РД 153-34.3-48.516-98 Методика эксплуатационного обслуживания устройств телемеханики в предприятиях электрических сетей - Методика использования сервисных средств и отыскания неисправностей

7. МЕТОДИКА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СЕРВИСНЫХ СРЕДСТВ В ТК МПТК
7.1. К сервисным средствам комплекса относятся ИП и вспомогательные модули УП и КС, а также сервисные программы, предназначенные для обслуживания ИП, который является средством общения между персоналом и устройствами комплекса.
Инженерный пульт содержит:
- 16-разрядный цифровой индикатор;
- 16 светодиодов для индикации двоичной информации;
- 16 функциональных клавиш;
- 16 цифровых клавиш;
- программатор для записи информации в микросхемы ППЗУ.
Важным свойством сервисных программ МПТК является то, что они выполняются под управлением системы реального времени и поэтому применимы во время работы комплекса прикладных программ. Во многих ТК при работе с сервисными средствами требуется останавливать рабочую программу.
Основными операциями, которые выполняются с помощью ИП, являются чтение ячеек памяти, запись в ячейки памяти, запуск программы с заданного адреса. Существенную помощь при анализе работы комплекса с помощью ИП оказывает наличие периодического режима операций чтения и запуска программы.
7.2. При локализации неисправности и во время ремонта аппаратуры возникает необходимость доступа к элементам печатной платы.
В некоторых УТМ для наблюдения за осциллограммами приходится многократно вынимать печатные платы из каркаса, чтобы подпаять контрольные провода к интересующим точкам схемы. Этот метод сопряжен с неудобствами и требует максимальной концентрации внимания ремонтного персонала, чтобы по возможности сократить число операций.
Простая плата-переходник (тем более со жгутом) не всегда разрешает задачу, так как при неизбежном в этом случае увеличении паразитных емкостей и индуктивностей (заметных при больших скоростях обмена сигналами в современных устройствах) вынесенная на переходник исследуемая плата часто перестает работать.
При ремонте плат в МПТК следует пользоваться специально разработанным модулем УП, который позволяет вывести подлежащий проверке модуль за габариты "материнского" блока. Для уменьшения неприятных эффектов (связанных с удлинением "шины") в модуле установлены интерфейсные усилители. На модуле УП установлен дополнительный разъем, позволяющий подключать ИП.
7.3. При отладке и проверке работы программ прикладного ПО (собственных или штатных) необходимы инструментальные средства, позволяющие перевести работу процессора в пошаговый режим. Для этой цели в МПТК следует использовать контрольный модуль КС.
8. МЕТОДИКА ОТЫСКАНИЯ НЕИСПРАВНОСТЕЙ В УТМ И ТК (Словесный алгоритм)
Оперативным или дежурным персоналом обнаружена неисправность (или эксплуатационным персоналом при очередном осмотре устройств).
Уточняется характер неисправности. При прекращении исполнения устройством какой-либо функции проверяется исполнение других функций.
Производится визуальный контроль состояния устройства, наличие всех питающих напряжений (по сигнальным элементам и/или измерительным приборам).
При отказе от исполнения одной из функций необходимо более тщательно обследовать источники питания, относящиеся к этой функции. Проверяется значение пульсации (осциллографом).
При отказе от исполнения устройством одновременно многих функций необходимо детально обследовать источники питания на наличие и допустимые разбросы напряжений и пульсаций.
Увеличение значений пульсаций может быть вызвано частичной потерей электрической емкости (высыханием) электролитических конденсаторов, внутренним повреждением (обрывом) токовыводящих элементов конденсаторов или плохими контактами.
8.1. Источники питания, содержащие стабилизаторы напряжения с непрерывным регулированием
8.1.1. Проверяется наличие напряжения в питающей сети, целостность шнуров питания и предохранителей.
Дальнейшие действия производятся в следующем порядке:
плавно поднимается входное напряжение от нуля до 10% номинального значения с постоянным контролем выходных напряжений всех источников блока;
в исправном блоке питания должна сохраняться пропорциональная зависимость изменения всех выходных напряжений от входного (так как при таких малых входных . напряжениях электронные стабилизаторы еще не выходят на режим стабилизации и поэтому все источники ведут себя как нестабилизированные);
при обнаружении нарушения пропорциональности изменения напряжения какого-либо источника дальнейшее увеличение входного напряжения необходимо прекратить и отключить блок питания до выяснения причины;
во время проверки необходимо следить за температурой регулирующих транзисторов, хотя их нагрев даже при коротком замыкании в нагрузке маловероятен из-за малого входного напряжения;
после выяснения и устранения причины непропорционального изменения напряжений включается блок питания на
полное напряжение и некоторое время продолжается визуальный контроль.
8.1.2. Во время эксплуатации в стабилизаторах блоков питания наиболее часто повреждаются мощные регулирующие транзисторы, электролитические конденсаторы, резисторы и обмотки трансформаторов и дросселей.
