電氣維修方法論第二十八篇(處理過程的繁難故障)（終結(jié)篇）

已正確認(rèn)知故障設(shè)備和順利找出故障源的基礎(chǔ)上，如果不能成功修理故障，那么也會(huì)造成維修失敗。修理主觀困難體現(xiàn)在對(duì)更換電氣元件或部件、PCB板制作修復(fù)、程序破解和重載、設(shè)備設(shè)置和調(diào)試等技能要求高?？陀^困難體現(xiàn)在對(duì)安全、精度、環(huán)境和時(shí)間要求高。電氣修理基本辦法是替換或修復(fù)，主要以替換為主。

因?yàn)樾蘩黼y度大產(chǎn)生的繁難故障類型有：

一、修理難度大的故障

此類繁難故障特征和規(guī)律為電氣設(shè)備、部件或電氣元件的拆裝難度大，難點(diǎn)是如何可靠更換或修復(fù)故障源。通常需要特殊工具，掌握特殊技能才能確保拆裝質(zhì)量。修理完成后要檢測驗(yàn)收，保證修理質(zhì)量。

此類繁難故障修理辦法通常有：某些電氣設(shè)備（如手持式設(shè)備）外殼或內(nèi)部結(jié)構(gòu)特殊，拆卸位置隱秘造成拆裝難度大，需要特殊工具輔助，對(duì)拆卸和裝配的順序有嚴(yán)格要求；電氣元件封裝樣式主要有直插式和貼片式，引腳越多拆裝難度越大，所有引腳都離開PCB板后才能拆卸，所有引腳都正確焊到PCB板后才算完成安裝；多數(shù)集成電路的拆裝需要工具（電絡(luò)鐵、熱風(fēng)槍等）、技能（錫焊、銅焊等）和輔材（焊錫絲、助焊劑等）相同，但是如BGA封裝樣式集成電路在安裝時(shí)還需要特殊工具或輔材（焊接臺(tái)、電子顯微鏡、鋼網(wǎng)、錫珠等）才能保證集成電路的拆裝質(zhì)量；部分元件引腳尺寸大，需要采用機(jī)械壓接或銅焊進(jìn)行電氣連接。

維修實(shí)例：電梯主控板

物業(yè)客戶大廈電梯停機(jī)，嚴(yán)重影響居民出行，急需趕赴現(xiàn)場維修。到達(dá)現(xiàn)場后客戶介紹設(shè)備陸續(xù)出現(xiàn)停機(jī)異常，關(guān)機(jī)復(fù)位后異常消失，最近停機(jī)越來越頻繁，沒有相關(guān)技術(shù)資料。
根據(jù)設(shè)備銘牌通過互聯(lián)網(wǎng)了解該設(shè)備主要工作原理，但是沒找到詳細(xì)電氣原理圖。經(jīng)現(xiàn)場實(shí)勘初步判斷為電氣故障，控制柜中控制板采用工控電腦板，液晶屏顯示自檢結(jié)果為驅(qū)動(dòng)模塊錯(cuò)誤。因?yàn)槟軌蜃詸z，初步判斷工控板上CPU及核心電路正常，故障源應(yīng)該位于外圍電路中，但是維修時(shí)間緊，而且沒有技術(shù)資料，不能采用先認(rèn)知設(shè)備，后處理設(shè)備的思路進(jìn)行維修，也沒有逐個(gè)排查外圍電路的時(shí)間?，F(xiàn)場發(fā)現(xiàn)通電后工控板發(fā)熱量大，決定采用熱追蹤法排查故障源。借同行熱成像儀耐心觀察、仔細(xì)比較后發(fā)現(xiàn)工控板上一塊BGA封裝的芯片發(fā)熱嚴(yán)重，決定用其他備板上相同芯片替換異常芯片，排查故障源。

拆卸電氣元件前先拍照記錄待拆芯片在電路板上的位置和方位，避免安裝時(shí)焊接錯(cuò)誤。用錫箔紙覆蓋待拆芯片周邊的電氣元件后固定好電路板，選擇最適合待拆芯片封裝的噴頭，調(diào)好熱風(fēng)槍溫度和風(fēng)速（溫度400℃，風(fēng)速2～3擋），在芯片上方合適位置反復(fù)移動(dòng)、均勻緩慢加熱，噴頭和待拆芯片垂直但不可觸及芯片及周圍元件，待焊錫熔化后用小鑷子輕輕取下芯片，避免損壞PCB板上的銅箔。用洗板水和小刷子將PCB板上雜質(zhì)清理干凈后用電絡(luò)鐵清除多余焊錫，再在焊接芯片位置涂抹少許助焊液。

