Безпека щита автоматики

Написано для прошивки 0.2.238 (коміт dc59971) · порталу 0.0.341Можливо, застаріло: поточний портал 0.0.344

Щит автоматики вмикає кіловати на ТЕН у приміщенні, де є спиртова пара й вода. Прошивка вміє зупинити процес за датчиком, але вона не врятує, коли твердотілка пробилась, плата зависла чи провід замкнув на корпус. Тому безпека щита тримається насамперед на залізі, а прошивка — лише перший із рубежів. Ця стаття про щит: що в ньому має стояти й як це перевірити до першого ввімкнення. Як заводити аварії в логіку сценаріїв, розказано окремо.

Рубежі захисту#

Кожен рядок закриває те, що пропускає попередній. Твердотілка виходить з ладу замкненою, тому після неї завжди стоїть контактор (розкладка A6). Від тиску в кубі програма не захищає зовсім: запобіжний клапан на кришці обов'язковий (аварійні сценарії).

Живлення 230 В і автомати#

• Автоматика — на своєму автоматі. Ввід → автомат C6 → блок живлення 12 В і контролер. Грибок цього кола не торкається, тож плата живе й після аварійного вимкнення. Лінія ТЕНа захищена своїм автоматом під переріз кабелю: C6 не тягне ТЕН 3 кВт (≈13 А при 230 В) і не має, він захищає тонкі дроти кола автоматики.
• ПЗВ на вводі щита. Пробита ізоляція ТЕНа без ПЗВ і без заземлення куба дає напругу на корпус, якого торкаєшся руками (керування нагрівом).
• Окремий автомат на коло котушок — тоді контактори перевіряються без напруги на ТЕНі (проміжне реле на A16).
• Блок живлення 12 В. BIOM LED-12-60 приймає 180–264 В AC: коли мережа просідає нижче, він вимикається, і контролер перезавантажується разом з усім щитом. Після перезавантаження прошивка стан виходів не відновлює, а скрипти стоять, доки їх не запустять. Корпус блока IP20 — лише в закритій шафі.
• Нейтраль — не на плату. N іде на другі клеми навантажень 230 В. Мінус 12 В — на одну розподільну клему, з неї на плату, входи, клапани й − твердотілок (розкладка A16).

Контактори й SSR: тепло і запас#

Твердотілка гріється, коли відкрита. На потужних ТЕНах радіатор із термопастою обов'язковий, а понад 3 кВт потрібне обдування (керування нагрівом). LCDT-48025DA має вбудований радіатор на DIN-рейку, і 25 А на ньому — межа: більше вже з вентилятором. Тепло лишається в шафі, тож над радіатором і під ним потрібне вільне місце, щоб повітря проходило між ребрами.

Допустимої температури радіатора для LCDT у нас немає: на шильдику її не видно, даташита ми не знайшли. Візьми її з даташита своєї SSR. Якщо хочеш, щоб прошивка стежила за нагрівом, постав DS18B20 на радіатор і задай на ньому блокування нагрівачів «температура > поріг». Блокування не дасть увімкнути ТЕН ні скриптом, ні з картки. Датчик без даних понад 15 с блокує так само, тож відпалий датчик на радіаторі зупинить нагрів.

Контактор MK-N 2P 2NO розриває і фазу, і нуль лінії ТЕНа; 25 А на полюс. Категорії лише AC-1 і AC-7a, тобто ТЕН. Двигун насоса чи мішалки (AC-3) — через магнітний контактор ПМ. Котушка 230 В AC: на A6 її вмикає реле плати напряму (контакт 10 А при 250 В AC, реле A6), на A16 — лише через проміжне реле MY2, бо вихід A16 — це 12 В, а не сухий контакт (чому).

Грибок і основний контактор#

Грибок рве котушку основного контактора K0, а не сигнал на вході контролера: зависла прошивка натискання не почула б. Через силові контакти K0 живиться вся силова частина: інші контактори й твердотілка. Натиснув грибок — K0 відпав, і силова частина знеструмлена одним контактом, хоч би що в цей час вмикала плата. Автоматика на C6 працює далі: показ, датчики, журнал і аварійні сценарії лишаються. Контакт грибка NC, тож обірваний дріт у колі котушки дає те саме, що натискання.

L → C6 ──→ блок живлення 12 В → контролер        (живе завжди)
L → грибок (NC) → котушка K0 → N
L → силові контакти K0 → контактори ТЕНа, SSR     (лише поки K0 увімкнений)

Грибок з фіксацією: лишається натиснутим, доки його не відіб'ють поворотом (XB2-BS542) або ключем (XB2-BS142). Тож випадково силова частина не повернеться.

Два варіанти: без «Пуску» і з «Пуском»#

Без «Пуску» — так зроблено в щиті 58618. Цей варіант годиться, коли силова частина під напругою сама нічого не вмикає. ТЕН гріє лише за командою плати, а після перезавантаження прошивка стан виходів не відновлює, і скрипти стоять, доки їх не запустять. Тобто повернення K0 дає напругу на контактори й SSR, але не нагрів.

