1998年、2000年、2001年國家分三批在全國建設450億kg中央直屬糧庫,各糧庫均按照現代儲糧技術要求配備了計算機糧情測控系統。糧情測控系統是安全儲糧必備工具,它的可靠與否,直接關系到儲糧安全,使用中必須做好日常維護工作,確保系統運行正常,檢測數據準確無誤。由于計算機糧情測控系統屬電子產品,且工作環境較惡劣,使用環境中存在磷化氫等強腐蝕性氣體以及粉塵、水汽等,通信(控制)線路較長,經受各種電磁干擾,可靠性受到很大影響。計算機糧情測控系統在糧庫大規模推廣應用尚屬首次,生產廠家眾多,技 |
術水平各異,產品質量參差不齊,使用中難免出現各種問題,下面以常見的兩種設備為例介紹檢修方法,以期拋磚引玉。
1 OPI-2000數字式糧情檢測系統
該系統系中(國)加(拿大)合資煙臺佳華OPI系統有限公司生產的新一代全數字式計算機糧情測控系統,采用數字式溫度傳感器取代國內常用的熱敏電阻等模擬式溫度傳感器,具有接線簡單(每個測控輸入端口可并聯接入數10只測溫傳感器,無論并聯多少個測溫點,端口只有兩根導線)、布局合理,安裝簡便,電纜抗拉強度高,有多種型號分別適用于立筒倉、淺圓倉和平房倉,尤其是用于立筒倉和淺圓倉的可換芯電纜結構,使用和維修十分方便。電纜、插接件及倉內部件防護等級高達IP66,能有效抵抗磷化氫腐蝕,系統測量準確度高,可靠性好,使用面較廣。使用過程中該系統主要故障有:
(1) 一條或數條并聯電纜同時出現錯誤信號(測量值顯示err)。使用廠家配套的手持式測溫儀直接將故障電纜接入,檢測結果正常。此種問題多為某一溫度傳感器出現軟擊穿,工作電流偏大,導致供電端口電壓下降,整條(或與之并聯的數條)電纜無法獲得正常工作的電源,出現檢測結果錯誤。而手持式測溫儀供電能力較強,能輸出足夠的電流供傳感器工作,從而能正常檢測。判斷是否因此原因出現故障的方法是:斷開所有電纜,逐一接入出現錯誤數值的電纜,使用萬用表測量電纜兩端的工作電壓,正常情況下電纜工作電壓為5V,當某一根電纜接人時,電纜兩端電壓明顯下降至4V以下,說明該電纜工作電流偏大,更換一根新電纜,并使用手持式測溫儀重新編寫地址后即可使用;
(2)整倉或數10根電纜同時失效。出現此類故障除了某一條電纜工作電流偏引起供電電壓下降外,尚有另外兩種原因:① 倉內分線器(4LE)一個或數個端口損壞;② RTU損壞。采用替代法即可查出故障部件。注意替代RTU時,需將新換入的RTU地址設置成與原RTU相同,否則可能無法,正常工作;
(3) 某一片倉房全部不能檢測。在排除因雷擊造成的RTU、4LE部件及測溫電纜損壞外,主要原因是供電出現問題。通常多為通信與供電電纜遭破壞所致。
2 CWS-901糧情測控系統
該系統系武漢新良科技開發有限公司生產,使用半導體集成電路溫度傳感器LM335(美國國家半導體公司生產),溫度與輸出電壓之間呈線性關系,溫度傳感器互換性好、便于檢修維護。主要故障類型有:
(1) 單個或數個測溫點出現異常數值。使用外接溫度傳感器代替出現異常的測溫傳感器,如測量數值正確,則為該點溫度傳感器損壞,如數值異常,則為90IC板輸入端口電路損壞;
(2) 數根電纜同時出現錯誤數值。使用完好的測溫電纜代替出現錯誤數值的電纜,觀察測量結果是否正常,如正常,則為測溫電纜損壞。如仍出現錯誤數值,則為90IC板損壞,更換后即可解決;
(3) 整倉溫度出現錯誤數值。檢查該倉的電源模塊,各輸出端子電壓是否正常,如正常則檢查90土板,用一正常的90土板替換,如恢復正常,則判斷90土板損壞。如未能恢復正常,則檢查901板與90IC板之間信號線連接情況,可能系連接線接觸不良或斷線、短路所致。
經上述檢查仍未解決的,則應檢查附近是否有干擾源,如大功率用電設備或電火花設備、射頻干擾等,同時應檢查設備外殼接地是否良好。
3 關于糧情測控系統使用維修的幾點體會
