Защита каналов ввода/вывода от перегрузок

[Densss]

в том числе - дискретные каналы через реле

Только как организовать питание этих реле, если заказчик просит, чтобы в поле уходили только низкопотенциальные цепи? Даже если питать от разных блоков, общая точка у блоков питания ведь будет (заземленный минус). А у меня еще и требование от проектировщиков использовать один резервируемый блок питания?

[Ryzhij]

И ещё бы тип БП указать - чтобы знать, кто так замечательно пробивается что переменку в постоянный ток подаёт. Страна должна знать своих героев.

Так пробились, судя по всему не БП, а модули I/O на землю.

[Densss]

Использовать блоки питания, предназначенные для параллельного включения с внутреней или внешней диодной развязкой и цепями выравнивания нагрузки (в крайнем случае с корректировкой вручную и уравниванием выходного напряжения с точностью 50mV) не пробовали?

Так и сделано (см.схему форум.dwg)

Отправлено спустя 8 минут 42 секунды:

Так пробились, судя по всему не БП, а модули I/O на землю.

Пробился именно блок AI (точнее его питание) на стойке ET200S. Блоки питания даже не заметили этого. ЦПУ 1500 целое. Причем блоков AI 8 штук - и все время горели разные. Объект в целом через одно место: заказчик отказался от ПНР полевого оборудования. Я еле выбил от монтажников протоколы монтажа и взял ответственность только до своих клемм. Найти причину помог случай - авария на котле произошла во время моего очередного визита: сидел обвешавшись осциллографами и услышал короткий "ДЗЫНЬ". Начал искать что произошло и добрался до наладчиков котла, которые не могли понять, почему срабатывает автомат в цепи питания аварийной сигнализации у них.

Отправлено спустя 2 минуты 33 секунды:

Что за БП такой

DRL-24V240W1EN Delta Блок питания импульсный 10А

[Ryzhij]

Пробился именно блок AI (точнее его питание) на стойке ET200S.

Повторю - заземляйте общий проводник (у вас это минус), если можете.
В цепях автоматики это рекомендуется.
Если не можете - ставьте хотя бы цепи защиты от перенапряжений и контроль изоляции.

[Densss]

Повторю - заземляйте общий проводник (у вас это минус), если можете.
В цепях автоматики это рекомендуется.
Если не можете - ставьте хотя бы цепи защиты от перенапряжений и контроль изоляции.

Он заземлен в блоке питания. По крайней мере относительно земли 24VDC измеряется. Возможно можно попробовать от общей шины мм6 бросить.

[Ryzhij]

По крайней мере относительно земли 24VDC

Это не годится. Ток аварийного замыкания должен идти не через БП, а через внешний проводник уравнивания потенциалов на ГЗШ.
А 24 Вольта можно намерить по любой причине.

[Jackson]

Пробился именно блок AI (точнее его питание) на стойке ET200S

Вот теперь понятно. Но это непоказательно ИМХО. 220вольт вместо 24 - тут что угодно выгорит, удар приняли на себя AI, а могло и что-то другое выгореть с тем же успехом, и -24В на корпус от этого не спасло бы.

Вас не смутило что в схеме никаких защит нет по постоянному току? Да и по переменному тоже перегрузки точно нет, только КЗ с задранной в космос отсечкой (которая может и не сработать если ток КЗ достаточный не разовьётся)?

[Ryzhij]

и -24В на корпус от этого не спасло бы.

Позвольте мне с этим не соласиться.
Во-первых, не на корпус, а на землю. Это разные вещи.
При заземленном минусе, вероятно, сработала бы токовая, либо дифференциально-токовая защита цепи 220VAC, а высокому напряжению на модуле AI просто неоткуда было бы взяться.

[Jackson]

Во-первых, не на корпус, а на землю. Это разные вещи.

Согласен, это разные вещи. Я имел в виду землю конечно же.

