книги / Электронные приборы контроля и автоматизации нефтехимического производства

Г л а в а VIII

ОБЩИЕ ПРАВИЛА МОНТАЖА, ЭКСПЛУАТАЦИИ И РЕМОНТА ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРОВ

§ 1. Монтаж электроннь.х приборов

Электронные контрольно-измерительные приборы состоят обычно нз двух основных частей:

1) реагирующего на изменение параметра элемента, в общем случае называемого ч у в с т в и т е л ь н ы м э л е м е н т о м

или датчиком;

2) электронного измерительного прибора, который по им­ пульсу, полученному от датчика, изменяет положение показы­ вающей стрелки п переставляет регистрирующий и регулирую­ щий механизмы; этот прибор обычно называют в т о р п ч п ы м прибором.

В качестве датчиков применяются термопары, термометры сопротивления, термосопротпвленпя, пндукцпоппые катушки, системы электродов, фотоэлементы, счетчики радиоактивных ча­ стиц, всевозможные контактные устройства. Расположенпе, кон­ струкция и монтаж датчика определяются требованиями техно­ логического процесса. Здесь будут рассмотрены общие требова­ ния к монтажу вторичных электронных приборов.

От места установки электронного прибора в значительной степени зависит качество его работы. Помещение, в котором установлен электронный прибор, должно быть сухим, чпстым, светлым, температура в помещении допустима от 10 до 40° С. Электронный прибор имеет много деталей, тонких проводов, механизмов, которые легко могут быть повреждены в условиях сырого и холодного помещения. Влажный воздух, пыль, грязь понижают сопротивление между различными цепями прибора, нарушая его работу. Наиболее чувствительны к повышенной влажности, особенно при пизкой температуре в помещении, приборы с высокоомным входом: pH-метры, радиоактивные и фотореле. Наличие в атмосфере корродирующих газов отри­ цательно сказывается на работе прибора, так как это вызывает окисление контактирующих поверхностей (обмоток реохордов, контактов реле, зажимов и т. д.) и нарушение контактов.

231

Крайне вредно для электронных приборов наличие сильной вибрации. Небольшая и кратковременная вибрация не отра­ жается на показаниях электронных приборов, что является их положительным качеством, но длительная вибрация может при­ вести к ослаблению плотности соединении электрических кон­ тактов, к нарушению регулировки вибратора и реле и всегда приводит к сокращению срока службы электронных ламп.

К значительным нарушениям в работе большинства элек­ тронных приборов может привести наличие в местах установки датчика и вторичного прибора и местах прокладки линии от датчика сильных переменных магнитных полей, создаваемых мощными трансформаторами, электродвигателями и электромаши­ нами, сварочными аппаратами и т. д. Особенно опасны магнит­ ные поля для pH-метров, работающих по принципу преобра­ зования на частоте сети.

Если нет возможности расположить прибор в помещении, удовлетворяющем всем требованиям, нужно принять меры к тому, чтобы свести к минимуму действие неблагоприятных факторов. Прп наличии в помещении пыли, коррозирующих газов и при повышенной влажности нужно в первую очередь хорошо подогнать уплотняющие прокладки, заглушить лишние отверстия в корпусе прибора. Влажность внутри прибора можно понизить при помощи химических осушителей. Для этого внутрь прибора ставят сосутды с хлористым кальцием или силикагелем. Химический осушитель должен периодически подвергаться тер­ мической обработке для восстановления своих свойств.

Если приходится эксплуатировать прибор в помещениях с низкой температурой или вне помещения, прибор должен быть помещен в металлический защитный кожух илп будку, внутри которых устанавливают электрический или паровой подогре­ ватель, включаемый при падении температуры окружающей

щитах, чаще всего при утопленном монтаже. В этом случае необ­ ходимо иметь за щитом достаточное пространство для удобства монтажа и обслуживания прибора во время эксплуатации.

