Protezioni alimentazione, ingressi e uscite S7-1214 DC/DC/DC.

[ttthhh]

Ciao a tutti, 

dovendo utilizzare un PLC per la realizzazione di un mio progetto: 

Ed avendo, alla fine, ripiegato sull'utilizzo di un Siemens S7 1214 DC/DC/DC mi sto ponendo alcune problematiche legate alla progettazione del circuito in cui opererà detto PLC.

In uscita dall'alimentatore 230VAC->24VDC ho diversi dubbi sulle protezioni: 

1. alimentazione: fusibile su L+ (positivo), su M (negativo) oppure nessuno?
2. ingressi digitali: collegati relè di comando remoti, pulsanti locali, contatti NO di relè e contattori per segnalazioni stati, fusibile su 1M (negativo), su ogni ingresso (positivo), oppure nessuno?
3. uscite digitali: volendo io avere tutto a stato solido, senza contatti elettromeccanici, ho optato per la versione DC a transistors che il produttore dichiara per una corrente massima di 500mA, per cui tutti i carichi saranno controllati da relè esterni di appoggio, sia per i carichi con una corrente di inserzione e mantenimento maggiore che per sdoppiare le porte stesse del PLC per comunicare gli stati di funzionamento locali, attraverso LED di segnalazione, e remoti, attraverso dry contact verso interfacce contatti di un sistema domotico; in questo caso opterei per relè a stato solido Finder 39.60. con fusibile di protezione sul carico e bobina protetta; poichè il produttore del PLC dice che non c'è nessuna protezione da sovracorrente e corto sulle uscite devo mettere un fusibile sul 3L+ (positivo), sul 3M (negativo), su ciascuna uscita (negativo) in serie alla bobina del relè oppure nessun fusibile usando la protezione della bobina del relè?

Scusate le tante domande ma voglio realizzare una cosa fatta bene e mi serve l'esperienza di chi lavora spesso du questi prodotti.

Grazie a tutti!

Modificato: 5 giugno 2023 da ttthhh

[luigi69]

Provo a rispondere in generale , non so

lo riferito al momento al tuo progetto .

 

Per tutta una serie di motivi , si collega il comune zero volt a massa

Esistono anche sistemi flottanti , ma tu in un unico punto , esempio alimentatore , collega il filo di terra .

Ne  onsegue che non ha senso e nessuna utilità avere un fusibile sul negativo .

 

Premessa , magari o avevi indicato prima, che alimentatore userai  ?  Uno piccolino da 2 A  , come esempio?

 

Il fusibile in questi casi , serve a limitare i danni in caso di corto .

Un esempio   un fusibile da 2 A che alimentatore la CPU,  serve per evitare che anche magari durante il montaggio  , un errore non faccia circolare correnti elevate . Un piccolo switching andrà lui in protezione , ma se avessi delle batterie al piombo belle grosse   , in caso di corto netto , fondi il filo !

 

Serve o no un fusibile sul comune positivo degli ingressi ?

Se utilizzi il 24 fornito dalla CPU no

 

Io personalmente  , proteggo sempre il comune degli ingressi   perche fino a che hai a che fare con contatti puliti va tutti bene   se hai prossimity,  reed, o altro di elettronica,  un po meno

 

Dipende anche come vuoi raggruppare gli ingressi 

 

Solitamente  , se sul plc  ho , come esempio  , 4 ingressi che mi arrivano da una apparecchiatura esterna , magari lontana   , o collegata da altri , metto un fusibile come protezione sul comune , in modo che un corto provocato da altri , non comprometta la mia alimentazione.  