При заземленном минусе, вероятно, сработала бы токовая, либо дифференциально-токовая защита цепи 220VAC

Диф.защиты в таких цепях нет. А МТЗ - это на удачу. Вот именно что, во-первых, "вероятно", а во-вторых, при минусе на земле появление десятикратно увеличенного напряжения в любом случае выжгет что-нибудь в цепи, независимо от того, заземлён ли один из полюсов.

В цепи есть БП, датчик и AI, больше ничего нет. Пробившийся БП выдаёт десятикратное напряжение на датчик и AI. По закону Ома растёт ток, который вместе с напряжением воздействует на датчик и AI. БП уже пробит, его не жалко. И начинается лотерея, что сработает раньше: аппарат защиты, если он вообще есть, а в представленной схеме защита отсутствует (я трижды об этом говорил), или что-то из AI или датчика, защитив собой аппарат защиты. При этом нет разницы, потечёт этот ток через землю или через минус - главное что он потечёт через всё что в цепи. БП стоит рядом с AI, AI первым примет удар. Что он, собственно, и сделал. Против лома нет приёма.

[Ryzhij]

во-вторых, при минусе на земле появление десятикратно увеличенного напряжения в любом случае выжгет что-нибудь в цепи, независимо от того, заземлён ли один из полюсов.

С этого места по подробнее, пожалуйста )

Напряжение, как говорят ученые мужи, это разность потенциалов.
У земли (точнее у ГЗШ) нулевой потенциал.
Заземляем минус.
Потом на этот минус коротит нечто с неизвестным (но явно не нулевым) сопротивлением от фазы с потенциалом 220 VAC.
И?
Либо все мероприятия по уравниванию потенциалов и наложению заземления пустая затея, либо... Вы правы, и на заземленном минусе появился вдруг занесённый потенциал))) и породил опасную разность потенциалов между заземленным минусом и заземленным же шасси.
Ничего странного не находите?

[Andreywys]

Не совсем в тему, но для защиты 24В у нас на котельной стоят модули murr mico. Очень удобная вещь. И уставку тока можно менять и самовосстанавливающиеся. Плюс аварию в скаду завести с них можно. Но уж очень дорого-богато.

[Densss]

Так защита есть же. 2х полюсные автоматы на постоянный ток. 1амперные.

Отправлено спустя 43 минуты 54 секунды:

Вас не смутило что в схеме никаких защит нет по постоянному току?

Модули защищены. Модули подключены в соответствии с рекомендацией Siemens и запитаны через 2х полюсные автоматы pl72p1a-DC на 1а. При этом для отходящих цепей они защиту не предусматривают: рекомендуют сразу на модуль кабель сажать и для подключения экрана сразу зажим на модуль есть. Как, на ваш взгляд, нужно было сделать (организовать защиту выходных цепей)?

[Jackson]

С этого места по подробнее, пожалуйста )

Что именно?

на заземленном минусе появился вдруг занесённый потенциал)))

Относительно ЧЕГО потенциал?

В таких случаях надо брать лист бумаги, карандаш и рисовать все цепи, сопротивления, пускать по ним токи и смотреть где сколько упадёт.

Вы говорите про случай, когда фаза с переменки пробилась исключительно на минус в постоянке. Все остальные цепи при этом абсолютно развязаны и сопротивления по ним бесконечность? И фаза, пробившись на минус, совершенно никак не будет связана с плюсом? И больше ничего не произойдёт?

Первое что будет пробито - это выходная цепь внутри БП по постоянке и ток потечёт и в плюс тоже через пробитый например транзистор и конденсатор. Остаётся только молиться, что все имеющиеся защиты сработают раньше чем будет сожжено что-нибудь ещё.

[Jackson]

Так защита есть же. 2х полюсные автоматы на постоянный ток. 1амперные.

Ткните пожалуйста - где? На схеме выше я вижу только 10А автоматы как по входу так и по выходу без указания типов и кривых. Если принять что тип и кривые у них одинаковые (не подписано же) - это равнозначно отсутствию защиты.

Вы писали ранее:

Модули подключены в соответствии с рекомендацией Siemens и запитаны через 2х полюсные автоматы pl72p1a-DC на 1а. При этом для отходящих цепей они защиту не предусматривают: рекомендуют сразу на модуль кабель сажать и для подключения экрана сразу зажим на модуль есть.

