Напряжение питания "сухого контакта", Физико-химическое обоснование Опции

[AndreyVN]

Сразу извиняюсь за вопрос который не попадает ни в одну из веток форума.

Задача следующая, контроллер собирает состояние большого количества дискретных сигналов с оборудования, значительная часть которого находится на улице на удалении 100-200м.
Существует практика питать цепи дискретных контактов постоянным напряжением =220В.

Нужно обосновать возможность (или невозможность) организовать питание системы сбора более низким напряжением 24В или 60В.

Ясно, что ключевым моментом здесь является сопротивление слегка окислевшегося контакта, но как его оценить и обосновать на бумаге???

[syoma]

Пока коллеги мне написали один ответ, без ссылок на стандарты. И он более относится к противоположному вопросу: Зачем требуется повышенное напряжение для питания этих цепей?
Ответы следующие:
1. Дистанция от шкафов АСУ до наружного оборудования бывает достаточно длинной и таким образом падение напряжения изза кабеля бывает существенным.
2. Пункт 1 возникает из-за того, что надо использовать реле для гальванической развязки - уровень изоляции промышленных ПЛК обычно не более 500В(ИМХО), а по стандарту на подстанции, должно быть не менее 1500В.
3. Внешние контакты могут быть грязные и высокое напряжение более вероятнее их пробъет. Кстати, так как эти вещи относятся к защите персонала(от киловольт, а не от 220В. 220В - просто шутка по сравнению с ними), могу привести пример из лифтов. Там используются цепи безопасности - последовательное включение различных контактов, которые разрывают цепи питания контакторов двигателя. Так вот там ушли от 24В к 110В и даже к 220В, так как цепь длинная(питание обмотки контакторов) и еще 24В не всегда пробивают пыль - надежность страдает.
4. Ну и ессно ЕМС - помехи и т.д. Более высокое напряжение всегда лучше.

Конечно для Вас ничего нового. Но судя по обстановке и опыту мировых фирм я бы остановился на 110В. 24В однозначно слабовато.

[Microwatt]

Пока коллеги мне написали один ответ, без ссылок на стандарты. И он более относится к противоположному вопросу: Зачем требуется повышенное напряжение для питания этих цепей?
Ответы следующие:
1. Дистанция от шкафов АСУ до наружного оборудования бывает достаточно длинной и таким образом падение напряжения изза кабеля бывает существенным.
2. Пункт 1 возникает из-за того, что надо использовать реле для гальванической развязки - уровень изоляции промышленных ПЛК обычно не более 500В(ИМХО), а по стандарту на подстанции, должно быть не менее 1500В.
3. Внешние контакты могут быть грязные и высокое напряжение более вероятнее их пробъет. Кстати, так как эти вещи относятся к защите персонала(от киловольт, а не от 220В. 220В - просто шутка по сравнению с ними), могу привести пример из лифтов. Там используются цепи безопасности - последовательное включение различных контактов, которые разрывают цепи питания контакторов двигателя. Так вот там ушли от 24В к 110В и даже к 220В, так как цепь длинная(питание обмотки контакторов) и еще 24В не всегда пробивают пыль - надежность страдает.
4. Ну и ессно ЕМС - помехи и т.д. Более высокое напряжение всегда лучше.

Конечно для Вас ничего нового. Но судя по обстановке и опыту мировых фирм я бы остановился на 110В. 24В однозначно слабовато.

"Существенным" - это каким? Вы оценили как упадет напряжение на 0.5км при передаче 20мА по проводу диаметром 0.5мм?
Надо использовать реле для гальванической развязки, а они более 500в не держут? Так Вы хотите взять это на себя, развязать входы прямо на плате?
Пыль в самоделках образца 1952г. Неужели нет реле с кожухом? Цепи длинные? А не надо тянуть их за полкилометра, реле-повторитель ставят в непосредственной близости. Далеко тянут выводы обмотки.
Помехи... Кладите парой, лучше витой. И учтите, что помехи любят высокоомные линии, что Вам при 220 и придется сделать.
Пример с лифтом - не из этой оперы. Там логика силовая собрана, прямо, без сбора и обработки в удаленном центральном вычислителе. А тут проектируется система сбора информации, это принципиально другая система.
Не знаю, мне всегда казалось. что логика всегда должна работать на малых уровнях мощностей, токов, напряжений. А согласование с нагрузкой - рядом с нею драйвер.