Большинство электронных приборов полностью или частично питается от сети переменного тока. Переменное напряжение, подводимое к прибору', доля;но соответствовать номиналу напря­ жения сети, на который рассчитан данный прибор. Отклонение напряжения сети от нормы в сторону повышения и в сторону' понижения вредно отражается на работе прибора, особенно на длительности работы электронных ламп.

Желательно подключать электронные приборы не к общей силовой линии, а к специальной линии питания приборов. В об­

232

щей линии, к которой подключены все силовые электрические устройства, неизбежны значительные колебания напряжения вследствие изменении нагрзтзки. Кроме того, в такой линии могут быть помехи, вызываемые токами высокой частоты, которые возникают в линии при появлении дуговых разрядов в различных аппаратах (сварочные аппараты, искренне щеток в электро­ двигателях).

Электронные приборы желательно включать в сеть не непо­ средственно, а через разделительный трансформатор Е Если напряжение сети соответствуют топ величппе, на которую рас­ считан прибор, трансформатор борется с коэффициентом транс­ формации, равным единице, в противном случае разделительный трансформатор берется понижающий или повышающий. На рис. 120 показано включение разделительного трансформа-

----------- 1

вторичной обмотки этого трансформатора должен быть заземлен. Заземление определенной точки вторичной обмотки значительно стабнлпзнрз'ст все явления, связанные с наводками технической частоты на входные цепи электронного прпбора. Это особенно важно для приборов с высокоомным входом и таких, измери­ тельные схемы которых питаются выпрямленным и стабилизиро­ ванным напряжением сети. Мощность разделительного транс­ форматора должна быть достаточной для питания электронного прибора. При перегрузке разделительного трансформатора пони­ жается напряжение его вторичной обмотки и искажается сину­ соидальная форма кривой напряжения.

Несколько электронных приборов может быть подключено к одному разделительному трансформатору" достаточной мощ­ ности.

В этом случае номинальная мощность разделительного транс­ форматора должна быть раза в полтора больше су ммы поминальных мощностей всех подключенных к нему" приборов. В противном случае при включении и выключении отдельных приборов бу'дет1

1 Для приборов с высокоомным входом и с малым диапазоном шкалы это условие обязательно.

изменяться напряжение на всех остальных. Если разделительный трансформатор используется не стандартный, а изготовляется специально, его нужно делать с электростатическим экраном между обмотками, который представляет собой один слой изоли­ рованного провода или незамкнутое кольцо из фольги. Экран должен быть заземлен.

В тех случаях, когда в сети наблюдаются резкие изменения напряжения (чаще всего быстрые понижения), выходящие из пределов ±10% , электронные приборы следует включать через специальные феррорезонансные стабилизаторы, что резко повы­ шает срок службы ламп и общую надежность приборов. Про­ мышленность выпускает ряд подобных стабилизаторов различ­ ных мощностей. Включать электронные приборы в сеть через автотрансформатор не следует, так как он не защищает от по­ мех, имеющихся в сети; в случае применения понижающего авто­ трансформатора обрыв его обмотки приводит к попаданию полного напряжения сети на прибор.

Разделительный трансформатор должен подключаться к сети через специальный двухполюсный рубильник Вк и предохра­ нители П. Для подвода напряжения сети к прибору приме­ няют медный провод сечением не менее 1 мм2 в резиновой изо­ ляции. Обычно применяют провода марок ПР-500, ПРГ-500, ПРТО — 500 и др. Провода прокладывают в стальных трубах диаметром V 2".

Ввод проводов в прибор во многих случаях следует герме­ тизировать при помощи специальных уплотняющих втулок. Если в комплект прибора такие втулки не входят, их нужно изготовить. Уплотняющие втулки необходимы в большинстве приборов с высокоомным входом (pH-метры, фотореле).

