LKJ2000型監(jiān)控裝置插件典型故障案例分析及檢修

梁 闖 上海鐵路局徐州電務(wù)段

自2001年我段安裝第一臺(tái)LKJ2000型監(jiān)控裝置投入運(yùn)用以來(lái)，已經(jīng)有9年的時(shí)間，受工作環(huán)境影響，監(jiān)控裝置長(zhǎng)期處在高溫、強(qiáng)電磁、高頻振動(dòng)、潮濕的工作環(huán)境中，部分元器件老化、性能下降，導(dǎo)致監(jiān)控裝置故障多發(fā)，給安全運(yùn)輸帶來(lái)隱患。這就對(duì)我們?cè)O(shè)備的檢修、維護(hù)水平提出了更高的要求，如何提高職工的檢修水平，確保設(shè)備運(yùn)用質(zhì)量是我們下一步工作開(kāi)展的重中之重。為了今后能夠更好地使監(jiān)控裝置為安全運(yùn)輸保駕護(hù)航，本人在對(duì)日常檢修作業(yè)過(guò)程中出現(xiàn)的一些常見(jiàn)故障進(jìn)行了認(rèn)真細(xì)致的分析、匯總，形成了幾則典型故障分析及檢修案例，供大家交流。

1 LKJ2000型監(jiān)控裝置故障處理方法

LKJ2000型監(jiān)控裝置故障處理的方法一般有以下三種。

1.1 使用裝置的自檢功能判斷故障

LKJ2000型監(jiān)控裝置帶有自檢功能。熟悉掌握這一功能，對(duì)于判斷查找故障源十分有用。利用裝置自診斷功能判別故障的前提是：CPU及其總線工作正常。主機(jī)箱上各插件面板的二極管指示燈，就是為判別局部故障和裝置的工作狀態(tài)而設(shè)置的。

1.2 使用替換法查找故障

使用替換法查找故障須配置的設(shè)備有工作正常的裝置、相關(guān)測(cè)試儀、插件過(guò)渡板等。當(dāng)故障設(shè)備有集成電路插座時(shí)，首先檢查集成電路塊是否有接觸不牢現(xiàn)象，按壓好集成塊后，如故障現(xiàn)象未消除，則考慮是否替換集成塊。通過(guò)對(duì)電路原理分析，如果認(rèn)為此故障現(xiàn)象與某些集成塊相關(guān)不妨替換這些集成塊試試。若替換后恢復(fù)正常，則說(shuō)明被替換的芯片已損壞或性能下降。做這項(xiàng)工作必須保證備用集成塊是好的，否則會(huì)給故障查找?guī)?lái)麻煩和困難。

1.3 使用維修工具查找故障

對(duì)LKJ2000型監(jiān)控裝置原理較熟悉的維修人員可以使用維修工具查找故障。常用的維修工具至少應(yīng)包括示波器、頻率計(jì)、萬(wàn)用表、吸錫器、電烙鐵等。一般說(shuō)來(lái)，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)首先應(yīng)檢查電路板的供電電源是否正常。各路電源應(yīng)在技術(shù)性能規(guī)定的范圍內(nèi)。對(duì)CPU電路板應(yīng)檢查晶振電路、CPU總線及復(fù)位電路是否正常。在使用萬(wàn)用表測(cè)量電壓和使用示波器觀察波形時(shí)應(yīng)特別小心，不要造成線間短路而損壞器件。不可對(duì)不同地（相互絕緣）的兩點(diǎn)之間進(jìn)行測(cè)量，否則會(huì)得到錯(cuò)誤的結(jié)果。

2 LKJ2000型監(jiān)控裝置插件的常見(jiàn)故障分析及處理

2.1 監(jiān)控記錄插件

2.1.1 故障現(xiàn)象1：不自檢，把監(jiān)控板插入主機(jī)上電后監(jiān)控板的前面板的指示燈全亮

故障分析及處理：根據(jù)該插件上電后指示燈的顯示，我們可以判定該插件自檢沒(méi)有通過(guò)，一般造成這種情況有以下幾種原因：

（1）由于程序本身的問(wèn)題。這種現(xiàn)象大都是因?yàn)槌绦蛐酒瑩p壞或者程序本身存在問(wèn)題，一般來(lái)說(shuō)程序芯片損壞的概率是比較大的，找一個(gè)好的程序芯片重新插上即可。

（2）一種是由于硬件電路問(wèn)題造成CPU總線存在短路或斷路現(xiàn)象。由于監(jiān)控記錄插件上的元器件較多、間距較近，總線分布也比較稠密，在檢修過(guò)程中操作不當(dāng)，很容易造成線路板劃傷或者短路，從而引起通訊中斷、程序停止運(yùn)行；另外總線驅(qū)動(dòng)芯片的損壞也是故障原因之一。

