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Guten Tag, liebe ELKO-Gemeinde.

Ich erfbitte mir normalerweise ungern Hilfe, aber es ist wichtig hier keinen Fehler zu machen! Zumal ich mich mit elektronik kaum auskenne (dafür mehr mit Programierung...-> SPS usw.).

Schaltungsbeschreibung:
Der "schwarze Teil" der abgebildeten Zeichnung stellt einen Spannungsteiler dar, welcher eine Alarmschleife auf Sabotage überwachen und Reed-Sensoren versorgen soll.
Dabei liegen am Ausgang der Schaltung bei intakter Schleife ca. 5,5V, bei unterbrochener Schleife ca. 1V und bei "kurz-geschlossener" Schleife (R1 überbrückt) ca. 9V an. Diesen "Ausgangszustand" überwache ich (mittels Analog-Input-Modul), genauso wie die Reed-Sensoren mittels einer SPS.
Der "Rote Teil" der Schaltung wird vieleicht ein "Ad-on" zur signalisierung des Schleifenzustandes werden. ...später!

Aufgabenstellung:
Da sich nun die Alarmschleife außerhalb des "Schützenden" Schaltschrankes, im "potensiell gefährlichem Feld" befindet, möchte ich gerne die Schaltung, mit anhängenden Sensoren und SPS etwas schützen gegen stümperei. (Ich sehe schon den "Trockenbauer" mit seinen spitzen Schrauben vor mir, wie er Regips-platten dicht neben meinen Kabeln hecktisch verschraubt!
Zum schutz würde ich gerne (inspiriert von Phoenix-Contact - Plugtrab) einen Gasableiter und Suppressor-Dioden einbauen. Der Schaltplan dieser Plugtrab-Module ist im Bild blau dargestellt.

Fragestellung:
Wie und wo genau soll ich Gasableiter und Suppressordioden in mein Schaltplan einfügen?
Sind die beiden Widerstände (wie im Plutrab-Schaltplan) nötig?
Wenn ja, wie sin die zu dimensioniert?
Wie sind Gasableiter und Puppressordioden zu dimensionieren?

Die schaltung sollte möglichst "klein" und "robust bleiben!

Vielen Dank für eure Hilfe und eure "Langatmigkeit".
Liebe Grüße,
Dustin

Hallo Dustin,

ehe Du IRGENDETWAS in Deine Schaltung verbaust, solltest Du Dir - ggf mit unserer Hilfe - Gedanken machen, WAS ich WOGEGEN schützen will.

Um es aus programmiertechnischer Sicht zu erklären: wozu hunderte von NOP-Zeilen oder irgendwelche funktionslose do-while-next-Schleifen in den Code einfügen, die das Programm nur unnötig groß und unleserlich machen?

Wenn der Gipser selbstschneidende Schrauben in die Rigips-Platten reindonnert, so kann er doch allenfalls Deine Kabel beschädigen und somit eine UNterbrechung oder einen Kurzschluss DEINER Leitungen verursachen. DAVOR schützen Überspannungsableiter und Transistil-Dioden herzlich wenig.
Besser wäre in diesem Fall die Leitungen mechanisch zu schützen oder so zu verlegen, dass dieser Fall eher unwahrscheinlich wird.