Нужно избегать наращивания проводов. Когда это необхо­ димо, следует обязательно прибегать к горячей пайке. Место сращивания нужно тщательно изолировать изоляционной лентой. По окончании укладки проводов нужно проверить сопроти­ вление изоляции их относительно земли при помощи мегомметра.

прибора. Лучше всего воспользоваться специальным заземлен­ ным контуром, используемым для заземления приборов. Если такое заземление в месте установки прибора отсутствует, следует его сделать, для чего нужно зарыть в землю на уровне грунтовых вод металлический лист, трубу или другой металлический предмет с большой поверхностью. К этому предмету заранее должен быть припаян или приварен медный и л и стальной провод боль­ шого сечения. К прибору от заземления должен быть подведен медный провод сечением не менее 2,5 мм2. Заземлению подлежат все металлические части прибора, не являющиеся элементами схемы (корпус, шасси), стальные и медные трубы электропро­ водки и пневмосистемы, а также металлические щиты и стенды.

234

Использования для заземления приборов контуров, приме­ няемых для заземления станин станков, электродвигателей и других агрегатов, следует избегать. Для заземления высокоомных приборов такие контуры вообще непригодны.

Пользоваться для заземления водопроводпой и отопительной системами можно лишь в лабораторпых условиях.

Требования, предъявляемые к электропроводке датчика, т. е. к проводам, соединяющим датчик с вторичным прибором, зависят от тппа датчика и прибора. Общим для большинства приборов является требование прокладывать провода к датчику также в стальных защитных трубах, причем обязательно отдельно от проводов сети. Специальные требовапия изложены при описании отдельных типов электронных приборов.

§ 2. Общие указания по эксплуатации электронных приборов

Все электронные приборы, применяемые в схемах контроля и автоматизации, являются надежными приборами, которые могут работать длительное время при условии их правильной, грамотной эксплуатации.

Прежде всего нужно следить за тем, чтобы условия, которые считаются нормальными для работы электронного прибора, со­ хранялись в течение всего срока его работы. Нужно системати­ чески следить за величиной переменного напряжепия сети, пода­ ваемого на прибор. Если эта величина по каким-либо причинам станет выходить за допустимые пределы, на которые рассчитан прибор, нужно принять немедленные меры для устранения этого.

В летние месяцы возможно повышение температуры в поме­

когда это возможно, временпо выключить его. При расположении прибора вне помещения в холодное время года следить за непре­ рывным действием системы обогрева.

В помещениях запыленных п с повышенной влажностью (выше 80%) особое внимание следует обращать на содержание в исправном состоянии уплотнений, предусмотренных конструк­ цией прибора. Если в приборе помещен химический осушитель, нужно следить за систематической его обработкой для восстано­ вления активности.

Трущиеся части приборов должны систематически смазываться специальным маслом. Сроки и способы смазки указаны в завод­ ских инструкциях; эти указания нужно строго выполнять. Осо­ бого внимания требуют реверсивные двигатели. Кроме система­ тической смазки подшипников через каждые 2—3 месяца, редук­ торы двигателей нужно пе реже одного раза в год полностью разбирать, детали промывать в бензине. После протирки деталей сухой, чистой тряпкой редуктор собирают и заливают новой смазкой.

235

Для бесперебойной работы электронных нриборон большое значение имеет своевременная замена изношенных электронных ламп. Лампы, как правило, теряют эмиссию ностенепно, что обычно проявляется в уменьшении чувствительности прибора. При правильной эксплуатации электронные лампы обычно рабо­ тают в приборе свыше 1000 час.

