Подключение датчика тока с выходным сигналом 150мА, к входу ПЛК (4-20мА)

[Александр]

Пытаюсь подобрать датчик переменного тока (300 А) с высоким быстродействием (до 10 мс), для подключения к быстродействующим аналоговым входам ПЛК160. Просмотрел много вариантов разных производителей, но все датчики с выходом 4-20 мА или 0-10 В, имеют большое время отклика (свыше 100 мс). Те датчики у которых хорошее быстродействие, имеют выходные сигналы 150 мА, есть варианты 5 В (пропорциональные входному току) , в общем разные другие диапазоны. Есть ли способ использовать датчики с такими выходами с ПЛК160 ?

[melky]

10 мс (миллисекунды) это обычно характеристики переключения реле, может вы перепутали с микросекундами ? и пытаетесь найти иголку в стогу сена ?

[Александр]

10 мс это одна сотая секунды, примерно с такой скоростью меняется ток в процессе. Период опроса аналоговых входов ПЛК160 10 мс. Не вижу противоречия. Задача измерять хоть с такой скоростью, и не получается подобрать совместимый датчик тока...про микросекунды вообще молчу.

[melky]

Я к тому, что все датчики тока с выходом 4-20мА должны быть гораздо быстрее 10 мс, и плевать с какой там скоростью ПЛК их будет опрашивать....

[petera]

10 мс это одна сотая секунды, примерно с такой скоростью меняется ток в процессе. Период опроса аналоговых входов ПЛК160 10 мс. Не вижу противоречия. Задача измерять хоть с такой скоростью, и не получается подобрать совместимый датчик тока...про микросекунды вообще молчу.

Вы что измерять собрались? Переменный ток?
Во первых Ваш датчик на картинке имеет на выходе тоже переменный ток, а ПЛК меряет только постоянный.
И что значит скорость изменения тока в процессе равна 10 мс? Это вообще бессмысленное утверждение. Ведь ток у Вас переменный. Если вы хотите измерять действующее значение, то

Действующее (эффективное) значение переменного тока равно величине такого постоянного тока, который за время, равное одному периоду переменного тока, произведёт такую же работу (тепловой или электродинамический эффект), что и рассматриваемый переменный ток.
В современной литературе чаще используется математическое определение этой величины — среднеквадратичное значение переменного тока.
Т.е. речь идет об интегральной величине за время, по крайней мере, одного периода т.е. за 20 мс.

[Александр]

Как оказалось, все датчики тока с выходом 4-20мА имеют время отклика выше 100 мс. По крайней мере все те которые я весь день просматриваю.

[Александр]

Т.е. речь идет об интегральной величине за время, по крайней мере, одного периода т.е. за 20 мс.
Согласен, по крайней мере за 20 мс. Измерять ток двигателя 75 кВт, с резкопеременной нагрузкой.

[Александр]

Во первых Ваш датчик на картинке имеет на выходе тоже переменный ток, а ПЛК меряет только постоянный.

Видимо Вы правы насчет того что выходной ток переменный у подобного датчика. И время на преобразование в постоянный ток и определяет увеличение задержки.

[Woolfy]

...Измерять ток двигателя 75 кВт, с резкопеременной нагрузкой.
Вся нагрузка на электродвигатель превращается в тепло обмоток статора и нагрев ротора. Т.е. процессы довольно инерционные. Нет смысла искать какие-то особо быстродействующие датчики. Берите любой с токовым выходом (у них помехоустойчивость повыше) и не морочьте людям головы. Практика показывает, что буржуи так и делают. Только добавляют ещё датчик температуры обмоток статора (ну или прикрепляют датчик температуры корпуса).

[VaBo]

Не представляю, что вы там затеяли, но возьмите обычный трансформатор тока, подберите нужный нагрузочный резистор и прицепите к искусственной средней точке входа 0-10 Вольт.

[Александр]

Нет смысла искать какие-то особо быстродействующие датчики. Берите любой и не морочьте людям головы. Практика показывает, что буржуи так и делают.
Ну вообще вопрос был не в том чтобы найти смысл в поиске датчика, а в том чтобы найти датчик. Но чувствуются что Вы по крайней мере не равнодушно подошли к вопросу) Измерение тока двигателя не для защиты двигателя, а для понимания технологического процесса, гранулирования удобрений, и в перспективе для повышения качества дозирования сырья.

[Eugene.A]

Не может измениться ток двигателя за такое время из-за изменения нагрузки. Вы представьте себе момент инерции ротора двигателя 75 кВт. Какая энергия должна быть к нему приложена, чтобы затормозить его за полпериода питающего напряжения настолько, чтобы изменился ток статора, да ещё и индуктивность обмоток будет препятствовать этому. Нельзя мгновенно изменить ток через индуктивность.
Но если вам так уж приспичило сделать из ПЛК осциллограф, решение есть. Поставьте три обычных трансформатора тока, подключите их вторичные обмотки к трёхфазному выпрямителю, нагрузите выпрямитель шунтом на 5 ампер, и вы получите преобразователь переменного тока в постоянное напряжение.
Для эксперимента достаточно измерять в одной фазе. Т.е. трансформатор тока, обычный диодный мост на 10 ампер и шунтовой резистор. Надеюсь, номинал и мощность резистора сможете рассчитать?
Только ПЛК придётся заменить на гораздо более быстродействующий.

[Александр]

Благодарю за развернутые ответы.

Не может измениться ток двигателя за такое время из-за изменения нагрузки.

Исхожу из того что нужно обеспечить максимально быстрое измерение тока, а уж насколько быстро будет меняться нагрузка будем смотреть...чтобы по крайней мере измерительная часть не искажала динамику изменения нагрузки.


