有人說智能樓宇是巨無霸行業(yè)，其實一點都不為過。截止去年，全球40%的人口居住在城市中，而中國這一比例達到了60%。
隨著時代的發(fā)展，越來越多的建筑物正在部署智能控制系統(tǒng)，以此作為提高能源效率、降低運營成本的途徑。
現如今，多數現代樓宇控制系統(tǒng)經過歷代升級，功能變得越來越強大。但是，伴隨而至，故障診斷也更加復雜。那么，如何利用簡單的手持式測試工具對樓宇控制系統(tǒng)進行快速排障呢？
Part 1 常見問題
首先，我們應當將故障診斷重點調整到控制該系統(tǒng)層的特定數字或模擬網絡。
◎ 在最底層，傳感器或執(zhí)行器發(fā)生故障。
Ps：一般的傳感器包括濕度和溫度變送器、監(jiān)測室內空氣質量的 CO2 傳感器、電表、支路監(jiān)測器和能量表。
◎ 管理控制室，現場控制器報警，表示未接收到傳感器傳來的可接受值。
◎ 如果特定的面板或特定的建筑未正常通信， DDC控制器可能發(fā)出報警。
◎ 類似地，如果管理層工作站與某座或多座建筑中斷通信，工作站也可能產生報錯消息。
◎其他情況，大廈的人員可能會隨時打來電話——房間太熱或太冷。
Part 2 如何解決
◇ 以上情況中，設備或者傳感器或執(zhí)行器可能存在故障。
◇ 傳感器和現場控制器之間的電纜也可能存在故障。
◇ 控制環(huán)路的某個環(huán)節(jié)可能發(fā)生問題，例如過程反饋可能連接到了錯誤的面板或者現場控制器面板內部存在故障，以及 DDC 控制器本身可能發(fā)生故障。
這些故障可能是各種各樣的原因造成的?，F代化樓宇控制系統(tǒng)比較復雜，故障診斷人員面臨的第一項挑戰(zhàn)就是明確確定故障的位置。最好能夠登錄中央管理控制器，從總體上了解問題。
◎ 控制器檢查:
如果建筑內的某個局部被隔離，故障源很可能是現場控制器面板、模擬電路，或者傳感器或執(zhí)行器本身。
如果整個建筑通信發(fā)生故障，那么應首先懷疑管理層控制器和DDC、網絡路由器或交換機之間的網絡通信。如果不能看到整個園區(qū)，則應懷疑以太網或 IP 骨干網發(fā)生故障。
◎ 以太網檢查:
通過檢查網絡連接圖標或以太網端口鏈路狀態(tài) LED，驗證工作是否正常。可使用福祿克網絡診斷工具EtherScope。EtherScope 可連接至銅纜、光纜或無線以太網，提供各種關鍵網絡性能參數的概覽，幫助定位故障。
◎ 布線檢查:
隔離故障之后，開始檢查連接故障設備的布線。如果是標準 AWG布線，使用數字萬用表檢查基本的電纜開路和短路以及阻抗故障。如果是雙絞線(UTP)，可使用福祿克網絡的Cable IQ 或 DTX線纜分析儀。
◎ 信號檢查:
如果布線檢查一切正常，那么接下來就利用示波器捕獲波形，檢查網絡上通信信號的質量。
Fluke 125B示波表是一款便攜式手持示波器，帶有用于捕獲波形的自動模式，連接后無需繁復操作即可看到波形。同時還具有網絡總線健康、物理層測試功能?？蓭椭_定信號通斷、衰減、失真等問題。
▲ Fluke 125B示波表總線測試屏幕
◎ 間歇性故障:
間歇性故障一般最難以診斷，因為故障隨即發(fā)生，難以捕獲。這種情況下使用具有記錄或趨勢捕捉模式的Fluke125手持式示波表，可自動捕獲故障事件波形，從而節(jié)省時間，提高工作效率。
