Как я искал работу. Эпизод 3, часть 3.

[fixik_papus]

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.

Comments

[100-kitaizev.livejournal.com]

Хорошо написано. Жду продолжения.

[takc.livejournal.com]

А что - все три насоса работали одновременно? И почему три скважины - дебит одной скважины не покрывает потребности? Всё равно в таком случае две скважины должны быть рабочими, а одна - аварийная. И насосы должны включаться через блок каскадного управления, по очереди, для обеспечения равномерного износа.

[fixik-papus.livejournal.com]

Насосы работают 2 из 3. Можно и 1 из 3, но тогда при большом разборе не хватит производительности.
Со скважинами есть нюанс: если из нее ничего не качать, то она заиливается.
Посему все скважины с этой точки зрения равноправны.
Но не совсем, есть еще нюанс... ой, лучше подождите следующей части, там подробно расскажу.

Есть и еще нюансы про число насосов в группе (любых, не только водокачка). Наилучший КПД достигается при бОльшем числе маленьких насосов... даже с частотниками, а тем более без них... но тогда дороже оборудование... в общем, это нужно в каждом отдельном случае смотреть и считать.

[sinclair-sc.livejournal.com]

В более продвинутой версии "костыльного проектирования" лампочка в норме должна гореть, а при аварии - мигать :)

[fixik-papus.livejournal.com]

Хорошая идея, кстати :) Спасибо.
Пожалуй, если в ППР пойду на водокачку - сделаю

[reedcat1965.livejournal.com]

угу, и при мигании сгорит еще быстрее. Лампы накаливания (ну не ЛЕД же воткнули на провинциальном заводе на водокачке) перегорают как раз при включении

[ikaktys.livejournal.com]

не, ваще то делают светофор, когда все ок - горит зеленая, если она погасла, не важно как, авария, или сама сгорела - включается красная, т.е. красная должна пасти ток через зеленую.

[ftor9999.livejournal.com]

интересно ... приключения:)
я правда никогда не искал работу....

[gray-bird.livejournal.com]

"почему аварийная лампочка так много горела, что аж перегорела"
Ну, из опыта, я бы заметил, что лампочки перегорают из-за зажиганий-выключений. В постоянном режиме оно и годы гореть может!

[davels.livejournal.com]

разрушители мифов это проверяли. таки самые живучие в этом плане - светодиодные.

[fixik-papus.livejournal.com]

Ну, она не постоянно горела.
Все ж туда ходили и аварии сбрасывали :)

[sinclair-sc.livejournal.com]

Надо было диод последовательно припаять))

[botsman.livejournal.com]

А что за насосы? Грунды даже без перерыва сколько проживут?

[fixik-papus.livejournal.com]

Да, Грундфос венгерский.
Без перерыва они живут максимум от ППР до ППР (полгода), и если моточасы подошли - делается ТО.
А полгода они живут при надлежащем уходе вообще без проблем.

[udarnik-truda.livejournal.com]

Что-то мне кажется, что если скажем, поставить два автомата последовательно, ну, например, на 40 и 16 ампер, и устроить КЗ, то вынесет их оба. Ну, если у них характеристика одинаковая. Там же внутри автомата как бы еще два автомата, тепловой расцепитель и электромагнитный, тепловой инерционен и при КЗ не успевает сработать, он от перегрева провода нужен, а электромагнитный как раз для случая КЗ, он срабатывает быстро, но от весьма большого тока, ограниченного только сопротивлением петли фаза-ноль... А чтоб селективность отключения обеспечить, надо не столько на ток смотреть, сколько на другое... Нет?

[fixik-papus.livejournal.com]

Нет, выбьет именно 16А с вероятностью 99.9%
"золотое правило" - номинал автоматов должен уменьшаться по ходу от ТП к потребителям.

[antontsau.livejournal.com]

именно такЪ. Скорость отшибания автомата по ЭМ уставке нормируется только сверху, и вообще говоря одинакова для всей линейки, хоть 6А хоть 63А. Так что начнут отшибать вместе, а победит дружба.

[denver-24.livejournal.com]

Доброе время суток.

Я с этого дела раньше тоже мучался (когда на квартирах работал), так и не прокурил эту тему. Подозреваю, что сей вопрос лечится покупкой более дорогих "верхних" автоматов, которых на рынке нема, только в "Электромонтаже" или в подобных ему организациях...

