第五篇阀检仪工作原理及使用

1、第五章 阀检仪工作原理及使用5.1 概述检测 5.2 工作原理说明5.2.1 电源部分交流220V经电源模块输出+5和+12V两组直流电源，经0.1UF和220UF电容滤波。再经2K电阻串接电源指示灯。阀检仪开机后电源指示灯亮。电于部分电源理图如下：5.2.2 控制运行部分该机的控制运行部分由微处理器8052、地址锁存74LS373、随机存储6116、看门狗IMP706等组成。1、8052采用40脚双列直插封装：5V电源 VCC 40脚：主5VVSS 20脚 接地时钟电路引脚XTAL1（18脚）和（19脚）XTAL2接外部20M晶振。复位信号接9脚。看门狗监控信号接8脚。17、16脚数据存储器

2、读、写信号。3239脚数据总线及低8位地址线。2123脚高位地址线。28脚6116片选信号。10、11脚通讯信号送和接收。29脚外部程序存储器读选通信号。30脚地址锁存控制信号。31脚访问程序存储器控制信号。2、地址锁存器74LS373器74LS373是带三态输出的8D锁存器，三态控制端OE接地，以保持稳定输出的常通，它的三态输出还有一定的驱动能力。CP端与89C52的ALE（30）脚连接，每当ALE下跳时，373锁存低8位地址线A7A0，并输出供系统使用。74LS373各引脚功能：20脚接+5V电源。10脚接地。3、4、7、8、13、14、17、18脚为总线地址信号的输入。2、5、6、9、1

3、2、15、16、19脚为地址信号的输出。11脚接8052的30脚地址锁存控制信号。3、6116随机存储器随机存储器简称为RAM，用于存放运算中间结果，数据缓存和缓冲、标志位等。在单片机领域中也称之为数据存储器。6116随机存储器各引脚功能：24脚接+5V。12脚接地。9、10、11、13、14、15、16、17脚为数据总线信号。21脚写信号。20脚读信号。18脚为低8位地址信号。9、22、23脚为高位地址线。18脚片选信号。4、 看门狗IMP706IMP706能在上电、掉电期间或手动情况下产生复位信号，它内含一个1.6S的看门狗定时器的4.40V的电源电压监视器。另外还有一个1.25V门限的电

4、源故障报警电路，可用于检测电池电压和非5V的电源。IMP706各引脚功能；1脚：手动复位输入。2脚：+5V电源输入。 3脚：所有信号的基准地。 4脚：电源故障电压监控输入，当PFI小于1.25V时变为低电平。5脚：电源故障输出。6脚：看门狗输入，当WDI保持高电平或低电平达1.6S时可使内部定时器完成计数，并置为低。7脚：低电平有效的复位输出。8脚：看门狗输出，如果连接到MR将会触发复位信号。复位电路工作原理：因IMP706输出复位信号是低电平有效。但8052复位信号是高电平有效。当微机程序运行出错。706发出复位信号时，+12V经4.7K电阻在8052的9脚产生一个高电平使微机复位。当微机运

5、行正常时，706复位脚输出高电平，三极管饱和导通接地。+12V经4.7K电阻在8052的9脚产生一个低电平，微机正常运行。看门狗电路原理图如上：5.2.3 信号采集通道工作原理：信号采集通道由82C55、光电隔离管5214和其它分立元件等组成。82C55是可编程通用并行I/O接口，它采用40DIP结构，具有PA、PB、PC8位双向通用I/O口。本系统82C55是阀站开关量信号采集接口，它有24路开关量采集输入。82C55各引脚功能：2734脚为数据总线信号。35脚复位。6脚片选。8、9脚地址信号。36脚读信号。5脚写信号。光电隔离管5214又4个光电隔离管组成，每个光电隔离管有4个引脚，分别由

6、发光二极管和光控ce结组成，其目的是将内电源和外电源分开，有效的防止干扰。当微机采集到开关量信号后，+12V经1K的电阻减流后经面板上发光二极管指示，再经1K的电阻使光电隔离管的发光二极管发光，光控ce结饱和导通，+5V经ce结在82C55对应脚产生高电平，3.6K电阻一端接地。其中二极管IN4148反向保护，10UF电容抗干扰，1.5K电阻泄流。5.2.4 继电器输出控制部分工作原理：微机CPU 8052控制的对应脚产生高电平与2K上拉电阻使光电隔离管的发光二极管发光，光控ce结饱和导通。+12V一路经光控ce结，再经2K电阻分压后在NPN2222的基极加一个0.75V左右的电压使其饱和导通

