Есть климатический шкаф висящий на столбе. Питание 220 VAC. Зимой когда вокруг холодно - внутри греется ТЭН. Включается от постоянно замкнутого термореле. Последовательно с реле автомат на 6 ампер. При достижении температуры внутри шкафа термореле размыкается и нагрев прекращается. Воздух остывает - термореле включается и так по кругу. ТЭНы иногда сгорают. Пока тепло, понятное дело, проблемы не существует. Когда температура снижается - объект просто замерзает и "уходит" из системы мониторинга. Понятно что ТЭН должен быть супернадеждным и пр. (над этим сейчас интенсивно работают те кому положено), но интересует метод: как поскорее понять что ТЭН сгорел. ТЭН имеет спираль сопротивлением 100 Ом. при питании от 220 вольт течет по нему приблизительно 2.2 Ампера и соответственно мощность около 500 Ватт.

Постоянный контроль необязателен, но если такой способ возможен то ресурс должен быть приличный. Пока родилась идея включить последовательно с ТЭНом шунт и смотреть ток. А чтобы в теплое время года ток потек - замкнуть термореле чем нибудь твердотельным, у чего ресурс побольше чем у механического реле. В крайнем случае будем проводить тестирование по команде с системы мониторинга - один раз. Но тут главное не пропустить неожиданного похолодания...

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Я бы включил параллельно контактам термостата, обмотку слаботочного реле на ~220 Вольт. Это - контроль отключенного ТЭНа. Пока ТЭН цел, это контрольное реле замкнуто.

А контроль включенного - по току, как уже выше сказали.

Если не страшно постоянно держать ТЭН под напряжением - подключите параллельно термореле резистор в пару сотен мегом и мониторьте микроток.

Дальнейшее развитие этой идеи.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
R подбирается таким, чтобы показания прибора были приблизительно одинаковы и при разомкнутых контактах термостата, и при замкнутых.

Трансформатор тока в цепи ТЭНа, как здесь уже написали, ИМХО, лучшее решение ...

Третья итерация. У трансформатора 3 обмотки. В результате получаем гальванически изолированной пассивный датчик (без дополнительного питания) способный отличать три состояния: ТЭН выключен, ТЭН включен и ТЭН отсутствует, поскольку резисторы подобраны так чтобы в разных позах напряжение на обмотке (1-2) было разным. Напряжение подаем на АЦП... Могут быть какие-нибудь косяки в этой схеме?

А на дискретный вход хватит двух обмоток с оптроном

Тогда уж лучше разные трансформаторы
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

А лучше вообще без трансформаторов. У нас есть быстрый дискретный вход. С одного оптрона можно снять частоту 50 герц а со второго - 100 герц (после некоторой обработки конечно). А если оба молчат - значит сгорел!

SWT-RUS, давайте-ка посчитаем. Чтобы зажечь светодиод оптопары, нужен ток около 5мА и напряжение при этом примерно 1.5...2.5В.
Шунт у Вас будет рассеивать мощность порядка 7 Вт, а при обрыве с треском и дымом сгорит оптопара U2.
Гасящий резистор для оптопары U1 будет рассеивать более 1 Вт, особенно в жаркую погоду.
И, кстати, обратный диод для U1 забыли - а он там как раз очень нужен

В жаркую как раз не будет - ТЭН не надо включать. А в любую другую будет рассеивать одинаково.

Herz, в теплую погоду термостат разомкнут, ТЭН выключен. Оптопара U1 с гасящим резистором включена параллельно контактам термостата, ток идет через оптопару, гасящий резистор и ТЭН. По условиям задачи, нужно непрерывно контролировать исправность ТЭНа, и в теплое время года тоже.
То есть, именно в теплое время года, когда ТЭН всегда или почти всегда выключен, цепь контроля будет рассеивать ненужную тепловую мощность. Или я что-то упустил?

P.S. Вообще очень отрицательно отношусь к схемам, где напряжение в цепи со светодиодом на порядки превышает напряжение, необходимое светодиоду. К LED подсветке телевизоров тоже относится, в мастерской ребята уже смеяться с них устали, такие дебильно/авантюрные решения порой попадаются

Вместо гасящих резисторов можно использовать конденсаторы.

Если, есть дискретный вход.
Попробуйте вот так...... тем самым будет проверка работы тэна и термореле.

У меня все сложнее но не кардинально. Шкаф в целом должен работать в диапазоне питающих напряжений от 150 до 265 VAC. При 270 вольтах (худший случай при котором мы уже никому ничего не должны) на шунте сопротивлением в 1 Ом выпадет 2.7*2.7*1=7.29 Ватта. Вот таких пару поставлю - http://www.energy-m.su/index.php?productID=82701. Нагрев конечно великоват и это может всплыть боком в другом месте, поэтому вариант с трансформатором не отметается. Пока все помещается в ABS-ый корпус размеров 2 автомата типа вот такого http://www.rct.ru/catalog/enclosure-case-box/23-63.html и удачно встает рядом с термореле на DIN рейку. Боюсь что ABS может поплыть от такой печки внутри. Но это в худшем случае и зимой когда кругом холодно.....