С уважением, Денис.

[antontsau.livejournal.com]

номиналы автоматов в случае кз не сказываются ваще и никак. Это при перегрузке работает, а если там коротнуло, то единственный способ обеспечения вышибания именно локального автомата а не всего щитка или вообще где-то в недрах ГРЩ - установка селективных автоматов, дико дорогая и редкая как розовый слон вещь. Иначе они начинают вырубаться все сразу по ЭМ уставке, и результат малопредсказуем, что быстрее щелкнет то и победило. А то и все сразу могут. У меня такого было неоднократно, "аааааа, у нас жильцы из дому выйти не могут, ничего не работает!!111" - кто-то где-то воткнул какое-то говно в розетку на этаже, скорее всего индусег-уборщик пылесос с изжеванным постоянным тяганием провода, он замкнул... и отшиб не только локальный автомат этих розеток, но и автомат в ГРЩ, с которого питается щиток всех цепей подьезда. Оно еще пожило немного на батареях и, разумеется к утру воскресенья, издохло.

[prof61.livejournal.com]

У меня кстати тоже всю жизнь автоматы хором вылетали. Все. И никакое снижение номинала не помогало. Более того, иной раз плавкий предохранитель не успевал сгореть, как автомат вышибало. При разнице в 10 ампер между прочим (предохранитель на 1 ампер, а автомат на 10). Кстати раз наблюдал картину ЧЕТЫРЁХ одновременно вылетевших автоматов. 40/25/16/10. Последовательных. Коротыш в конце - бам, и все 4 автомата вышибло.

[vaquero1978.livejournal.com]

ну так и должно быть, я имею в виду четыре последовательных

[martynd.livejournal.com]

Блин, не хотелось спускаться на такой уровень дискуссии, но походу надо. С точки зрения проектирования не могу себе представить здравую картину того как можно запихнуть «гирлянду автоматов» в какую-либо промышленную электроустановку (а по уму и в бытовом использовании аналогично). За всю свою деятельность с электроустановками на 3-х фабриках не видел не одного художество с автоматами на разных уровнях(Зачем!!!) Конечно может автор некорректно называет УЗО (которое там и должно бы стоять) вводным автоматом и тогда вообще разговор не о чем. Если и ставит проектировщик автоматы каскадом, то между ними видит некое защищаемое устройство ну типа БП, трансформатор, или что придумаете (по входу защищаем от чрезмерного тока возможно созданного и устройством, по выходу от к.з.). Если у проектировщика другие фееричные идеи в голове, то он зря ест свой хлеб и гнать его надо не скажу какими тряпками с работы. Но еще более жесткую пытку ему надо устроить если эта скотина не удосужилась обеспечить защиту электроустановки, а делала вероятностно убийственный аппарат! В таких случаях на до бы создавать ситуацию, когда сего субъекта перетертыми проводами сей установки «коротили» на землю (ну или кто во что богат), и что бы он успел увидеть, что всё-таки автомат скотина не отключился вовремя и доложить об этом апостолу Петру там на верху, а так как апостол явно сечет в электробезопасности посерьезней (много пришлось принимать пострадавших) этой бестолочи сразу отправил его в АДЬ не считаясь с тем что персонаж очень любил котиков! Из практики скажу, что один автомат в составе потребителя(электроустановка) другой у службы энергетика (и он там действительно вводный и нехер его в электроустановку пихать), между ними можно и нужно УЗО под любым соусом (так как убившийся электрик ПУЭ и электробезопасность не учил протокол про... в общем сам дурак. Так вот если бы отрубало и тот и другой при каждой к.з. то в промышленном производстве цирк был с конями и по сему по уму там ставят совсем разные аутоматы (и стоят, то они с разными целями). Но вы не про это вроде спорили, а про то как феерично нужно проектировать электроустановки.
Вот по этому всему считаю, что в проектировании в принципе не должно доходить да того что в «коментах» выше с выведением графиков с формулами с «у меня такое было… да ну с Зинкой было круче», «а вот Джон вообще такого не знает так как живет не в диком бандустане». Должно быть все просто по назначению и по уму. Не мешает «отвалица» УЗО и при этом нормально запарковать ключи на каком-нить софтсарте на туеву кучу киловатт. Там вероятность проникновения идиота к «телу комиссарши» равна 0 (как и питание ПК с бесперебойника ну уж в ПК каждая особь мужского пола ща отвёрткой тычет не бяда). И «пох» что у вас в этой установке тонны шоколада или золоторудной породы. Так как если при всем при том в нее свалится персонаж и там этим шоколадом или дерьмом напьется до сыто, то условно сам дурак и поминай как знали. Но если его укокошит волшебной субстанцией под названием электричество, то кто-то еще в вдогонку и сесть сможет. Даже в нашем многострадальном «габоне» преднамеренное лишении жизни не приветствуется никак! Значит ставим УЗО! Электрики чудаки на букву м, да значит по входу может быть что угодно, и сам, например, БП собирали мудаки чудаковатые из кетая, так что загореться может и установку попалить, да и по низу монтажники разводку тащили как зря хоть и уевропейцы, но тоже слакают и бракоделят. Ставим автоматы снизу сверху и идем пить кофе. Кто еще какой автомат лепит, по рукам гаду нечего народное, пардон, буржуйское «бабло» переводить.