Заменять лампы нужно целым комплектом после того, как чувствительность прибора заметно понизится. При этом, конечно, нужно учитывать время, которое данный комплект проработал. Если окажется, что время работы комплекта недостаточно (ме­ нее 1000 час.), вполпо вероятно повреждение только одной лампы, которую и нужно обнаружить и заменить. Сказанное не отно­ сится к стабилитронам, которые обычно теряют работоспособ­ ность сразу (перестают зажигаться). Замена ламп комплектом устраняет неуверенность в качестве ламп, находящихся в при­ боре, и в конечном счете сокращает число расходуемых ламп. Отработавшие положенное количество часов лампы нужно про­ верить на величину анодного тока. Те из них, которые имеют резко заниженный анодный ток, нужно уничтожить, а лампы, имеющие незначительные отклонения анодного тока от нормы, следует использовать отдельным комплектом. При замене ком­ плекта ламп нужно делать отметку в паспорте прибора или в осо­ бом журнале.

Нужно следить за тем, чтобы чувствительность прибора всегда была наивыгоднейшей. При слишком большой чувствительности прибора показания его неустойчивы, изменяются при изменении напряжения сети, а иногда происходят непрерывные колебания подвижной системы около положения равновесия. При занижен­ ной чувствительности увеличивается погрешность прибора. Чув­ ствительность электронных приборов компенсационного типа должна быть такой, чтобы стрелка прибора при подходе к точке баланса совершала 2—3 нолуколебания.

Чувствительность прибора с течением времени может изме­ ниться (уменьшиться) главным образом за счет частичной потери эмиссии ламп. Кроме того, могут оказывать влияния колебания напряжения сети и режима ламп вследствие непостоянства вели­ чины сопротивлений анодных нагрузок и токов утечки электро­ литических конденсаторов. Поэтому периодически чувствитель­ ность прибора нужно проверять и, если нужно, соответствующим образом корректировать. При смене ламп чувствительность регу­ лируется обязательно.

Очень часто неустойчивая, нечеткая работа и даже полный отказ прибора от работы объясняются плохим состоянием кон­

шпнкн, которая применяется в ряде приборов. Поэтому не реже одного раза в 2—3 месяца контактирующие поверхностп реохорда нужно прочистить волосяной щеткой, смоченной в бензине, после чего протереть чистой, сухой тряпкой. При наличии в атмо­

236

тактной шинки Константиновой. Это дает хорошие результаты. Но лучше контактную шинку выполнять в виде обмотктт из ман­ ганинового провода, такой же, как рабочая обмотка рео­ хорда.

В ряде приборов сила тока в измерительной цепи стандар­ тизируется по нормальному ртутно-кадмпевому элементу. При несоответствии э. д. с. нормального элемента стандартной вели­ чине возрастает погрешность прибора. Нормальный элемент нужно проверять после 2 лет работы. Его следует предохранять от резких встряхиваний, ударов, переворачиваний, закорачи­ вания его коптактов пли включения на незначительное сопро­ тивление, воздействия сильного света (без чехла), повышенной

пнизкой температуры.

Впроцессе эксплуатации электронных приборов обязательны

систематические профилактические осмотры и планово-преду­ предительный ремонт этих приборов. Для осмотра прибор сни­ мают со гцпта п отправляют в мастерскую.

При осмотре все съемные блоки вынимают из корпуса при­ бора; все детали, корпус н электропроводку очищают от пыли и грязи при помощи мягкой ветоши п продувкой. Проверяют надежность кропления деталей, затяжку винтов и болтов. Осма­

поверхность зачищают, ненадежные пайки перепаивают. Кон­ тактирующие поверхности реохордов, батарейных реостатов и других переменных сопротивлений, контакты реле н ключей чистят щеткой, смоченной бензином.

Лампы вынимают из панелей, ламповые панели тщательно очищают от пыли и грязи со всех стороп, контактные гнезда прочищают при помощи тонкой деревянной палочки, смоченной в бензине. Контактные ножки ламп зачищают мелкой наждачной бумагой, цоколь между ножками протирают. После этого лампы ставят на свои места. Если будет установлено, что какая-либо из ламп недостаточно глубоко или слишком туго вставляется, нужно выправить неисправное контактное гнездо ламповой панели.

