Есть несколько сотен клапанов и электромагнитов.
Естественно для защиты ключей от индуктивных выбросов обратной полярности будут ставиться защитные цепочки.
Вопрос: как вообще принято тестировать исправность цепи защиты от перенапряжения до момента включения клапана? Есть ли какие-то стандартные решения?
У меня есть кой-какие идеи, но не хотелось бы "изобретать велосипед".

Короче, каждый день перед началом работы нужно убедиться, что все цепочки защиты от индуктивных выбросов обратной полярности целы/исправны. Т.е. что они ограничивают индуктивный выброс на заданном уровне.

Да. При этом просто "пощёлкать" клапаном в холостую недопустимо.
Т.е. нужно определять целостность защитной цепочки БЕЗ ВКЛЮЧЕНИЯ клапана/электромагнита

Ну для начала, между клапаном и ключом нужно иметь клеммную колодку с возможностью быстрой изоляции нагрузки и подключением тестирующих цепей. Такие клеммники делают Ваго, Феникс и прочие. Тогда вы можете быстро перейти в режим тестирования и обратно, повернув рычажок на клеммнике или убрав перемычку. Это стандартное решение в энергетике, где лишний раз нельзя клацнуть выходным контактором или отключить инструментальный трансформатор, а проверять систему управления нужно.

Далее вместо клапанов подключаете аналог своей индуктивной нагрузки и тестируете. Или даже просто прозваниваете свои цепочки тестером.

Спасибо за ответ.
Но хотелось бы проводить тестирование полностью в автомате: пришел с утра, нажал кнопку "ТЕСТ" и за 0,001 секунды у тебя протестировались защитные цепочки пятисот клапанов и электромагнитов.
Так как если эксплуатационщиков заставить каждый день отстыковывать/подстыковывать имитаторы нагрузки и что-то там мерить тестером они завоют. Или повредят что-нибудь или не туда подсоединят.
Поскольку они этого никогда не делали (исправность цепей защиты от перенапряжения не проверялась никогда) и ведь нагрузок несколько сотен.

Хотелось бы это дело делать в автомате и результаты тестирования складывать в специальном лог-файле в котором бы клапана с неисправными цепочками защиты от перенапряжения выделялись красным фломастером.

Снизить напряжение питания электромагнитов ниже напряжения срабатывания, на каждую защитную цепь подключить компаратор с лампочкой и щелкайте по полной программе.

MOSFET-ы на сниженном напряжении работать не будут. У них есть минимальное Usd (порядка 8..12 вольт) ниже которого он рабоать не может.
А что такое компаратор с лампочкой. Поясните как Вы его используете?

------
У меня идея другая: нужно подавать ПОЛНОЕ напряжение на нагрузку. Но на короткое время.
Порядка 100 мкс. За это время ничего не произойдет (так как механика штука инерционная.
Да и электромагнитная постоянная порядка 10..15 мс. Поэтому даже ток до номинала вырасти не успеет), а обратный индуктивный выброс получим.
Меряя максимальную величину этого выброса и регистрируя "полку" может понять: исправна защита или нет.

Такие решения стандартны?
Где-нибудь такое видели?

Я не разу не видел сломавшейся защитной цепочки. Каковы характерные неисправности защитной цепочки (что может сломаться) и какова вероятность такого события? Мне кажется вероятность неисправности защиты во много раз ниже вероятности неисправности контролирующей неисправность системы.
Почему бы не запаралеллить защитную цепочку со вторым клоном?

