電氣維修方法論第二十七篇(排查過(guò)程的繁難故障2)

四、有多處故障源的故障

此類繁難故障特征和規(guī)律是同臺(tái)故障設(shè)備表現(xiàn)出多處毫無(wú)關(guān)聯(lián)的異?，F(xiàn)象，可能存在多處獨(dú)立故障源，提高了排查故障源的難度。新設(shè)備出現(xiàn)此類繁難故障概率較小。

此類繁難故障通常采用先易后難順序，逐步排除單個(gè)故障源，最后。先通過(guò)熟悉故障設(shè)備的功能框圖、電路原理圖、仿真電路圖、三維圖形或數(shù)字仿真運(yùn)動(dòng)等技術(shù)資料全面認(rèn)知故障設(shè)備工作原理和功能用途后，根據(jù)理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，梳理根據(jù)每個(gè)異?，F(xiàn)象排查對(duì)應(yīng)故障源的思路，并用表格記錄多個(gè)異?，F(xiàn)象和對(duì)應(yīng)故障源的關(guān)系。按照先易后難、先因后果順序獨(dú)立排查各異?，F(xiàn)象對(duì)應(yīng)的故障源，修理完成后一個(gè)再查找下一個(gè)故障源，直到徹底修復(fù)設(shè)備為止。

維修實(shí)例：醫(yī)用X光機(jī)

醫(yī)院客戶X光機(jī)無(wú)法啟動(dòng)，維修電工找不到故障原因，要求趕赴醫(yī)院維修。到達(dá)醫(yī)院后客戶介紹該設(shè)備是二手設(shè)備，工作年限長(zhǎng)，沒(méi)有相關(guān)技術(shù)資料。一直工作正常，前段時(shí)間市電電網(wǎng)停電，電工恢復(fù)送電后，X光機(jī)出現(xiàn)無(wú)法啟動(dòng)異常。

根據(jù)設(shè)備銘牌通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)了解該設(shè)備主要工作原理，但是沒(méi)找到詳細(xì)電氣原理圖。X光機(jī)主要由電子真空球管、輔助電源及控制電路等組成。電子真空球管由陰極燈絲(Cathod)和陽(yáng)極靶(Anode)以及真空玻璃管組成。輔助電源分為燈絲電源和高壓電源，燈絲電源為電子真空球管燈絲加熱活躍電子，高壓電源輸出端連接電子真空球管陰極燈絲和陽(yáng)極靶，使活躍電子加速撞向陽(yáng)極靶，利用康普頓效應(yīng)產(chǎn)生能穿透人體的X射線。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)勘，用萬(wàn)用表電壓檔測(cè)量X光機(jī)旁電源箱中市電電壓，發(fā)現(xiàn)三相相間電壓為正常AC380V，但是相零間電壓偏離AC220V，判斷市電電源異常。沿三相五芯電力電纜追蹤測(cè)量，最后發(fā)現(xiàn)上級(jí)分支箱中零線保險(xiǎn)熔斷?；謴?fù)保險(xiǎn)后通電試機(jī)，X光機(jī)已能正常通電。

通電后X光機(jī)電源電路主接觸器不吸合，造成整機(jī)不工作。懷疑保護(hù)電路動(dòng)作后使設(shè)備處于保護(hù)狀態(tài)。仔細(xì)梳理主接觸器線圈輔助電路，發(fā)現(xiàn)連接到醫(yī)療診斷床的位置傳感器因長(zhǎng)期氧化造成接觸不良。因?yàn)樵O(shè)備陳舊，已無(wú)法采購(gòu)相同傳感器，決定委托加工傳感器中的電氣觸頭，完成后裝配好傳感器，開(kāi)機(jī)通電測(cè)試，主接觸器已能吸合。

操作臺(tái)上高壓表顯示高壓正常，腳踩拍照踏板，電流表顯示輸出電流不穩(wěn)定。懷疑為電子真空球管提供高壓的電路異常。關(guān)閉電源拆開(kāi)控制柜后仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)高壓的自耦變壓器接觸點(diǎn)氧化嚴(yán)重，用細(xì)砂紙打磨掉表面氧化層后再用酒精清洗。裝配完零件后通電試機(jī)，操作臺(tái)上高壓表顯示高壓正常，踩下拍照踏板后電流表顯示輸出電流穩(wěn)定，能夠用電流旋鈕均勻調(diào)節(jié)輸出電流大小，最大為300mA，電子真空球管已能夠產(chǎn)生X射線。

