電氣維修方法論第十一篇（認(rèn)知故障設(shè)備和維修評(píng)估）

認(rèn)知故障設(shè)備

部件級(jí)維修主要對(duì)象是電氣設(shè)備。電氣設(shè)備是由電氣部件、機(jī)械部件、結(jié)構(gòu)外殼和接線端口組成。電氣設(shè)備分為單功能設(shè)備類和多功能設(shè)備類，如果從屬于多種設(shè)備類型，就繼承了多種本質(zhì)特征和規(guī)律。按已認(rèn)知深度分為完全認(rèn)知和局部認(rèn)知，按技術(shù)檔案完備度分為詳細(xì)完整和簡(jiǎn)單缺失。對(duì)已完全認(rèn)知或技術(shù)檔案詳細(xì)完備的故障設(shè)備，根據(jù)功能框圖和設(shè)備接線圖判斷電氣設(shè)備所從屬的設(shè)備類型，進(jìn)而快速掌握其繼承的本質(zhì)特征和規(guī)律，再根據(jù)故障設(shè)備運(yùn)用場(chǎng)景和使用環(huán)境了解其具體特征和規(guī)律，最后形成綜合特征和規(guī)律。如何提高局部認(rèn)知或技術(shù)檔案缺失故障設(shè)備本質(zhì)特征和規(guī)律的認(rèn)知效率，是部件級(jí)維修的難點(diǎn)。

一、認(rèn)知故障設(shè)備的經(jīng)驗(yàn)

如果陌生故障設(shè)備技術(shù)資料缺失，那么從規(guī)格樣式、功能用途和工作原理角度用科學(xué)方法認(rèn)知其本質(zhì)特征和規(guī)律。

體積與人體尺寸相近電氣設(shè)備一般按照從整體到細(xì)節(jié)順序通過(guò)剖析認(rèn)知其綜合特征和規(guī)律。先通過(guò)觀察認(rèn)知電氣設(shè)備的整體外觀特征、外部電氣連接和換能機(jī)構(gòu)，拆卸外殼后再認(rèn)知內(nèi)部各種電氣部件和換能部件的布局以及相互之間的關(guān)聯(lián)方式，從整體到細(xì)節(jié)、由外而內(nèi)，逐步演繹出電氣設(shè)備工作原理和功能用途。適用于體積和質(zhì)量較小的成套設(shè)備。體積與人體尺寸相遠(yuǎn)電氣設(shè)備一般按照從細(xì)節(jié)到整體順序通過(guò)觀察認(rèn)知其綜合特征和規(guī)律。先從電氣設(shè)備內(nèi)部局部或核心部件為切入點(diǎn)認(rèn)知電氣部件和換能部件的布局以及相互之間的關(guān)聯(lián)方式，從細(xì)節(jié)到整體、由內(nèi)而外，逐步歸納出電氣設(shè)備工作原理和功能用途。適用于系統(tǒng)復(fù)雜、體積和質(zhì)量較大的成套設(shè)備。

根據(jù)任務(wù)需要將多種子設(shè)備組合成能實(shí)現(xiàn)整體功能的系統(tǒng)設(shè)備。從結(jié)構(gòu)布局層面分為復(fù)合設(shè)備和組合設(shè)備。復(fù)合設(shè)備受體積和成本的限制，將多種子設(shè)備集成一起，之間沒(méi)有明顯界限，增加了故障設(shè)備的認(rèn)知難度，其子設(shè)備都是為系統(tǒng)單獨(dú)研發(fā)制作，不能獨(dú)立工作，具有體積小、系統(tǒng)穩(wěn)定等特點(diǎn)。組合設(shè)備將成熟子設(shè)備組合在一起，之間界限明顯，能獨(dú)立工作、體積大、兼容性好等特點(diǎn)。

二、認(rèn)知故障設(shè)備的流程

（一）從規(guī)格樣式認(rèn)知電氣設(shè)備

通過(guò)規(guī)格樣式能簡(jiǎn)單直接掌握故障設(shè)備本質(zhì)特征和規(guī)律。首先通過(guò)生產(chǎn)商或品牌縮小故障設(shè)備特性檢索范圍，再通過(guò)其銘牌、外觀形狀、顏色樣式、操作手冊(cè)、外部接線等獲得其使用說(shuō)明、功能框圖、外部端口接線圖、性能參數(shù)等技術(shù)資料。

（二）從功能用途認(rèn)知電氣設(shè)備

如果設(shè)備銘牌破損，可通過(guò)功能用途能方便快速的間接推測(cè)故障設(shè)備本質(zhì)特征和規(guī)律?？筛鶕?jù)故障設(shè)備運(yùn)用場(chǎng)景、使用環(huán)境、實(shí)際作用、操作方法、配套措施和其它設(shè)備間相互關(guān)聯(lián)等推測(cè)其從屬的工作原理類型。

