推广 热搜: 电机  PLC  变频器  服务机器人  培训  变送器  危化品安全,爆炸  西门子PLC  触摸屏  阀门 

简论自动报警系统的稳定问题

   日期:2013-03-23     来源:工控之家网    作者:工控之家    浏览:15    评论:0    

  在一个自动控制系统中,整个系统的稳定是必要条件,这个必要条件的有无,是决定其能否正常工作的首要问题。就是说一个自动控制工程能否实现系统的稳定,是能否进行正常运行的基础。在实时系统中运行好坏显得特别重要。
  我们在消防自动报警系统的延伸、扩展和改造中,出现了一些影响设备稳定运行的态势,通过对整个系统的测量、实验、逐步拆除负载设备等工作环节,出现了一些具有代表性的情况,发现了一些问题,通过分析和实际操作,使问题得到了解决,这些情况我认为在弱电控制系统的设备增加时,或系统的功能延伸时,都具有代表性和可借鉴性,通过对问题的指导和解决,总结出一些规律性的东西,与大家共同学习讨论。讨论的问题是:如今新旧建筑群在一个地区的情况很多,就其供电接地方式也大致有两种,原来旧建筑群的方式是3相4线制的TN-C接地系统。现在的新建的方式筑群是3相5线制的TN-S接地系统。如果,一个弱电系统需要跨接这两个供电系统时,会出现什么情况?再则,当两个系统混合存在时,又将对于整个弱电系统有什么样的影响?这可能是在新旧供电系统并存的今天,我们的施工人员和安装单位能够碰到的带有普遍性的问题。
  我们现在使用的消防报警系统,是采用美国爱德华(Edwards)公司开发生产的EST3智能自动报警控制系统,在04年4月通过北京消防局的验收,在几年的使用中整个系统稳定、报警准确及时,较好的完成了安全保障任务。

1 出现问题
  08年在区域内建筑面积扩充的情况下,相应的消防报警设备也需要增加,现在正在使用的消防自动报警系统中,需要在另外一处增加第二个终端包括设备和功能。具体的方案是:在报警控制机环路上,必须增设一部EST3报警控制机,而且这台EST3报警控制机,还要连接另外一台图形工作站,作为值班人员人机对话的设备,同时支持一台打印机,用于整个系统内各种事件发生的记录设施,而且第一个终端使用的硬件直接启动大型设备的控制台,及其控制功能也要延伸到第二个终端的设备设施中去,此种配置使得整个系统里第二终端的功能十分强劲和完善。
  在10月20日系统内增加的设备安装调试完工后,当工程人员接入排烟风机、消防水泵的直接启动面板时,就发生了整个系统不稳定地报出接地故障的情况。我们知道此EST3报警控制机报出的这种故障,回路接地时报警控制机一定会报出这个故障,可是如果回路没有接地的故障但是有干扰时,也同样有可能报出这类故障。事实上这个情况在出现不久后就自动消失了,我们也不好当时就作为一个事情去处理,设备设施比较正常的运行到12月3日,整个系统就突然出现了有5条回路频繁报出接地故障的局面,此次故障不再自行消失,而是一直持久恒定的报出回路接地的故障。

2 采取措施
  全面检查整个系统,并且断掉出现了故障的5条回路负载后,系统恢复正常,接入负载时故障频发,使用三用表测试断开后携带负载线路时,发现存在2~4伏左右不稳定的干扰电压,如果我们一直搭接测试表笔,则这个电压将逐渐减弱,当时的修理人员认为,这五条回路中一定有问题,先后选择了其中的两条回路反复查找历时两天,出现的情况是干扰电压始终有,线路上的问题没找到,线路上的控制负载不能接入系统的局面,而此刻维修人员的错误在于,只注意局部线路和负载上面的问题,忽略了对整体供电情况的分析。

