Отправлено: 17.10.09 21:56. Заголовок: Система мониторинга трёхфазного двигателя

Надо сделать систему мониторинга трёхфазного двигателя.
По моим прикидкам, система должна включать в себя следующее:

- отслеживание температуры корпуса двигателя и громкое оповещение о нагреве до критической точки,
- контроль наличия всех трёх фаз, и оповещение при пропадании хотя бы одной из них,
- измерение силы тока, каждой из фаз подходящих к двигателю, и оповещение о превышении порогового значения хотя бы одной из них,
- оповещение об остановке двигателя по каким бы то ни было причинам ( здесь конечно не берётся во внимание остановка двигателя оператором производства).

По моему всё предусмотрел. А может быть и нет.
Какие будут соображения, замечания, дополнения, советы по данному вопросу?

 Отправлено: 17.10.09 22:52. Заголовок: igor пишет: громкое..

igor пишет:

цитата:

громкое оповещение о нагреве до критической точки,

Игорь, я думаю, что под оповещением, ты в черновую предполагаешь еще какие-то действия, для безопасного устранения аварийной ситуации. Как режимы для датчиков, мне кажется, ты все описал.
Но с двигателем, по опыту, надо предусмотреть безопасный выход из сложившейся ситуации. Вот на что, по задаче конечно, надо обратить особое внимание. Успехов!

 Отправлено: 17.10.09 23:59. Заголовок: Шум или нагрев подши..

Шум или нагрев подшипников смотреть бы не помешало. А то вроде всё в норме, а подшипники разваливаются, статор начинает задевать за ротор(или наоборот) - со всеми вытикающими последствиями. К шуму привязаться сложнее(нужен пьезодатчик с избирательным по спектру усилителем), а вот к нагреву вполне реально и если мотор большой мощности или ответственного назначения, думаю стоит однозначно.

 Отправлено: 18.10.09 06:16. Заголовок: Шум или нагрев подши..

Шум или нагрев подшипников это очень полезно, а вот измерение тока в каждой фазе, на мой взгляд ничего особого не даст. При изменении нагрузки будет изменяться ток, при перекосе фаз (не из за двигателя), тоже изменятся токи. При витковом замыкании (пусть очень маленьком), ток незначительно увеличится, увеличится нагрев корпуса двигателя. А при "хорошем" витковом двигатель сгорит. Отображение данных температуры, тока и напряжения полезно если они сохраняются в в момент аварийной остановки, что позволит назвать причину ("чёрный ящик") выхода оборудования из строя. Если это будет важно.

 Отправлено: 18.10.09 08:38. Заголовок: MAZ пишет: Игорь, я..

MAZ пишет:

цитата:

Игорь, я думаю, что под оповещением, ты в черновую предполагаешь еще какие-то действия, для безопасного устранения аварийной ситуации.

Конечно. Если описывать все действия то страницы форума не хватит.

Mehanikl пишет:

цитата:

Шум или нагрев подшипников смотреть бы не помешало.

Я думаю если подшипники шумят, значит идёт нагрев всего двигателя. А для этого имеется термодатчик. Или я не прав?

wws63 пишет:

цитата:

а вот измерение тока в каждой фазе, на мой взгляд ничего особого не даст.

Что я имел в виду под измерением тока в фазах?
- желательна такая возможность, как выявление "умирающего" двигателя на ранних стадиях его "заболевания". А это и межвитковые замыкания и скорый развал подшипников и т.д. И всё это, по моему мнению, должно показать измерение тока.
- пропадание фазы, тоже опасно для производственного процесса и двигателя. Измерение силы тока и это покажет.
- и ещё многое другое покажет измерение силы тока.

wws63 пишет:

цитата:

Отображение данных температуры, тока и напряжения полезно если они сохраняются в в момент аварийной остановки, что позволит назвать причину ("чёрный ящик") выхода оборудования из строя.

