Zasilanie 400 grzałek i detekcja uszkodzeń

Witam Kolegów,

Mam dość ciekawe zagadnienie do rozwiązania a elektrodowa burza mózgów zawsze pomaga. Istnieje potrzeba jednoczesnego zasilania 400 grzałek w macierzy 20 na 20, napięciem 10 V, przy prądzie ok 0.5A na grzałkę. Zasilane będą prądem przemiennym ze względu na moc całego układu i trudność w realizacji zasilania prądem stałym. Cały widz polega na tym, że konieczne jest skonstruowanie układu do detekcji przepalenia pojedynczej grzałki i wskazywania, która to z nich. Jedyne co przyszło mi do głowy to pomiar prądu na 20 przewodach fazowych i 20 przewodach zerowych (prostopadłe połączenie "rzędów faz" i "kolumn zer" umożliwi określenie rzędu i kolumny gdzie wystąpiło uszkodzenie). Pomiar najprościej chyba zrealizować za pomocą przekładników prądowo-napięciowych i mikrokontrolera lub PLC (konieczne 40 wejść analogowych !!!). Ma ktoś jakieś lepsze propozycje?

Skoro multipleksujesz zasilanie...to może w przerwach "grzejnych" będziesz sprawdzał ciągłość obwodu?!. Zasilanie prądem stałym jest lepsze ("zapinanie" obwodów siłowych choćby na BUZ11), a wtedy PLC będzie musiało mieć tylko 20we/ 20wy dla diagnostyki (te wyjścia można użyć także dla zwykłej pracy) oraz kolejne 20 wyjść na sterowanie grzaniem.

Jestem ciekaw jak chciałeś wysterowywać grzałki...triakami?
Próbowałbym tak:

...oczywiście - to tylko "próbka" z matrycą 3 x 3..

Otóż nie multipleksuję. Rozważałem taki rodzaj trwałego/stałego połączenia: rzędy po 20 grzałek podłączone do oddzielnych przewodów i kolumny po 20 grzałek do oddzielnych przewodów. Żeby lepiej opisać to obrazowo użyję pojęć dot. prądu stałego: z jednego przewodu "+" idzie zasilanie na 20 grzałek, z których każda ma oddzielny przewód masowy, i podobnie, każdy przewód masowy jest połączony z 20-ma grzałkami, z których każda jest zasilana z oddzielnego "+". Taka macierz.

Wynalazłem, że jest coś takiego jak multipleksery analogowe. Jako, że częstotliwość pomiarów wystarczy mi rzędu nastu/dziesięciu Hz, mógłbym wykorzystać prosty PLC lub mikrokontroler programowalny, kilka multiplekserów i przekładniki prądowe. Sprawdzi się takie rozwiązanie? Warto kombinować?

Aby sprawdzić czy prąd w danej chwili płynie to musisz wiedzieć który wiersz i kolumnę zasilasz oraz wartość płynącego prądu (z przekładnika prądu).
Większość dekoderów prądu ma znaczną bezwładność (wielokrotne próbkowanie i uśrednianie wyniku).
Jeżeli wszystkie wiersze i kolumny mają być zasilane jednocześnie to potrzeba detektować prąd w 20-tu "plusach" i 20 -tu "minusach" - znajdując parę która ma mniejsze (skokowo) wartości odczytasz rzędne uszkodzonej grzałki...trudniej będzie jeżeli więcej grzałek jednocześnie padnie.
W rysunku wyżej: sprawdza się po kolei wszystkie grzałki. na każdą wystarczy pewnie jakieś 20 ms - sprawdzenie wszystkich to ok 4 sek (a można to rozbić na 4 cykle po 1 sek.) kiedy jest wyłączone grzanie i powtarzać sprawdzanie co jakiś czas....?

O! Tego mi było trzeba. Elektroda nigdy nie zawodzi. Temat zamykam. Dziękuję za pomoc.