7、继电器的一端接地，+12V经另一路直接在继电器线圈的一端加上一个高电平使继电器动作，输出控制信号。5.3 质检规程一、 本规程适应阀位（开关）检测仪（以下简称阀检仪）二、 本规程根据文档通讯协议及有关设计，阀检仪说明书及调整文件进行。三、 阀检仪功能检验项目包括硬件、通讯、功能和性能四、 阀检仪功能检验在阀检仪的测试平台上进行5.3.1 阀检仪功能检验的过程及步骤硬件部分：1、焊接工艺检查 11 检验PCB板是否有漏焊、虚焊、假焊。焊点是否光滑、圆润。元器件位置高矮是否正确，极性元件有无焊反。12 检查各端口信号线与PCB板是否一一对应以及焊接是否牢固，留线长度是否满足设计要求。

8、13 检查指示灯的正负极性。14 电源配线的颜色是否正确。2、装配工艺检查 21 主板：检验元器件装配是否平整，螺丝安装弹片等配套是否到位，以及它的装配情况。 22 UDP板：检查开关的操作灵敏性和可靠性，装配是否牢固，是否出现松动情况，钮子开关地线相通情况。 23 检查220V交流线短、断情况配线颜色。 24 检查12V与5V的正负极之间内阻情况。3 、绝缘性能检验使用兆欧表或用万用表200M欧档测量。用万用表200M欧档测量时，绝缘性能参考值为：外壳与接地线之间，万用表电阻值为0欧；外壳与220V电源相、零线之间，绝缘值为最大220V电源相、零线与12V之间，绝缘值为最大220V电源相、零

9、线与5V之间，绝缘值为最大以下上电检查，按照阀检仪检测细表带电测量项目各项进行检测4、内部电压检查测量芯片信号引脚电压，判断芯片是否正常工作；检查DB37插头上的电压，判断输出电压是否正常（附：阀检仪检测表）5、抗震性能检验振动试验:将整机固定摆放在测试台上作正弦振动试验, 整机按阀检仪企业标准 ，应符合相关的技术要求。51、阀检仪无工作电源，开启抗震器电源，振动10分钟，再插工作电源（停抗震器电源），阀检仪应为正常工作。52、阀检仪插上工作电源，运行，开启抗震器电源，振动4分钟，阀检仪应无死机、掉电等故障。53、试验完后检查,如有螺栓等装配件松动立即拧紧,通电再次检查排除有虚焊现象。6、干扰

10、试验后检验机电干扰以手电钻通电试验之，检查试验中不出现不正常的显示为正常。7、老化试验后检验71、整机按阀检仪企业标准及“连续运行72小时、无异常情况出现”的试验原则，检查试验中不出现不正常的显示为正常。72、在连续运行老化试验72小时，阀检仪插好工作电源，应运行正常。8、 负载检验81、单通道检验在阀检仪检验平台上，逐一接上DB37针插头，用钮子开关4KN（一端带有短路线）一一进行拨动，阀检仪面板相对应的指示灯应亮、灭正常，且指示灯亮度正常，则阀检仪单通道检验正常。82、多通道检验在阀检仪检验平台上，全部接上DB37针插头，用多个钮子开关4KN（一端带有短路线）进行拨动，阀检仪面板相对应的指

11、示灯应亮、灭正常，且指示灯亮度正常，则阀检仪多通道检验正常。83、满负载检验在阀检仪检验平台上，全部接上DB37针插头，用钮子开关4KN（一端带有短路线）全部进行拨动（短路），阀检仪面板所有的指示灯应亮、灭正常，且指示灯亮度一致，运行24小时工作正常，则阀检仪满负载检验正常。 通讯部分1 单通道检测1. 1 测试平台测试平台由一台交换机、一台电脑及网线构成。1. 2 测试步骤1） 把阀检仪接通电源，连上交换机，开启交换机和电脑电源。2） 启动wizport.exe测试软件。3） 新建一个接收端口，端口号应该和阀检仪端口适配。4） 设置好wizport.exe。（点击设置，在弹出窗

