現場實際情況
1、現場使用的觸摸屏均為西門子精致型TP1200觸摸屏,現場共4套配液控制系統,每套配備2臺TP1200,共8臺。
2、這8臺TP1200觸摸屏每臺均有死機現象,死機后需重新上電后才能使用,每一臺觸摸屏一天都有多次死機現象發生,觸摸屏離控制室遠的愈加頻繁。
3、8臺TP1200觸摸屏的其中一臺業已更換過一臺全新的同型號觸摸屏,但更換后死機的故障現象依舊。
4、除頻繁死機外,所有觸摸屏還有觸摸不良現象。
5、4套配料系統共用一套上位機。
現場實際布置示意圖

為了解決西門子觸摸屏死機問題,昌暉儀表工程師對現場設備安裝、接地、屏蔽、電源、布線和軟件這幾個方面重點進行了仔細排查,現在您就隨我們走進現場仔細看看!
1、安裝
TP1200觸摸屏現場安裝圖片

現場存在的問題:
①現場所有8臺TP1200均采用上圖所示與水平面呈20度夾角的安裝方式,超出了設備手冊所允許的與垂直面安裝夾角范圍及許可環境溫度的要求。
②由于線路板工作發熱,熱空氣自然上行,但因近乎水平的安裝方式造成空氣對流通道失效,局部熱量無法散發,聚集在觸摸屏液晶面板下部,觸摸屏實際手感溫度較高。
③操作箱內無額外強制通風對流措施。
④觸摸屏線路板長期在高溫環境下工作,線路過熱會導致各種故障現象產生,其中包括死機的故障現象。
西門子TP1200使用手冊關于產品安裝的要求:
3.1.3 確定安裝地點
操作設備規定安裝在
·安裝箱內
·開關柜內
·配電板上
·斜架上
使用“開關柜”這一概念,代表可行的安裝位置
操作設備具有自通風功能,安裝到固定的開關柜時,允許的傾角(與水平線的垂線之間的夾角)為±35°
建議
改進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;或者在操作箱內觸摸屏的散熱風道上安裝強制對流風扇,減少觸摸屏的熱量積聚。
2、設備接地|
(1)控制柜接地

控制柜接地存在的問題:
①主柜進線為三相五線制,接地進線符合要求。
②主柜未設置主接地銅排。
③主接地進線亦未見與各分接地點有導線連接。
④靠與鋁制導軌的表面接觸形成接地,接地阻抗很大,勉強起保護接地的作用,但對EMC抗干擾的效果很差。
建議
設置主柜的主接地銅排,截面積30-50mm2左右,采用壓接接觸。接地端子排應采用短接片短接,并用粗短接地線連接至主接地銅排。
(2)現場操作箱接地
TP1200現場操作箱接地存在的問題:
①所有操作箱均沒有任何的接地措施。
②所有TP1200觸摸屏亦無接地措施。
③與主控系統未構成等電勢系統,分布式系統與主系統之間的電壓差會導致觸摸屏與PLC之間嚴重的通訊干擾,亦是觸摸屏死機的原因之一。
建議
做好主柜與操作箱之間的等電勢連接,主柜與操作箱均設置一定截面積的接地銅排,相互之間采用 16mm2的接地導線連接。
(3)PLC主控制柜接地

(4)PLC現場控制柜接地

西門子TP1200使用手冊關于產品安裝的要求:
3.3.2 連接等電位聯接電路
PLC通信接地存在的問題:
·所有DP通訊線在連接設備之前未作屏蔽層的重復接地處理。
·通訊線進出主柜及操作箱亦未作屏蔽層重復接地處理。
·電纜屏蔽層耦合到的感應電流會順著屏蔽層及插頭的金屬連接部分流入所連接的設備,造成通訊干擾及損壞通訊口。
建議
在重要設備附近設置等電位銅排,用粗短的接地線將這些等電位銅排與總接地銅排做連接,通訊線的屏蔽層應被直接抱箍在這些等電位銅排。
(2)變頻器柜屏蔽處理

(3)TP700 Comfort的等電位聯結

4、電源
(1)主控制柜電源和DC24V電源
主控制柜電源和開關電源存在的問題:
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線的其中一相及中性線給24V開關電源及其他電源設備供電。由于各相電源負荷的差異,造成中性線非零電位,亦是造成干擾的重要因素。
2、24V開關電源,存在容量選擇偏小,總共10A(CPU,I/O,2塊稱重儀表,2個無紙記彩色錄儀,2個TP1200觸摸屏),出線太細(只有1mm2線徑),負荷重而傳輸距離遠,導致線阻大壓降大,導致控制柜間的壓差大,遠端設備受干擾嚴重。
3、無論何種電源,均未有使用匯流排或端子排做電源分配,線路負荷嚴重不均。
(2)實測濃配間DC24V電源

(3)西門子SITOP電源

(4)上位機電源

5、現場布線

建議
應遵循強弱電分開布線,盡量避免近距離平行敷設的規范要求。總結
缺乏系統設計與總體規劃結論
雖然不能排除軟件方面造成TP1200觸摸屏死機的原因,但就目前的設備狀況來看,能造成TP1200觸摸屏工作異常及死機的原因,硬件系統方面明確的前述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故障的可能性,然后才能確定是軟件的原因,但也有可能問題就集中在硬件的系統成套及安裝上。