摘要：發(fā)電機(jī)、大型電動(dòng)機(jī)鐵心及繞組溫度的測(cè)量在九十年代隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，測(cè)量精度高、型號(hào)不同、功能回異的由單片微機(jī)控制的自動(dòng)智能巡檢測(cè)溫裝置不斷問世。這些測(cè)溫裝置無論從功能上還是從測(cè)量精度上都有了很大的提高和改善。但是，由于該裝置設(shè)計(jì)上的不完善和使用環(huán)境的特殊，在使用過程中暴露出許多嚴(yán)重缺陷和問題。本文就這些缺陷和問題的產(chǎn)生、發(fā)現(xiàn)、測(cè)試、改進(jìn)和消除過程試圖進(jìn)行總結(jié)，為促進(jìn)高揚(yáng)程電力提灌工程機(jī)電設(shè)備自動(dòng)檢測(cè)手段的不斷提高和完善做點(diǎn)探討。
關(guān)鍵詞：測(cè)溫裝置 死機(jī) 抗干擾 丟失

　　我國(guó)發(fā)電機(jī)、大型電動(dòng)機(jī)鐵心及繞組溫度的測(cè)量在七、八十年代大多數(shù)都采用由機(jī)械轉(zhuǎn)換開關(guān)、比較橋表計(jì)、康銅電阻組成的測(cè)溫裝置； 該裝置測(cè)量精度低，誤差大，隨著機(jī)械開關(guān)接點(diǎn)不斷氧化,接觸電阻增大，以致裝置可靠性降低。由于電機(jī)繞組溫度高而不能及時(shí)準(zhǔn)確測(cè)量導(dǎo)致燒壞電機(jī)的事故時(shí)有發(fā)生。因此，到了九十年代隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，測(cè)量精度高、型號(hào)不同、功能回異的由單片微機(jī)控制的自動(dòng)智能巡檢測(cè)溫裝置不斷問世。如：BDK—W16、JN—W16等型號(hào)；它具有雙屏液晶顯示，上線越位報(bào)警，掉電記憶，全數(shù)字操作，三種不同分度號(hào)現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)，自動(dòng)化控制端口輸入、輸出（RS-232）等功能；這些測(cè)溫裝置無論從功能上還是從測(cè)量精度上都有了很大的提高和改善。但是，由于該裝置設(shè)計(jì)上的不完善和使用環(huán)境的特殊，在使用過程中暴露出許多嚴(yán)重缺陷和問題。本文就這些缺陷和問題的產(chǎn)生、發(fā)現(xiàn)、測(cè)試、改進(jìn)和消除過程試圖進(jìn)行總結(jié)，為促進(jìn)高揚(yáng)程電力提灌工程機(jī)電設(shè)備自動(dòng)檢測(cè)手段的不斷提高和完善做點(diǎn)探討。
 

一 存在的問題

1、運(yùn)行中容易出現(xiàn)丟失數(shù)據(jù)和死機(jī)現(xiàn)象

　　BDK—W16、JN—W16溫度巡檢裝置在安裝調(diào)試時(shí)須進(jìn)行分度號(hào)設(shè)置和現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)，以保證的測(cè)量、正確的顯示、可靠的遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸。但在運(yùn)行中經(jīng)常出現(xiàn)‘00’、‘-1’等不正常顯示形式。嚴(yán)重影響主設(shè)備的正常運(yùn)行。

2、溫度顯示值穩(wěn)定性差

　　溫度巡檢裝置是多點(diǎn)智能自動(dòng)巡檢裝置，它從零點(diǎn)到十六點(diǎn)重復(fù)連續(xù)的巡測(cè)顯示，。在電機(jī)溫度恒定的情況下，也就是說在電機(jī)溫度傳感器的熱偶電阻阻值不發(fā)生變化的情況下，巡檢裝置*次巡檢的溫度值和第二、第三次巡檢的溫度值有一到兩度偏差。從而降低了裝置本身的穩(wěn)定性。

3、抗干擾能力差

　　經(jīng)過多次較長(zhǎng)時(shí)期的試運(yùn)行，我們發(fā)現(xiàn)在試驗(yàn)室或磁場(chǎng)干擾比較小的場(chǎng)合，BDK—W16、JN—W16溫度巡檢裝置的溫度數(shù)值顯示、傳輸都比較正常，但在用電設(shè)備容量很大且磁場(chǎng)感應(yīng)非常強(qiáng)的地方使用時(shí)，常發(fā)生顯示數(shù)值紊亂（有時(shí)顯示‘199’，有時(shí)顯示‘-100’），數(shù)值漂移現(xiàn)象。使現(xiàn)場(chǎng)和遠(yuǎn)動(dòng)測(cè)量都不能正常顯示。