此類故障有時候是由于振動或環(huán)境變化引起的設備、控制或布線性能下降造成的。另一個可能的原因是安裝錯誤。此類錯誤包括網絡布線靠近高壓源或電感負載、使用的電纜類型不正確或電纜太長。
▲ Fluke 125B示波表波形屏幕
◎ 電源故障:
電源問題也會造成設備間歇性跳閘或故障。有以下原因可能造成電源故障：
◇ 最近發(fā)生過系統(tǒng)升級，舊電源可能過載或不平衡。
◇ 原配電系統(tǒng)提供的電源不能滿足新控制系統(tǒng)對清潔電源的要求。
◇ 新設備可能將諧波擾動反灌回電源。
◇ 有些情況下，翻新可能會引發(fā)故障，使故障原因不太明顯。
如果懷疑電源故障，請使用Fluke1736電能質量記錄儀，不僅持續(xù)記錄電壓、電流、頻率、諧波，還可捕捉斷電跳閘等事件。在當今電腦等辦公設備的廣泛應用下，幫助工程師了解故障的真正原因。
▲ Fluke1736電能質量記錄儀
◎ 模擬檢查:
對于多層式控制系統(tǒng)，也需要頻繁診斷模擬信號故障。同樣，第一步是定位故障。如果僅僅是建筑內某個局部發(fā)生故障，很可能是模擬部件發(fā)生故障，因為這是樓宇控制系統(tǒng)架構中最基本的部分。
傳感器通過將其輸出信號轉換為 4-20 mA 直流電流進行通信，其他系統(tǒng)使用直流1V-5V或直流0V/2V-10V電路。
此時，最快的故障診斷方法是使用毫安鉗型表測量傳感器或執(zhí)行器與現場控制器之間的電流或電壓，以及模擬返回到控制器的控制信號。Fluke 773毫安過程鉗型表既可測量毫安信號，也能輸出 4-20 mA 和 1V-5V或 0V/2V-10V信號。幫助工程師無需拆線，即可快速測量模擬信號，排查控制系統(tǒng)故障。
▲ Fluke 773高精度毫安級過程鉗形表
如果故障存在于電路之內，則使用 mA 或電壓輸出工具做進一步測試；
如果故障追溯到傳感器，則使用濕度、溫度、壓力或其他測量裝置來驗證傳感器讀數的準確度；
其他可能的故障包括損壞的 I/O 卡、隔離器、電源及變送器。
Fluke 測試工具，值得信賴
隨著樓宇控制系統(tǒng)變越來越復雜，技術人員需要擴大故障診斷范圍、同時提升技巧。解決方案不僅限于電氣和機械，還應考慮通信問題。無論對于內部人員還是專業(yè)承包人，選擇正確的測試工具是擴展其故障診斷技術的有利機會。
Fluke 125B示波表
● 雙通道數字示波表和萬用表
● 總線健康物理層測量功能
● Connect-and-View? 即連即視設計，無需經驗即可輕松使用
● 功率和諧波測量
● 可選 WiFi 適配器，將信息無線傳輸至移動設備
Fluke 1736電能質量記錄儀
● 能耗管理、功率曲線
● 諧波測量
● 電壓和電流事件捕捉
● 可從被測設備取電，長期現場記錄電能質量和能耗趨勢
Fluke 773/772 高精度毫安型過程鉗表
● 無需斷開回路即可測量 4 至 20 mA 信號
● 可拆卸鉗口，適應更多現場
● 輸出并測量 VDC 信號源
● 輸出、模擬和測量電路中的 mA 信號
● 集成24V回路電源
當發(fā)生系統(tǒng)故障時，由于多家不同制造商設備之間的沖突將延長解決時間，產生額外費用。將這些工具和技術引入您的團隊可以避免不必要的付出，用更短的時間發(fā)現故障原因，用更快的速度解決問題。
注：以上文章節(jié)選自福祿克應用案例《樓宇控制系統(tǒng)的通信故障診斷》