Для эксперимента достаточно измерять в одной фазе. Т.е. трансформатор тока, обычный диодный мост на 10 ампер и шунтовой резистор. Надеюсь, номинал и мощность резистора сможете рассчитать?
Только ПЛК придётся заменить на гораздо более быстродействующий.
Честно говоря давно не занимался этими вопросами, насколько понимаю расчет такой: Ток.вторич. = 0 - 5 А, необходимое напряжение на шунте 0 - 10 В. Сопротивление шунта = 2 Ома. Мощность шунта 50 - 75 Вт. Наверное нужно учесть падение напряжения на диодном мосте (около 0,5 В), но при низкой точности резистора (точнее 5% не нашел) наверное это не так актуально. По большому счету важно не абсолютное значение тока, а то как он меняется.

[Eugene.A]

Наверное нужно учесть падение напряжения на диодном мосте (около 0,5 В),
Не нужно учитывать. Мост ставится перед шунтом. И падение на нём при 5 амперах может быть до 2 вольт. Кстати, мост надо ставить на радиатор.
При расчёте шунта надо не забывать о пусковом токе. А то прилетит на аналоговых вход полсотни вольт.

[VaBo]

Стремно так делать...
Выгоднее включить в цепь 300/5 еще трансформаторы 50/5 или 50/1 (есть еще такие), и далее работать с токами 0,5 или 0,1А безо всяких радиаторов и мощных шунтов.

[Woolfy]

Документация сейчас недоступна, но на словах опишу схему контроля нагрузки электродвигателя китайского шредера. Моторчик скромнее, чем у ТС-а, но по памяти в диапазоне 20-40 кВт. Схема состоит из пары токовых трансформаторов, вторичные обмотки которых соединены последовательно синфазно и нагружены банальным мостом (1N4148, кажется) с последующим резистором. Насчёт конденсатора не уверен. Сигнал (около 0,6 - 1,0 В в рабочем диапазоне) обрабатывает вход LOGO! (можно поставить ПР100 или ПР114). Надеюсь, понятно, что трансформаторы висят в шкафу на разных фазах, идущих к двигателю? И всё чудненько работает. Схему рисовать лень.
Дополнение. Для защиты от уже упомянутых пусковых токов в схему можно добавить стабилитрончик на 12 В (с резистором, естественно). В оригинале его, кажется, нет.

[Александр]

https://ibb.co/9WzGf03

[Александр]

Хорошая идея с двумя трансформаторами. При настройке автоматического выключателя с регулируемым расцепителем, определили что при пуске в тяжелых условиях ток двигателя до 500 А, а рабочий ток без перегрузок 100 А. Поэтому рассматриваю такой вариант: ТТ-№1 500/5, ТТ-№2 10/5 ( вторичн.ток(пусковый) = 2,5 А, вторичн.ток(рабочий) = 0,5 А), так как при классе точности 0,5, погрешность в этом диапазоне будет более менее приемлемой (0.025 А по вторичному току). По поводу стабилитрона не могу понять по какой схеме его включать...терзает ощущение что неправильно понимаю схему включения стабилитрона

[Александр]

Почему-то перестали прикрепляться изображения к сообщению, сделал ссылку на фотохостинг

[petera]

Почему-то перестали прикрепляться изображения к сообщению
Аналогично!
У меня не работают кнопки "Ответ" и "Ответить с цитированием"
Еще у меня в редакторе сообщений пропала панель с инструментами визуального редактирования (BB-кодами).

Я думал, что мне наказание такое вместо традиционных банов.
Однако, я не одинок?

ЗЫ.
Смайлики с панели смайликов в сообщение тоже не вставляются!

[VaBo]

Хорошая идея с двумя трансформаторами. При настройке автоматического выключателя с регулируемым расцепителем, определили что при пуске в тяжелых условиях ток двигателя до 500 А, а рабочий ток без перегрузок 100 А. Поэтому рассматриваю такой вариант: ТТ-№1 500/5, ТТ-№2 10/5 ( вторичн.ток(пусковый) = 2,5 А, вторичн.ток(рабочий) = 0,5 А), так как при классе точности 0,5, погрешность в этом диапазоне будет более менее приемлемой (0.025 А по вторичному току). По поводу стабилитрона не могу понять по какой схеме его включать...терзает ощущение что неправильно понимаю схему включения стабилитрона
Стабилитрон не нужен. Никакой (даже "трансил") без радиатора не выдержит длительного тока 1-2 А (при обрыве шунта), только от "иголок" может спасти, а от них после шунта RC-цепи достаточно. Диоды - Шоттки, Вольт на 20, тогда даже греться не будут.

Проба смайлика (failed)

[rwg]

Поставьте три обычных трансформатора тока, подключите их вторичные обмотки к трёхфазному выпрямителю, нагрузите выпрямитель шунтом на 5 ампер, и вы получите преобразователь переменного тока в постоянное напряжение.
Для эксперимента достаточно измерять в одной фазе. Т.е. трансформатор тока, обычный диодный мост на 10 ампер и шунтовой резистор.
Если трансформаторов три - при равных токах в трансформаторах тока на выходе будет почти постоянное напряжение с пульсациями 5-10% и его можно измерять раз в 10 мсек. Если трансформатор один - на выходе выпрямленная синусоида и как вариант измерять надо в 2 раза чаще и рассчитывать среднеквадратичое значение.

[Александр]

Если трансформаторов три - при равных токах в трансформаторах тока на выходе будет почти постоянное напряжение с пульсациями 5-10% и его можно измерять раз в 10 мсек. Если трансформатор один - на выходе выпрямленная синусоида и как вариант измерять надо в 2 раза чаще и рассчитывать среднеквадратичое значение.
Попробую пока на одной фазе померить...заказал два трансформатора, будет результаты отпишусь.