fixik_papus (fixik_papus) wrote,
fixik_papus
fixik_papus

Как я искал работу. Эпизод 3, часть 3.

Начало тут , продолжение там.

Итак, немного (пару недель) поработав "техником по холодильному, компрессорному и вентиляционному оборудованию", а коротко - "холодильщиком", пережив десяток "моргушек" и изучив сменные журналы - я решил, что пора переходить к делу.

И начать с участка, куда дальше (и, соответственно, дольше) всего бегать. С водокачки.
Конечно, объяснение "мне надоело бегать на водокачку" начальство не поймет.
А вот объяснение "из-за проблем с электрикой и программой фабрика уже не раз оставалась без воды" с приложением выписок из сменного журнала - еще как поймет, если адекватное.
Я полулегально выпросил у айтишников старый списанный программатор (с дохлой батарейкой и аццким разрешением экрана 800х600), сходил к электроникам и списал проекты (холодильщики доступа на сервер с проектами не имеют, ибо ростом не вышли в проекты смотреть), там же взял попользовать нужные шнурки - и отправился наводить порядок.

Водокачка фабричная - это три сарайки в поле у леса, на самом краю территории, метрах в 500 от электромастерской. В каждой сарайке - артезианская скважина, в каждой скважине - погружной насос, у каждого насоса - частотный привод.
Одна из сараек размером чуть больше, в ней живет электрошкаф питания и управления всем этим нехитрым хозяйством, а также фильтр ГМО (грубой механической очистки, а не то, что вы подумали).
От водокачки идет труба к полуподземному пожарному водоему и станции водочистки, это уже совсем рядом с главным корпусом.

Что в этой простейшей системе может пойти не так?
Оооо... больше, чем вы можете себе представить.

Первое, что я обнаружил (точнее, до меня давно обнаружили) - удивительный факт: насосы вообще никогда не останавливаются. Хоть есть разбор воды, хоть нету. И соответственно, бестолку вырабатывают моторесурс и кушают электричество.

Что за чудеса? Никто не знает, известно лишь, что раньше деревья были зеленее такого не было.

Выяснение причины начнем с понимания: а как вообще водокачка узнает, качать или не качать?
Диспетчеризации никакой нет. Точнее есть, но... несколько специфическая (см. ниже).
Очень просто.

Потребителей два - пожарный водоем (в нормальной беспожарной жизни заполненный "под завязку") и относительно небольшой буферный бак запаса воды перед водочисткой.
И там, и там имеется простой механический клапан. В точности, как в сливном бачке унитаза - рычажок с поплавком и подвижной пробкой (ну, чуть посложнее и с гистерезисом). Есть вода - поплавок всплывает, клапан запирается. Нет воды - поплавок опускается, клапан открывается.
Контроллер водокачки смотрит за давлением на подаче. Если при выключенных насосах давление упало - клапан открылся - нужно качать. Когда клапан закрывается - давление подскакивает - насосы выключаются.

Теперь добавим к этому ПИД-регулятор давления, управляющий оборотами насосов в соответствии с уставкой давления.
Как это может работать вместе? В случае идеального регулятора - никак. Если давление строго постоянно - определение расхода по давлению не работает. Но поскольку у насосов есть инерция, а идеальных регуляторов не бывает - то при удачно "пойманной" настройке все работает.

Точнее, работало. До поры...
Что случилось потом? Тут пришлось крепко подумать. И вот в чем дело.
Со временем седло клапана чуть износилось, трение в механике чуть выросло, пружинка ослабла, или еще чего... и клапан по-прежнему закрывался, но чуть медленнее. Соответственно, при закрытии - давление нарастало чуть медленнее.
Этого "чуть" хватало, чтобы регулятор успевал отработать скачок давления и убавить обороты насосов.

Вспоминаем свойства центробежных насосов.
Кому интересно - вот тут хорошее описание, "что происходит". Там же есть и формулы, графики и прочая.
При уменьшении оборотов напор падает. Как только обороты снижаются так, что напор равен уставке давления на подаче плюс гравитационное давление за счет высоты подъема, при нулевом расходе - насос крутится "сам на себя". Проще говоря, баламутит воду в скважине. Не забывая потреблять электричество и вырабатывать моторесурс.

Для проверки я попросил напарника перемещать поплавок в емкости и понаблюдал за поведением регулятора.
Да, все так и есть.

Откуда такой ляп? А посмотрите любой справочный материал про центробежные насосы. Включая вышеупомянутый. Везде утверждается, что КПД насоса при изменении частоты вращения рабочего колеса изменяется мало. Ну, вот наладчики и не заморачивались.
Это, вообще говоря, правильно. Но! но только в определенном диапазоне частот. При выходе за его границы КПД фатально падает, вплоть до нуля. Но об этом-то если и упоминается, то мельком!
Это раз.