8.1.3. При проверке и ремонтно-наладочных работах возникает необходимость в определении работоспособности элементов без выпаивания их из монтажной платы. Во время проверки блоков питания вместо реальной нагрузки следует подключить ее эквивалент.
8.1.4. Исправность трансформаторов, дросселей проверяется по падению напряжения на их входах и выходах.
8.1.5. Для проверки электролитических конденсаторов (после длительной эксплуатации и при нагреве они высыхают и теряют электрическую емкость) необходимо параллельно исследуемому конденсатору подключить заведомо исправный такой же емкости (и с не - меньшим рабочим напряжением). Осциллографом контролируется изменение значения пульсации на исследуемом конденсаторе после подключения дополнительного. При поврежденном исследуемом конденсаторе значение пульсации уменьшится во много раз, в то время как при исправном - примерно в два раза.
8.1.6. Для проверки состояния резисторов необходимо параллельно исследуемому подключить дополнительный, сопротивление которого в десять раз больше, и проконтролировать падение напряжения на исследуемом до и после подключения дополнительного.
При исправном исследуемом резисторе значение падения напряжения уменьшится примерно на 10%. При значительном изменении падения напряжения делается вывод о неисправности исследуемого резистора.
8.1.7. Для облегчения работы измерения лучше производить не стрелочным, а цифровым мультимером. Все возмущения в режимах (за счет подключения дополнительных резисторов) не должны вызывать необратимых разрушительных последствий, так как они укладываются в допустимую погрешность самих резисторов.
8.1.8. Точно определить характеристики транзисторов без выпаивания их из рабочей схемы затруднительно, но определить их работоспособность возможно. Для этого в базу исследуемого транзистора через внешний резистор (как правило, для мощных регулирующих транзисторов достаточно 5-10 кОм) подается дополнительный ток (ΔI, который можно измерить прибором непосредственно) и контролируется приращение тока в коллекторной цепи (по изменению тока во внешней нагрузке или по приращению напряжения на известной внешней нагрузке). Если транзистор обладает усилительными свойствами (исправен), то приращение его коллекторного тока будет во много раз больше приращения тока базы (в абсолютных значениях). В противном случае исследуемый транзистор следует считать заведомо неисправным.
8.2. Источники питания, содержащие стабилизаторы напряжения с импульсным регулированием
8.2.1. В отличие от стабилизаторов напряжения с непрерывным регулированием устройство стабилизаторов с импульсным регулированием значительно сложнее. Проверка элементов без выпаивания их из монтажной платы такая же, как описано выше. Однако сама проверка возможна лишь в работающем стабилизаторе. Необходимым условием работы импульсного стабилизатора является его "возбуждение". Существуют схемы стабилизаторов с независимым (от автономного генератора) возбуждением и схемы с самовозбуждением.
В наиболее тяжелых условиях работает узел коммутации постоянного тока. Обычно ему приходится коммутировать ток напряжением более 310 В (220 В + 15% = 253 В х 1,41 = 357 В). В режимах отсечки (открыт или заперт) на коммутирующем элементе выделяется сравнительно небольшая мощность.
Наибольшая мощность выделяется в момент переключения (когда напряжение на коммутирующем элементе составляет половину питающего).
8.2.2. Для уменьшения рассеиваемой на коммутирующем элементе мощности необходим управляющий сигнал с крутыми фронтами и амплитудой, достаточной как для надежного насыщения коммутирующего элемента, так и для его надежного запирания. При проверке работы стабилизатора следует обратить внимание на температуру коммутирующих элементов. При сильном нагреве необходимо проверить параметры управляющего сигнала и его частоту. Поскольку коммутирующие элементы находятся в тяжелых условиях работы (особенно по напряжению) не следует стабилизатор с импульсным регулированием оставлять без нагрузки. Без внешней нагрузки на фронтах импульсов возникают перенапряжения из-за ЭДС самоиндукции силового трансформатора, что, как правило, приводит к электрическому пробою коммутирующих элементов. Но даже, если пробоя не произошло, успокаиваться не стоит. Элементы как бы накапливают "неприятности" и в следующий раз могут выйти из строя при меньших нагрузках.
8.3. Центральный процессор
8.3.1. При исправном блоке питания следует перейти к проверке работы платы центрального процессора (ЦП). Необходимо запустить в работу тестовые программы. В случае неуспешной работы тестовых программ следует заменить (при наличии) комплект плат ЦП (сам ЦП, плату памяти, плату выходных портов для внешних устройств) на заведомо исправные.
Возможные методы тестирования после замены:
тестовые программы работают успешно;
тестовые программы не работают.
В первом случае неисправность в замененных платах. Во втором случае неисправность в соединительных цепях. При дефектации модуля ЦП прежде всего необходимо провести его внешний осмотр на наличие дефектов, таких, как:
царапины, нарушающие токоведущие цепи;
замыкания между выводами соседних конденсаторов или их контактов с печатными проводниками плат;
замыкания металлизированных дорожек или выводов между собой посторонними токоведущими материалами.