1) Видел неисправные цепочки (из-за старения, из-за скрытого технологического брака, из-за случайно поданного 380В вместо 24В и т.д. и т.п. диоды/стабилитроны уходят в обрыв, но пару раз видел КЗ)
2) У нас ОСОБО ответственная система. Поэтому естественно цепочки дублируются
3) У нас ОСОБО ответственная система. Поэтому поставлена задача контролировать целостность clamping/freewheele диодов
4) По условиям задачи, пусть уж лучше защита стработает ложно (в этом случае эксплуатационщик просто сходит и проверит в ручную и целостность защиты и схему контроля исправности защиты), чем отказ будет не обнаружен и ключ выйдет из строя в процессе выполнения технологической операции

После каждого размыкания ключа K1 в случае неисправности VD1-R1-C1 на оптроне U1 будет появляться импульс, который можно защелкнуть триггером, подсветить неисправность и/или передать в верхний уровень. На время неисправности защитной цепочки ключ будет защищать VD2(-Rx-Cx при необходимости).

Он будет на Вашей схеме при размыкании ключа К1 появляться в любом случае если только напряжение, на которое расчитаны стабилитроны VD2, VD3, заметно не превышает напряжение питания. Но тогда придется брать более высоковольтный MOSFET транзистор. Что не всегда желательно и возможно

Я описал принцип? Он понятен? С работающей защитой напряжение на VD2 - одно, при неисправной защите - качественно другое.
Конкретных цифр вы не приводите, поэтому и обсуждать их сейчас не имеет смысла.
Но, например, при I(L1) = 0.5А и размыкании ключа K1 этот ток потечет через VD1. Смотрим ВАХ этого диода и видим, что при токе 0.5А на нем падает не более 0.7В. Напряжение на ключе будет не более Uпит+0.7В. Как соотносятся Uпит и 0.7В я не знаю, но предположу, что при Uпит=24В, такое повышение значительным не назовешь. Или я не прав?

Кгхм... это как MOSFET не может работать? Вы точно говорите про напряжение сток-исток(drain-source)?
Компаратор, который будет ловить выброс по уровню, потом триггер чтобы защелкнуть и лампочка -индикатор неисправности, вместо лампочки можно сделать подключение к компьютеру или еще куда, но придется еще пачку проводов тянуть.


Тут может возникнуть проблема - у вас система протяженная, провода длинные, их индуктивность может поглотить импульс.

А если диод VD1 выйдет из строя, то напряжение на ключе будет min{IL x R1; Uст_vd2}
Если убрать не нужную (так как есть диод VD1) RC-цепочку (мы RC-цепочки не используем), то получается что в случае обрыва диода VD1 на ключе будет напряжение равное Uст_vd2.

Значение Uст_vd2, Uст_vd3 нужно брать >1.5 Uпит.
Иначе оптопара будет срабатывать при ЛЮБОМ выключении. А не только при выключении с неисправным VD1.

Т.е. получается на ключе будет >1.5 Uпит


А нам нужно "значительное" перенапряжение на индуктивности. Порядка 2...3 Uпит (при этом чтобы на ключе было не более 1.1..1.2 Uпит)
Зачем? Чтобы время выключения не увеличивалось.
Ведь в случе с диодом время выключения клапана увеличивается в примерно 2,7 раза.
Это нас категорически не устроит.

Поэтому используем диод-стабилитроннные цепочки.

Кроме того у нас коммутируется и "плюс" и "минус" нагрузки


Да. Провода длинные. 300 метров до самых удаленных нагрузок

Правильнее min{Uпит + IL x R1; Uст_vd2}


Я же говорю, что Uпит + 0.7В.
Откуда 1.5 Uпит. Приведете расчет?


Вы схему можете привести, а то по моему вы бред пишете, т.к. U(K1) = Uпит + U(L1).


Схему?


Со скоростельностью это не очень согласуется.

Не точно выразился.
Поясню.
Для гарантированного НЕ включения нагрузок при подачи напряжения на них (чтобы штоки и сердечники не начали движение), нужно снижать напряжение питания с 24 Вольт до 0,5 Вольт и меньше.