Согласен. Но почему бы не отображать эти параметры постоянно?
Система мониторинга задумывается в первую очередь для выявления всех бяк работы двигателей, раннего обнаружения грядущей скорой "смерти" двигателя ( чтобы подготовить новый, на замену) и облегчения поиска неисправности.
Всего, в работе находятся 45 двигателей. И остановка любого из них нарушает технологический процесс.
Процесс называется - производство подсолнечного масла.

 Отправлено: 18.10.09 09:34. Заголовок: При пропадании фазы ..

При пропадании фазы можно сразу двигатель отключать, а сигнализацию включать. Если оператор далеко, то пока добежит - выключит, то может и движок сгореть. Бывает провода на подводящих контактах в борне отгорают - нередкий случай.
Измерение тока в одной фазе реализовать легко - мерять относительно земли можно. А вот в трёх фазах сложнее. Схема достаточно хитрая нужна, возможно с трансформаторами тока.

 Отправлено: 18.10.09 09:39. Заголовок: Конструктивно что-то..

Конструктивно что-то типа пускателя "с мозгами" да ещё RS485 прикрутить, чтоб с компа включать/выключать.

 Отправлено: 18.10.09 11:08. Заголовок: kaligraf пишет: А в..

kaligraf пишет:

цитата:

А вот в трёх фазах сложнее

Почему? Насколько понимаю, достаточно измерять отдельно в каждой фазе (т.е. три штуки по одной фазе).
Если речь только о наличии-отсутствии, тогда вообще достаточно в каждую фазу по токовому реле.

 Отправлено: 18.10.09 14:47. Заголовок: kaligraf пишет: При..

kaligraf пишет:

цитата:

При пропадании фазы можно сразу двигатель отключать, а сигнализацию включать. Если оператор далеко, то пока добежит - выключит, то может и движок сгореть.

Это и задумывалось. Я подумал, что не имеет смысла расписывать все операции, которые будет делать устройство при возникновении той или иной ситуации. Поэтому и задал вопрос, что думают о самой идее мониторинга двигателя, форумчане, и как этот мониторинг легче и правильнее осуществить. Может быть у кого то уже есть, отдельные, готовые схемные решения, проверенные на практике.
А такие операции как отключение при перегреве, обрыве фазы, длительном превышении предельно допустимого тока, являются само собой разумеющимися.

 Отправлено: 18.10.09 14:51. Заголовок: kaligraf пишет: При..

kaligraf пишет:

цитата:

При пропадании фазы можно сразу двигатель отключать, а сигнализацию включать

контроль фаз можно совместить с контролем тока... А вообще, есть такая замечательная штука, под названием реле контроля фаз. Оно отключает нагрузку при пропадании одной или нескольких фаз, а также если изменилось направление фаз...

 Отправлено: 18.10.09 15:04. Заголовок: Посмотрел, что это т..

Посмотрел, что это такое - реле контроля фаз. Действительно хорошая вещь.
А две пары контактов нормально замкнутых и нормально разомкнутых?
Одна как я понимаю управляет магнитным пускателем? А вторую можно использовать например для сигнализации?

 Отправлено: 18.10.09 15:39. Заголовок: Игорь, в сети видел ..

Игорь, в сети видел автоматы отключения при пропадании одной фазы. Самоделки имею ввиду.

 Отправлено: 18.10.09 19:06. Заголовок: MAZ пишет: Одна как..

MAZ пишет:

цитата:

Одна как я понимаю управляет магнитным пускателем?

Ага, а вторую можно использовать для чего угодно...

 Отправлено: 18.10.09 19:53. Заголовок: А как это реле реаги..

А как это реле реагирует на возможные колебания напряжения в электросети?
К примеру в сельской местности.
Желательно все нюансы учесть. А то будет туда сюда включать выключать - двигатель с ним быстрее сгорит чем без него.
Или там можно выставить порог нечувствительности?
И цена конечно интересует. Я посмотрел в интернете - в районе 1300 руб. Думаю дороговато.

 Отправлено: 18.10.09 20:03. Заголовок: Ещё раз про подшипни..

