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部分厂家生产的出租车计价器采用液晶(LCD)显示，夜间营运时借助其背光源才能看清显示屏上的营运数据。下面以湖南某公司生产的HCC168型税控计价器为例介绍其背光源电路的工作原理并进行故障分析。

　　一、工作原理

　　为延长背光源使用寿命，该机背光源设计成间隙工作状态，背光源是否工作由CPU(89C52)通过检测计价器的工作状态进行控制。当计价器处于重车或按键操作状态时，背光源长亮。计价器转入空车状态后，经一定时间的延时，受控于CPU的控制电路切断振荡电路的工作电源，从而使背光源熄灭。一旦计价器转入重车状态或触动计价器面板按键等，则背光源电路立即恢复工作。具体工作过程如下:

　　1.计价器处于重车或按键操作状态时，D7(89C52)第12脚输出的背光源电源控制信号为高电位4.6V，此信号至D8(74HC14)，经D8两级串联的非门电路进行脉冲整形后，D8第6脚仍输出高电位至三极管V24(9013)b极，使V24导通。V24的导通为三极管V26(9012)提供了基极电流通路，从而V26也导通。V26的e极接在整机的12V电源正端，c极接振荡电路的工作电源输入端，因而它的导通为振荡电路提供了12V工作电源。振荡电路由三极管V25、V27和变压器T1的初级组成。振荡电路工作时，T1的次级感应出约110V的交流电压，此电压直接作为背光源的工作电压使背光源发光。

　　2.当计价器转入空车状态后，如果不进行任何按键操作，则在延时(120～150)s后，D7第12脚输出的控制信号转变为低电位0.1V，同样D8第6脚也变为低电位，使V24、V26都截上，振荡电路失去工作电源电压而停止工作，T1次级无电压输出，背光源熄灭。此时计价器若再次转入重车状态，或者触动面板按键，则D7第12脚立即转为高电位，从而控制背光源发光。

　　二、故障分析

　　1.计价器背光源不亮或亮度不够时，在计价器通电时测量背光源两脚间是否有70V左右的交流电压(此电压空载时约110V)，若电压正常则肯定是背光源损坏或老化，更换即可。

　　2.如背光源两脚间无电压，则在主电路板上测量T1次级两脚间电压。如该处电压正常，则是T1次级到背光源引脚之间的接插件、连接线或印刷电路板开路。

　　3.T1次级也无电压，则先让计价器断电，然后测量T1各引脚之间的直流电阻。正常时其1～2脚和2～3脚之间都为18Ω左右。4～7脚之间为600Ω左右。初、次级之间阻值无穷大。发现异常则为T1损坏。如T1正常但其初次级仍无交流电压，此时测量T1初级三脚对地直流电压，正常时应都为12V。如直流电压正常，则为振荡电路未工作，检查V25、V27、R32、R33、R34。如T1初级直流电压异常，则为电源控制电路故障。这时可先测量V24 b极有无0.6V直流电压，如有则需检查V24、V26、R35、R36是否正常。如V24 b极电压异常，则确认R30、V24是否正常，如都正常，则顺此支路向前逐一测量检查R24、V20、D8等元件。

　　总之，在分析和处理电路故障时，在了解其工作原理的基础上，才能做到有的放矢。

一、压力表示值变化的规律

　　1.压力表在整个行程中连杆移动和角度的大小与指针在刻度盘上偏转角度的大小成正比例关系。按要求指针在全行程中转动的角度，应与刻度盘上所刻角度的大小相等，即以270度时为佳。否则，中间刻度的两侧示值将出现快、慢变化的不同，产生非线性误差。

　　2.顺时针转机芯，刻度前半部指针走得慢，刻度后半部指针走得快。逆时针转机芯，刻度前半部指针走得快，刻度后半部指针走得慢。

　　3.改变连杆与扇形齿间夹角的大小，可以调整非线性误差。调小连杆与扇形齿间夹角，指针在前半部分刻度走得快，指针在后半部分刻度走得慢。调大连杆与扇形齿间夹角，则相反。