根據(jù)故障設(shè)備的運(yùn)用場(chǎng)景推測(cè)其從屬的設(shè)備類型。如將機(jī)械能、熱能、光能和化學(xué)能等轉(zhuǎn)變?yōu)殡姶拍艿脑O(shè)備從屬于發(fā)電設(shè)備類；將產(chǎn)生和存儲(chǔ)和調(diào)節(jié)電能的設(shè)備從屬于電源設(shè)備類；將改變電壓高低利于電能傳輸?shù)脑O(shè)備從屬于輸電設(shè)備類；將用隔離和分配電能的設(shè)備從屬于配電設(shè)備類；將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能、熱能、光能的設(shè)備從屬于用電設(shè)備類。

將加速度、轉(zhuǎn)速、溫度、亮度和紅外線等轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的設(shè)備從屬于檢測(cè)設(shè)備類；用于電信號(hào)采集、處理、計(jì)算、存儲(chǔ)、回放、輸入輸出的設(shè)備從屬于信息設(shè)備類；用于無(wú)線信號(hào)的發(fā)射和接收的設(shè)備從屬于無(wú)線設(shè)備類。

（三）從工作原理認(rèn)知電氣設(shè)備

如果技術(shù)資料缺失而且沒(méi)有任何線索時(shí)，可先拆除故障設(shè)備外殼后，再通過(guò)內(nèi)部部件功能、結(jié)構(gòu)布局、工作狀態(tài)和狀態(tài)轉(zhuǎn)換等逐步猜測(cè)故障設(shè)備本質(zhì)特征和規(guī)律。能熟練操作故障設(shè)備有助于推測(cè)其從屬工作原理類型。通常標(biāo)準(zhǔn)電氣設(shè)備內(nèi)部電氣部件類型和數(shù)量有限，可根據(jù)部件廠家品牌和型號(hào)規(guī)格查閱對(duì)應(yīng)技術(shù)資料，快速掌握其功能用途、性能參數(shù)、安裝尺寸等本質(zhì)特征和規(guī)律。

電氣設(shè)備主回路電信號(hào)是模擬信號(hào)屬于模擬電氣設(shè)備類型，采用萬(wàn)用表或示波器檢測(cè)其是否異常。主回路電信號(hào)是數(shù)字信號(hào)屬于數(shù)字電氣設(shè)備類型，采用示波器和邏輯分析儀檢測(cè)其是否異常。電氣設(shè)備人機(jī)交互系統(tǒng)采用程序控制屬于程控設(shè)備類型，通過(guò)自檢程序檢測(cè)其是否正常。

電路部件內(nèi)部含有功能電路板，具有完整獨(dú)立的電氣功能，安裝固定在電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)上。通常電路板具有工作電源和信號(hào)接口，設(shè)計(jì)良好的電路板對(duì)外電氣接口越少越好。

1、供電方式

設(shè)備內(nèi)部各部件需要不同電壓等級(jí)和輸出功率的直流或交流電壓源。除少數(shù)采用電池供電設(shè)備外，標(biāo)準(zhǔn)電氣設(shè)備內(nèi)部由電源部件統(tǒng)一供電，也可以向電池充電。電源部件將交流市電轉(zhuǎn)為不同等級(jí)電壓源后集中向各部件供電。電源部件只有一路交流市電輸入插口，每路輸出電壓源采用星狀形式分配到各部件電源端口，輸出功率越大電源線路越粗。根據(jù)交流市電輸入插口容易找到電源部件，再根據(jù)其輸出線路和連接方式推測(cè)故障設(shè)備內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)特性。

2、組織結(jié)構(gòu)

標(biāo)準(zhǔn)電氣設(shè)備由電源模塊、輸入模塊、處理模塊、輸出模塊、人機(jī)交互模塊、保護(hù)模塊和通訊模塊組成。因受空間限制或?yàn)榉奖悴僮鬟\(yùn)輸，將體積較大模塊分割多個(gè)部件，之間需要接插件進(jìn)行電氣連接。拆開故障設(shè)備外殼后觀察內(nèi)部組織布局，包括部件安裝位置、電氣連接方式、信號(hào)類型和走向。

通過(guò)梳理電氣設(shè)備外部和內(nèi)部所有電氣接插件位置和走向，掌握接插件連接的部件、連接方式（單線、并行總線、屏蔽線等）、信號(hào)類型（如工作電源、時(shí)鐘信號(hào)、輸入輸出信號(hào)、控制信號(hào)等）和電氣參數(shù)（電壓、電流、波形、相位和頻率）。因?yàn)榻硬寮┞对谠O(shè)備或部件外，經(jīng)常插拔檢測(cè)，而且保護(hù)措施較弱，經(jīng)常受到各種不可預(yù)測(cè)因素破壞，所以故障率較高。通過(guò)觀察其外觀是否變形，測(cè)量插座接頭引線接觸是否可靠判斷其好壞。

