Датчики газа (метана) ЦИТ+ САКЗ-МК и ОВЕН ДЗ1-CH4: обзор и подключение к ПЛК

Число просмотров: 1 500 

СТОП! Мне не хотелось бы, чтобы этот пост был опубликован на других ресурсах (репост). Я хочу сохранить за собой право на его уникальность.

Датчик (сигнализатор) метана ЦИТ+ САКЗ-МК (СЗ-1-1Г) и его клапан закрытия газа КЗЭУГ (именно что УГ ;))

Датчик (сигнализатор) метана ЦИТ+ САКЗ-МК (СЗ-1-1Г) и его клапан закрытия газа КЗЭУГ (именно что УГ ;))

Сегодня у меня будет пост по датчикам метана, которые нужны для того, чтобы предупреждать людей о том, что концентрация метана в помещениях (кухнях, котельных) превысила норму и скоро рванёт!

На обзоре у меня два датчика: ДЗ-1-CH4 от моего любимого ОВЕНа и ужасно страшный датчик ЦИТ+ САКЗ-МК (СЗ-1-1Г) с его клапаном перекрытия газа КЗЭУГ, который полное то самое — УГ — унылое гавно как по сигналам связи и управления, так и по внешнему виду этого клапана.

Так получилось, что оба этих датчика нужно было установить и подключить к ПЛК в одном из проектов щита в Адлер, про который я расскажу немного позже (когда щит будет введён в эксплуатацию и будут фотки его на объекте — а может я туда и скатаюсь). Сейчас для нас самое главное — разобраться, как они работают и какие сигналы с них можно снять для щитов автоматизации (ПЛК).

Все датчики, которые я описываю, не показывают точную концентрацию газа, а выдают дискретный сигнал тогда, когда концентрация метана превышает пороговое значение. Это пороговое значение рассчитывается по ГОСТ Р 52350.29.1 и базируется на понятии «НКПР» — Нижний Концентрационный Порог Распространения пламени. Само пороговое значение большинства датчиков составляет 10% от НКПР (2900 мг/м³). Оцените, насколько важно оценивать концентрацию метана! Датчики должны реагировать всего начиная с 10% концентрации, при которой газ бахнет. То есть, все эти датчики ОЧЕНЬ паранойные (это и правильно) и точные: у ОВЕНовского точность ±3%, а САКЗ-МК — ±5%.

1. Датчики Метана ОВЕН ДЗ-1-CH4 (и угарного газа ДЗ-1-CO).

Первым делом мы поговорим про датчики метана ДЗ-1-CH4 от ОВЕН, потому что мне они нравятся больше, и они удобны для применения в щитах автоматики.

Датчик опасной концентрации метана ОВЕН ДЗ-1-CH4 в работе

Датчик опасной концентрации метана ОВЕН ДЗ-1-CH4 в работе

Моё первое знакомство с таким датчиком было в щите котельной в Папушево (часть 3 — про подключение щита и всей автоматики котельной). Там этот датчик был установлен на консоли между двумя котлами и подключен в ПЛК. Датчик меня впечатлил, и я купил себе такой же и смонтировал около газовой варочной поверхности на кухне.

Датчик метана ОВЕН ДЗ-1-CH4 смонтирован на консоли между котлами в котельной

Датчик метана ОВЕН ДЗ-1-CH4 смонтирован на консоли между котлами в котельной

Эти датчики имеют удобный алгоритм работы, который специально задуман для щитов с автоматикой: датчик имеет встроенное выходное реле, которое включается (переключает контакт), если концентрация метана выше порогового значения. Как только концентрация метана понизится — реле и режим тревоги датчика выключаются автоматически. Датчики ЦИТ+ САКЗ-МК, про которые я буду писать в следующем разделе, срабатывают однократно и выключить их режим тревоги (и ужасную пищалку) можно только если нажать кнопку на датчике или отключить его питание.

Вообще ОВЕН выпускает два типа датчиков: метана (ДЗ-1-CH4) и угарного газа (ДЗ-1-CO). Датчики отличаются только типом сенсора и алгоритмом его обработки (у метана одно реле и один порог, а у CO — два реле и два порога).

Схемы подключения этих датчиков идентичны и отличаются используемыми реле:

Схема включения датчика метана ОВЕН ДЗ-1-CH4 (контакты реле)

Схема включения датчика метана ОВЕН ДЗ-1-CH4 (контакты реле)

Датчики выпускаются в пластиковом корпусе, задняя часть которого монтируется на стенку и содержит схему включения датчика:

Монтаж датчика метана ОВЕН ДЗ-1-CH4 на стену (на дне корпуса нарисована его схема включения)

Монтаж датчика метана ОВЕН ДЗ-1-CH4 на стену (на дне корпуса нарисована его схема включения)

Сам датчик (его плата и клеммы для подключений) находится в другой половинке корпуса, которая держится на пластиковых штырях.

Корпус датчика метана ОВЕН держится на штырях-защёлках и легко открывается

Корпус датчика метана ОВЕН держится на штырях-защёлках и легко открывается

Все кабели предполагается заводить в датчик через резиновые вводы.

Вводы кабелей в корпус датчика метана ДЗ-1-CH4 сделаны через резиночки снизу

Вводы кабелей в корпус датчика метана ДЗ-1-CH4 сделаны через резиночки снизу

Если эти неудобно (например, датчик монтируется для скрытой проводки), то можно просверлить заднюю стенку корпуса и завести кабели через неё, а эти резиночки не трогать.

На плате датчика мы видим сам сенсор (слева сверху), блок питания с 230 на 5 вольт и два реле. Сама плата стандартная и отличается только сенсором и прошивкой управляющего микроконроллера.

Плата датчика метана ОВЕН ДЗ-1-CH4 (видны реле и блок питания)

Плата датчика метана ОВЕН ДЗ-1-CH4 (видны реле и блок питания)

Клеммы у датчика съёмные, и имеют удобные и большие винты. Подключать можно провода в наконечниках НШВИ на 0,5 или 0,75 кв.мм без проблем.

