Szafka sterownicza - jak zaprojektować

[wojtek30]

Sporo bebechów mojej frezarki się zmieniło od pierwowzoru, między innymi zostało wymienione całe sterowanie. Szafka jednak pozostała stara i tylko były wprowadzane modyfikacje "na pająka". Chcę to w końcu uporządkować i zrobić szafkę z prawdziwego zdarzenia, z wszelkimi zabezpieczeniami, porządnymi złączkami itp. Mało jest tematów o pomysłach na budowę szafki, może warto się mocniej pochylić nad tym tematem.

Planuję sterowanie wepchnąć do metalowej obudowy 400x300x150, a będzie to z grubsza:
1. Toroid 300VA 28V
2. Zasilacz z baterią kondensatorów 4x10000uf
3. 3 sterowniki M545 4,2A
4. PikoCNC
5. Do tego na szynie DIN chcę dać wyłącznik nadprądowy 2A przed trafem.
6. Wszędzie gdzie się da ekranowanie i uziemienie, kable poukładane w korytkach grzebieniowych. Tam gdzie potrzeba złącza kablowe i inne akcesoria na szynie DIN.
7. Wyprowadzenie złącz silników i gniazd prądowych do sterowania wrzecionem i mgłą, wyprowadzenia dla HOME i krańcówek. E-stop, wyłącznik główny, lampki kontrolne.

Pytania i wątpliwości:
1. Przed sterownikami chciałem dać trójfazowy wyłącznik nadprądowy 5A (S-ka), ale podobno trzeba stosować specjalne wyłączniki DC na prąd stały, a takie są ciężko dostępne i dość drogie. Zamiast tego zastosuję pewnie potrójną obudowę na szynę DIN do bezpieczników topikowych. Tutaj pojawia się jednak problem, bo jeśli te bezpieczniki będą niezależne na każdą oś, to w momencie gdy jeden padnie, reszta osi będzie dalej działać i maszyna narobi bigosu.
2. Czy od razu za uzwojeniem wtórnym trafa dawać też jakiś bezpiecznik (10A)?
3. Za przekaźnikami np. do sterowania wrzecionem potrzeba bezpiecznik? czy tam mogę dać popularną S-kę, czy nie ma takiej potrzeby?
4. Jakie jeszcze zabezpieczenia zastosować? Czytałem o warystorach, które mają zabezpieczać przed przepięciami. Czy mają sens? Może układ miękkiego startu, czy wystarczy sam wyłącznik nadprądowy typu B lub C?
5. Pozostaje jeszcze sprawa ułożenia kabli i rozdzielenia torów zasilających i sygnałowych, ale muszę tu chyba zrobić projekt.

Piszcie proszę o waszych doświadczeniach i pomysłach co warto a czego nie warto

[gigipawel]

Najłatwiej będzie Ci zrobić to dzieląc górę płytę montażowej na obwody DC i sterownia, dolną na AC + bezpieczniki topikowe. Trafko i kondensatory przykręcił bym na bok szafy jak się zmieści bo coś wąziutka ta szafka.

Z zabezpieczeń to możesz dołożyć diodę w takim kierunku żeby zasilanie DC do sterowników DC płynęło tylko w jedyny kierunku.

Soft na trafko - na każdym forum z budową DIY wzmacniaczy byś dostał odpowiedź że softstart stosuję się dopiero powyżej 400-500W. Zabezpieczenie na trafko 1.1*In charakterystyka C.

[mc2kwacz]

1. Zasilacz impulsowy a nie dziadowski transformator z kondensatorami. Najlepiej jeden wspólny zasilacz pod wszystkie osie, bezpiecznik na wejściu zasilania zasilacza
2. Żadnych diod i podobnych głupot
3. To co się nagrzewa ma być zamontowane nisko
4. Otwory wentylacyjne z siatkami u góry i u dołu, wentylacja wymuszona nie zaszkodzi
5. Część zasilająca oddzielona geograficznie od części sterującej
6. Krótkie połączenia możliwie wszystkie
7. Solidna masa, poprawnie poprowadzona - nie ma uniwersalnego wzoru, trzeba myśleć i przewidywać spadki napięć, zakłócenia pojemnościowe i prądowe
8. Ekranowanie wyjść wysokoprądowych impulsowych (falownik, drivery krokówek). Falownik bezwzględnie, krokówki zależnie od konstrukcji maszyny, nie zaszkodzi profilaktycznie
9. Solidne i pewne systemy złączy tam gdzie są niezbędne. Jeśli się tylko da, połączenia bezpośrednie

Jeśli poprawnie zrobisz, to żadne ekrany nie są potrzebne. Jeśli zrobisz niepoprawnie, to ekrany też nie pomogą.