4、自動(dòng)化輸出端口芯片經(jīng)常損壞

　　自動(dòng)化輸出端口采用的是緩沖驅(qū)動(dòng)器74LS14和74LS07芯片，運(yùn)行中經(jīng)常損壞，而每個(gè)泵站所有的溫度巡檢裝置通迅輸出都采用串口輸出。因此，只要有其中任意一臺(tái)裝置有問題，整個(gè)泵站的數(shù)據(jù)系統(tǒng)都會(huì)發(fā)生故障。

二　現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試、分析及改進(jìn)措施

　　單片機(jī)丟失數(shù)據(jù)和死機(jī)的原因一般來講是電源波動(dòng)造成的。目前許多廠家生產(chǎn)的溫度巡檢裝置所配套的電源都是開關(guān)電源，盡管它具有一定的穩(wěn)壓作用，但易受電網(wǎng)電壓的影響，特別是處于電網(wǎng)末端的大型電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，對(duì)電力系統(tǒng)電壓質(zhì)量影響很大，從而不能保證單片機(jī)電源要求。當(dāng)電網(wǎng)電壓下降超過一定范圍時(shí)，裝置電源的輸出電壓隨之低于允許范圍，以致單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器丟失所有數(shù)據(jù)。現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試如下：在開啟電機(jī)的溫度同時(shí)，用高精度表測(cè)試溫度巡檢裝置電源電壓，發(fā)現(xiàn)開機(jī)瞬間，電源電壓從原來+5V降到+4.5V，同時(shí)溫度巡檢裝置顯示屏全黑，隨之顯示“-1”字樣。斷開供電電源重新供電后，裝置其它功能運(yùn)行正常，只是各點(diǎn)顯示值為“00”。說明現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)的所有數(shù)據(jù)全部丟失。分度號(hào)重新校準(zhǔn)后又恢復(fù)正常。當(dāng)然上述故障不是每次開停機(jī)時(shí)都會(huì)出現(xiàn)，而是經(jīng)過多次對(duì)裝置上述故障原因的分析和試驗(yàn)才發(fā)現(xiàn)。這種故障的存在，一方面降低了溫度巡檢裝置本身的可靠性，另一方面對(duì)整個(gè)測(cè)溫系統(tǒng)也會(huì)造成很大的影響。

　　上述問題經(jīng)過測(cè)試、分析，我們從以下兩個(gè)方面提出改進(jìn)措施：一方面改進(jìn)電源，將原來5V電源改為8V電源，然后在溫度巡檢裝置中加裝一只5V三端穩(wěn)壓管7405進(jìn)行二級(jí)穩(wěn)壓。另一方面將溫度巡檢裝置 配套電源的輸入端接在微機(jī)不間斷電源UPS輸出端（220V），這樣就會(huì)避免因系統(tǒng)電壓波動(dòng)而引起單片機(jī)丟失數(shù)據(jù)和死機(jī)故障。

• BDK-W16W、JN-W16W溫度巡檢裝置的整個(gè)電路是由數(shù)字電路構(gòu)成的，而八十多臺(tái)裝置都出現(xiàn)的顯示穩(wěn)定性差這一具有共性的故障特征，說明問題的癥結(jié)在于電路設(shè)計(jì)或外圍電路上。裝置的外圍電路主要是輸入回路，它由熱電偶電阻、三端調(diào)整器LM317LZ、運(yùn)算放大器4067、5V供電電源四部分組成。試驗(yàn)如下：斷開溫度巡檢裝置 的輸入回路和供電電源，將精度為0.5級(jí)、電壓為5V的直流穩(wěn)壓電源作為裝置供電電源；將標(biāo)準(zhǔn)電阻箱的阻值調(diào)至50Ω作為輸入電阻；分度號(hào)設(shè)置和現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)后，裝置顯示應(yīng)當(dāng)為零度，但裝置*次巡檢溫度值和第二、第三次巡檢溫度值仍相差一至二度。說明故障不是電源和輸入電路引起的。由于從運(yùn)算放大器4067以后的電路全部為數(shù)字電路，不可能發(fā)生數(shù)據(jù)漂移問題。因此故障范圍就縮小到了三端調(diào)整器LM317LZ 和調(diào)整電阻R12-R27上。斷開三端調(diào)整器LM317LZ V1-V16的供電電源后，故障仍然存在，從而判斷出三端調(diào)整器沒有起到應(yīng)有的作用。測(cè)試三端調(diào)整器LM317LZ各種數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)輸出電壓很低。因此判斷故障是調(diào)整電阻阻值太大，引起三端調(diào)整器LM317LZ 輸出電壓偏低，以致裝置輸入回路不能穩(wěn)壓、恒流，輸入數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，造成溫度巡檢裝置 顯示穩(wěn)定性差的故障。將原調(diào)整電阻阻值由3.9K更換為1K進(jìn)行試驗(yàn)，觀察裝置顯示數(shù)值的誤差縮小到1度。經(jīng)過多次試驗(yàn)，當(dāng)調(diào)整電阻阻值調(diào)整到360Ω時(shí)，裝置顯示值z(mì)ui穩(wěn)定。因此，故障原因是三端調(diào)整器LM317LZ V12-V16的調(diào)整電阻R12-R27造成的。