在攝影架放置X光膠片并拍照，用X光洗片機(jī)洗出照片模糊，無(wú)法作為診斷依據(jù)。懷疑X光膠片過(guò)期失效，更換膠片后重新拍照結(jié)果依舊。與操作人員溝通后了解，設(shè)備停用后洗片機(jī)沒(méi)有更換過(guò)顯定影液，推測(cè)與顯定影液過(guò)期失效有關(guān)。更換顯定影液后洗出照片清晰，所有故障排除。

分析故障原理時(shí)總結(jié)：X光機(jī)同時(shí)存在多處毫無(wú)關(guān)聯(lián)故障，市電異常造成不能啟動(dòng)原因，設(shè)備老化造成功能異常，操作失誤造成照片模糊。只能按照合理順序逐個(gè)排查修理，才能徹底修復(fù)設(shè)備。維修完成后恢復(fù)設(shè)備所有端口接線，重新緊固螺絲，清掃內(nèi)部灰塵和雜物，最后裝配設(shè)備外殼。填寫(xiě)設(shè)備檢修日志，建立技術(shù)檔案和填寫(xiě)檢修記錄。

龍門(mén)機(jī)械雕刻機(jī)

客戶工廠機(jī)械雕刻機(jī)存在隨機(jī)震動(dòng)的異常，造成加工物料報(bào)廢率高，成品率低，要求趕赴工廠維修。到達(dá)工廠后客戶介紹該設(shè)備是二手設(shè)備，工作年限長(zhǎng)，一直存在上述異?，F(xiàn)象，沒(méi)有相關(guān)技術(shù)資料。近期需要加工大面積物料，只有該設(shè)備大尺寸工臺(tái)面能夠加工大面積物料，急需使用，經(jīng)多人維修未能修復(fù)。

根據(jù)設(shè)備銘牌通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)了解該設(shè)備主要工作原理，但是沒(méi)找到詳細(xì)電氣原理圖。雕刻機(jī)應(yīng)用范圍非常廣泛，雕刻是鉆銑組合加工，通過(guò)輸入X、Y、Z直角坐標(biāo)調(diào)整主軸轉(zhuǎn)頭頂端的空間位置，達(dá)到清除多余材質(zhì)的加工目的。該雕刻機(jī)主軸電機(jī)功率達(dá)5kW，采用普通變頻控制和驅(qū)動(dòng)，工作臺(tái)面較大，用于石料雕刻。X、Y、Z軸的伺服驅(qū)動(dòng)器、編碼器和伺服電機(jī)相同，編碼器嵌入伺服電機(jī)中。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)勘，因?yàn)樵撛O(shè)備屬于多體設(shè)備，外殼沒(méi)有明顯破損變形，機(jī)械運(yùn)動(dòng)順滑自然。仔細(xì)檢查各子設(shè)備之間的連接電纜，發(fā)現(xiàn)控制箱連接伺服系統(tǒng)的電纜有老鼠咬壞的痕跡，更換電纜后通電試機(jī)，客戶感覺(jué)龍門(mén)架長(zhǎng)距離移動(dòng)時(shí)的隨機(jī)震動(dòng)消失，但存在偶爾龍門(mén)架撞車(chē)異常。仔細(xì)檢查各個(gè)限位開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)一個(gè)限位開(kāi)關(guān)閉合后接觸電阻較大，更換后龍門(mén)架撞車(chē)異常消失。

