鈉表電路故障的分析與處理

陶紹洋

摘 要：本文對火力發電廠ORION1811EL鈉表若出現無法啟動的故障進行分析和處理，以使儀表恢復正常。

關鍵詞：鈉表；故障；處理

0 引言

珠海發電廠一期工程（1#、2#機組）裝機容量為2×700MW超臨界燃煤機組，三大主件采用進口設備。電廠對水汽品質要求很高，在線水汽品質監測儀器全部采用進口儀表，現場安裝了四臺ORION 1811系列鈉表，其中測量主蒸汽的鈉表使用1811EL低鈉分析儀，該儀表測量準確，維護量較小，主要應用于化工、電力等水質分析。

1 問題的提出

1.1 鈉表的測量原理

ORION 1811EL鈉表采用電位式分析方法，敏感電極對鈉離子濃度的變化呈對數響應，此響應用能斯特方程表示為：，其測量的電位與溫度和鈉離子的濃度變化有關。為了消除樣品溫度波動而引起的誤差，鈉表監測儀的微處理機（CPU板）將根據自動溫度補償電極所提供的數據不斷地做出溫度校正。從能斯特方程可知，溫度在25℃時鈉離子選擇電極對濃度發生10倍改變時，其理論響應值為59.16MV，這稱為電極的斜率（S）。然而，對大多數電極都呈現不了理論斜率，所以要進行校準才能確定其實際值。在進行樣品分析時，需用兩份標準溶液校準，通過微處理機（CPU板）進行計算以提供實際的斜率和E0值。

1.2 儀表的故障

珠海電廠1#機停機小修后恢復運行。在線監測儀表也投入運行，主蒸汽鈉表開機后出現故障，面板顯示“1.8888”，且字符亂碼，所有按鍵燈全亮，揚聲器發出刺耳的報警聲。在數次斷電重啟后故障依然存在，按下主板復位鍵故障未解決。初步懷疑是CPU板上的程序存儲器Z14 EPROM芯片壞了，因為ORION 鈉表的PMA板是塊典型的單片機電路，使儀表運行程序無法通過自檢，更換了EPROM后儀表能夠通過自檢了，但有如下現象：

按下“ERROR”鍵，儀表顯示硬件故障代碼“E01”錯誤，查找相關故障處理表，提示校驗失敗，于是開始進行校驗，但在采用兩點法校驗（DAK）過程中，儀器再度死機。在加標準試劑2這一步時，儀表顯示值無變化，按任何鍵無效。

按下儀表“RESTOR”按鈕，重新啟動儀表，等待一會后，儀表顯示20.0ppb，按“TEST”鍵檢查其溫度顯示“1……”，mv值為“1……”。按“ERRO”鍵發現有“E05”故障代碼。

2 故障分析與處理

（1）根據以上故障現象，查閱ORION 1811微鈉表說明書，“E05”錯誤代碼是“E01”和“E04”的組合，“E01”錯誤代碼意思是儀表使用系統默認值，由于剛啟動或復位按鈕按下后，儀表沒有校準；“E04”錯誤代碼意思是自動溫度補償探頭或有關電路故障。根據對儀表的了解，肯定得先消除“E04”錯誤。

（2）首先，關閉儀表電源，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象仍然如此。用萬用表檢查溫度探頭，測量其電阻為109.7Ω，屬正常。再用萬用表、示波器逐級檢查（接線端子、電阻、電容、放大器等），都未發現什么破綻，但檢查到A/D轉換器Z5集成塊的時鐘頻率輸入腳，即22腳無100kHz的信號輸入，所以Z5無法正常工作，查看1811EL電路圖（簡圖如下），說明該信號是由觸發器Z8提供。

（3）對電路進行分析和研究并查閱相關資料，8040單片機采用40引腳雙列直插封裝（DIP）方式，CPU 8040有4個雙向I/O口，每個口有8條線共占32個引腳。剩余8個引腳分別為：電源、地線、接石英晶體（兩根）、復位和三個特殊功能引腳（ALE、EA、PSEN）。有的引腳名稱上有一個橫線，這個橫線說明當此腳為低電平時此功能有效，無橫線的在高電平時有效。各引腳功能：4個I/O口分別為P1、 P2、P3、 P4。每個引腳再加小標號，比如P10……p17等。在應用中，P0口和P2口一般用于擴展存儲器（如連接EPROM）；P3口的WR和RD配合擴展存儲器使用；只有P1腳可以全部獨立使用。CPU8040的ALE腳平時總是以振蕩器頻率的1/6的恒定速率發出脈沖信號，即使在不對外部存儲器訪問時也是如此，先檢查CPU的ALE腳的輸出信號，是正常的，也許問題就出在Z8芯片上。由于Z5 7315片內無時鐘，是利用CPU 8039提供的ALE信號經過Z8 74C74二分頻后獲得，二分頻電路使用雙D觸發器，各引腳功能：CP為時鐘輸入端；D為數據輸入端；Q為數據輸出端；R為復位端；S為置位端。檢查發現觸發器Z8的5腳和9腳的確沒有脈沖信號輸出，再用萬用表檢查到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板測量R50和R51的阻值在2.11MΩ左右，這屬于不正?，F象。

取下電阻再次測量，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無時鐘脈沖輸出，使Z5也不能正常工作，所以才會出現“E04”錯誤代碼。更換兩支10K電阻后，儀表只有“E01”錯誤代碼了，把鈉表重新校驗一次后能夠進行正常的測量和分析了。

3 結束語

本文對 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，在處理第二個故障時，它很可能把我們誤導（因為儀表報警錯誤提示是自動溫度補償電路故障），所以，遇到此類故障應該全面考慮，逐步地檢查電路，這樣才能完全解決儀表故障。

參考文獻

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