[syoma]

"Существенным" - это каким? Вы оценили как упадет напряжение на 0.5км при передаче 20мА по проводу диаметром 0.5мм?
Надо использовать реле для гальванической развязки, а они более 500в не держут? Так Вы хотите взять это на себя, развязать входы прямо на плате?
Пыль в самоделках образца 1952г. Неужели нет реле с кожухом? Цепи длинные? А не надо тянуть их за полкилометра, реле-повторитель ставят в непосредственной близости. Далеко тянут выводы обмотки.
Помехи... Кладите парой, лучше витой. И учтите, что помехи любят высокоомные линии, что Вам при 220 и придется сделать.
Пример с лифтом - не из этой оперы. Там логика силовая собрана, прямо, без сбора и обработки в удаленном центральном вычислителе. А тут проектируется система сбора информации, это принципиально другая система.
Не знаю, мне всегда казалось. что логика всегда должна работать на малых уровнях мощностей, токов, напряжений. А согласование с нагрузкой - рядом с нею драйвер.

В теории 20мА на 0.5 дадут отличные значения, но на практике из-за потерь на соединителях, затянутых пьяными электриками 20 лет назад, результаты будут совсем другими.
Реле ставятся в шкафах на промышленных колодках и никаких плат.
Как говорится, со своим уставом в чужой монастырь не ходят. В чем смысл данных рассуждений, если есть устоявшаяся практика построения электрооборудования подстанций и она отличается от практики в электронике?

Первый раз о таком тренде слышу, наоборот в прошлом году уже демонстрировали на выставках электронные низковольтные компоненты в цепях безопасности работающие на полевых шинах типа CAN.
Вообще в цепях безопасности применяют реле на разрыв. Зачем там вообще высокие напряжения?

Вот каталог стандартных выключаетелей безопасности в лифтах. Выключатель физически состоит из двух разных элементов так, чтобы церь разорвалась даже при спаянных контактах, и если при этом выключатель будет уничтожен.
Обычно это контакты на одной детали и вилка на другой. Нетрудно понять, что выключатель негерметичен и полностью подвержен всем влияниям пыли, влажности и других агресивностей.
http://www.schmersal.net/Bilddata/aufzug/p...ba/g06aup04.pdf
Но что сделать, если так надо? Электроникой это дело не компенсируешь - на кону жизнь людей.
Ну и вопрос по поводу напряжений, собственно в том, как эту цепь после разрыва собрать обратно. И ессно, 24В не всегда пробивают....
Ну да ладно, разговор тут о другом идет.

[Microwatt]

В теории 20мА на 0.5 дадут отличные значения, но на практике из-за потерь на соединителях, затянутых пьяными электриками 20 лет назад, результаты будут совсем другими.
Реле ставятся в шкафах на промышленных колодках и никаких плат.
Как говорится, со своим уставом в чужой монастырь не ходят. В чем смысл данных рассуждений, если есть устоявшаяся практика построения электрооборудования подстанций и она отличается от практики в электронике?

Про монастырь понятно и знакомо. Им нужно из полувековой давности прыгнуть в сегодня. В монастыре этого, естественно, боятся. Круче энергетиков разве что железнодорожники..
Мы когда пришли в Днепроэнерго и начали с отображения на дисплее, на нас затюкали и провели в зал показали табло метров 12 и 3 высотой. Там мнемосхема энергоситемы, на лампочках, как у Ильича на плане ГОЭЛРО. За столом сидит диспетчер с 3-4 телефонами как в Смольном в 1917г (своя телефонная сеть, автономно). Двое подмастерьев перетаскивают вдоль этого "дисплея" тяжеленную двухметровую табуретку-стремянку из нестроганого горбыля и, залезая, с помощью каких-то палочек цепляют-снимают на гвоздики возле лампочек жестяные бирки.
Пояснили:
- Вот это - оперативно и наглядно, а не то, что дисплей с тетрадный листочек, что там увидишь? А вдруг дисплей сгорит? Представляете? Что? Две машины, два дисплея? Да где ж на это денег набраться? Пойдемте, мы вам новый зал покажем.
Привели, новое здание выстроили! Там эта мнемосхема уже метров 15 или 20 и амфитеатром зал, табуретка уже на рельсах катается... Это им недорого кажется.
За полтора года кое-что удалось и нам показать, объяснить, убедить. А то, клали кабели в руку толщиною, провода в 1.5мм меди, чтобы лампочку засветить. Да, та же страна затянутых паутиною клеммников и прочих МКУ48.
Сражайтесь за свое счастье. Иначе, будете потакать - будете в этом плескаться бесконечно. Ничего Ваша электроника не даст без системного подхода. Это будет дорогое договорное радиолюбительство.