Статьи - Автоматизированная система диагностики "Тест-D"

С появлением на промышленных предприятиях электронных управляющих систем нового поколения (УЧПУ контроллеров, электроприводов, устройств автоматизации и т.п.) коренным образом меняется подход к обслуживанию и ремонту заводской электроники. Несмотря на высокую надежность новых устройств возникают вопросы связанные с их диагностикой и ремонтом. Автор данной статьи пытается ответить на часть этих вопросов.
Сегодня на смену традиционному построению узлов систем управления из множества дискретных элементов, пригодных для отдельного тестирования, пришли устройства с микропроцессорами и ПЛИС. Такие системы, как правило, имеют модульную структуру. Часть модулей, соединяющих управляющий компьютер с периферией и, следовательно, наиболее подверженных риску выхода из строя можно тестировать и ремонтировать при наличии соответствующего диагностического оборудования.

Автоматизированная система диагностики «ТЕСТ-Д», описание которой было опубликовано в предыдущем номере журнала (№10, 2007 год), предполагает комплексный подход к ремонту электронных плат. даёт пользователю возможность, в зависимости от типа ремонтируемой платы и наличия технической информации о ней, выбрать необходимый метод тестирования или комбинацию нескольких методов.
В качестве примера диагностики современного устройства управления рассмотрим процесс тестирования и ремонта плат УЧПУ FMS-3000 при помощи АСД «ТЕСТ-Д».
УЧПУ FMS-3000 аппаратно представляет собой рабочую станцию производства фирмы ADVANTECH, в состав которой входят типовые промышленные платы и модули, соединенные между собой по шине ISA.
Это плата промышленного процессора, платы входных и выходных сигналов, платы управления электроприводами (ЦАП) и оцифровки сигналов фотоимпульсных датчиков обратной связи.
Принципиальные электрические схемы плат в комплекте документации отсутствуют, но это не является непреодолимым препятствием для их диагностики и ремонта, т.к. выполняется ряд условий, предоставляющих ремонтнику вспомогательную информацию об устройстве плат:

• Режимы работы шины ISA подробно освещены в технической литературе.
• Документация на систему ЧПУ содержит структурную схему платы, адреса модулей в системе, распайку разъёмов, информацию о назначении сигналов на этих разъёмах.
• Информацию на компоненты, установленные на платах, можно найти в справочниках или в сети INTERNET.

Для диагностики всех плат УЧПУ (кроме процессора) применяется метод функционального тестирования, посредством которого система диагностики сообщает пользователю о исправности или неисправности платы в целом. Для плат современных систем управления это особенно важно, так как на эти системы, как правило, отсутствует ЗИП и нет возможности проверить плату на другом аналогичном оборудовании.

Тест ЦАП заключается в подаче по шине ISA 24 кодовых комбинаций данных, которые изменяют напряжение на выходе канала от -10 до +10 вольт. Каждый уровень выходного напряжения ЦАП устанавливается на время 300 миллисекунд или двух секунд в зависимости от способа его контроля - визуального с помощью осциллографа или автоматизированного. Каналы ЦАП тестируются поочередно. Далее выполняется тест каналов ввода-вывода.
Неисправность, обнаруженная методом функционального тестирования детализируется до компонента с помощью логического зонда или осциллографа.
Система «Тест-Д» позволяет проверить цифровые и аналоговые компоненты не выпаивая их из платы. Эта проверка производится при помощи аналогового тестера «VI-зонд» и цифрового тестера «ВТЦМ-32». Процесс поиска неисправного компонента облегчается тем, что все каналы ЦАП, каналы входов - выходов идентичны и их работу можно сравнивать между собой. Все компоненты платы А-626 (микросхемы, транзисторы, резисторы и т.д.) имеются в специализированных магазинах. Исключение составляет микросхема ПЛИС, которая программируется изготовителем платы. Если она вышли из строя, то плату отремонтировать нельзя. Но не спешите отчаиваться. Во-первых, вероятность выхода этой микросхемы очень мала, а во-вторых даже если это случилось не надо выбрасывать плату: все микросхемы установленные на ней можно будет в дальнейшем использовать в качестве ЗИПа (конечно, при наличии у Вас хорошей паяльной станции для осуществления их безопасного демонтажа). Настройка платы А-626 выполняется с помощью переменных резисторов в специальном тесте по приведенной методике.
Надо отметить, что при выполнении ремонта без принципиальных схем требуется быть очень внимательным. Например, на плате А-626 при симметричном расположении каналов ЦАП выходные операционные усилители запаяны по разному.

2. Проверка и ремонт платы оцифровки ЛИР 930 выполняются также при помощи функционального теста. В процессе прохождения теста на каждый из трёх независимых каналов оцифровки от системы «Тест-Д» подаются сигналы, имитирующие работу инкрементальных датчиков перемещения. По шине ISA организуется обмен между системой «Тест-Д» и платой ЛИР 930. Во время обмена через порты ввода – вывода производится чтение регистров данных платы, содержащих информацию о количестве импульсов, поступивших на вход каждого канала оцифровки. Эта информация поступает в компьютер, где сравнивается с эталоном. По результату сравнения делается вывод о исправности платы.

3. В составе УЧПУ FMS-3000 используются платы дискретного ввода-вывода PCL-733, PCL-734, ISO-730. Для них разработаны функциональные тесты и созданы адаптеры, позволяющие выполнить тестирование как входных, так и выходных каналов. Эти платы имеют линейную структуру, что при циклическом режиме тестирования облегчает поиск неисправных компонентов.
Если алгоритм работы устройства неизвестен и нет схемы его внешних соединений, основным методом ремонта в таком случае будет являться внутрисхемное тестирование. Его следует начать с исследования буферных элементов устройства. Для этого требуется протестировать контакты разъемов платы с помощью аналогового тестера «VI-ЗОНД», используя метод снятия вольт-амперхых характеристик (ВАХ), и сравнить полученные результаты с эталоном. Эталонные ВАХ могут быть заранее сняты с исправной платы. При тестировании цифровых плат целесообразно проверить микросхемы с помощью внутрисхемного тестера «ВТЦМ-32», а другие полупроводниковые приборы и пассивные элементы, используя «VI-ЗОНД». Для ремонта микропроцессорных устройств максимальный эффект дает применение тестера микропроцессорных устройств “ЛАД-03”.
В любом случае, если на тестируемом устройстве не вышли из строя элементы, содержащие алгоритм его работы (ПЛИС, микропроцессор, микросхемы ПЗУ), устройство является ремонтопригодным и творческий подход к ремонту, при наличии соответствующего тестового оборудования, приведет к успеху.

С. А. Сергеев
тел. (4812)690910
E-mail: trailer@cncinfo.ru
http:/www.stanok.cncinfo.ru
http:/www.test-d.cncinfo.ru

Информация

Диагностика и ремонт современных электронных управляющих устройств с помощью системы диагностики «ТЕСТ-Д»