認(rèn)知過程的繁難故障

如果不能正確全面認(rèn)知故障電氣設(shè)備或電路板，會(huì)提高查找故障源和修理故障的難度，降低維修成功率。認(rèn)知困難主觀體現(xiàn)在個(gè)人閱歷和經(jīng)驗(yàn)有限，客觀體現(xiàn)在電氣設(shè)備、電路和電氣元件種類繁多、技術(shù)保密（如進(jìn)口設(shè)備）、技術(shù)資料缺失、認(rèn)知時(shí)間有限、技術(shù)更新快新產(chǎn)品層出不窮、設(shè)備特別復(fù)雜和電路板集成度高等方面。提前收集技術(shù)資料是高效認(rèn)知陌生電氣設(shè)備的重要基礎(chǔ)。

快速認(rèn)知復(fù)雜陌生對(duì)象基本流程為先通過使用者了解對(duì)象功能用途、操作辦法、運(yùn)行狀態(tài)和廠家型號(hào)等信息推測(cè)其從屬的對(duì)象類型，查找同類或類似產(chǎn)品的技術(shù)資料，掌握其功能用途、規(guī)格樣式和工作原理等知識(shí)，通過邏輯推理或類比方法間接掌握陌生對(duì)象的本質(zhì)特征和規(guī)律，再結(jié)合其特殊特征和規(guī)律就能初步認(rèn)知陌生對(duì)象。如果陌生對(duì)象屬于標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，可查閱國(guó)家規(guī)范圖集掌握其技術(shù)資料。如果完全找不到陌生對(duì)象技術(shù)資料，根據(jù)設(shè)備銘牌、功能用途、規(guī)格樣式，觀察內(nèi)部結(jié)構(gòu)、組織布局和電氣連接，逐步推測(cè)其核心功能和工作原理，判斷其從屬設(shè)備類型，但誤差較大。

優(yōu)先認(rèn)知陌生對(duì)象中與故障現(xiàn)象相關(guān)的部件或核心元件。根據(jù)陌生對(duì)象外部端口功能可推測(cè)內(nèi)部部件的功能用途，如外接市電端口通常直接連接電源部件，外接信號(hào)輸入端口或物質(zhì)入口通常直接連接輸入部件，外接信號(hào)輸出端口或物質(zhì)出口通常直接連接輸出部件，控制面板相連為控制部件。根據(jù)陌生對(duì)象特殊外觀和封裝推測(cè)其功能用途。

在維修實(shí)踐中，常見認(rèn)知困難的對(duì)象有系統(tǒng)復(fù)雜且缺失技術(shù)資料的陌生電氣設(shè)備或沒有技術(shù)資料的陌生電路板，其它認(rèn)知困難對(duì)象請(qǐng)讀者自行補(bǔ)充。此類電氣故障的排查故障源和維修處理流程與元件級(jí)維修相同。
一、系統(tǒng)復(fù)雜陌生設(shè)備的故障
對(duì)系統(tǒng)復(fù)雜、價(jià)值昂貴和操作繁瑣的陌生電氣設(shè)備，如何通過有限信息快速掌握其內(nèi)部部件布局、電氣線路連接、信號(hào)參數(shù)等工作原理，是此類陌生電氣設(shè)備認(rèn)知難點(diǎn)。

靈活采用逆向、聯(lián)想、類比和局部認(rèn)知等思路認(rèn)知陌生設(shè)備的工作原理，降低難度，提高效率。根據(jù)電氣設(shè)備復(fù)雜程度和外形尺寸，交替采用從細(xì)節(jié)到整體或從整體到細(xì)節(jié)認(rèn)知順序、根據(jù)維修需要控制認(rèn)知深度和廣度能提高認(rèn)知效率。因?yàn)榫S修時(shí)間緊迫無法在短時(shí)間內(nèi)全面認(rèn)知陌生設(shè)備，所以先耐心仔細(xì)認(rèn)知與故障現(xiàn)象直接相關(guān)對(duì)象，再逐步認(rèn)知其它對(duì)象，如先認(rèn)知與異常現(xiàn)象相關(guān)的部件后在逐步認(rèn)知其它部件。

對(duì)于系統(tǒng)復(fù)雜故障設(shè)備，根據(jù)電氣設(shè)備的使用說明和功能用途、外觀結(jié)構(gòu)和型號(hào)資料，參考類似功能的電氣設(shè)備，結(jié)合自身的專業(yè)理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)推測(cè)故障設(shè)備的基本工作原理。再觀察設(shè)備內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)、電氣連接、主要模塊、核心元件、控制通訊方式和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，結(jié)合自身的專業(yè)理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)推測(cè)故障設(shè)備的系統(tǒng)框圖，再對(duì)實(shí)物進(jìn)行測(cè)量和驗(yàn)證后，盡一步細(xì)化和完善繪制故障設(shè)備工作原理圖（主回路圖、輔助回路圖）和端口接線圖。最后繪制故障設(shè)備的數(shù)字三維圖，直觀地描述其外觀形狀和內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)等特征。對(duì)能機(jī)械運(yùn)動(dòng)的故障設(shè)備還要建立其三維仿真運(yùn)動(dòng)模型，形象演示其運(yùn)動(dòng)規(guī)律。對(duì)今后排查故障源和處理故障有極大的幫助。

