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《智能工业电子设备维修工程师》前景空前广阔——多数人望而却步解密(一)

     智能工业工控电子设备及工业电路板维修不同于一般计算机设备维修,还需要更多地阅读英文使用手册,读懂这些手册对我们的故障排除会提供极大的便利。以那块 SBC 控制板为例吧,拿到这些电路板时,因为不能确定它的具体型号,我们都无法测试各接口的好坏( 客户也没有给出具体故障表现);在板子的边沿找到了型号标签 ,搜到它 的 User’S Guide(使用指南)。从 User’s Guide 中,可以知道并做出了键盘、鼠标、VGA 等接口线,顺利地完成了各项测试。

    随着家电维修和计算机维修行业竞争的 白热化,很多在这些方面从业的朋友希望能将业务拓展到智能工业■智能工控电子设备维修。万技成科技的一部分高级培训师和高级工程师也是由主要从事计算机芯片级维修转到专业从事智能工业智能智造■智能工控电子设备、工业电路板维修的,这里就大家关心的一些问题 ,谈谈看法与做法 , 望对大家有所帮助 。

    首先想要开展工控电子设备维修业务,那么一定要处理好技术储备和市场开拓这两个问题,我们觉得很难说清楚这两者的先后顺序,只能是两手都要抓,两手都要硬。

    而作为生产设备这一块的工控电路板的电路图就不好找了,原因一是厂家要考虑知识产权,防止拷贝山寨,从维护自身利益出发,往往不会提供图纸;二是普通维护人员少有机会接触到此类设备,尤其是损坏的设备,整理图纸的工作也就相对困难。

    对于有图纸的电路板,维修者只要能看懂电路图,过往维修经验丰富,大多还是可以按图索骥,找到故障症结,但若缺图,倘要修好,那就需要一些类似电路图的储备和不错的分析功底了。

     而从事民用电子产品维修服务的技术工作者,多数电子技术基本功底欠缺,排除故障都是依靠行业人士分享来维修的,不懂变通是必然的。对于工业电子种类多,很多都是国外货,市场不常见,生产厂家也保密,电子电路基础不扎实,再加上经济社会心浮气躁的现象很严重,想涉足此行业自然是望而却步。

         万技成科技的前身——由 2010 年的深圳市飞凡电子技能工作室过渡到今天的万技成科技服务,一直致力于工业电子和民用电子的研究、教学、综保服务、校企合作专业共建咨询服务。民用电子主打智能手机的技术技能研究、教学、综保服务;工业电子主打对工业设备电气控制系统设计、改进、维修技术的研究——对蒂森电梯、日立电梯、通力电梯、电子及 IT 制造行业设备、冶金石化工业设备、包装行业设备、机械行业设备、服装及纺织设备、印刷设备、PCB 制造行业设备、注塑行业设备、橡胶轮胎行业设备、木工机械设备、汽车行业本身电路控制板、汽车制造业设备、数控机床及加工中心设备、医疗设备等二十个行业的工业设备中的变频器、伺服驱动器、工业电路板等进行元件级维修。历经多年的沉淀,总结了如下八大要素:

      一、知己知彼,做好技术储备

       我们有位工程师十几年前曾在一家从事数字显示测温仪表、热电阻 、热电偶生产的测温仪表厂工作 ,而这个厂还有另外一块牌子是现代工程控制研究所,承揽工业自动化项目的设计与施工,通过一段时间的工作对工控电子设备有了初步的了解。受地域以及个人条件限制 ,从工厂出来并没有直接进入工控电子设备维修行业 ,而是主要从事办公设备以及计算机芯片级维修,工控电子设备维修是副业。当然, 那时他就为自己做好了以后的规划——将计算机维修领域的先进技术运用于工控电子设备的维修中。

      由家电维修或计算机维修转入智能工控电子设备维修及工业电路板维修行业需要一个过 程 ,当中又有很多具体问题要克服 ,不可能一蹴而就。目标定好之后, 不急不躁, 有耐心地积极争取是最重要的。

      万技成科技的前身——由 2010 年 8 月深圳市飞凡电子技能工作室过渡至今,已经有很多朋友咨询过我们从事工控电子设备维修要掌握哪些知识?也有不少的学员脱产过来进修取经,在我们教授 加 一线高工讲师团独创的教学模式下,脱产学员都能修成正果,并在就业或单干做老板事业过程中获得了丰厚的回报。

  除了模拟电子和数字知识外,还需要掌握开关电源 、计算机 、单片机 ( 嵌入式控制器 )、电力电子等知识。其中,开关电源 、电力电子和单片机尤为重要。开关电源的重要性大家都比较了解,电力电子是针对功率驱动应用的 ,包括了大中功率交直流开关稳压电源、变频器 、伺服器等设备;而单片机的应用则更广,对它大家也都要有所了解 ,这里就不赘述了。

