經(jīng)驗(yàn)分享｜工控設(shè)備軟故障怎么維修？（建議收藏）
工業(yè)設(shè)備維修，講真，我是不怎么怕硬性故障的。我的看法是，不管什么設(shè)備，它都是建立在通路基礎(chǔ)上，必須通路正常了，才談得上應(yīng)用（編程或組態(tài)）。這個設(shè)備是驅(qū)動應(yīng)用？執(zhí)行控制運(yùn)用？取樣檢測運(yùn)用？先弄懂了用途，所謂頭痛醫(yī)頭，足痛治足，但遇到軟故障，這些經(jīng)驗(yàn)總結(jié)就都失效了。
每年過完春節(jié)，搞工業(yè)設(shè)備維修的單位都會忙碌一陣子，電子設(shè)備這東西（特別是老設(shè)備）不怕使用，但一旦給它放個假，過過安逸的生活，保不準(zhǔn)就會出點(diǎn)什么毛病來。很多進(jìn)口品牌廠家的變頻器，或成套電子設(shè)備，都有要求使用前先給設(shè)備充充電，熱熱身，再上額定電源的要求。大功率逆變設(shè)備，畢竟也是電容電阻集成模塊組成的，其中阻容元件對充放電很敏感，很久沒使用，快速上電會產(chǎn)生寄生脈沖，類似一個個高電壓沖擊波，人沒感覺，但對以電荷為衣食父母的電子元件來說，胃口不好的自然就受不了了——很多故障就是這么出來的。
電阻也有一個保質(zhì)期，長期得電運(yùn)行，電阻阻值要失效，這個過程是慢慢的衰減的，但如果在臨界狀態(tài)，遇上冷熱交替，電壓沖擊什么的，電阻就馬上出問題了。例如以前芬蘭的vacon的c系列變頻器，若干年后出一些奇奇怪怪的問題，很多都是電阻引起的。
這是理論，理論是對客戶解釋用的，對維修作用不大。今天我要和大家分享的是兩個故障實(shí)例，都是軟故障，都是在上面載了跟斗的。
（1）第一個故事。一臺倫茨e82ev223矢量變頻器，客戶是外省的紡織單位。倫茨在業(yè)界的性能是出了名的強(qiáng)悍，尤其在紡織行業(yè)，用得較多。當(dāng)然，如果你有心，也會發(fā)現(xiàn)，聞名業(yè)界的庫卡機(jī)械人其實(shí)也是用倫茨的驅(qū)動系統(tǒng)。倫茨的設(shè)備一般不繁雜，但接口擴(kuò)展功能做得十分強(qiáng)悍。同樣9300系列產(chǎn)品，ev，evs，ep應(yīng)有盡有。值得一提的是倫茨的變頻器和伺服器的區(qū)分只是在尾綴上看就知道了。如伺服，修復(fù)時可以試機(jī)的，但如果是ep系列，那必須成套才能試機(jī)，單獨(dú)根本沒法運(yùn)行起來。
E82ev00系列屬于矢量控制變頻器，功率不一，屬于通用產(chǎn)品。經(jīng)檢測，變頻器就燒了三個模塊，倫茨陶瓷啟動電阻也已經(jīng)炸碎了。關(guān)于陶瓷電阻是倫茨自己的產(chǎn)品，德國產(chǎn)品喜歡玩這一套，把電阻印刷在陶瓷片上，既增大了功率又節(jié)省了空間。但代換真的讓人頭疼，市場上一個陶瓷電阻一般上百元人民幣。
根據(jù)原理圖，測試觸發(fā)，正常。
測試電流電壓檢測電路，正常。
插上主板面板顯示也正常。
于是放在桌面試機(jī)，觸發(fā)一切正常，于是裝機(jī)。好像一切非常順利，上電顯示也一切正常。于是啟動試機(jī)，奇怪的是啟動瞬間報(bào)oc1故障。復(fù)位再啟，故障依舊。關(guān)機(jī)再檢測，倒吸了一口涼氣，我的天，三個模塊無聲無息的又短路了。如果不是我親手測試，安裝的模塊，我肯定懷疑模塊有問題了。
看來事情沒那么簡單，這下必須花點(diǎn)時間琢磨琢磨了！再細(xì)心的檢測模塊的短路狀態(tài)，還真推敲出一點(diǎn)疑竇。首先，三個模塊是有的短路上橋，有的短路下橋，而驅(qū)動電路完好無損，驅(qū)動電路完好無損，代表短路電流瞬間不強(qiáng)烈。根據(jù)功率元件燒毀反推三步原則是：
1、電流過大模塊短路。這種情況模塊炸得比較厲害。
