Помехоустойчивость сигнальных линий 220vac и 24vdc Опции

[Kontra]

Здравствуйте всем.

Проектирую систему, работающую на ЖД. Кабели для DI сигналов, медь 0.9мм2, средняя длина каждого кабеля где-то 400м проложены вдоль путей в земле на глубине 1.2 метра, однако обстановка вокруг крайне неблагоприятная: вдоль путей же воздушные линии на 10 и 27кВ.
Посему встал вопрос: использовать для запитки DI 24в (с промреле, опасаюсь напрямую на контроллер заводить), или 220в (с промреле конечно и с запиткой через промежуточный транс)? Что будет надёжнее в плане защиты от наводок и ложных срабатываний DI?

Сообщение отредактировал Kontra - 29.5.2014, 7:11

[Kontra]

Здравствуйте всем.

Проектирую систему, работающую на ЖД. Кабели для DI сигналов, медь 0.9мм2, средняя длина каждого кабеля где-то 400м проложены вдоль путей в земле на глубине 1.2 метра, однако обстановка вокруг крайне неблагоприятная: вдоль путей же воздушные линии на 10 и 27кВ.
Посему встал вопрос: использовать для запитки DI 24в (с промреле, опасаюсь напрямую на контроллер заводить), или 220в (с промреле конечно и с запиткой через промежуточный транс)? Что будет надёжнее в плане защиты от наводок и ложных срабатываний DI?

Сообщение отредактировал Kontra - 29.5.2014, 7:11

[kdu]

Я бы сделал 24В --- (пост.) с правильной реализацией схемотехники: экранированным кабелем (а лучше даже бронированным), со стороны контроллера экран напрямую заземлить на РЕ, со стороны датчиков заземлить через конденсатор (с соответствующими параметрами); плюс со стороны контроллера защита от мнгновенных скачков - варистором и индуктивностью (тоже с соответствующими параметрами). Ну и самые главные "грабли" при работе с длинными кабельными линиями - нужно учесть активное сопротивление и ёмкость кабеля и источника сигналов, дабы эти самые полезные сигналы не затухли на Ваших 400-х метрах... Думаю (на вскидку) сечение кабеля должно таки быть побольше чем 0,9мм кв.... Удачи

[Гость_Kagamine Len_*]

Я бы обратил внимания на защиту от наведенного электромагнитного импульса при ударе молнии.

[Kontra]

спасибо всем за ответы.

А почему всё-таки 24, а не 220?
Если рассматривать без защитной схемотехники, то у каких релюшек будет меньшая чувствительность к помехе? (Тип помех определить сложно, вероятнее всего импульсные одиночные)

[Гость_Kagamine Len_*]

спасибо всем за ответы.

А почему всё-таки 24, а не 220?
Если рассматривать без защитной схемотехники, то у каких релюшек будет меньшая чувствительность к помехе? (Тип помех определить сложно, вероятнее всего импульсные одиночные)

Какое напряжение используют в жд автоматике, такое и применяйте. для защиты от наведенных помех прокладывайте в стальной трубе, именно в стальной (ферромагнитный материал)

Сообщение отредактировал Kagamine Len - 29.5.2014, 8:17

[Kontra]

Какое напряжение используют в жд автоматике, такое и применяйте. для защиты от наведенных помех прокладывайте в стальной трубе, именно в стальной (ферромагнитный материал)

Нет специальных правил для напряжения ЖД автоматики. На "дальнем конце" у меня простые сухие контакты, чем запитаю, то и будет.

[Chabol]

Проще и надежнее было бы, если нет требования делать именно сигнальные линии, поставить на стороне сигналов модули удаленного сбора данных, которые преобразуют полученный сигнал в данные протокола, например, Modbus. А те самые 400метров проложить информационным кабелем. На стороне приема установить оборудование принимающее информацию от удаленных модулей по протколу и делает далее что необходимо (сигнализирует, обрабатывает, регулирует ...).
Также этот вариант будет тем дешевле чем большее кол-во сигналов требуется передать (в сравнении с прокладкой сигнальных линий, защитой от помех и т.п.).
Данные в цифре более устойчивы к помехам (по крайней мере испорченный пакет данных не будет содержать ложных данных, он просто будет отсеян как испорченный). Захотите - можете даже оптику проложить в качестве среды передачи.

