工控人之干擾囧途

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯工控人之干擾囧途 記得是2003年初春的4月。在天竺某高檔別墅物業(yè)小區(qū)承接了一生活用水的變頻恒壓改造的工程。主要工藝功能是，潛水泵從地下抽水到源水池。凈化泵抽取源水池水送入凈化設(shè)備，凈化后成品水儲(chǔ)存在清水池。主泵從清水池取水恒壓供應(yīng)用水末端。源水池和清水池設(shè)有水位檢測(cè)，靜壓水位傳感器探測(cè)水位送至數(shù)顯表，數(shù)顯表的凹凸水位輸出點(diǎn)掌握潛水泵和凈化泵啟停，主泵是變頻器恒壓掌握。在十年前，即使對(duì)一個(gè)只有35年閱歷的工程師，變頻恒壓供水也是個(gè)手到擒拿的項(xiàng)目。我知道改造項(xiàng)目關(guān)鍵的是老系統(tǒng)原理、狀態(tài)的理解和把握，前期老系統(tǒng)資料的收集、整理、理解和現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)狀態(tài)的摸底，我始終謹(jǐn)

2、慎當(dāng)心。雖然原始資料殘缺簡(jiǎn)陋，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)親自查線對(duì)點(diǎn)，還原出原理圖后，我心里踏實(shí)了。設(shè)計(jì)、出圖、生產(chǎn)、現(xiàn)場(chǎng)安裝，直到主掌握盤、幾個(gè)掌握箱與現(xiàn)場(chǎng)線路及設(shè)備對(duì)接完成，都在我方案之內(nèi)，至于軟件問(wèn)題不在話下，我的心情一派陽(yáng)光明媚。plc信號(hào)I/O對(duì)點(diǎn)，hmi變量查對(duì)、下載程序，調(diào)試，投入試運(yùn)行，我只用了半天多點(diǎn)的時(shí)間就搞定軟件。模擬水池液位，系統(tǒng)顯示和工作規(guī)律正常。水泵凹凸液位工作規(guī)律正常。運(yùn)行！變頻器不出所料地按我的設(shè)想歡樂(lè)地工作起來(lái)，修改壓力設(shè)定，嗯，PID跟蹤正常。分時(shí)段工作參數(shù)切換，切換正常。調(diào)試順當(dāng)?shù)米屛矣悬c(diǎn)躊躇滿志了。突然，“水池水位怎么老變？”，用戶主管經(jīng)理看著水位數(shù)顯表不解的嚷道。在大伙

3、寧?kù)o認(rèn)真觀看設(shè)備運(yùn)行的氛圍里，這聲音顯得很唐突。我放下手頭的事走了過(guò)去。儀表的數(shù)顯值隨機(jī)的跳動(dòng)著，干擾？我有點(diǎn)不心甘認(rèn)定它的到了。停變頻，數(shù)顯值立即穩(wěn)如泰山。沒(méi)錯(cuò)，就是干擾，該死的東西。問(wèn)題出在哪里呢？我起初不甘心承認(rèn)是干擾，是由于設(shè)計(jì)階段我已經(jīng)賜予了高度重視。從設(shè)置隔離變壓器給掌握器和儀表供電、屏蔽電纜傳輸信號(hào)、屏蔽層接地，我盡力按設(shè)計(jì)規(guī)范防著干擾這個(gè)巫賊，而且在配盤生產(chǎn)工藝和安裝過(guò)程中也強(qiáng)調(diào)落實(shí)了?？伤趺催€是來(lái)了呢？沒(méi)什么大不了，應(yīng)用變頻器遇到干擾也不是第一次。我此時(shí)心里雖然有點(diǎn)不太快，總的來(lái)講還是藐視眼前的這點(diǎn)困難。唉，數(shù)顯表到端子排的連接是柜內(nèi)配線，沒(méi)有屏蔽，這是馬腳？！我首先從簡(jiǎn)潔

