鈉表電路故障的分析與處理

陶紹洋

摘 要：本文對(duì)火力發(fā)電廠ORION1811EL鈉表若出現(xiàn)無法啟動(dòng)的故障進(jìn)行分析和處理，以使儀表恢復(fù)正常。

關(guān)鍵詞：鈉表；故障；處理

0 引言

珠海發(fā)電廠一期工程（1#、2#機(jī)組）裝機(jī)容量為2×700MW超臨界燃煤機(jī)組，三大主件采用進(jìn)口設(shè)備。電廠對(duì)水汽品質(zhì)要求很高，在線水汽品質(zhì)監(jiān)測(cè)儀器全部采用進(jìn)口儀表，現(xiàn)場(chǎng)安裝了四臺(tái)ORION 1811系列鈉表，其中測(cè)量主蒸汽的鈉表使用1811EL低鈉分析儀，該儀表測(cè)量準(zhǔn)確，維護(hù)量較小，主要應(yīng)用于化工、電力等水質(zhì)分析。

1 問題的提出

1.1 鈉表的測(cè)量原理

ORION 1811EL鈉表采用電位式分析方法，敏感電極對(duì)鈉離子濃度的變化呈對(duì)數(shù)響應(yīng)，此響應(yīng)用能斯特方程表示為：，其測(cè)量的電位與溫度和鈉離子的濃度變化有關(guān)。為了消除樣品溫度波動(dòng)而引起的誤差，鈉表監(jiān)測(cè)儀的微處理機(jī)（CPU板）將根據(jù)自動(dòng)溫度補(bǔ)償電極所提供的數(shù)據(jù)不斷地做出溫度校正。從能斯特方程可知，溫度在25℃時(shí)鈉離子選擇電極對(duì)濃度發(fā)生10倍改變時(shí)，其理論響應(yīng)值為59.16MV，這稱為電極的斜率（S）。然而，對(duì)大多數(shù)電極都呈現(xiàn)不了理論斜率，所以要進(jìn)行校準(zhǔn)才能確定其實(shí)際值。在進(jìn)行樣品分析時(shí)，需用兩份標(biāo)準(zhǔn)溶液校準(zhǔn)，通過微處理機(jī)（CPU板）進(jìn)行計(jì)算以提供實(shí)際的斜率和E0值。

1.2 儀表的故障

珠海電廠1#機(jī)停機(jī)小修后恢復(fù)運(yùn)行。在線監(jiān)測(cè)儀表也投入運(yùn)行，主蒸汽鈉表開機(jī)后出現(xiàn)故障，面板顯示“1.8888”，且字符亂碼，所有按鍵燈全亮，揚(yáng)聲器發(fā)出刺耳的報(bào)警聲。在數(shù)次斷電重啟后故障依然存在，按下主板復(fù)位鍵故障未解決。初步懷疑是CPU板上的程序存儲(chǔ)器Z14 EPROM芯片壞了，因?yàn)镺RION 鈉表的PMA板是塊典型的單片機(jī)電路，使儀表運(yùn)行程序無法通過自檢，更換了EPROM后儀表能夠通過自檢了，但有如下現(xiàn)象：

按下“ERROR”鍵，儀表顯示硬件故障代碼“E01”錯(cuò)誤，查找相關(guān)故障處理表，提示校驗(yàn)失敗，于是開始進(jìn)行校驗(yàn)，但在采用兩點(diǎn)法校驗(yàn)（DAK）過程中，儀器再度死機(jī)。在加標(biāo)準(zhǔn)試劑2這一步時(shí)，儀表顯示值無變化，按任何鍵無效。

按下儀表“RESTOR”按鈕，重新啟動(dòng)儀表，等待一會(huì)后，儀表顯示20.0ppb，按“TEST”鍵檢查其溫度顯示“1……”，mv值為“1……”。按“ERRO”鍵發(fā)現(xiàn)有“E05”故障代碼。

2 故障分析與處理

（1）根據(jù)以上故障現(xiàn)象，查閱ORION 1811微鈉表說明書，“E05”錯(cuò)誤代碼是“E01”和“E04”的組合，“E01”錯(cuò)誤代碼意思是儀表使用系統(tǒng)默認(rèn)值，由于剛啟動(dòng)或復(fù)位按鈕按下后，儀表沒有校準(zhǔn)；“E04”錯(cuò)誤代碼意思是自動(dòng)溫度補(bǔ)償探頭或有關(guān)電路故障。根據(jù)對(duì)儀表的了解，肯定得先消除“E04”錯(cuò)誤。