8.3.2. Следует установить плату ЦП на переходный жгут (или переходную ремонтную плату) и исследовать питающие напряжения непосредственно на самих микросхемах платы. Проверить наличие импульсов тактового генератора (если он установлен вне резидентной платы).
Проверить наличие напряжения от источника отрицательного смещения для питания БИС (обычно такой источник организуется на самой плате, а не в блоке питания).
Проверить наличие сигналов прерывания от таймера.
Проверить наличие сигналов на управляющих выходах БИС ЦП и на всех выходах магистральной шины. Проконтролировать, чтобы все разряды магистральной шины доходили до контактов микросхем резидентной памяти оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) и постоянного запоминающего устройства (ПЗУ). Осмыслить содержание сигналов при такой проверке не удастся, но проверка позволяет понять, что проводники не разорваны и не закорочены.
Все обнаруженные неисправности необходимо сразу устранять, так как работа микросхемы на закороченный проводник (или проводник, ошибочно соединенный с другим проводником) недопустима. Такой режим приводит к "конфликту на шинах", что вызывает постепенное разрушение микросхемы и преждевременный выход ее из строя.
Для более полного обследования работы ЦП необходимо знание его технических особенностей по материалам технического описания и принципиальных схем.
8.3.3. После выполнения перечисленных работ надо перевести процессор в пультовый режим и попытаться проверить выполнение элементарных функций (открыть ячейку памяти, изменить ее содержание, "набить", запустить и проверить правильность выполнения простой программки). При неправильной работе следует продолжить обследование.
8.4. Оперативное запоминающее устройство
8.4.1. В последних телекомплексах в качестве ОЗУ наиболее часто применяются микросхемы К537. Микросхема замечательна во всех отношениях (объем памяти, быстродействие, потребление, надежность), однако требует внимательного отношения при монтаже и хранении. Совершенно недопустимо при хранении оставлять выводы микросхемы без фольговой обертки, так как наведенная на выводах ЭДС вызывает необратимый электрический пробой. При монтаже необходимо соблюдать аккуратность (по причине наведенной ЭДС).
Микросхема К537 имеет свои режимные требования. После операции "выбор кристалла" нельзя изменять режим "чтение/запись" (сигнал "выбор кристалла" должен поступать на микросхему последним). Несоблюдение этого требования приводит к "необъяснимым" повреждениям микросхемы.
8.4.2. Внешним осмотром проверить отсутствие таких дефектов, как:
царапины, нарушающие токоведущие цепи;
замыкание металлизированных дорожек или выводов интегральных микросхем посторонними токопроводящими материалами;
ошибочно установленные перемычки или неправильное положение движков модульных выключателей.
Проверяется наличие всех требуемых питающих напряжений.
Много неприятностей связано с плохими контактами в подсхемниках для микросхем. Лучшими являются подсхемники с позолоченными выводами иностранного производства.
Перед установкой на место выводы микросхем необходимо механически отформовать. После установки микросхем на место их следует несколько раз подвигать вперед и назад вдоль собственной оси ("притереть" контакты).
8.4.3. В том случае, когда микросхемы ОЗУ устанавливаются на подсхемниках, необходимо удостовериться в наличии электрических контактов. Для этого проверку наличия сигналов производят непосредственно на самих выводах микросхем.
8.5. Интерфейсы
8.5.1. При внешнем осмотре выявляются все дефекты, которые были описаны выше. Правильно работающий интерфейс должен обеспечивать связь ЦП со своим периферийным устройством (включая терминал). Для проверки работы интерфейса после подачи питания контролируется выход комплекса на связь с пультовым терминалом. При отсутствии связи с терминалом наиболее вероятна неисправность канальных приемопередатчиков или внутренних логических схем интерфейса, обеспечивающих их работу.
8.5.2. Проверка интерфейсов сходна с проверкой магистральных шин. Не углубляясь в структуру сигналов, на первых порах необходимо проверить все цепи на "живучесть" (наличие изменяющихся сигналов). Проверку надо начинать с конца, т.е. непосредственно у потребителя интерфейсных сигналов. Линия (цепь), на которой обнаружен постоянный уровень сигнала, подлежит более тщательной проверке. Теперь нужно убедиться в наличии сигналов на выходе из источника. По возможности нужно отключить нагрузки, чтобы исключить их шунтирующее действие. Если сигналы на выходе есть, то нужно двигаться по линии, контролируя их прохождение. При отсутствии сигналов без нагрузки необходимо изменить направление обследования и проверить цепи управления источника.
8.5.3. Наиболее частые случаи повреждения интерфейсов:
плохие пайки плоских жгутов ("ремней") к печатным платам и разъемам;
замыкания припоем на платах и разъемах;
внутренние обрывы токоведущих жил в плоских жгутах.
Такие дефекты обычно вызывают повреждение источников сигналов и значительно реже повреждение потребителей.