Gruß

Ralf

» Ich erfbitte mir normalerweise ungern Hilfe, aber es ist wichtig hier
» keinen Fehler zu machen! Zumal ich mich mit elektronik kaum auskenne
» (dafür mehr mit Programierung...-> SPS usw.).
»
» Schaltungsbeschreibung:
» Der "schwarze Teil" der abgebildeten Zeichnung stellt einen
» Spannungsteiler dar, welcher eine Alarmschleife auf Sabotage überwachen
» und Reed-Sensoren versorgen soll.
» Dabei liegen am Ausgang der Schaltung bei intakter Schleife ca. 5,5V, bei
» unterbrochener Schleife ca. 1V und bei "kurz-geschlossener" Schleife (R1
» überbrückt) ca. 9V an. Diesen "Ausgangszustand" überwache ich (mittels
» Analog-Input-Modul), genauso wie die Reed-Sensoren mittels einer SPS.
» Der "Rote Teil" der Schaltung wird vieleicht ein "Ad-on" zur
» signalisierung des Schleifenzustandes werden. ...später!
»
» Aufgabenstellung:
» Da sich nun die Alarmschleife außerhalb des "Schützenden" Schaltschrankes,
» im "potensiell gefährlichem Feld" befindet, möchte ich gerne die Schaltung,
» mit anhängenden Sensoren und SPS etwas schützen gegen stümperei. (Ich sehe
» schon den "Trockenbauer" mit seinen spitzen Schrauben vor mir, wie er
» Regips-platten dicht neben meinen Kabeln hecktisch verschraubt!
»
» Zum schutz würde ich gerne (inspiriert von Phoenix-Contact - Plugtrab)
» einen Gasableiter und Suppressor-Dioden einbauen. Der Schaltplan dieser
» Plugtrab-Module ist im Bild blau dargestellt.
»
» Fragestellung:
» Wie und wo genau soll ich Gasableiter und Suppressordioden in mein
» Schaltplan einfügen?
» Sind die beiden Widerstände (wie im Plutrab-Schaltplan) nötig?
» Wenn ja, wie sin die zu dimensioniert?
» Wie sind Gasableiter und Puppressordioden zu dimensionieren?
»
» Die schaltung sollte möglichst "klein" und "robust bleiben!
»
» Vielen Dank für eure Hilfe und eure "Langatmigkeit".
» Liebe Grüße,
» Dustin
»
»

Hi Dustin,

Der schwarze Schaltplanteil hat schon mal einen Fehler.

Grüße
Gerald
---

--
...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!"

Hallo Leute.

Vielen Dank erstmal für eure Antworten.

@ cmyk61:
Mit deiner Antwort hast du natürlich recht!
Also, auf Seite der 24VDC-Versorgung (Festspannungsnetzteil, kurzschlussfest) sehe ich keine Probleme.
Meine Sorge galt ESD, "auf-induzierte" Spannungsspitzen oder im schlimmsten Fall das anlegen von 230VAC auf die Widerstandsschleife!
(Sei es versehentlich: Trockenbauer -> Schraube -> durch mein "Alarmkabel" in eine "Lichtleitung ;
...oder Absichtlich: Sabotage/Einbruch)

@ geralds:
Was hat der schwarze Schaltplan denn für ein Fehler?
Laut (alter) Elektroniksoftware (Electronic workbench 7), funktioniert alles!
Die Widerstandswerte sind "empirisch" ermittelt.

Ich vergaß zu erwähnen, das ich eine kleine Schmelzsicherung einbauen möchte (welche im Schaltplan so "im Raum" liegt.
Mein Gedanke war folgender:

1.) Gasableiter zwischen die beiden Ausgangsklemmen (zur Widerstandsschleife), mittelkontakt des Gasableiters an PE -> ESD-Schutz
2.) Suppressordiode von Ausgang zur SPS gegen Masse ...
oder
Suppressordiode von Ausgang zur SPS gegen PE und Suppressordiode von Masse gegen PE...
... um dort Spannungen >10VDC abzuleiten und von der SPS fernzuhalten
3.) +24VDC zu Sicherung (F1) zu Suppressordiode (oder ggf: Varistor) gegen Masse, weiter zur eigentlichen Schaltung.
Dies würde im Überspannungs-Fall ein "durchschalten" bzw. kurzschließen der Suppressordiode (oder des Varistors) bedeuten und die Sicherung (klein und flink) brennt durch und Schützt somit den Rest.

...Denk ich da Richtig?

Vielen Dank schonmal.
Ich weis eure Hilfe und Aufopferung sehr zuschätzen!

Euer Dustin

Schau dir mal P1 an.

--
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Hi gerads.

