1 、直观检查法
直观检查法又称为观察法,是用维修人员的眼、耳、鼻、手,来查找故障。观察导压管、阀门有无泄漏现象,接线端子是否锈蚀,显示仪的显示是否正常,显示是否大幅度波动等。
直观检查法可进行仪表的不通电检查及通电检查。
仪表不通电检查,打开表壳,观察表内各种部件及印制电路板,看熔丝是否熔断;元器件有无相碰、断线;电阻有无烧焦、变色;电解电容器有无漏液、胀裂及变形;印制电路板的铜箔和焊点是否良好,可用手拨动一下元器件、零部件来观察是否有问题。
仪表接通电源,观察仪表内部有无打火、冒烟现象,仪表内部有无异常声响,有无烧焦味。还可用手摸一摸晶体管、集成电路足否烫手,如有异常发热现象应立即切断电源。通电检查要注意安全,人要站在绝缘物上,手表等物品要取下,养成单手操作的习惯。
直观检查法包括闻、看、听、摸等操作手法。闻:用鼻子闻有无烧焦气味,找到气味来源,故障可能就在放出异味的部件,例如氧化锆分析仪接线错误,烧坏分析仪。看:观察开关、端子有无松动,印制电路板上的元件,有无虚焊、裂痕,电阻器有无烧焦变色,电解电容器有无胀起或变形爆裂等现象,熔丝有无烧断,机械部件有无卡住等问题。听:轻轻翻动仪表或部件,摇摆摇摆,听有无零件散落或螺钉脱落,调节阀运行时是否有碰击声。通电后用螺丝刀轻轻敲打仪表,听其有无不正常的“曦嵫"喜或“啪啪"的打火声。摸:用手感觉变压器外壳,电解电容器外壳,是否温度过高或发烫。被摸元器件有过热或冰凉现象,问题可能就出现在这些部件。手不能触及接线端子、金属部件、元件引脚部位,以防触电。
2、敲击及按压检查法
敲击及按压法用于检查虚焊、脱焊等接触不良故障。通过直观检查,怀疑仪表电路有虚焊、脱焊等接触不良现象时,可以采用本方法检查。
仪表运行时好时坏,用螺丝刀手柄敲击印制电路板边沿、振动板上的元器件,常能找到故障部位,但高电压部位不能用敲击法。
用螺丝刀或镊子对怀疑的元器仵按压或摇动,观察故障现象有没有变化,如有变化,说明该元器件有问题。也可用手指尖轻压怀疑的元器件或引线,也有可能找到虚焊或脱焊点;按压电路板的一些部位,常能快速找到故障部位,如印制电路断裂的地方。对怀疑的集成电路用橡皮压紧,开机看故障有无变化,如有变化,说明该集成电路存在虚焊。
3、信号注入法
用各种信号发生器输出的信号,如直流毫伏信号、电阻信号、直流电流信号、频率或波形信号、噪声信号。对被查仪表输入相应的信号,使输入信号由小到大地逐渐变化,把万用表或标准表接在仪表的输入端或输出端,测量信号的变化情况来判断故障。当测量到某一回路输出不随输入信号的变化而变化时,应检查前一回路的输出或本回路的输入端,仍无变化,应继续向前一回路检查;信号有变化,则故障在本回路或与输出回路相联的电路中。当故障范围已缩小到某一回路或某一单元,甚至到某一部件,再用其他检查方法进一步核实,就可确定故障点。
人为干扰也是一种简单方便的噪声信号。人的周围都有电磁场,人会感应到微弱的低频电动势,数值接近几十至几百毫伏。当用手接触仪表某些部件,把感应信号输入给仪表的公共信号通道,检查可从后级向前级,检查到哪级无反应哪级可能就有问题,可以依此来判断仪表电路故障。使用人为干扰要注意高压电源,以防触电。
4、电路参数测量法
用万用表测量仪表电路各点的电压、电流、电阻值,与正常值比较来确定故障部位是*的故障检查方法。直流电压、直流电流及电阻的洌量操作方法。
用万用表交流500v电压挡测量仪表的电源输入端,正常时应有220V,若没有,应检查电源线及开关有无损坏,熔丝是否熔断;如220V交流电压正常,再测开关电源的输出是否正常。电源变压器可分别测量初级和次级的电压,次级没有电压表明次级绕组开路。
