框架式斷路器動作特性測試系統(tǒng)故障處理

吳德發(fā)

（廈門宏發(fā)開關設備有限公司，福建廈門 361021）

1 故障現(xiàn)象

框架式斷路器動作特性測試系統(tǒng)的核心是配置英特爾賽揚處理器、2.4 GHz 主頻、單條512 MB 內(nèi)存、80 G 西數(shù)硬盤的凌華科技工控機，上面運行著設備廠家開發(fā)的特性測試軟件，用來檢驗UEW5/6 系框架式斷路器四段保護動作特性，即過載長延時保護、短延時保護、短路瞬時保護和接地故障保護功能的準確性。測試過程工控機顯示屏會間斷性出現(xiàn)藍屏，當時用手機瞬間拍下顯示的內(nèi)容（圖1）。

圖1 工控機顯示器藍屏

***STOP：0x000000D1

（0xFEH41000,0x00000002,0x00000000,0xEB8DCDA3）

DRIVER_IRQL_NOT_LESS_OR_EQUAL

***Address EB8DCDA3 base at EB8DC000,DataStamp 399ca4d0 -A821.sys Beginning dump of physical memory.

界面提示：發(fā)生藍屏時程序停止的地址及驅(qū)動器中斷請求時程序段的地址及所在驅(qū)動文件，并開始把調(diào)用所指向物理內(nèi)存數(shù)據(jù)存儲成文件保存到硬盤上。

但工控機從開機自檢到桌面登陸，再到點開桌面快捷方式啟動動作特性測試程序，過程一切正常，只要不進行測試產(chǎn)品就不發(fā)生藍屏。

2 排查故障

A821.sys 是工控機內(nèi)插模擬量采集卡臺灣泓格A821PGL的硬件驅(qū)動，此卡的規(guī)格特征：AD 最大采樣率大約在45 kSa/s；軟件可設置輸入范圍；ISA 接口；A/D 觸發(fā)方式有軟件觸發(fā)、脈沖觸發(fā)；16 通道單端或8 通道差分12-bit 模擬量電壓輸入信號帶中斷數(shù)據(jù)處理功能；1 通道12-bit 模擬量電壓輸出信號；可編程輸入增益1，2，4，8 倍；輸入范圍：±5 V、±2.5 V、±1.25 V、±0.625 V；輸入過壓范圍：單通道連續(xù)輸入電壓70 Vp_p；輸出電壓范圍：0～5 V，0～10 V；輸出驅(qū)動電流±5 mA；16 位數(shù)字TTL輸入信號及16 位數(shù)字TTL 輸出信號。

該驅(qū)動程序最近沒有升級更新過，點工控機Windows 桌面上“我的電腦”，按鼠標右鍵選屬性點硬件選設備管理器（圖2）。展開DAQCard 目錄，點中ICPDAS A-281 Analog/Digital Card 即泓格模擬量采集卡驅(qū)動此項雙擊點開（圖3），查看常規(guī)項下設備狀態(tài)顯示“此設備當前工作正常”，資源項下沖突設備列表顯示“沒有沖突”。采集卡硬件驅(qū)動安裝及開機啟動后運轉(zhuǎn)情況，在設備管理器中排查無異常。

圖2 設備管理器界面

圖3 模擬量采集卡驅(qū)動界面

排查采集卡硬件。卡表面電阻電感元件無變色開裂、電容無冒漿、芯片無擊穿、銅箔無燒斷、無燒焦異味等現(xiàn)象，排除硬件的電子電路引起此故障，從概率上講發(fā)生電子電路故障可能性極低。生產(chǎn)線上其他工控機沒有發(fā)生過類似現(xiàn)象，打開機殼外蓋查看工控機電源風扇和CPU 風扇運轉(zhuǎn)正常，母板上±5 V、±12 V、+3.3 V 電源指示燈正常，初步認為采集卡與插槽間可能接觸不良。