　　4.改变示值调整螺钉的位置，可以调整线性误差。示值调节螺钉往右(下)移，指针走得慢；示值调节螺钉往左(上)移，指针走得快。

　　5.自由端向左扳(移)，刻度前半部指针走得快，刻度后半部指针走得慢。自由端向右扳(移)，刻度前半部指针走得慢，刻度后半部指针走得快。指针处于满度时的误差，常是因为初始角小，未到满度连杆已被拉足，限制了自由端位移的变化量，一般多采用扳(移)自由端办法。扳自由端的方向，则与上面方法相反。

　　二、根据示值变化的规律对压力表示值误差进行调整

　　1.被检表误差总是增加或减少一个固定值。它是由于指针安装不正确而引起的示值误差，只要重新起针调整指针的安装位置即可解决。

　　2.被检表误差成比例地增加或减少。这类误差主要是传动比有了变化而产生的，只需要移动一下示值螺钉就能消除。被检表误差逐渐增大时，将示值螺钉往右(下)移，扩大扇形齿轮短臂的臂长，将传动比调低。误差逐渐减小时，应将示值调节螺钉往左(上)移，缩小扇形齿轮短臂的臂长，将传动比调高。这种调节方法也就是我们通常所说的“大开小合”的调节法。

　　3.被检表示值先后快慢不同，也就是产生了曲线性误差。这种误差的产生，是由于全行程中指针的转角大于或小于度盘上标度角。调整的方法是变更连杆与扇形齿间的夹角。示值先快后慢时，逆时针方向旋转机芯或将自由端向外移，扩大连杆与扇形齿间的夹角；示值先慢后快，则调法相反。另一种调整方法是，采用中间刻度起针，起针后增减一相同压力值，要求指针向左右两侧偏转的角度相等，并与中间刻度左右相邻两个带有数字的刻度相对正，经过调整后，再重检一遍或进一步调整。当机芯安装不正、度盘偏斜、指针轴不在弹簧管圆弧中心或度盘孔中心，也会出现这种快、慢不同的现象，应松开机芯固定螺钉，适当调整机芯位置或微动度盘加以解决。

　　4.仅某一点超差。让指针停在该刻度上，检查各零件间配合情况，传动轴孔是否受阻、连杆是否灵活、齿牙口啮合点有无损伤、异物等，如有，加以排除。某点出现正误差时，常是因齿牙啮合点有污物、毛刺；出现负误差时，多由于齿牙的形损或伤齿造成。齿牙损伤严重者，应更换新件。

一、系统故障的基本分析方法

　　1.在分析故障前，要比较透彻地了解有关控制系统的工艺生产过程、工艺情况及特殊条件，了解控制系统的设计方案、设计意图、系统结构特点、控制器参数要求、各种仪表的性能特点等。

　　2.在分析和检查故障之前，还要向现场操作人员了解生产的负荷、原料等是否有变化，再对仪表的记录曲线进行综合分析，以初步确定故障原因和故障所在。

　　3.如果仪表记录曲线呈直线而不变化，或记录曲线原来为波动，现在突然变成一条直线，这种情况下，故障很可能是在仪表部分。因为记录仪表的灵敏度较高，参数的变化应该能反映出来。此时可人为改变工艺条件(参数)，如果记录曲线仍不响应，则大致能断定是仪表系统出了问题。

　　4.我们观察记录曲线时，发现记录曲线发生突变或记录指针突跳至大或小位置上，此时的故障也常在仪表部分。

　　5.问题出现以前，仪表记录曲线一直表现正常，出现波动后记录曲线变得毫无规律，或使系统难以控制，甚至连手操作也不能控制，此时故障可能是在工艺生产部分。

　　6.当我们发现控制室显示仪表不正常时，可以去现场观察同一直观仪表的指示值，如果它们差别很大，则很可能是仪表系统出现故障。

　　总之，分析故障原因时，除了要考虑到测量显示仪表系统外，还特别要注意被控对象特性的变化和控制阀特性的变化，这些都可能是出现系统故障的原因。所以要从仪表系统和工艺系统两个方面综合考虑，仔细分析、检查。

　　二、工业过程控制系统的故障分析

　　1.温度控制系统
　　需特别注意两点:一是系统普遍采用电动仪表，二是系统的滞后往往较大。
　　(1)如果记录仪表突然变到大或小时，常为仪表故障。因为温度系统滞后较大，不会发生突变。此时的故障原因常常是热电偶或热电阻引线断路、放大器失灵等。