Технически для подключения этого датчика достаточно кабеля на 3 или 4 жилы (5 жил, так как на 4 жилы кабели выпускаются редко). Есть два варианта подключения:

  • В щите ставим реле развязки сигнала от датчика с катушкой на 230V (например ABB CR-P), и подключаем датчик по трёхпроводному кабелю: Фаза питания (она же идёт на средний контакт реле датчика), Фаза выхода аварии (ищёт назад в щит на реле развязки), Ноль питания датчика.
  • В щите заводим сигнал прямо на вход ПЛК по 24V DC. Используем кабель на 4 (5) жил: подаём Фазу и Ноль питания датчика по 230V и +24V и сигнал на вход ПЛК.

У меня с момента покупки датчик висит просто включенным в розетку и работает как сигнализатор-пищалка вида «Ахтунг! Газ!», и пока никуда не подключен.

Датчик метана ОВЕН ДЗ-1-CH4 установлен рядом с кухонной варочной поверхностью

Датчик метана ОВЕН ДЗ-1-CH4 установлен рядом с кухонной варочной поверхностью

В будущем я думаю завести под него отдельный кабель (мой любимый МКШ) и затащить сигнал с него на вход моего домашнего ПЛК, чтобы тот поднимал тревогу и записывал эти события в журнал аварий. Но — ни разу с момента установки (2019 год) датчик не срабатывал (кроме тех случаев, когда я подносил его к комфорке плиты и пускал в него газ). И это хорошо!

2. Датчики метана ЦИТ+ САКЗ-МК (СЗ-1-1Г) и их клапаны КЗЭУГ.

Датчик (сигнализатор) метана ЦИТ+ САКЗ-МК (СЗ-1-1Г) вместе с клапаном КЗЭУГ для перекрытия газа

Датчик (сигнализатор) метана ЦИТ+ САКЗ-МК (СЗ-1-1Г) вместе с клапаном КЗЭУГ для перекрытия газа

Этот датчик попил у меня много крови ещё заочно — когда он стоял в Котельной в Папушево, и было ни фига не понятно, как он работает, почему он истошно пищит при подаче питания и почему при отключении питания он кажджый раз закрывает газ. Заказчик даже говорил, что клапан этого датчика вроде бы сломан, потому что нижний штырёк, при помощи которого этот клапан открывается, не втягивается внутрь, а постоянно остаётся ненажатым.

Датчик САКЗ-МК, установленный на вводе газа в котельную Папушево

Датчик САКЗ-МК, установленный на вводе газа в котельную Папушево

Так вот, как я уже говорил в начале поста, теперь жизнь подвела меня к тому, чтобы разобраться во всём и написать для вас пост.

В текущем проекте, на основе которого написан этот пост, этот датчик должен был стоять на вводе газа в котельную небольшой квартиры в Адлере, а наш щит на ПЛК (СПК1xx) должен был получать состояние тревоги с этого датчика и по разным условиям выдавать команду на перекрытие газа на вводе в квартиру.

Так как я всё-таки ещё пока не выжил из ума, то я действую по схеме «Разузнать всё заранее и поставить опыты». Поэтому прежде всего я нашёл сайт производителя (https://cit-plus.ru/), на котором перечислено OverДохера всех моделей датчиков и клапанов. Так как этот производитель типично совковый, то вся продукция у них отсортирована не по функционалу (например «без удалённого управления», «с удалённым управлением»), а по названиям их газовых систем, типа «бытовая», «САКЗ-МК-1», «САКЗ-МК-3» и так далее. А откуда мне знать — может и в бытовой системе есть удалённый контроль состояния датчика?

Конечно же я написал им на мыло. И получил типично совковую тишину в ответ. Разозлился, разобрался, поставил нужные опыты — и пишу пост по схеме «Не подсказали? Ну так я сам разберусь и расскажу другим!» (что и делаю). Ценой вопроса тут был купленный заказчиком датчик с клапаном, который он отдал мне на растерзание. Когтями.

Итак, модель моего сигнализатора — САКЗ-МК СЗ-1-1Г. Это модель, которая имеет разъёмы «Вход» и «Выход», при помощи которых можно связывать несколько датчиков в единую цепь, которая будет управлять одним клапаном подачи газа на вводе в дом.

Схема каскадного соединения датчиков газа ЦИТ+ САКЗ-МК (из PDF с инструкцией)

Схема каскадного соединения датчиков газа ЦИТ+ САКЗ-МК (из PDF с инструкцией)

Задумка производителя тут аналогична той, которую мы сделали на ПЛК в щите (здесь оно более подконтрольно, чем у них — с таймаутами, фиксацией аварий в системный журнал, перекрытием газа по разным условиям): поставить датчики и некий пульт сигнализации в разных местах дома/объекта (Котельная, Кухня, ещё что-то) — и по сработке любого из них вырубать газ.

Я выпишу то, что может моя модель датчика газа. Кажется, мы с заказчиком попали пальцем в небо и нашли самую удачную из них:

  • Закрытие клапана при превышении концентрации метана (по датчику);
  • Закрытие клапана при отключении питания датчика (настраивается переключателями сзади);
  • Контроль цепи клапана (обрыв) и выдача сигнала тревоги;
  • Выдача наружу сигналов «Порог» и «Отказ», при помощи которых можно получать состояние сработки датчика и целостность цепи клапана. Дополнительно выдаётся сигнал положения клапана (открыто-закрыто);
  • Приём извне (реакция) на сигналы «Порог» и «Отказ». Подача этих сигналов приводит к сработке датчика и закрытию клапана. Эти функции можно выключить переключателями сзади датчика;
  • УЖАСНО ПРОТИВНАЯ и НЕ отключаемая пищалка, которая пищит без остановки по любому поводу;
  • Кнопка, которая выполняет сразу кучу функций: «Я понял» — отключает пищалку в тех ситуациях, когда нет аварии газа (клапан закрыт, клапан в обрыве). Длинное нажатие на кнопку имитирует аварию газа и заставляет сработать датчик.