5、分部检查法
分部检查法属于一种混合检查,就是通过拔除部分接插件或断开、短路某一部分电路来缩小故障检查范围,以便迅速查找到故障回路或元器件。
(1)分段检查
开关电源送电就烧熔丝,这种大电流的故障查找比较困难。这时可先把电路分成几段,再测量电路晦负载或对地电阻值,断开某部分电路后,短路故障消失,故障点就在被断开的这部分电路上。进一步对这部分电路分段检查,即可查找到短路或接地的部件。通电测量开关电源输出电压,应接上假负载,否则可能会使原本正常的电源产生新的故障。
控制系统失灵时,先检查调节器至执行器这一段,把调节器切换至手动状态,手动操作时执行机构及调节阀能动作,说明调节器输出正常;故障部位在调节器或调节器之前那一段。再把调节器切换至自动,改变给定值,观察调节器的输出电流,输出没有交化则故障在调节器;如果有变化说明调节器正常;可再检查调节器的输入至变送器那一段。
(2)拔插检查
诊断电脑死机及黑屏故障,在电源正常的情况下,逐个拔下扩展槽中的控制卡与连接在主板上的各个接插件,每拔下一块卡或插头后,开机观察故障是否消失或改变,故障现象有改变,说明被拔下的板卡与故障原因有关,进行分析即可判断故障是出在主机还是拔下的板卡上;故障现象消失,则被拔下的板卡有问题;故障现象未消失,表明拔下的板卡是好的。
(3)切断检查
是一种缩小故障检查范围的方法。检查时把怀疑电路从整机或单元电路中切除,逐步缩 小故障查找范围,工作电流过大或有短路故障,可把一部分电路从整机中断开,看电流变化来判断这部分电路是否正常,常用来检查负载短路和负载过重故障,还可用来检查开路、接触不良故障。 ’
选择切断点应从常见故障部位人手,如供电电源、功放级。若常见故障部位*,再结合电路图和实际回路逐步进行切断。按信号的传输顺序,由前到后或由后到前逐级加以切断。用切断法要小心谨慎,有些电路不能随便断开,否则故障没有排除,还会添新的故障。
(4)短路检查
短路检查实际是一种特殊分割法,主要用来检查信弓~网路中的自激、干扰故障。短路检查就是将电路中某两点暂时短路,或者使某一级的输入端对地短路,使这一级和这一级以前的部分失去作用。当短路到某一级时故障现象消失,说明故障在短路点之前,反之应在短路点之后查找。
为避免直流电压被短路,一般采用交流短路为宜。短路检查应根据故障现象来确定合适的短路点,常用短路线及用法如下。
①用电线短路主要用于被短路两点直流电位相同或接近的电路,如热电偶显示仪输人端的短路。检查晶体管和芯片振荡器是否振荡,可以把振荡电路或反馈网络短路,然后对比短路前后晶体管或芯片相关引脚的电压,若电压有变化,则说明振荡器能振荡。还可用于快速判断小阻值退耦电阻、印制导线或连接线是否开路,检查时只要用电线短路怀疑的电阻或连线两端即可。
②用电容器短路用来判断不能直接短路振荡电路的振荡器是否起振,还可用来检查判断电路中自激振荡噪声或干扰的来源。检查时,用电容器从电路后级向前级逐一短路各级的输入端,当短路到哪级时自激或干扰消失,则表明故障在该级电路中或在之前的电路中。
③用电阻器短路用一定阻值的电阻器跨接于被查电路两端,严格讲这种方式不能算作短路,只是用电阻给电路建立一种便于检查判断故障的工作状态。
6、替换检查法
替换检查法是用规格相同、性能良好的元器件或电路板,代替故障仪表上被怀疑而又不便测量的元器件或电路板,从而判断故障原因的一种检测方法。
