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引言

失重秤配料微機(jī)控制系統(tǒng)具有計(jì)量精度高、運(yùn)行可靠 、 故障率低等顯著優(yōu)點(diǎn), 從 80 年代末一出現(xiàn)就受到了廣大中 、 小型水泥廠的歡迎,并得到了廣泛的應(yīng)用 。由于水泥廠配料系統(tǒng)必須連續(xù)化運(yùn)行 , 因而如何及時(shí)準(zhǔn)確地排查配料系統(tǒng)的故障、保證生產(chǎn)的正常運(yùn)行就顯得尤為重要。現(xiàn)將失重秤配料系統(tǒng)中傳感器容易出現(xiàn)的故障和系統(tǒng)的抗干擾問題作一介紹 ,供同行參考。

1 　傳感器的工作原理

在微機(jī)配料自動(dòng)控制系統(tǒng)中, 傳感器就象是人的眼睛,其質(zhì)量好壞, 信號(hào)輸出是否呈線性, 對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行和配料系統(tǒng)的計(jì)量精度非常關(guān)鍵 。失重秤系統(tǒng)選用的是拉壓式傳感器 ,其構(gòu)造為一標(biāo)準(zhǔn)電橋形式 ,其中一個(gè)橋臂使用應(yīng)變電阻片粘貼于鋼性材料上 。當(dāng)鋼性材料受力的作用發(fā)生形變時(shí) ,應(yīng)變電阻片阻值亦隨之發(fā)生變化 ,變化量與受力成正比 ; 加入標(biāo)準(zhǔn)橋壓后,電橋的輸出電壓也與阻值的變化成正比。失重秤通常采用 3 只拉力傳感器進(jìn)行信號(hào)的傳輸與切換 ,其輸出的電壓信號(hào)以串聯(lián)的形式傳輸給系統(tǒng)。

傳感器的故障主要分為兩類: 一類為傳感器損壞故障 ,另一類為傳感器非線性故障。由于傳感器的輸出信號(hào)弱, 不便于直接測(cè)量,加之計(jì)量倉(cāng)和下料電振機(jī)均懸掛于傳感器之下, 給傳感器的故障診斷帶來了難度和不便。

2 　傳感器損壞故障的診斷

傳感器的損壞故障主要表現(xiàn)為焊點(diǎn)及引線斷路 、 電橋電阻損壞 、 應(yīng)變電阻片損壞脫落等 。由于失重秤采用了 3 只傳感器 , 接受重力信號(hào)后以串聯(lián)的方式輸出電壓 , 所以其故障往往呈現(xiàn)多樣化 。特別是當(dāng)其中一只傳感器損壞時(shí) ,故障不容易被及時(shí)發(fā)現(xiàn) ,從而影響系統(tǒng)的計(jì)量精度; 有時(shí)也會(huì)因診斷不準(zhǔn)確導(dǎo)致判斷失誤, 以致于將未損壞的傳感器予以錯(cuò)換 ,造成浪費(fèi) 。

2. 1　傳感器的故障特點(diǎn)

傳感器的故障通常表現(xiàn)為以下一些形式:

( 1) 主機(jī)報(bào)警。系統(tǒng)的某一路模擬量超上限或下限 ,放大器輸出電壓表指針指向正方向最大值或指向負(fù)方向 ;

( 2) 主機(jī)出現(xiàn)上料或下料超周期報(bào)警 。某一路模擬量不變化,同時(shí)放大器輸出電壓表指針不動(dòng) ,此時(shí)電振機(jī)工作正常 ,上 、 下料也沒有出現(xiàn)堵料或空料現(xiàn)象;

( 3) 主機(jī)顯示的某一路模擬量值從某一范圍突變到另一范圍,且變化值較大,而此時(shí)計(jì)量倉(cāng)內(nèi)的物料仍在原料位的變化范圍之內(nèi)。這種現(xiàn)象很容易被疏忽;