3 回顾与记录
  在03年9月当EST3报警控制设备改造到1211气体灭火系统时,也出现了类似的情况,当时的实验结果是:由系统内的24伏电源接入控制模块时(EST3报警控制设备的控制电源),则整条回路就报出这类故障,如果使用电池供电则整条回路就不报出这类故障。我当时提出了可能与接地情况有关,于是全面检查了1211气体灭火设备的接地情况,和喷放时的系统连接情况,发现1211气体灭火设备使用系统内的24伏电源控制时,则整条回路就报出接地故障,喷放设备的连接是:电爆管的负极接系统的地线,正极连接24伏的正极,不喷放时正极连接的24伏没有输出,喷放时正极连接的24伏有输出。经过实验在没有接电爆管的正极连接头时,系统不报出接地故障,只要一连接正极连接头,系统在10分钟到20分钟之内就会报出接地故障。当时解决的办法是;EST3报警控制系统内的电源驱动继电器,继电器的外接点驱动系统外的另一组电源,保障完成喷放设备的驱动功能,至此问题得到了圆满的解决,这样做我称之为“驱动电源隔离措施” ,历史上曾经出现过的这个情况与现在的现象有些类似。

4 想象与问题的分析
  根据现象和结果我考虑到可能与供电的方式有关。经过调查确定;现在第一终端和四个EST3报警控制机地处在原来地段,使用的供电系统是3相4线制的TN-C接地系统。相线是A、B、C保护零线是PEN线,这种情况在PEN线上有工作电流通过,PEN线在进入用电建筑物处时要做重复接地;而且三相四线制就是动力负载和照明负载共用-根零线。
  第二终端和第五个EST3报警控制机,是地处在新扩展的地段内,使用的供电系统是在3相5线制的TN-S接地系统,相线A、B、C,零线是N线,保护接地线是PE线,N线中有工作电流通过,PE线平时无电流(仅在出现对地漏电或短路时有故障电流)。
  而系统内的EST3报警控制机是一级计算机控制,多机系统组网时,最好要共同使用一个地线,这样整个系统才能够正常稳定的运行,经过实验发现在TN-C接地系统中的EST3报警控制机系统内,连接使用的图形工作站,可以直接使用TN-S接地系统内的220V电源稳定的工作,这个图形工作站,是使用232接口与EST3报警控制机连接的。上边提到的改造1211气体灭火设备的情况是:原来的老系统CS100消防报警灭火系统,是由瑞士CERBERUS CO.生产,集防火监测、气体灭火喷洒功能于一体的专用设备,其技术水平是上世纪80年代的产品,使用的是两级计算机控制,在第一级的计算机系统使用的是CZ10控制机,控制点的容量小,共地的要求不严格,而且不存在TN-S接地系统,它负责巡检、采集、处理、控制、传输功能,上级计算机系统是CS100消防报警灭火系统,它集连在消防中心,实现集中监控的功能。系统内没有接地故障的报警条款,只有回路报警的条款(其他论文中有论述),因此在接入1211气体灭火设备的时候,不需要使用“驱动电源隔离措施”,整个系统就可以正常工作。此刻我们发现在两个不同的消防自动报警和控制系统内,使用不同的控制机,针对同一个控制设备设施时,当其系统的接地情况与整个系统不尽相同时,就需要采取不同形式的抗干扰稳定措施予以应对。
  现在使用的EST3报警控制机的情况与之大不相同,EST3报警控制机的功能从某种角度看,已经全部代替了CZ10控制机和CS100的功能,它一台报警控制机的容量是CZ—10的6.25倍,报警回路控制线的长度也增加了不少,监控的面积和规模扩大了许多,具备的功能也比较全面,至此整个系统对于接地情况要求也比较高。图形工作站只是人机对话功能的扩展,因此实际上现在的EST3报警控制机系统是计算机控制加辅助图形显示的自动报警控制系统。
  我全面分析了当时的情况:报出接地故障5条回路的分布情况是:A栋有2路、G栋有1路、D栋有1路、L栋有1路,A栋安装有大型的排烟风机6台,G栋安装有大型的排烟风机2台,消防水泵等的及其控制线路、报警线路、PEN线等,都是同路、同槽、同管、同接地敷设的,或者是借路敷设的其中D栋的1路和L栋的1路就是借路的情况,这在客观上就形成了,在第二终端处接入排烟风机、消防水泵的直接启动面板时,如果造成PEN线和PE线的混接,最近的回路将首先遭受到干扰之局面。
  对此这个EST3报警控制机系统在多机联合工作时需要组成网络系统,事实上在网络设计的时刻就考虑最好使用PE线接地,但是在03年消防系统更新改造时,第一终端及其所辖的地段内的供电系统中没有PE线,只有PEN线,至此当时只能使用PEN线。而现在的第二终端及其所辖的地段内的供电系统中没有PEN线只有PE线,我考虑到施工人员是否将从第一终端EST3报警控制机系统,引到第二终端的EST3报警控制机的PEN线,与其地段内的PE线相互连接,造成了系统内的干扰因素,经过查找得知,确实是两个接地系统混接了,我们将混接的连接处断开。又考虑到前面提到的“驱动电源隔离措施”的情况,如果原来是在第二终端附近引入的24伏控制电源属于TN-S系统内的电源,在没有采取这个“措施”的情况下,就直接去控制在第一终端及其所辖的地段内的TN-C系统的排烟风机、消防水泵等设备,必然要出现干扰的问题。因此,第一种方法是;将TN-C系统内的24伏电源引到第二终端及其所辖的地段内进行驱动控制。第二种方法是;也考虑使用“驱动电源隔离措施”,就是将其TN-S系统内的电源控制中间继电器,而继电器的外接点,控制TN-C系统内的24伏电源,由这组TN-C系统内的24伏电源,直接启动控制在第一终端及其所辖的地段内的TN-C系统的排烟风机、消防水泵等设备就有可能成功,但是第二种方法我们没有具体的实验。
  总之,如果不是使用同一个系统内的驱动控制电源驱动大型设备,那么整个系统就不会长期稳定的运行,我们使用的是前一种方法,工程实施后则整个系统实现了持久稳定的运行。

