認知故障設備

部件級維修主要對象是電氣設備。電氣設備是由電氣部件、機械部件、結構外殼和接線端口組成。電氣設備分為單功能設備類和多功能設備類，如果從屬于多種設備類型，就繼承了多種本質特征和規律。按已認知深度分為完全認知和局部認知，按技術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檔案詳細完備的故障設備，根據功能框圖和設備接線圖判斷電氣設備所從屬的設備類型，進而快速掌握其繼承的本質特征和規律，再根據故障設備運用場景和使用環境了解其具體特征和規律，最后形成綜合特征和規律。如何提高局部認知或技術檔案缺失故障設備本質特征和規律的認知效率，是部件級維修的難點。

一、認知故障設備的經驗

如果陌生故障設備技術資料缺失，那么從規格樣式、功能用途和工作原理角度用科學方法認知其本質特征和規律。

體積與人體尺寸相近電氣設備一般按照從整體到細節順序通過剖析認知其綜合特征和規律。先通過觀察認知電氣設備的整體外觀特征、外部電氣連接和換能機構，拆卸外殼后再認知內部各種電氣部件和換能部件的布局以及相互之間的關聯方式，從整體到細節、由外而內，逐步演繹出電氣設備工作原理和功能用途。適用于體積和質量較小的成套設備。體積與人體尺寸相遠電氣設備一般按照從細節到整體順序通過觀察認知其綜合特征和規律。先從電氣設備內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聯方式，從細節到整體、由內而外，逐步歸納出電氣設備工作原理和功能用途。適用于系統復雜、體積和質量較大的成套設備。

根據任務需要將多種子設備組合成能實現整體功能的系統設備。從結構布局層面分為復合設備和組合設備。復合設備受體積和成本的限制，將多種子設備集成一起，之間沒有明顯界限，增加了故障設備的認知難度，其子設備都是為系統單獨研發制作，不能獨立工作，具有體積小、系統穩定等特點。組合設備將成熟子設備組合在一起，之間界限明顯，能獨立工作、體積大、兼容性好等特點。

二、認知故障設備的流程

（一）從規格樣式認知電氣設備

通過規格樣式能簡單直接掌握故障設備本質特征和規律。首先通過生產商或品牌縮小故障設備特性檢索范圍，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、性能參數等技術資料。

（二）從功能用途認知電氣設備

如果設備銘牌破損，可通過功能用途能方便快速的間接推測故障設備本質特征和規律。可根據故障設備運用場景、使用環境、實際作用、操作方法、配套措施和其它設備間相互關聯等推測其從屬的工作原理類型。

根據故障設備的運用場景推測其從屬的設備類型。如將機械能、熱能、光能和化學能等轉變為電磁能的設備從屬于發電設備類；將產生和存儲和調節電能的設備從屬于電源設備類；將改變電壓高低利于電能傳輸的設備從屬于輸電設備類；將用隔離和分配電能的設備從屬于配電設備類；將電能轉換為機械能、熱能、光能的設備從屬于用電設備類。

將加速度、轉速、溫度、亮度和紅外線等轉換為電信號的設備從屬于檢測設備類；用于電信號采集、處理、計算、存儲、回放、輸入輸出的設備從屬于信息設備類；用于無線信號的發射和接收的設備從屬于無線設備類。

（三）從工作原理認知電氣設備

如果技術資料缺失而且沒有任何線索時，可先拆除故障設備外殼后，再通過內部部件功能、結構布局、工作狀態和狀態轉換等逐步猜測故障設備本質特征和規律。能熟練操作故障設備有助于推測其從屬工作原理類型。通常標準電氣設備內部電氣部件類型和數量有限，可根據部件廠家品牌和型號規格查閱對應技術資料，快速掌握其功能用途、性能參數、安裝尺寸等本質特征和規律。

電氣設備主回路電信號是模擬信號屬于模擬電氣設備類型，采用萬用表或示波器檢測其是否異常。主回路電信號是數字信號屬于數字電氣設備類型，采用示波器和邏輯分析儀檢測其是否異常。電氣設備人機交互系統采用程序控制屬于程控設備類型，通過自檢程序檢測其是否正常。

電路部件內部含有功能電路板，具有完整獨立的電氣功能，安裝固定在電氣設備結構上。通常電路板具有工作電源和信號接口，設計良好的電路板對外電氣接口越少越好。

1、供電方式

設備內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。除少數采用電池供電設備外，標準電氣設備內部由電源部件統一供電，也可以向電池充電。電源部件將交流市電轉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。根據交流市電輸入插口容易找到電源部件，再根據其輸出線路和連接方式推測故障設備內部組織結構特性。

2、組織結構

標準電氣設備由電源模塊、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。拆開故障設備外殼后觀察內部組織布局，包括部件安裝位置、電氣連接方式、信號類型和走向。

通過梳理電氣設備外部和內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（電壓、電流、波形、相位和頻率）。因為接插件暴露在設備或部件外，經常插拔檢測，而且保護措施較弱，經常受到各種不可預測因素破壞，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。

標準電氣設備內部端口之間連線需要編線號，可根據線路標號推測連接部件功能用途。常用線號編號規則為：字母開頭為主回路，如L1、L2、L3接市電，U1、V1、W1接三相用電設備，T1接溫度傳感器，Y1接電磁閥，C1接電位器等；純阿拉伯數字為控制回路，位數不限，偶數開頭為輸入端，奇數開頭為輸出端，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特征和規律。在電氣設備中各電氣部件之間存在獨立、串聯、并聯等電氣連接方式。電氣部件按結構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。總線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、數據總線、地址總線和控制總線并實現電氣連接。功能件插板實現電氣設備具體功能。

3、核心部件

故障設備中最大耗能對象通常就是核心部件或主回路。根據核心部件或主回路的核心元件、工作狀態、狀態轉換和主要物理參數等特征和規律推測故障設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換的換能部件屬于故障設備的核心部件，根據換能部件推測故障設備從屬功能用途類型。

內部含有電機或電磁元件等機械執行機構的機電部件也屬于故障設備的核心部件。梳理機電部件連接機構和機械能傳動順序，找出動力源（如電機、電磁元件等）和最終執行機構，每個電機或電磁元件都由主回路驅動。根據機電部件工作狀態和狀態轉換推測故障設備從屬工作原理類型。

隨著技術進步核心部件朝著標準化方向發展，將運動限位、安全保護和狀態反饋整合為一體，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，每個控制點實現單一控制功能，各控制點之間通過總線通訊實現同步運行。根據控制原理和線路連接方式推測故障設備從屬的人機交互或保護部件類型。

5、對外通訊方式

現代電氣設備之間需要通訊連接，實現多設備聯動運行或遠程操作等功能。通訊部件接收信號后通過解調輸入控制核心，控制核心輸出信號后通訊部件通過調制發送信號。通過故障設備外部通訊端口梳理出通訊部件，根據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

設備已超設計壽命使用或發生不可恢復重大故障后，是否失去維修技術價值？維修成本過高，是否失去維修經濟價值？

二、可操作性評估，

能否操作設備，是否掌握故障設備外殼和內部部件拆裝辦法？設備配件是否齊全，設備技術資料是否完整詳細？能否在客戶要求時間范圍內完成維修？
（作者：羅清；地址：四川省攀枝花市東區；電話：13548205451；微信：pzhLQ564200811；QQ：564200811）