Se questo può capitare , per come è  costruito il circuito   metto un piccolo magnetotermico   e controllo il suo ripristino tramite contatto ausiliario , o prelevo il 24 a valle , e gargarismi con un semplice diodo , lo porto su un ingresso , per segnalazione e logica

[luigi69]

Se devo monitorare il fusibile,  come logica del software , uso questo metodo :

 

Esempio   4 interruttori del cliente   , esterni al mio cablaggio .  Se non ho gli ingressi a livello logico 1 , i tutti e 4 sono off , oppure ho il fusibile bruciato . All'ora,  cerco di avere almeno sempre un ingresso ad 1 , e scrivo due righe per determinare  che se mi.manca quello , indico comunque il controllo del fusibile . Stesso ragionamento se ho un collegamento con presa spina , faccio un ponticello su un pin , in modo che se mi manca quello   , non considero gli altri . Oppure la "tecnica" del watch dog"     l interfaccia con cui devo ricevere segnali , chiedo che su un segnale qualsiasi  , mi venga portato a 1 per mezzo secondo ogni 5     come esempio . Se io non ricevo quell impulso , il fusibile è bruciato o il sistema è guasto .

 

Proteggere è bene , ma capire se la protezione è intervenuta, è meglio 

 

Ho risposto alle tue domande o ho divagato troppo ?

[max.bocca]

Esiste un modulo per distribuire più alimentazioni per i sensori o campo di Siemens che fa ancora sorveglianza e inoltra al plc una or se almeno un ramo è in sovraccarico o in corto.

Questo modulo limita la corrente per ramo teoricamente da proteggere fotocellule e proximity e inoltrando l'allarme al plc magari per bloccare il ciclo del programma, altra soluzione e mettere dei foto accopiatori con uscite in serite, se tutti sono attivi l'uscita sarà alta e dirà al plc che tutto è ok.

.

 

[ttthhh]

Grazie @luigi69, adesso qualche disambiguazione:

1) quando parli di "piccolo magnetotermico", intendi già sul secondario dell'alimentatore, quindi operante sui 24Vdc, mi forniresti marca e modello con In disponibili?

2) sicuramente il sistema watch dog è molto funzionale per valutare la disinserzione di un gruppo di ingressi, però *rubando* una porta in ingresso per ogni gruppo controllato, stessa cosa avverrebbe con il contatto aux di un magnetotermico.

3) entrando nel cablaggio specifico di questo PLC ho capito che vuole: 

0V a terra FE subito a valle dell'alimentatore; 

 

connettore di terra a nodo FE (terra funzionale); 

 

0V su 1M (comune ingressi per assorbimento di corrente); 

+24V verso pulsante/interruttore in campo e ritorno su ogni ingresso; 

 

+24V su 3L+ e 0V su 3M (alimentazione uscite); 

 

0V su spia/bobina in campo e +24V in uscita da ogni uscita verso lo stesso dispositivo in campo; 

 

Adesso assumiamo che una protezione adeguata per proteggere da un cortocircuito in campo su una bobina di un relè, su un LED di segnalazione o su un pulsante di comando possa essere quella di dividere in 3 gruppi l'uscita dall'alimentatore:

CPU: alimenta PLC e moduli aggiuntivi; 

IN: alimenta gli ingressi; 

OUT: alimenta le uscite.

Così suddividendo si potrebbero usare 3 magnetotermici in DC sul +24Vdc.

Io utilizzerò questi componenti collegati agli ingressi:

pulsanti momentanei, contatti di uscita (potenza) mantenuti di relè SSR, contatti di uscita di attuatori domotici a relè momentanei.

E questi componenti collegati alle uscite:

led di segnalazione, bobine di contattori, circuiti di ingresso (comando) di relè SSR.

Dimmi se ho compreso tutto correttamente e come faresti.

Grazie!

Modificato: 8 giugno 2023 da ttthhh

[ttthhh]

Il 6/6/2023 alle 20:14 , max.bocca ha scritto:

Esiste un modulo per distribuire più alimentazioni per i sensori o campo di Siemens che fa ancora sorveglianza e inoltra al plc una or se almeno un ramo è in sovraccarico o in corto.