檢修實(shí)例1：首先我們用萬(wàn)用表逐一判斷掛在CPU上的各個(gè)芯片的總線是否有短路和斷路現(xiàn)象，檢查結(jié)果正常；然后我們根據(jù)經(jīng)驗(yàn)檢查總線驅(qū)動(dòng)芯片：U29-33、U28、U34、U35。用示波器探頭逐一測(cè)量這幾個(gè)芯片的總線，觀察它們的波形是否存在異常現(xiàn)象，當(dāng)測(cè)到U31的第六腳時(shí)，發(fā)現(xiàn)它的波形相比較其它管腳波形的幅值低了很多，由此判斷芯片內(nèi)部存在短路現(xiàn)象，更換一片新的U31再上電測(cè)試，插件恢復(fù)正常。

（3）由于CPU的損壞而引起的系統(tǒng)不自檢。

這種故障在實(shí)際的檢修作業(yè)中比較常見(jiàn)，一般遇到這種故障我們首先要測(cè)量監(jiān)控記錄插件電源的對(duì)地阻值。一般情況下，它的對(duì)地阻值在750 Ω左右，但是也有一些插件對(duì)地阻值為100 Ω的時(shí)候也能正常工作。如果低于100 Ω我們一般就可以判斷CPU已經(jīng)損壞。更換一個(gè)新的CPU就可以了。

2.1.2 故障現(xiàn)象2：監(jiān)控記錄插件上電后不斷復(fù)位

故障分析及處理：這種故障在落修的監(jiān)控記錄插件中發(fā)生的機(jī)率還是比較高的，引起這種故障的原因大致有以下兩種情況：

（1）由于監(jiān)控記錄插件自身元器件故障引起的復(fù)位。

（2）由于其它插件故障引起的復(fù)位。

分析由于監(jiān)控記錄插件自身元器件故障引起的復(fù)位現(xiàn)象。我們知道在監(jiān)控記錄插件中有一個(gè)程序監(jiān)視芯片，也就是通常說(shuō)的看門狗DS1232。這個(gè)芯片的功能就是當(dāng)程序進(jìn)入死循環(huán)或者程序溢出后，這個(gè)芯片就輸出一個(gè)復(fù)位信號(hào)，使程序從頭開(kāi)始運(yùn)行；在程序正常運(yùn)行時(shí)，這個(gè)芯片的7腳有一個(gè)喂狗信號(hào)，是由CPU提供的，當(dāng)程序無(wú)法正常運(yùn)行時(shí)，CPU就停止輸出喂狗信號(hào)，看門狗收不到喂狗信號(hào)，就給CPU輸出一個(gè)復(fù)位信號(hào)，使CPU從頭執(zhí)行主程序。

檢修實(shí)例2：根據(jù)這種故障現(xiàn)象，我們可以斷定程序自檢還沒(méi)有結(jié)束，系統(tǒng)就進(jìn)行復(fù)位了；一般來(lái)說(shuō)是U11-14（DS1250）出了問(wèn)題，我們用一塊好的DS1250進(jìn)行替換，當(dāng)換到U12后，插件自檢恢復(fù)正常。故障原因是由于DS1250損壞或者內(nèi)部存在非法的記錄文件，程序無(wú)法正常讀取芯片信息完成自檢，導(dǎo)致系統(tǒng)不斷復(fù)位。但有時(shí)DS1232芯片的內(nèi)部時(shí)鐘現(xiàn)問(wèn)題，也會(huì)輸出復(fù)位信號(hào)，使系統(tǒng)不斷復(fù)位。所以遇到這種情況我們更換一個(gè)新的DS1232芯片就可以了。

2.2 電源插件

2.2.1 故障現(xiàn)象一：無(wú)電源輸出，前面板的指示燈是全滅的

故障分析及處理：造成這種故障的現(xiàn)象有兩種原因，一是U1損壞，無(wú)24 V電壓輸出，或者U1輸出端氧化的比較嚴(yán)重而造成輸出電壓過(guò)低，致使整個(gè)插件沒(méi)有電壓輸出。這種情況我們更換U1或者對(duì)U1輸出端進(jìn)行清除氧化層處理就可以了。二是保護(hù)電路動(dòng)作導(dǎo)致無(wú)電源輸出。如圖1所示，我們知道電源板的保護(hù)電路實(shí)際上就是一個(gè)比較電路，由電源插件的輸入電壓經(jīng)過(guò)一些電阻分壓后與電路中基準(zhǔn)5 V做比較，然后經(jīng)過(guò)N1輸出一個(gè)高電平或者低電平，這個(gè)電平又去控制U1的第2腳，通過(guò)它來(lái)控制U1是否輸出24 V。