При профилактическом осмотре следует проверять регули­ ровку вибраторов в тех приборах, где они имеются, а также прочищать их контактные штыри п гнезда папелей. Нужно про­ верить также, па какую силу тока рассчитан предохранитель, стоящий в приборе, и соответствует ли это силе тока, потребля­ емого прибором.

Все неисправности, замеченные при осмотре, должны быть устранены, после чего прибор проверяется на правильность работы и устанавливается на свое место. Если при ремонте при­ бора производились работы, которые могли отразиться на его

237

градуировке (смена или ремонт реохорда, смена и л и т о л ь к о перепайка сопротивлений в измерительной схеме и т. д.), то должна быть проверена градуировка прибора.

§ 3. Ремонт электронных приборов

Рабочее место, инструмент и измерительная аппаратура.

К ремонту электронных приборов относятся обнаружение причин неисправности и устранение этих причин. Наиболее сложно обычно установить причину неисправности.

В простых случаях электронные нуль-индикаторы можно ремонтировать на месте установки прибора. В большинстве слу­ чаев для ремонта приборы переносятся в ремонтную мастерскую.

Прпчнну неисправности прибора нужно стараться выяснить на месте его установки, если, конечно, производственная обста­ новка допускает. Это не только дает экономию времени, но и по­ зволяет выяснить нарушения работоспособности, зависящие от условий работы его или повреждения датчика и т. д.

Для установления причины неисправности на месте установки прибора в большинстве случаев достаточно иметь в своем распо­ ряжении универсальный прибор (тестер) и лабораторный потен­ циометр с соответствующей шкалой; иногда необходим электрон­ ный осциллограф.

В мастерской радномеханического участка цеха КИП или электронной лаборатории для проверки электронных приборов удобно иметь специальный стенд, на котором должны быть смон­ тированы следующие электроизмерительные приборы и контроль­ ные устройства:

1)универсальный прибор — тестер (например, типа ТТ-1, ТТ-2, АВО-5);

2) электронный осциллограф (ЭО-4, ЭО-7);

3)ламповый вольтметр ВЛУ-2;

4)лабораторный потенциометр для проверки пирометров —

8)несколько магазинов сопротивлений МСР-55(не менее Зшт);

9)мегомметр с рабочим напряжением 500 в (М101);

10)установка для проверки вибраторов;

11)установка для проверки реверсивных электродвигателей;

12)контрольные колодки для проверки режима электронных

ламп.

При наличии испытательно-поверочной установки типа ИПУ-01 устройства для поверки вибраторов и реверсивных электродвигателей не требуются.

На стенде должны быть смонтировапы розетки и зажимы переменного напряжения 127 и 220 в, а также зажимы от нормаль­ ного и сухого элементов.

238

Для периодической проверки показаний универсальных при­ боров (тестеров) в цехе КИП должны быть контрольные лабора­ торные приборы. Особенно необходимы контрольные приборы переменного тока. Можно рекомендовать следующий набор кон­ трольных приборов (класса точпости 0,5):

1) миллиамперметр лабораторный электромагнитной системы типа AGT/5 с верхними пределами 50/100 ма\

2)амперметр лабораторный электромагнитной системы типа AGT/3 (0,5/1 а);

3)вольтметр лабораторный электродинамической системы,

многопредельный типа АМВ/1 (7,5—15—30—60 в); 4) вольтметр лабораторный электромагнитной системы, много­

предельный типа АМВ/2 (75—150—300—600 в).

Наладка электронных приборов в значительной степени сво­ дится к ремонту п наладке кинематики прибора, т. е. к опера­ циям чисто механическим. Устранение неисправностей собственно электрической схемы прибора обычно состоит в замене неисправ­ ных деталей и узлов, перепайке пли замене монтажных проводов, чистке контактирующих поверхностей, изготовлении и подгонке постоянных проволочных сопротивлений. Реже приходится про­ водить более сложные работы: перемотку силовых, входных и выходных трансформаторов, индукционных катушек, перемепных проволочных сопротивлений и т. д.

