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电子秤XK3190系列典型控制仪表的原理与常见故障

时间:2018-01-18 09:58 来源:http://www.shslcz.com 点击数:

本文详细介绍了 XK3190-C602C8两种仪表的工作原理与常见故障分析,并举例说明故障的原因及解决方法,以便我们在今后的工作中更好的掌握。

XK3190-C602C8两种仪表都是某称重系统有限公司生产的典型控制仪表,可方便地与电阻 应变式传感器连接组成电子配料秤、定量包装秤、 定值秤、分选秤等,广泛用于各种高速度与高精 度称重要求的控制场合。下面我们分别介绍它们 的工作原理及常见故障的具体分析。

一、XK3190- C602原理与常见故障分析

XK3190-C602仪表是一款专用于定量配料、 分选等应用的称重显示控制器。整个仪表由电源 电路、显示电路、A/D转换电路、通讯电路、键盘 电路以及其它功能电路组成。C602线路板由主板 (包含AD板)、电源板和显示板组成,各部分连接 采用接插件互连。

(一)仪表主板

如图1所示,图中标注了主要集成电路芯片, 其中 MCU 为 STM32F101RBU12 为 74HCT273 U1374HC245当仪表工作不正常,且电源板 电压正常情况下,可以检查SPXNL3M3—3.3的电 压输出是否是3.3V芯片中间脚和上面大面积的 管脚为3.3V端。若标率掉电丢失,检查芯片AT24C04工作参数丢失,检查芯片AT24C256; RS232通信不正常时,若仪表参数设置无问题, 检查ZT3232ECN;RS422/485工作不正常时, 检查芯片ZT349L;打印不正常,检查芯片 74HC573;输入不正常工作则,检查电源板、显示 板输入通路是否连通,主板上主要检查U13; 出不正常工作,检查电源板、显示板输入通路是 否连通,主板上主要检查U12;出现不能正常称重、标定时无码值、标定时码值不变等现象,检 查接线是否正常,若正常,检查C602AD板电 路,电路如图2所示,其中主芯片为CS5532

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(1仪表显示板

C602显示板主要由数码管、两个CSL694 片、相关电阻电容组成,如图3所示。

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一般根据显示效果可以判断哪里损坏。显示 板除了显示、按键输入外,还有比较重要的作用 是连接电源板和主板输入、输出指示灯是由输入 输出电路直接驱动,与显示驱动芯片无关。如果 仪表的输入输出有问题或者电源板电压正常,主 板不正常,则需要检查显示板接插件部分是否可 靠连接。

(2)仪表电源板(如图4所示)。

C602电源板输出多路电压,包括稳压的+5V 和不稳压的+12V+18V电源、-18V电源,供开 关量输入、输出电路和模拟量输出电路使用。R11 为限制刚接通电源时的冲击电流的负温度系数热 敏电阻。由于电路存在高压,因此在维修中要特 别注意安全。通电前一定要先测量电路关键部分 如高压整流输出、次级整流输出等是否存在短路 情况。第一次通电时脸部要远离电路板,先短暂 通电一下,无异常时再继续接通电源。要带电检 测电路时,一定要小心谨慎,避免触及高频变压 器前的高压部分,特别是一定不要用示波器观察 初级部分的波形。需要观察高频变压器波形,只 能在次级线圈上观察。

①电源的常见故障

整流二极管、输入滤波电容击穿短路,一般 会有明显的烧痕,或自恢复保险丝等元器件炸裂 等现象。ACDC控制集成电路、高压开关管烧 毁、炸裂,引起的原因有:次级短路、次级整流 二极管焊反或虚焊、限制反峰电压的电容器击穿 等。电路不工作,或输出电压低,输出电压不稳 定,一般是元器件焊错、焊反、虚焊等原因造成。 AC DC开关电源的滤波电容应该用高频电解电容 器。如果主回路的滤波电容失效,会造成高压开 关管击穿烧毁,吸收回路的电阻也会有过热的迹 象。若无任何输出,可以从前端开始逐步测试, 图中标出C4的正极可以测试整流后电压,约为 300V直流,若不正常/ (包括0V,检查前面的保 险丝,共模扼流圈,整流二极管等;若正常,则 检测后面的开关管控制芯片、变压器等是否正常。