4、處入手。我心想可能性很大，看來(lái)問(wèn)題解決不遠(yuǎn)了。我迫不及待地更換為屏蔽電纜，然而數(shù)顯值跳動(dòng)依舊濤聲照舊。絕望。接著常規(guī)地降低變頻器的調(diào)制頻率，有影響，但還沒(méi)找到問(wèn)題的癥結(jié)。調(diào)制頻率越高，數(shù)顯值毛刺越多，閃耀的頻率也越快。但數(shù)值的跳動(dòng)還是那個(gè)跳，我的愁還是那個(gè)愁。無(wú)趣。會(huì)不會(huì)是隔離變壓器的N懸空造成的呢？我連續(xù)著我的捉蟲(chóng)工作。由于水站建設(shè)的比較早，接地系統(tǒng)還是老系統(tǒng)常用的TN-C系統(tǒng)。設(shè)計(jì)階段，用戶溝通時(shí)曾提示小區(qū)變壓器的三相不肯定平衡，以前曾由于N相帶電導(dǎo)致消防監(jiān)控系統(tǒng)特別。正由于用戶的提示，我才特意增設(shè)了隔離變壓器。這怎么還成為敗筆了呢。拆除隔離變壓器，工作電源懸空N直接接入供電變壓器的PEN

5、。數(shù)顯表跳字的確有改善，但很明顯，干擾依舊存在。這流氓兔現(xiàn)在成了跳跳虎攔在了我的面前。難過(guò)。莫非是儀表濾波沒(méi)處理好？這款產(chǎn)品用過(guò)幾次，還沒(méi)有過(guò)劣跡啊。救命要緊，求助供貨商。我盼望這是我的救命稻草。供貨商很夠意思，其次天就派來(lái)了工程師。一番換表、換電路板、調(diào)儀表工作參數(shù)，折騰了大半天，一切枉然。測(cè)試試驗(yàn)確認(rèn)了儀表顯示跳字不是濾波的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)此番折騰發(fā)覺(jué)，表的顯示值不僅跳動(dòng)，而且表的指示值比變頻器停止?fàn)顟B(tài)的數(shù)有一點(diǎn)點(diǎn)增加，雖然不大，但的確存在，而且不是水池液位的結(jié)果。無(wú)奈。變頻器是干擾源，這是無(wú)疑的。莫非還必需加進(jìn)消失電抗器？眼看我的處置方法一招招落空，可能上的手段越來(lái)越簡(jiǎn)單。我開(kāi)頭有點(diǎn)惱火了。看

6、著兩塊數(shù)顯表像跳跳虎一樣跳個(gè)不停，我真有點(diǎn)氣不打一處來(lái)。加電抗器確定能抑制干擾，能否根除沒(méi)把握。但在沒(méi)儀器測(cè)試的狀況下，只得現(xiàn)實(shí)點(diǎn)硬著頭皮訂貨試一試。考慮到前期捉蟲(chóng)已經(jīng)消耗了好幾天工期，訂貨又有周期，擔(dān)憂解決問(wèn)題耗時(shí)太長(zhǎng)。我一不做二不休，干脆進(jìn)出線電抗我都給配上。焦躁擔(dān)心地等了個(gè)把星期，電抗器訂貨來(lái)了。我們殷切地將進(jìn)出線電抗接入系統(tǒng)?？?、可、可是，電抗器還是沒(méi)能制服跳跳虎。我當(dāng)時(shí)真是那個(gè)無(wú)望啊。“李工啊，實(shí)在沒(méi)方法就算了。反正不影響使用。我們這地靠近機(jī)場(chǎng)，電磁環(huán)境的確很怪的呀?！笨蛻糁鞴芙?jīng)理見(jiàn)我們辛苦了半個(gè)多月仍一籌莫展，寬容我們說(shuō)道。我聽(tīng)了很不是味道。雖然對(duì)客戶的寬容，我心里有一份感動(dòng)。同時(shí)

