1 問題提出
原航空航天工業(yè)部國營三○三九廠生產(chǎn)的U HM B型工業(yè)鍋爐水位顯示控制報警裝置, 在一般工業(yè)鍋爐上使用的較為廣泛, 該裝置結(jié)構(gòu)簡單, 動作靈敏, 可靠。但該裝置自設(shè)計(jì)出以來 (從1992 年) 一直未做太大的改動, 技術(shù)實(shí)現(xiàn)上已經(jīng)很落后。而根據(jù)市場需要, 用戶要求技術(shù)含量更高, 具有一定的智能, 特別是磁致伸縮位移傳感器要能與計(jì)算機(jī)接口的數(shù)字化產(chǎn)品。原產(chǎn)品已不能適應(yīng), 應(yīng)原廠現(xiàn)航空工業(yè)總公司漢中天利航空機(jī)電有限公司的要求, 對原系統(tǒng)進(jìn)行改造,甚至重新設(shè)計(jì), 使其數(shù)字化。故而必須對原裝置的測量部分進(jìn)行改造, 滿足數(shù)字化要求。
2 鍋爐水位的測量
鍋爐水位的測量使用浮子式液位傳感器來測量的, 該浮子是一種特制的不銹鋼圓筒, 圓筒內(nèi)附有磁鐵, 故而該浮子也叫磁鋼浮子。像原來用浮子測量液位一樣, 是通過水位計(jì)與鍋筒汽水連管結(jié)合處的專用連接三通, 將鍋爐內(nèi)汽水引至傳感器外套筒內(nèi), 使磁鋼浮子在套筒內(nèi)與鍋爐水位同步升降, 浮子的磁場力作用在套筒外的磁控開關(guān)陣上, 當(dāng)液位高時, 浮子上移, 與浮子磁鐵對應(yīng)處的干簧管吸合, 其他的干簧管則處于斷開狀態(tài)。
由于液位高低不同, 致使浮子在套筒內(nèi)的高低位置亦不同, 與此對應(yīng)的干簧管的動作亦不同, 故而用干簧管的狀態(tài)就可以表征出液位的高低位置。當(dāng)按如圖2 的電路進(jìn)行設(shè)計(jì)連接時, 浮子位置不同, 從單片機(jī)P0, P1, P2 口讀到的數(shù)據(jù)必然不同, 且浮子位置與單片機(jī) IO 口讀到的數(shù)據(jù)有著嚴(yán)格的關(guān)系, 該關(guān)系描述了液位的高低狀態(tài)。
3 軟件流程
由硬件可知, 當(dāng)液位不同時, 從 P0, P1, P2 口讀取液位的測量數(shù)據(jù)不同, 對此數(shù)據(jù)的處理由軟件來解決。軟件要解決以下幾個問題:
(1) 硬件連接須進(jìn)行數(shù)據(jù)編碼。由于從P0, P1, P2 讀取的數(shù)據(jù)可能相同, 但表示的液位卻不同,故而對每一個液位都要進(jìn)行相應(yīng)的編碼, 由該編碼表征液位的高低。
(2)數(shù)據(jù)的通訊。
(3)當(dāng)磁鋼浮子位置不正確時要給出相應(yīng)的信號, 即傳感器處于非正常的位置時亦給出相應(yīng)的編碼。
累加器A 中的編碼01H , 02H , 03H , …, 20H , 21H , 22H 分別對應(yīng)著鍋爐液位+ 100, + 90, + 80, + 70, …,+ 10, 0, - 10, …, - 70, - 75, - 80, - 90, - 100 處的位置, 將累加器A 中的編碼值通過串口發(fā)送出去便可實(shí)現(xiàn)液位的通訊。在+ 100 處與在- 100 處的A 中的值分別附加了一個高、低位標(biāo)志, 當(dāng)液位出現(xiàn)異常時, 給累加器A 中送編碼00H , 由于有標(biāo)志故給累加器A 中送00H 可分為以下3 種情形:
(1)當(dāng)A = 00H 時, 且無高、低標(biāo)志, 此錯誤碼表示開機(jī)時傳感器工作狀態(tài)不正常。
(2) 當(dāng)A = 00H 時, 且有高位標(biāo)志, 表示液位高于+100, 即液位太高。
(3)當(dāng)A = 00H 時, 且有低位標(biāo)志, 表示液位低于-100, 即液位太低。
一旦系統(tǒng)出現(xiàn)傳感器故障, 以上處理方法為現(xiàn)場維護(hù)人員提供了判定依據(jù), 便于迅速查出問題所在。斷電機(jī)是否上電運(yùn)行, 若是, 則進(jìn)行數(shù)據(jù)采集處理并自動檢測電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。若發(fā)現(xiàn)電機(jī)不正常運(yùn)行, 則立即識別故障類型, 進(jìn)行故障處理, 并顯示出故障信息, 接著執(zhí)行相應(yīng)的跳閘環(huán)節(jié)。
5 結(jié) 語
基于對高壓異步電動機(jī)故障特征的詳細(xì)分析, 將過流保護(hù)分解為過流、負(fù)序和零序保護(hù)3 大類, 由此構(gòu)成的綜合保護(hù)可基本覆蓋電動機(jī)的所有常見故障類型。提出了數(shù)字式綜合保護(hù)算法, 采用超低功耗的單片機(jī)監(jiān)測電動機(jī)故障, 具有成本低、性價比高、可靠性強(qiáng)、適應(yīng)性好的特點(diǎn),應(yīng)用前景廣闊。
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