繼續(xù)通電測(cè)試，長(zhǎng)時(shí)間工作后雕刻機(jī)還是會(huì)出現(xiàn)異常震動(dòng)。仔細(xì)觀察主軸電機(jī)工作正常，震動(dòng)由工作臺(tái)面產(chǎn)生。用操作板編輯X或Y方向運(yùn)動(dòng)軌跡，先讓龍門(mén)架沿X方向長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)運(yùn)動(dòng)，再讓主軸電機(jī)沿Y方向長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)運(yùn)行，直到震動(dòng)異常出現(xiàn)為止。通過(guò)觀測(cè)沿X方向運(yùn)動(dòng)會(huì)出現(xiàn)異常震動(dòng)，判斷X軸伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)異常。因?yàn)閄軸和Y軸伺服驅(qū)動(dòng)器及電機(jī)相同，調(diào)換伺服驅(qū)動(dòng)器后故障依舊，進(jìn)而判斷X軸電機(jī)異常。拆下伺服電機(jī)，檢查定子和轉(zhuǎn)子線圈正常，旋轉(zhuǎn)順滑。拆下編碼器，發(fā)現(xiàn)編碼芯片發(fā)熱嚴(yán)重，找到并拆開(kāi)同類報(bào)廢伺服電機(jī)編碼器，找到并拆下相同編碼芯片后替換原發(fā)熱嚴(yán)重芯片，再用壓縮空氣清掃編碼盤(pán)，裝配好伺服電機(jī)和其它零件。重新開(kāi)機(jī)后長(zhǎng)時(shí)間測(cè)試，再也沒(méi)有出現(xiàn)異常震動(dòng)現(xiàn)象，所有故障徹底排除。

分析故障原理時(shí)總結(jié)：雕刻機(jī)出現(xiàn)異常震動(dòng)有多處毫無(wú)關(guān)聯(lián)故障源，電纜絕緣不良造成控制信號(hào)失真產(chǎn)生震動(dòng)，限位開(kāi)關(guān)老化造成龍門(mén)架撞車(chē)產(chǎn)生震動(dòng)，伺服電機(jī)編碼器損壞造成電機(jī)非勻速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生震動(dòng)。只能按照合理順序逐個(gè)排查修理，才能徹底修復(fù)設(shè)備。維修完成后恢復(fù)設(shè)備所有端口接線，重新緊固螺絲，清掃內(nèi)部灰塵和雜物，最后裝配設(shè)備外殼。填寫(xiě)設(shè)備檢修日志，建立技術(shù)檔案和填寫(xiě)檢修記錄。

五、采用程序控制的故障

此類繁難故障特征和規(guī)律為以嵌入式系統(tǒng)為控制核心的機(jī)電設(shè)備。因?yàn)榭?a target="_blank">編程數(shù)字集成電路部分引腳電氣功能由程序定義，在不同工作狀態(tài)或時(shí)間段，各引腳電氣功能不同，也沒(méi)有固定輸入或輸出信號(hào)值，所以無(wú)法通過(guò)測(cè)量電信號(hào)有無(wú)或波形判斷其是否正常。

嵌入式系統(tǒng)中通用控制板(如單片機(jī)或工控機(jī))的硬件架構(gòu)相對(duì)統(tǒng)一，核心為中央處理器CPU，CPU的電氣引腳分為相對(duì)穩(wěn)定的工作電源、時(shí)鐘、復(fù)位端口和絕對(duì)變換的控制總線、地址總線和數(shù)據(jù)總線端口。程序和數(shù)據(jù)直接固化在存儲(chǔ)集成電路中。如果自帶操作系統(tǒng)，還能實(shí)現(xiàn)自檢和下載更新等功能。自檢程序能檢查硬件或軟件是否正常。成熟的程序穩(wěn)定可靠，很少出問(wèn)題。如果控制板正常，那么故障源應(yīng)該分布在外圍電路(如信息顯示電路、命令輸入電路、驅(qū)動(dòng)電路、工作電源、時(shí)鐘電路或保護(hù)電路等)中。當(dāng)前許多外圍電路已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化，維修更換方便。

此類繁難故障通常采用排除和篩選思路排查故障源。先用控制板自檢程序判斷故障源位于系統(tǒng)內(nèi)還是外圍電路，再用模塊替換法排查出故障模塊，最后對(duì)高價(jià)值的故障模塊進(jìn)行元件級(jí)維修。

維修實(shí)例：自動(dòng)麻將機(jī)