З «Пуском» — коли є навантаження, яке ввімкнеться без плати, щойно з'явиться напруга: насос чи вентилятор прямо після K0, контактор із котушкою з тієї ж лінії. Або коли апарат лишають без нагляду і повернення світла не має давати напругу на силову частину. У MK-N 2P 2NO обидва контакти зайняті фазою й нулем, тож для самоутримання K0 потрібен окремий вільний NO-контакт: другий контактор чи проміжне реле.

«СТОП усього» в прошивці (утримати 1 с) — програмний фіксатор. Він зупиняє всі скрипти й ставить виходи в безпечний стан. Старт неможливий, доки не натиснеш «Зняти фіксатор». Фіксатор живе в оперативній пам'яті: грибка він не замінює, а доповнює.

Щоб сценарій знав про грибок, потрібен другий контакт кнопки на дискретний вхід, позначений як джерело аварії. XB2-BS542 має один контакт NC, і він уже в колі котушки. Тож для сигналу на плату потрібна кнопка з двома контактами. Без цього плата не знає, чому замовкли контактори: датчики показують, що нагрів не йде, але причини вона не назве.

Звичайна кнопка на вході — не аварійна. Кнопка на дискретному вході контролера робить те, що їй призначив сценарій. Вона йде через прошивку, тож зупинити апарат замість грибка не може.

PE, корпус і IP#

• PE не розривається ніде. Металевий корпус куба, металева шафа, DIN-рейка в металевій шафі — на шину PE. Контактор рве L і N, PE — ніколи.
• Силове ліворуч, сигнальне праворуч. Автомати, блок живлення, контактори, SSR на радіаторах — на одній рейці; плата й клемники датчиків — на іншій. Кабелі 230 В і датчиків не в одному джгуті (розкладка A6).
• Клеми, а не дюпони, на всіх постійних з'єднаннях.
• IP. Блок живлення IP20, грибок IP40. IP шафи щита 58618 у паспорті не вказано. У приміщенні з водою охолодження й можливим протіканням шафу вішають вище підлоги, кабелі вводять знизу через гермовводи.
• Подалі від пари. Контакти контактора іскрять під час розмикання, тож шафу не ставлять біля виходу ТСА й над кубом.

Перевірка перед першим увімкненням#

Автомат ТЕНа вимкнений, ТЕН не підключений:

1. Без напруги. Жоден дріт 230 В не заходить на колодки плати. Клеми протягнуті. PE прозвонюється від корпусу куба й шафи до вводу.
2. Лише 12 В. Кожне реле плати клацає з картки периферії. Входи міняють стан. Аварійні входи на обрив дроту показують «аварія», а не «норма» (розкладка A6).
3. Грибок. Натиснув — K0 відпав, на контакторах ТЕНа й на SSR напруги немає, а плата й показ живі. Відбив — K0 увімкнувся (без «Пуску») або чекає на «Пуск» (з ним). Після відбиття ТЕН не гріє, доки плата не дасть команди. Вимкнув і ввімкнув ввід — з «Пуском» K0 лишається вимкненим.
4. ПЗВ. Кнопка «Тест» вимикає ввід.
5. Імітація навантаження. Лампа замість ТЕНа, нагрівач на 30 % — 3 с горить, 7 с ні (на A6 — периферія «Нагрівач» на DA).
6. Аварія. Зімітуй пресостат — сценарій безпеки розриває аварійну SSR незалежно від робочої. «СТОП усього» — усі виходи гаснуть, «Старт» не працює до зняття фіксатора.
7. Перший прогін з ТЕНом — під наглядом. Через годину на повній потужності перевір нагрів радіатора SSR і повітря в шафі.

Що прошивка робить і чого не бачить#

Чого прошивка не бачить:

• Пробиту SSR чи зварений контакт. Без датчика струму в лінії ТЕНа вона не знає, чи ТЕН справді вимкнувся.
• Обрив датчика 4–20 мА. На клемі просто 0 В, показ піде нижче шкали. Ловить лише умова в «Безпеці» на кшталт «тиск менше 0 через 5 с» (стенд A6).
• Себе завислу. Тому контактор, грибок і автомати від плати не залежать.

Приклад: щит 58618#

Перший щит, на який заведено паспорт. Склад:

Аварійної SSR у складі немає: одна твердотілка, тож другий розрив дає контактор.

Чого про 58618 ще не знаємо — допиши сюди, коли з'явиться:

• яку лінію комутують два контактори після K0;
• яким автоматом захищена силова лінія після K0;
• на якому вході чорна кнопка і що вона робить у сценарії;
• чи є ПЗВ на вводі і на скільки мА;
• IP і матеріал шафи;
• чи стоїть датчик на радіаторі SSR;
• чи бачить плата стан грибка.

Суміжні статті#

• Система безпеки oCBot — як позначити датчик джерелом аварії й описати умову в скрипті.
• Як зібрати щиток на KC868-A6 — розкладка каналів, порядок монтажу, перевірка до сценарію.
• Як зібрати щиток на KC868-A16 — те саме для A16.
• Керування нагрівом — вибір SSR, радіатор, заземлення куба.