針對(duì)系統(tǒng)特別龐大復(fù)雜故障設(shè)備，可采用局部認(rèn)知（與故障相關(guān)的局部）的思路提高認(rèn)知的效率。

維修實(shí)例：廢鋼廠除塵系統(tǒng)

因?yàn)榭蛻艄S新安裝的防煙除塵設(shè)備控制系統(tǒng)功能有限，不能滿足客戶后期再開發(fā)的需求，需要單獨(dú)開發(fā)一套控制系統(tǒng)。現(xiàn)場(chǎng)實(shí)墈中觀察設(shè)備機(jī)械部分的空間布局和內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)雖然設(shè)備體積龐大，但是工作原理類似于大型抽油煙機(jī)，由可移動(dòng)集塵罩、輸氣管道、壓縮空氣集塵器和大功率負(fù)壓風(fēng)機(jī)組成。客戶詳細(xì)介紹防煙除塵設(shè)備需要實(shí)現(xiàn)的所有功能，要求將生產(chǎn)商配套控制箱改為以西門子PLC200為核心的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)除塵袋吹氣順序和間隔時(shí)間可調(diào)的功能。接入壓力傳感器，用負(fù)反饋調(diào)節(jié)負(fù)壓強(qiáng)度。增加多處遠(yuǎn)程啟停箱，方便現(xiàn)場(chǎng)人員靈活操作。因?yàn)樨?fù)壓風(fēng)機(jī)的大功率電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)電流較大，決定采用星三角啟動(dòng)方式，降低對(duì)市電電網(wǎng)干擾。

根據(jù)客戶意見綜合考慮，決定采用先機(jī)械后電氣的順序完成系統(tǒng)改造。根據(jù)生產(chǎn)商提供的設(shè)備機(jī)械部分AutoCAD圖，再結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際很快繪制出設(shè)備所有機(jī)械零件和裝配體的數(shù)字三維圖，清晰描述設(shè)備主體分布位置、管線走向、內(nèi)部零件位置，再用LabVIEW設(shè)計(jì)設(shè)備各零件機(jī)械運(yùn)動(dòng)，獲得三維運(yùn)動(dòng)模型，形象直觀的描述設(shè)備機(jī)械工作原理。到現(xiàn)場(chǎng)仔細(xì)觀察梳理、詳細(xì)記錄設(shè)備的電氣線路走向后獲得設(shè)備電氣線路圖。因?yàn)镻LC輔助電路、星三角啟動(dòng)電路和遠(yuǎn)程啟停電路非常成熟，按經(jīng)典電路原理圖采購(gòu)電氣元件并安裝在箱體內(nèi)，完成內(nèi)部配線并仔細(xì)檢測(cè)無誤后通電調(diào)試電路硬件。

選擇PLC200主機(jī)和IO模塊后，通過分析防煙除塵設(shè)備各工作階段中不同狀態(tài)，決定采用狀態(tài)機(jī)模式開發(fā)控制程序。在開機(jī)階段控制星三角電路啟動(dòng)風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)，待空氣負(fù)壓值達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)后，在設(shè)置階段人工輸入吹氣順序和間隔時(shí)間，進(jìn)入除塵吹氣階段后控制電磁閥按照設(shè)置程序循環(huán)工作，停機(jī)階段按照設(shè)定順序逐步關(guān)閉電磁閥和風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)。程序開發(fā)完成后在西門子配套仿真軟件中運(yùn)行通過，將程序下載到現(xiàn)場(chǎng)PLC中，開機(jī)調(diào)試直至滿足客戶所有功能為止。

防煙除塵設(shè)備完全正常工作后對(duì)電氣元件和連接電纜加固，安裝外殼并清掃設(shè)備。向客戶提供用Multisim繪制的整套設(shè)備電氣原理圖、配線圖、端口接線圖和程序源代碼后完成設(shè)備技術(shù)改造。
二、沒有技術(shù)資料的電路板
在維修實(shí)踐中經(jīng)常遇到因保密或遺失等原因造成技術(shù)資料不齊，甚至完全陌生的故障電路板，不了解其本質(zhì)特征和規(guī)律（功能用途和工作原理），出現(xiàn)故障后讓人無從下手。認(rèn)知陌生電路板是從實(shí)物推測(cè)其電氣原理的逆向歸納過程，難度遠(yuǎn)大于從電氣原理圖編譯出PCB圖的正向演繹過程，只能采用從細(xì)節(jié)到整體的思路進(jìn)行逆向認(rèn)知，難度大、效率低。認(rèn)知陌生電路板是維修中難得鍛煉機(jī)會(huì)，能擴(kuò)展眼界，積累經(jīng)驗(yàn)。
先根據(jù)陌生電路板廠家商標(biāo)或規(guī)格型號(hào)查詢相關(guān)信息，利用個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和對(duì)應(yīng)設(shè)備猜測(cè)其功能用途；再仔細(xì)觀察電路板，以標(biāo)志元件、PCB板布局、安裝孔位或明顯分界標(biāo)識(shí)等信息劃分電路板的大致功能區(qū)；再?gòu)氖崂?a target="_blank">供電、輸入輸出和控制等常規(guī)子電路，獲得其電氣原理圖和PCB圖；再以核心元件的LOGO和封裝樣式為中心，測(cè)量追蹤其引腳與其它元件引腳之間的連接線路，梳理出相關(guān)元件及連接方式，獲得子電路的功能用途、電氣原理圖和子PCB圖；以外部接口、接插件為起點(diǎn)，再結(jié)合外部連接的采樣傳感器或驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換器，推測(cè)內(nèi)部連接主回路、輔助回路的功能用途、電氣原理圖和PCB圖。最后綜合各子電路的功能用途、電氣原理圖及PCB圖，獲得陌生電路板的功能框圖和核心原理圖。