2、電流反饋電路故障模塊燒毀，這個情況模塊同樣短路嚴(yán)重，驅(qū)動電路一般會損壞到光耦端。
3、驅(qū)動電路引起模塊損壞。這以光耦為界，倫茨大功率驅(qū)動板設(shè)計(jì)有橋臂互鎖電路，也就是說，驅(qū)動必須下橋臂有一個先導(dǎo)通，另一個上橋才能觸發(fā)。這樣的好處是幾乎不會出現(xiàn)相位丟失的可能，只要那個橋臂不導(dǎo)通，反饋脈沖就無法給出，變頻器報(bào)警oc故障。
模塊能悄無聲息的擊穿，而且有的上橋有的下橋，以上幾條都走不通?；魻枩y試是沒問題的，理論上更沒問題，因?yàn)榭蛰d狀態(tài)根本不存在輸出電流?？磥磉€得在驅(qū)動板上找故障，一個上午，從電源到驅(qū)動電路，檢測分析了個遍，一無所獲。在桌面上帶燈，六個驅(qū)動橋臂一切正常。在桌面啟動正常，那就代表可以上機(jī)了的。這里需要說明的是，倫茨的驅(qū)動板是壓貼在功率模塊之上的，這導(dǎo)致試機(jī)時根本沒有辦法串聯(lián)燈泡進(jìn)行測流啟動。
不用多說，悲劇又發(fā)生了！這下不敢再裝模塊直接啟動了，畢竟一次幾百元的成本，而這些成本還得自己消化，我的原則是：報(bào)了價的設(shè)備，成本絕不可以加在客戶頭上。既然撞了南墻，干脆放在一邊，搞別的設(shè)備去了。多年來養(yǎng)成的習(xí)慣，遇到擋路的機(jī)子，先放一放。我絕不在心急火燥的時候給它較勁。
過了幾天，時間也閑了下來，就又把它拿出來琢磨。起先我懷疑是電路板夾層有斷路，這次我用IGBT單體管自己組了一個模塊，用雙絞線連出來，掛在外邊，然后把整機(jī)裝配完整。一開機(jī)，哈！還真開起來了。同時也證明了電路板沒有夾層斷路。但經(jīng)過我反復(fù)開機(jī)，居然然讓我發(fā)現(xiàn)了問題：故障出現(xiàn)時，一般都是上電啟動的一瞬間，igbt就短路了。但只要啟動起來，就一切正常。這忽然讓我想起直流調(diào)速器上，常常出現(xiàn)的驅(qū)動ic性能不良，導(dǎo)致輸出過流的故障，難道啟動時，控制板同時出現(xiàn)了兩個下橋臂導(dǎo)通？
倫茨e82ev223變頻器的主板，驅(qū)動脈沖是一塊可編程芯片epm7064s給出。找一張壞板，取了一片epm7064s換上，反復(fù)開機(jī)測試幾日，終于正常。
回頭總結(jié)，發(fā)覺自己還是犯了鉆牛角尖的錯誤，由于每次桌面啟動正常，固執(zhí)的以為，故障在驅(qū)動電源板上。如果自己不慢慢推敲，直接代換主控板，也不至于走如此曲折的彎路。但有些經(jīng)驗(yàn)也是彎路走出來的，在這里分享出來，也希望大家以后能更直接的找出故障，特別是軟故障，非?？简?yàn)一個工控維修人員的毅力和耐心。
（2）第二個故事?？蛻舸螂娫挘f他的直流調(diào)速器出故障了，讓我安排報(bào)價?？蛻羰峭赓Y企業(yè)，所說的調(diào)速器名叫安薩爾多，意大利品牌。這個品牌的調(diào)速器在國內(nèi)很少，很多都是隨設(shè)備配套進(jìn)口的。這臺調(diào)速器是spdm3k6的產(chǎn)品，輸出電流達(dá)3600安，調(diào)速馬達(dá)1250kw，余量足夠。由于這個廠的ab，abb設(shè)備都是我在維修，所以省去很多討價還價的過程，便直接驅(qū)車去現(xiàn)場，了解情況。
現(xiàn)場故障是這樣的：調(diào)速器不定期的報(bào)過壓故障，以前一個月可能跳脫一次，近來開始頻繁，有時一個禮拜，有時四五天出現(xiàn)一次。且出故障多在夜間，進(jìn)一步了解，夜間的電壓其實(shí)波動并不大，一般在ac30v左右波動，完全在波動值的范圍之內(nèi)，根據(jù)現(xiàn)場用戶程序分析，工廠技術(shù)人員已經(jīng)把線電壓檢測范圍放大到了極限。
看來問題比較棘手。