( 4) 主機(jī)顯示的某一路模擬量在靜態(tài)或運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)大幅波動(dòng);

( 5) 在對(duì)秤的某一路實(shí)施標(biāo)定時(shí), 誤差始終較大 ,無法準(zhǔn)確地確定 K 值 。

2. 2　傳感器故障的診斷方法

失重秤系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí), 首先要判斷是主機(jī)故障還是傳感器故障 。其方法是:

( 1) 排查計(jì)量系統(tǒng)故障。檢查秤體懸掛是否正常 ,傳感器、計(jì)量倉(cāng) 、 下料電振機(jī)有無脫開 、 卡死或支撐現(xiàn)象 ,上料電振機(jī)是否壓在計(jì)量倉(cāng)上,傳感器至放大器的信號(hào)線有無斷路問題 ,如有上述現(xiàn)象應(yīng)先予以糾正 、 修復(fù) ;

( 2) 判斷是否為主機(jī)故障。將出現(xiàn)故障的這一路輸入信號(hào)( 主機(jī)箱后的信號(hào)輸入插頭) 與任意一路正常信號(hào)對(duì)調(diào),例如故障為第一路,則可以與第二或第三路輸入插頭互換。如果更換后故障轉(zhuǎn)向新的一路,復(fù)原后故障又回到第一路 ,據(jù)此即可判斷故障為傳感器故障,否則則為主機(jī)輸入故障;

( 3) 排除信號(hào)線故障。方法是檢查由放大器到主機(jī)的信號(hào)線是否存在開路或短路故障 ;

( 4) 判斷是否為放大器故障 。通過用正常的放大器替換出現(xiàn)故障一路的放大器來排查 。

2. 3 　傳感器損壞故障的排除方法

按上述步驟排查后, 若故障仍然存在,這時(shí)就能斷定是傳感器故障。由于失重秤采用 3 只傳感器 ,因而即使判斷出是傳感器故障 , 還需進(jìn)一步排查究竟是哪一只損壞 。通常采用的方法是:

( 1) 手拉 。用手分別拉每只傳感器下的掛鉤( 不要拉計(jì)量倉(cāng)) ,同時(shí)用萬用表測(cè)量每只傳感器經(jīng)放大器放大后的輸出電壓( 放大器輸出端紅色為正極, 黑色為負(fù)極) , 看輸出電壓是否增加 。如果電壓不變化,說明該傳感器已經(jīng)損壞 。但有時(shí)用手拉傳感器后,雖然輸出電壓值是增加的, 但因?yàn)槭值挠昧Σ痪?仍不足以判斷傳感器損壞與否 ,這時(shí)就需要做更細(xì)致的排查;

( 2) 懸掛砝碼( 或重物) 。將適當(dāng)質(zhì)量的同一砝碼或重物( 例如 5 kg) 懸掛于傳感器下的掛鉤上 , 同時(shí)用萬用表測(cè)量放大器的輸出電壓 。正常傳感器在受到同一重力時(shí)的輸出電壓值是基本相同的, 當(dāng)出現(xiàn)某只傳感器的輸出電壓值明顯大于或小于其它傳感器的輸出電壓值時(shí) ,則可斷定該傳感器已經(jīng)損壞 ;

( 3) 測(cè)量傳感器的輸入 、 輸出電阻, 與傳感器出廠檢測(cè)報(bào)告單上的參數(shù)值進(jìn)行對(duì)照 ,如此判斷傳感器的好壞。為了確保傳感器故障診斷的準(zhǔn)確性 , 上述三種方法可以同時(shí)使用 。