[pukury]

witam.
nurtuje mnie pytanie - dlaczego to co się nagrzewa ma być montowane nisko ?
będzie nagrzewało to co jest wysoko
pewnie jest co o czym nie wiem - chętnie się dowiem.
pozdrawiam.

[mc2kwacz]

Przy cyrkulacji wymuszonej (wentylator) ma to znaczenie drugorzędne. Przy cyrkulacji grawitacyjnej albo utrudnionej (uszkodzenie wiatraka, siatki zapchane kurzem) jeśli dasz to co się nagrzewa na górze, to wówczas będzie się bardzo słabo chłodziło. Góra szafki będzie gorąca a dół chłodny. Jeśli dasz nagrzewające się elementy na dole, wówczas wewnętrzna naturalna cyrkulacja nagrzeje całą szafkę i lepsza będzie łączna transmisja ciepła przez ścianki na zewnątrz. Czyli lepsze chłodzenie i ogólne większe bezpieczeństwo urządzenia jako całości.

[pukury]

witam.
coś w tym jest - warto się zastanowić .
pozdrawiam.

[markcomp77]

Zasilacz impulsowy a nie dziadowski transformator z kondensatorami.

Określenie "dziadowski" lepiej pasuje do większości dostępnych zasilaczy impulsowych - niestety.

Sterowanie oparte o zasilacz impulsowy będzie dużo bardziej awaryjne...
Zasilacz impulsowy stanowi potencjalne zagrożenie (zniszczenia) dla sterowników.

Polecam stosowanie zasilacza na transformatorze - pewne i bezawaryjne rozwiązanie...
Przesterowanie traf nie tworzy problemu...
Transformato nie ulegnie wzbudzeniu....

Zasilacz impulsowy nawet ten drogi, z odpowiednia ilością zabezpieczeń jest bardzo podatny na wszelkie błędy montażu lub starzenie się pewnych elementów... Awarie zasilaczy impulsowych związane z przepięciami w sieci są powszechnie znana.

Zasilacz impulsowy w sterowaniu to kuszenie "złego"... dobrowolne nastawianie się na ryzyko, którego łatwo uniknąć... wystarczy nie stosować elementów o dużym stopniu złożoności, które daje się zastąpić czymś prostszym i niezawodnym.

[ma555rek]

Polecam stosowanie zasilacza na transformatorze - pewne i bezawaryjne rozwiązanie.

plus radiator na mostku prostowniczym - albo tak zrobione że na śrubę przykręcony do blachy skrzynki.

[wojtek30]

Dzięki za zainteresowanie tematem i propozycje

Zasilacza póki co nie mam zamiaru zmieniać, ewentualnie wymienię trafo na mocniejsze. Mostek prostowniczy nie grzeje się praktycznie wcale. W zasadzie nie odczuwam też potrzeby zakupu soft startu, gdyż nie zdarzyło mi się jeszcze wyrzucenie "korków".

Mam zamiar zrobić podział w szafie na sektor zasilania i sterowania, ale będzie pewien problem z ogarnięciem wszystkich przewodów uziemiających. Rozumiem, że trzeba na przykład ekrany kabli spiąć w gwiazdę i dodatkowymi przewodami doprowadzić do wspólnego punktu? w moim przypadku będzie to przewód PEN w instalacji TN-C.

Jak można zrobić zabezpieczenie sterowników osi, aby w przypadku spalenia jednego bezpiecznika topikowego wyłączyć wszystkie osie?

Zaczynam kompletować akcesoria, trochę czasu spędziłem nad szukaniem co jak się nazywa i wygląda, może komuś się przyda:

Szafka metalowa 400x300x150mm XBS MB 43/150 (zawiera demontowaną płytę montażową i płytę do wyprowadzenia przewodów):


Szyna DIN 35mm:


Złącze jednotorowe na szynę DIN 35mm:


Przyłącze wielotorowe na szynę DIN 35mm:


Korytko grzebieniowe do prowadzenia przewodów:


Wyłącznik nadprądowy przed trafem lub przed wrzecionem:


Moduł bezpieczników topikowych na szynę DIN, przed sterownikami silników:


Listwa przyłączeniowa do uziemienia:

[pitsa]

Określenie "dziadowski" lepiej pasuje do większości dostępnych zasilaczy impulsowych.

Chodzi o kondensatory? Z większymi pojemnościami przy toroidach nie ma problemów?
A jak ktoś już "wtopił" w takie zasilacze, to czy istnieje metoda prewencyjna - np. jakieś okresowe kontrole oscyloskopem, czy jakieś inne testy?