取下兩塊BGA芯片后，將完好芯片焊接到異常電路板。BGA封裝的芯片焊接難度較大，向同行借來對(duì)應(yīng)芯片封裝類型的鋼網(wǎng)，將鋼網(wǎng)緊密粘貼在PCB板上后將網(wǎng)孔與芯片位對(duì)應(yīng)焊盤對(duì)齊，在鋼網(wǎng)上刷助焊劑后滿鋪細(xì)小錫珠，但鋼網(wǎng)網(wǎng)孔填滿后小心取下鋼網(wǎng)，將完好BGA芯片小心放置到PCB板上并將引腳與焊盤對(duì)齊，用熱風(fēng)槍均勻緩慢加熱直至小錫珠全部融化，將芯片引腳和PCB板焊盤完全熔合為止。待芯片冷卻后除去錫箔紙，用洗板水和小刷子清洗干凈PCB板上雜質(zhì)，用放大鏡仔細(xì)觀察是否存在引腳短路或虛焊，檢查無誤后將工控電腦板裝回控制柜中，通電開機(jī)后長時(shí)間測試，故障徹底排除。
分析故障原理時(shí)總結(jié)：因?yàn)樵O(shè)備房間溫度較高，工控電腦板散熱不良，長期高溫工作造成芯片提前老化后造成功能異常。雖然BGA形式封裝的芯片集成度高，但是易拆難焊，既要有專業(yè)配套工具，還要熟練掌握特殊焊接技能，才能順利完成此類維修。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。填寫設(shè)備檢修日志，建立技術(shù)檔案和填寫檢修記錄。

二、調(diào)試精度高的故障

此類繁難故障特征和規(guī)律為設(shè)備對(duì)穩(wěn)定性和精度要求高，需要專用儀器和工具進(jìn)行校正，進(jìn)行設(shè)置和調(diào)試的特殊技能，對(duì)修理質(zhì)量和精度要求高。

此類繁難故障通常采用的調(diào)試辦法有：需要配備和搭建精密測試平臺(tái)，包括信號(hào)發(fā)生儀、穩(wěn)壓電源、示波器、頻譜儀等儀器，校正的砝碼等，才能保證檢測或調(diào)試質(zhì)量；檢測電路板上測試點(diǎn)，對(duì)照技術(shù)手冊(cè)上參數(shù)微調(diào)參數(shù)元件，使測試結(jié)果逐步逼近設(shè)計(jì)值，直到全部測試點(diǎn)測試完成為止。

維修實(shí)例：萬能材料試驗(yàn)機(jī)

因?yàn)槟辰ㄖ|(zhì)量檢測中心試驗(yàn)室的萬能材料試驗(yàn)機(jī)出現(xiàn)故障，嚴(yán)重影響檢測工作，要求趕赴現(xiàn)場處理問題。經(jīng)現(xiàn)場實(shí)勘，客戶介紹該設(shè)備分別采用電機(jī)和液壓加載系統(tǒng)，機(jī)械力大、精度高，具有拉伸、壓縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)等功能，用于金屬、非金屬等材料力學(xué)性能試驗(yàn)，沒有相關(guān)電氣技術(shù)資料，該設(shè)備近期使用頻繁，出現(xiàn)橫梁上不能受控上下移動(dòng)的異?，F(xiàn)象。因設(shè)備工作時(shí)機(jī)械力強(qiáng)大，檢修時(shí)要注意安全。該設(shè)備是檢測混凝土試塊是否合格重要設(shè)備，因?yàn)槠錂M梁和底座上有高精度的力應(yīng)變傳感器或位移傳感器，維修時(shí)需謹(jǐn)慎檢測其電氣和機(jī)械部件，避免降低檢測精度。因?yàn)榘磩?dòng)控制面板，上下夾具鉗口動(dòng)作正常，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行邏輯推理，推測液壓系統(tǒng)異常，但是通電檢測液壓電機(jī)三相供電正常，而且能聽到電機(jī)正常旋轉(zhuǎn)的聲音。因?yàn)橐簤罕秒姍C(jī)在封閉油箱內(nèi)部，決定拆卸油箱上蓋板，取下電機(jī)進(jìn)行檢測，然后發(fā)現(xiàn)電機(jī)連接液壓泵齒輪的軸鍵斷裂，造成液壓泵不工作，更換軸鍵后通電試機(jī)故障徹底排除，裝配上所有零件恢復(fù)設(shè)備正常。

