Передача дискретных сигналов на большие расстояния (1км)?

Добрый день,
Между двумя ПЛК требуется передать несколько дискретных сигналов (сухие контакты), расстояние между ПЛК 1км.
цифровые интерфейсы (Profibus, Profinet и т.п.) заказчик не рассматривает.

Вопрос: какое напряжение для передачи сигнала оптимально выбрать 24V DC, 230V AC или др.,
(с точки зрения помехоустойчивости)?

24V DC справится? Кабель планируем использовать 1.5мм2 медь, обязательно ли нужен экран?
Прием сигналов через промежуточные реле (одна, две или четыре группы контактов).

Планирую использовать 24V DC, для приема сигналов поставим реле с двумя перекидными контактами (напр., феникс 2967073), нам достаточно одной группы контактов, две группы контактов взяты чтобы немного нагрузить линию.
Падение напряжения при такой лини будет меньше 2В DC., на конче линии получим где-то 22-21V DC что достаточно для нормально работы вспом.реле.

У нас не некоторых высоковольтных подстанция есть линии электрических блокировок длиной около 2км, там используется 220V DC, работает отлично…но связываться с 220V DC не хотелось бы, для этого нужно ставить отдельный блок питания…да и в нашем шкафу не хотелось бы иметь 220V DC (опасно для жизни).

Сообщение **VaBo** » 02 авг 2020, 15:00

2 Вольта вы посчитали для одного реле?
Учли падение в проводнике 0VDC? Если все реле (сколько их?) включить, сколько потеряете в этом проводе?

VaBo писал(а): ↑02 авг 2020, 15:00 2 Вольта вы посчитали для одного реле?
Учли падение в проводнике 0VDC? Если все реле (сколько их?) включить, сколько потеряете в этом проводе?

всего реле будет 5 штук.
кабель 12x1.5mm2

катушка одного реле потребляет 17,5 мА...
кадое реле будет подключено двумя проводами плюс отправили на второй ПЛК, там через сухой контакт плюс вернулся на кашутку реле...(минусы реле джамперами в шкафу).

длина линии в таком случае сколько 1км или 1км туда и 1 обратно = 2 км?

падение 0 V DC? не понял вопроса...
какая разница сколько будет включено реле...каждое реле подключено отдельными жилами кабеля.

Сообщение **VaBo** » 02 авг 2020, 15:55

hardwareprojectspro писал(а): ↑02 авг 2020, 15:14 какая разница сколько будет включено реле...каждое реле подключено отдельными жилами кабеля.

Ну так бы и написали...

hardwareprojectspro писал(а): ↑02 авг 2020, 15:14 падение 0 V DC? не понял вопроса...

Это я так общий провод обозвал, которого у вас не оказалось.
Делайте, вопросов быть не должно (ну кроме молний).

Сообщение **rwg** » 02 авг 2020, 19:08

При питании ~220В из-за ёмкости кабеля(порядка 100пФ/м) при разомкнутом контакте через реле потечёт емкостной ток. Современные реле часто срабатывают от 0,5мА, то есть ложные срабатывания-несрабатывания могут быть уже дли длине кабеля порядка нескольких десятков метров. Для постоянного тока проблемы могут быть только из-за слишком большого сопротивления кабеля, считайте необходимое сечение.

если сравнивать "помехозащиту/живучесть"
например если сигнальный кабель проходит рядом с силовым кабелем от преобразователя частоты (не экранированный)...
то какое напряжение 24V DC или 230V AC будет более помехозащищенным? (если можно так сказать)...

Сообщение **VaBo** » 02 авг 2020, 20:27

24VDC, конечно. Емкостные наводки отсутствуют. В вашем случае дополнительно поможет, что реле питаются от пар, помеха будет частично компенсироваться. Только провода для пар берите соседние, они по всех длине кабеля так пойдут.

Сообщение **Jackson** » 23 авг 2020, 10:31

hardwareprojectspro писал(а): ↑02 авг 2020, 14:51 Вопрос: какое напряжение для передачи сигнала оптимально выбрать 24V DC, 230V AC или др.,
(с точки зрения помехоустойчивости)?

любое из перечисленных. Ещё можно 110 VDC.
При нормально сделанных цепях будет работать.