12、口设置，显示类型为16进制，选择显示发送地址）5） wizport.exe的界面上应该显示阀检仪发送的内容和地址。1.3 测试标准按顺序从左到右依次短接DB37的上下2排的同列针脚，wizport显示的最后一个数字应该按照01、02、04、08、10、20、40、80的规律变换，否则，视为不合格。1.4 破坏测试1） 将阀检仪放置在震动平台上，按照1.2的测试步骤，短接部分通道，观察wizport.exe的显示内容应该不变化，否则视为不合格。2） 按照1.2的测试步骤，短接部分通道，在阀检仪旁边开启手电钻，观察wizport.exe的显示内容应该不变化，否则视为不合格。2 通讯成功率检测2.1

13、 试平台测试平台由一台交换机、一台电脑及网线构成。2.2 测试步骤1) 把阀检仪接通电源，连上交换机，开启交换机和电脑电源。2) 启动wizport.exe测试软件。3) 新建一个接收端口，端口号应该和阀检仪端口适配。4) 设置好wizport.exe。（点击设置，在弹出窗口设置，显示类型为16进制，选择显示发送地址）5) wizport.exe的界面上应该显示阀检仪发送的内容和地址。2.3 测试标准测试工具统计10万次，其中超时0.5秒的次数小于20次，超时1s的次数小于5次，超时1.5秒的次数为0，否则视为不合格。 功能和性能测试。3.1 测试平台构成采用6楼测试平台，利用2

14、4伏阀站的寻优机阀站输出作为阀检仪的输入，输入数量为使用系统设计量，采用使用系统的DCS系统软件作为测试工具。测试设备清单为：24伏阀站寻优机4-12台，专用阀站转阀检仪输入转接器4-12个，交换机1台，寻优机机柜1个，电脑1台，阀检仪1台，网线若干。3.2 过程和步骤按照阀检仪质检平台原理图连接好各设备。1) 将检测厂家的寻优机程序芯片插入寻优机。2) 将检测厂家的上位机程序装入上位机。3) 运行上位机DCS程序进行程序完全性检测，依次点击阀检有关按钮，应该在1秒内弹出相关画面，各画面功能完全实现，否则视为不和格。4) 检查各专用阀站转阀检仪输入转接器钮子开关是否全部断开，运行30分钟，不出

15、现阀检错误警告，否则视为不合格。5) 行单炉阀位出错检测。依次拨动专用阀站转阀检仪输入转接器上钮子开关，观察下位机运行到对应的阀门关闭的步序时在3秒内应该出现阀位出错警告画面并提示停炉，否则视为不合格。6) 拨掉阀检仪网线，应该弹出阀检仪或通讯故障警告窗口，并弹出“全面阀检错误，请确定是否油压故障停炉“的倒计时15秒的换面及声音报警，在报警倒计时未结束时不应出现全面停炉现象，报警倒计时结束后应该全部停炉，否则，视为不合格。5.4 通讯协议阀检仪采用UDP通讯协议和RS232通讯，接线图如下：上图中JUDP为UDP板上的6针插头，J阀检仪为阀检仪主板上的5针接头。以上5根线必须连接。上图为UDP

16、板输出到阀检仪的DB9插头接线图。阀检仪采用RS232和UDP2个通讯协议并存的设计。通讯协议如下：1、 通讯帧格式如下：FF1234567891011SUM1） 每包数据第一字节为包头FF。2） 第1、2、3、4字节为开关状态，每一个二进制位代表一个开关的状态。3） 5、6、7、8、9、10、11位为空。4） SUM位为和校验。整个包由13个字节组成。5） 阀检仪为主动发送，每隔0.48s发送一次与阀检仪相连的开关状态。2、 程序设计应该注意的问题：1） 因为干扰等问题，可能导致传输出错，因此应该做好容错保护。2） 因为运行及其他故障，可能导致阀位检测中止，因此程序里应该做好阀检故障的防护。

17、5.5 系统集成5.5.1 阀检仪正面图1、 指示灯l 电源指示：指示阀检仪电源的工作状态。电源指示灯亮，表示阀检仪电源工作正常。电源指示灯不亮，表示阀检仪电源工作异常，阀检仪不能正常工作。l 工作指示：指示阀检仪CPU（89C52）的工作状态。工作指示灯闪动，表示阀检仪CPU工作正常。电源指示灯不亮或长亮，表示阀检仪CPU工作异常，阀检仪不能正常工作。l 阀位指示：指示阀检仪阀位的工作状态，由48个指示灯组成，每一个指示灯代表一个阀检通道。2、 接插件l 3芯电源插头：用于连接阀检仪电源输入线。l DB37针插头：用于连接阀检仪的阀位信号输入线和开关量输出控制线。阀检仪有3个DB37针插头。