標(biāo)準(zhǔn)電氣設(shè)備內(nèi)部端口之間連線需要編線號(hào)，可根據(jù)線路標(biāo)號(hào)推測(cè)連接部件功能用途。常用線號(hào)編號(hào)規(guī)則為：字母開頭為主回路，如L1、L2、L3接市電，U1、V1、W1接三相用電設(shè)備，T1接溫度傳感器，Y1接電磁閥，C1接電位器等；純阿拉伯?dāng)?shù)字為控制回路，位數(shù)不限，偶數(shù)開頭為輸入端，奇數(shù)開頭為輸出端，0開頭為公共端。

如果屬于陌生電氣部件，那么需要用科學(xué)方法找出此類部件的本質(zhì)特征和規(guī)律。在電氣設(shè)備中各電氣部件之間存在獨(dú)立、串聯(lián)、并聯(lián)等電氣連接方式。電氣部件按結(jié)構(gòu)布局分為單板電路和多板電路，多板電路分為總線插板式、主輔電路分離等形式。總線插板式的公共電路板能夠固定功能件插板，并提供工作電源、數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線并實(shí)現(xiàn)電氣連接。功能件插板實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備具體功能。

3、核心部件

故障設(shè)備中最大耗能對(duì)象通常就是核心部件或主回路。根據(jù)核心部件或主回路的核心元件、工作狀態(tài)、狀態(tài)轉(zhuǎn)換和主要物理參數(shù)等特征和規(guī)律推測(cè)故障設(shè)備從屬工作原理類型。

將電磁能和熱能、光能、機(jī)械能、化學(xué)能等其它能量相互轉(zhuǎn)換的換能部件屬于故障設(shè)備的核心部件，根據(jù)換能部件推測(cè)故障設(shè)備從屬功能用途類型。

內(nèi)部含有電機(jī)或電磁元件等機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)的機(jī)電部件也屬于故障設(shè)備的核心部件。梳理機(jī)電部件連接機(jī)構(gòu)和機(jī)械能傳動(dòng)順序，找出動(dòng)力源（如電機(jī)、電磁元件等）和最終執(zhí)行機(jī)構(gòu)，每個(gè)電機(jī)或電磁元件都由主回路驅(qū)動(dòng)。根據(jù)機(jī)電部件工作狀態(tài)和狀態(tài)轉(zhuǎn)換推測(cè)故障設(shè)備從屬工作原理類型。

隨著技術(shù)進(jìn)步核心部件朝著標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展，將運(yùn)動(dòng)限位、安全保護(hù)和狀態(tài)反饋整合為一體，提高部件兼容性和安全性，延長(zhǎng)使用壽命，方便設(shè)備維護(hù)。

4、控制和保護(hù)方式

人機(jī)交互部件和保護(hù)部件按控制方式分為集中式和分布式。集中式的控制核心與其它部件采用星狀方式進(jìn)行電氣連接，所有輸入信號(hào)進(jìn)入控制核心，由控制核心輸出所有控制命令。分布式都有多個(gè)控制點(diǎn)，分布在其它部件中，每個(gè)控制點(diǎn)實(shí)現(xiàn)單一控制功能，各控制點(diǎn)之間通過(guò)總線通訊實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)行。根據(jù)控制原理和線路連接方式推測(cè)故障設(shè)備從屬的人機(jī)交互或保護(hù)部件類型。

5、對(duì)外通訊方式

現(xiàn)代電氣設(shè)備之間需要通訊連接，實(shí)現(xiàn)多設(shè)備聯(lián)動(dòng)運(yùn)行或遠(yuǎn)程操作等功能。通訊部件接收信號(hào)后通過(guò)解調(diào)輸入控制核心，控制核心輸出信號(hào)后通訊部件通過(guò)調(diào)制發(fā)送信號(hào)。通過(guò)故障設(shè)備外部通訊端口梳理出通訊部件，根據(jù)通訊端口類型容易推測(cè)其從屬的通訊部件類型。

維修評(píng)估

故障設(shè)備維修前要進(jìn)行維修評(píng)估，只有通過(guò)后才進(jìn)入排查故障源流程。否則終止部件級(jí)維修。

一、必要性評(píng)估

設(shè)備已超設(shè)計(jì)壽命使用或發(fā)生不可恢復(fù)重大故障后，是否失去維修技術(shù)價(jià)值？維修成本過(guò)高，是否失去維修經(jīng)濟(jì)價(jià)值？

二、可操作性評(píng)估，

能否操作設(shè)備，是否掌握故障設(shè)備外殼和內(nèi)部部件拆裝辦法？設(shè)備配件是否齊全，設(shè)備技術(shù)資料是否完整詳細(xì)？能否在客戶要求時(shí)間范圍內(nèi)完成維修？
（作者：羅清；地址：四川省攀枝花市東區(qū)；電話：13548205451；微信：pzhLQ564200811；QQ：564200811）