摘要：近年來，智能儀表的抗干擾和故障診斷問題得到了業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注，研究其相關(guān)課題有著重要意義。本文首先對相關(guān)內(nèi)容做了概述，分析了智能儀表的抗干擾措施，并結(jié)合相關(guān)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，分別從檢修電源單元故障等多個(gè)角度與方面，就智能儀表的故障診斷問題展開了研究，闡述了個(gè)人對此的幾點(diǎn)看法與認(rèn)識(shí)，望有助于相關(guān)工作的實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：智能儀表；抗干擾；故障；診斷

1、智能儀表的特點(diǎn)

1.1測量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和處理，是智能測試系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)。比較數(shù)據(jù)的分析和處理傳統(tǒng)的測試系統(tǒng)，為實(shí)時(shí)處理和測量結(jié)果修正智能測試系統(tǒng)軟件。不僅使人們脫離了繁重的手工數(shù)據(jù)處理操作，而且大大提高了精度和信號(hào)數(shù)字濾波采集、時(shí)間域和頻率域分析，以獲得更多的信息。

1.2對測量過程的控制和數(shù)據(jù)處理功能的軟件的智能化儀器，這使得它可以一機(jī)多用。智能電力需求分析應(yīng)用于電力系統(tǒng)，不僅可以測量不同功率，功率，電源電壓，電流，功率因數(shù)，頻率，也可以預(yù)設(shè)電源計(jì)劃，并結(jié)合自動(dòng)測量，打印，警告和許多其他功能。

1.3測量過程是在軟件的控制下，系統(tǒng)CPU的指揮下，按照軟件程序，常數(shù)值處理，各種轉(zhuǎn)換，邏輯，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成一個(gè)特定的動(dòng)作，使系統(tǒng)工作按一定的順序。例如：鍵盤掃描和測量范圍的選擇，開關(guān)閉合，數(shù)據(jù)采集，傳輸和處理，以及顯示和打印或是單片微控制器控制操作。

2、智能儀表的抗干擾措施

2.1電源系統(tǒng)

對電源系統(tǒng)采取抗干擾措施的方法很簡單，就是隔離開輸入輸出與系統(tǒng)及與系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的借口，這些被隔離開的部分需要互相保持獨(dú)立，避免出現(xiàn)彼此間相互影響。通常將電源系統(tǒng)隔離開的方法有兩種：直接使用DC/DC變換器，當(dāng)然這種變換器必須具有隔離直流的功能；為獲得不同的直流電源?？梢允褂镁哂袥]有直接關(guān)聯(lián)的變壓器的幾組次級(jí)輸出電壓，利用這些輸出電壓分別進(jìn)行濾波或者整流等處理。

2.2過程通道干擾消除

低壓信號(hào)是智能儀表中處理最多的信號(hào)，經(jīng)常需要使用長長的電纜將信號(hào)源和測量系統(tǒng)相互連接起來，這樣造成的后果就是過程通道的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)采集工作容易受到周圍強(qiáng)電設(shè)備的干擾破壞。

2.3主機(jī)單元配置干擾消除

2.3.1抑制數(shù)字輸入端噪聲

將RC濾波環(huán)節(jié)加入到數(shù)字電路的接口處，噪聲的影響可以利用其延時(shí)作用進(jìn)行控制；將施密特型集成電路加入到濾波器的輸出端，抑制輸入噪聲時(shí)可以選擇提高輸入端的噪聲容限。

2.3.2總線設(shè)計(jì)的可靠性

總線驅(qū)動(dòng)器的配置是為了在提高總線負(fù)載能力的同時(shí)，改善信號(hào)波形。總線信號(hào)的邏輯電平會(huì)因?yàn)榭偩€負(fù)載接近最大負(fù)載時(shí)受到影響，此時(shí)為了改善總線的不平衡程度可以鏈接I/O線至數(shù)據(jù)線，這種做法是為了提高系統(tǒng)的可靠性。

2.4軟件抗干擾措施

呈現(xiàn)毛刺狀以及作用時(shí)間短是干擾信號(hào)最為明顯的特點(diǎn)，為了保證采樣信號(hào)結(jié)果一直有效，可以重復(fù)采樣某一信號(hào)；反之多次采樣信號(hào)不一致的時(shí)候，就需要停止采樣并發(fā)出報(bào)警信號(hào)；

