智能儀表的抗干擾和故障診斷

摘要：近年來，智能儀表的抗干擾和故障診斷問題得到了業內的廣泛關注，研究其相關課題有著重要意義。本文首先對相關內容做了概述，分析了智能儀表的抗干擾措施，并結合相關實踐經驗，分別從檢修電源單元故障等多個角度與方面，就智能儀表的故障診斷問題展開了研究，闡述了個人對此的幾點看法與認識，望有助于相關工作的實踐。

關鍵詞：智能儀表；抗干擾；故障；診斷

1、智能儀表的特點

1.1測量數據的存儲和處理，是智能測試系統的主要優點。比較數據的分析和處理傳統的測試系統，為實時處理和測量結果修正智能測試系統軟件。不僅使人們脫離了繁重的手工數據處理操作，而且大大提高了精度和信號數字濾波采集、時間域和頻率域分析，以獲得更多的信息。

1.2對測量過程的控制和數據處理功能的軟件的智能化儀器，這使得它可以一機多用。智能電力需求分析應用于電力系統，不僅可以測量不同功率，功率，電源電壓，電流，功率因數，頻率，也可以預設電源計劃，并結合自動測量，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CPU的指揮下，按照軟件程序，常數值處理，各種轉換，邏輯，驅動執行機構完成一個特定的動作，使系統工作按一定的順序。例如：鍵盤掃描和測量范圍的選擇，開關閉合，數據采集，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

對電源系統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及與系統相關聯的借口，這些被隔離開的部分需要互相保持獨立，避免出現彼此間相互影響。通常將電源系統隔離開的方法有兩種：直接使用DC/DC變換器，當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。可以使用具有沒有直接關聯的變壓器的幾組次級輸出電壓，利用這些輸出電壓分別進行濾波或者整流等處理。

2.2過程通道干擾消除

低壓信號是智能儀表中處理最多的信號，經常需要使用長長的電纜將信號源和測量系統相互連接起來，這樣造成的后果就是過程通道的實時控制和數據采集工作容易受到周圍強電設備的干擾破壞。

2.3主機單元配置干擾消除

2.3.1抑制數字輸入端噪聲

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

2.3.2總線設計的可靠性

總線驅動器的配置是為了在提高總線負載能力的同時，改善信號波形?？偩€信號的邏輯電平會因為總線負載接近最大負載時受到影響，此時為了改善總線的不平衡程度可以鏈接I/O線至數據線，這種做法是為了提高系統的可靠性。

2.4軟件抗干擾措施

呈現毛刺狀以及作用時間短是干擾信號最為明顯的特點，為了保證采樣信號結果一直有效，可以重復采樣某一信號；反之多次采樣信號不一致的時候，就需要停止采樣并發出報警信號；

3、智能儀表的故障診斷

3.1檢修電源單元故障

開關電源因為本身具有電路簡單以及效率高的特點，是大多數智能儀表供電時候的選擇。但是開關電源中基本上都采用了脈沖調制器，比如TOP220等型號，這種內部將PWM控制器和MOSFEET功率開關管二合一的元件，因為內部有大功率元件所以容易出現問題。智能儀表的內部空間設計較為狹窄，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

該儀表的癥狀表現為沒有控制輸出和顯示。工作人員將其帶回檢修時進行檢查時，發現位于儀表電源部分的線路板出現發黑現象，經仔細檢查發現發黑處正是TOP221元件的管腳，因此懷疑該元件損壞的元件是因為工作時溫度過高導致的。清楚發生問題的地方后，檢修人員對電源部分進行檢修，利用萬用表測試不加電的儀表時，發現TOP221發黑處已經短路并且電源線路中保險電阻已開路，這些都表示TOP221軟件已經遭到損壞。處理措施為：換掉已經損壞的元件，同時更換保險電阻。經處理后，智能儀表恢復通電，運行正常。

3.1.2SWP-C90型智能儀表電源單元的檢修

該儀表的出現的故障為：儀表不顯示并且輸出部分表現正常。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。但結合出現故障的儀表所表現出來的癥狀，問題很大程度出現在顯示電源和顯示單元上，同樣經過萬能儀表檢測，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，電壓過低的現象。最終檢測人員確定問題出在穩壓集成電路LM7805上，更換后問題依然沒有解決。后經多次檢測，發現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，分別是上下限報警、連續電流以及位式輸出。電流輸出之所以經常出現故障，這和它本身的構造有著密切的關系，可控硅的控制和驅動是通過放大器控制三極管調節輸出電流的變化來進行的，這就造成了在和外部強電連接時容易出現不確定因素，加上本身就存在調節電位器觸頭氧化和接觸不良的安全隱患，所以極易出現故障問題。

3.3檢修連接插頭故障

模塊化結構因為便于生產和維修，因此在智能儀表中被廣泛使用，但有利就有弊，模塊之間容易出現故障。就拿常見的SWP-90型儀表舉例來說，如果模塊間出現上面所說的問題，就會出現可以正?？厥褂幂敵隹刂?，但是參數顯示卻不完整，時好時壞的。

3.4檢查軟件故障

筆者就曾經遇到過這樣一個問題，XMA-500溫控儀表出現了各參數無法修改的故障。筆者在對其進行檢修時發現參數鎖處于鎖定狀態，參考儀表使用說明書時發現，只有修改參數鎖在能進行參數修改?？墒菂s無法將參數鎖調整到0000狀態。最后確認按鍵和電路正常之后，只能判定出現故障的是微處理器或者是儀表軟件，返回廠家進行修理。

4、結束語

綜上所述，在今后的智能儀表抗干擾和故障診斷過程中，應該加強對其關鍵環節與重點要素的重視程度，并注重其具體實施措施與方法的科學性。

參考文獻：

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