Questo modulo limita la corrente per ramo teoricamente da proteggere fotocellule e proximity e inoltrando l'allarme al plc magari per bloccare il ciclo del programma, altra soluzione e mettere dei foto accopiatori con uscite in serite, se tutti sono attivi l'uscita sarà alta e dirà al plc che tutto è ok.

.

 

Che tipo di modulo è?

Il problema è che non vorrei complicare troppo il tutto, mi sembra di esagerare per una commutazione automatica/manuale di due linee di alimentazione...

Avevo già sviluppato uno schema a logica cablata, senza nessun PLC e senza nessun alimentatore a 24Vdc, vedo che l'inserimento del PLC porta oltre svariati pro anche svariati contro, tra cui una complessità circuitale ed un autoconsumo non indifferente...

[luigi69]

22 ore fa, ttthhh ha scritto:

quando parli di "piccolo magnetotermico",

Intendo con valori di corrente nominale di 2.....4......6 Ampere    usavo i telemecanique,  adesso mi tengo più a magazzino i siemens unipolari....adesso sono via , appena riesco ti mando foto

 

Punto 2     dipenda da cosa vuoi fare e come vuoi farlo

 

Il discorso di utilizzare un ingresso , è utile per la diagnostica , tutto dipende....

 

22 ore fa, ttthhh ha scritto:

0V a terra FE subito a valle dell'alimentatore

Si...non in giro nel cablaggio,  in un unico punto che sia individuabile

 

22 ore fa, ttthhh ha scritto:

ingressi per assorbimento di corrente); 

Cosa  intendi ?

 

22 ore fa, ttthhh ha scritto:

CPU: alimenta PLC e moduli aggiuntivi; 

IN: alimenta gli ingressi; 

OUT: alimenta le uscite.

Così suddividendo si potrebbero usare 3 magnetotermici in DC sul +24Vdc.

Ok   con un  24 alimenti sia la CPU che i suoi moduli

 

Se interviene la protezione della CPU,  esempio fusibile da 2 A o termico , si limitano i danni , ma questo non deve MAI intervenire 

 

È corretto proteggere il 24 in uscita per un corto di una bobina , ma è un evento rarissimo .

Si protegge piuttosto per limitare la corrente e salvaguardare le uscite ed eventuali contatti

 

Un esempio : alla Q1.0 colleghi un relè ausiliario   puro esempio magari quelli a morsetto , con capacità del contatto di 6 A

 

Il 24 che passerà da quel contatto , dovrà avere a monte un 6 A , altrimenti in caso di corto dell utilizzatore   esempio una elettrovalvola,  si brucia o si incolla quel contatto .

 Un esempio : un contapezzi che ho realizzato per un cliente  , solo una piccola CPU con pannello BASIC 4 pollici , 2 ingressi di conteggio da px,  piloto una ev per soffio ogni tot pezzi , ed un cicalino programmabile,  per indicare all operatore la fine lotto . Tutto alimentato da un barra din da 2,5 A     nessuna ulteriore protezione...cosa può succedere ?

 

Altro esempio , impianto oleodinamica,  valvole grosse luce 10

 

Due alimentatori   uno switching per il plc e il pannello,  e siglo il comune positivo come +24C     abbreviazione di clean  , pulito , ovvero un 24 il piu possibile privo di spurie

 

Per la potenza,  sempre uno switching ma da 20 Ampere , suddiviso a valle con un magnetotermico da 6 A    +24S ( servizi , esempio moduli arresto em ) , due da 10 A  siglati +24U1   e +24U2 , ovvero , tensio e per le uscite ( elettrovalvole ) tagliate da circuito EM   e per comidita , suddivise in due gruppi

 

 

[luigi69]

23 ore fa, ttthhh ha scritto:

Che tipo di modulo è

Li trovo Siemens , murrel elettronico,  ecc ecc

 

23 ore fa, ttthhh ha scritto:

anche svariati contro, tra cui una complessità circuitale ed un autoconsumo non indifferente...

