【福禄克案例分享】利用手持式测试工具对建筑控制系统快速排障的方法

随着时代的发展，越来越多的建筑物正在部署智能控制系统，以此作为提高能源效率、降低运营成本的途径。

现如今，多数现代楼宇控制系统经过历代升级，功能变得越来越强大。但是，伴随而至，故障诊断也更加复杂。那么，如何利用简单的手持式测试工具对楼宇控制系统进行快速排障呢？

Part 1常见问题

首先，我们应当将故障诊断重点调整到控制该系统层的特定数字或模拟网络。

◎ 在最底层，传感器或执行器发生故障。

Ps：一般的传感器包括湿度和温度变送器、监测室内空气质量的 CO2 传感器、电表、支路监测器和能量表。

◎管理控制室，现场控制器报警，表示未接收到传感器传来的可接受值。

◎ 如果特定的面板或特定的建筑未正常通信，DDC控制器可能发出报警。

◎ 类似地，如果管理层工作站与某座或多座建筑中断通信，工作站也可能产生报错消息。

◎其他情况，大厦的人员可能会随时打来电话——房间太热或太冷。

Part 2如何解决

Ø 以上情况中，设备或者传感器或执行器可能存在故障。

Ø 传感器和现场控制器之间的电缆也可能存在故障。

Ø 控制环路的某个环节可能发生问题，例如过程反馈可能连接到了错误的面板或者现场控制器面板内部存在故障，以及 DDC 控制器本身可能发生故障。

这些故障可能是各种各样的原因造成的。现代化楼宇控制系统比较复杂，故障诊断人员面临的第一项挑战就是明确确定故障的位置。最好能够登录中央管理控制器，从总体上了解问题。

◎ 控制器检查:

如果建筑内的某个局部被隔离，故障源很可能是现场控制器面板、模拟电路，或者传感器或执行器本身。

如果整个建筑通信发生故障，那么应首先怀疑管理层控制器和DDC、网络路由器或交换机之间的网络通信。如果不能看到整个园区，则应怀疑以太网或 IP 骨干网发生故障。

◎ 以太网检查:

通过检查网络连接图标或以太网端口链路状态 LED，验证工作是否正常。可使用福禄克网络诊断工具EtherScope。EtherScope 可连接至铜缆、光缆或无线以太网，提供各种关键网络性能参数的概览，帮助定位故障。

◎ 布线检查:

隔离故障之后，开始检查连接故障设备的布线。如果是标准 AWG布线，使用数字万用表检查基本的电缆开路和短路以及阻抗故障。如果是双绞线(UTP)，可使用福禄克网络的Cable IQ 或 DTX线缆分析仪。

◎ 信号检查:

如果布线检查一切正常，那么接下来就利用示波器捕获波形，检查网络上通信信号的质量。

Fluke 125B示波表是一款便携式手持示波器，带有用于捕获波形的自动模式，连接后无需繁复操作即可看到波形。同时还具有网络总线健康、物理层测试功能。可帮助确定信号通断、衰减、失真等问题。

▲ Fluke 125B示波表总线测试屏幕

◎ 间歇性故障:

间歇性故障一般最难以诊断，因为故障随即发生，难以捕获。这种情况下使用具有记录或趋势捕捉模式的Fluke125手持式示波表，可自动捕获故障事件波形，从而节省时间，提高工作效率。

此类故障有时候是由于振动或环境变化引起的设备、控制或布线性能下降造成的。另一个可能的原因是安装错误。此类错误包括网络布线靠近高压源或电感负载、使用的电缆类型不正确或电缆太长。

▲ Fluke 125B示波表波形屏幕

◎ 电源故障:

电源问题也会造成设备间歇性跳闸或故障。有以下原因可能造成电源故障：

Ø 最近发生过系统升级，旧电源可能过载或不平衡。

Ø 原配电系统提供的电源不能满足新控制系统对清洁电源的要求。

Ø 新设备可能将谐波扰动反灌回电源。

Ø 有些情况下，翻新可能会引发故障，使故障原因不太明显。

如果怀疑电源故障，请使用Fluke1736电能质量记录仪，不仅持续记录电压、电流、频率、谐波，还可捕捉断电跳闸等事件。在当今电脑等办公设备的广泛应用下，帮助工程师了解故障的真正原因。

▲ Fluke1736电能质量记录仪

◎ 模拟检查:

对于多层式控制系统，也需要频繁诊断模拟信号故障。同样，第一步是定位故障。如果仅仅是建筑内某个局部发生故障，很可能是模拟部件发生故障，因为这是楼宇控制系统架构中最基本的部分。

传感器通过将其输出信号转换为 4-20 mA 直流电流进行通信，其他系统使用直流1V-5V或直流0V/2V-10V电路。

此时，最快的故障诊断方法是使用毫安钳型表测量传感器或执行器与现场控制器之间的电流或电压，以及模拟返回到控制器的控制信号。Fluke 773毫安过程钳型表既可测量毫安信号，也能输出 4-20 mA 和 1V-5V或 0V/2V-10V信号。帮助工程师无需拆线，即可快速测量模拟信号，排查控制系统故障。

▲ Fluke 773高精度毫安级过程钳形表

如果故障存在于电路之内，则使用 mA 或电压输出工具做进一步测试；

如果故障追溯到传感器，则使用湿度、温度、压力或其他测量装置来验证传感器读数的准确度；

其他可能的故障包括损坏的 I/O 卡、隔离器、电源及变送器。

福禄克测试工具，值得信赖

随着楼宇控制系统变越来越复杂，技术人员需要扩大故障诊断范围、同时提升技巧。解决方案不仅限于电气和机械，还应考虑通信问题。无论对于内部人员还是专业承包人，选择正确的测试工具是扩展其故障诊断技术的有利机会。

Fluke 125B示波表

● 双通道数字示波表和万用表

● 总线健康物理层测量功能

● Connect-and-View™ 即连即视设计，无需经验即可轻松使用

● 功率和谐波测量

● 可选 WiFi 适配器，将信息无线传输至移动设备

Fluke 1736电能质量记录仪

● 能耗管理、功率曲线

● 谐波测量

● 电压和电流事件捕捉

● 可从被测设备取电，长期现场记录电能质量和能耗趋势

Fluke 773/772 高精度毫安型过程钳表

● 无需断开回路即可测量 4 至 20 mA 信号

● 可拆卸钳口，适应更多现场

● 输出并测量 VDC 信号源

● 输出、模拟和测量电路中的 mA 信号

● 集成24V回路电源

当发生系统故障时，由于多家不同制造商设备之间的冲突将延长解决时间，产生额外费用。将这些工具和技术引入您的团队可以避免不必要的付出，用更短的时间发现故障原因，用更快的速度解决问题。