摘要：發電機、大型電動機鐵心及繞組溫度的測量在九十年代隨著科學技術的高速發展，測量精度高、型號不同、功能回異的由單片微機控制的自動智能巡檢測溫裝置不斷問世。這些測溫裝置無論從功能上還是從測量精度上都有了很大的提高和改善。但是，由于該裝置設計上的不完善和使用環境的特殊，在使用過程中暴露出許多嚴重缺陷和問題。本文就這些缺陷和問題的產生、發現、測試、改進和消除過程試圖進行總結，為促進高揚程電力提灌工程機電設備自動檢測手段的不斷提高和完善做點探討。
關鍵詞：測溫裝置 死機 抗干擾 丟失

　　我國發電機、大型電動機鐵心及繞組溫度的測量在七、八十年代大多數都采用由機械轉換開關、比較橋表計、康銅電阻組成的測溫裝置； 該裝置測量精度低，誤差大，隨著機械開關接點不斷氧化,接觸電阻增大，以致裝置可靠性降低。由于電機繞組溫度高而不能及時準確測量導致燒壞電機的事故時有發生。因此，到了九十年代隨著科學技術的高速發展，測量精度高、型號不同、功能回異的由單片微機控制的自動智能巡檢測溫裝置不斷問世。如：BDK—W16、JN—W16等型號；它具有雙屏液晶顯示，上線越位報警，掉電記憶，全數字操作，三種不同分度號現場校準，自動化控制端口輸入、輸出（RS-232）等功能；這些測溫裝置無論從功能上還是從測量精度上都有了很大的提高和改善。但是，由于該裝置設計上的不完善和使用環境的特殊，在使用過程中暴露出許多嚴重缺陷和問題。本文就這些缺陷和問題的產生、發現、測試、改進和消除過程試圖進行總結，為促進高揚程電力提灌工程機電設備自動檢測手段的不斷提高和完善做點探討。
 

一 存在的問題

1、運行中容易出現丟失數據和死機現象

　　BDK—W16、JN—W16溫度巡檢裝置在安裝調試時須進行分度號設置和現場校準，以保證的測量、正確的顯示、可靠的遠動數據傳輸。但在運行中經常出現‘00’、‘-1’等不正常顯示形式。嚴重影響主設備的正常運行。

2、溫度顯示值穩定性差

　　溫度巡檢裝置是多點智能自動巡檢裝置，它從零點到十六點重復連續的巡測顯示，。在電機溫度恒定的情況下，也就是說在電機溫度傳感器的熱偶電阻阻值不發生變化的情況下，巡檢裝置*次巡檢的溫度值和第二、第三次巡檢的溫度值有一到兩度偏差。從而降低了裝置本身的穩定性。

3、抗干擾能力差

　　經過多次較長時期的試運行，我們發現在試驗室或磁場干擾比較小的場合，BDK—W16、JN—W16溫度巡檢裝置的溫度數值顯示、傳輸都比較正常，但在用電設備容量很大且磁場感應非常強的地方使用時，常發生顯示數值紊亂（有時顯示‘199’，有時顯示‘-100’），數值漂移現象。使現場和遠動測量都不能正常顯示。

4、自動化輸出端口芯片經常損壞

　　自動化輸出端口采用的是緩沖驅動器74LS14和74LS07芯片，運行中經常損壞，而每個泵站所有的溫度巡檢裝置通迅輸出都采用串口輸出。因此，只要有其中任意一臺裝置有問題，整個泵站的數據系統都會發生故障。

二　現場測試、分析及改進措施

　　單片機丟失數據和死機的原因一般來講是電源波動造成的。目前許多廠家生產的溫度巡檢裝置所配套的電源都是開關電源，盡管它具有一定的穩壓作用，但易受電網電壓的影響，特別是處于電網末端的大型電動機起動時，對電力系統電壓質量影響很大，從而不能保證單片機電源要求。當電網電壓下降超過一定范圍時，裝置電源的輸出電壓隨之低于允許范圍，以致單片機的數據存儲器丟失所有數據。現場測試如下：在開啟電機的溫度同時，用高精度表測試溫度巡檢裝置電源電壓，發現開機瞬間，電源電壓從原來+5V降到+4.5V，同時溫度巡檢裝置顯示屏全黑，隨之顯示“-1”字樣。斷開供電電源重新供電后，裝置其它功能運行正常，只是各點顯示值為“00”。說明現場校準的所有數據全部丟失。分度號重新校準后又恢復正常。當然上述故障不是每次開停機時都會出現，而是經過多次對裝置上述故障原因的分析和試驗才發現。這種故障的存在，一方面降低了溫度巡檢裝置本身的可靠性，另一方面對整個測溫系統也會造成很大的影響。

　　上述問題經過測試、分析，我們從以下兩個方面提出改進措施：一方面改進電源，將原來5V電源改為8V電源，然后在溫度巡檢裝置中加裝一只5V三端穩壓管7405進行二級穩壓。另一方面將溫度巡檢裝置 配套電源的輸入端接在微機不間斷電源UPS輸出端（220V），這樣就會避免因系統電壓波動而引起單片機丟失數據和死機故障。