5 结束语
  消防自动报警系统在扩展的时候,当需要跨越不同的供电接地系统时,会出现干扰的问题,我们在扩展施工设计时,就必须要全面考虑到抗干扰的措施,原则就是PEN线和PE线不能混接,PE线和N线不能混接, N线和PEN线不能混接,同时在连接使用大型设备设施的驱动电源问题上,最好执行本系统内的电源控制本系统内的设备的原则,如果需要跨系统控制时,要采取“驱动电源隔离措施”的适用法则。
  针对消防自动报警系统出现的这些干扰情况,也促使我们进一步想到,不仅仅是FAS系统会存在这个问题,各个行业内的专家会进一步的推断出,当SAS系统、BAS系统跨越不同的供电接地系统时,可能也会出现这种情况。但是出现的方式、局面和结果都可能不尽相同,但是根本的原因可能还是这个问题。
  推断如果其他的弱电报警和控制系统,面临到类似系统扩展、设备增加、终端扩充等工程时,在涉及到新旧供电系统的具体情况时,都要充分全面的考虑到这些干扰因素之影响,否则就可能在其自动控制系统中造成干扰问题,在报警系统中也可能出现不稳定的问题。
  我也考虑到当第一终端及其所辖地段内的供电的形式,如果也改成了3相5线制的TN-S接地系统,那么我们的这个消防自动报警系统又会出现什么情况,先后不同时期完成的两个TN-S接地系统是否能够直接连接?连接后又对弱电报警和控制系统有什么影响?连接我们现在使用的两个供电接地系统,导线截面积的参数之如何选择?只有在实验和实施取得圆满成功后才能得知,这是我今后继续关注的问题。

 
打赏
 
更多>同类环保知识
0相关评论

推荐图文
推荐环保知识
点击排行
网站首页  |  免责声明  |  联系我们  |  关于我们  |  网站地图  |  排名推广  |  广告服务  |  积分换礼  |  RSS订阅  |  违规举报  |  鲁ICP备12015736号-1
Powered By DESTOON