     开始学修开关电源——我们一线工程师曾经也是从看设计类书开始的, 比如《新型开关电源及其应用》、《交换式电源供应器技术手册》、《最新交换式电源技术》,书中特别详介绍了 UC3842, 并给出设计实例引脚定义;对交换式电源线路硬切换、软切换架构、高效率次级架构必须有所理解。

     关于电力电子知识方面的书很多,大家可以在书店中很容易地找到相关大中专学校的课本 。推荐一本《变频调速控制系统的设计与维护》,山东科学技术出版社出版 。这本书是国内最早介绍变频器芯片级维修的书,出版至今好像已经有3 个版本了。这本书简单地分成 4 部分,第 1 部分是电力电子元件基础知识, 第2 部分是变频器原理, 第 3 部分是变频器设计与应用 ,第 4 部分是变频器的维修 。看这本书的好处是显而易见的——既学了电力电子方面的基础知识 ,又了解了变频器的应用与维修。

     单片机方面的书就非常 多了,介绍 MCS-51、 PIC、 AVR、飞思卡尔 (由原摩托罗拉的嵌入处理器部门独立而成 )、 凌阳、 三星 、 三菱(三菱半导体部分已与日立相应 部分合并 , 成立了瑞萨公司 ) 等的书都能找到。不过目前出版的电子基础类书一般并不将单片机囊括其中 ,所以大家能找到的基本上都是单片机“专著”。常见工业设备嵌入控制器除了上面提及的外,还有 NEC 的 uPD78系列,日立的 H8、SH8 系列, Zilog 的 Z80、Z8 系列,东 芝 的 TLCS-870、TLCS-90 系 列, 富 士 通 的 MB89 系列,意法公司的 ST62、ST63、 STM 系列等 。就维修而言, 学习单片机的重点是了解供电、时钟 、复位、总线 、中断 、I/O 扩展等基础知识,不用对编程做深入了解 。 网上有很多单片机的教程,上面提到的那些基础知识都会有讲解,只是在 I/O 扩展部分介绍的不多。那时单片机的集成度不够高,所以还需 8155、8253、 8255 之类专用 I / O扩展桥接芯片,这些芯片在一些比较早的设备中还是能看到。如果你想对它们也有所了解的话,不妨找找上世纪末或本世纪初的相关书籍。

  二、认清本质,做好模拟训练

     鲁迅先生讲“大概是物以稀为贵罢 。北京的白菜运往浙江, 便用红头绳系住菜根, 倒挂在水果店头, 尊为“ 胶菜”; 福建野生的芦荟,一到北京就请进温室,且美其名日 “ 龙舌兰”。实际上工控设备也是如此,比如 LCD 显示器穿了“ 马甲”之后,就变成了触摸屏 ;整合主板“ 变了形”,被 叫做 SBC ( SingleBoard Computers,单板计算机),希捷公司生产线上用的一块 单板计算机 SBC;而主机与触摸屏“ 合体 ”之后 , 又衍生出工控一体机。

  在没能真正进入工控电子设备维修之前 ,我建议大家不妨就地取材先预演一下。比如电源设备是工控设备维修中量最大的,所以掌握电源设备,特别是直流开关稳压电源的原理与故障检修尤为重要。一 台 TDI 的 1 0.5k W 输出直流开关电源。一些家电或计算机维修人员对大中功率直流开关稳压电源不够熟悉 ,存在畏难情绪。的确这一类电源结构比较复杂,维修风险性大,根据万技成科技一线工程师经验,建议大家先由最常见的计算机 ATX 电源入手。就电路拓扑结构而言 , ATX 电源就有 RCC+半桥或单端正激等电路的组合。在理解了半桥拓扑结构后, 就很容易懂得全桥拓扑结构原理。ATX 电源虽价格便宜,但维修难度并不低 , 练手要的就是这种效果。因为价格便宜,大家才容易得到,就是处置失误,损失也不大。有难度,正是智能工控电子设备维修行业的特点,这也意味着挑战。

   三、学习英语,事半功倍

       现在复合型人才特别受欢迎, 究其原因——综合实力强,好的维修人员也是如此。英语好带来的结果是信息获取渠道畅通,可以找得到 , 看得懂 。就 以IC 为例吧,其实每个 IC 都有它的技术文档 ,但通常是英文版的。在这些技术文档中,首当其冲的就是 datasheet(数据表 ),datasheet 里有内部框图 、引脚定义说明 、典型应用电路以及保护状态条件等信息。假 如英语好 , 看得懂datasheet, 那么你 就比别人先掌握了一条多快好省的维修捷径。