Крайний раз я на 2 километра 24 вольтами передавал - выяснилось про два километра только во время ПНР ("спасибо" заказчику за "подробное" ТЗ), это не сознательное решение было. Но работает без сбоев больше двух лет.

Jackson писал(а): ↑23 авг 2020, 10:31 При нормально сделанных цепях будет работать.

поясните пожалуйста что значит эта фраза?
как думаете кабель должен быть экранированный?
думаю остановимся на 24V DC...

Сообщение **Jackson** » 23 авг 2020, 14:14

hardwareprojectspro писал(а): ↑23 авг 2020, 12:31
Jackson писал(а): ↑23 авг 2020, 10:31 При нормально сделанных цепях будет работать.
поясните пожалуйста что значит эта фраза?
как думаете кабель должен быть экранированный?
думаю остановимся на 24V DC...

Естественно как минимум экранированный с хорошим перекрытием.
Я вообще всё, выходящее наружу, рассчитываю как минимум на экранирование, и рекомендую по месту броню применить (дальше уже заказчик решает и монтирует).
В моем случае кабель был экранированный бронированный, цепи с выходом наружу - с отдельной защитой по питанию (питание общее), гальваническая развязка от остальных цепей через электромеханические реле (не ТТР), релюшки с подавлением утечек. В одном кабеле были цепи 24VDC мои (опрос дискретов) и 220VDC с другой стороны (управление выключателями в РУ). 24VDC от корпуса шкафа гальванически развязано. Во всём щите соответственно нет косяков типа кольцевого питания, экраны интерфейсов заземлены в положенных местах. То есть, ничего особенного, просто всё аккуратно сделано и на моей стороне, и на той что в двух километрах.

Если кабель не бронированный, то я бы УЗИПы ещё добавил, может быть. Напряжение выше 110 вольт я бы не поднимал (у меня на 24 работает).

А почему оптику не хотите? В другом месте мне надо было на 1,5 километра десяток дискретов и 6 аналоговых перебросить - мультиплексоры поставил, тоже работает, а можно и любые удаленные в/в. Стоимость прокладки километра кабеля такова, что оптика это или прямой дискрет - на общую стоимость не сильно влияет.

Отправлено спустя 6 минут 57 секунд:
Минимальная коммутационная способность не сразу сказывается, тут годы эксплуатации должны пройти. Поэтому в алгоритме надо делать так, чтобы отказ прохождения этих сигналов не позволял установке уйти в опасную аварию. Если лет через пять забарахлит какая-то цепь (несмотря на регулярное ТО) - просто меняется соответствующая реюшка и всё. Главное чтобы её можно было потом определить, средства визуализации должны позволить это быстро сделать.

Jackson писал(а): ↑23 авг 2020, 14:20 релюшки с подавлением утечек.

какие реле Вы использовали? можно тип?
и не совсем понятно, что значит с подавлением утечек? это отдельная схемотехника...или уже в релейным модуль встроено?

Сообщение **Jackson** » 24 авг 2020, 12:00

hardwareprojectspro писал(а): ↑23 авг 2020, 16:37 какие реле Вы использовали? можно тип?

Finder 38.51.7.024.0050 стоят на том проекте.

hardwareprojectspro писал(а): ↑23 авг 2020, 16:37 и не совсем понятно, что значит с подавлением утечек? это отдельная схемотехника...или уже в релейным модуль встроено?

Именно встроено.
У Finder такое есть для напряжений катушки (110…125)В AC/DC - (230…240)В AC
Указанный выше Finder на 24VDC, поэтому там подавления нет, но они и сами по себе качественные на этот счёт (и эксплуатация это доказала). А на прочие напряжения я беру реле со встроенным подавлением.
Напоминаю, что кабель там лежит экранированный бронированный.

Сообщение **tonyk** » 28 авг 2020, 07:48

Несколько раз сталкивался, когда сигнальные кабели были не экранированы и проложены рядом с силовыми. В итоге щит диспетчера вполне внятно светился даже при снятом напряжении! Спас ситуацию подключением параллельно индикаторам баластных резисторов. Очень похоже, что в реле от Финдер используется подобное решение. Поэтому кабель использовать только экранированный, желательно с витыми парами. Реле использовать электромеханические, ни в коем случае не с пониженной мощностью срабатывания. И не пренебрегать модулями защиты линии от перенапряжений на концах кабеля.