Vuoi la moglie ubriaca e la botte piena ?  Se vuoi temporizzaxioni,  logica  possibilita di semplici modifiche , il plc è la soluzione unica . 

 

Poi in giro trovi cose miste , tipo plc e per risparmiare il costo del pannello , temporizzatori regolabili , 10 spie di segnalazione , 10 selettori.....così costa ancora di più!

 

Poi vige la regola : un lavoro per te , è un conto . U  lavoro che darai in mano a terzi , deve essere non a prova di errore,  di più!   Cosa impossibile senza una logica

[luigi69]

un esempio 

una modifica su una portella di un QE   è stato aggiunto un router Ewon oltre  al pannello operatore,  se noti ci sono solo 2 portafusibili , giusto per sezionamento . Se va in corto uno dei dispositivi...beh....sono guai....e bisogna comunque intervenire......fusibile o no...

[luigi69]

 

 

Ecco una situazione più complessa

 

Alimentatore 24 v da 10 A , in alto a destra   vicino ventola .

 

Al centro , vicino soft starter  tre magnetotermici unipolari per suddividere e proteggere gli ausiliari a 24 e le loro partenze

 Al centro  della foto , alcuni gruppi di fusibili a terna sul 400 volt , per limitare la corrente in caso di guasto  di alcuni utilizzatori esterni ( il generale non ricordo se 125 o 160 A , un chiller esterno ne prendeva 25 , stesso discorso dell alimentatore che sarà protetto lato 400 con 6 A

 

[ttthhh]

@luigi69 Grazie dell'aiuto e complimenti per le realizzazioni.

Ho un paio di dubbi che, una volta fugati, mi permetteranno di completare lo schema circuitale/installativo dell'ATS:

1) non esiste modulo di I/O digitale alimentabile a 230VAC con uscite verso gli ingressi digitali a 24VDC, ho visto bene?

2) nel modello 1214 DC/DC/RLY devo per forza uscire dal connettori L+ verso i pulsanti di campo e con il ritorno negli ingressi digitali e M verso 1M oppure posso uscire dall'alimentatore con il positivo ai pulsanti di campo e il ritorno di questi agli ingressi digitali ed il negativo a 1M?

potrebbe avere senso passare dalle uscite del PLC solo se offrono delle protezioni/isolamenti tra l'alimentazione principale e gli ingressi digitali.

3) nel modello 1214 DC/DC/RLY il terzo connettore da sinistra, quello di terra, è una terra funzionale oppure una terra di protezione?

Grazie ancora!

[luigi69]

Prego

 

Il 21/6/2023 alle 18:29 , ttthhh ha scritto:

1) non esiste modulo di I/O digitale alimentabile a 230VAC con uscite verso gli ingressi digitali a 24VDC, ho visto bene?

no  che io sappia no....personalmente , non ho mai usato neanche le CPU alimentate a 230 V , secondo me è una questione di praticità mista a sicurezza : lo so , chi apre un quadro deve essere qualificato , ma troppo vicino al PLC non mi piace il 230 , se si stacca un filo e tocca un 24..guai

Preferisco usare relè di interfaccia

 

Il 21/6/2023 alle 18:29 , ttthhh ha scritto:

2) nel modello 1214 DC/DC/RLY devo per forza uscire dal connettori L+ verso i pulsanti di campo e con il ritorno negli ingressi digitali e M verso 1M oppure posso uscire dall'alimentatore con il positivo ai pulsanti di campo e il ritorno di questi agli ingressi digitali ed il negativo a 1M?

potrebbe avere senso passare dalle uscite del PLC solo se offrono delle protezioni/isolamenti tra l'alimentazione principale e gli ingressi digitali.

spero di avere capito bene , ti dico la mia

il 24 a bordo per alimentare gli input , personalmente , non lo ho mai usato , ho preferito avere un 24 che alimenti altre cose, fra cui la PCU , ed avere il negativo in comune . Se fossero tutti pulsanti , ok avere il 24 dalla CPU , ma se invece, per esempio , si alimentassero 8 prossimiti  o fotocellule ?  quel 24 , ce la fa ad alimentare  ?