18、l DB9针插头：用于连接阀检仪的通讯线。3、 保险管阀检仪上有一个保险管，内有一个1A的玻璃保险管。5.5.2 电源接入电源采用220VAC电源，通过1A保险管接入电源模块。电源模块接地通过三芯插头接地。左图为电路板接线图，上图为电源接入接线图。5.5.3 通讯线路接线图参见第三章。5.5.4 传感器接线图。开关量输入传感器可以是触点类开关量（jiejin2）、二线制电容接近开关（jiejin2）、二线制电感接近开关（jiejin2）、三线制PNP接近开关(PNP)、三线制NPN接近开关(NPN)、各类开关通过跳线调节。跳线图如下绿色部分：传感器连接线和DB37接头连接图如下：l 1#DB3

19、7针插头JA、JB是开关量控制输出的一对继电器常开触点，共有六个开关量控制输出。Cn、Dn是阀位信号输入，共有1-12#通道计12路阀位信号输入。对二线制类型开关，Cn、Dn是第N位阀位信号输入。对三线制类型开关，Cn是第N位阀位12V电源正极、Dn是第N位阀位信号端、1脚为12V电源负极（共用）。l 2#DB37针插头 C、D是阀位信号输入，共有13-30#通道计18路阀位信号输入。Cn、Dn是阀位信号输入，共有1-12#通道计12路阀位信号输入。对jiejin2类型开关，Cn、Dn是第N位阀位信号输入，对三线制类型开关，Cn是第N位阀位12V电源正极、Dn是第N位阀位信号端、1脚为12V电

20、源负极（共用）。l 3#DB37针插头 C、D是阀位信号输入，共有31-48#通道计18路阀位信号输入。Cn、Dn是阀位信号输入，共有1-12#通道计12路阀位信号输入。对jiejin2类型开关，Cn、Dn是第N位阀位信号输入，对三线制类型开关，Cn是第N位阀位12V电源正极、Dn是第N位阀位信号端、1脚为12V电源负极（共用）。 5.5.4 外形尺寸1、 阀检仪的外形尺寸为306×1552、 阀检仪的安装尺寸为320×1705.6 生产流程5.6.1 阀检仪生产流程 1、生产前准备工作首先整理好工作台面，以免擦伤和损换元件；准备工具；准备所有的元件和部件，（按照阀检仪的元

21、件清单到仓库领取；外壳和电源模块在生产部自备；元件清单见附页）。2、生产焊接工作焊接前，检测好元件和印刷线路板、外壳（印刷线路板、外壳用目测，印刷线路板主要看线路是否符合标准，外壳主要看面板上的字体是否符合要求，外壳是否变形）；按照先难后易，先低后高的原则，依次焊接贴片元件、二极管、芯片和芯片座、排阻、插接件、指示灯、通信接口插座和DB37针插座，电源接线端子，UDP板的两组接线；内部短路线的位置根据客户的阀检装置情况，由技术部确定。、生产自检工作焊接完毕后进行自检。包括检查焊点，元件是否焊接正确，是否有虚焊、漏焊和短路现象。整理完毕接上电源插头和保险座（1A保险），准备通电测试；确认焊接无误

22、后可初步通电检测，看模块电源是否工作正常，电源指示灯是否亮。、功能检测按照阀检仪的检验规程进行软硬件检测。、外壳组装检测好的阀检仪包括裸机，主芯片，UDP板，再开始装外壳，固定主板 ，固定UDP板，之后在外壳上贴上UDP板上通信地址，即可入库备用。、系统集成联试在进行系统集成时，根据系统的需要，领用入库备用的阀检仪，装到采集柜进行进一步的检测，主要是让它试运行。待系统集成后联试检测，并随系统一起发货。5.6.2 阀检仪设备清单印制版（0406613） 1块贴片电阻：1K 60个 3K 1个 47K 1个 100 4个 2K 55个贴片电容：0.1uF 6个 30PF 2个排阻：3.3K*4 1

