框架式斷路器動(dòng)作特性測(cè)試系統(tǒng)故障處理

吳德發(fā)

（廈門(mén)宏發(fā)開(kāi)關(guān)設(shè)備有限公司，福建廈門(mén) 361021）

1 故障現(xiàn)象

框架式斷路器動(dòng)作特性測(cè)試系統(tǒng)的核心是配置英特爾賽揚(yáng)處理器、2.4 GHz 主頻、單條512 MB 內(nèi)存、80 G 西數(shù)硬盤(pán)的凌華科技工控機(jī)，上面運(yùn)行著設(shè)備廠家開(kāi)發(fā)的特性測(cè)試軟件，用來(lái)檢驗(yàn)UEW5/6 系框架式斷路器四段保護(hù)動(dòng)作特性，即過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)保護(hù)、短延時(shí)保護(hù)、短路瞬時(shí)保護(hù)和接地故障保護(hù)功能的準(zhǔn)確性。測(cè)試過(guò)程工控機(jī)顯示屏?xí)g斷性出現(xiàn)藍(lán)屏，當(dāng)時(shí)用手機(jī)瞬間拍下顯示的內(nèi)容（圖1）。

圖1 工控機(jī)顯示器藍(lán)屏

界面提示：發(fā)生藍(lán)屏?xí)r程序停止的地址及驅(qū)動(dòng)器中斷請(qǐng)求時(shí)程序段的地址及所在驅(qū)動(dòng)文件，并開(kāi)始把調(diào)用所指向物理內(nèi)存數(shù)據(jù)存儲(chǔ)成文件保存到硬盤(pán)上。

但工控機(jī)從開(kāi)機(jī)自檢到桌面登陸，再到點(diǎn)開(kāi)桌面快捷方式啟動(dòng)動(dòng)作特性測(cè)試程序，過(guò)程一切正常，只要不進(jìn)行測(cè)試產(chǎn)品就不發(fā)生藍(lán)屏。

2 排查故障

A821.sys 是工控機(jī)內(nèi)插模擬量采集卡臺(tái)灣泓格A821PGL的硬件驅(qū)動(dòng)，此卡的規(guī)格特征：AD 最大采樣率大約在45 kSa/s；軟件可設(shè)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(hào)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(hào)；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(guò)壓范圍：?jiǎn)瓮ǖ肋B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(dòng)電流±5 mA；16 位數(shù)字TTL輸入信號(hào)及16 位數(shù)字TTL 輸出信號(hào)。

該驅(qū)動(dòng)程序最近沒(méi)有升級(jí)更新過(guò)，點(diǎn)工控機(jī)Windows 桌面上“我的電腦”，按鼠標(biāo)右鍵選屬性點(diǎn)硬件選設(shè)備管理器（圖2）。展開(kāi)DAQCard 目錄，點(diǎn)中ICPDAS A-281 Analog/Digital Card 即泓格模擬量采集卡驅(qū)動(dòng)此項(xiàng)雙擊點(diǎn)開(kāi)（圖3），查看常規(guī)項(xiàng)下設(shè)備狀態(tài)顯示“此設(shè)備當(dāng)前工作正?！?，資源項(xiàng)下沖突設(shè)備列表顯示“沒(méi)有沖突”。采集卡硬件驅(qū)動(dòng)安裝及開(kāi)機(jī)啟動(dòng)后運(yùn)轉(zhuǎn)情況，在設(shè)備管理器中排查無(wú)異常。

排查采集卡硬件?？ū砻骐娮桦姼性o(wú)變色開(kāi)裂、電容無(wú)冒漿、芯片無(wú)擊穿、銅箔無(wú)燒斷、無(wú)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(jī)沒(méi)有發(fā)生過(guò)類(lèi)似現(xiàn)象，打開(kāi)機(jī)殼外蓋查看工控機(jī)電源風(fēng)扇和CPU 風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)正常，母板上±5 V、±12 V、+3.3 V 電源指示燈正常，初步認(rèn)為采集卡與插槽間可能接觸不良。