　　改進(jìn)措施：將電阻R12-R27更換為360Ω電阻，然后重新分度號(hào)設(shè)置、現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)。

• 溫度巡檢裝置在試驗(yàn)室運(yùn)行正常，而在用電設(shè)備比較多、磁場(chǎng)比較強(qiáng)的場(chǎng)合使用時(shí)出現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示紊亂的故障原因是顯見的，用示波器測(cè)試裝置輸入回路時(shí)發(fā)現(xiàn)有高次諧波輸入，證實(shí)了電磁場(chǎng)干擾這一故障源。由于從電機(jī)熱偶電阻到溫度巡檢裝置的電纜，在一般單位都采用KVV19-10*1.5的普通控制電纜，高次諧波正是從這些電纜中傳入的。另外，BDK-W16W、JN-W16W溫度巡檢裝置都沒有采取防干擾措施。因此，要解決這個(gè)問題一方面必須將裝置外殼換為鐵殼并對(duì)裝置的中央處理器采取防干擾措施。另一方面將電機(jī)熱偶電阻至溫度巡檢裝置的電纜更換為DJYP2V-2×10×0.5帶屏蔽層電纜。
• BDK-W16W、JN-W16W溫度巡檢裝置通訊輸入、輸出端口電路采用的是全雙工串行接口，它的串口通訊中僅需一根發(fā)送線，一根接收線。當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)寫入串行口發(fā)送緩沖器以后，啟動(dòng)緩沖器并將數(shù)據(jù)從RXD端口串行輸出，隨之進(jìn)一步啟動(dòng)緩沖驅(qū)動(dòng)器74LS07進(jìn)行功率放大輸出。一部分電路用于驅(qū)動(dòng)報(bào)警、復(fù)位、通訊、設(shè)置等狀態(tài)指示燈；另一部分電路用于控制裝置自動(dòng)化通訊輸出端口。容易損壞元器件的故障一般是由于負(fù)載短路或負(fù)載過重引起，從現(xiàn)場(chǎng)使用情況來看，負(fù)載短路的可能性很小，主要原因是驅(qū)動(dòng)器74LS07負(fù)載過重。當(dāng)溫度巡檢裝置與PLC的通訊服務(wù)器由于某種原因，在數(shù)據(jù)處理協(xié)議中發(fā)生沖突時(shí)就會(huì)造成驅(qū)動(dòng)器74LS07的損壞，多次損壞74LS07都是①②腳短路。而74LS07的①②腳正好是通訊端口的輸入和輸出端。因此，故障發(fā)生的原因是裝置輸出端口驅(qū)動(dòng)器74LS07負(fù)載過重引起。為了*消除此類故障，需增加比較*進(jìn)的通訊端口驅(qū)動(dòng)器MXA485。用來專門驅(qū)動(dòng)通訊端口輸出，原緩沖驅(qū)動(dòng)器74LS07只負(fù)擔(dān)驅(qū)動(dòng)各種指示燈。這樣就減輕了74LS07的負(fù)載。具體線路改進(jìn)如下：斷開74LS07（U2：F）①②腳于外線路連結(jié)；斷開74LS14（U3：B）④腳于外線路連結(jié)；將MXA485①腳接溫度巡檢裝置CPU8031的⑩腳；將MXA485②③短接后接8031⒂腳；MXA485④腳接74LS07（U2：F）②腳；MXA485⑤腳接地；MXA485⑧腳接+5V電源；MXA485⑥腳接通訊輸出端TXD；MXA485⑦腳接通訊輸入端RXD。
• 改進(jìn)后溫度巡檢裝置的運(yùn)行情況

　　經(jīng)過上述四項(xiàng)故障的測(cè)試、分析和改進(jìn)后，八十四臺(tái)溫度巡檢裝置在近一年的運(yùn)行中基本上沒有發(fā)生類似故障。從而大大提高了裝置運(yùn)行的可靠性、穩(wěn)定性和正確性。同時(shí)也保證了主設(shè)備的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、可靠的運(yùn)行。滿足了工農(nóng)業(yè)特別是大型水利工程大功率電動(dòng)機(jī)定子鐵芯、繞組、軸瓦及水泵軸瓦溫度的測(cè)量。