Я думаю, что именно эту модель и можно брать под всякие проекты, и в том числе проекты на ПЛК. Сейчас мы рассмотрим само «железо» — то, как выглядит датчик и клапан, а потом будем заниматься электрической частью и тем, как снять с него нужные сигналы (это оказалось не совсем очевидно).

То, чего ужасно НЕ ХВАТАЕТ из функций — это включение-отключение фиксации аварий. Вообще, вот эту настройку бы и в ОВЕН бы тоже сделать. Пусть была бы перемычка, или переключатель на корпусе, при помощи которого можно было настроить алгоритм работы датчика по двум вариантам. Первый — после окончания тревоги (сработки по газу или внешнему сигналу) датчик остаётся в состоянии аварии (и истошно пищит). Второй — после окончания сигнала тревоги датчик выходит из состояния аварии. Вот, сука, всегда так: пользоваться можно, но не хватает мелкой мелочи!

Внутрь датчика я не заглядывал, так как мой датчик — полностью рабочий. Если у кого-то есть дохлый и ненужный (на выброс) — напишите на мыло info@cs-cs.net, я его заберу и дополню пост фотками внутренностей.

Сзади датчик имеет съёмный кронштейн для крепления на стену, в который он вщёлкивается. Это удобно: датчик можно быстро снять, если потребуется его заменить или поменять настройки переключателями сзади (мы вернёмся к ним позже).

Задняя часть датчика газа САКЗ-МК (СЗ-1-1Г). Видно съёмное крепление и переключатели для настройки режимов работы

Задняя часть датчика газа САКЗ-МК (СЗ-1-1Г). Видно съёмное крепление и переключатели для настройки режимов работы

Провод сетевого питания заходит во внутренности датчика и припаян там к плате. Это — плохо, так как в наших системах питание датчика может подаваться по другому кабелю, и этот штатный придётся резать и подпаивать (или соединять в коробке), что ни фига не удобно. Сделали бы тоже клеммы (например, другого типа) и закрутили бы туда этот провод.

Все остальные сигналы датчика (выход на внешние цепи, вход от внешних цепей, питание, подключение клапана) выведены на винтовые клеммы, которые можно легко снять (разъёмные клеммы).

Передняя кршка САКЗ-МК съёмная, и под ней находятся клеммы для всех подключений (клапан, линии связи)

Передняя кршка САКЗ-МК съёмная, и под ней находятся клеммы для всех подключений (клапан, линии связи)

Также в комплекте датчика на контакты электромагнита клапана сразу установлен резистор. Он нужен для того, чтобы сигнализатор не выдавал сигнал «Обрыв клапана» в тех случаях, когда этот сигнализатор будет работать в цепочке других (как у них на картинке нарисовано). Номинал резистора — 130 Ом.

Как я уже писал, все клеммы съёмные. Под ними находятся важные для нас обозначения контактов разъёма. Кстати, тут тоже всё через жопу: контакты нумеруются справа налево. То ли для арабов делали, то ли в программе разработки печатных плат рисовали всё с нижнего слоя, и оно зеркально отразилось (стандратная ошибка). Похер, главное нумерация есть!

Все клеммы для подключения к САКЗ-МК - съёмные, что очень удобно

Все клеммы для подключения к САКЗ-МК - съёмные, что очень удобно

Теперь поиграемся с клапаном. Он — УГ. Прям вот полное. Так в обозначении и написано. Весь его вид вызывает у меня ассоциации с ужасным СССР, когда не ничего не умели делать аккуратно и красиво, и когда на ракетном заводе пытались делать мясорубки.

Клапан перекрытия газа ЦИТ+ КЗЭУГ (электромагнитный с датчиком положения)

Клапан перекрытия газа ЦИТ+ КЗЭУГ (электромагнитный с датчиком положения)

Клапаны выпускаются для различных диаметров труб (резьб). Мой — на трубу 1/2″, и поэтому имеет в обозначения число «15» — диаметр условного прохода Ду. Варианты диаметров такие: 15, 20, 25, 32, 40, 50 мм. Все клапаны имеют электромагнитный привод (питание электромагнита — импульсом около 40 вольт) и датчик Холла для контроля состояния клапана. Электромагнит заставляет клапан закрыть газ. Чтобы вновь открыть газ — надо нажать на штырёк (шток) снизу клапана.

Страх клапана даже в том, что в инструкции на него написано: «При нажатии на кнопку взвода возможна небольшая протечка природного газа, которая устраняется при отпускании кнопки». Короче, как всегда: «Вы не бойтесь — он не кусается, это просто милый бультерьерчик».

Меня тошнит от ужасного исполнения клапана. Отливка запорной части — кривая, а направление подачи газа вообще указано при помощи наклейки, которая еле-еле держится! Если присмотреться к фотке — то верхний край наклейки, где написано «PN 1» уже отклеился. Эх эх! А ведь станок для лазерной маркировки стоит не так дорого…

Ужасно некрасивая и еле держащаяся наклейка направления потока газа на клапане САКЗ-МК КЗЭУГ

Ужасно некрасивая и еле держащаяся наклейка направления потока газа на клапане САКЗ-МК КЗЭУГ

С другой стороны отливки я заметил следы шлифовки. Наверное болгаркой ;) Обычно в этом месте остаются заводские штампы или тексты отп роизводителя отливок. Что? Они покупают какие-то краны, сошлифовывают маркировку производителя и делают из них клапаны?

Следы стачивания каких-то текстов на отливке клапана КЗЭУГ (ребрендинг?)

Следы стачивания каких-то текстов на отливке клапана КЗЭУГ (ребрендинг?)

Заодно зацените, как неаккуратно вклеена нижняя часть штока. Фу. Клей момнент? Мне клапан не нравится — прям противно в руки брать. Если я себе дома буду что-то ставить — я лучше найду промышленный клапан от CEME (по аналогии с клапанами для воды) или DANFOSS, за большие деньги — но красивый!

Клапан закрывает газ при помощи затычки, которая в нормально состоянии втянута в верхнюю часть клапана и защёлкнута там пружиной. Вот на этой фотографии мы видим только латунное посадочное место под затычку, а она сама втянута вверх.