　　(2)记录仪表指针出现快速振荡现象时，常为仪表PID参数整定不当等原因。

　　(3)记录仪指针出现大幅度波动，可能是由于工艺上工况有大的变化引起的；如当时工况上无大的变化，则常为仪表本身原因。此时可将控制器切换到手动操作，若波动大大减小，则为控制器本身故障，否则是记录仪放大器故障。

　　(4)控制器输出漂移或输出电流突然变为大或小，而同时温度记录值却无大的变化，常为控制器的放大器故障，或是输出回路有故障。

　　(5)当我们观察到控制器的输出电流回不到零点上，或在较大反偏差时输出反而增大时，考虑故障是否出在控制器本身，然后再考虑其他原因。

　　2.压力控制系统

　　下面以蒸汽压力自动控制系统为例来分析和判断故障。
　　(1)如果蒸汽管路压力记录突然降至零而安全阀起跳时，此时是仪表出现故障。这种故障一般发生在引压管到记录仪表之间。控制阀开度发生突变，引起蒸汽压力骤增而记录仪无反应，这时可先转入手动遥控控制阀，再处理系统仪表故障。

　　(2)蒸汽管路的压力记录值没有规定值，而安全阀起跳，这时可互相对照其他相关仪表(特别是该蒸汽系统温度指示值)。如果各点温度正常，证明安全阀没有调整好。如果各点温度升高，则是压力记录值低于真实压力，应检修仪表。

　　(3)观察压力波动时，发现压力示值有快速振荡现象，这时要从控制器参数整定值及非仪表方面查找原因。

　　(4)当发现压力波动较大，但较缓慢时，建议从生产工艺上查找原因。

　　(5)生产中负荷、加料、温度等起变化以及操作不正确时，均会引起设备内的压力变化，这时应从工艺操作上查找原因。

　　(6)平时要做到对每个仪表的压力波动情况心中有数，能分清是正常还是非正常情况，或能参照其他工艺参数情况做出正确判断。

　　3.流量控制系统
　　(1)流量记录值达到小时，则应检查现场一次仪表，如果正常，则是二次表出现故障。当现场一次仪表也指示小，再观察控制阀开度，若开度为零，则常为控制器到控制阀仪表之间的故障造成的。当一次仪表指示小，但控制阀开度正常，故障原因可能为:系统压力不够、泵堵、管路结晶以及操作失误等。若故障是仪表方面时，原因可能有:孔板检测时正引压管堵、变送器正压室漏、转子流量计转子卡在下部、椭圆齿轮流量计齿轮卡死或过滤网堵等。

　　(2)当流量记录值达到大时，则一次仪表也常常会指示大。此时可手动遥控控制阀，如果流量能降下来，则一般为工艺工况原因造成。若流量值降不下来，则可能为仪表方面的原因。

　　(3)如果流量波动较频繁，我们可将控制切换到手动，如波动仍频繁，则一般为工艺方面的原因。如果波动减少，则常是仪表方面原因或控制器参数整定不合适。

　　4.液位控制系统
　　(1)液位记录值变到大或小时，我们可检查一次仪表，如一次仪表正常，则为二次仪表故障。如二次仪表正常，则可手操控制阀检查液面指示是否有变化，若有变化，一般为工艺方面原因；若无变化，则很有可能是仪表方面的故障。

　　(2)带负迁移的仪表指示值若变到大，则可能是负压侧出现泄漏现象。如果由气相直接引到负压室的仪表指示值变到小时，可能是负压侧等液罐中液体上升过高，应及时排出。

　　(3)记录指针出现很快地波动现象，可能是控制器参数整定不合适、一次仪表振荡或仪表信号管路等故障。如波动较缓慢，常为工艺工况方面原因造成的故障。

　　以上只是简单介绍了常见的单控制系统的故障分析，而实际上化工过程中各参数间是密切联系、相互影响和依赖的，当几个系统同时投运后，则可能出现各系统间的相互干扰。这一问题可以从工艺合理性上考虑解决，也可以从设计复杂控制系统或引进控制方案等方面加以解决。