Для электромонтажных работ, связанных с ремонтом элек­ тронных приборов, необходим следующий инструмент: паяльник электрический малый (35 вт), нож, пинцет, плоскогубцы и отвертки разные, кусачки боковые. Иногда может понадобиться переносная электрическая лампа для освещения труднодоступных мест прибора.

При производстве ремонта нужны мягкий припой (третник) и канифоль для паяния, бензин или бензол для промывки контактов и паек, бесцветный лак для закраски паек, провод монтажный разный, кембрнк трубчатый разных диаметров, кембриковое полотно, нитки разные, мелкая наждачная бумага, паста для полировки контактов, шеллачный или бакелитовый лак, универсальный клей (БФ-2).

Для намоточных работ необходимы, кроме того, намоточный станок со счетчиком, провода обмоточные в эмалевой изоляции, прокладочная бумага, материал для каркасов — текстолит 1 — 1,5 мм, картон, материалы для пропитки катушек трансформа­ торов (озокерит, церезин).

В качестве флюса при пайке оловянпым припоем пользуются обычно капифолью. Значительно удобнее применять в качестве флюса жидкость — канифоль, растворенную в спирте. Не следует при электромонтажных работах применять флюсы, содержащие хлористый цинк (так называемую травленую соляную кислоту).

Электромонтаж. Качество паек должно быть хорошее. Плохо припаянный провод может вследствие вибрации отскочить и нару­ шить работу прибора или станет причиной его неустойчивой

239

работы; в последнем случае неисправность обнаружить очень трудно.

Для получения паек хорошего качества нужно выполнять следующие правила:

1)паяльник должен нормально нагреваться; при недогреве хорошей пайки вообще нельзя получить, прн перегреве выгорает олово на острие паяльника, появляется окалина, что затрудняет папку;

2)острие паяльника должно быть хорошо заправлено напиль­ ником и залужено по всей поверхности;

3)спаиваемые поверхности или провода должны быть пред­ варительно зачищены, покрыты флюсом п залужены;

4)в случае припайки моптажного провода или контактного вывода детали к контактному лепестку обязательно продевать провод в отверстие лепестка; вообще спаиваемые детали должны быть механически соединены и без пайки, пайка лишь должна еще больше скрепить пх п обеспечить электрический контакт;

5)место пайки должно быть покрыто флюсом, залито оловом

ихорошо прогрето, пайка должна быть блестящей;

6)пайка по остывании должна быть проверена на прочность, промыта при помощи кисточки спиртом или бензином от остатков флюса и закрашена бесцветпым лаком. Лак предохраняет пайку от окисления.

Иногда вместо бесцветного лака применяют густую цветную эмаль. Этого делать ни в коем случае нельзя: эмаль скрывает

дефекты пайки и не дает возможности быстро обнаружить плохой контакт.

При замене какой-нибудь детали — конденсатора или пепро-

быть перегрета и изменит своп параметры. Когда впаиваются полупроводниковые диоды и триоды, укорачивать выводы вообще не следует.

При пайке монтажных проводов в полихлорвиннловой или полистироловой изоляции последняя часто размягчается и пла­ вится. Чтобы этого не случилось, монтажный провод при пайке на некоторое расстояние от припаиваемого конца должен оберты­ ваться сырой тряпкой. Независимо от этого на концы монтажных проводов следует надевать короткие (около 10 мм) отрезки круг­ лого (трубчатого) кембрика. Кембрик надевается перед при­ пайкой на провод, а после припайки сдвигается вплотную к пайке.

При замене проводников в электронной схеме нужно выбирать провод с соответствующей изоляцией и стараться прокладывать его в приборе так же, как был проложен смененный проводник. В противном случае возможно появление вредных связей между различными цепями электронной схемы, что приведет к искаже­ ниям в работе схемы.

240