3、智能儀表的故障診斷

3.1檢修電源單元故障

開關(guān)電源因?yàn)楸旧砭哂须娐泛唵我约靶矢叩奶攸c(diǎn)，是大多數(shù)智能儀表供電時(shí)候的選擇。但是開關(guān)電源中基本上都采用了脈沖調(diào)制器，比如TOP220等型號(hào)，這種內(nèi)部將PWM控制器和MOSFEET功率開關(guān)管二合一的元件，因?yàn)閮?nèi)部有大功率元件所以容易出現(xiàn)問題。智能儀表的內(nèi)部空間設(shè)計(jì)較為狹窄，各元件之間的距離又比較接近，容易相互影響出現(xiàn)電解電容快速老化的情況。

3.1.1XMA-5600型智能儀表電源單元的檢修

該儀表的癥狀表現(xiàn)為沒有控制輸出和顯示。工作人員將其帶回檢修時(shí)進(jìn)行檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)位于儀表電源部分的線路板出現(xiàn)發(fā)黑現(xiàn)象，經(jīng)仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)發(fā)黑處正是TOP221元件的管腳，因此懷疑該元件損壞的元件是因?yàn)楣ぷ鲿r(shí)溫度過高導(dǎo)致的。清楚發(fā)生問題的地方后，檢修人員對電源部分進(jìn)行檢修，利用萬用表測試不加電的儀表時(shí)，發(fā)現(xiàn)TOP221發(fā)黑處已經(jīng)短路并且電源線路中保險(xiǎn)電阻已開路，這些都表示TOP221軟件已經(jīng)遭到損壞。處理措施為：換掉已經(jīng)損壞的元件，同時(shí)更換保險(xiǎn)電阻。經(jīng)處理后，智能儀表恢復(fù)通電，運(yùn)行正常。

3.1.2SWP-C90型智能儀表電源單元的檢修

該儀表的出現(xiàn)的故障為：儀表不顯示并且輸出部分表現(xiàn)正常。電路電源。微處理器電源和輸出電路電源共同組成了智能儀表電源。但結(jié)合出現(xiàn)故障的儀表所表現(xiàn)出來的癥狀，問題很大程度出現(xiàn)在顯示電源和顯示單元上，同樣經(jīng)過萬能儀表檢測，顯示電路的電壓為+5V，但供電電壓卻只有3V多，明顯存在供壓不足，電壓過低的現(xiàn)象。最終檢測人員確定問題出在穩(wěn)壓集成電路LM7805上，更換后問題依然沒有解決。后經(jīng)多次檢測，發(fā)現(xiàn)LM7805輸出端的濾波電容存在問題，更換之后問題得到解決。

3.2檢修輸出控制電路故障

智能儀表的輸出形式分為三種，分別是上下限報(bào)警、連續(xù)電流以及位式輸出。電流輸出之所以經(jīng)常出現(xiàn)故障，這和它本身的構(gòu)造有著密切的關(guān)系，可控硅的控制和驅(qū)動(dòng)是通過放大器控制三極管調(diào)節(jié)輸出電流的變化來進(jìn)行的，這就造成了在和外部強(qiáng)電連接時(shí)容易出現(xiàn)不確定因素，加上本身就存在調(diào)節(jié)電位器觸頭氧化和接觸不良的安全隱患，所以極易出現(xiàn)故障問題。

3.3檢修連接插頭故障

模塊化結(jié)構(gòu)因?yàn)楸阌谏a(chǎn)和維修，因此在智能儀表中被廣泛使用，但有利就有弊，模塊之間容易出現(xiàn)故障。就拿常見的SWP-90型儀表舉例來說，如果模塊間出現(xiàn)上面所說的問題，就會(huì)出現(xiàn)可以正?？厥褂幂敵隹刂疲菂?shù)顯示卻不完整，時(shí)好時(shí)壞的。

3.4檢查軟件故障

筆者就曾經(jīng)遇到過這樣一個(gè)問題，XMA-500溫控儀表出現(xiàn)了各參數(shù)無法修改的故障。筆者在對其進(jìn)行檢修時(shí)發(fā)現(xiàn)參數(shù)鎖處于鎖定狀態(tài)，參考儀表使用說明書時(shí)發(fā)現(xiàn)，只有修改參數(shù)鎖在能進(jìn)行參數(shù)修改。可是卻無法將參數(shù)鎖調(diào)整到0000狀態(tài)。最后確認(rèn)按鍵和電路正常之后，只能判定出現(xiàn)故障的是微處理器或者是儀表軟件，返回廠家進(jìn)行修理。

4、結(jié)束語

綜上所述，在今后的智能儀表抗干擾和故障診斷過程中，應(yīng)該加強(qiáng)對其關(guān)鍵環(huán)節(jié)與重點(diǎn)要素的重視程度，并注重其具體實(shí)施措施與方法的科學(xué)性。

參考文獻(xiàn)：

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