Rete 485: disturbi causati da contattori di potenza

[odx]

Buondi a tutti ...

 

purtroppo nell'elettronica/elettrotecnica mi porto dietro qualche lacuna e mi appoggio a voi quando sono insicuro.

 

La mia solita linea 485 seriale half duplex che in alcuni impianti mi crea problemi, andando sul campo con oscilloscopio ho trovato la causa ... i contattori sirius 3rt1015 utilizzati per la movimentazione degli assi orizzontale e verticale dell'impianto fotovoltaico mi spara letteralmente sulla seriale dei picchi di tensione fino a 3 volte il valore massimo dell'onda quadra di segnale.   Questi picchi arrivano sia alla chiusura del contatto ( di solito due alla volta ), sia all'apertura.

 

Pensavo di risolvere montando i blocchetti accessori "Modulo soppressione disturbi 16-1CB00"  .. in pratica un induttanza con resistenza a cui capi c'è il condensatore.

 

Soluzione valida, o ci sono idee migliori ?

 

Ho 10 inverter per impianto ... 3 impianti praticamente nello stesso prato ... 4 contattori per inverter ... 120 modulini !!!   Considerando una spesa variabile tra 600 e 1000 euro.... volevo un vs parere tecnico prima di farla fare.

 

 

Grazie
 

 

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[SandroCalligaro]

E' molto difficile prevedere l'efficacia di un accorgimento del genere...

Se qualcuno ha provato in condizioni simili potrebbe aiutarti, ma non assicurarti niente.

 

Pensi che il disturbo si propaghi attraverso l'alimentazione o altri collegamenti (condotto) o per prossimità (irradiato)?

I cavi RS-485 passano in canaline assieme ai cavi sui quali avviene la commutazione?

[Adelino Rossi]

Quote

Questi picchi arrivano sia alla chiusura del contatto ( di solito due alla volta ), sia all'apertura.

se avvengono in entrambe le manovre potrebbe essere la magnetizzazione delle bobine, oppure il carico alimentato dai  contattori stessi.

in genere in chiusura i contatti non dovrebbero generare disturbi.

 

[odx]

Purtroppo i cavi 485 passano anche assieme a quelli di potenza in uscita dagli inverter su ogni singola vela fotovoltaica.

 

La calza della 485 è collegata a terra sui quadretti di interfacciamento agli inverter, dove al loro interno sono presenti anche i contattori di movimentazione della singola vela.

 

La coincidenza degli spike .. anche se sono vere e proprie "botte" di tensione 3 volte quelle del segnale ... sono sempre in concomitanza con la movimentazione (attacco e sgancio delle bobine dei contattori).

[Livio Orsini]

Come ti ha detto Sandro Calligaro è da verificare se i disturbi sono condotto o irradiati.

Se non ricordo male, da una discussione precendente, la schermatura del cavo è stata lasciata flottante per dispsoizione del costruttore delle interfaccie.

 

Se è ancora così, per prima cosa, devi provvedere a mettere a terra gli schermi da entrambi i lati, avendo cura che le terre siano rigorosamente isopotenziali.

Inoltre gli ammaraggi degli schermi si devonoe seguire con gli appositi collarini e la parte non schermata del cavo deve essere il minimo indispensabile per effettuare il collegamento.

 

Mettere i filtri antidisturbo sulla bobina dovrebbe essere ua  regola da seguire sempre.

[odx]

Quello era sull'impianto da 20 MW in cui so che ho ampiamente dialogato con voi

 

Qua sono su un campo con vele motorizzate su due assi-

Si il filtro infatti lo vorrei fare acquistare, ma sono 120 modulini, e volevo solo avere conferma che va comunque fatto. Diciamo che se non c'era il forum li avrei acquistati subito, ma essendoci voi ... ho preferito chiedere conferme in settori in cui ho qualche "mancanza" dovuta alla mia non voglia di approfondire certi settori (pigrizia forse )

Gli schermi sono già collegati a terra da entrambe le parti in questo impianto.