Клапан открыт:

Клапан КЗЭУГ для датчиков газа САКЗ-МК: Открытое состояние клапана

Клапан КЗЭУГ для датчиков газа САКЗ-МК: Открытое состояние клапана

Когда мы подаём импульс на электромагнит, то он освобождает пружину, и пружина выстреливает затычку, а затычка перекрывает газ:

Клапан КЗЭУГ для датчиков газа САКЗ-МК: Закрытое состояние клапана

Клапан КЗЭУГ для датчиков газа САКЗ-МК: Закрытое состояние клапана

Направление подачи газа важно для того, чтобы давление газа давило со стороны затычки (на фото вверху клапан показан именно со стороны входа газа) и ещё сильнее прижимало затычку к седлу.

Чтобы снова открыть газ, нужно нажать на шток, который находится снизу клапана. В этот момент внутренняя затычка поднимается и снова защёлкивается вверху, открывая путь газу.

Клапан КЗЭУГ для датчиков газа САКЗ-МК: Шток для открывания клапана (после срабатывания)

Клапан КЗЭУГ для датчиков газа САКЗ-МК: Шток для открывания клапана (после срабатывания)

Шток НЕ показывает реальное состояние клапана: он всегда торчит и является только кнопкой для нажатия. Узнать о том, открыт ли клапан, можно только когда он подключен к датчику газа — и никак иначе.

И тут я хочу ещё раз проматерить это УГ! Потому что пружина на этом штоке ужасно мощная, и когда на неё давишь — кажется что ты пальцами орехи колешь!! ЗАЧЕМ так было делать? Ну зачем? Потому что пружина была от самолёта? Или от вагона метро (или где там этот производитель делает свои датчики)? Ведь этот шток — это просто кнопка, которая поднимает затычку до защёлкивания, и всё. И на неё может нажимать слабый школьник или нежная женщина… А тут и у меня пальцы (которые гнут ПуГВ на 10 или 16 квадратов) охуели давить этот шток, пока я фотку делал.

Клапан не был запломбирован, и я заглянул внутрь этого УГ, чтобы посмотреть на его устройство и понять: можно ли использовать этот клапан отдельно в других проектах.

Клапан имеет разъём на 6 контактов (6P6C), из которых используются пять (позже мы увидим рсапиновку и схему): два — на электромагнит, который освобождает затычку и перекрывает газ (напряжение срабатывания указано как +37 вольт), и три — на датчик Холла, который отдаёт информацию о положении клапана.

Внутренне устройство клапана КЗЭУГ для датчиков газа САКЗ-МК: плата с разъёмом и электромагнит

Внутренне устройство клапана КЗЭУГ для датчиков газа САКЗ-МК: плата с разъёмом и электромагнит

Датчик Холла — H501 (U58) с напряжением питания 3,8 — 24 V DC и током коммутации до 20 мА. Срабатывает, когда якорь электромагнита находится рядом с ним (затычка поднята и газ открыт).

Плата клапана КЗЭУГ с датчиком холла для определения положения штока (открыто-закрыто)

Плата клапана КЗЭУГ с датчиком холла для определения положения штока (открыто-закрыто)

То есть формально мы можем использовать такой клапан в своих проектах. А если подходить более детально, то будут проблемы: надо где-то взять напряжение в 38 вольт (не 12, не 24, не 48 — которые стандартные) и ещё и развязать датчик холла, если нам надо контролировать положение клапана: 20 мА может быть маловато для некоторых входов ПЛК, которые снабжены индикаторным светодиодом. У ОВЕНа входы жрут 9-10 мА (для ПЛК110).

В общем, можно сказать что клапан — это вещь в себе и использовать его лучше с его датчиком газа. А для этого его надо туда подключить.

Чтобы было весело, клапаны выпускаются ещё и с разными разъёмами, кое-где — совсем совковыми типа РШ2Н. Я такие видел на технике 60ых годов ещё, мать его.

Схема и назначение контактов разъёма 6P6C клапана КЗЭУГ для датчиков газа САКЗ-МК

Схема и назначение контактов разъёма 6P6C клапана КЗЭУГ для датчиков газа САКЗ-МК

В моём комплекте датчика и клапана, который поступил мне под издевательства и дрессировку, не было соединительного кабеля между клапаном и датчиком, поэтому мне пришлось делать его самостоятельно. Для этого понадобятся разъёмы 6P6C (не путать с «телефонными» 6P4C) и кабель КСПВ 6×0,5.

Жилы этого кабеля точно подходят по цветам к тем, которые описаны в инструкции. Раскладываем их в нужной последовательности и обжимаем разъём:

Подключение кабеля КСПВ 6х0,5 к разъёму 6P6C для клапана КЗЭУГ (цвета проводов)

Подключение кабеля КСПВ 6х0,5 к разъёму 6P6C для клапана КЗЭУГ (цвета проводов)

А дальше закручиваем их в разъём клапана на датчике (напоминаю, что нумерация контактов разъёма начинается справа налево). На первый контакт идёт коричневый провод, а дальше провода подключаются в том же порядке, как на разъём клапана: коричневый, красный, серый, зелёный, белый. А жёлтый провод откусывается нахер %)

Датчик газа САКЗ-МК с подключенным клапаном КЗЭУГ (шлейф сделан самостоятельно по схеме)

Датчик газа САКЗ-МК с подключенным клапаном КЗЭУГ (шлейф сделан самостоятельно по схеме)

После этого датчик САКЗ-Мк и клапан КЗЭУГ готовы к работе штатным методом как обычно. Но нас это не устраивает, и мы разбираемся дальше в настройках и в том, как снимать с САКЗ-МК нужные сигналоы в щиты автоматизации на ПЛК или других контроллерах.

3. Подключение датчиков метана ЦИТ+ САКЗ-МК (СЗ-1-1Г) к щитам с ПЛК и автоматикой.

Описывать всё в этом разделе я буду уже после опытов, которые кончились доколхозиванием транзисторного усилителя из гавна и палок прямо по месту в щите. В общем, вы получите всё готовенькое, а не непроверенные результаты.