替换法适用于任何仪表的电路故障或机械故障的检查。该方法在确定故障原因时准确性高,但操作比较麻烦,对印制电路板有一定的损伤。因此,使用替换法要根据仪表故障的具体情况,以及维修时所拥有的备件及可代换的难易程度来定。在代挨元器件或电路板、机械部件的过程中,连接’、安装要正确可靠,不要损坏其他组件以避免人为造成故障。替换检查法注意事项如下。
①替换检查法一般是在其他检测方法运用后,对某个元器件有重大怀疑时才可采用。不能大量采用此法,否则有可能会进一步扩大故障的范围。
②所替换的元部件要与原来的规格、性能相同,不能用低性能的代替高性能的,不能用小功率元件替换大功率元件,不允许用大电流熔丝或铜线替换小电流的熔丝。
③所要替换的元器件安装较隐蔽,拆卸操作不方便时,应慎重考虑,替换操作主要是对元器件的拆卸和装配,如果操作不仔细,有可能损坏其他元件造成新的故障,而适得其反。
④按先简单后复杂的顺序进行替换,先检查与系统连接的信号线、网线等,再替换怀疑有故障的部件,接着替换供电部件,最后替换与之相关的其他部件。
7、参照检查法
参照检查法是应用比较、借鉴、参照、对比等手段,查出具体的故障部位。理论上讲,参照检查法可以查出各种各样的故障原因,关键是要有一定的参照物,要有一定的修理资料为基础,如各型仪表的电路原理图、仪表的机械结构图、电子元器件、集成电路应用手册等,要有同型号、同一个厂生产的仪表。参照检查主要适用的情况如下。
没有电路原理图时的参照;拆卸或装配较复杂的机械部件时的参照;对机械故障无法确定时的参照。用其他检查法做出初步判断,对具体的部位有怀疑时再采用本法。参照检查时操作要正确,若在正常的仪表上测量的数据不准确,就会造成误判。
8、 电压升、降检查法
就是升高和降低仪表整机或部分电路的工作电压,使故障及早出现的检查方法。可用于的故障检查如下。
①仪表或系统的故障较隐蔽,数小时甚至几天才会出现一次故障,或者没有规律地偶尔发生故障。
②故障出现与供电电压的高低有关,供电电压正常时不会发生故障,或者夜晚仪表很正常,故障大多发生在白天。可采用调压变压器来逐渐降低电压,电压降低到某一点时,仪表往往会出现故障现象,据此便可分析判断故障。
③仪表内的开关电源出现故障,输出电压高或开机瞬间有电压然后下降为0V,用降压法检测较为安全、方便。检修开关电源时,为确保开关管、集成电路及负载输出管的安全,用较低的交流电给开关电源供电,通过调压变压器调低供电电压,进行测试确认电路正常后,再恢复220V交流供电。
电压的升、降压幅度应限制在仪表整机元器件的最大额定值范围内,如果故障没有出现,可在短时间内略超额定值范围试试。有些元器件在过电压状态下极易损坏,不能让整机或元器件在超过极限条件下长时间工作。
9、升温、降温检查法
故障现象不明显或时有时无,怀疑故障可能与温度有关,可采用本方法。用于检查元件热稳定性变差而引发的软故障非常有效。如仪表发生的故障与温度密切相关时,白天或天气热时出现故障或故障频繁,晚上或天气凉快时故障明显减少,可用本方法来检查判断故障。
升温可用电烙铁或电吹风对有怀疑的部件进行加热,使故障现象及早出现,从而确定故障部仵。降温可用酒精棉球对有怀疑的部件进行降温,使故障现象发生变化或消失,从而确定故障部件。升温、降温检查法注意事项如下。
①发现某元器件温升异常时,可用电吹风的冷风挡或用酒精棉球对该元器件进行释温,使其表面迅速冷却。待冷却后再开机,原来的故障明显减轻或消失,可初步判断该元器件有问题,应予更换。发现元器件热稳定性变差,用冷却法无效时,可用电烙铁或电吹风的热风挡对被怀疑的元器件进行适当加热,然后再开机观察,如果刚才不明显的故障加重了,可重点检查该元器件,或者将其更换。