 

Come sempre sono impianti realizzati anni prima dai miei predecessori (forse non incapaci, ma sicuramente pressati nei tempi) e in cui sto cercando di portare qualche miglioria.

[elettrodino]

 

Fermo restando i filtri sulle bobine dei contattori, sempre obbligatori in caso di disturbo, non riesco a capire come funziona la movimentazione delle due vele sotto inverter  :

I contattori che comandano motori sono a valle degli inverter ?

In questo caso l' inverter a cosa serve, esegue il posizionamento o serve solo a variare la velocità dei motori ?

 

Se i contattori sono a valle dell' inverter, come minimo si devono chiudere/aprire con inverter disabilitato, quindi a vuoto e di conseguenza il carico non dovrebbe creare disturbi 

[odx]

Non ho provato in differenziale, se intendi sonda su tx e massa su rx ....  

Ho tx e rx verso massa con due sonde, riporto screen del disturbo

 

 

[odx]

Per elettrodino ... scusa giustamente non sai che sono nel fotovoltaico .... l'inverter intendo quello della vela fotovoltaica, come generatori di AC dalla DC dei pannelli.

 

La motorizzazione degli assi avviene in maniera molto spartana con contatti On Off

[elettrodino]

Ok ! niente inverter sul posizionamento delle vele, quindi il disturbo potrebbe essere causato o dalle bobine dei contattori o dai motori delle vele, ti converrebbe provare a scollegare i motori per capire se l' origine dei disturbi proviene dai soli contattori oppure anche dal carico.

Se scollegando il carico i disturbi rimangono prova a mettere i filtri sui 4 contattori, in caso contrario dovrai montare anche dei filtri sui motori.

[Livio Orsini]

Quote

Prova a staccare un lato di ogni tratta in modo da avere la connessione di terra solo da una parte

 

No,

Prima bisogna verificare che la terra sia isopotenziale.

Solo nel caso che non si possa disporre di 2 collegamenti di terra isopotenziali, si può mettere a terra solo da un lato, scegliendo il alto con segnale più debole. In questo caso l'effetto schermante viene ridotto di molto ma si evita la circolazione di corrente nello schermo.

Prima di ricorrere a questa pezza disperata è meglio mettere il collegamento di terra isopotenziale.

 

Poi bisogna verificare attentamente il percorso dei cavi.

I cavi schermati che portano il segnale devono avere un percorso differente dai cavi di potenza e dai cavi che comandano attuatori.

Ogni incrocio tra i cavi di segnale e quelli di potenza e di comado deve essere rigorosamente ortogonale.

 

Queste regole sono codificate da oltre 20 anni nelle direttive EMC; direttive spesso misconosciute e quasi mai attuate in sede di costruzione, salvo poi piangere quando incominciano i guai, magari anche dopo mesi di fuzionamento pseudo regolare.

 

Dagli oscillogrammi dei segnali sembrano proprio i classici disturbi di commutazione.

 

Forse mi è sfuggito, ma i relè che carichi commutano?

[Livio Orsini]

Quote

Secondo me con impianti così estesi avere un'equipotenzialità di terra perfetta è pressochè impossibile.

 

No se si fa una rete di distribuzine della terra a stella, ovviamente ben realizzata.

 

[odx]

Purtroppo come sempre le prove posso farle a spot, il campo in questione è da un cliente.

Sicuramente come sempre .. purtroppo ... i cavi di potenza e di segnale passano nella stessa canalina ... in parallelo pure ... 

 

I carichi sono piccoli, i due motori saranno circa 0.18 kW l'uno.

 

Gli inverter fotovoltaici invece sono da 6 kWp l'uno

 

 

 

Riguardo gli RMS sinceramente non lo so ... guardavo le curve. E si ... ho un fluke digitale 40 MHz, credo di poter fare la prova come dici tu.

 

Le terre invece non lo so come sono, non ho fatto alcuna verifica, non esiste nemmeno la mappatura di come sono collegati ... cioè sono 10 entra esci, ma non si sa da chi parte a chi arriva. Serve un bel lavorone, ma siamo alle solite ...  