Сообщение **Jackson** » 28 авг 2020, 10:13

tonyk писал(а): ↑28 авг 2020, 07:48 Несколько раз сталкивался, когда сигнальные кабели были не экранированы и проложены рядом с силовыми. В итоге щит диспетчера вполне внятно светился даже при снятом напряжении!

Так это нормально, Вы сами это и объяснили. И Выводы совершенно правильные.

Что внутри Finderа стоит - я не знаю, вряд ли там просто балласт (тогда это лечится просто релюшкой помощнее).

Надо помнить про мин.коммутационную способность. С одной стороны лучше поднимать напряжение, чтобы обезопасится от наводок. Но такой подъём приведёт к уменьшению тока в цепи и значит снова здравствуйте наводки, и контакт-источник может со временем перестать срабатывать.

tonyk писал(а): ↑28 авг 2020, 07:48 И не пренебрегать модулями защиты линии от перенапряжений на концах кабеля.

Это по месту. Само реле и является такой защитой - чтобы пробить само реле потребуется несколько киловольт. :) Броня кабеля от этого вполне может спасти.

Речь о том, что если предпринять все положенные меры - УЗИПы, хорошие реле, хороший кабель, правильная разделка - то стоимость применения оптики на больших расстояниях будет незначительно отличаться от обычной меди и реле. А раз оптика то можно обойтись вообще без промежуточных реле, поставив на удалённой стороне модуль в/в. Берём, к примеру, Моксу TCF-142 (46 тыщ рублей за пару), один конец сразу в контроллер, второй конец сразу в модуль на той стороне, дискреты в модуль, и кидайте так хоть на 20 километров. Один чёрт кабель класть, а километр кабеля проложить - тут сама прокладка дороже чем кабель на порядки, так что какой кабель - уже неважно. Включая стоимость монтажных работ. Приличные реле тоже не 5 копеек стОят.

Сообщение **SMax** » 28 авг 2020, 12:06

Jackson писал(а): ↑28 авг 2020, 10:13 Что внутри Finderа стоит - я не знаю

001.jpg

002.jpg

Сообщение **VaBo** » 28 авг 2020, 13:38

45 кОм??

Сообщение **SMax** » 28 авг 2020, 14:15

Да, и заметьте что катушка реле включена через светодиод.
Сопротивление катушки около 19 кОм, при 60 вольтах получается около 3 мА.
(220 В - 60 В) / 45 кОм = 3,5 мА, так что все верно, учитывая диодный мост, стабилитрон и светодиод.

Сообщение **VaBo** » 28 авг 2020, 14:26

А-а, управляющее 230, не заметил сразу. У меня такие все на 24 DC, надо будет расковырять.

Сообщение **Jackson** » 28 авг 2020, 15:00

А это какой именно финдер? Код заказа какой?

Отправлено спустя 2 минуты 41 секунду:
Точнее, не так. Препарирован финдер 34 серии обычный, а речь в топике про 38 с доп.опцией. Так что препарация не показательна.

Отправлено спустя 8 минут 42 секунды:
И минус от зажима до релюхи, если обратите внимание, через два резистора (наверное) последовательно до драйвера, дальше параллельный резистор и только потом катушка.

Сообщение **SMax** » 28 авг 2020, 15:37

Jackson писал(а): ↑28 авг 2020, 15:11 И минус от зажима до релюхи, если обратите внимание, через два резистора (наверное) последовательно до драйвера, дальше параллельный резистор и только потом катушка.

007.jpg

Сообщение **rwg** » 28 авг 2020, 16:20

tonyk писал(а): ↑28 авг 2020, 07:48 Несколько раз сталкивался, когда сигнальные кабели были не экранированы и проложены рядом с силовыми. В итоге щит диспетчера вполне внятно светился даже при снятом напряжении

Если у вас будет питание ~220В, каждые 100 метров любого кабеля дадут порядка 1 мА емкостных наводок. Их должно хватить и чтобы светодиодная лампа засияла, и современное реле перестало выключаться. А на запрашиваемом километре емкостной ток от кабеля будет порядка 10 мА.

rwg писал(а): ↑28 авг 2020, 16:20 Если у вас будет питание ~220В, каждые 100 метров любого кабеля дадут порядка 1 мА емкостных наводок. Их должно хватить и чтобы светодиодная лампа засияла, и современное реле перестало выключаться. А на запрашиваемом километре емкостной ток от кабеля будет порядка 10 мА.