Но тогда придется городить отдельное питание для затворов MOSFET.
Порядка 8..12 Вольт.
Если дать на затвор меньше - не будет гарантированное открывания MOSFET

Чушь какая-то..
"2) У нас ОСОБО ответственная система. Поэтому естественно цепочки дублируются"
-ответственным узлом здесь является клапан. Его и надо контролировать. А не защитные цепочки. Просто для ответственных систем надо выбирать не дерьмо, а нормальные цепочки, даже с большим перезапасом, чтобы не дохли и голова не болела.
"3) У нас ОСОБО ответственная система. Поэтому поставлена задача контролировать целостность clamping/freewheele диодов"
- А как вы будете контролировать систему контроля, контролирующую "целостность clamping/freewheele диодов" ?

Неплохо бы это изречение вынести в отдельную тему, особливо из-за кавычек.

Только хамить не надо. Держите себя в руках. Вы не на вокзале. И не на рынке.


А кто вам сказал, что они не контролируются.


А кто Вам сказал, что элементы не выбраны с запасом?
Просто когда их полтыщи и работают они десятилетиями существует не нулевая вероятность их выхода из строя. Да банально кто-то по дури может "фазу" случайно посадить


Юноша. Не надо передергивать и утрировать.
Если не можете ничего посоветовать - просто проходите мимо

Какая тема- такой подход


От дурака нет защиты.Кто-то может и подстанцию вырубить в самый "ответственный" момент, или молотком по клапану стукнуть.


Ну.. если я юноша, то Вам лет 80 не менее.
И могу дать совет, как разработчик, получивший советское образование. Пересмотрите подход к "ответственности"- это нередко приводит к экономии средств, времени И повышает надежность системы.

Существует ненулевая вероятность чего угодно.

1. Как долго цепочки работают до сбоя? Год проработают? Что мешает ежегодно менять защитные цепочки?
Это всяко дешевле, чем платить зарплату обслуживающему персоналу и модернизации системы мониторинга, которую тоже нужно обслуживать.

2. Откуда в обслуживающем персонале ответственной системы дураки, имеющие возможность банального соединения фазы с низковольтными линиями?
В ответственной системе случайно подать фазу не туда не получится даже при большом желании - соединители не подойдут, длины проводов не хватит,
или цвет провода будет сигнализировать о недопустимости соединения.

Именно Вам и хочется вернуть этот совет. Тут не юноши собрались. Имейте терпение общаться с коллегами сдержанно.

1) Все траблы как раз и вносятся когда кто-то лезет в НОРМАЛЬНО РАБОТАЮЩУЮ систему своими кривыми ручонками. "Человеческий фактор".
Первая заповедь электронщика: в нормально работающую систему не смей лезть своими кривыми ручонками
2) Вопрос не в том, чтобы менять цепочки. А в том, чтобы не начать отрабатывать технологический процесс с неисправными защитными цепочками. Ибо ущерб от того, что какой-то ключ сгорит и не сработает в нужный момент очень большой. Речь идет о 7-ми значных цифрах. В евро. Хоть у нас и используется троирование ключей тем не менее риск человеческих жертв и убытков в десятки миллионов евро ЕСТЬ. И хотелось бы уменьшить его как можно больше.


Скажите это заказчику, который прямым текстом написал в ТЗ, что защитные цепочки перед КАЖДОЙ отработкой технологических операций должны проверяться на исправность.


У Вас какие-то идеалистические представления о том, как эксплуатируются системы.
Как будто не в России живете

В таком случае никуда лазать без нужды не надо.
Нужда будет только при аварии.

Вы же говорите, что сработка клапана контролируется. Отслеживайте срабоботку или несработку клапана и детектируйте при необходимости аварию.
При возникновении аварии плавно тушите технологический процесс, минимизируя ущерб.


Слабо верится в такой пункт ТЗ. Если ТЗ на целый блок, то там не должно быть требований к тому,
КАК это должно быть сделано, а должны быть только требования ЧТО должно быть сделано.

Что ТЗ вещает на тему "если защитная цепочка неисправна"? Все, тушим свет? Или дальше работаем?
Что мешает нагрузке тут же убить ключ при выходе из строя защитной цепочки?