Самый дешевый набор оборудования по моему варианту: модули (DI->RS485) витая пара (ПЛК с RS485). Протокол может быть Modbus RTU, MODBUS ASCI, ADAM, ОВЕН, ....

[libra]

спасибо всем за ответы.

А почему всё-таки 24, а не 220?
Если рассматривать без защитной схемотехники, то у каких релюшек будет меньшая чувствительность к помехе? (Тип помех определить сложно, вероятнее всего импульсные одиночные)

С точки зрения обеспечения безопасности персонала лучше 24В, чем 220В. Если кабеля в земле, то наводки будут совсем незначительные (ИМХО). Наверное у ЖД должен свой СНИП быть? Ищите.

[Kontra]

Проще и надежнее было бы, если нет требования делать именно сигнальные линии, поставить на стороне сигналов модули удаленного сбора данных, которые преобразуют полученный сигнал в данные протокола, например, Modbus. А те самые 400метров проложить информационным кабелем. На стороне приема установить оборудование принимающее информацию от удаленных модулей по протколу и делает далее что необходимо (сигнализирует, обрабатывает, регулирует ...).
Также этот вариант будет тем дешевле чем большее кол-во сигналов требуется передать (в сравнении с прокладкой сигнальных линий, защитой от помех и т.п.).
Данные в цифре более устойчивы к помехам (по крайней мере испорченный пакет данных не будет содержать ложных данных, он просто будет отсеян как испорченный). Захотите - можете даже оптику проложить в качестве среды передачи.

Самый дешевый набор оборудования по моему варианту: модули (DI->RS485) витая пара (ПЛК с RS485). Протокол может быть Modbus RTU, MODBUS ASCI, ADAM, ОВЕН, ....

да, так и делаем
только терминал по сбору сигналов подводим не к каждой единице оборудования, а к группе, иначе накладно получается.
Так что до терминалов тянется оптика (где по километру, а где и по два) и от терминалов уже идут медные усы до окружающего оборудования. 400м это максимальная длина уса.

[Pzotov]

Нет специальных правил для напряжения ЖД автоматики. На "дальнем конце" у меня простые сухие контакты, чем запитаю, то и будет.

Так уж и нет? Как нет и такого термина "ж/д автоматика"
Смотрите требования к системам СЦБ и связи

[Kontra]

Так уж и нет? Как нет и такого термина "ж/д автоматика"
Смотрите требования к системам СЦБ и связи

прокладываемые кабели не относятся ни к СЦБ ни к связи. И место действия - Узбекистан

[Chabol]

Неужели прокладка прокладка кабеля а 400м дешевле модуля (12DI|8DO Modbus с питанием от 220В) за 3500р ?

[Kontra]

Неужели прокладка прокладка кабеля а 400м дешевле модуля (12DI|8DO Modbus с питанием от 220В) за 3500р ?

зависит от производителя модуля и от его параметров.
Ведь не только модуль на удалении стоит, там же: шкафчик к нему, блок питания, конвертор в оптику. И всё это хозяйство ещё и имеет температурный режим -30 +70.

[Lex]

Неужели прокладка прокладка кабеля а 400м дешевле модуля (12DI|8DO Modbus с питанием от 220В) за 3500р ?

А до модуля кабель тянуть не надо (связь и питание)?

[and]

Я бы сделал 24В --- (пост.) с правильной реализацией схемотехники: экранированным кабелем (а лучше даже бронированным), со стороны контроллера экран напрямую заземлить на РЕ...
... Думаю (на вскидку) сечение кабеля должно таки быть побольше чем 0,9мм кв.... Удачи

Согласен с 24В DC, но с промежуточными реле. И питание 24В шлейфов и реле гальванически развязать от питания контроллера 24В (чтобы из внешнего шлейфа помехи не шли в контроллер.
А сечение Вам нужно по механической прочности выбирать не менее 1,5мм2

Сообщение отредактировал and - 2.6.2014, 15:02

[zmey]

Согласен с 24В DC, но с промежуточными реле. И питание 24В шлейфов и реле гальванически развязать от питания контроллера 24В (чтобы из внешнего шлейфа помехи не шли в контроллер.
А сечение Вам нужно по механической прочности выбирать не менее 1,5мм2

Такая схема не всегда работает, если силовая наводка будет велика то на такой длине проводов реле у вас не выключится, т.к ток реле нужен не большой. Лечится или доп нагрузкой со стороны реле или фильтра.

