在一個自動控制系統中,整個系統的穩定是必要條件,這個必要條件的有無,是決定其能否正常工作的首要問題。就是說一個自動控制工程能否實現系統的穩定,是能否進行正常運行的基礎。在實時系統中運行好壞顯得特別重要。
我們在消防自動報警系統的延伸、擴展和改造中,出現了一些影響設備穩定運行的態勢,通過對整個系統的測量、實驗、逐步拆除負載設備等工作環節,出現了一些具有代表性的情況,發現了一些問題,通過分析和實際操作,使問題得到了解決,這些情況我認為在弱電控制系統的設備增加時,或系統的功能延伸時,都具有代表性和可借鑒性,通過對問題的指導和解決,總結出一些規律性的東西,與大家共同學習討論。討論的問題是:如今新舊建筑群在一個地區的情況很多,就其供電接地方式也大致有兩種,原來舊建筑群的方式是3相4線制的TN-C接地系統,F在的新建的方式筑群是3相5線制的TN-S接地系統。如果,一個弱電系統需要跨接這兩個供電系統時,會出現什么情況?再則,當兩個系統混合存在時,又將對于整個弱電系統有什么樣的影響?這可能是在新舊供電系統并存的今天,我們的施工人員和安裝單位能夠碰到的帶有普遍性的問題。
我們現在使用的消防報警系統,是采用美國愛德華(Edwards)公司開發生產的EST3智能自動報警控制系統,在04年4月通過北京消防局的驗收,在幾年的使用中整個系統穩定、報警準確及時,較好的完成了安全保障任務。
1 出現問題
08年在區域內建筑面積擴充的情況下,相應的消防報警設備也需要增加,現在正在使用的消防自動報警系統中,需要在另外一處增加第二個終端包括設備和功能。具體的方案是:在報警控制機環路上,必須增設一部EST3報警控制機,而且這臺EST3報警控制機,還要連接另外一臺圖形工作站,作為值班人員人機對話的設備,同時支持一臺打印機,用于整個系統內各種事件發生的記錄設施,而且第一個終端使用的硬件直接啟動大型設備的控制臺,及其控制功能也要延伸到第二個終端的設備設施中去,此種配置使得整個系統里第二終端的功能十分強勁和完善。
在10月20日系統內增加的設備安裝調試完工后,當工程人員接入排煙風機、消防水泵的直接啟動面板時,就發生了整個系統不穩定地報出接地故障的情況。我們知道此EST3報警控制機報出的這種故障,回路接地時報警控制機一定會報出這個故障,可是如果回路沒有接地的故障但是有干擾時,也同樣有可能報出這類故障。事實上這個情況在出現不久后就自動消失了,我們也不好當時就作為一個事情去處理,設備設施比較正常的運行到12月3日,整個系統就突然出現了有5條回路頻繁報出接地故障的局面,此次故障不再自行消失,而是一直持久恒定的報出回路接地的故障。
2 采取措施
全面檢查整個系統,并且斷掉出現了故障的5條回路負載后,系統恢復正常,接入負載時故障頻發,使用三用表測試斷開后攜帶負載線路時,發現存在2~4伏左右不穩定的干擾電壓,如果我們一直搭接測試表筆,則這個電壓將逐漸減弱,當時的修理人員認為,這五條回路中一定有問題,先后選擇了其中的兩條回路反復查找歷時兩天,出現的情況是干擾電壓始終有,線路上的問題沒找到,線路上的控制負載不能接入系統的局面,而此刻維修人員的錯誤在于,只注意局部線路和負載上面的問題,忽略了對整體供電情況的分析。
3 回顧與記錄
在03年9月當EST3報警控制設備改造到1211氣體滅火系統時,也出現了類似的情況,當時的實驗結果是:由系統內的24伏電源接入控制模塊時(EST3報警控制設備的控制電源),則整條回路就報出這類故障,如果使用電池供電則整條回路就不報出這類故障。我當時提出了可能與接地情況有關,于是全面檢查了1211氣體滅火設備的接地情況,和噴放時的系統連接情況,發現1211氣體滅火設備使用系統內的24伏電源控制時,則整條回路就報出接地故障,噴放設備的連接是:電爆管的負極接系統的地線,正極連接24伏的正極,不噴放時正極連接的24伏沒有輸出,噴放時正極連接的24伏有輸出。經過實驗在沒有接電爆管的正極連接頭時,系統不報出接地故障,只要一連接正極連接頭,系統在10分鐘到20分鐘之內就會報出接地故障。當時解決的辦法是;EST3報警控制系統內的電源驅動繼電器,繼電器的外接點驅動系統外的另一組電源,保障完成噴放設備的驅動功能,至此問題得到了圓滿的解決,這樣做我稱之為“驅動電源隔離措施” ,歷史上曾經出現過的這個情況與現在的現象有些類似。
4 想象與問題的分析
根據現象和結果我考慮到可能與供電的方式有關。經過調查確定;現在第一終端和四個EST3報警控制機地處在原來地段,使用的供電系統是3相4線制的TN-C接地系統。相線是A、B、C保護零線是PEN線,這種情況在PEN線上有工作電流通過,PEN線在進入用電建筑物處時要做重復接地;而且三相四線制就是動力負載和照明負載共用-根零線。
第二終端和第五個EST3報警控制機,是地處在新擴展的地段內,使用的供電系統是在3相5線制的TN-S接地系統,相線A、B、C,零線是N線,保護接地線是PE線,N線中有工作電流通過,PE線平時無電流(僅在出現對地漏電或短路時有故障電流)。
而系統內的EST3報警控制機是一級計算機控制,多機系統組網時,最好要共同使用一個地線,這樣整個系統才能夠正常穩定的運行,經過實驗發現在TN-C接地系統中的EST3報警控制機系統內,連接使用的圖形工作站,可以直接使用TN-S接地系統內的220V電源穩定的工作,這個圖形工作站,是使用232接口與EST3報警控制機連接的。上邊提到的改造1211氣體滅火設備的情況是:原來的老系統CS100消防報警滅火系統,是由瑞士CERBERUS CO.生產,集防火監測、氣體滅火噴灑功能于一體的專用設備,其技術水平是上世紀80年代的產品,使用的是兩級計算機控制,在第一級的計算機系統使用的是CZ10控制機,控制點的容量小,共地的要求不嚴格,而且不存在TN-S接地系統,它負責巡檢、采集、處理、控制、傳輸功