     我们 万技 成科技 一线 工程师 修过 一台 Acbcelectronics 的 JF751B 一3000-9041 开关电源 ( 输 出 为 1 2 V/ SSA) JJN 电无输 出。首先检查滤波电容端电压(在分压电阻上 测), 正常。估计问题可能出在功率开关板上 , 该板以 LT3846 芯片为核心, 4 只功率开关管受其控制。测量 LT3846 各脚电压 ,发现 LT3846 的输出端 AOut ( 11 脚)、 BOut ( 14 脚 )电压均为 0 V。检查LT3846 各脚对地二极管压降, 无明显偏低的。显然 LT3846 工作异常,估计应该 处 于 某 种 保 护 当 中 。 阅 读 LT3846 的 数 据 表 , 首 先 在 applications information( 应用信息 )中找到了 LT3846 第一种不输出的可能,即 16 脚shutdown 时的说明,即 16 脚处于高电平会产生一个关闭周期( shutdowncycle) ,1 脚和 7 脚都被拉为低电平。但本电路中该脚是接地的,可以排除这种可能。继续阅读数据表文档,发现第一页的 block diagram( 框图 ) 中有这样一个电流限制设定电路,继而在 electrical characteristics ( 电气特性 ) 部分找到了参数说明,当 ①脚电压低 于 0.5 V 时,LT3846 的输出会截止。从实测电压看1 脚电压的确低于 0.5V,看来问题出在此处。由此向前追踪到一个用于比较的LM358 N, 测其工作状态不对,换新后电源输出正常。

    智能工业工控电子设备及工业电路板维修不同于一般计算机设备维修,还需要更多地阅读英文使用手册,读懂这些手册对我们的故障排除会提供极大的便利。以那块 SBC 控制板为例吧,拿到这些电路板时,因为不能确定它的具体型号,我们都无法测试各接口的好坏( 客户也没有给出具体故障表现);在板子的边沿找到了型号标签 ,搜到它 的 User’S Guide(使用指南)。从 User’s Guide 中,可以知道并做出了键盘、鼠标、VGA 等接口线,顺利地完成了各项测试。

     四、做好“两勤”,勤学苦练,勤“跑”线路

     所谓“ 跑”线路就是在缺少电路图的情况下,根据实物逆向测绘出电路图。“ 跑” 线路对分析电路、学习借鉴以及技术文件存档都有着重要 的意义。由于绝大多数工控电子设备无详细电路图,所以“跑”线路是每一位维修技术人员的必备基本功。

    “ 跑” 线路对分析电路、 学习借鉴以及技术文件存档都有着重要的意义 。由于绝大多数工控电子设备无详细电路图, 所以“跑” 线路是 每一位维修者的必备基本功 。

     “ 跑” 线路不但需要一定的电路功底 ,而且还要熟悉常见器件的引脚排列方式 ,这样才能高效快速完成 。上面说过的 datasheet 中会提到芯片的内部框图 、引脚定义说明 、典型应用电路,这些东西也是我们跑线路的重要参考依据。

     早期是手工绘制电路图的,后来都用的 protel 画图软件,插入 word 文档中不够清晰。发现来自日本的免费电路图绘制软件 Bsch, 画电路图的效率、 质量都 有了大幅度的提高。Bsch 画出的电路图风格上有些像 orCAD,挺漂亮的,关键是它的易用性较好。另外,Bsch 可以导出 EMF 格式文件,这是一种矢量图片,无限放大不失真 ,与 word 配合使用绝对是珠联璧合!新版 Bsch 增加了 EMF 拷贝工作,可以将绘制的电路图直接拷贝粘贴到 word 文档里。当初接触 Bsch 时还没有中文版,但它提供源代码, 现在国内已经有热心网友推出了它的汉化版 。

  在“跑 ”多层板时 ,可以用比较专业的跑线路的工具——铜刷来提高效率(建议和高位数的数字万用表配合使用), 这种铜刷接触面积比较大,如下图所示。使用铜刷时,要将刷头压在元件脚上,不可像刷铁锈一样去刷电路板,否则易把贴片电阻或电容刷掉。

  五 、工欲善其事必先利其器,选好检测仪器

       智能工业■智能工控电子设备维修,与其说这是一种维修技术,不如说是一种测试技术。智能智造工控设备维修难度高,所以更需要仪器仪表来减轻工作强度。工控设备维修需要配备的仪器除了双路 30V/5 A 输 出直流稳压电源及示波器 、 信号发生器 、编程器外,还有一个被一些人认为是工控维修的神器——电路在线维修测试仪, 这里重点讲一下它。

  维修电路有两种思路:一种是原理分析法——根据故障现象,搞清电路的组成 、功能,分析出可能出现问题的具体元件;另一种是排除法——不去纠缠具体电路组成 、功能 , 只去关心具体元器件的好坏,通过逐一测试找出所有坏件 。电路在线维修测试仪就属第二种思路的检查设备 ,在国内有几家公司在从事这方面的研发生产。