我的分析是這樣的：在使用環(huán)境沒有變動的前提下，從一個月一次故障到一個禮拜一次故障，說明這個故障應(yīng)該是出在設(shè)備板卡上。但麻煩的是這臺設(shè)備根本不能停機(jī)，維修空檔只能安排在檢修期間。我的第一反應(yīng)是沒法直接報(bào)價，價格報(bào)高了，客戶覺得我的設(shè)備本來可以用，理所當(dāng)然故障也不大。價格報(bào)低了，修這樣的軟故障，其實(shí)就是一個技術(shù)無底洞，時間和精力的付出，是修硬性故障的幾倍。
安薩爾多直流調(diào)速器的主要技術(shù)含量在c板上，一切的檢測，運(yùn)算，i/0口，通訊擴(kuò)展，全在這張控制板上。意大利產(chǎn)品，和市場上的幾個直流調(diào)速器品牌相比（abb、西門子、歐陸、ct），電路設(shè)計(jì)還是有點(diǎn)不一樣的，安薩爾多的線電壓檢測，是同相變壓器減壓后取得，相當(dāng)于西門子6ra28系列產(chǎn)品的取樣方法，電樞電壓是經(jīng)過降壓檢測。我初步判斷，應(yīng)該是主控板問題。
到了廠家檢修日期，過去拆板。由于只有兩天時間，廠家到時必須運(yùn)行。直流調(diào)速器體積龐大，拆卸非常不便，便選擇帶套板會公司維修。其實(shí)在設(shè)備沒有備用板的情況下，維修這樣的設(shè)備，風(fēng)險挺大！工業(yè)設(shè)備維修是帶風(fēng)險的，廠家的設(shè)備雖然帶病，但可以運(yùn)行。一旦在維修過程中有任何閃失，造成到時間無法開機(jī)，那種壓力完全可以想象。
這種情況以前發(fā)生過，那是一個垃圾發(fā)電廠抓斗起重設(shè)備，科尼品牌。本來都已經(jīng)維修好了，但裝機(jī)的的時候技術(shù)人員插錯一根接口線，導(dǎo)致啟動炸模塊。廠里大大小小的頭目全到場了，人家說了，停機(jī)一天現(xiàn)金損失以七位數(shù)記！我和另外一個工程師兩個人奮戰(zhàn)一天多，直接累成狗。
既然有風(fēng)險，那就不能掏心掏肝維修，沒有疑點(diǎn)絕不動烙鐵。我的維修過程是：首先直接清洗烘干，然后根據(jù)p板（電源驅(qū)動板）上的取樣電路跟檢測電路。想法是好的，但實(shí)施起來比較麻煩，幾個小時過去，并沒有發(fā)現(xiàn)明顯的故障點(diǎn)，于是把沿途鉗位二極管統(tǒng)統(tǒng)代換掉。（這招在維修abb dcs500時很有效），死馬當(dāng)活馬醫(yī)。完了去現(xiàn)場試機(jī)！
真心的提醒初入行的學(xué)弟學(xué)妹們，板卡維修，在沒有整機(jī)試機(jī)的前提下，切忌亂焊亂代，代換的元件自己一定要記清楚，萬一意外發(fā)生，自己也可還原。到現(xiàn)場試機(jī)，謝天謝地，馬達(dá)運(yùn)行起來了！
客戶運(yùn)行了十天，打電話報(bào)平安，本來故事以為到此結(jié)束，那知廠家都準(zhǔn)備付款的時候——時間也就是十多天左右，故障又出現(xiàn)了，這次是欠壓，我瞬間無語。我想，假如廠家給我時間，問題我也能徹底解決，欠壓報(bào)警和過壓報(bào)警，應(yīng)該在同一個故障源上。但我決定放棄維修，原因有三：
1、時間太緊根本放不開手足來跟電路原理圖，像這種軟性故障，沒有原理圖真的無從下手。
2、維修這樣的軟故障承認(rèn)把握不大，驗(yàn)收的周期也長，還弄得整天提心吊膽的，影響情緒。
3、現(xiàn)在建議廠家代換新板，這樣雖然少賺點(diǎn)錢，但風(fēng)險不大。
前幾天逛論壇，發(fā)現(xiàn)大家有討論工控設(shè)備軟故障維修的經(jīng)驗(yàn)和方法，于是我也來交流交流。今晚寫出來的兩個實(shí)例，就發(fā)生在今年。如果那個同行有相同的經(jīng)驗(yàn)，歡迎交流，一并感謝。