圖2 設(shè)備管理器界面

圖3 模擬量采集卡驅(qū)動(dòng)界面

對(duì)準(zhǔn)母板上插槽及側(cè)邊卡槽手動(dòng)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(jī)內(nèi)四周灰塵及前面板擋塵海綿，插回工控機(jī)繼續(xù)生產(chǎn)測(cè)試產(chǎn)品。測(cè)試過(guò)程有時(shí)二三天運(yùn)行正常，有時(shí)一天出現(xiàn)三四次藍(lán)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(kāi)系統(tǒng)藍(lán)屏?xí)r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(wú)法讀取，數(shù)據(jù)已損壞,包括系統(tǒng)裝備以來(lái)發(fā)生的DUMP 文件都無(wú)法打開(kāi)，因此判斷藍(lán)屏發(fā)生時(shí)此內(nèi)存數(shù)據(jù)已被破壞。此時(shí)故障定位仍未明確，還要繼續(xù)深入分析。

啟動(dòng)工控機(jī)進(jìn)入CMOS 設(shè)置，按DEL 進(jìn)BIOS ADVANCED SETUP FEATURES（BIOS 高級(jí)設(shè)置項(xiàng)），選第一啟動(dòng)盤(pán)為USBCDROM（外置光驅(qū)啟動(dòng)系統(tǒng)），按F10 回車(chē)退出。一重啟就出現(xiàn)報(bào)警顯示：NO FLOPPY DRIVE（無(wú)軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器），機(jī)內(nèi)蜂鳴器急促鳴響。該機(jī)沒(méi)有設(shè)置成軟盤(pán)啟動(dòng)操作系統(tǒng)，出現(xiàn)此項(xiàng)報(bào)警信息，跟設(shè)置內(nèi)容毫無(wú)關(guān)聯(lián)。設(shè)置參數(shù)無(wú)法正確保存，無(wú)法啟用外置光驅(qū)里工具光盤(pán)引導(dǎo)Windows 系統(tǒng)。懷疑CMOS 電池有問(wèn)題，斷電用萬(wàn)用表測(cè)量CMOS 電池電壓2.8 V，電壓不算過(guò)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(wèn)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(diǎn)一是CMOS 參數(shù)無(wú)法正確讀取，二是內(nèi)存條又沒(méi)接觸不良，綜合以上兩點(diǎn)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(jī)跟蹤一個(gè)月，故障現(xiàn)象沒(méi)有出現(xiàn)。

3 防范措施

工控機(jī)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(méi)進(jìn)入CMOS 設(shè)置更改參數(shù)保存后退出，系統(tǒng)每次都能正常通過(guò)開(kāi)機(jī)內(nèi)存自檢。故障內(nèi)存條的存儲(chǔ)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(dāng)測(cè)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(shí)，內(nèi)存條整體功耗超標(biāo)或部分地址指向存儲(chǔ)單元中信息易產(chǎn)生丟失或不準(zhǔn)，從而產(chǎn)生數(shù)據(jù)存取越界引發(fā)操作系統(tǒng)保護(hù)機(jī)制動(dòng)作。追根溯源是在前期工作中工控機(jī)系統(tǒng)電子部件選型時(shí)考慮不周到。為預(yù)防類(lèi)似疑難故障再現(xiàn)、同時(shí)減少設(shè)備維護(hù)難度及成本，提高設(shè)備的生產(chǎn)測(cè)試有效利用率，質(zhì)量與價(jià)格綜合衡量才是選型的首要因素。如果在安全級(jí)別比較高的測(cè)控環(huán)境中應(yīng)用，設(shè)備選型的每個(gè)細(xì)節(jié)都不能疏忽，甚至應(yīng)定制專(zhuān)機(jī)，采用雙機(jī)冗余備份，使用錯(cuò)誤檢查和糾正功能的內(nèi)存條，確保系統(tǒng)安全運(yùn)行。

4 結(jié)語(yǔ)

工作實(shí)踐中要勤于思考，不斷積累經(jīng)驗(yàn)，先易后難。排查中遇有診斷困難，除外觀檢查、應(yīng)用比對(duì)、邏輯分析外，可試用備件替換解決。復(fù)雜繁鎖的安全系統(tǒng)工程可用故障樹(shù)分析法，甚至編成程序計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算分析。完工后做好必要的維修記錄，詳細(xì)描述故障的機(jī)臺(tái)、開(kāi)始結(jié)束時(shí)間、故障現(xiàn)象、解決措施、更換備件及型號(hào)，對(duì)提升問(wèn)題解決能力、后續(xù)技術(shù)改進(jìn)會(huì)有很大的幫助。