• BDK-W16W、JN-W16W溫度巡檢裝置的整個電路是由數字電路構成的，而八十多臺裝置都出現的顯示穩定性差這一具有共性的故障特征，說明問題的癥結在于電路設計或外圍電路上。裝置的外圍電路主要是輸入回路，它由熱電偶電阻、三端調整器LM317LZ、運算放大器4067、5V供電電源四部分組成。試驗如下：斷開溫度巡檢裝置 的輸入回路和供電電源，將精度為0.5級、電壓為5V的直流穩壓電源作為裝置供電電源；將標準電阻箱的阻值調至50Ω作為輸入電阻；分度號設置和現場校準后，裝置顯示應當為零度，但裝置*次巡檢溫度值和第二、第三次巡檢溫度值仍相差一至二度。說明故障不是電源和輸入電路引起的。由于從運算放大器4067以后的電路全部為數字電路，不可能發生數據漂移問題。因此故障范圍就縮小到了三端調整器LM317LZ 和調整電阻R12-R27上。斷開三端調整器LM317LZ V1-V16的供電電源后，故障仍然存在，從而判斷出三端調整器沒有起到應有的作用。測試三端調整器LM317LZ各種數據發現輸出電壓很低。因此判斷故障是調整電阻阻值太大，引起三端調整器LM317LZ 輸出電壓偏低，以致裝置輸入回路不能穩壓、恒流，輸入數據不穩定，造成溫度巡檢裝置 顯示穩定性差的故障。將原調整電阻阻值由3.9K更換為1K進行試驗，觀察裝置顯示數值的誤差縮小到1度。經過多次試驗，當調整電阻阻值調整到360Ω時，裝置顯示值zui穩定。因此，故障原因是三端調整器LM317LZ V12-V16的調整電阻R12-R27造成的。

　　改進措施：將電阻R12-R27更換為360Ω電阻，然后重新分度號設置、現場校準。

• 溫度巡檢裝置在試驗室運行正常，而在用電設備比較多、磁場比較強的場合使用時出現數據顯示紊亂的故障原因是顯見的，用示波器測試裝置輸入回路時發現有高次諧波輸入，證實了電磁場干擾這一故障源。由于從電機熱偶電阻到溫度巡檢裝置的電纜，在一般單位都采用KVV19-10*1.5的普通控制電纜，高次諧波正是從這些電纜中傳入的。另外，BDK-W16W、JN-W16W溫度巡檢裝置都沒有采取防干擾措施。因此，要解決這個問題一方面必須將裝置外殼換為鐵殼并對裝置的中央處理器采取防干擾措施。另一方面將電機熱偶電阻至溫度巡檢裝置的電纜更換為DJYP2V-2×10×0.5帶屏蔽層電纜。
• BDK-W16W、JN-W16W溫度巡檢裝置通訊輸入、輸出端口電路采用的是全雙工串行接口，它的串口通訊中僅需一根發送線，一根接收線。當一個數據寫入串行口發送緩沖器以后，啟動緩沖器并將數據從RXD端口串行輸出，隨之進一步啟動緩沖驅動器74LS07進行功率放大輸出。一部分電路用于驅動報警、復位、通訊、設置等狀態指示燈；另一部分電路用于控制裝置自動化通訊輸出端口。容易損壞元器件的故障一般是由于負載短路或負載過重引起，從現場使用情況來看，負載短路的可能性很小，主要原因是驅動器74LS07負載過重。當溫度巡檢裝置與PLC的通訊服務器由于某種原因，在數據處理協議中發生沖突時就會造成驅動器74LS07的損壞，多次損壞74LS07都是①②腳短路。而74LS07的①②腳正好是通訊端口的輸入和輸出端。因此，故障發生的原因是裝置輸出端口驅動器74LS07負載過重引起。為了*消除此類故障，需增加比較*進的通訊端口驅動器MXA485。用來專門驅動通訊端口輸出，原緩沖驅動器74LS07只負擔驅動各種指示燈。這樣就減輕了74LS07的負載。具體線路改進如下：斷開74LS07（U2：F）①②腳于外線路連結；斷開74LS14（U3：B）④腳于外線路連結；將MXA485①腳接溫度巡檢裝置CPU8031的⑩腳；將MXA485②③短接后接8031⒂腳；MXA485④腳接74LS07（U2：F）②腳；MXA485⑤腳接地；MXA485⑧腳接+5V電源；MXA485⑥腳接通訊輸出端TXD；MXA485⑦腳接通訊輸入端RXD。
• 改進后溫度巡檢裝置的運行情況

　　經過上述四項故障的測試、分析和改進后，八十四臺溫度巡檢裝置在近一年的運行中基本上沒有發生類似故障。從而大大提高了裝置運行的可靠性、穩定性和正確性。同時也保證了主設備的安全、穩定、經濟、可靠的運行。滿足了工農業特別是大型水利工程大功率電動機定子鐵芯、繞組、軸瓦及水泵軸瓦溫度的測量。