Ну а я зачем просил схему питания показать? Чтобы потом описывать текстом и фантазировать, что там за пределами этих листов? У меня ведь своя работа тоже есть, по которой фантазировать приходится - будьте здрасте сколько.

К сожалению, мне ничего не говорит тип автомата и гугл его не гуглит. Кривую отключения бы посмотреть и понять, в какой цепи он стоит. И ценник его (любопытно).
В любом случае, аппарат защиты на 1,3А при токах 20мА - это защита, по-Вашему? Мы же вход защищаем с номиналом 20мА. Пусть на модуле 10 входов - ладно, 200мА. Что это меняет?

Вот именно что это - рекомендация. А не догма, не готовый ответ который можно просто списать, не разбираясь. Не, списать-то можно, а вот будет ли работать - на это Сименсу глубоко фиолетово, поверьте.

Не путайте аппарат защиты с самой защитой. Аппараты защиты и в качестве рубильников ставят.

[+] личное мнение

Я не вижу смысла ставить 1А автоматы (и похожих номиналов), особенно на вторичный постоянный ток. Стоят они космических денег (если нормальные), характеристика по перегрузке медленная, отсечка по КЗ где-то далеко вверху (причём где именно - не знает даже производитель), места занимают на целый модуль. Предохранители компактнее, существенно дешевле и лучше работают по назначению. А на сэкономленные деньги можно шикануть в других местах. И выбитый автомат можно просто включить обратно и не париться. А пока за предохранителем персонал ходит - будет дополнительное время подумать о причинах случившегося, чтобы не ходить потом снова.
И ещё селективность. У модульных автоматов между собой она непредсказуема, будет она или нет и в какую сторону - это всегда лотерея.
Это личный опыт, не правило. Стараюсь делать чтобы было хорошо, а не согласно рекомендациям людей, которых я в глаза не видел. Инжиниринг подразумевает осознанное принятие решений и ответственность за них, а просто копипастить типовые решения из каталогов - это и школьников научить можно, какое-либо техническое образование для этого не нужно.

[Densss]

Ну а я зачем просил схему питания показать

файл форум.pdf лист 6,7,8,9 питание корзин et200sp.

Отправлено спустя 3 минуты 34 секунды:
Выключатель https://euro-avtomatika.ru/product/pl7- ... rt-264895/

[Ryzhij]

В таких случаях надо брать лист бумаги, карандаш и рисовать все цепи, сопротивления, пускать по ним токи и смотреть где сколько упадёт

Именно это я и хочу Вам предложить.
Но все цепи не надо. У нас есть вполне конкретный случай, вот о нем давайте и поговорим.

Отправлено спустя 5 минут 26 секунд:

Относительно ЧЕГО потенциал?

Хороший вопрос - найдите ответ для двух случаев:
1) Корпус и корзина заземлены, а минус БП нет;
2) Минус БП тоже заземлён.

[Jackson]

файл форум.pdf лист 6,7,8,9 питание корзин et200sp.

Извините, видимо я в чём-то запутался и не видел почему-то.
Не суть, теперь увидел.

Это обычный автомат, кривая С, при применении на постоянном токе уставка растёт в 1,4 раза. Смотрим кривую С.

Отсечка по КЗ - 5..10 номиналов. Сколько конкретно - а как повезёт. Перегрузка начинает что-то чувствовать с 1,13. При 2А будет срабатывать от 10 до 50 секунд, при 3А - 2...12 секунд, , от 5 до 10А будет отсечка. - это на переменном токе. Умножаем токи на 1,4. Отсечка от 7 до 14А. Какой номинальный ток в этой цепи (за каждым автоматом 1А) у Вас? Какой пусковой ток? Назовите цифру. А потом сопоставьте её с характеристикой С, то есть разделите 7...14А на Ваш ток. Какая кратность получилась? Напишите цифру, и мы посмотрим, защита ли это.
Заодно см.стоимость автомата, и стоимость предохранителя ВПБ (или ВПТ) 5х20 с держателем. И характеристики предохранителей можно посмотреть.

