工業(yè)用智能溫控儀表常見故障分析
工業(yè)用智能溫控儀表由于使用環(huán)境的問題(生產(chǎn)車間中的污染、干擾、震動等),會出現(xiàn)各種故障。筆者根據(jù)我廠使用的虹潤智能儀表為例,介紹智能儀表常見故障排除。
一、智能儀表顯示正常時的故障
1.儀表顯示正常,但儀表沒有(4~20)mA電流輸出
首先檢查三極管5609、二極管4148及貼片電阻是否正常,若有損壞則更換;若正常,檢查DC24V電源是否正常,若不正常,電源供電電路壞。其次檢查信號輸出是否正常,若正常,檢查單片機控制信號,若有信號而TL5615cp無輸出信號,則TL5615cp壞;若TL5615cp正常,而放大器無輸出,則放大器壞。
2.儀表顯示正常,但內(nèi)部時鐘不走或走時緩慢(假設(shè)有打印機接口)
①測量供電電池是否為3.6V,若低于2.0V則電池已壞。
②測量32.768kHz晶振是否正常??捎迷囯姽P接入火線,捏住晶振一管腳,用另一腳去碰試電筆尾部,若試電筆亮則晶振完好,不亮則晶振損壞。
③若電池晶振均正常,則DS1302損壞。
3.儀表顯示正常,但是實際控制溫度時超差
若有PID控制,這類故障多是PIV控制參數(shù)設(shè)置不當造成的。對于這類故障,筆者認為應(yīng)根據(jù)實際的溫度控制系統(tǒng),把PIV參數(shù)先固定在一個數(shù)值上,然后觀察升溫曲線再繼續(xù)調(diào)整數(shù)值,直到找到合適的PID控制參數(shù)。觀察升溫曲線時,如果第一次過沖很大,則減少P的設(shè)置,反之則增大P的設(shè)置。如果升溫很緩慢,則減少I的設(shè)置,反之則增大I的設(shè)置;如果曲線在設(shè)定目標值附近震蕩,則減少D的設(shè)置。
二、智能儀表顯示異常時的故障
1.短接熱電偶信號輸入端,室溫顯示過高或過低
造成這類故障主要有以下兩種原因:
(1)儀表內(nèi)部冷端補償參數(shù)的設(shè)置過大或過小,導(dǎo)致儀表接信號輸入時出現(xiàn)故障。
(2)當參數(shù)設(shè)置正常時,則可能是重點補償電路三極管9014損壞。
2.儀表工作時,測量值無規(guī)律跳變
(1)溫度傳感器接線處虛連或測量端開焊(測量橋路正常)。
(2)儀表受到震動、噪聲、磁場等干擾產(chǎn)生此故障。解決辦法:使信號輸入端遠離動力線或感性負載,不要與動力線平行架設(shè),應(yīng)適當接地、屏蔽等。
(3)確認無干擾源,則A/D轉(zhuǎn)換器ICL7135CN損壞。
(4)以上3項均正常,則單片機AT89C55內(nèi)部程序混亂。
三、智能儀表無顯示時的故障
1.通電后,儀表內(nèi)部沒有任何動作聲音(正常內(nèi)部繼電器動作)
這類故障多是由于開關(guān)電源損壞,具體原因如下:
(1)保險管熔斷。
(2)整流橋2CW06損壞,導(dǎo)致直流輸出端無300V直流電壓。
(3)直流輸出側(cè)濾波電容漏電,導(dǎo)致電壓輸出達不到300V。
(4)開關(guān)三極管TOP222Y損壞,不能產(chǎn)生高頻脈沖電壓。
(5)脈沖變壓器損壞。
2.通電無顯示,面板上4個工作指示燈長亮,繼電器動作(開關(guān)電源正常)
此類智能儀表的顯示原理框圖如圖1所示。
圖1智能儀表顯示原理框圖
原理:AT89C55送出每一時刻要顯示信息的二進制代碼,同時送出編碼信息到74LS156進行譯碼,控制驅(qū)動電路。從測量值顯示的最低位到設(shè)定值顯示的最高位輪流進行顯示。程序控制以高于人眼分辨率的速度進行刷新,從而實現(xiàn)信息的完整顯示。
修理過程:
(1)先用數(shù)字萬用表二極管擋(此電壓約為3V)測量各筆段LED,正常時各筆段二極管應(yīng)發(fā)光。
(2)顯示正常,測量驅(qū)動電路的供電電壓及驅(qū)動三極管是否正常,若正常則后極故障。
(3)測量譯碼電路,判斷控制端是否為正常的低電平。若不是則為單片機故障。正常時,認為送入編碼信息,測量是否輸出相應(yīng)的譯碼信息。74LS156作為3-8譯碼器時的真值表,如表1所示。
表1真值表
如果輸出相應(yīng)的信息,74LS156正常,否則損壞。
(4)用示波器觀察AT89C55送出的編碼信息波形,正常時C、B、A的波形如圖2所示。
圖2波形圖
只是三者不一定在同一時刻出現(xiàn)高低變化的電平,如果沒有出現(xiàn)這種波形,則AT89C55損壞。
當然,智能儀表在使用時還有很多故障(如開焊、短路、虛連等),需維修人員認真仔細地查找,才能排除故障。
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