Начинаем мы со схемы, которая есть в одном из PDF про эти датчики газа САКЗ-МК (но не моей модели! — скажите «спасибо» производителю и их путанному сайту). На этой схеме показаны сигналы, которые используются при каскадном соединении датчиков, которое было нарисовано на картинке в начале поста:

Схема назначения сигналов датчиков газа ЦИТ+ САКЗ-МК (СЗ-1-1Г) и их каскадного включения

Схема назначения сигналов датчиков газа ЦИТ+ САКЗ-МК (СЗ-1-1Г) и их каскадного включения

Судя по схеме, каждый датчик имеет два разъёма: «Вход» и «Выход», при помощи которых может получать состояние предыдущего датчика, а также отдавать своё состояние на следующие датчики по цепочке.

Я распишу назначение сигналов разъёмов моей модели датчика — САКЗ-МК СЗ-1-1Г:

  • Разъём «Питание»: выдаётся +12V и GND питания, которое можно использовать для своих целей или для подачи на контакты разъёма «Вход» для того, чтобы сымитировать сигналы аварий. Я снимал с этого разъёма ток около 50 мА.
  • Разъём «Вход»:
    • «Порог» — (+12V) — внешний сигнал сработки датчика по превышению концентрации газа. Датчик, получая этот сигнал, реагирует так же, как не превышение концентрации газа по своему сенсору: поднимает тревогу, перекрывает клапан и выдаёт этот сигнал наружу на разъёме «Выход»;
    • «Отказ» — (+12V) — такой же внешний сигнал, но относящийся к отказу клапана (обрыв) или самого датчика;
  • Разъём «Выход»:
    • «Порог» — (+12V) — выдаётся, когда датчик срабатывает по своему сенсору или по внешнему сигналу «Порог» с разъёма «Вход»;
    • «Отказ» — (+12V) — аналогично: по внутреннему или внешнему сигналу «Отказ» с разъёма «Вход»;
    • «Состояние клапана» — (+12V) — текущее состояние клапана этого датчика: открыт или закрыт.

Дополнительная информация будет такой:

  • ВСЕ контакты «GND» в пределах одного датчика соединены между собой (на всех разъёмах);
  • Логика ВСЕХ сигналов +12V — инверсная. Если напряжение на контакте разъёма есть — то сигнал НЕ активен. Если напряжения нет — сигнал активен. Сделано это, наверное, для того чтобы цепочка датчиков реагировала на обрыв соединительной линии или пропадание питания. Однако это приводит к тому, что при отключении от электропитания одного датчика в цепочке тревогу поднимут все датчики, которые находятся дальше по цепочке;
  • Токи, которые снимаются с контактов разъёма «Выход», ограничены в 1 мА (возможно, резистором в 10 кОм): даже если закоротить контакты разъёма на GND, ток выше 1,09 мА не поднимается.

Сзади датчика есть четыре переключателя для настройки его работы по внешним сигналам и по отключению электропитания. Сделаны они тоже в совковом безразличии: положение отверстия не совпадает с платой, и четвёртый переключатель еле-еле видно:

Переключатели для настройки режимов работы датчика газа ЦИТ+ САКЗ-МК (СЗ-1-1Г)

Переключатели для настройки режимов работы датчика газа ЦИТ+ САКЗ-МК (СЗ-1-1Г)

Я перечертил табличку из инструкции и пометил заводские и свои настройки:

Назначение переключателей настройки режимов работы датчиков газа ЦИТ+ САКЗ-МК (СЗ-1-1Г)

Назначение переключателей настройки режимов работы датчиков газа ЦИТ+ САКЗ-МК (СЗ-1-1Г)

А теперь — соединим все знания в одно целое. Итак, у нас используется инверсная логика подачи сигналов: если напряжения на контактах разъёма «Вход» нет, то датчик будет паранойно поднимать тревогу. Чтобы отключить эти функции, используются переключатели «1» и «2». Возможно, они внутри датчика подают +12 на те же контакты входного разъёма, чтобы микроконтролер датчика видел эти сигналы и думал, что они активны и аварий нет.

Переключатель «3», скорее всего, отвечает за датчик холла на клапане и контроль цепи катушки клапана: если он включен, то датчик будет пытаться контролировать клапан. Если выключен — то датчик будет только лишь выдавать импульс на закрытие клапана и забьёт на его контроль.

Ну а переключатель «4» как раз и отвечает за тот гимор, с которым все мучаются — за перекрывание газа при отключении питания датчика. И некоторые заказчики и правда мучились с этим, особенно при пусконаладке щитов. Ура, теперь я знаю, как отключить эту функцию!

ОКей! С переключателями и сигналами разъёма «Вход» мы разобрались. А вот с выходными сигналами, которые внутри датчика ограничены током в 1 мА, был нештатный геморрой. Я привык, что обычно мы выдаём такие сигналы транзисторами с выходом ОК — Открытый Коллектор (напоминаю пост про это) и что этот транзистор легко тянет обычную релюшку ABB CR-P (напоминаю пост), которая на 12V DC жрёт около 30 мА вместе с её индикаторным модулем.

Поэтому изначально щит (а я ещё и спешил с его сборкой) был собран в расчёте на то, что датчик будет питать релюшку, а релюшка будет отдавать состояние аварии датчика в ПЛК, как обычно. Чтобы развязать сигналы и на вход ОВЕНа не прилетело всякое гавно.

Ага, ну-ну! Конечно же эта релюшка не заработала. В утро, когда я датчик подключил и собирался видос снимать заказчику о том, что всё-всё работает. И началась отладка, которая попила у меня крови и сожрала два дня в общей сложности!

Чтобы не переподключать датчик, я воткнулся огрызками телефонной лапши прям в колодку реле, и начал ставить опыты с сигналами, потому что думал что быстренько вытравлю и спаяю платку развязки так, чтобы она прям в колодку реле и вставлялась…

Процесс отладки щита с ПЛК и датчиком газа САКЗ-МК: зубочистки пригодились

Процесс отладки щита с ПЛК и датчиком газа САКЗ-МК: зубочистки пригодились

Если вы заметите у меня на столе зубочистки — то знайте, что это не гопницкое, а отладочное! Иногда они пригождаются для того, чтобы провода из колодок реле подпирать в рабочем угаре.

