現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況
1、現(xiàn)場(chǎng)使用的觸摸屏均為西門子精致型TP1200觸摸屏，現(xiàn)場(chǎng)共4套配液控制系統(tǒng)，每套配備2臺(tái)TP1200，共8臺(tái)。
2、這8臺(tái)TP1200觸摸屏每臺(tái)均有死機(jī)現(xiàn)象，死機(jī)后需重新上電后才能使用，每一臺(tái)觸摸屏一天都有多次死機(jī)現(xiàn)象發(fā)生，觸摸屏離控制室遠(yuǎn)的愈加頻繁。
3、8臺(tái)TP1200觸摸屏的其中一臺(tái)業(yè)已更換過(guò)一臺(tái)全新的同型號(hào)觸摸屏，但更換后死機(jī)的故障現(xiàn)象依舊。
4、除頻繁死機(jī)外，所有觸摸屏還有觸摸不良現(xiàn)象。
5、4套配料系統(tǒng)共用一套上位機(jī)。
現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際布置示意圖
為了徹底解決西門子觸摸屏死機(jī)問(wèn)題，昌暉儀表工程師對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備安裝、接地、屏蔽、電源、布線和軟件這幾個(gè)方面重點(diǎn)進(jìn)行了仔細(xì)排查，現(xiàn)在您就隨我們走進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)仔細(xì)看看！
1、安裝
TP1200觸摸屏現(xiàn)場(chǎng)安裝圖片
濃配車間 稀配車間1 稀配車間2
現(xiàn)場(chǎng)存在的問(wèn)題：
①現(xiàn)場(chǎng)所有8臺(tái)TP1200均采用上圖所示與水平面呈20度夾角的安裝方式，超出了設(shè)備手冊(cè)所允許的與垂直面安裝夾角范圍及許可環(huán)境溫度的要求。
②由于線路板工作發(fā)熱，熱空氣自然上行，但因近乎水平的安裝方式造成空氣對(duì)流通道失效，局部熱量無(wú)法散發(fā)，聚集在觸摸屏液晶面板下部，觸摸屏實(shí)際手感溫度較高。
③操作箱內(nèi)無(wú)額外強(qiáng)制通風(fēng)對(duì)流措施。
④觸摸屏線路板長(zhǎng)期在高溫環(huán)境下工作，線路過(guò)熱會(huì)導(dǎo)致各種故障現(xiàn)象產(chǎn)生，其中包括死機(jī)的故障現(xiàn)象。
西門子TP1200使用手冊(cè)關(guān)于產(chǎn)品安裝的要求：
3.1.3 確定安裝地點(diǎn)
操作設(shè)備規(guī)定安裝在
·安裝箱內(nèi)
·開(kāi)關(guān)柜內(nèi)
·配電板上
·斜架上
使用“開(kāi)關(guān)柜”這一概念，代表可行的安裝位置
操作設(shè)備具有自通風(fēng)功能，安裝到固定的開(kāi)關(guān)柜時(shí)，允許的最大傾角（與水平線的垂線之間的夾角）為±35°
建議
改進(jìn)操作箱的整體安裝布局，盡量使觸摸屏處于垂直的安裝位置；或者在操作箱內(nèi)觸摸屏的散熱風(fēng)道上安裝強(qiáng)制對(duì)流風(fēng)扇，減少觸摸屏的熱量積聚。
2、設(shè)備接地|
(1)控制柜接地
控制柜接地存在的問(wèn)題：
①主柜進(jìn)線為三相五線制，接地進(jìn)線符合要求。
②主柜未設(shè)置主接地銅排。
③主接地進(jìn)線亦未見(jiàn)與各分接地點(diǎn)有導(dǎo)線連接。
④靠與鋁制導(dǎo)軌的表面接觸形成接地，接地阻抗很大，勉強(qiáng)起保護(hù)接地的作用，但對(duì)EMC抗干擾的效果很差。
建議
設(shè)置主柜的主接地銅排，截面積30-50mm2左右，采用壓接接觸。接地端子排應(yīng)采用短接片短接，并用粗短接地線連接至主接地銅排。
(2)現(xiàn)場(chǎng)操作箱接地
TP1200現(xiàn)場(chǎng)操作箱接地存在的問(wèn)題：
①所有操作箱均沒(méi)有任何的接地措施。
②所有TP1200觸摸屏亦無(wú)接地措施。
③與主控系統(tǒng)未構(gòu)成等電勢(shì)系統(tǒng)，分布式系統(tǒng)與主系統(tǒng)之間的電壓差會(huì)導(dǎo)致觸摸屏與PLC之間嚴(yán)重的通訊干擾，亦是觸摸屏死機(jī)的原因之一。