Ich denke, ich hab deine Anspielung verstanden.
Du meinst sicherlich, dass das "3te Beinchen" des Potis auf Masse gezogen, also mit Masse verbunden werden soll. Richtig?
Mir erschließt sich aber nicht warum. Ich mein, das währe dann ja wieder ein "belasteter" Spannungsteiler.
Muss aber zugeben, dass ich das noch nie so richtig verstanden habe...
Also ich werde das mal simulieren.

Was sagst du zu meinen Gedanken (...weiter oben...)?

Vielen Dank nochmal.
MfG,
Dustin

» Hi gerads.
»
» Ich denke, ich hab deine Anspielung verstanden.
» Du meinst sicherlich, dass das "3te Beinchen" des Potis auf Masse gezogen,
» also mit Masse verbunden werden soll. Richtig?
» Mir erschließt sich aber nicht warum. Ich mein, das währe dann ja wieder
» ein "belasteter" Spannungsteiler.
» Muss aber zugeben, dass ich das noch nie so richtig verstanden habe...
» Also ich werde das mal simulieren.
»
» Was sagst du zu meinen Gedanken (...weiter oben...)?
»
» Vielen Dank nochmal.
» MfG,
» Dustin

So, wie P1 verdrahtet ist, schließt es die Quelle kurz.
Mache es wie einen ”Lautstärke”-Steller.
Dann schau dir nochmals die Brückenwiderstände an.
Dann hast hinter dem P1 zwei LEDs. Die brauchen auch etwas Strom.
Daher nochmals -- P1....

--
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» Schaltungsbeschreibung:
» Der "schwarze Teil" der abgebildeten Zeichnung stellt einen
» Spannungsteiler dar, .......

Ob dieser Schaltungsteil besonders pfiffig ausgeführt ist lassen wir mal dahingestellt, weil für die Absicherung egal.

» Der "Rote Teil" der Schaltung wird vieleicht ein "Ad-on" zur
» signalisierung des Schleifenzustandes werden. ...später!

Wird den ganzen "Spannungsteiler" verstimmen, aber für die Absicherung ist das ebenfalls irrelevant.

» Aufgabenstellung:
» Da sich nun die Alarmschleife außerhalb des "Schützenden" Schaltschrankes,
» im "potensiell gefährlichem Feld" befindet, möchte ich gerne die Schaltung,
» mit anhängenden Sensoren und SPS etwas schützen gegen stümperei. (Ich sehe
» schon den "Trockenbauer" mit seinen spitzen Schrauben vor mir, wie er
» Regips-platten dicht neben meinen Kabeln hecktisch verschraubt!

Trockenbauer sind potentiell gefährlichen Menschen

» Zum schutz würde ich gerne (inspiriert von Phoenix-Contact - Plugtrab)
» einen Gasableiter und Suppressor-Dioden einbauen. Der Schaltplan dieser
» Plugtrab-Module ist im Bild blau dargestellt.

Die du hast oder die du billig imitieren möchtest?

» Fragestellung:
» Wie und wo genau soll ich Gasableiter und Suppressordioden in mein
» Schaltplan einfügen?

Allpolig im MSR-Bereich, du weißt ja nicht was der Clown da alles in seiner Arbeitswut zusammenspaxt - was natürlich die Netzseite der Steuerung völlig außer Acht läßt, aber Blitz/Ü-Spg-Schutz der Netzseite ist nach meinem Verständnis ja auch ein anderer Schuh.

» Sind die beiden Widerstände (wie im Plutrab-Schaltplan) nötig?

Sonst wären sie nicht da.
Nur würden dir die in deiner Anwendung vermutlich den Spannungsteiler verstellen.
Elemente die dies nicht tun und die ohne Begrenzungswiderstand auskommen sind Varistoren (spannungsabhängige Halbleiter), über jeden Eingang zu seinem Gegenpol würde deinen Zweck der bloßen Schnittstellenabsicherung ohne Betrachtung der Netzseite erfüllen. Die Funkenstrecken-Ableiter können dazu je verbautem Varistor parallel liegen um nach ihrer Auslösezeit die Last vom Varistor zu nehmen.