Сначала я хотел развязать всё при помощи оптопары, потому что не знал про ограничение тока в 1 мА: пускай слабый сигнал от датчика питает светодиод оптопары, а её выход уже активирует вход ОВЕНа. Потому-то и была идея спаять прикольную платку и воткнуть прям в колодку CR-P. Но оказалось, что сигнал от датчика настолько слаб, что он даже индкаторный модуль от реле CR-P засвечивает еле-еле, падла.

После этого я охренел и позвонил King2. И тот напомнил мне про то, что я очень не хотел делать — усилитель на транзисторе. У меня их и нет-то ни хрена. Валялось немного BC547 ещё с тех времён, когда я делал автооткрывалку для домофона — аж с 2011 года.

King2 помог мне технически и морально: подсказал проверить нагрузочную способность разъёма «Питание» датчика, которой как раз хватило для того, чтобы нормально запитать даже релюшку. То есть, ограничение по току есть только на разъёме «Выход», а на разъёме «Питание» — нет (но максимальный ток, который оттуда можно снять, не известен).

Собрал тестовую схемку с той же оптопарой — ЗАРАБОТАЛО! Уиии!!

Тест снятия сигнала о работе датчика САКЗ-МК (СЗ-1-1Г) при помощи оптопары (нагрузка на питание)

Тест снятия сигнала о работе датчика САКЗ-МК (СЗ-1-1Г) при помощи оптопары (нагрузка на питание)

Дальше я передохнул, покушал и подумал: а раз у меня тут транзистор, так нахера опторпара нужна? Пускай транзистор релюшкой и щёлкает, раз сам же датчик может её питать.

Так как в щит от датчика заходило четыре сигнала: Порог Вход, Порог Выход, +12V, GND, то я ещё раз подумал, наскрёб чуток компонентов и сделал на монтажной плате усилитель со всеми защитными диодами и резисторами. Позже (на фото этого ещё нет) добавил подтяжку базы к GND, чтобы помехи не давали ложных включений.

Простой усилитель сигнала 'Порог' с датчика САКЗ-МК на транзисторе BC547

Простой усилитель сигнала 'Порог' с датчика САКЗ-МК на транзисторе BC547

Финальные испытания моего усилителя прошли успешно, и я стал готовить чистовую переделку щита.

Тесты усилителя сигнала 'Порог' с датчика САКЗ-МК - работает!

Тесты усилителя сигнала 'Порог' с датчика САКЗ-МК - работает!

Усилители были запакованы в термоусадку с клеевым слоем, которую я удачно покупал к посту про бронированные кабели (выйдет на следующей неделе):

Усилитель сигнала 'Порог' запакован в термоусадку с клеевым слоем и готов к установке в щит

Усилитель сигнала 'Порог' запакован в термоусадку с клеевым слоем и готов к установке в щит

А финальная схема всех сигналов для датчиков САКЗ-МК СЗ-1-1Г стала вот такой:

Схема снятия сигналов датчиков газа ЦИТ+ САКЗ-МК (СЗ-1-1Г) для подключения к щитам автоматизации и ПЛК

Схема снятия сигналов датчиков газа ЦИТ+ САКЗ-МК (СЗ-1-1Г) для подключения к щитам автоматизации и ПЛК

Кратко её опишу. К щиту нам надо подвести четыре провода. Можно использовать мой любимый кабель МКШ 5х0,35..0,5 или что-то аналогичное. +12V идёт на нормально замкнутую релюшку в щите, которая подаёт его на сигнал «Порог» разъёма «Вход», чтобы мы могли (разрывая этот сигнал) имитировать аварию для датчика и заставлять его сработать.

Те же +12V, GND и сигнал «Порог» разъёма «Выход» идут на простой усилитель на транзисторе, который питает релюшку (не забываем шунтировать катушку реле диодом!). Релюшка будет включена всегда, пока у датчика всё хорошо и нет тревоги. Когда она отключится — ПЛК будет считать, что датчик сработал по утечке газа.

Делаем тесты!

Вот на датчике нет аварии (релюшка включена):

Работа датчика газа САКЗ-МК (СЗ-1-1Г) в щите с ПЛК: Аварий нет ('Порог' активен)

Работа датчика газа САКЗ-МК (СЗ-1-1Г) в щите с ПЛК: Аварий нет ('Порог' активен)

А вот датчик сработал (релюшка выключена):

Работа датчика газа САКЗ-МК (СЗ-1-1Г) в щите с ПЛК: Есть авария газа ('Порог' выключен)

Работа датчика газа САКЗ-МК (СЗ-1-1Г) в щите с ПЛК: Есть авария газа ('Порог' выключен)

Это были технические извращения. А логические извращения только начинаются. Знаете, почему? Потому что:

  • Датчик срабатывает по любому из условий: внешнему сигналу «Порог» (отключение газа из ПЛК) и своему сенсору газа;
  • Когда датчик включен по питанию, но ещё не подключен проводами — то он тоже выпадет в аварию, так как +12V на вход «Порог» ему не приходит, и он считает это сигналом внешней аварии.
  • При ЛЮБОЙ сработке он выдаёт на выход сигнал аварии.

Поэтому если ПЛК выключает датчик газа, имитируя аварию, то сразу же «видит» аварию этого же датчика и начинает её регистрировать. И реагировать на неё, отключая другие нагрузки и подсистемы. Поэтому в ПЛК пришлось вводить хитрые тайминги и отключение функционала на момент пусконаладки щита.

Об этом вы узнате тогда, когда я напишу пост про тот щит. А пока смотрите видео с работой этого датчика и ПЛК:

15 Отзывов на “Датчики газа (метана) ЦИТ+ САКЗ-МК и ОВЕН ДЗ1-CH4: обзор и подключение к ПЛК”


  • 1 a_b  [Московская область, Истринский район]

    С газовиками главная задница в том, что чёрт ногу сломит в их нормативных требованиях.

