KNX/EIB Füllständüberwachung Trinkwasserbehälter - Maximale Leitungslänge

[c0lt]

Sehr geehrte Damen und Herren,

für unseren geplanten Neubau im ländlichen Gebiet ist die Trinkwasserversorgung über eine eigene Wasserquelle notwendig. Es existieren bereits Behälter mit einem Fassungsvermögen von ca. 5000 Liter.
Die Entfernung zwischen dem Neubau und der Trinkwasserversorgung beträgt ca. 700 Meter.
Um den Neubau an die Trinkwasserversorgung anschliessen zu können, müssen neue Rohrleitungen verlegt werden. Gerne würde ich die einzelnen Trinkwasserbehälter an die geplante KNX Steuerung anschliessen um den Füllstand der Behälter zu überwachen.

Im Beitrag Füllstandsmessung meiner Zisternesind interessante Informationen ersichtlich. Allerdings geht es da um wesentlich kleinere Distanzen.

Die Maximalen Leitungslängen konnte ich im Internet finden. Daher habe ich mir nachstehende Lösung überlegt:
- Ein eigenes Liniensegment für die Anbindung der Füllstandsüberwachung
- 2 Netzteile, 1x am Beginn der Leitung, 1x bei einer Länge von 350m
- Am Ende der Leitung bei ca. 700m den entsprechenden Sensor

Stimmen meine Überlegungen? Ist KNX für dieses Szenario überhaupt die Beste Wahl?

Vielen Dank für eure Unterstützung
Christian

[eXec]

Bei der Länge ist eine KNX Variante aus meiner Sicht viel zu teuer und aufwendig. Wie wäre es mit einer 4-20mA Auswertung über einen Analogeingang?
Solange es nur um eine Messstrecke geht und keine weiteren Auswertungen und Schaltungen erfolgen sollen, sicher die kostengünstigere Variante.

Aus der Industrie weiß ich von Längen vonbis zu 300m für eine Auswertung, aber 700m ist schon eine Hausnummer.

Im Zweifel lässt sich aber schnell ein 700m Kabel aneinanderknüpfen und ein Testaufbau realisieren. Dann biste auf der sicheren Seite.

Gruß
Andre

[l0wside]

Die Maximalen Leitungslängen konnte ich im Internet finden. Daher habe ich mir nachstehende Lösung überlegt:
- Ein eigenes Liniensegment für die Anbindung der Füllstandsüberwachung
- 2 Netzteile, 1x am Beginn der Leitung, 1x bei einer Länge von 350m
- Am Ende der Leitung bei ca. 700m den entsprechenden Sensor

Auch wenn es außerhalb der Spezifikation ist, ist es einen Versuch wert. Der Spannungabfall auf der Leitung (rund 50 Ohm, bei 10 mA also ca 1/2V) fällt nicht wirklich ins Gewicht. Zwei Netzteile würde ich nicht einsetzen, es ist ja kaum Last am Bus. Allerdings wäre es wohl sinnvoll, das Netzteil auf die Seite des Sensors zu setzen - 230V sind vorhanden?

Auch die Laufzeit für das Acknowledge ist unproblematisch: Ein Bit ist bei KNX ca. 104µs lang, das entspricht rund 20 km auf Leitung.

Wenn es Probleme gibt, dann am ehesten durch Reflektionen. Dann muss man ggf. die Leitungsenden geeignet terminieren. Allerdings würde ich mir auch da erst mal keine allzu großen Sorgen machen. Wenn ich da an so manche CAN-Topologie denke...


Ansonsten fiele mir noch eine RS485-basierte Lösung ein. RS485-basierte Füllstandssensoren gibt es, Gateways RS485-KNX ebenfalls. Billiger wird das aber sicher nicht.

Max

[c0lt]

Wie wäre es mit einer 4-20mA Auswertung über einen Analogeingang?

Guten Tag Andre. Danke für deine Rückmeldung. Mit dieser Lösung werde ich mich mal genauer befassen. Ich hoffe, die entsprechenden Informationen aus dem Internet zu bekommen, da ich mich mit Analogeingängen noch nicht wirklich auseinander gesetzt habe.

Allerdings wäre es wohl sinnvoll, das Netzteil auf die Seite des Sensors zu setzen - 230V sind vorhanden?

Guten Tag Max. Danke für deine Rückmeldung. Eine 230V Anbindung ist aktuell nicht vorhanden und müsste eventuell über die gesamte Strecke mitverlegt werden. Eventuell ist auch eine lösung mit externer Stromversorgung über Solar oder Batterie möglich. Je nach Bedarf der Komponenten am Ende der Leitung.
Ich gehe aber davon aus, dass das Verlegen einer 230V Leitung im Erdreich eine Kostspielige Lösung sein wird (exlc. Bagger, da dieser ohnehin benötigt wird).