правильно ли я понимаю, что при использовании DC напряжения...у нас не будет емкостных наводок...так сказать более "помехозащищенная линия"
и если у нас слаботочные сети...например реле Siemens LZS:PT5D5L24 ток катушки 24V DC/31mA...падения напряжения меньше 1-2В...
все должно работа...!!

получается что в нашем случае предпочтительней все же использовать напряжение 24V DC (по сравнению с 230V AC)?

Сообщение **rwg** » 29 авг 2020, 18:46

hardwareprojectspro писал(а): ↑29 авг 2020, 10:59 правильно ли я понимаю, что при использовании DC напряжения...у нас не будет емкостных наводок...так сказать более "помехозащищенная линия" и если у нас слаботочные сети...например реле Siemens LZS:PT5D5L24 ток катушки 24V DC/31mA...падения напряжения меньше 1-2В...все должно работа...!!
получается что в нашем случае предпочтительней все же использовать напряжение 24V DC (по сравнению с 230V AC)?

реле ~220В вряд ли когда-нибудь выключится, ~24В будет раз в 100 надёжнее - в 10 раз меньший емкостной ток и в 10 раз больший ток срабатывания реле, а реле на постоянном токе может работать хоть на 100 километров, надо только правильно выбирать сечение кабеля и защитить управляющий контакт от импульсов напряжения при его размыкании.

rwg писал(а): ↑29 авг 2020, 18:46 надо только правильно выбирать сечение кабеля

не могли бы Вы пояснить эту фразу...и проверить "ход моих мыслей"

сечение выбирать по падению напряжения?
например, для реле Siemens LZS:RT4B4L24 ток катушки 24V DC/16mA.
например у нас есть 5 сигналов, если будет использовать общий минус для всех пяти катушек, и предположим все пять реле втянулись получаем суммарный ток ~80mA...проверяем падение напряжение для кабеля 1.5мм2 при токе 80mA
длина кабеля 1000м, при расчете считать как 1000м туда + 1000м обратно = 2000м?
для кабеля 1.5мм2 при токе 80mA на длине 2000м. падение будет 4V (20V DC на катушке, что в принципе допустимо)
для кабеля 2.5мм2 при токе 80mA на длине 2000м. падение будет 2.5V (21V DC на катушке, неплохо)

конечно если использовать 220В DC то падение будет меньше 1%... но не хотелось бы использовать именно 220V DC (нужен отдельный блоки питания и слишком опасное напряжение для человека)...

получается что можно попробовать или для каждой катушки выделить два провода плюс и минус (отказаться от общего минуса), тогда получим ток 16mA на каждое реле и падение на 1.5мм2 при 2000м. будет меньше 1В.

первоначально думал использовать реле на 4контакта, например Siemens LZS:PT5D5L24 (4 перекидных контакта)
для большей нагрузки...(реально нам нужен только один контакт), но там катушка потребляет ток 31mA и если использовать общий минус то падение будет в два раза больше.

rwg писал(а): ↑29 авг 2020, 18:46 надо только ... и защитить управляющий контакт от импульсов напряжения при его размыкании.

Речь идет о защите катушки? RC-цепочками/Варисторами?
например реле LZS:PT5D5L24 имеет
светодиодный модуль (исполнение 24 В DC: светодиодный модуль с помехоподавляющим диодом);
этого встроенного диода достаточно?

Выводы!!!

думаю остановимся на варианте 24V DC,
Отдельный блок питания (SITOP, при пусконаладке на объекте немного поднимем напряжение, до 26-28V DC, чтобы с учетом падения на катушку приходило 24В), реле на два контакта (напр., Siemens LZS:RT4B4L24, c встроенным помехо-подавляющим диодом), и для всех реле общий минус (одна жила в кабеле)...
кабель возьмем сечением 1.5мм2, и с запасом жил (если захотим отказаться от общего минуса и подключать каждое реле два жилами в кабеле), кабель экранированный.