 

se ho ben capito, attenzione a suddividere i gruppi delle uscite e degli ingressi , che non sempre coincidono

 

un esempio , una CPU 1214 , ha le uscite che sono alimentate a gruppi di 8+2 , ovvero , tutta la parte bassa della CPU

Una espansione da 16 , invece , ha tutti e 16 le uscite alimentate assieme : è una cosa che ti "frega" quando parte delle uscite sono tagliate da un circuito per l'arresto di Emergenza, ed invece parte delle uscite devono pilotare delle lampade di segnalazione, come esempio , che devono accendersi anche ad EM azionata

 

Il 21/6/2023 alle 18:29 , ttthhh ha scritto:

nel modello 1214 DC/DC/RLY il terzo connettore da sinistra, quello di terra, è una terra funzionale oppure una terra di protezione?

cerco lo schema e ti dico

personalmente non amo e non ho mai utilizzato le CPU o i moduli con relè : è tanto bello e pratico ( sembra ) , ma non sai mai la vita di quel relè .  Se gli succede qualche cosa ( vita utile o contatto in corto o danneggiato da una sovracorrente ) , butti via tutto , non puoi cambiarlo . Preferisco di gran lunga interfacciarmi con relè : in caso di contatti sfiammati  ( esempio , elettrovalvole ) gli spedisci il relè ausiliario al cliente e se lo puo cambiare da solo .  Lo so , chi ama le cose compatte avrà da obbiettare che  se Nostro Signore ha permesso alla Siemens di creare tali moduli , è perchè puoi realizzare le cose compatte, in modo da non avere appoggi esterni , ma io rimango di parere contrario

[ttthhh]

@luigi69 Dopo le ulteriori graditissime spiegazioni ho deciso - una volta per tutte - il da farsi:

• CPU: Siemens S7 1214C DC/DC/DC, alimentazione, ingressi ed uscite transistor a 24VDC; 
• modulo di espansione I/O digitale: Siemens SM 1223 6ES7223-1BH32-0XB0, alimentazione, ingressi ed uscite a transistor a 24VDC; 
• relè di interfaccia sulle uscite così configurati: SSR per carichi sul circuito di potenza che generino la minima corrente per la commutazione (LED di segnalazione, bobine di comando) e EMR per dry contact su sistema di supervisione remoto che, a causa della tensione (3VDC) e della corrente (450 microA), non permetterebbe la commutazione della versione a stato solido; 
• alimentatore 230VAC->24VDC LPS; 
• interruttore di protezione e sezionamento da 1A@24VDC per alimentazione PLC ed interfaccia I/O; 
• interruttore di protezione e sezionamento da 1A@24VDC per 22 ingressi ognuno da 4mA; 
• interruttore di protezione e sezionamento da 1A@24VDC per 18 SSR di interfaccia sulle uscite ognuno da 10.5mA + 12 EMR di interfaccia sulle uscite ognuno da 11mA; 
• i tre interruttori appena enumerati + i due magnetotermici per gli AUX a 230VAC + l'alimentatore 24VDC + l'ATS AUX (che credo di realizzarlo con relè) provvisti di contatto AUX NC in parallelo per la segnalazione al sistema di supervisione dell'intervento di una protezione e la relativa interruzione di servizio dell'ATS; 

 

Cosa ne dici?

Devo trovare questo tipo di interruttori per la protezione della 24VDC, hai qualche marca e modello da consigliarmi?

Ho trovato interruttori elettronici di phoenix contact e di Siemens però mi sembra che non abbiano possibilità di sezionamento tramite comandi manuali.