②电源板上包括的模拟量输出电路:

U9为电压基准;U11ADI公司的磁数据 隔离器,功能类似高速光耦;PWMLP州2为单 片机输出的模拟量输出控制的脉宽调制信号,现 C602只用了 PWML信号;R27C20组成RC 滤波电路,滤掉脉宽调制信号的交流分量,直流 电压分量等于脉宽调制信号的占空比乘以基准电 压,正比于输出的模拟量大小;U10Q3Q4 R6R7R38-R40JPR-JP3组成电压放大或电 压一电流变换电路,其中Q3Q4提高U10的驱 动能力,JPIJP3设置电路功能,Q2R26为输出 短路保护电路,L6L7C32R4L为防止外部干 扰的滤波电路和静电放电的泄放电路;D19是为了保证UL0的输出电压范围能满足功能要求。常 见故障有:电路元件损坏、装错、装反等。U11 (ADUML200)比较脆弱,如果装反即损坏,静电放 电亦能造成损坏

在输入输出有问题时可以检查TLP521相关 元件。仪表常用配套外围部件有继电器盒和扩展盒。 其中继电器盒中的继电器电路板图如图5所示,比 较简单,一般可以根据现象或目测元器件损坏。

二、XK3190 C8原理与常见故障分析

C8仪表主要用于称重控制领域,该表带有 232通讯、485通讯、大屏幕接口、模拟量输出等 接口。整个仪表由主板(包括MCUAD部分), 电源板电源、继电器输入、继电器输出)和显 示板显示、键盘输入组成。

(一)仪表主板

如图6所示,标注了主板中主要器件的名称 及其基本功能。MCU采用P89V51

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()仪表电源板

本仪表主要采用开关电源设计,电源板各功 能模块如图7所示。

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其基本原理与C602 般类似,常见故障等问 题参考C602电源板部分。

需要特别注意的是,C8仪表分为新旧两个版 本。与以往的C601仪表电源接线方式兼容,方便 用户直接替换C601仪表,新C8仪表的交流电源 线接线定义做了相应修改,与旧C8仪表不一致。 具体如图8所示。

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(1)C8后盖板电源接口定义从左到右依次 为:GND(地线)、N(零线)、L(火线)而旧C8后盖 板电源接口定义从左到右依次为:L(火线)、N(零线)、GND(地线),即L(火线)GND(地线)的位置定义是反的。考虑到可能会错误接线,电源接线 端子采用的是不同规格尺寸的。如果没注意该区 别而强行互换,错误接线,会使仪表机壳带电, 造成安全事故。请特别提醒客户注意使用。

(2)新C8电源接线端子采用与C60l兼容的 三孔头,型号为:2EDGT5.08—3(孔)C8电源 接线端子型号为:2EDGT5.08—3(),两者的规格

尺寸是不同的,如图10-11所示。

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(3)C8后盖板为防止和旧C8混淆,各安 装孔都做了相应调整,新旧后盖板不能互换,不 会发生装错现象。新旧后盖板的电源接口印刷的 定义符号不同。参见仪表电源接口图示。

(4如果要更换仪表电源板,必须将后盖板, 电源线接头同时更换。即电源板、后盖板、电源 接头(含电源线)必须成套更换。

(三)C8仪表旧电源板维修注意事项 (1)由于旧C8电源板上的二极管D9DLL (位 于黄色变压器左边)耐压值余量不多,如果客户 现场电源干扰严重,瞬间峰值超出250V容易造成D9DLL被击穿损坏,并进一步造成电源芯 片烧毁。维修部2010年10月份以后维修的LET C8仪表都要求将旧电源板上的这两个二极管更换 UF4007 (以前使用的是SBLL00,同时,{27 C8处电解电容需要更换为CD288H 22001UF/LV 以进一步提高仪表抗电源干扰性能。