對準母板上插槽及側(cè)邊卡槽手動重插幾次板卡，用橡皮擦清潔采集卡的金手指以排除因接觸不良引起的故障。清除機內(nèi)四周灰塵及前面板擋塵海綿，插回工控機繼續(xù)生產(chǎn)測試產(chǎn)品。測試過程有時二三天運行正常，有時一天出現(xiàn)三四次藍屏。故障未消除提示基本一致，只是Address，at，DataStamp 后面數(shù)值不同。用Debugging Tools for Windows（x86 32 bit）即Windbg 微軟調(diào)試工具軟件打開系統(tǒng)藍屏時保存的內(nèi)存映象文件C：WINNTMINIDUMPDUMP（Windows2000 系統(tǒng)保存的目錄，若是Windows XP 或Win7 是在C：WINDOWSMinidump 下）文件顯示無法讀取，數(shù)據(jù)已損壞,包括系統(tǒng)裝備以來發(fā)生的DUMP 文件都無法打開，因此判斷藍屏發(fā)生時此內(nèi)存數(shù)據(jù)已被破壞。此時故障定位仍未明確，還要繼續(xù)深入分析。

啟動工控機進入CMOS 設置，按DEL 進BIOS ADVANCED SETUP FEATURES（BIOS 高級設置項），選第一啟動盤為USBCDROM（外置光驅(qū)啟動系統(tǒng)），按F10 回車退出。一重啟就出現(xiàn)報警顯示：NO FLOPPY DRIVE（無軟盤驅(qū)動器），機內(nèi)蜂鳴器急促鳴響。該機沒有設置成軟盤啟動操作系統(tǒng)，出現(xiàn)此項報警信息，跟設置內(nèi)容毫無關聯(lián)。設置參數(shù)無法正確保存，無法啟用外置光驅(qū)里工具光盤引導Windows 系統(tǒng)。懷疑CMOS 電池有問題，斷電用萬用表測量CMOS 電池電壓2.8 V，電壓不算過低。為確保正常工作，更換一塊全新CR2023 3.0V 電池，故障依舊，基本可排除CMOS 電池問題。

排查內(nèi)存條。用氣槍清潔內(nèi)存條上灰塵再排查電接觸情況，重新拔插幾次內(nèi)存條后故障依舊。剩下的可疑點一是CMOS 參數(shù)無法正確讀取，二是內(nèi)存條又沒接觸不良，綜合以上兩點及逐一排查情況，判定內(nèi)存條本身故障可能性最大，替換完好的內(nèi)存條，試機跟蹤一個月，故障現(xiàn)象沒有出現(xiàn)。

3 防范措施

工控機主板、母板、中央處理器、內(nèi)存條都屬于不易發(fā)生故障的電子部件，此次內(nèi)存條故障原因比較隱蔽，若沒進入CMOS 設置更改參數(shù)保存后退出，系統(tǒng)每次都能正常通過開機內(nèi)存自檢。故障內(nèi)存條的存儲芯片不是主流大品牌廠家生產(chǎn)，芯片生產(chǎn)工藝、功耗、性能穩(wěn)定性、抗干擾度等不如主流廠家產(chǎn)品。當測試程序采集數(shù)據(jù)內(nèi)存發(fā)生頻繁大量數(shù)據(jù)變換時，內(nèi)存條整體功耗超標或部分地址指向存儲單元中信息易產(chǎn)生丟失或不準，從而產(chǎn)生數(shù)據(jù)存取越界引發(fā)操作系統(tǒng)保護機制動作。追根溯源是在前期工作中工控機系統(tǒng)電子部件選型時考慮不周到。為預防類似疑難故障再現(xiàn)、同時減少設備維護難度及成本，提高設備的生產(chǎn)測試有效利用率，質(zhì)量與價格綜合衡量才是選型的首要因素。如果在安全級別比較高的測控環(huán)境中應用，設備選型的每個細節(jié)都不能疏忽，甚至應定制專機，采用雙機冗余備份，使用錯誤檢查和糾正功能的內(nèi)存條，確保系統(tǒng)安全運行。

4 結(jié)語

工作實踐中要勤于思考，不斷積累經(jīng)驗，先易后難。排查中遇有診斷困難，除外觀檢查、應用比對、邏輯分析外，可試用備件替換解決。復雜繁鎖的安全系統(tǒng)工程可用故障樹分析法，甚至編成程序計算機輔助計算分析。完工后做好必要的維修記錄，詳細描述故障的機臺、開始結(jié)束時間、故障現(xiàn)象、解決措施、更換備件及型號，對提升問題解決能力、后續(xù)技術(shù)改進會有很大的幫助。