[eXec]

Da du keine 230V vor Ort zur Verfügung hast, bist du mit der 4-20mA Messstrecke bestimmt gut bedient, da du kein weiteres Netzteil benötigst. Dafür benötigst du natürlich einen Analogeingang. Der Spannungsfall kann bei der Länge (fast) außer Acht gelassen werden. D. h. solange die 20mA auf der Leitungslänge zum fließen gebracht werden können, hast du eine sehr genaue Auswertung.

Nimm auf jeden Fall eine 4-20mA Auswertung (nicht 0-20mA), da somit die Messstrecke auf Ausfall überwacht wird.

Und es müsste mitunter die günstigste Lösung sein...

[GLT]

Nimm auf jeden Fall eine 4-20mA Auswertung (nicht 0-20mA), da somit die Messstrecke auf Ausfall überwacht wird..

Nicht nur das - bei 0-20mA bräuchte er ohnehin eine Spannungsversorgung, da die Transmitter mit den 4mA gespeist werden.

Dennoch würde ich mir überlegen, ob eine Zuleitung sinnig wäre, z.B. Inspektionsbeleuchtung, leichtere Maschinen; klar kostet Geld, aber Baggern ist teuer u. muß derzeit ohnehin gemacht werden. Zumindest das Schutzrohr würde ich entsprechend dimensionieren.

[eXec]

Stimmt mit den 4mA wird der Transmitter versorgt.

Und auch ich würde ein entsprechendes Leerrohr mitlegen. Habe mal eben ausgerechnet, für 16A mit 230V benötigst du allerdings bei 700m und einem cos Phi von 0.9 mindestens 50mm² Cu Kabel. Somit ist der Spannungsfall mit 3,13% tollerierbar.

Das wird ein teurer Spaß...

[geri2901]

230V über 700m das wird kein Spaß!
einmal angenommen man will am Ende ein Gerät mit ca 2kW anschließen
das sind dann ca 10 A

unter Berücksichtigung eines maximalen Spannungsabfalls von 3 %
komm ich auf ein 25mm² Kabel
da kostet das Kabel schon einiges!

[eXec]

230V über 700m das wird kein Spaß!
einmal angenommen man will am Ende ein Gerät mit ca 2kW anschließen
das sind dann ca 10 A

unter Berücksichtigung eines maximalen Spannungsabfalls von 3 %
komm ich auf ein 25mm² Kabel
da kostet das Kabel schon einiges!

Bei einem cos Phi von 0,9 komme ich da auf 3,91%... Du müsstest schon auf 35mm² Cu erhöhen um unter 3% zubleiben.

I = 10 A
l = 700 m
cos Phi = 0,9
K = 56 Ohm * mm²/m
A = 25 mm²
U = 230 V

[geri2901]

ja stimmt, hab es jetzt selbst nachgerechnet.
das Programm das ich dafür benutzt habe funktioniert wohl nicht richtig....

[c0lt]

Danke noch mal für die bisheringen Antworten. Das Verlegen einer Stromleitung möchte ich aus Kostengründen wenn möglich vermeiden.

Bei einem 700m Leerrohr müsste ich vermutlich einige Zwischenöffnungen/-schächte vorsehen. Ich kann mir nicht vorstellen in ein Leerrohr mit Zugdrat über diese Länge später ein Kabel nachzuziehen.

Gibt es von eurer Seite Erfahrungswerte in diesem Bereich. Die 700 Meter Strecke wird sehr gerade verlaufen. Mit etwas Gefälle.

Danke für eure Unterstützung
Christian

[eXec]

Danke noch mal für die bisheringen Antworten. Das Verlegen einer Stromleitung möchte ich aus Kostengründen wenn möglich vermeiden.

Bei einem 700m Leerrohr müsste ich vermutlich einige Zwischenöffnungen/-schächte vorsehen. Ich kann mir nicht vorstellen in ein Leerrohr mit Zugdrat über diese Länge später ein Kabel nachzuziehen.

Gibt es von eurer Seite Erfahrungswerte in diesem Bereich. Die 700 Meter Strecke wird sehr gerade verlaufen. Mit etwas Gefälle.

Danke für eure Unterstützung
Christian

700m sind eher weniger das Problem, wenn du eine Seilwinde besitzt und einen Eimer Vaseline. Auch Zugdrähte kann man mit Pressluft einblasen, falls nicht vorhanden. Meine Längste Strecke, die ich begleitet habe, waren 3.500m mit einen 25kV Kabel (3x1x500mm²), aber da kam eine Winde (LKW) mit einer maximalen Zugkraft von 25t. Gezogen worden ist mit 4,8t Zugkraft, da das Kabel nicht so hoch belastbar ist.

Wichtig ist, das dein Leerrohr groß genug vom Durchmesser ist.
Voraussetzung ist immer passendens Werkzeug. Bei 700m kannst du es auch mit einer kleinen motorbetriebenen Winde schaffen (Gleitmittel nicht sparsam verwenden).