А два:
99% нынешних наладчиков свято верят в чудодейственные свойства ПИД-регулятора. Достаточно его применить и прогнать автонастройку - и все, наладка окончена.
В данном случае - руки чешутся сбить настройку регулятора. Чтобы регулировал похуже-помедленнее и таким образом, компенсировал не-идеальное поведение запорного клапана. Однако это в корне неправильно.
Нужно начиная с малых лет вдалбливать: первым делом - изучаем физику, затем математику объекта. Понимаем, что в нем происходит. Изучаем граничные параметры. На основе этого делаем алгоритм. И ПИД-регулятор - это будет только маленький кусочек алгоритма.

В нашем случае - пуск насосов по падению давления оставляем. Регулятор настраиваем на номинальном расходе с небольшим перерегулированием.
А вот останов делаем... нет, не по давлению. А по падению оборотов насосов ниже некой  уставки. Уставку сперва прикидываем в WinCaps (это программулина насчет насосов от Grundfos), а затем подстраиваем экспериментально, попросив напарника подергать по-разному поплавок клапана (получилось 21 Гц).

ОК, двигаемся дальше. Переходим к анализу поведения системы в аварийных ситуациях и самой типичной из них - "моргушке".

Тут нужно сказать о диспетчеризации.
Чтобы из-за отсутствия диспетчеризации можно было как-то определить наличие аварии - над дверью сарайки повесили фонарь. Самый обычный уличный фонарь, только стекло покрасили красной краской. Лампочка включается с контроллера. Этот фонарь видно через поле из окон электромастерской. (ага, других дел у нас нет, кроме как на водокачку через поле пялиться. И вообще мы из электромастерской не выходим никогда). Кроме того, его же видно с будки охраны на проходной, вот обычно охрана и звонит, как заметит. Мол, "у вас там на водокачке лампочка горит".

По проекту вообще-то как бы предусмотрена там оптика.
Но... кто сказал, что фонарь с лампочкой - это не оптика?


Осталось еще продублировать сигнализацию почтовым голубем. Так, чтобы при аварии дверца клетки открывалась, и он вылетал. А голубя - специально обучить разыскивать на фабрике дежурного водяного, а при отсутствии его - электрика.

Вот только лаборатория такую инновацию явно не одобрит: появление птицы в "чистой зоне" у них приведет к массовому инфаркту и инсульту одновременно.


С этой инновационной нанотехнологичной чудо-системой диспетчеризации случилась пара казусов.
Лампочка - самая обычная лампочка накаливания, на 220В. Поскольку так вышло, что горела она достаточно часто и долго (почему - см. в следующей части) - однажды лампочка перегорела.
И аварийную остановку всех насосов - никто не заметил.
Стоит ли упоминать,что произошло сие событие в субботу, когда водяных на фабрике нет?
А диспетчеризации на водочистке тогда тоже не было... (и вообще на половине утилит не было).
Обнаружил это... правильно, котельщик. У которого внезапно! закончилась вода для подпитки котлов.
В результате из-за перегоревшей лампочки фабрика осталась не только без холодной воды, но и без горячей воды и без пара.

В другой раз - выбило вводной автомат.
Почему его выбило - разговор отдельный. Водокачка стоит на отшибе, и отопление с котельной туда не потащили. Вместо этого - тепловентиляторы, которые зимой подогревают помещение до +5. Дабы не замерзло.
Вот в нем ТЭН сгорел и коротнул.
Почему при этом автомат защиты ТЭНа не выбило, зато выбило вводной автомат - это вопрос к проектантам, которые поставили туда автоматы на ОДИНАКОВЫЙ номинальный ток. (ну вот как так можно, а?). А закон Мерфи никто не отменял: из двух неприятностей случится та, ущерб от которой больше.

Ой, соврал я. Не самая большая из возможных неприятностей.
Потому что автомат на тепловентилятор, очевидно, был переразмерен, и не соответствал сечению кабеля.
Кабель мог бы перегреться и загореться.

Пожар на водокачке - это звучит гордо, да..

На этот раз фабрика осталась не только без воды и пара, но еще и без отопления (зима, однако).
(К моменту моего трудоустройства баг с номиналами автоматов уже пофиксили.)

О том, почему аварийная лампочка так много горела, что аж перегорела, и где между фабрикой и водокачкой потерялась диспетчеризация - в следующей части.
Tags: Байки наладчика
Subscribe

Posts from This Journal “Байки наладчика” Tag

Buy for 10 tokens
Buy promo for minimal price.
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 112 comments