На выходе БП автоматы 10А тоже С. То есть отсечка 10*1,4*(5...10) = 70...140А. Как думаете, 10-амперный БП пока он исправен (не пробился) в состоянии выдать такой ток КЗ в течение времени, достаточного для отключения автомата? Я не знаю, смотреть надо конкретный БП, но есть сомнения. Зато нет сомнений в том что ток перегрузкки он не выдаст от 70А - в нём ограничение не больше чем до 12А. а дальше внутренняя защита и перезапуск.

По входу БП стоит тоже 10А С. Отсечка 50...100А. номинальное потребление БП = 240W / 230VAC / <КПД где-то 0,88> = 1,18А. Какой пусковой ток этого БП? Только он является основанием завышать защиту по входу. Скажите его.

Так что, исходя из вышеизложенного, жду Ваших цифр, но пока что наличие нормальной защиты работающей защиты нигде не просматривается.

А будет вот что: предположим коротнуло где-то далеко, и совсем не факт что будет развит ток, который хотя бы одному автомату позволит сработать по отсечке. Это худший случай, в котором отключаться будем по перегрузке довольно долго, а за это время много чего погореть может. А если ток не превысит 2*1,4 = 2,5А, то вообще отключаться не будем, будем продолжать жечь схему ещё до минуты ли больше. За минуту можно много чего спалить и развить неисправность.
Это не наш случай (который тут рассматриваем), но тоже ведь возможный, правда?

Именно это я и хочу Вам предложить.

Да рисовал уже. :)

Хороший вопрос - найдите ответ для двух случаев:
1) Корпус и корзина заземлены, а минус БП нет;

Фаза прилетела на минус? Имеем в цепи питания напряжение 24+-230VAC. Сгорит всё что успеет сгореть. Всё зависит от защит, но от этого лома трудно найти приём. Остаётся уповать только на быстроту защиты и внутренние защиты в модулях (а их нет по условию задачи), ну или на то что что-нибудь очень быстро сгорит и замкнёт собой цепь накоротко как Матросов. Достигнет ли при этом ток уставок аппаратов защиты по переменке - тоже зависит, может и нет.

2) Минус БП тоже заземлён.

Здесь лучше. Сработает аппарат защиты по переменке, да не один а все что по дороге. Шансов больше. Но тем не менее, я лично видел как по внутренним цепям пробитого БП за это время развивается ток в другой полюс (в нашем случае в плюс) - там выходной каскад пробивается - в результате чего в цепи 24В появляется напряжение в разы больше 24В. Как видел? Да вскрывал БП и видел пробитые каскады. Цепь есть - будет и ток. Оно (напряжение) недолго существует - до отсечки по переменке, однако достаточно может быть и этого. В этом случае электроника может быть сожжена и если защиты подобраны как на схеме - ничто от этого не убережёт. Хотя шансов на это - кажется что меньше. Но это только кажется.
На установках где минус заземлён при глухом КЗ даже не на минус, а просто на заземлённую нейтраль или сразу на ГЗШ нередко выгребают горелую электронику по питанию 24В, причем зарядник цел и ни одна защита в постоянном токе не сработала (в том числе и из-за неправильного подбора защит).

[Ryzhij]

Фаза прилетела на минус? Имеем в цепи питания напряжение 24+-230VAC. Сгорит всё что успеет сгореть.

Не всё, а лишь то что "пробьёт" на землю.

Здесь лучше. Сработает аппарат защиты по переменке, да не один а все что по дороге.

Да пофигу на автоматы - пока они сработают, электроника выгорает, если на ней недопустимое напряжение.
Фишка в том, что в случае заземления минуса этого напряжения между корзиной и модулем не возникает вообще при замыкании фазы на минус.

Отправлено спустя 4 минуты 20 секунд:

На установках где минус заземлён при глухом КЗ даже не на минус, а просто на заземлённую нейтраль или сразу на ГЗШ нередко выгребают горелую электронику по питанию 24В,

Бывает лишь в случаях, когда металлосвязь функционального заземления (минус - ГЗШ) ниже допустимых норм.

