在工业现场中有大量显示仪表在使用,显示仪表故障处理是用户面临的问题,本文介绍显示仪表本机的故障判断思路、故障检查方法及故障处理,帮助大家提高处理显示仪表故障的能力。
1、显示仪表的故障判断思路
对温度、压力、流量、液位等参数进行测量时,大多是用显示仪表来显示控制或记录仪记录测量结果。显示仪表出故障时,其故障现象:有仪表不会动作,显示最大或最小,显示误差大,仪表反应迟钝,显示大幅度波动等。
显示仪表不会动作的原因有中断或输入信号中断。这是比较容易检查和判断的。显示最大或最小值,就需要检查输入信号是否正常,如热电阻断路,仪表已会显示最大。显示仪表有断偶保护电路,则当热电偶断路时仪表已会显示最大或设定的某个温度值。如果是与变送器配合使用的显示仪,则当变送器没有信号输出时,显示仪大多显示为最小值。对于显示误差大,如果排除了测量元件引起的误差后,则应对显示仪表本机进行校准。当显示值大幅度波动时,首先应检查接线是否松动,线路接触是否良好,如果确定线路没有问题时,则应考虑是不是有干扰。
当显示仪表出现没有显示、不能正常工作等现象时,对数宇显示仪表及无纸记录仪首先要考虑参数的设定(即程序设置)问题。尤其是新用的仪表,对于在用的仪表也有必要检查参数的设定问题。如果没有对测量或控制参数进行正确的设定,仪表是无法正常工作的。所以在分析、判断故障时应先检查参数的设定是否正确,然后再检查硬件问题。
2、显示仪表的故障检查及处理举例
①数字显示仪的参数设定
现在使用的数字显示仪表大多使用了微处理器,厂家称其为智能仪表。与传统前数字显示仪相比,最大的区别就是智能仪表的使用是依托参数设定为基础的。因此,在判断和处理这类仪表故障时,一定要搞清楚仪表所处的工作状态,因为,其工作状态将决定你是否可进行某种操作。正常使用的仪表通常处于基本状态而基本状态或程序运行状态可通过按键切换来实现。
数字显示仪表由于厂家不同、型号不同,其参数设定方法也是不同的,但由于仪表的面板尺寸有限,数字显示仪表较流行的按键通常有以下四个:
在基本状态下,按住过了键保持5秒钟,即进入参数设定状态。在参数设定状态下,再按键,仪表将依次显示各参数;用等键可修改参数值。按住键并保持不放,可返回显示上一参数。长按键不放可退出参数设定状态。如果在30秒钟后没有按键操作,则仪表将自动退出参数设定状态,返回基本状态。
②数字显示仪的故障判断及处理
现在的数字显示仪表由于使用了微处理器及集成块,又采用了软件零点校正技术,其可靠性很高,仪表本机出现故障的几率还是低的。很多故障都是由外部原因及参数设置有误引起的。
现场使用的显示仪表由于环境条件复杂,加之被测参数大多被转换成微弱的低电平电压信号,并经长期距离传送到显示仪表,因此除有用的信号外,还会有一些与被测信号无关的干扰信号夹杂其中,它将影响测量结果的正确性,严重时会使仪表无法工作。现对生产干扰的途径及消除干扰的措施作一介绍。
1、显示仪表产生干扰的途径
干扰源在显示仪表内、外部都有可能存在。在仪表外部,大功率用电设备、大功率变压器、网都可能成为干扰源。而在显示仪表内部,变压器、线圈、、开关以及电源线等都可能成为干扰源。
(1)信号源于显示仪表之间的连接导线、仪表内部的配线通过磁耦合在电路中形成干扰。在大功率变压器、交流电机、电力线的周围空间都存在很强的交流磁场,而闭合回路处在这种变化的磁场中将感应出电势。这种感应电势与有用信号相串联,当与显示仪表距离较远时,这种串模干扰尤为突出。
(2)干扰源通过的耦合在回路总形成干扰,它是两电场相互作用的结果。通过静电耦合的方式,能在两输入端感应出对地的共同电压,以共模干扰的形式出现,由于共模干扰不和信号叠加,它不直接对仪表产生影响。但它能通过测量系统形成到地的泄漏电流,该泄漏电流通过电阻的耦合就能直接作用于仪表而产生干扰。
电磁感应、静电感应所形成的干扰大多是工频干扰电压,但、带整流子的电机等会产生谐波干扰。由于雷电的作用在电力线上也会感应出干扰电压。
(3)在一些测温场合,当将热电偶电机直接焊接与通电加热的金属件上,由于金属件在平行于电流方向的各点存在电位差,这时引入的干扰电压也是很大的。在高温状态下,耐火材料的绝缘电阻急剧下降,热电偶和磁保护管、磁珠的绝颜性能也会下降,则电炉电源电压通过耐火砖、热电偶套管、磁珠等泄漏到热电偶丝上,在热电偶电极之间产生干扰电压。
(4)大地中各个不同点之间往往存在电位差,尤其在大功率用电设备附近,当这些设备的绝缘性能下降时,电位差更大。而现场仪表在使用中,有时不注意会使回路存在两个以上的接地点,就会把不同接地点的电位差引入到显示仪表中而形成共模干扰。
(5)当仪表的桥路电源接地时,除桥路输出不平衡电压以外,信号线对地还有一公共电压,该公共电压不是所要测量的信号电压,而是共模干扰的一种表现。
2、消除显示仪表干扰的措施
串模干扰可能产生在信号源上,也可能是信号线上感应或接受的,由于它与测量信号是叠加的,所以较难消除,因此应该防止它的产生。可采取以下措施。信号传输导线使用绞线,能使信号回路所包围的面积大为减少,能两根信号线到干扰源的距离大致相等,分布电容也大致相同,所以能使进入显示仪表的串模干扰大大减小。
为了防止电场的干扰,可把信号线穿入铁管中,或者使用屏蔽线,并对屏蔽层采取一点接地。对于直流信号,可在显示仪表输入端加滤波电路,把杂散信号干扰衰减至最小。信号线要远离动力线,不能把信号线与动力线平行敷设在一起,信号线与电源线不要由同一孔进入仪表内,信号线应尽量短的绞线接至信号端子的相邻位置上。
显示仪表和变送器的外壳都应接地,以保持零电位;为提高仪表的抗干扰能力,可把仪表的放大器“浮地”,即将放大器与仪表外壳绝缘,以切断共模干扰电压的泄漏途径。要求高时,还可采取双屏蔽、浮地技术,进一步提高仪表的抗共模干扰能力。