3 　傳感器的非線性故障

傳感器的非線性故障多是由于傳感器老化或非徹底性損壞造成的 ,是一個(gè)嚴(yán)重影響計(jì)量精度而又容易忽視的問題。由于是非損壞性故障, 常規(guī)檢查難以發(fā)現(xiàn) 。對(duì)于這一類問題, 一般可采用定期 、 多點(diǎn)標(biāo)定 K 值的辦法進(jìn)行檢查, 例如分別用 20、 40、60、80 kg 等多個(gè)不同質(zhì)量的砝碼對(duì)同一路秤分別進(jìn)行標(biāo)定 ,既做加砝碼標(biāo)定,也做減砝碼標(biāo)定 。不同質(zhì)量的砝碼所標(biāo)定出的 K 值應(yīng)該一致 ,即使有誤差也應(yīng)很小 。

檢測(cè)傳感器非線性問題的方法是在每只傳感器的掛鉤下面( 不要在計(jì)量倉(cāng)上) 依次加砝碼( 例如5 kg 、 10 kg 、 15 kg、20 kg 等) ,同時(shí)用數(shù)字萬用表依次測(cè)量并記錄放大器輸出端的電壓值, 放大器輸出的電壓值應(yīng)與砝碼的質(zhì)量值呈線性對(duì)應(yīng)關(guān)系 ,反之亦然 。若放大器輸出的電壓值與砝碼的質(zhì)量值不是呈線性關(guān)系且偏差較大 , 則表明該只傳感器已經(jīng)非線性損壞 。檢查時(shí)應(yīng)該注意 : ①對(duì)于使用年限較長(zhǎng)的傳感器應(yīng)重點(diǎn)做標(biāo)定檢測(cè) ; ②對(duì)于新更換了傳感器的秤,應(yīng)對(duì)秤上未換的傳感器做線性檢測(cè) 。

4 　失重秤系統(tǒng)的抗干擾措施

由于水泥廠的大動(dòng)力設(shè)備多 , 設(shè)備運(yùn)行負(fù)荷變化大,電磁場(chǎng)分布復(fù)雜 ,失重秤系統(tǒng)常受到供電電源電壓波動(dòng)、 信號(hào)傳輸?shù)雀鞣N形式的干擾,輕者可使某一路或多路模擬量波動(dòng)幅度增大, 出現(xiàn)重復(fù)上料或重復(fù)下料的現(xiàn)象, 重則出現(xiàn)系統(tǒng)報(bào)警 、 上料下料失控等現(xiàn)象 ,從而嚴(yán)重影響計(jì)量精度和系統(tǒng)的正常運(yùn)行。為了消除電磁干擾對(duì)系統(tǒng)的影響, 可采取以下一些技術(shù)措施。

( 1) 給系統(tǒng)單獨(dú)供電, 以避開球磨機(jī) 、 破碎機(jī)等大負(fù)荷設(shè)備造成的電壓波動(dòng) ,主機(jī)部分及放大器則應(yīng)采用高效凈化穩(wěn)壓電源供電;

( 2) 將放大器到主機(jī)的信號(hào)線與動(dòng)力線分開并穿鋼管屏蔽, 主機(jī)到可控硅電源的信號(hào)輸出線改用屏蔽電纜線 。

( 3) 利用屏蔽電纜線的屏蔽層將傳感器 、放大器 、 主機(jī)、可控硅電源的殼體連接起來, 單獨(dú)做接地處理。

5 　結(jié)語

失重秤自動(dòng)控制系統(tǒng)較為復(fù)雜 ,故障現(xiàn)象多種多樣,且多數(shù)故障還是相互聯(lián)系 、互相影響的 ,因此要準(zhǔn)確地排查故障部位并非易事 。以上所述僅是筆者在維修工作中的一些經(jīng)驗(yàn)和體會(huì), 其檢修方法還遠(yuǎn)不止此 。只有在實(shí)踐中勤于學(xué)習(xí), 遇到問題時(shí)客觀分析 、 綜合判斷 ,才能不斷積累工作經(jīng)驗(yàn) 。長(zhǎng)此以往 ,才能在故障排查中做到胸有成竹 、 游刃有余 。

 

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