У нас есть система аварийного останова.
Только вот ущерб при ВОВРЕМЯ предпринятом аварийном останове тех. процесса тоже не маленький. Порядка 20..30 млн. евро.
Поэтому случаи, когда клапан или электромагнит не сработал нужно исключить напрочь.
А для этого перед началом тех.процесса нужно убедиться что все исправно. Вплоть до последнего диода и транзистора. Несмотря на то, что система троирована

Покажите наконец схему. Создается абсолютное впечатление, что вы водите всех за нос.
Вы даже не пытаетесь найти решение, а только отвергаете все варианты и продолжаете придумывать все новые условия.

"уменьшить его как можно больше". Уверен на 146%, что защитные цепочки ну ни на сотую долю процента не изменят убытки и человеческие жертвы.
Риски есть, но оценивать их вы явно не компетентны. Этим должны заниматься специалисты и главные инженера, а не как разработчики узла.

Разработчики ТЗ как бы не дилетанты. И прекрасно разбираются какие и где сбои могут к чему привести.


Все очевидно.
Если перед началом отработки тех. процесса тест системы выявляет неисправные компоненты составляется соответствующий акт (по которому потом производится "разбор полётов" и наказываются виновные) и бригада эксплуатационщиков идет устранять неисправность. После чего тест системы осуществляется трижды, чтобы убедиться, что система в полном порядке и готова к работе.



Давайте без хамства и наездов.
Вы не на вокзале.

Тема - полный бред!
Переходите от троирования к шестнадцатерированию - это гораздо дешевле 20..30 миллионов/миллиардов евро.
С такими цифрами не можете себе позволить 500 транзисторов на 1200В при Uпит=24В, чтоб навечно закрыть тему?

Поддерживаю.

Да хоть на милллион вольт, как это поможет ПОЛНОСТЬЮ исключить возможный технологический брак, "человеческий фактор" и случайность?

Надежность паек тоже не бесконечная.

Вы просто, видимо, никогда не имели дело с системами с экстремально высокими требованиями к надежности. SIL3 и SIL4, если сопоставлять их с буржуйскими ГОСТ-ами.

Поэтому эта новая для Вас инфа вызывает у Вас такие бурные эмоций.
------
P.S. Можете считать это шизофренией/паранойей (такие заморочки по поводу надежности).
Но благодаря им у нас последний раз аварии с человеческими жертвами были лет 18 назад

У "буржуев" нет ГОСТ-ов

Заинтриговали.
А как работает у вас троирование?
Уж не с помощью ли реле у вас переключаются ключи с неисправных на исправные?
Или вообще вручную?

Поэтому даже если выбирать компоненты с большим запасом, покупать их только у брендовых производителей и использовать резервированнные схемы и при этом никак не проверять их исправность - такие решения нам не подходят однозначно.

У нас в нормативных документах черным по белому написано, что должно производиться ПОЛНОМАСШТАБНОЕ тестирование ВСЕХ компонентов системы перед каждой отработкой тех. процесса

Ну и делайте - кто вам мешает?

Что мешает делать защитные цепочки так, как делали 18 лет назад?
Тема из технической опять превратилась в обсуждение "крутости" ваших решений и глобальных проблем.
Или возвращайтесь в техническое русло, или ЭТО будет расценено как очередной троллинг с вашей стороны.

У нас нет схем переключения "с исправных ключей на неисправные".
Так как они (эти схемы) сами могут стать источниками сбоев.
У нас, используется "горячее резервирование", "мажоритарное голосование" и "маскирования сбоев".
Т.е. у нас система толерантна к единичному сбою. Она его просто не заметит и будет работать дальше как ни в чем не бывало на исправных элементах.
А "скрытые отказы" выявляются до или после отработки тех. процесса


Начальство хочет ещё больше "улучшить" систему и ещё больше увеличить её надежность.
(бапки на это выделили)


На себя посмотрите. Это ведь Вы из обсуждения технической стороны вопросы "перешли на личности" и обсуждение "крутости решений".

Я Вам строго по "технической стороне вопроса" ответил про почему 1.5 Uпит и диоды. Почему ничего не написали в ответ?