 

 

[odx]

Come nell'altro caso sono tutti in serie, niente stelle .. almeno quello.  

 

Baudrate solitamente 9.600 .... raramente 19.200 .. quasi mai 38.400 o superiori

 

Lunghezza linea stimata ... 20 metri tra nodo e nodo ... per 10 nodi piu master ...  220 metri circa

 

Si tratta di un'installazione vecchia di qualche anno, che NON ha mai funzionato bene, anzi ...  solo che ultimamente ci sono state delle anomalie non riscontrate ed è uscito il problema. Non sto a dilungarmi troppo sulle metodologie utilizzate in passato, ma ho un po' di cose ereditate da sistemare e solo due mani ...  e una vita sociale da portare avanti

 

EDITO:  Mettere a posto i cablaggi ... e come ? Canaline e tubi sono stati posati anni fa' ... come e dove faccio passare la 485 ora ? La stendo nel prato ? Davvero non so che pesci prendere qua ...  i modulini servono sicuramente, ma se li faccio prendere ( 500 euro circa di spesa materiale ) e poi non cambia nulla... il pensiero di chi sta sopra e non ha cognizioni in materia sarà ,,, ecco ... non è servito a nulla. Anche se in questo caso i problemi sono molteplici e questo è uno dei tanti.

 

 

[odx]

1) Perche solo un inverter ha un solo cavo in entrata, per cui la seriale dovrebbe morire li ... oso sperare che non abbiano fatto giri entra esci ad anello . Terminazioni si perchè le ha integrate con switch l'inverter

 

2) Si 9.600 ... era per dire che raramente le mie 485 vanno più forte negli altri impianti ( ne ho 180 circa ... )

 

3) Oggi stavo anallizando gli impianti in genere, e mi sono trovato un impianto molto simile, ma più recente ... che NON presenta alcun problema. Ora mi butto su quello e voglio analizzare le differenze, Se le trovo .. risolvo !

 

[SandroCalligaro]

Dalla misura sembrerebbe che il problema sia di modo comune, quindi la misura differenziale credo possa essere molto utile, ma rimane il fatto che i ricevitori avranno, come è normale, un range limitato per il modo comune, che se superato porta ad un comportamento non determinato o comunque anomalo (potrebbero anche rompersi).

 

 

[Livio Orsini]

I disturbi di modo comune rappresentano uno dei problemi fondamentali dell'EMC, perchè la loro sorgente è difficile da identificare.

Per questa ragione è sempre consiogliato prevenire, piuttosto che curare.

Con un cablaggio eseguito secondo le regole dell'arte e filtrando, per quanto possibile, le sorgenti di disturbo non si dovrebbero poi avere problemi.

Al contrario un cablaggio mal eseguito presenterà poi parecchie difficoltà per emendare i problemi di distrurbo.

[NoNickName]

Quei filtri soppressori si chiamano snubber e sono disponibili anche sul mercato della componentistica elettronica a poco prezzo.

La teoria insegna che vanno installati in parallelo al carico induttivo, e il più vicino possibile al carico stesso, non sui teleruttori.

Se cerchi snubber su google troverai diversi siti che li vendono.

Articolo interessante: https://www.digikey.it/it/articles/techzone/2014/aug/resistor-capacitor-rc-snubber-design-for-power-switches

 

 

 

[odx]

X LUCKY67 .... Non ho tempo per fare quelle prove ... se vedrò differenze ..bene.. sennò resta così. Al momento i miracoli non riesco a farli e ho solo lavori da fare ..  ! Ho ereditato una situazione "particolare" e non posso cambiarla in poco tempo ... già mi sento dire che ci metto troppo a fare le cose, e rispondo sempre .. " i problemi io cerco di risolverli e il tempo serve... sennò li lascio sotterrati come lo sono stati prima ancora del mio arrivo ... ".  (chiudo la mia nota polemica qua)

 

X NoNickName ... credo intendi un'altra cosa e vedrò di informarmi se posso utilizzare il tuo suggerimento. I modulini di cui parlavo sono filtri per le bobine dei rele solamente.