如果具有扎實(shí)理論知識(shí)和認(rèn)知陌生電路的豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，迫于時(shí)間壓力，可以采用局部思路快速認(rèn)知與異常相關(guān)聯(lián)的局部子電路，縮短認(rèn)知時(shí)間，但不能整體掌握電路板的工作原理，造成排查故障源和維修處理故障時(shí)不徹底，知其然而不知所以然。

維修實(shí)例：三菱電腦針車電腦控制板

客戶工廠有大量二手日本三菱電腦針車，日常需要大量維護(hù)。因?yàn)闆]有質(zhì)保以及設(shè)備商技術(shù)保密，不提供詳細(xì)完整技術(shù)資料，造成設(shè)備維護(hù)難度大，所以客戶迫切需要通過逆向梳理獲得電腦針車的電氣原理圖，提高維修效率。通過客戶介紹和閱讀設(shè)備手冊(cè)，掌握電腦針車功能用途是用于服裝鞋帽的加工設(shè)備，可在控制面板上編輯針線運(yùn)動(dòng)軌跡，自動(dòng)高效生產(chǎn)出各種圖案的針織品，屬于小型機(jī)電一體化智能加工設(shè)備類型。客戶已通過其它途徑獲得針車中電路板程序源代碼，現(xiàn)還需要電路板的電氣原理圖和PCB圖。

現(xiàn)場(chǎng)實(shí)墈中拆除設(shè)備外殼，取下核心電路板仔細(xì)觀察，其CPU為ARM類型嵌入式單片機(jī)，實(shí)現(xiàn)編程、保存、保護(hù)和調(diào)速等功能。該電路板將控制電路和驅(qū)動(dòng)電路集中在一塊四層PCB板上。電路板由雙電源供電，一路通過開關(guān)電源向?yàn)榭刂齐娐诽峁?a target="_blank">DC5V工作電源，另一路為驅(qū)動(dòng)電路提供DC120V的步進(jìn)電機(jī)工作電源，具有過載過流等保護(hù)功能。因?yàn)橛卸嗯_(tái)相同設(shè)備作參考，很快獲得電腦針車正常工作時(shí)不同狀態(tài)下輸入輸出端口和內(nèi)部部件接口中各個(gè)引線的技術(shù)參數(shù)。

將高分辨率相機(jī)設(shè)置成固定尺寸，獲得電路板正反面元件層照片，再用電絡(luò)鐵和熱風(fēng)槍拆下PCB板上所有電氣元件和接插件并分類編號(hào)保管，清除板上多余焊錫后獲得裸露PCB板正反面敷銅層照片，用鋒利刀片或小型銑床小心將裸露電路板剝層直至露出中間敷銅層并獲得照片。將各照片中電路板尺寸調(diào)整和實(shí)物尺寸相同，作為多張背景圖依次導(dǎo)入U(xiǎn)ltiboard中，規(guī)劃一塊與原PCB板尺寸相同的四層PCB板，對(duì)每張照背景圖依次放置元件封裝、焊盤和敷銅皮，全部完成后獲得電路網(wǎng)絡(luò)表。將網(wǎng)絡(luò)表導(dǎo)入Multisim中，設(shè)置每一個(gè)封裝或焊盤選擇對(duì)應(yīng)電氣元件，將電氣元件合理布局后獲得電路板的電氣原理圖，用方框?qū)㈦娫础⒖刂啤⑤斎搿⑤敵觥⒈Ｗo(hù)及通訊等子電路分開后獲得系統(tǒng)方框圖。編寫圖紙說明（如工作原理、核心元件、技術(shù)參數(shù)等）和填好圖框信息后將圖紙打印出來交給客戶，迅速降低電腦針車維護(hù)難度，極大提高客戶設(shè)備利用效率。最后將電腦針車所有技術(shù)資料整理成冊(cè)存檔。
（作者：羅清；地址：四川省攀枝花市東區(qū)；電話：13548205451；微信：pzhLQ564200811；QQ：564200811）