Was passieren wird, wenn alle Schnittstellen der Steuerung durch eine schöne Spax-Schraube und durch die ansprechenden Ableiter dann dauerhaft auf gleichmäßig hohem Potential liegen ist eine andere Frage. Willst du den Zustand dann so lassen? Das fände ich zu kurz gedacht, so richtig sicher gegen dumme Menschen wird das Gesamtgebilde auf die Weise nicht.

Ergo geht baulicher Schutz vor elektrischem Schutz. Also besser die Signal-Leitungen sicher verlegen als bloß den Steuer-Kasten an den Schnittstellen elektrisch abzuschotten.

--
Gruß Jogi - Es ist bereits alles gesagt, nur noch nicht von Jedem.

Der weiß in der Regel, was er tut- schließlich liegen alle Leitungen meist noch direkt vor seinen Augen.
Trotzdem hat @Jogi völlig recht- das A und O ist eine korrekte Leitungsverlegung. Liegt die nicht vor, sollte man nicht nachträglich den Trockenbauer verantwortlich machen.

Mein zweiter Punkt: Man kann es sich normalerweise nicht leisten, soviel Sicherheit wie möglich in eine Schaltung hineinzuprojektieren. Soviel wie nötig- mehr geht meist nicht. Was der Entwickler (nach sorgfältiger Abwägung versteht sich) für nötig erachtet, steht in den zulässigen Grenzwerten für das Gerät.
Und auch die Meldelinien professioneller Alarmsysteme können normalerweise keine 230 Volt ab.

Und drittens erscheint mir die vom TE angegebene Schaltung für seine Meldelinien etwas unverständlich.
Alternativ hierzu ein Vorschlag, der zwar auch nicht 230 Volt abkann, aber zumindest einen gewissen Überspannungsschutz gewährt.



Grundgedanke ist die Einspeisung eines Konstantstroms in die Meldelinie (z.B. 1mA) und die Auswertung der Spannung am Eingang.

1. Linie unterbrochen (Sabotage oder Defekt): ca. 24 Volt
2. Kurzschluss (Sabotage oder Defekt): 0 Volt
3. Normalzustand (Kontakt geschlossen): ca. 4,7 Volt
4. Linie ausgelöst (Kontakt offen): ca. 9,4 Volt

Die 4 Dioden schützen Konstantstromquelle bzw. SPS- Eingang in Grenzen vor Überspannungen.

Und evt. Zustandsanzeigen gehören m.E. an den Ausgang der SPS.

Gruß Bernhard

Hi Bernhard,

Leider funktioniert deine Schaltung auch nicht.
Bei "... ist zwar nicht...", naja sorry, schlechtes Argument.

-- es gibt Alarm Linienschaltungen, bei der es sehr wohl
möglich ist, einen vernünftig ausgelegten Ü-U_Schutz zu machen.

Dieses darf ich dir allerdings aus Sicherheitsrichtlinien nicht verraten.

soweit mal --- die Linie soll auslösen mindestens mal bei Kabelbruch,
bei Kabelkurzschluss, bei zu hohen Leitungswiderstand,
bei Fehlstrom --> Kriechstrom.

Daher ist auch die entsprechende Eingangsschaltung der Linie ganz anders.


Grüße
Gerald
---

--
...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!"

» Hi Bernhard,
»
» Leider funktioniert deine Schaltung auch nicht.

Was zu beweisen wäre.

» Bei "... ist zwar nicht...", naja sorry, schlechtes Argument.

"Dunkel ist der Worte Sinn."
»
» -- es gibt Alarm Linienschaltungen, bei der es sehr wohl
» möglich ist, einen vernünftig ausgelegten Ü-U_Schutz zu machen.
»
Sicher. Eine Frage des (vernünftigen) Aufwandes.