    Несколько лет назад было строго — всё, что соприкасается с газовой трубой, должно быть в проекте. Т.е. никакой самодеятельности с клапанами, иначе при очередной проверке (ну ладно, в частных домах проверки редкость, но счётчик поверять иногда всё-таки надо) получится большой геморрой. Или скручивать всё это, или вносить изменения в проект. А внести изменения в проект — это по затратам почти как подключить газ заново (т.е. иногда миллионы). И, главное, включить в этот проект что-то нетиповое — задача почти нереальная.

    Сейчас, вроде, проекты для ИЖС сделали необязательными, лишь бы соответствовало нормативным требованиям. Но как газовики посмотрят на клапан, управляемый ПЛК, и сколько нервов / лет / судебных инстанций у меня займёт, чтобы доказать им, что это ничего не нарушает — страшно даже подумать…

  • 2 CS  [Москва]

    a_b Ну а если говорить про датчик с клапаном. То есть, что мы ставим не сам клапан, а именно эту свиноту вместе. И дёргаем её по внешнему сигналу.
    Вроде что-то с подключением газа упростили (я читал бегло в новостях). Может потому и требования стали более лайтовыми.

  • 3 Caesarion  [Новосибирск]

    контакты нумеруются справа налево. То ли для арабов делали, то ли в программе разработки печатных плат рисовали всё с нижнего слоя, и оно зеркально отразилось (стандратная ошибка).

    Многие типы разъёмов не имеют ни обозначения первого вывода на самом разъёме, ни нумерации в документации (либо мне не попадалось), и каждый производитель плат может делать по своему усмотрению. Где-то существуют стандарты де-факто (например, шлейф PATA: на всех виденных мной HDD/ODD нумерация выводов указана, и она везде одинаковая), но далеко не везде. На моей работе принята определённая нумерация выводов в разъёме, но при этом сам разъём может быть расположен на печатной плате как выводами вверх, так и вниз. Соответственно, с точки зрения разработчика в конечном продукте нумерация в одном случае получается справа налево, а в другом слева направо. Можно ли сделать маркировку для пользователя не такую, как для разработчика? Конечно, можно.

  • 4 CS  [Москва]

    Я подумал о том, что когда дизайнишь плату — то чаще всего смотришь на неё со стороны слоя Bottom. И если на этом слое расположить разъём так, что контакты будут идти 1-2-3-4, то на слое Top они будут идти 4-3-2-1 =)
    Может это баг, может пофиг — хрен их знает.

  • 5 Zaebasto

    У меня на работе (своё нежилое здание с газовой котельной) газовики поставили свою автоматику — клапан на 220в который открыт только когда на нем есть питание, два датчика — CO и CH, реле высокого давления газа. Два основных косяка — после пропадания питания надо вручную нажать кнопку «открыть газовый клапан» что не есть удобно. И второй косяк — но это скорее от тупости тех кто собирал щит — датчик CO двухпороговый. Первый порог иногда срабатывает если на улице кто то что то сжигает — а кругом промзоны и гаражи, жгут постоянно, да и многие топятся печками на всём что горит. Котельную я автоматизировал сам, и довольно долго думал как сделать так чтоб мне туда ходить максимально редко. Открытие клапана сделал по датчику открытия двери в котельную — если дверь закрыта, нет никаких аварий — ждем 30сек и шунтируем кнопку «открыть газовый клапан»
    Если дверь открыта — никаких действий не выполняется — считаем что пришла проверка. Датчик CO на закрытие клапана переключил на второй порог. Ложные остановки котельной прекратились. Первый порог завёл на плк и фиксирую его в журнале событий. Плюс навесил датчик давления газа с выходом 4-20ма и так же завёл на ПЛК. Зачем? Котлы стоят протерм, с пропиетарны интерфейсом E-BUS. Сигнал аварии не выдают наружу. Как связать E-BUS с плк не придумал, готовые шлюзы показались ущербными и дорогими. А газовики любят без предупреждения прийти и на улице перекрыть газовые краны, для обслуживания ГРПШ — шкаф с редукторами газовыми. Соответсвенно котлы встают в аварию. Датчик даёт плк понять что давление газа пропало и тушит котлы быстрее чем они успевают попытаться повторно разжечься и свалиться в ошибку. Газовики знают только о датчике давления — отнеслись спокойно и с пониманием. Датчик с дисплеем — показания давления газа теперь при проверке записывабт с него а не с их стрелочных манометров. Осталось мне ИБП славной тульской фирмы «Штиль» завязать на плк по модбас. Описание работы с MODBUS есть, а толку нет — придется звонить на завод…

  • 6 CS  [Москва]

    Zaebasto Молодец! Напиши подробнее:
    1. Модели своих сигнализаторов и клапанов.
    2. Что не так со Штилем и Modbus. Там таблицы регистров нет, что ли?

  • 7 Zaebasto

    Аналитприборовские датчики. СОУ1 и СГГ-6М. Сделаны вроде неплохо. Клапан — хз какая модель, наклейка видимо отвалилась. КЭГ-9720 больше всего похож по фото. Газовщики изначально собрали шкаф так что аварии не фиксировались — особенно весело было с тем про что я писал — первый порог CO у этого СОУ1 сбрасывается сам как только концентрация CO2 падает ниже порога.
    И вот пока я не поставил контроллер с журналом — приходишь утром, холодрыга. Горит одна лампочка на щите газовой автоматики — авария в котельной. И попробуй угадай что произошло ночью. Переделал все реле аварий на самоподхват. Стало проще) потом когда уже поставил контроллер полез в подключение СОУ1.
    Да, кстати эти два прибора могут прекрасно работать без внешних реле и шкафа с ними. Но раз нежилой объект будьте добры отдать 45к за сборку шкафа с 6 реле и десятком клемм иэковских на рейке. Ну хоть реле ABB)

    Забыл про штиль написать- таблица есть, всё есть. Но толи я дурак, толи где то есть секретная настройка про которую я не знаю) Ни разу это чудо техники мне не ответило, хотя с огромного количества оборудования я читал данные по modbus.
    На следующей неделе еще разок попробую, если не получится — буду звонить на завод.