Остальное вообще не пугает. Схема на D1 D2 U2 работает как часы в том же устройстве для детектирования наличия внешнего напряжения - она его частоту меряет.

.....


Поторопился... Был неправ. Вариант Vladimir_er еще лучше. Нет предела совершенству....

Нужно убедиться, что при КЗ тэна (должен сработать автомат) не выйдут из строя резисторы R1,R2 ....

Насколько мне известно от заказчика, коротких замыканий еще не случалось. ТЭН раскалялся и обрывался. Узкие места были скорее всего или в местах крепление спирали на контактах или на изгибах трубки. Сгоревшие ТЭНы нам обещают показать уже месяц. Как говорится - увидим - поймем - расскажем...

А пока получается вот такой ТЭН "вотчдог"

Как я понимаю, боремся со следствием неоптимальной конструкции шкафа. При нормальной конструкции проблема обычно с охлаждением, а не с подогревом.
Для повышения надежности нужно включить последовательно 2 ТЭНА большей мощности и забыть про их перегорание. А системе мониторинга дополнительно контролировать температуру в шкафу.

И любимый дефект термостатов - подгорание контактов и замыкание

С конструкцией у нас нет проблем и она не будет меняться. С подогревом у нас проблем нет (пока ТЭН жив ) - шкаф испытания у заказчика прошел. А вот к самим ТЭНам претензии есть. С отводом тепла вопрос открыт - расстановка началась в Августе прошлого года и наверное это было не самое теплое время года. По результатам этого года станет понятно. А 2 ТЭН необязательно - можно один но с бОльшей длиной спирали.

И чего мы только в шкафу не контролируем. Похоже еще влажность добавится ...


Вы про наши термореле? Мы используем Schneider Electric NSYCCOTHO и NSYCCOTHC. Они эти тоже грешат?

За Ваши термореле не скажу, не попадались. Имел в виду обычные биметаллические термостаты

Как же она будет рассеивать, если ТЭН всегда или почти всегда выключен? Для контроля исправности достаточно включать его изредка и на доли секунды.
Но дело не в этом. Мне просто забавной показалась Ваша оговорка:"будет рассеивать более 1 Вт, особенно в жаркую погоду". Хотя, как бы, рассеивая мощность от погоды не зависит.

Исправленному верить: "... более 1 Вт, что особенно неприятно в жаркую погоду"

Похоже я рано порадовался - "дыра" в схеме имеется. Причем в самом рабочем режиме. Если ТЭН обрывается при замкнутом реле (а это значительно более вероятная ситуация, чем короткое замыкание с вышибанием автомата) то 100 герц "светят" как ни в чем не бывало. В остальных позах вроде как порядок. Очень не хочется к шунту возвращаться...

А не хотите ли гасящий конденсатор поставить вместо резистора? (или лучше вместо большей части резистора). Так делают во всяких светодиодных лампах и т.д.

Мне бы только шунт заменить в моей схеме. Но похоже это нереализуемо. А заказчику теперь хочется детектировать 4 состояния: ТЭН греет, ТЭН остывает, ТЭН сгорел и автомат выключен.

Трансформатор тока покажет ток в цепи при исправном ТЭНе - "ТЭН греет".
Трансформатор или оптопара параллельно контактам термореле покажет состояние "ТЭН остывает".
Трансформатор или оптопара после автомата покажет состояние "Автомат включен".
И простая логика - "Автомат включен" есть, а "ТЭН греет" или "ТЭН остывает" нет - состояние "ТЭН сгорел".

Так в чем проблема-то? Не любите трансформаторов?

Напрашивается ответ по аналогии с кошками, но это не так. Даже моих небогатых знаний аналоговой техники хватит, чтобы рассчитать (или подобрать) число витков для трансформатора работающего на частоте 50 Гц. Проблема в том что моточные изделия - позиция долгая и/или дорогая. Мы всегда рассчитываем на то что изделие будет серийным. На коленке несколько тысяч нормально не сделать. Китайцы быстрее 5 недель не делают +1.5 недели доставка. Это самый быстрый вариант который мы "отполировали." Российские компании типа Эко (смотри рекламу в самом верху этой страницы ) быстрее 7-8 недель не возят. Обычно 9-10. Дешевле 50 центов его вряд ли получится с учетом доставки. Поэтому пока есть надежда обойтись резисторами - надо пытаться. Правда есть один момент. Этот довесок пойдет к заказчику вместе с источником в котором аж целых 6 типов моточных изделий от китайцев (всего 7 предметов). Поэтому я и написал что вариант с трансформатором пока не отметается...

Токовые трансформаторы/датчики, в том числе Российского производства, давно и успешно применяются в электроавтоматике станков, есть готовые на ДИН-рейку.
Маломощные трансформаторы в России тоже делают, не только в Китае - к примеру, "Павит", "Транспласт" (не реклама).