[Jackson]

Не всё, а лишь то что "пробьёт" на землю.

Это к незаземлённому минусу же был ответ. В первый момент прикладывания фазы на минус может быть бросок напряжения на +-230В, смотря в какой момент синусоиды это произойдёт. Ии по опыту он будет. Так что достанется всему что запитано от 24В.
Такого не произойдёт, если всё выключено, сначала подать фазу на минус а потом включить источник 24В - всё будет прекрасно работать, если нигде нет проблем с изоляцией. А в обратном случае - с большой вероятностью произойдёт.

Фишка в том, что в случае заземления минуса этого напряжения между корзиной и модулем не возникает вообще при замыкании фазы на минус.

Это понятно и хорошо. И даже безопасно. Но описанное мной имеет место быть, тем не менее.

Бывает лишь в случаях, когда металлосвязь функционального заземления (минус - ГЗШ) ниже допустимых норм.

Да. Скорее всего так и есть. Мы же в реальном мире живём, где ТО делается абы как (если вообще делается), где от проектных и нормативных требований отступают потому что "я художник, я так вижу" и т.д. Если всё делать совсем правильно то и фаза в постоянный ток никак не прорвётся, у неё просто шансов не будет на это. Я в России видел всего один в жизни объект, где абсолютно всё делается как положено - там одно удовольствие работать, там всегда всё понятно. Если и есть проблемы с которыми надо долго разбираться - так это действительно проблемы, которые даже интересно решать, а не жучков выискивать по проводке.
.

[+]

Только удовольствие смазывается строжайшим регламентом, который нашего человека раздражает просто фактом своего наличия

Если бы всё делалось совсем правильно - и вопроса бы этого у автора не возникло бы.

[Densss]

Если бы всё делалось совсем правильно - и вопроса бы этого у автора не возникло бы.

первое, что увидел, когда приехал на объект, это провод заземления от шкафа к ГЗШ, просто висящий на болте.

Отправлено спустя 5 минут 3 секунды:
Спасибо всем, кто откликнулся

[Ryzhij]

Это к незаземлённому минусу же был ответ. В первый момент прикладывания фазы на минус может быть бросок напряжения на +-230В, смотря в какой момент синусоиды это произойдёт. Ии по опыту он будет. Так что достанется всему что запитано от 24В.

[+]

Ваш покорный слуга в годы своей инженерной молодости разрабатывал схемы управления для систем контроля готовой продукции электроники. В основном это были газоразрядные приборы. У них весьма большая и разнообразная номенклатура испытательных напряжений и их комбинаций. Поэтому я лично, не только теоретически, свидетельствую что...

Даже если к минусу БП приложить фазу, то между минусом и плюсом БП так и останется стабилизированное напряжение, 24VDC в нашем случае.
Ничего из запитанного от этого БП не сгорает, пока нет пробоя элементов цепи на землю.
Вангую, что на входе AI пробило низковольтные кондесаторы фильтра, которые обычно соединяют с тем же функциональным заземлением, что и экраны кабелей аналоговых каналов.

[Ryzhij]

первое, что увидел, когда приехал на объект, это провод заземления от шкафа к ГЗШ,

"Аграрный вопрос" - вопрос о заземлении, это первое, что надо решать. И решать ДО подачи питания на аппаратуру.

[Jackson]

Даже если к минусу БП приложить фазу, то между минусом и плюсом БП так и останется стабилизированное напряжение, 24VDC в нашем случае.

В установившемся режиме - да. И я ровно это же и написал выше.

[Ryzhij]

Даже если к минусу БП приложить фазу, то между минусом и плюсом БП так и останется стабилизированное напряжение, 24VDC в нашем случае.

В установившемся режиме - да. И я ровно это же и написал выше.

В любом)))
И в динамике тоже. БП весьма близок по своим характеристикам к идеальному источнику напряжения, уж до области радиочастот точно.

[Jackson]

В любом)))

Ну, у меня другое мнение на этот счёт. Опыт его подтверждает.