LKJ2000型監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段

自2001年我段安裝第一臺LKJ2000型監控裝置投入運用以來，已經有9年的時間，受工作環境影響，監控裝置長期處在高溫、強電磁、高頻振動、潮濕的工作環境中，部分元器件老化、性能下降，導致監控裝置故障多發，給安全運輸帶來隱患。這就對我們設備的檢修、維護水平提出了更高的要求，如何提高職工的檢修水平，確保設備運用質量是我們下一步工作開展的重中之重。為了今后能夠更好地使監控裝置為安全運輸保駕護航，本人在對日常檢修作業過程中出現的一些常見故障進行了認真細致的分析、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型監控裝置故障處理方法

LKJ2000型監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型監控裝置帶有自檢功能。熟悉掌握這一功能，對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而設置的。

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備有工作正常的裝置、相關測試儀、插件過渡板等。當故障設備有集成電路插座時，首先檢查集成電路塊是否有接觸不牢現象，按壓好集成塊后，如故障現象未消除，則考慮是否替換集成塊。通過對電路原理分析，如果認為此故障現象與某些集成塊相關不妨替換這些集成塊試試。若替換后恢復正常，則說明被替換的芯片已損壞或性能下降。做這項工作必須保證備用集成塊是好的，否則會給故障查找帶來麻煩和困難。

1.3 使用維修工具查找故障

對LKJ2000型監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包括示波器、頻率計、萬用表、吸錫器、電烙鐵等。一般說來，當出現故障時首先應檢查電路板的供電電源是否正常。各路電源應在技術性能規定的范圍內。對CPU電路板應檢查晶振電路、CPU總線及復位電路是否正常。在使用萬用表測量電壓和使用示波器觀察波形時應特別小心，不要造成線間短路而損壞器件。不可對不同地（相互絕緣）的兩點之間進行測量，否則會得到錯誤的結果。

2 LKJ2000型監控裝置插件的常見故障分析及處理

2.1 監控記錄插件

2.1.1 故障現象1：不自檢，把監控板插入主機上電后監控板的前面板的指示燈全亮

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

（1）由于程序本身的問題。這種現象大都是因為程序芯片損壞或者程序本身存在問題，一般來說程序芯片損壞的概率是比較大的，找一個好的程序芯片重新插上即可。

（2）一種是由于硬件電路問題造成CPU總線存在短路或斷路現象。由于監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，在檢修過程中操作不當，很容易造成線路板劃傷或者短路，從而引起通訊中斷、程序停止運行；另外總線驅動芯片的損壞也是故障原因之一。

檢修實例1：首先我們用萬用表逐一判斷掛在CPU上的各個芯片的總線是否有短路和斷路現象，檢查結果正常；然后我們根據經驗檢查總線驅動芯片：U29-33、U28、U34、U35。用示波器探頭逐一測量這幾個芯片的總線，觀察它們的波形是否存在異常現象，當測到U31的第六腳時，發現它的波形相比較其它管腳波形的幅值低了很多，由此判斷芯片內部存在短路現象，更換一片新的U31再上電測試，插件恢復正常。

（3）由于CPU的損壞而引起的系統不自檢。

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

2.1.2 故障現象2：監控記錄插件上電后不斷復位

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

（1）由于監控記錄插件自身元器件故障引起的復位。

（2）由于其它插件故障引起的復位。

分析由于監控記錄插件自身元器件故障引起的復位現象。我們知道在監控記錄插件中有一個程序監視芯片，也就是通常說的看門狗DS1232。這個芯片的功能就是當程序進入死循環或者程序溢出后，這個芯片就輸出一個復位信號，使程序從頭開始運行；在程序正常運行時，這個芯片的7腳有一個喂狗信號，是由CPU提供的，當程序無法正常運行時，CPU就停止輸出喂狗信號，看門狗收不到喂狗信號，就給CPU輸出一個復位信號，使CPU從頭執行主程序。

檢修實例2：根據這種故障現象，我們可以斷定程序自檢還沒有結束，系統就進行復位了；一般來說是U11-14（DS1250）出了問題，我們用一塊好的DS1250進行替換，當換到U12后，插件自檢恢復正常。故障原因是由于DS1250損壞或者內部存在非法的記錄文件，程序無法正常讀取芯片信息完成自檢，導致系統不斷復位。但有時DS1232芯片的內部時鐘現問題，也會輸出復位信號，使系統不斷復位。所以遇到這種情況我們更換一個新的DS1232芯片就可以了。