23、2个 2K*8 1个1K*8 6个 电容：10uF 48个 1uF（钽电容） 4个三极管：KSP2222 1个二极管：IN4148 54个发光二极管： 52个芯片：521-4 14个8255 2个6116 1个373 1个IMP706 1个MAX232 1个晶振：11.0592 1个IC40P 1个 IC24P 1个电源模块AC/DC 1个DB-9插座 1个DB-37插座 3个三芯航空插头 1个 外壳 1个 5.7 阀检部分在DCS中代码分析5.7.1 阀检程序与DCS程序关联部分 DCS接收阀检指令数据部分（DDE通讯方式）Private Sub Form_LinkExecut

24、e(CmdStr As String, Cancel As Integer) Dim i As Long, j As Long Dim strSend As String On Error Resume NextSelect Case (Mid(CmdStr, 1, 1)/接收阀检程序反馈的加煤信号，并在DCS数据库中保存，以备查询 Case ">" Cmd.CommandText = "Select*from JiaMei" rs.OPEN Cmd, , adOpenDynamic, adLockOptimistic rs.AddNew rs(&

25、quot;WDate") = Date rs("WTime") = Time rs("UserID") = UserID rs("LhID") = Val(Mid(CmdStr, 2, 2) rs.UpDate rs.Close Set rs = Nothing strSend = ">" & Mid(CmdStr, 2, 2)SendMsg strSend /主机转发加煤信号 /接收阀检程序反馈的停炉信号，当判断阀位出错时给DCS停炉指令 /转到阀检停炉连锁保护函数 Case "

26、!"StopStoven (Val(Mid(CmdStr, 2, 2) /接收阀检程序反馈的运行状态信号 Case "*"cmdFj(1).Caption = Mid(CmdStr, 2, Len(CmdStr) - 1) /接收阀检程序反馈的采集其它开关量信号 Case "F" For i = 0 To 11 Signal(i + 160).CalValue = Val(Mid(CmdStr, 2 + i, 1) Next End Select Cancel = FalseEnd Sub DCS发送数据给阀检程序部分（DDE通讯

27、方式）DCS发送数据给阀检程序部分数据发送在中断接收到寻优微机上传数据，并完整分解后进行 /在停炉时发送停炉帧数据（炉号，步序，时间，循环数）If Fj_Run Then SendStoveStep ID + 1, 0, .Counter, .Cycle/在开炉时发送运行帧数据（炉号，步序，时间，循环数），考虑热回收If blnRHS(ID) = True And .CurrentStep = 1 Then .CurrentStep = 17End IfIf Fj_Run Then SendStoveStep ID + 1, .CurrentStep, .Counter, .CycleIf .

28、CurrentStep = 17 Then .CurrentStep = 1 End If/DCS对阀检程序的数据转发函数（定长格式数据）Private Sub SendStoveStep(ID As Long, step As Long, Counter As Long, Cycle As Long) Dim msg As String On Error Resume Next msg = ">" & Format(ID, "00") & Format(step, "00") & Format(Coun

29、ter, "00") & Format(Cycle, "00") LinkAndSendMessage_FJ msgEnd Sub/阀检与DCS的DDE通讯接口函数（采用DDE冷链接方式发送数据）'函数名：LinkAndSendMessage_FJ'参 数：String msg 发送字符串' COILRD 阀检服务程序名' CSYFFJ 话题名'返回值：Nothing'描 述：处理DDE发送Public Function LinkAndSendMessage_FJ(ByVal msg As Stri

30、ng) On Error GoTo ErrHandle Dim T As Long With frmMain .txtValve.LinkMode = 0 .txtValve.LinkTopic = "COILRD|CSYFFJ" .txtValve.LinkMode = 2 .txtValve.LinkExecute msg T = .txtValve.LinkTimeout .txtValve.LinkTimeout = 1 .txtValve.LinkMode = 0 .txtValve.LinkTimeout = T End With Exit FunctionEr

31、rHandle: Err.ClearEnd Function DCS部分连锁停炉保护函数/连锁停炉保护函数Fj_CountAll :接收停炉指令Fj_CountAll次后停炉Fj_StopNum :阀检停炉保护台数，在Fj_StopTime秒内最多能停炉台数Fj_StopTime :阀检停炉保护时间Private Sub StopStoven(stoven As Long) Static Stop_Numer As Long Static t As Long Dim i As Long Dim Send_Data As String On Error GoTo Label_err Fj_Count(stoven) = Fj_Count(stoven) + 1 If Check_FJ(stoven - 1).Value = 1 And Fj_Count(stoven) >= Fj_Coun