» Dieses darf ich dir allerdings aus Sicherheitsrichtlinien nicht verraten.

Schade. Muss ich nun dumm sterben?
»
» soweit mal --- die Linie soll auslösen mindestens mal bei Kabelbruch,
» bei Kabelkurzschluss, bei zu hohen Leitungswiderstand,
» bei Fehlstrom --> Kriechstrom.
»

Die soll nicht "auslösen".
Nur, wenn der Kontakt öffnet. Sonst soll eine Fehler- bzw. Sabotagemeldung kommen.

» Daher ist auch die entsprechende Eingangsschaltung der Linie ganz anders.
»
Da ich nicht weiß, von welcher Du sprichst, kann ich nur sagen: "Kann sein!"

» Grüße
» Gerald

Gruß zurück

Bernhard

Hallo Leute.

Oje, was hab ich da nur angestellt...
... mit meinem "gefährlichen Halbwissen"...

Danke erstmal für eure Antworten.
Nun zweifel ich schon selber an meiner Idee...

Also habe ich nochmal weiter simuliert, wobei natürlich die Ratschläge eingeflossen sind!

Ergebnisse:

@geralds:
Ich habe mal, nach deinem Tip mit dem "Lautstärkeregler", das dritte Potibeinchen auf Masse gelegt und weiter (virtuell) Spannung und Strom in den verschiedenen Punkten der Schaltung gemessen...
Jedoch ohne irgendeine Veränderung zu sehen...?!

@BernhardB:
Ich hab doch nichts gegen den Trockenbauer (=mein bester Kumpel)
Das war nur ein Sinnbild!

Sei mir nicht böße, aber ich versteh deinen Schaltplan nur zu 50%.

Leute, ich bin ein ABSOLUTER LAIE...

Jedenfalls habe ich meinen Schaltplan entsprechend angepasst, um nochmal zu verdeutlichen, was meine Absichten sind.



ZIELE:

1.) (=Primär-Ziel) Versorgung der Reedkontakte, Türschalter und Sensoren mit 24VDC (über "Leitung A"
2.) (=Secundär-Ziel) Überwachung der Leitung A zur Sicherstellung der Sensor-Versorgung gegen Sabotage.
Dazu dient die Leitung B.

Theoretisch (=virtuell) funktioniert alles super!
Meine Frage war, wie ich nun ein Mindestmaß an elektrischer Sicherheit, also Schutz des (teuren) SPS-Analogmoduls gegen eventuelle Spannungsspitzen, ESD, etc. gewärleiste und als NEBENEFFEKT eventuell den Schutz gegen 230VAC.


Dazu meine Überlegungen:

1.) 3-Poliger Gasableiter an LeitungA und Leitung B, den Mittelabgang des Ableiters gegen Erde (PE)
2.) Den (0...10V)-Analogausgang zur SPS mit Suppressordioden oder Varistor so zu beschalten,
dass (auch anhaltende) Überspannungen quasi Vcc und GND kurzschließen und damit die Schmelzsicherung F1 auslösen.


Ist das so korrekt?
Wie dimensionieren ich den Schutz und wo genau füge ich ihn in die Schaltung ein?

Vielen Dank schon mal.

Liebe Grüße,
Dustin

Hi,

» Sei mir nicht böße, aber ich versteh deinen Schaltplan nur zu 50%.
»
der setzt natürlich voraus, dass Du den Spannungspegel am Schleifeneingang bewerten kannst.
Hm, nun lese ich gerade was von Digitaleingängen Deiner SPS...

Ich hatte da wohl eher die ADCs eines Mikrocontrollers vor meinem geistigen Auge.

Gruß
Bernhard

Hallo BernhardB.

Was sagst du zu meinen Fragen?

Danke.
MfG,
Dustin

» Hallo BernhardB.
»
» Was sagst du zu meinen Fragen?
»
Hi,

zunächst mal: So ganz leuchtet mir Dein Konzept nicht ein.