賓館客戶自動(dòng)麻將機(jī)出現(xiàn)無(wú)法開(kāi)機(jī)故障，要求上門(mén)維修。到達(dá)賓館后客戶介紹自動(dòng)麻將機(jī)是才買(mǎi)的新設(shè)備，沒(méi)有相關(guān)技術(shù)資料。前端時(shí)間市電電網(wǎng)臨時(shí)停電，供電恢復(fù)后出現(xiàn)上述故障。

根據(jù)自動(dòng)麻將機(jī)品牌和型號(hào)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)了解該設(shè)備主要工作原理，但是沒(méi)找到詳細(xì)電氣原理圖。麻將機(jī)屬于標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化設(shè)備，能將貼面層含鐵的特制麻將牌預(yù)先砌好并從四個(gè)推牌口推升至桌面，通常由電源變壓器、控制板、控制面板、疊推電機(jī)、洗牌撥牌機(jī)械、升降推牌機(jī)械、霍爾開(kāi)關(guān)和位置傳感器等組成。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)勘，用萬(wàn)用表電阻檔測(cè)量環(huán)形電源變壓器初級(jí)和次級(jí)線圈電阻，發(fā)現(xiàn)次級(jí)線圈阻值正常，初級(jí)線圈阻值無(wú)窮大，判斷變壓器初級(jí)線圈異常。拆開(kāi)變壓器發(fā)現(xiàn)初級(jí)端串接過(guò)載保護(hù)元件，用萬(wàn)用表電阻檔測(cè)量過(guò)載保護(hù)元件已開(kāi)路，但初級(jí)線圈正常。更換過(guò)載保護(hù)元件后恢復(fù)安裝變壓器，開(kāi)機(jī)后自動(dòng)麻將機(jī)已通電，但不能進(jìn)行自檢，對(duì)控制面板按鍵無(wú)反應(yīng)。

萬(wàn)用表電壓檔測(cè)量控制板直流工作電壓正常，用示波器測(cè)量主控芯片單片機(jī)89C52(MCU)時(shí)鐘引腳信號(hào)和復(fù)位端電壓正常，但其控制總線、地址總線和數(shù)據(jù)總線引腳沒(méi)有信號(hào)輸出，判斷單片機(jī)89C52(MCU)損壞。自動(dòng)麻將機(jī)控制程序源代碼和工作數(shù)據(jù)保存在單片機(jī)89C52(MCU)內(nèi)部EEPROM/FLASH中。因?yàn)闊o(wú)法采購(gòu)到包含麻將機(jī)程序的單片機(jī)，決定通過(guò)破解獲得麻將機(jī)源程序。

為防止未經(jīng)授權(quán)訪問(wèn)或拷貝單片機(jī)內(nèi)源代碼，單片機(jī)采用加密鎖定位保護(hù)片內(nèi)程序。編程時(shí)將加密鎖定位熔斷，就不能用普通編程器讀取單片機(jī)中源程序。決定采用多種技術(shù)辦法破解單片機(jī)。先從控制板上焊下89C52單片機(jī)芯片，將芯片固定到測(cè)試夾具上，用小刀揭開(kāi)芯片表面環(huán)氧樹(shù)脂封裝，再將芯片放入熱濃硝酸中腐蝕掉芯片周?chē)嘤喾庋b，直到完全露出芯片及連線為止，接著用丙酮浸泡清洗芯片以除去殘余硝酸。

將芯片置于高倍放大顯微鏡下，從編程電壓輸入腳連線跟蹤找出保護(hù)位熔絲。將細(xì)金屬絲焊接到熔斷保護(hù)位兩端，這樣就破除單片機(jī)保護(hù)，直接用編程器讀出單片機(jī)中源程序并保存。最后用編程器將源程序?qū)懭胄碌耐吞?hào)89C52單片機(jī)芯片，將新單片機(jī)悍回控制板，通電開(kāi)機(jī)后麻將機(jī)一切功能恢復(fù)正常。