Готовые токовые трансформаторы мне не подходят. Они могут использоваться в схемах с дополнительным питанием. То есть для обработки сигнала нужно питание! Лампочку оптрона от напряжения обмотки не зажечь (или я ошибаюсь и есть такие екоторые могут зажечь?). Мой довесок планируется использовать с нашим же источником у которого не выведено питание для внешних датчиков. На нем есть просто сухой контакт. Можно релюшкой замкнуть, можно открытым коллектором. То решение которое я "полирую" моим требованиям отвечает - все кормится от напряжения внешней сети и ОК на выходе. Для четвертого состояния один из оптроном планируется просто зажечь и тогда его транзистор просто замкнет вход без всяких импульсов.

PS Когда то (когда только задачу поставили) я действительно готовился к тому что сигнал с датчиков придется обрабатывать АЦП или какими то другими "затратными" средствами. Это повлекло бы модификацию источника - и это была бы отдельная "песня". Но идея использовать оптроны все вопросы закрыла. Стоимость решения копейки - это тоже очень важно. Потому что фактически это "заплатка" на наши косяки и пойдет в текущий проект скорее всего за наш счет.

"За ваши деньги - любой каприз!"(с)
Термосопротивление к ТЭНу, микроконтроллер с АЦП-шкой на борту, обрабатывающий величину этого терморезистора и ток с шунта, и передающий данные по проводам питания 220 вольт.

Речь шла о трансформаторе тока, кажется. Он ведь работает в режиме замыкания вторичной обмотки. Должен. Так можно же его замкнуть "лампочкой" оптрона.

А про PTC/NTC термисторы я забыл совсем. Контроллер с АЦП мне по прежнему не нравится, но этого и не требуется. ТЭН когда греться начнет - там сомнений не останется. Надо только элемент подобрать чтобы однозначно состояния переключал (не для измерений температура а какой-нибудь "защитный" тип и опять на оптрон . Есть конечно неудобство - довесок весИт рядом с термореле в "зоне" оборудования - то есть в центре шкафа. А ТЭН к днищу прикручен. Придется к нему свешивать на проводах этот термистор. Но это возможно меньшее зло чем греющийся на 5 ватт шунт

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

to Plain

В Вашей схеме каждая из половин компаратора детектирует свое преодоление порога - одна по току на шунте (видимо когда ТЭН греется) , вторая по напряжению на термореле (когда ТЭН отдыхает). Но на оптрон они действуют одинаково. А различить то эти состояния как? Смерть ТЭНа и отстрел автомата тоже выглядят одинаково - все погасло. Или я мало медитировал?

Конечным сигналом получается "целостность цепи нагревателя", т.е. включая наличие питания.

Если выходы компараторов разомкнуть и завести на два оптрона, это даст сигналы "термореле выключено или неисправно, нагреватель исправен" и "термореле включено и нагреватель исправен", по-прежнему включая и "питание присутствует".

Неисправность термореле можно определить только фактически дублирующим его сторонним термодатчиком, что будет бесполезным мониторингом, потому что никак не исправит ситуацию, а потому проще и надёжнее это реле продублировать таким же.

"А заказчику теперь хочется детектировать 4 состояния: ТЭН греет, ТЭН остывает, ТЭН сгорел и автомат выключен."
Это вместо того чтобы включить последовательно два ТЭНа по 1000 Вт и навсегда забыть про перегорание, нужно зафиксировать сгорание ТЭНа и в самый мороз отправить бригаду на замену.

ТЭН на 500 ватт стоит около 500р. Киловатник будет стоить рублей 750 (среднепотолочная цена): Итого - 1000р на шкаф лишних!
У нас 1600 объектов уже. Если бы поступили как Вы советуете то протеряли бы 1600*1000= 1600000. Мне приятнее мерить в таких единицах http://www.nissan-moscow.ru/select/nissan-...e-2015-1599000/
Убили бы меня...... если бы остановить не успели!

Содержание увеличенного состава бригад для замены (особенно экстренной) обойдется дороже этих средств.

Ерунду говорите. Шкаф действительно требует обслуживания поэтому бригада в каждом филиале есть. Обычно они обслуживают аккумуляторы. И уж если с аккумуляторами они справляются то ТЭН весом 500 грамм, легко с собой прихватят.

Тогда термистора достаточно.
Шкаф остывает - выезжает бригада -разбирается в чем дело и меняет тэн, автомат, термореле, подкручивает провода и т.д.

Дело не в весе, а необходимости выезда.

Вот такая штука http://www.quartz1.com/price/model.php?gro...03&ext=2702 внутри биметаллические контакты, так что даже и оптрона не надо.
Выпускаются на разные температуры.

Если бы Вы их раньше использовали то хорошо представляли бы себе насколько редкостное это Г! Их гарантировано хватает на очень ограниченное количество срабатываний. Да и место вы выбрали не самое дешевое. Если уже опуститесь до такой "технологии" - то дешевле здесь http://www.energy-m.su/index.php?categoryI...9&offset=60. Это не реклама - просто у них сайт самый удобный. Вот здесь можете выбрать тех кто к Вам географически ближе http://www.ruichi.ru/?u=rep.