②仪表电路板上的元器件很多,如果每个元器件都采用降温法来检查既不安全也不现实,因此在采用降温法之前,应先确定故障范围和可能损坏的元器件,然后再采用降温法检查。
③采用升温、降温法检查故障,温度不能超过仪表元器件所允许的范围,否则适得其反把故障扩大。
10、单元流程图检查法
单元流程图检查法是根据故障检修流程图,一步一步地将故障范围缩小,然后找出故障部位。
使用本方法,必须先根据仪表电路原理方框图、控制系统组成原理方框图划分出电路大块或单元块,再画出相关流程图,根据流程图进行检查及维修。
控制系统出现故障时,以流程图方式按各单元的作用分析系统故障可能出现在哪个单元,由信号输入至各单元最终到输出,逐步进行层层分解然后抓住主要问题,最终找出故障的具体原因。
11、间接判断法
控制系统是由多个单元组成的,其测量和控制的也是多个工艺参数,而各个工艺参数的变化往往是相互联系的,如有时流量的变化会影响到液位的波动或变化,压力的变化可能会影响到温度酌变化等等,这为间接判断故障提供了方便。当控制系统出现问题时,先要判断是工艺原因,还是仪表或系统的原因。如某个工艺记录曲线突然大幅度波动,按正常情况,
一个工艺参数的大幅度变化总是会引起其他工艺参数的明显变化,如果其他工艺参数也跟着变化,可能是工艺的原因;如果其他工艺参数的变化不明显或根本没有变化,则说明这个记录曲线大幅度波动的原因是仪表或变送器有故障。
12、自诊断检查及软件设置法
DCS及智能仪表都具有自诊断功能。通过DCS监控操作画面的信息,通过HART手操器或智能仪表的故障报警信息,就可进行故障检查及判断,并进行参数的设置。
(1)自诊断检查
自诊断检查大多需要通过手操器进行,要求仪表能正常开机,且仪表工必须知道怎样进入自诊断模式。当仪表自诊断检测出故障,手操器或指示表会显示错误代码,只要了解故障代码的含义,就可以直接找到故障部位和有关部件。
必须了解并掌握被检仪表故障代码的确切含义,才能做到正确判断、快速维修。可通过仪表的用户手册来获取相关信息。
(2)监控画面提示
DCS的监控操作画面含有很多信息,为判断和处理系统故障提供了依据。如监控画面中经常变化的数据长时间不变化;多个数据或所有教据都不变化;几个数据同时波动较大;趋势图画面中几条趋势成直线不变化;手动/自动无法切换;或者手动数据无法修改。根据系统管理报警功能,从中查找系统故障很方便,可根据报警来进行故障处理。监控画面数据不刷新可能是操作站有故障,其他操作站的数据也不变化,可能是网络有故障。
(3)软件设置
电子元件的可靠性较高,智能仪表出故障时,排除输入信号问题后应先从组态、设置上找原因。检查量程、配用传感器的类型、PID参数、报警参数等的设置是否正确;智能变送器可用手操器来检查量程、迁移等参数的设置是否正确。确定设置没有问题后再从硬件人手进行故障的检查和处理。
13、应急拆补法
(1)补焊法
仪表维修中遇到故障现象看似与虚焊很相似,但一时又找不到虚焊点,如功率器件的管脚粗、焊点大,使用时间长,焊点常会出现脱焊故障,但用肉眼很难看出,可对怀疑的焊点统统补焊一遍,常能取得意想不到的效果。
(2)拆次补主法
仪表维修中缺少某个元器件,可用本方法使仪表先恢复工作。仪表关键性电路某个元器件损坏,会使整机不工作。有些次要辅助电路,某个元器件损坏会影响局部性能,但不会影响整机的工作。可以拆下次要电路的元器件更换已损坏的主要元器件,可以使仪表恢复工作来保证生产。本法可用于二极管、晶体管、电容器损坏的应急维修。
(3)柝除法