[martynd.livejournal.com]

И да «моргушки» Ваши, что за бардак! Кто сие допустил - расстрелять! На своей текущей фабрике помню кратковременное аварийное отключение в районе трех лет назад, как раз расширяли подстанцию, требовалась новая моща под новые площади. Но при этом никто никуда не бежит и не запускает машины за операторов (перезапуская частотники). Если машины так сделаны то, да, бяда (с частотниками неназываемой фирмы тоже да бяда, вот то-ли дело яскава там кратковременно секунду две по входу 0 можно поставить что нормально и даже будет делать вид что крутит)). Единственное что должен делать персонал асу тп (назовем обобщено) – это устранять возникшие с перезапуском неисправности плановый он или аварийный не суть важно. Не включился БП, частотник и.т.д, ну уж на крайняк не включился оператор, но на сие есть другие карательные службы. Так что оператор в крайнем случае нажмет к примеру стоповую кнопку перезапустит безопасность, калибранет обнулит машину и в путь. Если оборудование требует внимание специалиста вне областей явных неисправностей, то с оборудованием что-то не то.
Сигнализация в виде фонаря какой ужос! Как вы там живете? Какой-то мрак (не ну у нас сирену сигнализации могут на производстве согласовывать полгода, пока на «соглосователей» не положат и не поставят от себя, но это же совсем другая история, про то, кто как себя более «важным» делает). Не знаю, что там за структура организации, но мужика пардон технического директора Вам надо и поматерей.
И всё-таки физика без математики деньги на ветер. Вот да понимая физические основы процесса надо под него подгонять математику, но это на стадии проектирования, монтаж и эксплуатация нивелируют косяки разработчиков где изменением физики где изменением математики кто во что горазд. Так вот изучая физику потом подсунув математику вы предлагаете читать, не зная азбуки. Ну минимум бы симбиоз предложили. НИ одна здравая мат модель еще никого не подвела, а вот физику порой такую предлагают, что хоть стой хоть падай. Наверное, основной бедой в нашем образовании стал уровень преподаваемой математики, и из этого уже растет дикость понимания прикладной по сути физики (сравните время, потраченное в школе на физику и математику там все, придумали еще здравомыслящие люди) И самое страшное мы не учим решать задачи, это не физика — это математика в чистом виде. Будь то инженерные задачи (ТРИЗ) будь прикладные, не умеешь решать никакая физика процесса не поможет.

[martynd.livejournal.com]

И вау "сувизы" супер! Пусть этот народ трудится во веки веков, да и нам не хворать и работать! Всю безусловность в топку.

[Виталий (from livejournal.com)]

Детально не въезжал, нооо....
Они останавливали насос по броску давления, при закрытии(поплавка) клапана?
Ну молодцы че уж. Это кто сильнее кит или слон. Нужен или расходомер или концевики(что тоже расходмер, нет расхода не качаем) на поплавках.
Иначе да PIDу похер уйдет в минимум и будет там барахтаться.
ЗЫ как то вел на RC дезигне разъяснительную работу как его ручками настраивать. Там публика на порядок продивнутей среднего по больнице, и то дается с трудом. А тут автонастройка... Надо ж понимать что делаешь. Качественную настройку PID-а даже в теории не представляю(там все от задачи же зависит)

[kiwibird.livejournal.com]

Сил никаких нет ждать продолжения =)

[peirat-viktor.livejournal.com]

ждём следующей части :)