建議
做好主柜與操作箱之間的等電勢(shì)連接，主柜與操作箱均設(shè)置一定截面積的接地銅排，相互之間采用 16mm2的接地導(dǎo)線連接。
(3)PLC主控制柜接地
(4)PLC現(xiàn)場(chǎng)控制柜接地
PLC現(xiàn)場(chǎng)控制柜接地存在的問(wèn)題：
1、PLC安裝導(dǎo)軌有接地措施。
2、開(kāi)關(guān)電源輸入端亦有接地。
3、開(kāi)關(guān)電源輸出負(fù)極未直接接地。
4、變壓器中心抽頭未接地，次級(jí)輸出一端未強(qiáng)制接地。
等電勢(shì)系統(tǒng)的要求
(5)等電位聯(lián)結(jié)電路
西門子TP1200使用手冊(cè)關(guān)于產(chǎn)品安裝的要求：
3.3.2 連接等電位聯(lián)接電路①電位差
在空間上分開(kāi)的設(shè)備組件之間可能產(chǎn)生電位差。這類電位差可導(dǎo)致數(shù)據(jù)電纜上出現(xiàn)高均衡電流，從而毀壞他們的借口。如果兩端都采用了電纜屏蔽，并在不同的設(shè)備部件處接地，便會(huì)產(chǎn)生均衡電流。
當(dāng)系統(tǒng)連接到不同的電源時(shí)，可能產(chǎn)生電位差。
②等電位聯(lián)結(jié)的常規(guī)要求
必須通過(guò)等電位聯(lián)結(jié)消除電位差，以確保電氣系統(tǒng)的相關(guān)組件在運(yùn)行時(shí)不會(huì)出現(xiàn)故障。
·當(dāng)?shù)入娢宦?lián)結(jié)導(dǎo)線的阻抗減小時(shí)，或者等電位聯(lián)結(jié)導(dǎo)線的橫截面積增加時(shí)，等電位聯(lián)結(jié)的有效性將增加。
·如果兩個(gè)設(shè)備部件通過(guò)屏蔽數(shù)據(jù)電纜互連，并且其屏蔽層在兩端都連接到接地/保護(hù)導(dǎo)體上，則額外敷設(shè)的等電位聯(lián)結(jié)電纜的阻抗不得超過(guò)屏蔽阻抗的10%。
·等電位聯(lián)結(jié)導(dǎo)線的橫截面積必須能承受最大均衡電流。根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，橫截面積最小為16mm2的等電位聯(lián)結(jié)導(dǎo)線效果最佳。
·使用同或鍍鋅材質(zhì)的等電位聯(lián)結(jié)導(dǎo)線。在等電位聯(lián)結(jié)導(dǎo)線與接地/保護(hù)導(dǎo)線之間保持大面積接觸，并防止被腐蝕。
·使用合適的電纜夾夾緊進(jìn)入等電位聯(lián)結(jié)導(dǎo)軌上的數(shù)據(jù)線屏蔽層。盡可能縮短HMI設(shè)備和等電位聯(lián)結(jié)導(dǎo)軌間的電纜長(zhǎng)度。
·平行敷設(shè)等電位聯(lián)結(jié)導(dǎo)線和數(shù)據(jù)纜，使其互相間隙距離最小。
3、屏蔽
（1）PLC通信接地
PLC通信接地存在的問(wèn)題：
·所有DP通訊線在連接設(shè)備之前未作屏蔽層的重復(fù)接地處理。
·通訊線進(jìn)出主柜及操作箱亦未作屏蔽層重復(fù)接地處理。
·電纜屏蔽層耦合到的感應(yīng)電流會(huì)順著屏蔽層及插頭的金屬連接部分流入所連接的設(shè)備，造成通訊干擾及損壞通訊口。
建議
在重要設(shè)備附近設(shè)置等電位銅排，用粗短的接地線將這些等電位銅排與總接地銅排做連接，通訊線的屏蔽層應(yīng)被直接抱箍在這些等電位銅排。
（2）變頻器柜屏蔽處理
變頻器柜屏蔽存在的問(wèn)題：
·變頻器有接地措施。
·變頻器輸出與電機(jī)之間的動(dòng)力電纜未采用屏蔽電纜，亦無(wú)屏蔽層接地處理。
（3）TP700 Comfort的等電位聯(lián)結(jié)
4、電源
（1）主控制柜電源和DC24V電源
主控制柜電源和開(kāi)關(guān)電源存在的問(wèn)題：
1、主柜控制電源未使用隔離變壓器，而是直接使用了三相五線制進(jìn)線的其中一相及中性線給24V開(kāi)關(guān)電源及其他電源設(shè)備供電。由于各相電源負(fù)荷的差異，造成中性線非零電位，亦是造成干擾的重要因素。