Ещё раз про подшипники - Замучаются они весь корпус мотора нагревать сколько-нибудь ощутимо, так что я бы всё-таки пару термодатчиков добавил, тем более что видел недавно подобное, правда не на электромоторе.

 Отправлено: 18.10.09 20:26. Заголовок: Поподробнее можно? К..

Поподробнее можно?
Какой смысл в паре термодатчиков? Куда их ставить?

 Отправлено: 18.10.09 21:59. Заголовок: Да на корпуса подшип..

Да на корпуса подшипников... Если разваливаются - греются так, что цвета побежалости появляются.
Рабочая темп. не более 100-130 градусов. А весь корпус мотора они не прогреют в любом случае.

P.S. вспомнил, где видел - на подшипниках гребного вала небольшого катера.
P.S.2 Защита по перекосу/пропаданию фазного напряжения, конечно важнее(случается чаще) - признак - наличие и величина тока в нулевом проводе при соединении звездой (ид. симметрия - тока нет) При соединении треугольником мерить надо ток во всех трёх фазах. Во времена СССР видел пускозащитные станции для мощных глубинных скважинных насосов(аналоговые полностью), там контролировался с перекос фаз, сопротивление изоляции, потребляемый ток(увеличение=мех. неполадки, если ост. нормально). Документации не сохранилось, но можно наверное в интернете найти. Кстати стоила денег просто огромных.

 Отправлено: 19.10.09 04:52. Заголовок: Идея трансформатора ..

Идея трансформатора тока вот прямо пока читал тему появилась. Все три фазы через одно кольцо ферритовое, на котором обмотка намотана пропустить. При равенстве токов фаз - ток обмотки близок к нулю. При перекосе - резко увеличится.

 Отправлено: 19.10.09 16:40. Заголовок: В продолжение идеи т..

В продолжение идеи трансформатора тока - можно и проще сделать. На каком-нибудь готовом трансформаторе, сделанном на железе намотать по одному витку три жилы для 3-х фаз. Зашунтировать обмотку резистором, выпрямить мостом и сгладить конденсатором и померять что получится.
Ещё неплохо бы прикидочный расчёт сделать, для ясности, только надо поискать как трансформаторы тока расчитываются.
По напряжению на выходе можно будет судить о перекосе фаз. Во всяком случае теоретически должно работать...

 Отправлено: 19.10.09 18:24. Заголовок: Для обнаружения пере..

Для обнаружения перекоса фаз, можно обойтись и без трансформатора тока. Понадобится всего три резистора одинакового номинала, можно вместо резисторов использовать конденсаторы или дроссели. Если напряжения в фазах равны, то напряжение в средней точке соединения резисторов будет равно нулю. И чем больше перекос, тем большее напряжение будет присутствовать в средней точке.
Хочется конечно мерять ток в каждой фазе, с выводом на индикатор. Будет красиво и информативно. Но есть одно НО. Завод поделен на четыре условные зоны. Т.е. необходимо минимум четыре прибора мниторинга. В одной из зон, находится 20 штук двигателей. 20х3 фазы=60 каналов АЦП. Где их взять?

 Отправлено: 19.10.09 18:32. Заголовок: Если завод действите..

Если завод действительно большой, то разве не могу выделить N-ую сумму на дополнительные контроллеры или внешние АЦП?
Ведь это дешевле чем покупать новые двигатели!
Ну или вкраймем случае, можно использовать аналоговые мультиплексторы, переключающие датчики.

 Отправлено: 19.10.09 18:36. Заголовок: Если к сильно большо..

Если к сильно большой точности не стримиться, то с помощью компаратора можно померять. Давно хотелось посмотреть на такую схему на PIC-е, где напряжение измеряется с помощью компараторов. Очень мне нравиться PIC16F628A, но вот АЦП в нём нет.

 Отправлено: 19.10.09 18:42. Заголовок: kaligraf пишет: Дав..

kaligraf пишет:

цитата:

Давно хотелось посмотреть на такую схему на PIC-е, где напряжение измеряется с помощью компараторов.