（2）首先，關(guān)閉儀表電源，拆開鈉表面板，把接頭、端子重新插接，以排除接觸不良的因素，做了這一步后儀表現(xiàn)象仍然如此。用萬(wàn)用表檢查溫度探頭，測(cè)量其電阻為109.7Ω，屬正常。再用萬(wàn)用表、示波器逐級(jí)檢查（接線端子、電阻、電容、放大器等），都未發(fā)現(xiàn)什么破綻，但檢查到A/D轉(zhuǎn)換器Z5集成塊的時(shí)鐘頻率輸入腳，即22腳無100kHz的信號(hào)輸入，所以Z5無法正常工作，查看1811EL電路圖（簡(jiǎn)圖如下），說明該信號(hào)是由觸發(fā)器Z8提供。

（3）對(duì)電路進(jìn)行分析和研究并查閱相關(guān)資料，8040單片機(jī)采用40引腳雙列直插封裝（DIP）方式，CPU 8040有4個(gè)雙向I/O口，每個(gè)口有8條線共占32個(gè)引腳。剩余8個(gè)引腳分別為：電源、地線、接石英晶體（兩根）、復(fù)位和三個(gè)特殊功能引腳（ALE、EA、PSEN）。有的引腳名稱上有一個(gè)橫線，這個(gè)橫線說明當(dāng)此腳為低電平時(shí)此功能有效，無橫線的在高電平時(shí)有效。各引腳功能：4個(gè)I/O口分別為P1、 P2、P3、 P4。每個(gè)引腳再加小標(biāo)號(hào)，比如P10……p17等。在應(yīng)用中，P0口和P2口一般用于擴(kuò)展存儲(chǔ)器（如連接EPROM）；P3口的WR和RD配合擴(kuò)展存儲(chǔ)器使用；只有P1腳可以全部獨(dú)立使用。CPU8040的ALE腳平時(shí)總是以振蕩器頻率的1/6的恒定速率發(fā)出脈沖信號(hào)，即使在不對(duì)外部存儲(chǔ)器訪問時(shí)也是如此，先檢查CPU的ALE腳的輸出信號(hào)，是正常的，也許問題就出在Z8芯片上。由于Z5 7315片內(nèi)無時(shí)鐘，是利用CPU 8039提供的ALE信號(hào)經(jīng)過Z8 74C74二分頻后獲得，二分頻電路使用雙D觸發(fā)器，各引腳功能：CP為時(shí)鐘輸入端；D為數(shù)據(jù)輸入端；Q為數(shù)據(jù)輸出端；R為復(fù)位端；S為置位端。檢查發(fā)現(xiàn)觸發(fā)器Z8的5腳和9腳的確沒有脈沖信號(hào)輸出，再用萬(wàn)用表檢查到Z8的1腳和13腳只有很微弱的電壓，都為低電平。出現(xiàn)此情況有兩種可能：一是電源沒有過來；二是R50和R51故障。取下CPU板測(cè)量R50和R51的阻值在2.11MΩ左右，這屬于不正常現(xiàn)象。

取下電阻再次測(cè)量，確定R50和R51已壞，由于兩電阻壞后無法給Z8的R端提供高電平，造成Z8無時(shí)鐘脈沖輸出，使Z5也不能正常工作，所以才會(huì)出現(xiàn)“E04”錯(cuò)誤代碼。更換兩支10K電阻后，儀表只有“E01”錯(cuò)誤代碼了，把鈉表重新校驗(yàn)一次后能夠進(jìn)行正常的測(cè)量和分析了。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì) ORION鈉表故障的處理，是雙重故障：其一是EPROM故障；其二是R50和R51電阻故障。特別要注意，在處理第二個(gè)故障時(shí)，它很可能把我們誤導(dǎo)（因?yàn)閮x表報(bào)警錯(cuò)誤提示是自動(dòng)溫度補(bǔ)償電路故障），所以，遇到此類故障應(yīng)該全面考慮，逐步地檢查電路，這樣才能完全解決儀表故障。

參考文獻(xiàn)

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