 

 

[Livio Orsini]

Dagli oscillogrammi sembra proprio la commutazione di un carico induttivo come la bobina del relè.

Poi è da verificare se il relè commuta carichi induttivi.

[Marco Mondin]

A me capita abbastanza di frequente quando il negativo del 24V che alimenta i BUS è lo stesso dei contattori.
Solitamente per girare intorno al problema se l'alimentatore è distante porto o faccio portare un cavo dedicato per la logica ed uno dedicato per le potenze.
Solo che non è detto che in questo caso sia possibile, in quanto gli alimentatori non è detto che siano esterni.
A causa di quadri fatti male, anelli di massa, spire aperte e 0V presi nei posti più disparati a caso, ho avuto non pochi problemi con Modbus RTU su RS485, RFID in RS232, BUS CAN Open, Ethercat, Profinet e nei casi più disperati anche i moduli di sicurezza che si bloccano a livello firmware.

In un quadro mi sono trovato un WAGO ethercat alimentato nella logica con il +24V che arrivava da un lato del quadro e lo 0V preso dal lato opposto con cavi di potenza che attraversavano nelle stesse canali, praticamente una spira aperta infilata in una sorgente di disturbi radiati e indotti. Scollegato da quei cavi e collegato a due cavi nuovi con un giro sensato il problema è sparito.
Oltre alle terre ben fatte e le schermature collegate nei posti giusti, andrebbero ricontrollati tutti i giri dei cavi. A volte portare alle bobine di contattori con grosse bobine due cavi che seguono lo stesso percorso(Positivo e negativo se in continua) e non alimentare nessun'altro dispositivo a valle di quei cavi risolve tanti problemi.

 

[odx]

Montati i modulini ma non hanno risolto molto come immaginavo ... c'è tutto che non va in questo impianto, dai cavi 485 che corrono paralleli a quelli di potenza ac e dc, alle terre che non so quanto siano terre sulle varie vele fotovoltaiche sparse nella collina, al passaggio cavi che nessuno all'epoca ha segnato dove vanno e arrivano ... in pratica un bagno di sangue che rimarrà tale. Mettiamoci una lapide sopra ... rifare i cablaggi non è contemplabile ... amen  !

 

 

[padiego]

buongiorno, mi azzardo a consigliare di provare a inserire sulla linea seriale uno o più disaccoppiatori/repeater, che isolano galvanicamente oltre a rigenerare il segnale. purtroppo vanno alimentati, e forse è un problema in più

[Marcello Mazzola]

ciao, lungi da me da far confusione ti espongo 2 casi della fonderia dove lavoro che mi sembrano vicini al tuo problema:

abbiamo una sonda ad ultrasuoni che misura il livello di "terra di una tramoggia". quando abbiamo messo un inverter che pilotava un nastro avanti indietro vicino alla sonda con frequenti commutazioni (il nastro riempiva la tramoggia in un senso e scartava la terra nell'altro), la sonda che ha una diagnosi impazziva e non leggeva più accuratamente il livello tanto che diceva che c'era ancora terra fino a metà tramoggia quando invece era vuota. fattosta che abbiamo visto in diagnosi che l'inverter intriduceva una "rumore di fondo" sulla sonda. soluzione mettere cavo schermato dall'inverter al motore del nastro.

altro esempio simile su una torre di raffreddamento nuova di pacca...2 pompe da 22kw+2 pompe da 15kw per l'acqua +2 ventole di raffredamento da 3kw. Gli inverter che pilotano questi motori sono in comunicazione tramite bus, ma gli inverter non comunicavano per la gestione del raffreddamento.

Anche qui messo i cavi schermati ai motori abbiamo risolto. Gli inverter non distavano più di un metro dal motore, e non più di 30cm l'uno dall'altro, ma nella canalina passavano sia potenza che "logica".

Tutto questo per dire, come sono i cavi di collegamento tra i motori e gli inverter?

[Marcello Mazzola]

a bhe allora come non detto ...resta da capire allora se effettivamente quei cavi siano schermati, motori o non