Не, но очень грубо, изменяя выходное напряжение ИОН, можно изменять напряжение.
Но в данном случае это не подойдёт - слишком грубо!

 Отправлено: 19.10.09 19:48. Заголовок: igor пишет: Где их ..

igor пишет:

цитата:

Где их взять?

А почему бы не использовать по отдельному МК, объединённых в сеть?

 Отправлено: 19.10.09 21:11. Заголовок: Dmitry Dubrovenko пи..

Dmitry Dubrovenko пишет:

цитата:

А почему бы не использовать по отдельному МК, объединённых в сеть?

Полчаса назад, сидя на лавочке, обдумывал эту же идею.

 Отправлено: 20.10.09 04:10. Заголовок: igor пишет: Для обн..

igor пишет:

цитата:

Для обнаружения перекоса фаз, можно обойтись и без трансформатора тока. Понадобится всего три резистора одинакового номинала, можно вместо резисторов использовать конденсаторы или дроссели. Если напряжения в фазах равны, то напряжение в средней точке соединения резисторов будет равно нулю. И чем больше перекос, тем большее напряжение будет присутствовать в средней точке.

По моему не совсем так. Здесь будет показан баланс напряжений на фазах - от пропадания фазы возможно подойдёт, а нужен баланс токов в фазах, идущих на движок.

 Отправлено: 20.10.09 08:53. Заголовок: Прочитав все посты з..

Прочитав все посты заметил одну вещь как идея постепенно приходит к обычной телемеханики которая используется в энергосистеме.
А поэтому токи предлагаю измерять только на двух фазах как это делается промышленностью при семеричной нагрузке то есть двигатель соединен звездой без зануления средней точки. Это сэкономит АЦП и трансформаторы тока. В случаях не семеричной нагрузки тогда уже деваться некуда придется ставить три.
Защиту от пропадания фаз, а также одноименных фаз сделать на резисторах как было описано ранее.
АЦП можно использовать внешние работающие по шине I2C например AD7896. Она 12 разрядная думаю достаточно. А после обработать информацию любым микроконтроллером. Данное устройство надо будет ставить возле каждого двигателя с возможностью устанавливать в нем уставки предельных токов. По тому как двигатели наверняка разные. А после передать по любому виду связи на центральный блок. Который будет собирать всю информацию со всех двигателей и далее передавать скажем на обычный компьютер (для удобства), а нет то сам как-то сигнализировать о нарушениях.
Все эти защиты очень хорошо и подробно описаны в книжках по релейной защите электроустановок.

 Отправлено: 20.10.09 18:43. Заголовок: Игорь пишет: Данное..

Игорь пишет:

цитата:

Данное устройство надо будет ставить возле каждого двигателя с возможностью устанавливать в нем уставки предельных токов.

Думаю, что уставки предельных токов на все двигатели, нужно выставлять на едином центральном блоке. А то как то не рационально получается - надо бегать по всему помещению и выставлять уставки.
В таком случае и микроконтроллеры не нужны. Можно просто поставить на каждый двигатель по компаратору и всё будет нормально.
Хочется же сделать красиво и удобно.

 Отправлено: 20.10.09 20:34. Заголовок: Кстати. Хочу позаимс..

Кстати. Хочу позаимствовать идею вывода на двухстрочный индикатор, многострочной информации у фирмы ROXELL.
У них на приборах имеются кнопки "вверх" и "вниз". Ими можно перебирать строки, которые будут смещаться в направлении нажатия кнопок, выводя всё новые и новые надписи. Строка, которая активна в данный момент, подсвечивается мигающим курсором.

 Отправлено: 21.10.09 05:08. Заголовок: Да ради бога если на..

Да ради бога если наладить двухстороннюю связь между центральным пультом и устройствами съема информации, то в это случае вообще все идеально! Можно не только уставки менять но и двигателями управлять и еще какими производственными процессами.