分析故障原理時(shí)總結(jié)：市電異常造成電源變壓器和主板上主控芯片損壞，和以前直接更換硬件零件不同，如何獲得芯片中包含的代碼是今后電氣維修面臨的難題，通過(guò)探索掌握各種破解辦法，才能自信的維修各類數(shù)字設(shè)備。維修完成后恢復(fù)設(shè)備所有端口接線，重新緊固螺絲，清掃內(nèi)部灰塵和雜物，最后裝配設(shè)備外殼。填寫(xiě)設(shè)備檢修日志，建立技術(shù)檔案和填寫(xiě)檢修記錄。

六、配件奇缺的故障

此類繁難故障的特征和規(guī)律是特殊電氣元件采購(gòu)難，既不能用替換法排查故障源，也不能用更換法修理故障。

在維修早期電氣設(shè)備、非標(biāo)電氣設(shè)備或進(jìn)口電氣設(shè)備時(shí)可能會(huì)遇到無(wú)法采購(gòu)配件的繁難故障，通常采用相似電氣元件代替原電氣元件進(jìn)行維修，但是也要注意以下要點(diǎn)：仔細(xì)閱讀替換元件和原裝元件的技術(shù)資料，確保兩者功能用途相同，新電氣元件性能參數(shù)優(yōu)于原裝電氣元件;新老電氣元件引腳的位置和順序相同，封裝尺寸盡量接近，方便安裝焊接。優(yōu)先選擇同廠家同系列產(chǎn)品，其次是不同廠家的同類產(chǎn)品。

維修實(shí)例：街機(jī)游戲機(jī)

游戲廳客戶街機(jī)(蘋(píng)果機(jī))出現(xiàn)隨機(jī)花屏異?，F(xiàn)象，要求上門(mén)維修。到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后客戶介紹設(shè)備使用頻率高，多臺(tái)同類設(shè)備也出現(xiàn)類似異常，沒(méi)有相關(guān)技術(shù)資料。

通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)了解街機(jī)主要工作原理，但是沒(méi)找到詳細(xì)電氣原理圖。街機(jī)是用于公共娛樂(lè)場(chǎng)所經(jīng)營(yíng)的專業(yè)游戲機(jī)，由框殼體與電腦板組成，框殼體包含顯示器、控制面板、外接端口和工作電源。電腦板將游戲程序存儲(chǔ)到只讀存儲(chǔ)芯片ROM中，通過(guò)外接端口輸出音視頻信號(hào)和輸入控制信號(hào)到框殼體。

因?yàn)橛螒驒C(jī)能夠開(kāi)機(jī)運(yùn)行，可以排除框殼體故障，判斷故障源位于電腦板上。示波器是追蹤數(shù)字信號(hào)走向的利器，以視頻信號(hào)輸出端為起點(diǎn)逆向追蹤異常信號(hào)的起點(diǎn)。通過(guò)耐心分析信號(hào)線路走向，對(duì)信號(hào)波形反復(fù)比較，最后追蹤到一塊可編程PAL芯片異常。采購(gòu)到同型號(hào)空白芯片后，將游戲廳中相同游戲機(jī)電腦板上的相同芯片焊下，借用同行購(gòu)買(mǎi)的PAL芯片專用破解器破解，很快獲得PAL芯片內(nèi)部熔絲點(diǎn)位圖代碼并保存，用破解器將點(diǎn)位圖代碼寫(xiě)入新PAL芯片中，再將寫(xiě)好新芯片悍回電腦板，裝回游戲機(jī)后通電試機(jī)，故障排斥。

分析故障原理時(shí)總結(jié)：數(shù)字可編程芯片和傳統(tǒng)電氣元件不同，維修時(shí)不能簡(jiǎn)單替換，除了需要相同硬件，還需要獲得芯片內(nèi)部源代碼，才能替換原芯片。破解常用可編程芯片技能是今后電氣維修需要的重要經(jīng)驗(yàn)，掌握后才能自信面對(duì)各類新型數(shù)字設(shè)備。維修完成后恢復(fù)設(shè)備所有端口接線，重新緊固螺絲，清掃內(nèi)部灰塵和雜物，最后裝配設(shè)備外殼。填寫(xiě)設(shè)備檢修日志，建立技術(shù)檔案和填寫(xiě)檢修記錄。

審核編輯：湯梓紅