仪表电路中有些元器件起到抑制干扰,或电路调整等辅助作用,如滤波电容器、旁路电容器、保护二极管、补偿电阻等。这些元器件损坏后将起不到辅助作用,还会影响电路的正常工作,甚至使仪表不能正常工作;把损坏的元器件拆除,仪表可能马上就可恢复工作。辅助作用的元器件损坏,找不到元器件代换,可先拆除来应急,日后有配件再补焊至原位。
14、经验判断法
以上介绍的13种检查维修方法实际上就是经验法的总结和升华,仪表维修应用最多的还是经验法。经验法就是利用以往积累的维修经验,根据仪表的异常显示、执行器的异常动作、控制系统失常等现象来推断故障产生的部位。仪表或控制系统的很多故障是有规律可循的,外部接线端子、连线处很容易出现接触不良、断路等故障,大电流的元器件常由于过
流、发热而损坏,电子元件中的电解电容、继电器等常易损坏,有的仪表存在产品缺陷等。通过现场故障出现的概率,加上维修人员积累的经验,有时从故障现象就可以大致定位至某一回路,某一控制单元,某一元器件,可对其快速地进行检查及处理。
(1)通过仪表的显示来判断故障部位
测量、控制系统工作正常时,变送器的表头、显示仪表、指示灯、显示器显示的是系统的实际工怍状态。有异常显示时,排除工艺原因,就说明测量或控制系统失常。一旦出现异常显示,就可以以此为线索来推断故障的部位和故障部件。温度显示突然变为最小,大多是热电偶或补偿导线断路。温度显示突然变为最大,大多是热电阻或连接导线断路。流量变送器突然没有电流信号输出,大多是供电中断或信号线断路。上位机突然黑屏,供电电源中断的可能性最大。
(2)通过失常现象来判断故障部位
控制系统是通过各个单元的功能协调来完成调节任务的,最终体现的是执行器能否按工艺要求正常动作。每个单元的失常必定会有一个故障部位存在,维修人员可以以失常现象为线索,进而快速推断故障的部位。变送器信号输出异常,可以把故障部位先限定在变送器及导压管范同内进行检查。
(3)通过异常声响来判断故障部位
电动执行机构或调节阀运行时都会有声响发出,但声响的大小是有一个范围的。正常声响反映了执行机构或调节阀的工作状态正常。如执行机构或调节阀出现异常声响,说明执行机构或调节阀的某些部件的工作状态已改变,表明执行机构或调节阀的部件已出现故障。可以以异常声响为线索来快速推断执行机构或调节阀故障的部位,执行器缺油、传动齿轮磨损、阀杆变形等。
(4)通过故障h}既率来判断故障部位根据对维修记录的分析,可大致了解和掌握仪表故障发生的概率,作为维修工作中的参考,来快速定位故障部位。有大电流流过的元件、加有高电压的元件,如开关电源中的整流元件、熔丝、开关管、 保险电阻等常易损坏,电解电容器易老化,仪表盘的接线端子易氧化锈蚀,板卡插仵易接触 不良,导压管或阀门易泄漏、堵塞,继电器触点易氧化接触不良等。运算放大器、门电路、微处理器、存储器等不容易损坏,因此在检查时只需要检查元件各脚对地是否短路即可,不 要老去考虑其已损坏而浪费时间。
(5)通过反向思维来判断疑难故障
仪表维修中会遇到一些特殊的故障现象,或者一下查不出故障原因的疑难故障。理论上 讲疑难故障是不存在的。如果仪表工的理论基础有限,检查判断故障的能力和实践经验不足,非常简单的故障也可能成了疑难故障。仪表维修遇到一些特殊故障现象,或者一时查不出故障原因的疑难杂症,不要只用正向思维来检查判断,可用反向思维试一试,不要只限于一种方法和一种思维模式。可先询问,是否有人维修过,维修过哪些部位,有没有拆动或改动;然后冷静思考一下,有没有想不到或没想到的部件会出故障,原来认为不可能有问题的部位,是否再考虑一下或用反向思维检查看看,不要忽视的问题,如开关位置是否打错,导线的接触或接错等问题,按经验判断从来不出问题的部件是否就是出现问题了;以上都做到可能离查出故障已不远了。