И эти решения надо искать на форумах?
Я просто в восторге!

TSerg
Уважаемый!
Не могли бы вы меня избавить от Ваших язвительных комментариев НЕ ПО ТЕМЕ?
Не вынуждая меня обратиться к модераторам с просьбой удалить Ваш флуд.

И что плохого, чтобы обсудить технические вопросы с коллегами на форуме?

Все очень просто. Вы претендовали совсем недавно на 2500 баксов через 2-3 месяца работы на какой-то новой работе, куда Вас спешно должны взять.
В итоге, Вы лезете на форум для решения довольно глобальной проблемы на уровне "колхозника".

И?

P.S.
Да, жалуйтесь, это все, что Вы умеете.

Я всегда думал, что эта вся терминология относится к неким ящикам, а не к отдельным транзисторам или диодам.
В учебниках по конструированию умудрялись никогда не показывать реальные схемы троирования.

Не опишите ли подробней как "троируются" транзисторные ключи?
Процессоры вот видел как дублируются (но не троируются), а транзисторные ключи ну никогда в жизни.

1) Вариант был всего один (помните же схему, которую Вы мне предложили). Об её недостатках и о том, почему нам она не очень подходит я написал. Вы ничего не ответили. видимо обиделись. А зря.
2) Я не придумываю новые условия. Я описываю требования, которым должна удовлетворять наша система

Обратитесь в тему "Предлагаю работу", плиз.

Все просто

Резервирование лампочки
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Однако это реле.
А как с транзисторными ключами?

Да и с реле не все ясно. От каких рисков тут сделана защита.
Залипание, неконтакт, выход из строя катушки? Проблемы у всех сразу контактов у одного реле или по одному?
Схема мало что объясняет.

ТС вам не кажется что вероятность механического заклинивания запорного узла клапана выше чем перегорание диода? По сути пробой диода повлечет за собой перегорание плавкой вставки или срабатывание автомата, не так-ли?

Я даже могу припомнить, кто основоположник релейной автоматики в Союзе.
Только, вот бяда сейчас какая - реле (если оно вообще нужно) обладает гораздо меньшей надежностью, чем полупроводниковые коммутирующие элементы.
Нэ, если использовать П605, П4Э, МП16, П416 и похожие - тады да.

Это не реле. Это просто схема поясняющая принцип троирования.
На транзисторах принцип тот же самый. Только схема сложней

Кстати верно, трансилы и TVS-s же так сделаны чтобы замыкаться при пробое. Соленоид после пробоя никак не сработает.

Схема фэйк, т.к. на ней лишние точки в местах, где соединений нет.
ГОСТовая рамочка для отвода глаз (ибо оформленные по ГОСТу схемы лишних точек не содержат).

Насчет "1.5Uпит": вы напутали с понятиями "разброс параметров" и "ВАХ стабилитрона".
Человеку, не различающему это, очень сложно что-то в дальнейшем объяснять.
С другой стороны вы же сами признали, что можно подобрать так VD2 и VD3, чтоб все заработало.
Почему было не остановиться на таком решении?

В одном посте вы пишете так:

Потом так:

Это же взаимоисключающие параграфы. Пудрите мозги всем.

Тогда почему там повторяются буквы на ключах?
Не на ходу ли вы тут придумываете транзисторные схемы троирования?

Схема как раз все объясняет.
По схеме видно, что реализована защита как минимум от выхода из строя от одного до всех 4-х контактов одного из каналов резервирования. Или сбоя любого одного всего канала резервирования. Когда два канала управления пытаются включить (выключить) электромагнит, а третий канал напротив выключить (включить).
Т.е. реализовано мажоритарное голосование.

"Выход из строя" контакта - это когда контакт либо постоянно включен, либо постоянно выключен.


"Хрен редьки не слаще"©
Если соленоид не сработает - это в некоторых фазах тех. процесса будет означать катастрофу и гигантскией мат. убытки