Ich verstehe Deinen Schaltplan so, dass Du vom Schrank aus mit -tja, einem? ... mehreren? Kabel(n) zu Deinen Kontakten gehst.
Dein Sicherungskonzept läuft im Grunde genommen darauf hinaus, dass Du das Vorhandensein der 24 Volt "im Feld" überwachen willst. Das setzt voraus, dass diese Überwachung entweder an einem zentralen Punkt ansetzt, an dem alle Kabel zu den Kontakten zusammenlaufen, oder aber an dem am weitesten abgelegenen Punkt.
Fehlt diese Spannung irgendwo, dann löst die betroffene (Fall 1) oder aber es lösen (Fall 2) alle Linien gleichzeitig aus.
Im ersten Fall könntest Du eine Störung einer Linie nicht von einem berechtigen Auslösen unterscheiden. Außerdem würde die Störung einer Linie (Leitungsunterbrechung) nicht als Störung oder Sabotage angezeigt.
Selbst im Fall 2 bekommst Du keine Störungsmeldung, wenn die Unterbrechung nicht die Zuführung selbst, sondern nur eine bestimmte Linie betrifft.

Fazit an dieser Stelle: Mit reinen Ruhestromlinien, wie von Dir beabsichtigt, ist eine Unterscheidung von Störung/ Sabotage und Auslösung grundsätzlich nicht möglich.

Richtigerweise hast Du eigens für die Störungsauswertung versucht, den Weg einer Spannungsauswertung zu gehen. Man kann das so machen, wie Du es versuchst, und die Simulation zeigt Dir das ja auch. Nur- sinnvoll erscheint mir das nicht.
Erstens reicht die Prüfung des Vorhandenseins der 24 Volt für die Kontakte aus. Ob Leitungsunterbrechung (die Du nur bis zum Anschlusspunkt der Kontakte feststellen kannst) oder Kurzschluss der Versorgungsspannung mit Durchbrennen der Feinsicherung- in beiden Fällen fallen ja nur die 24 Volt aus.
Zweitens ist Dein Fall "Sabotage 1" im Grunde genommen nichts weiter, als eine Überwachung der Überwachungseinrichtung auf Kurzschluss. Lässt man Leitung B einfach weg, kann es auch keinen Kurzschluss zwischen A und B geben, und ich muss darauf nicht überwachen.

Was nun?
Leider kenne ich mich mit SPS nicht aus. Wenn es wirklich sicher werden muss, bleibt m.E. nur, jede einzelne Linie auf ihren Widerstand zu überwachen, wie ich es in meinem ersten Post vorgeschlagen habe.
Ist das zu aufwendig (ich bringe es nicht fertig, dieses Wort mit "ä" zu schreiben ), muss man auf normale Ruhestromlinien zurückgreifen. Prinzipiell kann man die ebenfalls mit Vorwiderstand und Schutzdioden gegen Überspannungen schützen. Dazu müsste man aber die Parameter der Digitaleingäge der SPS kennen.
Grundsätzlich würde ich auch in jedem Fall die EINGÄNGE gegen Überspannung schützen, nicht die Versorgungsspannung. Die schützt sich dank Sicherung und Netzteilinnereien meist ausreichend selbst. Die Eingaänge sind der empfindlichere Teil, und die Spannung am Eingang muss durchaus nicht in jeder Mikrosekunde mit der am Netzteilausgang übereinstimmen.


Gruß
Bernhard

Mal abgesehen von allem anderen.

Wieso willst du Zitroneneis neu erfinden, zudem wenn das neu erfundene Zitroneneis dann nach Schokolade schmeckt und es Schokoladeneis auch schon gibt?
Oder simpel, nimm doch eine bewährte, erprobte und nichtexperimentelle Alarmanlage. Ein ernsthaft für teuer Geld angegangenes Projekt verdient doch auch eine zweckgemäße und erprobte Ausführung ohne die Gefahr diverser Fehlentwicklungen.

--
Gruß Jogi - Es ist bereits alles gesagt, nur noch nicht von Jedem.