本文的測控復合式重錘物位計系統核心功能為物位測量，整個物位測量過程狀態如下圖2.1所示。由圖2.1可知，本文設計的重錘物位計系統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：錘體上升、錘體下降、頂部停駐；一種故障狀態：“埋錘”。

系統物位測量的過程如下：系統安裝調試開啟前，錘體初始位置位于料倉底部。調試工作開始時，系統啟動，微機發出升錘信號（階段1），驅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。由于本文驅動電機為無外置調速器的無刷直流電機，若電機長時間堵轉易發熱燒毀。因此將錘體到頂停止狀態改為了震蕩停駐的設計，即錘體到頂后就緩慢地進行短距離周期性往復運動，以實現功能上的頂部停駐效果（階段3）。系統在開機后絕大部分時間不進行料位測量，均保持在該狀態，該階段也稱為原點停駐狀態。

當系統發出物位測量命令后，驅動電機輸出正向力矩M2，此時M2小于錘體的負載轉矩M0，被錘體帶動反向運轉，錘體以速度V2下降（階段2）。當接觸到料面時，系統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的重要功能，而“埋錘”和“丟錘”（信號丟失）問題就是現有的重錘物位計系統常見的問題。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以及附有光敏傳感器的檢測導輪。因而一旦出現機械結構動作失靈或傳感器信號丟失的情況，便會出現“丟錘”的故障。本系統所設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，在功能上體現為：當錘體在上升過程中被物料所掩埋時，系統會自動識別非正常狀態，而后停止對重錘的拽引，以報警燈常亮的方式發出報警信號。

審核編輯 黃昊宇