[Михайло]

Постоянный ток более устойчив к помехам.

[todatul]

Постоянный ток более устойчив к помехам.

Сигнал постоянного тока - нулевой частоты и устойчив лишь к помехам, спектр которых находится вдали от нулевой и низких частот.
Гораздо эффективнее для помехозащиты сместить спектр сигнала в другую область не пересекающуюся по спектру с вашими "железнодорожными" помехами , например >=100 МГц Ethernet . Уход в оптику - тот же самый метод, другая еще более высокая частота.

Кстати, почти любой кабель реагирует на механические (вибро) воздействия-помехи или изгибы, из-за них может появляется очень слабая амплитудная модуляция с частотой механического воздействия.

[serge197a]

На 400м нужно делать переменку.
На постоянном токе будет большое падение напряжения.
кроме того на 24в, при большом входном сопротивлениии,
а у вас оно будет очень большим.
Токи в цепи управлениябудут маленькими.
Со временем сухие контакты у Вас закиснут(окислятся) и перестанут работать.
Лучше 220в.
Развязку сделайте через реле.

[Михайло]

На постоянном токе будет большое падение напряжения.
кроме того на 24в, при большом входном сопротивлениии,
а у вас оно будет очень большим.
Токи в цепи управлениябудут маленькими.

Исходные данные есть: L = 400 м, S = 0,9 кв. мм.
Отсюда: R = 8 Ом. Это немного.

Входное сопротивление всегда можно уменьшить, за счет резистора параллельно катушке реле.

Если задаться током 500 мА, то падение напряжения будет всего 4 В. Блоком питания можно компенсировать это падение. Мощность сигнала будет 24 * 0,5 = 12 Вт. Я думаю - этого предостаточно, на практике лучше даже снизить мощность сигнала. Это позволит сэкономить на блоке питания.

Топикстартеру: сколько сигналов надо передать?

[todatul]

На 400м нужно делать переменку. На постоянном токе будет большое падение напряжения.
кроме того на 24в, при большом входном сопротивлениии, а у вас оно будет очень большим.
Токи в цепи управлениябудут маленькими. Со временем сухие контакты у Вас закиснут(окислятся) и перестанут работать.
Лучше 220в. Развязку сделайте через реле.

Чтобы делать выводы и принимать решения нужно знать характер и спектр сигналов помех.

[Kotlovoy]

На постоянном токе будет большое падение напряжения.
Токи в цепи управления будут маленькими.
Со временем сухие контакты у Вас закиснут(окислятся) и перестанут работать.
Лучше 220в.

Первое утверждение противоречит второму.
И потом - с чего вдруг падение напряжение на постоянке больше, чем на переменке? На переменке, кроме активного сопротивления, добавятся ёмкостная и индуктивная составляющие, и падение напряжения при прочих равных условиях будет больше. Азы электротехники. Вы просто в уме держите одно, а пишете другое. Сравниваете тёплое с мягким. Пишете о постоянке, имея в виду 24В, а о переменке - 220В. Если у реле 24В постоянного ток катушки больше, чем у 220В переменного, то действительно, падение напряжения будет больше, если не учитывать ёмкость и индуктивность линии, но существенна здесь не абсолютная величина падения, а относительная, в % от напряжения. При 220В относительное, естественно, будет меньше.
Однако, при длине линии 400 м и сечении провода 0.9мм2 всё это не существенно. Существенно лишь влияние мощных помех. Хотя сам в жизни не сталкивался с помехами на реле. Импульсные от грозовых разрядов и от ВВ-линий, скорее всего, слишком коротки, чтобы вызвать срабатывание реле. Да ещё на метровой глубине.
А уж о закисании контактов точно можно не волноваться, не железные они там. И подгорание от ЭДС самоиндукции при питании постоянным током лечится легко - применением соответствующих реле, содержащих искрогасящие цепочки на катушке - RC, варисторы, диоды. Их у любого производителя есть. Как реле, так и опциональные принадлежности. Например, у Сименс:
http://www.aqad.ru/index.php?tree=1000000&...p;tree9=8210375
Кстати, эти цепочки подавят заодно и наводки от грозы до безопасных значений.