Attendo pareri e conferme!

Grazie ancora!

[luigi69]

15 ore fa, ttthhh ha scritto:

ingressi ed uscite transistor a 24VDC; 

bene

15 ore fa, ttthhh ha scritto:

Ho trovato interruttori elettronici di phoenix contact e di Siemens però mi sembra che non abbiano possibilità di sezionamento tramite comandi manuali.

Attendo pareri e conferme!

per la semplicità del tuo impianto , potresti usare dei semplici magnetotermico ad 1 polo , curva C ,Siemens piuttosto che Bticino piuttosto che Schneider

 

Qui un interessante articolo sul tipo di curva degli interruttori , ma nel tuo caso , come gia detto , devi limitare solo i danni dsi un piccolo corto , non sei in situazioni critiche

 

piu che altro , trovare interruttori da 1 solo A non facilissimo , io normalmente utilizzo i siemens  da 2 A    5SY4102-7

15 ore fa, ttthhh ha scritto:

interruttore di protezione e sezionamento da 1A@24VDC per 22 ingressi ognuno da 4mA; 

in questo caso , utilizza un fusibile in vetrro , 5*20   con un morsetto portafusibile, esempio Weidmuller WSI6

 

15 ore fa, ttthhh ha scritto:

Ho trovato interruttori elettronici di phoenix contact e di Siemens

Dai un occhio al prezzo.... non proprio economici , dipende da come vuoi procedere tu

 

un'altra cosa a cui fare attenzione sono i cosiddetti contatti ausiliari : come accessorio , rischiano di costare piu dell'interruttore

 

se leggo il 24 V , io in genere leggo proprio il 24 dopo l'interruttore, con un semplice diodo in serie

se invece devo leggere la posizione di un magnetotermico che controlla un 230 V , logico , devo montare il contatto ausiliario

 

[ttthhh]

16 minuti fa, luigi69 ha scritto:

piu che altro , trovare interruttori da 1 solo A non facilissimo , io normalmente utilizzo i siemens  da 2 A    5SY4102-7

in questo caso , utilizza un fusibile in vetrro , 5*20   con un morsetto portafusibile, esempio Weidmuller WSI6

 

Dai un occhio al prezzo.... non proprio economici , dipende da come vuoi procedere tu

 

un'altra cosa a cui fare attenzione sono i cosiddetti contatti ausiliari : come accessorio , rischiano di costare piu dell'interruttore

 

se leggo il 24 V , io in genere leggo proprio il 24 dopo l'interruttore, con un semplice diodo in serie

se invece devo leggere la posizione di un magnetotermico che controlla un 230 V , logico , devo montare il contatto ausiliario

 

Ho utilizzato per protezione di carichi elettronici magnetotermici in curva Z da 1A e 2A, molto costosi e di difficile reperibilità (l'ultimo lo sto aspettando da oltre 4 mesi...).

Non voglio utilizzare morsettiere fusibilate per 5x20 proprio per l'assenza del contatto di segnalazione fusione.

Concordo con te sull'uso di quel tipo di magnetotermico da associare a contatto AUX di segnalazione apertura, non essendo elettronico che quasi sempre hanno solo il contatto NO, posso ripiegare su un NC, in modo che da chiusi tutti i contatti risultano aperti, mentre se uno solo scattasse verrebbe chiuso il contatto (tutti parallelati) ed il supervisore segnalerebbe uno stato di allarme.

Quindi basta aggiungere un distributore di ripartizione unipolare con collegati tutti gli estremi di tutti i contatti NC dei magnetotermici ed un secondo ripartitore con collegati tutti gli estremi opposti dei contatti NC dei magnetotermici, entrambi collegati all'interfaccia del supervisore.

Hai più visto se nei modelli DC/DC/DC la terra sia effettivamente una FE, cosa plausibile dal momento che saranno a doppio isolamento.

Sempre grazie!