本文的測控復合式重錘物位計系統(tǒng)核心功能為物位測量，整個物位測量過程狀態(tài)如下圖2.1所示。由圖2.1可知，本文設(shè)計的重錘物位計系統(tǒng)在工作過程中共有兩個位置點：頂部原點、底部料面；三種工作狀態(tài)：錘體上升、錘體下降、頂部停駐；一種故障狀態(tài)：“埋錘”。

系統(tǒng)物位測量的過程如下：系統(tǒng)安裝調(diào)試開啟前，錘體初始位置位于料倉底部。調(diào)試工作開始時，系統(tǒng)啟動，微機發(fā)出升錘信號（階段1），驅(qū)動電機輸出正向力矩M1，帶動錘體以速度V1上升。當錘體升至料倉頂部原點時，錘體進入停駐狀態(tài)。由于本文驅(qū)動電機為無外置調(diào)速器的無刷直流電機，若電機長時間堵轉(zhuǎn)易發(fā)熱燒毀。因此將錘體到頂停止狀態(tài)改為了震蕩停駐的設(shè)計，即錘體到頂后就緩慢地進行短距離周期性往復運動，以實現(xiàn)功能上的頂部停駐效果（階段3）。系統(tǒng)在開機后絕大部分時間不進行料位測量，均保持在該狀態(tài)，該階段也稱為原點停駐狀態(tài)。

當系統(tǒng)發(fā)出物位測量命令后，驅(qū)動電機輸出正向力矩M2，此時M2小于錘體的負載轉(zhuǎn)矩M0，被錘體帶動反向運轉(zhuǎn)，錘體以速度V2下降（階段2）。當接觸到料面時，系統(tǒng)自動識別到錘體觸底，此時電機重新輸出正向力矩M1，帶動重錘上升（階段1）。當系統(tǒng)識別到錘體升至料倉頂部原點后，便進入原點停駐階段。同時計算出此時料面高度值，并顯示在LCD屏幕上。之后一直處于原點停駐階段，等待下一次物位測量命令。

此外，故障檢測也是重錘物位計系統(tǒng)的重要功能，而“埋錘”和“丟錘”（信號丟失）問題就是現(xiàn)有的重錘物位計系統(tǒng)常見的問題。在測控分離式重錘式物位計中，由于距離檢測與錘體位置的判斷完全依賴于外置的擺桿機構(gòu)以及附有光敏傳感器的檢測導輪。因而一旦出現(xiàn)機械結(jié)構(gòu)動作失靈或傳感器信號丟失的情況，便會出現(xiàn)“丟錘”的故障。本系統(tǒng)所設(shè)計的測控復合式重錘物位計由于去除了所有的外置傳感器，并將物位測量信號與無刷電機換相信號復用，避免了因外部信號丟失造成的“丟錘”問題。因此本系統(tǒng)只需解決埋錘問題的故障檢測即可，“埋錘”檢測，在功能上體現(xiàn)為：當錘體在上升過程中被物料所掩埋時，系統(tǒng)會自動識別非正常狀態(tài)，而后停止對重錘的拽引，以報警燈常亮的方式發(fā)出報警信號。

審核編輯 黃昊宇