2.2 電源插件

2.2.1 故障現象一：無電源輸出，前面板的指示燈是全滅的

故障分析及處理：造成這種故障的現象有兩種原因，一是U1損壞，無24 V電壓輸出，或者U1輸出端氧化的比較嚴重而造成輸出電壓過低，致使整個插件沒有電壓輸出。這種情況我們更換U1或者對U1輸出端進行清除氧化層處理就可以了。二是保護電路動作導致無電源輸出。如圖1所示，我們知道電源板的保護電路實際上就是一個比較電路，由電源插件的輸入電壓經過一些電阻分壓后與電路中基準5 V做比較，然后經過N1輸出一個高電平或者低電平，這個電平又去控制U1的第2腳，通過它來控制U1是否輸出24 V。

圖1 保護電路

根據這個原理我們來分析故障原因。在維修保護電路時，我們首先要做的就是測量電路中12 V＋和基準5 V是否正常，如果這兩個電壓不正常的話，后面的保護電路就沒有辦法工作，U1的第2腳就沒有電壓來控制，U1的輸出端就不會有輸出，所以我們首先測量12 V＋是否正常，測量結果無12 V＋電壓，由于12 V＋電壓是由 R3、R4、V3、V4、C5組成的電路產生的，我們用萬用表測量這幾個元器件是否正常，發現R3阻值為無窮大，更換R3后再上電進行測試，電源插件輸出恢復正常。在平時的維修當中我們發現R3的損壞率是比較高的，因為這個電阻是12 V＋的啟動電阻，占到保護電路故障的一半以上，所以，我們在維修這樣的故障時，要先測量R3是否正常。

2.2.2 故障現象二：電源插件上電后3路15 V 無輸出，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，這個電路是一個典型的開關電源穩壓電路，在這個電路中Q201起到一個開關作用，U201是這個電路的一個重要元器件，它的第6腳控制Q201的開關頻率，U201第7腳是芯片的電源端，電壓在14V左右；電源插件剛啟動的時候，這個電源是由R203提供一個啟動電壓供給U201啟動，啟動以后這個電壓就會被U2＋所代替。所以我們在維修無電源輸出故障時，首先要測量這個電壓是否正常，經過測量后發現只有7 V，進一步檢查發現R203阻值異常，更換R203后再次上電，電源輸出恢復正常。5 V、12 V、24 V無輸出維修時以此類推。

圖2 開關電源

2.3 模擬量輸入出插件

故障現象：管壓1比正常值少了200kPa。

圖3 差分放大器

故障分析及處理：由于監控記錄插件采樣的管壓信號是直流電平信號，所以我直接測量管壓1信號的直流電平，測量后發現管壓1的電平比其它兩路的電平低，由于由運算放大器A13及其外圍電路組成的差分放大器（如圖3）的放大倍數R10/(R35＋R37)=R81/（R69＋R70）=1，我們根據這個原理可以斷定，管壓1之所以不正常是因為其中某些電阻的阻值發生了變化。檢測的結果發現R10的阻值大了2 kΩ，更換一個新的150 kΩ電阻，再上機測試管壓1的顯示恢復正常。

2.4 數字量輸入出插件

故障現象：在顯示器上面在查詢狀態亮紅燈。

故障分析及處理：這種故障現象，在平時的維修當中出現的頻率還是比較高的。我們知道監控設備在正常的運行當中，每隔40 s要對該插件的工況通道進行自檢，如果通道有故障的話，就會在屏顯的查詢狀態顯示紅燈，否則顯示綠燈。該插件的自檢電路是由 D1、D3、D4、OP1、Q1組成的，從監控記錄插件送過來的A1（WRITE*）與AM5一起經過D3的譯碼以及D1的整理后送到OP1的輸入端，又經過Q1的推動，被送至工況通道的輸入端對通道進行自檢。如果出現不自檢的現象，我們就要對以上電路進行檢查，在檢查中我們發現OP1輸入端的阻值比正常的大了很多，更換一個新的OP1，再上電進行測試，插件自檢恢復正常。

3 結束語

以上故障判斷及處理方法，是我在日常檢修作業過程中的一點小經驗；如遇與上述不同故障現象時，需認真分析電路原理，找出解決方法。特別提醒：有時故障現象與故障點并不一定出現在同一插件上，這就需要我們將各插件功能、原理結合起來分析，運用上文提到的LKJ2000型監控裝置故障處理方法，準確查找故障點，排除故障。