(2如果维修部因为旧电源板损坏报废而更 换新电源板时,需要将后盖板和电源接头(含电 源线)同时配给客户。

(四)仪表显示板

显示板PCB图,如图12所示。

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该显示板主要控制芯片为CSL694该芯片主 要控制显示输出,以及读取键盘的输入信号。仪 表显示板主要由芯片CSL694数码管、LED指示 灯组成。

三、仪表故障分析举例

(1仪表不能点亮

首先使用排除法确定是主板的问题还是电源 板的问题,当电源板出现问题时检查电源板是否 有烧毁的地方,如果有,先更换器件,再查电解 电容是否有击穿的。然后检查是否有二极管烧坏, 再进一步检查三级管01和光电隔离PC817是否烧 坏。直到所有短路现象全部消失再开始通电。在 故障没有清除前不要通电以免故障进一步扩大, 烧毁已经换好的器件。如果是主板的问题先更换 程序,如果问题依旧,检查排阻是否损坏,如果 问题依然存在再检查CSL694芯片。

()仪表不能标定

首先检查传感器线是否接好,问题没有解决则检查AI部分是否有损坏,选择更换AD芯片, 如果在标定过程中显示ERR7请打开标定开关, 如果标率丢失请更换24C02

()设置参数丢失

检查芯片24C256一般情况为芯片损坏。

(四)I/O 口不能输入,继电器没有输出

先将仪表调到内码状态可以检测继电器是否 正常。并观察输入输出灯是否点亮。如果问题存 在可以检查单片机控制I/O的数据线是否短路。 P1.7 控制 101,P16 控制 102,P1.5 控制 103,P2.7 控制11,P2.6控制12,P2.5控制13。

()其他情况

时钟显示不对先调整时间再关机,如果设置 的时间没有保持,则检查时钟芯片或时钟供电电 源。ERRL不满足去皮要求,ERR2不满足置零要 求,ERR3开机置零超过置零范围,ERR4记录存 储超出,ERR5标定时输入满值位零,ERR6标定 加载重量太小,ERR8输入时间或日期有误,EKK 是打印的波特率设置不符合要求,0L重量超出满 值。通讯不正常请检查通讯芯片附件电容是否有 虚焊。

下面以C602仪表为例,说明C8C602仪表的拆装方法。

拆卸方法:将仪表后面板的螺钉全部卸下, 拿掉后面板,小心抽出上部电源板和下部主板, 即可调整相应的设置跳线。如果想在通电的情况 下检修仪表,可将显示板的四个固定螺钉卸下, 取出显示板。将显示板、主板、电源板、后面板 按装配关系拼装在一起,即可通电调试。注意AC—DC电源有高压部分,要特别注意安全。如果 只是检修显示板和主板,可将主板和电源板连接 在一起,再从显示板与电源板的连接件处接入 +5V电源即可工作。靠电路板边沿的两个孔为地, 紧靠地的两个孔为+5V检修C8主板的通讯口和 模拟量输出口必须有电源板,因为它们要用到 +12V-5V电源。

装配方法:小心将仪表主板和电源板沿着机 壳上的导槽插入,接近全部插入时,如果有较大 的阻力,仿佛有东西顶着,这时请千万不要硬插, 可晃动一下电路板,再小心插入。如果仍不能插 入,请检查一下连接器插针是否变形,显示板上 的双排孔插座是否有异常。电路板插到底后,再 将后面板装上,上好全部螺钉。注意,四角上的 螺钉是自攻螺钉,其余是M3x 6公制螺钉。检修 通电前要特别注意+3.3V+5V等电源对地没有短 路现象,以防故障扩大。在确定故障范围时,可 以先用好的仪表电路板替换可疑电路板以缩小检 查范围。