  • 8 CS  [Москва]

    Я начну со Штиля. А ты чем опрашиваешь (я понимаю, что ты не профан)? Есть там возможность хоть код ошибки глянуть? Может там команды не те указаны, или адреса регистров? Я напишу тупое — ну, типа разная адресация с 40xxx или с нуля, может ещё чего там хитрое?

    Спасибо за инфу — пусть тут лежит (мало ли кому сгодится).

    Во пиздец! Без самоподхвата — херово было! И логи нужны, я это уже понял давно!

  • 9 Zaebasto

    Пока пробовал опрашивать софтом qmodbus — я им со всем оборудованием играюсь перед тем как цеплять к чему-то. Контроллеры, частотники, и даже щитовой мультиметр LOVATO DMK62 отдавались без проблем. А тут — тишина в ответ. Хотя по USB и ethernet ибп опрашивается без проблем своим софтом.
    Коды ошибок читать можно, плюс можно снимать кучу статусов и параметров — ток, напряжение, нагрузка в единицах мощности и в процентах.
    ИБП у меня на 1кВт, часть из 10 контуров запитана до ибп — потребители тепла на этих контурах без напряжения в сете всё равно не работают.
    Питание котельной — 3 фазы, далее меандровское РВФ,реверсивный рубильник абб для байпаса ибп в случае если его надо физически отсоединить от сети.
    Много идей для своих работ подчерпнул из твоих статей. Очень давно читаю, вот решил зарегаться и немного пописать о газовых датчиках и прочих вещах которые попадаются на пути автоматизации.
    В этом же здании где котельная на первом этаже у меня реализовано управление освещением и розетками на шнайдеровском Zelio Logic(не сильно отличаются от сименс лого, но просто достались на халяву)
    Свет и розетки управляются кнопками, на свет есть задержка выключения чтобы спокойно выйти — короче всё как CS завещал. Автоматика должна быть удобной!
    Да, кстати, про Lovato dmk62 — увидел на авито, купил поиграться, до сих пор кайфую от прибора. Думаю тебе, Шаман, эта штукенция будет интересна. Для всяких умных АВРов, IPM и прочего. И в отличии от того же WirenBoard’а прибор сделан кондово и по промышленному, без всяких хипстерско-ардуиновских штучек.
    Оказывается Lovato Electric крутая фирма, про которую я и не знал. Думал что Lovato делает херовое газовое оборудование для автомобилей)

  • 10 CS  [Москва]

    Zaebasto А накинь мне на мыло таблицу регистров, а? Мне ж стало интересно посмотреть, чё там не так.
    Про коды ошибок я имел ввиду — показывает ли твоя прога для опроса Modbus ошибки связи, таймауты, всякие там коды ошибок типа ILLEGAL_ADDRES, ILLEGAL_DATA, ILLEGAL_FUNCTION и прочие? Может по ним было бы понятно?

    Гммм… я, начитавшись Russos’a, всегда ещё думал что LOVATO делает проходческие щиты для строительства тоннелей =))

    Пасибо за доброту и отзывы! Мне приятно читать!
    Слушай, если у тебя ИБП на 1 кВт — обрати внимание на эти переключатели (вон, упоминал в посте):
    2CCA703006R0001 ABB E211-25-20 Выключатель модульный на DIN-рейку (2xН.О. 25А)
    2CCA703031R0001 ABB E214-25-202 Переключатель модульный на DIN-рейку I-0-II (2 контакта 25 А)
    На токах до 25 А я на них делаю байпасы все. В том числе и для УПСов. Они тогда меньше места занимают. Ещё они есть и на 16А.

  • 11 Zaebasto

    Закину инструкцию от модуля modbus на почту. Весь прикол в том что у меня модуль ethernet(smtp+web)+usb+modbus+ сухие контакты.
    В инструкции для именно этого модуля нет описания регистров modbus.
    Описание регистов нашёл только в модуле попроще — modbus + сухие контакты. Софт мой ошибки пишет, в данном случае таймаут, да и осциллографом вижу что ИБП молчит.
    Можно конечно подключить ибп по сухим контактам, но это неспортивно!
    Насчёт переключателей — щит у меня собран в шкафу с монтажной панелью, места достаточно было, поэтому я впихнул туда брутальные OT’шки. Одну на ввод,вторую реверсивную на байпас ибп.

  • 12 eteh  [Санкт-Петербург]

    Zaebasto
    Анолитприбор (Смоленск) или Информаналитика (СПб)?
    Первые меня топорным исполнением задолбали, 2е динамой по выставлению счетов и КП. Я уже года 3 как работаю с НПП Дельта датчиками и газоанализаторами. По модбасу работают, релейные выхода тоже нормальные.

  • 13 CS  [Москва]

    Zaebasto ТАК! Я посмотрел мануал по Modbus RTU.
    Скажи мне, ещё раз. Ты КАКИЕ адреса регистров использовал? По старой нотации, где 40001 и так далее (как в ёбаной инструкции), или по нормальной нотации?
    Ты должен читать регистры командой 0x03 — Read Holding Registers (именно такой).
    А от номеров регистров в их нотации отнимать 40000. То есть регистр 40101 должен превратиться в 100 или 101 (там ещё на единицу нумерация может плавать).
    Тестани это и скажи мне, прокатило или нет.
    Для справки почитай вот эту статью: https://ftp.owen.ru/CoDeSys3/98_Books/ModbusTips.pdf

  • 14 Zaebasto

    Eteh, смоленские. Не я их выбирал. Газовики под ключ делали. Единственное что я выбирал — это разогнал киповцев которых прислали газовщики. Они хотели всю обвязку щита ПВСом сделать. Заставил их нормальный кабель привезти.
    CS, если сегодня руки дойдут — потыкаю в ибп. Читал вроде как и 40××× и 1×× адреса. Недели 2 назад тыкался, забыл. Как попробую — сообщу. Самому интересно — вроде и не вражеская техника но сделана так чтоб даже свои не догадались.

  • 15 CS  [Москва]

    Zaebasto Почитай ту статью, там описаны заёбы в адресации разных устройств.

Оставить отзыв

Вы должны войти на блог, чтобы оставить комментарий.