萬能材料試驗(yàn)機(jī)使用前必做好校準(zhǔn)，保證測量結(jié)果精確可靠。為減少校準(zhǔn)時(shí)試驗(yàn)機(jī)誤差，確保主機(jī)設(shè)備水平穩(wěn)定減少機(jī)臺(tái)振動(dòng)，保證鏈條或蝸輪傳動(dòng)同步，避免液壓油雜質(zhì)增加和密封圈老化，周期性潤滑升降機(jī)械部件，清除鉗口處鐵屑雜質(zhì)。

校正分為速度校準(zhǔn)、力值校準(zhǔn)和位移校準(zhǔn)。校準(zhǔn)試驗(yàn)速度前先標(biāo)記橫梁開始位置，然后在控制軟件中設(shè)置移動(dòng)速度值，按下機(jī)臺(tái)啟動(dòng)鍵后開始計(jì)時(shí)1分鐘，到時(shí)間后按下停止鍵，讀取橫梁行程值計(jì)算移動(dòng)速率（mm/min），與標(biāo)準(zhǔn)速度誤差不超出1%。校準(zhǔn)力值時(shí)進(jìn)入操作界面中校準(zhǔn)程序，取標(biāo)準(zhǔn)重量砝碼輕掛在上夾具上，點(diǎn)擊開始測試命令后界面顯示記錄力量值，與標(biāo)準(zhǔn)重量砝碼誤差不超出1%。校準(zhǔn)位移時(shí)先位移復(fù)位，進(jìn)入操作界面中校準(zhǔn)程序，界面顯示移動(dòng)距離就是誤差。如果誤差較大，先檢測傳感器是否正常，嘗試用軟件重置復(fù)位后重新進(jìn)行校準(zhǔn)。

分析故障原理時(shí)總結(jié)：應(yīng)該是設(shè)備超負(fù)荷使用造成軸鍵疲勞破壞，精密設(shè)備維修完成后還需要耐心校準(zhǔn)，確保達(dá)到設(shè)計(jì)精度。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。填寫設(shè)備檢修日志，建立技術(shù)檔案和填寫檢修記錄。

三、加密硬件損壞的故障

此類繁難故障特征和規(guī)律為電路板加密后密碼遺失或而生產(chǎn)商停止服務(wù)，電路板無法使用，造成客戶財(cái)產(chǎn)損失，迫切需要去除電路板的加密功能，挽回客戶財(cái)產(chǎn)損失，但是也要注意保護(hù)生產(chǎn)商的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

按照電路設(shè)計(jì)原理，如果采用外掛硬件加密，正常工作時(shí)由硬件完成加密功能，但是加密硬件故障不能影響設(shè)備正常功能，這是破解硬件加密的基本原理。此類繁難故障通常采用以下辦法修復(fù)：先找出電路中加密硬件對(duì)應(yīng)的電氣元件（如非易失可讀寫存儲(chǔ)功能芯片等），圍繞該芯片找出其他輔助電氣元件和加密信號(hào)的輸入輸出端口，然后切斷加密電路直流工作電源，短接輸入輸出端口就能直接屏蔽外掛加密硬件，讓電路恢復(fù)全部功能。

維修實(shí)例：橋式切石機(jī)

客戶采購并正常運(yùn)行的花崗石切板機(jī)因?yàn)樵O(shè)備款項(xiàng)產(chǎn)生糾紛，廠家內(nèi)設(shè)控制加密鎖死設(shè)備，客戶要求解除密碼，讓設(shè)備恢復(fù)正常。到現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)墈，發(fā)現(xiàn)設(shè)備本身正常，而且沒有連接外部網(wǎng)絡(luò)的通訊端口，推測采用硬件加密，嵌入式程序自動(dòng)計(jì)時(shí)或計(jì)次，當(dāng)達(dá)到預(yù)設(shè)數(shù)字后自動(dòng)停機(jī)。關(guān)閉電源后拆除設(shè)備控制柜外殼取出控制板，發(fā)現(xiàn)屬于89C51單片控制系統(tǒng)。查閱該型號(hào)單片機(jī)技術(shù)文檔，發(fā)現(xiàn)其沒有可讀寫非易失性存儲(chǔ)功能，判斷保密數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在其他芯片上。在電路板上仔細(xì)觀察，找到可讀寫非易失性存儲(chǔ)集成電路24C02，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)判斷就是加密集成電路。拆除該集成電路后試機(jī)，設(shè)備恢復(fù)正常，完成加密破解

分析故障原理時(shí)總結(jié)：在維修失去生產(chǎn)商服務(wù)的加密電氣設(shè)備，需要掌握一定的破解技能，才能延續(xù)設(shè)備壽命，最大程度保護(hù)客戶設(shè)備價(jià)值。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。填寫設(shè)備檢修日志，建立技術(shù)檔案和填寫檢修記錄。
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