從實際使用情況看,糧情測控系統故障率較高,最為突出的問題是測溫電纜損壞,約占全部故障的90%以上。使用數字式溫度傳感器的測溫電纜損壞后通常檢測只有一種結果,即某一點或數點出現“err”,使用模擬式溫度傳感器的測溫電纜出現故障則五花八門,熱敏電阻型傳感器短路時溫度顯示55℃,斷路時顯示-55℃,PN結傳感器出現故障時與熱敏電阻大體相同。半導體溫度傳感器則與上述兩種傳感器相反,短路時溫度顯示-49℃,開路時顯示99℃。需要注意的是,除了數字型溫度傳感器外,模擬式溫度傳感器極易出現無規律故障,如溫度偏差、波動等,嚴重干擾糧情正確判斷。
為提高糧情測控系統工作的可靠性與準確性,應從以下幾方面著手。
3.1 選用優質溫度傳感器制造測溫電纜
(1)目前糧庫測溫系統使用的幾種傳感器中,半導體溫度傳感器可靠性最佳,熱敏電阻可靠性較差,特別是目前生產廠家很多質量參差不齊,一些小型 廠家甚至家庭作坊也在生產熱敏電阻,其產品質量可想而知。因此應選用知名生產廠家生產的溫度傳感器,有條件的應優先使用數字式溫度傳感器;
(2)要提高測溫電纜的可靠性,必須選用優質的溫度傳感器,同時加強測溫電纜生產工藝控制,確保焊接可靠,電纜外套必須具有足夠的機械強度,不得存在針眼、氣孔等,否則將嚴重影響使用壽命。使用中常發現一些測溫電纜在熏蒸過程中損壞,其原因就是電纜本體存在針眼、氣孔等致使磷化氫氣體滲入,腐蝕焊接點和測溫元件造成故障;
(3)目前,國內測溫電纜生產廠家眾多,但部分為家庭作坊式,無有效的產品質量控制和檢測手段,產品質量無法保證,因此選購時需加以注意,不要使用“三無產品”。
3.2 解決好使用過程中的電纜損壞問題
(1)從電子產品可靠性理論分析來看,計算機糧情測控系統大部分電子器件工作于低功耗狀態,電子器件實際使用時的電流、電壓和功耗遠低于允許最大值,使用壽命應為半永久性,失效率應當處于較低水平。然而,實際情況并非如此,除了電子器件自身的原因外,電路設計不合理、保護措施不到位、零部件選用不當、生產工藝水平低是引起糧情測控系統相關部件故障的重要原因;
(2)糧情測控系統中,測溫電纜等部件放置在倉內,常年接觸磷化氫、水汽等,使測溫電纜的焊接點、銅質引線、插接件極易受到腐蝕,導致失效。熱敏電阻封裝方式存在缺陷,抗拉強度較低,端頭封裝處極易脫落漏氣,導致水蒸氣、磷化氫氣體侵襲造成損壞;
(3)糧情測控系統損壞的另一個尚未引起注意的原因是靜電破壞。部分立筒倉、淺圓倉的測溫系統在糧食進倉前尚能正常工作,糧食進倉完畢后即出現部分或全部電纜失效,除了個別系電纜結構強度不夠被拉斷外,損壞的一個重要原因就是靜電破壞。在立筒倉、淺圓倉中,測溫電纜預先懸掛在倉庫中,在進倉過程中,流動的糧食與電纜摩擦產生靜電,盡管可換芯的數字式測溫電纜內部有一金屬套管,測溫元件(電纜芯)被金屬套管包圍著,常規的一體化測溫電纜外側也有鋼絲網作為保護層,來抵抗糧食進出時的強大拉力,以避免電纜拉斷損壞。但是一旦這些金屬保護層沒有可靠接地,測溫電纜表皮聚集的電荷與金屬管之間形成電場,導致金屬管也感應產生靜電,在測溫元件周圍形成電場,一旦電場強度足夠高,擊穿測溫元件,將導致半導體測溫芯片損壞。解決靜電引起的損壞,最根本的辦法是將電纜金屬層可靠接地,使之形成靜電屏蔽層,防正因靜電引起的損壞。遺憾的是,靜電對測溫電纜的破壞尚未引起重視,眾多生產廠家均未對測溫電纜金屬層接地問題提出技術要求,而這正是許多立筒倉、淺圓倉“莫名其妙”損壞的原因。
此外必須重視通訊、控制線路、電源和計算機的接地保護工作,各測控分機、電源部件均須重復接地,計算機、電源接地應可靠,防止漏電、雷擊引起系統損壞。
3.3 推廣應用可換芯電纜
在立筒倉、淺圓倉測溫系統中推廣應用可換芯電纜,可換芯電纜由護套、測溫電纜芯組成,護套抗拉強度高,不易在糧食進出倉過程中被拉斷,使用中測溫電纜芯不直接與糧堆接觸,不承受糧堆的拉力,不容易受外界有害氣體腐蝕,發現問題檢查更換方便,值得推廣。