[todatul]

автор пишет про DI сигналы

Проектирую систему, работающую на ЖД. Кабели для DI сигналов

Так поставить модуль ввода DI на месте и тянуть от него одну цифровую линию (можно оптическую) вне зависимости от количества входных сигналов

[serge197a]

Да, практика и теория от Вас далеки....
Утечки, потери в соединениях и пр Вы не считаете, чисто по закону Ома?
Вспомните, почему во всем мире используется для передачи переменное напряжение, а не постоянное.

На самом деле 24в в сигнальной линии на контактах со временем будет проблемой-100%.
Это Вам любой эксплуатационник скажет. Со временем набивается пыль и прочее. Закрытые контакты реле, любые- от сименса, от Шнайдера или любое др. со временем 24 в перестает пробивать...
Сразу оговорюсь, что далее спорить не собираюсь.

[Гость_Kagamine Len_*]

Во многих схемах реле коммутируют ток ниже минимального паспортного значения,
естественно , что контакт будет ненадежным.

[Kontra]

Исходные данные есть: L = 400 м, S = 0,9 кв. мм.
Отсюда: R = 8 Ом. Это немного.

Входное сопротивление всегда можно уменьшить, за счет резистора параллельно катушке реле.

Если задаться током 500 мА, то падение напряжения будет всего 4 В. Блоком питания можно компенсировать это падение. Мощность сигнала будет 24 * 0,5 = 12 Вт. Я думаю - этого предостаточно, на практике лучше даже снизить мощность сигнала. Это позволит сэкономить на блоке питания.

Топикстартеру: сколько сигналов надо передать?

Сигналов будет 7. Два управляющие и пять информационные. И те и другие 24VDC, сечение кабеля буду брать 2.5, так как в средствах не зажимают вроде.

автор пишет про DI сигналы


Так поставить модуль ввода DI на месте и тянуть от него одну цифровую линию (можно оптическую) вне зависимости от количества входных сигналов

Так и делаю, ставлю DI-DO модуль на оптике. Но к каждой единице оборудования-источнику DI сигнала модуль не прицепиш, приходится к одному модулю, расположенному "в гуще" оборудования, вести эти самые сигналы по меди. И максимальная длина такого куска как раз 400м получается, а в среднем куски где-то метров по 200.

[todatul]

Так и делаю, ставлю DI-DO модуль на оптике. Но к каждой единице оборудования-источнику DI сигнала модуль не прицепиш, приходится к одному модулю, расположенному "в гуще" оборудования, вести эти самые сигналы по меди. И максимальная длина такого куска как раз 400м получается, а в среднем куски где-то метров по 200.

А почему не пишете про спектр и характер наводимых помех? Абстрактные помехи "вообще" - пустое обсуждение.

[libra]

На 400м нужно делать переменку.
На постоянном токе будет большое падение напряжения.

Опаньки -новое в теории электро-радио цепей? Комплексные числа теперь не в моде?
http://ru.wikipedia.org/wiki/%CF%F0%E0%E2%...%F5%E3%EE%F4%E0
для постоянных напряжений \sum^n_{k=1} E_k= \sum^m_{k=1}U_k=\sum^m_{k=1}R_kI_k;
для переменных напряжений \sum^n_{k=1} e_k= \sum^m_{k=1}u_k=\sum^m_{k=1}R_ki_k+\sum^m_{k=1}u_{L\,k}+\sum^m_{k=1}u_{C\,k}.

Да, практика и теория от Вас далеки....
Утечки, потери в соединениях и пр Вы не считаете, чисто по закону Ома?
Вспомните, почему во всем мире используется для передачи переменное напряжение, а не постоянное.

Точно, почитайте, что такое действующее значение тока и напряжения.

[Гость_Kagamine Len_*]

От помех ферритовое кольцо на проводе помогает.

[Kontra]

А почему не пишете про спектр и характер наводимых помех? Абстрактные помехи "вообще" - пустое обсуждение.

Эх, если б кто знал какие точно помехи будут! Но возможно так:
- блуждающие токи могут быть,
- кабели питания 220В проложены в одной трассе с кабелями сигнальными, возможны наводки,
- молния где-то рядом в землю шарахнет,
- по экранам самих сигнальных кабелей могут токи гулять (это если заземлять с обоих концов экран кабеля)