陶绍洋
摘 要:本文对火力发电厂ORION1811EL钠表若出现无法启动的故障进行分析和处理,以使仪表恢复正常。
關键词:钠表;故障;处理
0 引言
珠海发电厂一期工程(1#、2#机组)装机容量为2×700MW超临界燃煤机组,三大主件采用进口设备。电厂对水汽品质要求很高,在线水汽品质监测仪器全部采用进口仪表,现场安装了四台ORION 1811系列钠表,其中测量主蒸汽的钠表使用1811EL低钠分析仪,该仪表测量准确,维护量较小,主要应用于化工、电力等水质分析。
1 问题的提出
1.1 钠表的测量原理
ORION 1811EL钠表采用电位式分析方法,敏感电极对钠离子浓度的变化呈对数响应,此响应用能斯特方程表示为:,其测量的电位与温度和钠离子的浓度变化有关。为了消除样品温度波动而引起的误差,钠表监测仪的微处理机(CPU板)将根据自动温度补偿电极所提供的数据不断地做出温度校正。从能斯特方程可知,温度在25℃时钠离子选择电极对浓度发生10倍改变时,其理论响应值为59.16MV,这称为电极的斜率(S)。然而,对大多数电极都呈现不了理论斜率,所以要进行校准才能确定其实际值。在进行样品分析时,需用两份标准溶液校准,通过微处理机(CPU板)进行计算以提供实际的斜率和E0值。
1.2 仪表的故障
珠海电厂1#机停机小修后恢复运行。在线监测仪表也投入运行,主蒸汽钠表开机后出现故障,面板显示“1.8888”,且字符乱码,所有按键灯全亮,扬声器发出刺耳的报警声。在数次断电重启后故障依然存在,按下主板复位键故障未解决。初步怀疑是CPU板上的程序存储器Z14 EPROM芯片坏了,因为ORION 钠表的PMA板是块典型的单片机电路,使仪表运行程序无法通过自检,更换了EPROM后仪表能够通过自检了,但有如下现象:
按下“ERROR”键,仪表显示硬件故障代码“E01”错误,查找相关故障处理表,提示校验失败,于是开始进行校验,但在采用两点法校验(DAK)过程中,仪器再度死机。在加标准试剂2这一步时,仪表显示值无变化,按任何键无效。
按下仪表“RESTOR”按钮,重新启动仪表,等待一会后,仪表显示20.0ppb,按“TEST”键检查其温度显示“1……”,mv值为“1……”。按“ERRO”键发现有“E05”故障代码。
2 故障分析与处理
(1)根据以上故障现象,查阅ORION 1811微钠表说明书,“E05”错误代码是“E01”和“E04”的组合,“E01”错误代码意思是仪表使用系统默认值,由于刚启动或复位按钮按下后,仪表没有校准;“E04”错误代码意思是自动温度补偿探头或有关电路故障。根据对仪表的了解,肯定得先消除“E04”错误。
(2)首先,关闭仪表电源,拆开钠表面板,把接头、端子重新插接,以排除接触不良的因素,做了这一步后仪表现象仍然如此。用万用表检查温度探头,测量其电阻为109.7Ω,属正常。再用万用表、示波器逐级检查(接线端子、电阻、电容、放大器等),都未发现什么破绽,但检查到A/D转换器Z5集成块的时钟频率输入脚,即22脚无100kHz的信号输入,所以Z5无法正常工作,查看1811EL电路图(简图如下),说明该信号是由触发器Z8提供。
(3)对电路进行分析和研究并查阅相关资料,8040单片机采用40引脚双列直插封装(DIP)方式,CPU 8040有4个双向I/O口,每个口有8条线共占32个引脚。剩余8个引脚分别为:电源、地线、接石英晶体(两根)、复位和三个特殊功能引脚(ALE、EA、PSEN)。有的引脚名称上有一个横线,这个横线说明当此脚为低电平时此功能有效,无横线的在高电平时有效。各引脚功能:4个I/O口分别为P1、 P2、P3、 P4。每个引脚再加小标号,比如P10……p17等。在应用中,P0口和P2口一般用于扩展存储器(如连接EPROM);P3口的WR和RD配合扩展存储器使用;只有P1脚可以全部独立使用。CPU8040的ALE脚平时总是以振荡器频率的1/6的恒定速率发出脉冲信号,即使在不对外部存储器访问时也是如此,先检查CPU的ALE脚的输出信号,是正常的,也许问题就出在Z8芯片上。由于Z5 7315片内无时钟,是利用CPU 8039提供的ALE信号经过Z8 74C74二分频后获得,二分频电路使用双D触发器,各引脚功能:CP为时钟输入端;D为数据输入端;Q为数据输出端;R为复位端;S为置位端。检查发现触发器Z8的5脚和9脚的确没有脉冲信号输出,再用万用表检查到Z8的1脚和13脚只有很微弱的电压,都为低电平。出现此情况有两种可能:一是电源没有过来;二是R50和R51故障。取下CPU板测量R50和R51的阻值在2.11MΩ左右,这属于不正常现象。
取下电阻再次测量,确定R50和R51已坏,由于两电阻坏后无法给Z8的R端提供高电平,造成Z8无时钟脉冲输出,使Z5也不能正常工作,所以才会出现“E04”错误代码。更换两支10K电阻后,仪表只有“E01”错误代码了,把钠表重新校验一次后能够进行正常的测量和分析了。
3 结束语
本文对 ORION钠表故障的处理,是双重故障:其一是EPROM故障;其二是R50和R51电阻故障。特别要注意,在处理第二个故障时,它很可能把我们误导(因为仪表报警错误提示是自动温度补偿电路故障),所以,遇到此类故障应该全面考虑,逐步地检查电路,这样才能完全解决仪表故障。
参考文献
[1]王铸,闫静,毛雄胜.两种钠表在电厂中的应用[J].黑龙江电力,2002,24(1):59-62.
[2]谢维成,杨加国.单片机原理与应用及C51程序设计:第3版[M].北京:清华大学出版社,2014.