圖1 保護(hù)電路

根據(jù)這個(gè)原理我們來(lái)分析故障原因。在維修保護(hù)電路時(shí)，我們首先要做的就是測(cè)量電路中12 V＋和基準(zhǔn)5 V是否正常，如果這兩個(gè)電壓不正常的話，后面的保護(hù)電路就沒(méi)有辦法工作，U1的第2腳就沒(méi)有電壓來(lái)控制，U1的輸出端就不會(huì)有輸出，所以我們首先測(cè)量12 V＋是否正常，測(cè)量結(jié)果無(wú)12 V＋電壓，由于12 V＋電壓是由 R3、R4、V3、V4、C5組成的電路產(chǎn)生的，我們用萬(wàn)用表測(cè)量這幾個(gè)元器件是否正常，發(fā)現(xiàn)R3阻值為無(wú)窮大，更換R3后再上電進(jìn)行測(cè)試，電源插件輸出恢復(fù)正常。在平時(shí)的維修當(dāng)中我們發(fā)現(xiàn)R3的損壞率是比較高的，因?yàn)檫@個(gè)電阻是12 V＋的啟動(dòng)電阻，占到保護(hù)電路故障的一半以上，所以，我們?cè)诰S修這樣的故障時(shí)，要先測(cè)量R3是否正常。

2.2.2 故障現(xiàn)象二：電源插件上電后3路15 V 無(wú)輸出，5 V、12 V、24 V 輸出正常（使用E型電源插件）

故障分析及處理：如圖2所示，這個(gè)電路是一個(gè)典型的開(kāi)關(guān)電源穩(wěn)壓電路，在這個(gè)電路中Q201起到一個(gè)開(kāi)關(guān)作用，U201是這個(gè)電路的一個(gè)重要元器件，它的第6腳控制Q201的開(kāi)關(guān)頻率，U201第7腳是芯片的電源端，電壓在14V左右；電源插件剛啟動(dòng)的時(shí)候，這個(gè)電源是由R203提供一個(gè)啟動(dòng)電壓供給U201啟動(dòng)，啟動(dòng)以后這個(gè)電壓就會(huì)被U2＋所代替。所以我們?cè)诰S修無(wú)電源輸出故障時(shí)，首先要測(cè)量這個(gè)電壓是否正常，經(jīng)過(guò)測(cè)量后發(fā)現(xiàn)只有7 V，進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)R203阻值異常，更換R203后再次上電，電源輸出恢復(fù)正常。5 V、12 V、24 V無(wú)輸出維修時(shí)以此類推。

圖2 開(kāi)關(guān)電源

2.3 模擬量輸入出插件

故障現(xiàn)象：管壓1比正常值少了200kPa。

圖3 差分放大器

故障分析及處理：由于監(jiān)控記錄插件采樣的管壓信號(hào)是直流電平信號(hào)，所以我直接測(cè)量管壓1信號(hào)的直流電平，測(cè)量后發(fā)現(xiàn)管壓1的電平比其它兩路的電平低，由于由運(yùn)算放大器A13及其外圍電路組成的差分放大器（如圖3）的放大倍數(shù)R10/(R35＋R37)=R81/（R69＋R70）=1，我們根據(jù)這個(gè)原理可以斷定，管壓1之所以不正常是因?yàn)槠渲心承╇娮璧淖柚蛋l(fā)生了變化。檢測(cè)的結(jié)果發(fā)現(xiàn)R10的阻值大了2 kΩ，更換一個(gè)新的150 kΩ電阻，再上機(jī)測(cè)試管壓1的顯示恢復(fù)正常。

2.4 數(shù)字量輸入出插件

故障現(xiàn)象：在顯示器上面在查詢狀態(tài)亮紅燈。

故障分析及處理：這種故障現(xiàn)象，在平時(shí)的維修當(dāng)中出現(xiàn)的頻率還是比較高的。我們知道監(jiān)控設(shè)備在正常的運(yùn)行當(dāng)中，每隔40 s要對(duì)該插件的工況通道進(jìn)行自檢，如果通道有故障的話，就會(huì)在屏顯的查詢狀態(tài)顯示紅燈，否則顯示綠燈。該插件的自檢電路是由 D1、D3、D4、OP1、Q1組成的，從監(jiān)控記錄插件送過(guò)來(lái)的A1（WRITE*）與AM5一起經(jīng)過(guò)D3的譯碼以及D1的整理后送到OP1的輸入端，又經(jīng)過(guò)Q1的推動(dòng)，被送至工況通道的輸入端對(duì)通道進(jìn)行自檢。如果出現(xiàn)不自檢的現(xiàn)象，我們就要對(duì)以上電路進(jìn)行檢查，在檢查中我們發(fā)現(xiàn)OP1輸入端的阻值比正常的大了很多，更換一個(gè)新的OP1，再上電進(jìn)行測(cè)試，插件自檢恢復(fù)正常。

3 結(jié)束語(yǔ)

以上故障判斷及處理方法，是我在日常檢修作業(yè)過(guò)程中的一點(diǎn)小經(jīng)驗(yàn)；如遇與上述不同故障現(xiàn)象時(shí)，需認(rèn)真分析電路原理，找出解決方法。特別提醒：有時(shí)故障現(xiàn)象與故障點(diǎn)并不一定出現(xiàn)在同一插件上，這就需要我們將各插件功能、原理結(jié)合起來(lái)分析，運(yùn)用上文提到的LKJ2000型監(jiān)控裝置故障處理方法，準(zhǔn)確查找故障點(diǎn)，排除故障。