2、24V開(kāi)關(guān)電源，存在容量選擇偏小，總共10A（CPU，I/O，2塊稱重儀表，2個(gè)無(wú)紙記彩色錄儀，2個(gè)TP1200觸摸屏），出線太細(xì)（只有1mm2線徑），負(fù)荷重而傳輸距離遠(yuǎn)，導(dǎo)致線阻大壓降大，導(dǎo)致控制柜間的壓差大，遠(yuǎn)端設(shè)備受干擾嚴(yán)重。
3、無(wú)論何種電源，均未有使用匯流排或端子排做電源分配，線路負(fù)荷嚴(yán)重不均。
（2）實(shí)測(cè)濃配間DC24V電源
主控制柜24V電壓實(shí)際讀數(shù) 濃配間A操作箱24V實(shí)際讀數(shù) 濃配間D操作箱24V實(shí)際讀數(shù)
（3）西門子SITOP電源
（4）上位機(jī)電源
上位機(jī)電源存在的問(wèn)題：
·上位機(jī)系統(tǒng)未安裝在控制柜中。
·上位機(jī)的供電電源采用的是室內(nèi)照明市電，與控制系統(tǒng)的電源不同源。
·上位機(jī)亦無(wú)接地處理措施。
·4套控制系統(tǒng)的控制電源各取自那一相，情況不明，沒(méi)有構(gòu)建等電勢(shì)系統(tǒng)。
·工控機(jī)在未與這4套控制柜系統(tǒng)構(gòu)建等電勢(shì)系統(tǒng)的前提下，直接用電纜同時(shí)與這4套控制系統(tǒng)建立通訊，帶來(lái)系統(tǒng)上的各種隱患，輕則干擾系統(tǒng)的正常工作，重則損毀通訊口及模塊。
5、現(xiàn)場(chǎng)布線
現(xiàn)場(chǎng)布線存在的問(wèn)題：
·所有動(dòng)力線，信號(hào)線，通訊線均從一個(gè)出口及管道通往現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，平行敷設(shè)距離較長(zhǎng)，弱電及通訊線易被感應(yīng)干擾。
·柜體出口開(kāi)孔遺留快口均未處理，容易割傷電纜造成短路事故。
建議
應(yīng)遵循強(qiáng)弱電分開(kāi)布線，盡量避免近距離平行敷設(shè)的規(guī)范要求。總結(jié)
缺乏系統(tǒng)設(shè)計(jì)與總體規(guī)劃·控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：集中與分布，傳動(dòng)與控制，主控與輔助，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，柜體布局等方面均未做過(guò)通盤的考慮。
·網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：沒(méi)有依據(jù)所確定的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，規(guī)劃系統(tǒng)控制總線及通訊網(wǎng)絡(luò)，確定網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，傳輸介質(zhì)，布線形式及布線距離。
·電源結(jié)構(gòu)：沒(méi)有依據(jù)所確定的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，規(guī)劃系統(tǒng)的電源分配，沒(méi)有電源分類分段，以及相關(guān)的保護(hù)，沒(méi)有浪涌及過(guò)電流保護(hù)。
·接地系統(tǒng)：沒(méi)有依據(jù)確定的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、電源結(jié)構(gòu)確定系統(tǒng)接地結(jié)構(gòu)，沒(méi)有分類，分段，分層接地的設(shè)計(jì)。
結(jié)論
雖然不能完全排除軟件方面造成TP1200觸摸屏死機(jī)的原因，但就目前的設(shè)備狀況來(lái)看，能造成TP1200觸摸屏工作異常及死機(jī)的原因，硬件系統(tǒng)方面明確的前述5部分均有涉及，昌暉儀表建議先排除所有硬件上造成系統(tǒng)故障的可能性，然后才能確定是軟件的原因，但也有可能問(wèn)題就集中在硬件的系統(tǒng)成套及安裝上。
