ 480 Ω bei 10 °C → ≈ 1450 Ω bei 160 °C);
• bei ≈ 140 °C lösen die beiden PTC140 aus und multiplizieren den Gesamtwiderstand um mehr als eine Größenordnung (von ≈ 3000 Ω auf > 20 kΩ innerhalb weniger Kelvin).

Dadurch können dieselben zwei Adern drei unterschiedliche Schutzebenen übertragen.

In der Praxis zeigt die Kurve einen linearen Verlauf bis ≈ 115 °C Wicklungstemperatur — die Kurve ist die des PTC600, der die Reihe dominiert. Oberhalb dieser Temperatur kommen die 2 × PTC140 zum Zug, deren Kennlinie schalterartig ist: der Widerstand steigt sehr schnell.

Die Konfiguration bezieht sich auf den Analogeingang einer Siemens ET 200SP Station — Modul 6ES7134-6JD00-0CA1 (AI 4xRTD/TC 2-/3-/4-wire HF).

Die ET 200SP ist das modulare dezentrale I/O-System von Siemens: die I/O-Station wird direkt an der Maschine montiert und über PROFINET mit dem Controller verbunden. Das 6ES7134-6JD00-0CA1 ist der 4-Kanal-Analogeingang in High-Feature-Ausführung für Widerstandsthermometer (RTD), Thermoelemente, Widerstände und Spannung — Auflösung bis 16 Bit, mit kanalweis konfigurierbarem Messart, Störfrequenzunterdrückung und Smoothing, zudem kanalweiser Diagnose.

Den Analogeingang wie folgt konfigurieren:

Den Modus „PTC“ nicht verwenden: er ist für Kaltleiter Typ A nach DIN/VDE 0660-302 ausgelegt, also für eine einzige Auslösung. Für diese Kette ist die Ohm-Ablesung mit 6000-Ω-Bereich erforderlich — sie liefert auch den linearen Teil der Kennlinie.

• Warnung — 1240 Ω (≈ 110 °C): die Wicklung nähert sich der thermischen Grenze. Last reduzieren oder Kühlung verbessern. Das Signal setzt sich automatisch zurück, sobald der Widerstand unter 1200 Ω fällt.
• Alarm — 1650 Ω (≈ 130 °C): thermische Grenze erreicht. Antrieb stoppen oder Derating erzwingen. Rücksetzung unter 1550 Ω.
• Hardware-Backup — 3000 Ω (≈ 140 °C): das PTC140-Paar hat ausgelöst. Diese Stufe ist unabhängig von jeder Softwareeinstellung — der Widerstandssprung wird von den Sensoren selbst erzeugt. Rücksetzung unter 1800 Ω erst nach Abkühlung.

R := INT_TO_REAL(raw) * 6000.0 / 27648.0;   // Bereich 6000 Ω
IF raw >= 32000 OR R < 300.0 THEN           // Überbereich / Leiterbruch / Kurzschluss
    fault := TRUE;                           // Sensorfehler, kein Temperaturfehler
END_IF;
// Entprellung ca. 2 s, dann:
IF R >= 1240.0 THEN warn  := TRUE; END_IF;
IF R <= 1200.0 THEN warn  := FALSE; END_IF;
IF R >= 1650.0 THEN alarm := TRUE; END_IF;
IF R <= 1550.0 THEN alarm := FALSE; END_IF;  // besser mit manueller Rücksetzung

Der Rohwert wird auf den 6000-Ω-Bereich skaliert (27648 = Nennendwert eines Analogeingangs vom Siemens-Typ). Der Sensorfehler (Überbereich, Leiterbruch oder Kurzschluss) wird getrennt von den Temperaturstufen gemeldet: er darf nicht mit einem thermischen Alarm verwechselt werden. Der Alarm sollte besser mit manueller Rücksetzung im HMI gehandhabt werden.

• Die Kette mit einem einzigen analogen Eingang auswerten — die drei Stufen werden über Schwellwerte auf dem Gesamtwiderstand unterschieden.
• Die Rückkehrhysterese genau wie in der Tabelle einstellen, um Warn-/Alarmflattern an den Schwellwerten zu vermeiden.
• Die PTC140-Auslösung (3000 Ω) ist ein Hardwareschutz: vor der Rücksetzung die Verdrahtung prüfen — ein unterbrochener Leiter wird als offener Kreis gelesen.
• Die Widerstandswerte sind typische Werte: die SPS-Schwellwerte auf die Werte der Tabelle konfigurieren, nicht auf die Datenblätter der Einzelsensoren.