電氣維修方法論第十一篇（認知故障設(shè)備和維修評估）

認知故障設(shè)備

部件級維修主要對象是電氣設(shè)備。電氣設(shè)備是由電氣部件、機械部件、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。按已認知深度分為完全認知和局部認知，按技術(shù)檔案完備度分為詳細完整和簡單缺失。對已完全認知或技術(shù)檔案詳細完備的故障設(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)備運用場景和使用環(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)律的認知效率，是部件級維修的難點。

一、認知故障設(shè)備的經(jīng)驗

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方法認知其本質(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節(jié)順序通過剖析認知其綜合特征和規(guī)律。先通過觀察認知電氣設(shè)備的整體外觀特征、外部電氣連接和換能機構(gòu)，拆卸外殼后再認知內(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電氣設(shè)備一般按照從細節(jié)到整體順序通過觀察認知其綜合特征和規(guī)律。先從電氣設(shè)備內(nèi)部局部或核心部件為切入點認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，之間沒有明顯界限，增加了故障設(shè)備的認知難度，其子設(shè)備都是為系統(tǒng)單獨研發(fā)制作，不能獨立工作，具有體積小、系統(tǒng)穩(wěn)定等特點。組合設(shè)備將成熟子設(shè)備組合在一起，之間界限明顯，能獨立工作、體積大、兼容性好等特點。

二、認知故障設(shè)備的流程

（一）從規(guī)格樣式認知電氣設(shè)備

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

（二）從功能用途認知電氣設(shè)備

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

根據(jù)故障設(shè)備的運用場景推測其從屬的設(shè)備類型。如將機械能、熱能、光能和化學能等轉(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)換為電信號的設(shè)備從屬于檢測設(shè)備類；用于電信號采集、處理、計算、存儲、回放、輸入輸出的設(shè)備從屬于信息設(shè)備類；用于無線信號的發(fā)射和接收的設(shè)備從屬于無線設(shè)備類。

（三）從工作原理認知電氣設(shè)備

如果技術(shù)資料缺失而且沒有任何線索時，可先拆除故障設(shè)備外殼后，再通過內(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)備有助于推測其從屬工作原理類型。通常標準電氣設(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規(guī)格查閱對應(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)備主回路電信號是模擬信號屬于模擬電氣設(shè)備類型，采用萬用表或示波器檢測其是否異常。主回路電信號是數(shù)字信號屬于數(shù)字電氣設(shè)備類型，采用示波器和邏輯分析儀檢測其是否異常。電氣設(shè)備人機交互系統(tǒng)采用程序控制屬于程控設(shè)備類型，通過自檢程序檢測其是否正常。

電路部件內(nèi)部含有功能電路板，具有完整獨立的電氣功能，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接口，設(shè)計良好的電路板對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，標準電氣設(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故障設(shè)備內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)特性。

2、組織結(jié)構(gòu)

標準電氣設(shè)備由電源模塊、輸入模塊、處理模塊、輸出模塊、人機交互模塊、保護模塊和通訊模塊組成。因受空間限制或為方便操作運輸，將體積較大模塊分割多個部件，之間需要接插件進行電氣連接。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、信號類型和走向。

通過梳理電氣設(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）、信號類型（如工作電源、時鐘信號、輸入輸出信號、控制信號等）和電氣參數(shù)（電壓、電流、波形、相位和頻率）。因為接插件暴露在設(shè)備或部件外，經(jīng)常插拔檢測，而且保護措施較弱，經(jīng)常受到各種不可預(yù)測因素破壞，所以故障率較高。通過觀察其外觀是否變形，測量插座接頭引線接觸是否可靠判斷其好壞。

標準電氣設(shè)備內(nèi)部端口之間連線需要編線號，可根據(jù)線路標號推測連接部件功能用途。常用線號編號規(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；純阿拉伯數(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?？偩€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現(xiàn)電氣連接。功能件插板實現(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)律推測故障設(shè)備從屬工作原理類型。

將電磁能和熱能、光能、機械能、化學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)換能部件推測故障設(shè)備從屬功能用途類型。

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

隨著技術(shù)進步核心部件朝著標準化方向發(fā)展，將運動限位、安全保護和狀態(tài)反饋整合為一體，提高部件兼容性和安全性，延長使用壽命，方便設(shè)備維護。

4、控制和保護方式

人機交互部件和保護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行電氣連接，所有輸入信號進入控制核心，由控制核心輸出所有控制命令。分布式都有多個控制點，分布在其它部件中，每個控制點實現(xiàn)單一控制功能，各控制點之間通過總線通訊實現(xiàn)同步運行。根據(jù)控制原理和線路連接方式推測故障設(shè)備從屬的人機交互或保護部件類型。

5、對外通訊方式

現(xiàn)代電氣設(shè)備之間需要通訊連接，實現(xiàn)多設(shè)備聯(lián)動運行或遠程操作等功能。通訊部件接收信號后通過解調(diào)輸入控制核心，控制核心輸出信號后通訊部件通過調(diào)制發(fā)送信號。通過故障設(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其從屬的通訊部件類型。

維修評估

故障設(shè)備維修前要進行維修評估，只有通過后才進入排查故障源流程。否則終止部件級維修。

一、必要性評估

設(shè)備已超設(shè)計壽命使用或發(fā)生不可恢復(fù)重大故障后，是否失去維修技術(shù)價值？維修成本過高，是否失去維修經(jīng)濟價值？

二、可操作性評估，

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？能否在客戶要求時間范圍內(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）