7、，我更劇烈的是油然而生一種顏面掃地的羞辱。我怎能放棄，我絕不放棄！這只跳跳虎如此讓我尷尬，我豈能放過(guò)它。安裝測(cè)試電抗器當(dāng)晚，經(jīng)過(guò)了無(wú)望的煎熬之后，我反而進(jìn)入到一種前期未有的冷靜當(dāng)中。我認(rèn)真回顧梳理了整個(gè)設(shè)計(jì)、器件選型、生產(chǎn)、安裝調(diào)試、干擾排查全過(guò)程。排查測(cè)試讓我熟悉到變頻器是干擾源，且干擾因線路連接耦合和空間輻射傳遞過(guò)來(lái)的成分更多一些，本系統(tǒng)的地在干擾中的影響是次要因素。這就意味著問(wèn)題的癥結(jié)就在從數(shù)顯表到液位傳感器這段線路上?？蛇@段線路依次也就只有數(shù)顯表、屏蔽電纜、液位變送器和拖著近幾米長(zhǎng)輸出電纜的靜壓液位探頭。這么簡(jiǎn)潔的線路，它又會(huì)有什么問(wèn)題呢？數(shù)顯表已經(jīng)測(cè)試過(guò)了，那明天就從液位變送器和探頭

8、著手。我想不出其中緣由，就實(shí)行排解法。其次天我預(yù)備大干一場(chǎng)。依據(jù)前一晚的思路，我預(yù)備了信號(hào)發(fā)生器等一系列的工具，尤其還選購(gòu)了一套變送器與液位探頭集成為一體的液位計(jì)，這是我選型時(shí)因價(jià)格緣由放棄的型號(hào)。為了確定前晚思路方向無(wú)誤，我首先嘗試接入一體化的液位探頭。沒(méi)曾想喜從天降，一次和二次儀表一體化的液位計(jì)像安有定海神針一樣穩(wěn)如泰山，不再神經(jīng)質(zhì)一般閃跳不停。大伙興奮地在相互慶賀找到問(wèn)題的根了，可我愣住了。前期的折騰和突如其來(lái)的勝利，讓我不敢信任眼前的事實(shí)。喜從天降也讓我陷入到深深的自責(zé)和內(nèi)疚當(dāng)中。想當(dāng)時(shí)，器件選擇時(shí)因一體化液位計(jì)技術(shù)集成度高、價(jià)格高，我有意棄選。因我沒(méi)有理解到一二次儀表集成一體化的意義

9、，致使工程調(diào)試消失反復(fù)和皺折，我的心情是又悔又惱，五味具呈。認(rèn)真分析，數(shù)顯表跳字的根源是水池靜壓液位計(jì)選型錯(cuò)誤，傳感器一次和二次儀表分立是信號(hào)采集的致命弱點(diǎn)，尤其是在變頻器應(yīng)用環(huán)境里。變頻器的干擾通過(guò)輻射和線路耦合，經(jīng)數(shù)顯表、屏蔽電纜、液位變送器等線路及其天線效應(yīng)發(fā)送出來(lái)，雖然電纜經(jīng)穿管地下走了近十米，然而液位探頭及電纜作為天線接收了變頻器輻射出來(lái)的干擾，更致命的是變送器又放大和強(qiáng)化了這些天線接收到的干擾信號(hào)，致使液位信號(hào)和干擾混為一體無(wú)法濾除。而對(duì)變送器和探頭一體化的液位計(jì)，干擾雖然存在，但因一二次儀表一體化，沒(méi)有了干擾接收的天線，干擾無(wú)法進(jìn)入二次儀表，因此被隔離在系統(tǒng)之外。傳感器一二次儀表分立和集成一體化是兩種常見(jiàn)的狀態(tài)，各有其特性和適用領(lǐng)域，都是滿意實(shí)際應(yīng)用的必需。以前分立的溫度變送器應(yīng)用閱歷固化了我的一些錯(cuò)誤熟悉，我在設(shè)計(jì)和器件選型階段沒(méi)有充分理解熟悉這一點(diǎn)，不僅導(dǎo)致器件選型出錯(cuò)，同時(shí)也衍生出調(diào)試的技術(shù)盲區(qū)。問(wèn)題出在調(diào)試階段，但根源還是在設(shè)計(jì)的認(rèn)知上。嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的設(shè)計(jì)是產(chǎn)