如何利用手持式测试工具对建筑控制系统进行快速排障
建筑控制系统是一种智能化的管理系统，可以通过传感器、执行器、控制器等设备，对建筑物的温度、湿度、空气质量、照明、安防等进行监测和控制，从而提高能源效率和运营成本。然而，随着建筑控制系统的功能越来越强大，故障诊断也变得越来越复杂。当系统出现故障时，如何利用简单的手持式测试工具进行快速排障呢？
本文将介绍一些常见的建筑控制系统故障及其解决方法，以及福禄克提供的一些适合于建筑控制系统排障的测试工具。
常见故障及解决方法
建筑控制系统的故障可以分为以下几类：
• 传感器或执行器故障：这是最基本的故障，可能导致控制器无法接收到正确的信号或输出正确的控制命令。例如，温度传感器损坏，导致空调无法调节温度；电表故障，导致能耗数据不准确等。
• 控制器报警：这是指控制器本身或与之通信的设备出现异常，导致控制器发出报警信号。例如，现场控制器报警，表示传感器或执行器故障；DDC控制器报警，表示某个面板或某座建筑通信中断等。
• 管理层工作站报错：这是指管理层工作站无法与下层控制器或设备正常通信，导致工作站显示错误信息。例如，工作站与某座或多座建筑中断通信，导致无法监测和控制该建筑的状态。
• 用户投诉：这是指建筑内的人员对环境条件不满意，打电话投诉。例如，房间太热或太冷，空气质量差，照明不足等。
要解决这些故障，首先要确定故障的位置和原因。一般来说，可以从以下几个方面进行检查：
• 控制器检查：登录中央管理控制器，查看整个系统的状态和报警信息。如果某个局部发生故障，可能是现场控制器面板、模拟电路或传感器或执行器本身有问题；如果整个建筑发生故障，可能是管理层控制器和DDC、网络路由器或交换机之间的通信有问题；如果整个园区发生故障，可能是以太网或IP骨干网有问题。
• 以太网检查：检查网络连接图标或以太网端口链路状态LED，验证网络是否正常。如果有异常，可以使用网络诊断工具进行进一步测试。例如，福禄克公司的EtherScope网络诊断工具可以连接到铜缆、光缆或无线以太网，提供各种关键网络性能参数的概览，帮助定位网络故障。
• 布线检查：检查连接故障设备的布线是否完好。如果是标准AWG布线，可以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)，可以使用福禄克公司的Cable IQ或DTX线缆分析仪进行更详细的测试。
• 信号检查：如果布线检查正常，那么可以使用示波器捕获波形，检查网络上通信信号的质量。例如，福禄克公司的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，可以帮助确定信号通断、衰减、失真等问题。
• 间歇性故障：间歇性故障是最难以诊断的，因为故障随机发生，难以捕获。这种情况下可以使用具有记录或趋势捕捉模式的示波器，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等。
• 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：最近发生过系统升级，旧电源可能过载或不平衡；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；新设备可能将谐波扰动反灌回电源；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，请使用福禄克公司的Fluke 1736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。
• 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。福禄克公司的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。
建筑控制系统是一种智能化的管理系统，可以通过传感器、执行器、控制器等设备，对建筑物的温度、湿度、空气质量、照明、安防等进行监测和控制，从而提高能源效率和运营成本。然而，随着建筑控制系统的功能越来越强大，故障诊断也变得越来越复杂。当系统出现故障时，如何利用简单的手持式测试工具进行快速排障呢？
本文将介绍一些常见的建筑控制系统故障及其解决方法，以及福禄克提供的一些适合于建筑控制系统排障的测试工具。
常见故障及解决方法
建筑控制系统的故障可以分为以下几类：
• 传感器或执行器故障：这是最基本的故障，可能导致控制器无法接收到正确的信号或输出正确的控制命令。例如，温度传感器损坏，导致空调无法调节温度；电表故障，导致能耗数据不准确等。
• 控制器报警：这是指控制器本身或与之通信的设备出现异常，导致控制器发出报警信号。例如，现场控制器报警，表示传感器或执行器故障；DDC控制器报警，表示某个面板或某座建筑通信中断等。
• 管理层工作站报错：这是指管理层工作站无法与下层控制器或设备正常通信，导致工作站显示错误信息。例如，工作站与某座或多座建筑中断通信，导致无法监测和控制该建筑的状态。
• 用户投诉：这是指建筑内的人员对环境条件不满意，打电话投诉。例如，房间太热或太冷，空气质量差，照明不足等。
要解决这些故障，首先要确定故障的位置和原因。一般来说，可以从以下几个方面进行检查：
• 控制器检查：登录中央管理控制器，查看整个系统的状态和报警信息。如果某个局部发生故障，可能是现场控制器面板、模拟电路或传感器或执行器本身有问题；如果整个建筑发生故障，可能是管理层控制器和DDC、网络路由器或交换机之间的通信有问题；如果整个园区发生故障，可能是以太网或IP骨干网有问题。
• 以太网检查：检查网络连接图标或以太网端口链路状态LED，验证网络是否正常。如果有异常，可以使用网络诊断工具进行进一步测试。例如，福禄克公司的EtherScope网络诊断工具可以连接到铜缆、光缆或无线以太网，提供各种关键网络性能参数的概览，帮助定位网络故障。
• 布线检查：检查连接故障设备的布线是否完好。如果是标准AWG布线，可以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)，可以使用福禄克公司的Cable IQ或DTX线缆分析仪进行更详细的测试。
• 信号检查：如果布线检查正常，那么可以使用示波器捕获波形，检查网络上通信信号的质量。例如，福禄克公司的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，可以帮助确定信号通断、衰减、失真等问题。
• 间歇性故障：间歇性故障是最难以诊断的，因为故障随机发生，难以捕获。这种情况下可以使用具有记录或趋势捕捉模式的示波器，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等。
• 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：最近发生过系统升级，旧电源可能过载或不平衡；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；新设备可能将谐波扰动反灌回电源；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，请使用福禄克公司的Fluke 1736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。
• 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。福禄克公司的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。