引言

失重秤配料微機控製係統具有計量精度高、運行可靠 、 故障率低等顯著優點, 從 80 年代末一出現就受到了廣大中 、 小型水泥廠的歡迎,並得到了廣泛的應用 。由於水泥廠配料係統必須連續化運行 , 因而如何及時準確地排查配料係統的故障、保證生產的正常運行就顯得尤為重要。現將失重秤配料係統中傳感器容易出現的故障和係統的抗幹擾問題作一介紹 ,供同行參考。

1 　傳感器的工作原理

在微機配料自動控製係統中, 傳感器就象是人的眼睛,其質量好壞, 信號輸出是否呈線性, 對整個係統的正常運行和配料係統的計量精度非常關鍵 。失重秤係統選用的是拉壓式傳感器 ,其構造為一標準電橋形式 ,其中一個橋臂使用應變電阻片粘貼於鋼性材料上 。當鋼性材料受力的作用發生形變時 ,應變電阻片阻值亦隨之發生變化 ,變化量與受力成正比 ; 加入標準橋壓後,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 隻拉力傳感器進行信號的傳輸與切換 ,其輸出的電壓信號以串聯的形式傳輸給係統。

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。由於傳感器的輸出信號弱, 不便於直接測量,加之計量倉和下料電振機均懸掛於傳感器之下, 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為焊點及引線斷路 、 電橋電阻損壞 、 應變電阻片損壞脫落等 。由於失重秤采用了 3 隻傳感器 , 接受重力信號後以串聯的方式輸出電壓 , 所以其故障往往呈現多樣化 。特別是當其中一隻傳感器損壞時 ,故障不容易被及時發現 ,從而影響係統的計量精度; 有時也會因診斷不準確導致判斷失誤, 以致於將未損壞的傳感器予以錯換 ,造成浪費 。

2. 1　傳感器的故障特點

傳感器的故障通常表現為以下一些形式:

( 1) 主機報警。係統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方向 ;

( 2) 主機出現上料或下料超周期報警 。某一路模擬量不變化,同時放大器輸出電壓表指針不動 ,此時電振機工作正常 ,上 、 下料也沒有出現堵料或空料現象;

( 3) 主機顯示的某一路模擬量值從某一範圍突變到另一範圍,且變化值較大,而此時計量倉內的物料仍在原料位的變化範圍之內。這種現象很容易被疏忽;

( 4) 主機顯示的某一路模擬量在靜態或運行時出現大幅波動;

( 5) 在對秤的某一路實施標定時, 誤差始終較大 ,無法準確地確定 K 值 。

2. 2　傳感器故障的診斷方法

失重秤係統出現故障時, 首先要判斷是主機故障還是傳感器故障 。其方法是:

( 1) 排查計量係統故障。檢查秤體懸掛是否正常 ,傳感器、計量倉 、 下料電振機有無脫開 、 卡死或支撐現象 ,上料電振機是否壓在計量倉上,傳感器至放大器的信號線有無斷路問題 ,如有上述現象應先予以糾正 、 修複 ;

( 2) 判斷是否為主機故障。將出現故障的這一路輸入信號( 主機箱後的信號輸入插頭) 與任意一路正常信號對調,例如故障為第一路,則可以與第二或第三路輸入插頭互換。如果更換後故障轉向新的一路,複原後故障又回到第一路 ,據此即可判斷故障為傳感器故障,否則則為主機輸入故障;

( 3) 排除信號線故障。方法是檢查由放大器到主機的信號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

按上述步驟排查後, 若故障仍然存在,這時就能斷定是傳感器故障。由於失重秤采用 3 隻傳感器 ,因而即使判斷出是傳感器故障 , 還需進一步排查究竟是哪一隻損壞 。通常采用的方法是:

( 1) 手拉 。用手分別拉每隻傳感器下的掛鉤( 不要拉計量倉) ,同時用萬用表測量每隻傳感器經放大器放大後的輸出電壓( 放大器輸出端紅色為正極, 黑色為負極) , 看輸出電壓是否增加 。如果電壓不變化,說明該傳感器已經損壞 。但有時用手拉傳感器後,雖然輸出電壓值是增加的, 但因為手的用力不均,仍不足以判斷傳感器損壞與否 ,這時就需要做更細致的排查;

( 2) 懸掛砝碼( 或重物) 。將適當質量的同一砝碼或重物( 例如 5 kg) 懸掛於傳感器下的掛鉤上 , 同時用萬用表測量放大器的輸出電壓 。正常傳感器在受到同一重力時的輸出電壓值是基本相同的, 當出現某隻傳感器的輸出電壓值明顯大於或小於其它傳感器的輸出電壓值時 ,則可斷定該傳感器已經損壞 ;

( 3) 測量傳感器的輸入 、 輸出電阻, 與傳感器出廠檢測報告單上的參數值進行對照 ,如此判斷傳感器的好壞。為了確保傳感器故障診斷的準確性 , 上述三種方法可以同時使用 。

3 　傳感器的非線性故障

傳感器的非線性故障多是由於傳感器老化或非徹底性損壞造成的 ,是一個嚴重影響計量精度而又容易忽視的問題。由於是非損壞性故障, 常規檢查難以發現 。對於這一類問題, 一般可采用定期 、 多點標定 K 值的辦法進行檢查, 例如分別用 20、 40、60、80 kg 等多個不同質量的砝碼對同一路秤分別進行標定 ,既做加砝碼標定,也做減砝碼標定 。不同質量的砝碼所標定出的 K 值應該一致 ,即使有誤差也應很小 。

檢測傳感器非線性問題的方法是在每隻傳感器的掛鉤下麵( 不要在計量倉上) 依次加砝碼( 例如5 kg 、 10 kg 、 15 kg、20 kg 等) ,同時用數字萬用表依次測量並記錄放大器輸出端的電壓值, 放大器輸出的電壓值應與砝碼的質量值呈線性對應關係 ,反之亦然 。若放大器輸出的電壓值與砝碼的質量值不是呈線性關係且偏差較大 , 則表明該隻傳感器已經非線性損壞 。檢查時應該注意 : ①對於使用年限較長的傳感器應重點做標定檢測 ; ②對於新更換了傳感器的秤,應對秤上未換的傳感器做線性檢測 。

4 　失重秤係統的抗幹擾措施

由於水泥廠的大動力設備多 , 設備運行負荷變化大,電磁場分布複雜 ,失重秤係統常受到供電電源電壓波動、 信號傳輸等各種形式的幹擾,輕者可使某一路或多路模擬量波動幅度增大, 出現重複上料或重複下料的現象, 重則出現係統報警 、 上料下料失控等現象 ,從而嚴重影響計量精度和係統的正常運行。為了消除電磁幹擾對係統的影響, 可采取以下一些技術措施。

( 1) 給係統單獨供電, 以避開球磨機 、 破碎機等大負荷設備造成的電壓波動 ,主機部分及放大器則應采用高效淨化穩壓電源供電;

( 2) 將放大器到主機的信號線與動力線分開並穿鋼管屏蔽, 主機到可控矽電源的信號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、可控矽電源的殼體連接起來, 單獨做接地處理。

5 　結語

失重秤自動控製係統較為複雜 ,故障現象多種多樣,且多數故障還是相互聯係 、互相影響的 ,因此要準確地排查故障部位並非易事 。以上所述僅是筆者在維修工作中的一些經驗和體會, 其檢修方法還遠不止此 。隻有在實踐中勤於K8凯发大酒店天生赢家, 遇到問題時客觀分析 、 綜合判斷 ,才能不斷積累工作經驗 。長此以往 ,才能在故障排查中做到胸有成竹 、 遊刃有餘 。

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