  电路在线维修测试仪可分功能型和参数型两种。功能型测试仪只能测试元件的功能完备性 ,对于元件特性的变化不做细致地量化分析 ,如果想知道详细的元件特性参数还是需要参数型的维修测试仪 。

  目前,市场上销售的低价维修测试仪都是功能型测试仪。

  在线维修测试仪就 是一种 (全合一) 的仪器,有很多功能, 对于维修而言,最实用的功能是 ASA 曲线 、逻辑/存储 Ic 以及运算放大器测试这三项。

     ASA 是 Analog Signature Analysis 的缩写,译为模拟曲线分析,简单地说就是在断电状态下 ,给被测试元器件一个有限 、安全的激励电流 , 看对应得到的电压特性曲线(每种元器件都有其对应的特定曲线 ), 并将该 V—I 曲线显示在屏幕上。当元件有问题时, 该曲线也会发生改变 , 通过比较 , 来确定元件的好坏。国外生产专门用于 AS A 曲线测试设备的公司并不少, 叫法也不一样 ,比如泰克公司称它的 TR210 为线路板综合测试仪。逻辑/存储 I c 测试功能是针对 74 系列 、4000 系 列 、4500 系列标准逻辑 I c 以及像 6264 等常用 RAM芯片 ,其实这个功能很多编程器也有 , 比如 TOP2005+,但电路在线维修测试仪测试时更专业 、更直观,也更准确 。使用电路在线维修测试仪,可以明确知道 CD4069 内部 6 个单元中具体哪一个出了问题 ,而编程器则只能提示CD4069 坏。

  从万技成早期飞凡工作室实际使用某 1 6 0 0 型电路在线维修测试仪的效果看 ,有几个问题很值得大家注意:首先测试 Ic 时,我们基本上是采用离线测试,显然很不方便。这当中一方面是由于电路的复杂性,在线测试不如离线测试准确;另一方面是目前 I c 的封装多种多样,很难找到与之刚好配套的在线测试夹具 ,即便是有相应夹具,也常常会因为电路板(元件)涂有防护层而接触不良。目前,对于运算放大器的常见测试方法有两种:一种是把运算放大器当比较器来测;另一种是看运算放大器的实际波形放大效果。第一种方法简单、成本低,但从实际效果看造成误判的比较多 ,因为它对有输出波形不对称或有削顶现象的运放无能为力。国产电路在线维修测试仪配套的零插拔 I c 座普遍质量比较差,在使用不太频繁的情况下,大约 2 年后会出现接触不良的现象 ,容易造成误判,所以要及时更换。

  国内生产的电路在线维修测试仪出现少说也二十年了,但一直没有得到广泛使用。除了有上面所说的那些原因外,价格高是主要因素。

  实话实说,具有 VI 曲线测试并有双棒对比测试功能足矣。

  六、 巧用设备解决供电

      做工控电子设备维修最好找到具有三相 380V 动力电的场地,但实际中很多搞家电维修或计算机维修的朋友没有这种条件,而去现场试验又太麻烦 ,有没有一个好的解决办法呢?买一台 380 V/220V 降压型隔离变压器,将变压器的 220V输 出端接入 220V 市电中,原 AC380 V 输入端便会有 3 80 V 的交流电压输出。解决了 380 V 电源问题之后 ,就可在家里成功修好变频工控电器电源电路。

  有人会问原来是三相现在是单相,会不会有问题吧?凡是输入部分采用了三相整流全桥的设备,都可在单相供电下工作。单相输入与三相输入的差别在于:单相时比三相输入时的输入电流更大。

     需要注意的是,有些设备具有缺相保护功能, 单相时不能工作。对于这样的电路 , 只能采取“ 屏蔽”的方法,即人为地为缺相保护检测提供一个假信号。该方法不适用于三相电机这样的设备,对于小功率三相电机可以用单相输入三相输出的变频器来试。

  考虑安全和方便,还可以上淘宝买个多组输出电压的隔离变压器,建议功率500w,输出电压有 6.3V、12V、24V、36V、48V、100V、110V、200V、220V、380V、400V 共 11 路,可以定做。

     七、搭建平台,便于检测

       与计算机或家电维修不同,工控电子设备的功能验证测试要难得多,因为客户往往只将系统中的一个单元设备拿来修,而这个设备离开了相应系统环境就不能独立工 作。许多客户送修时均不带伺服电机, 没法组成一个闭环控制系统 ,加之伺服电机控制器种类也很多, 不可能每一种伺服电机都备一个。

  如果在检修工控电子设备时, 有一个计算机板卡测试平台就好办了,因为标准统一 ,一台普通主机 (具有一 个串行 COM 口就行 )、一 块 PCI 显卡以及一块工控计算机底板就解决了绝大多数问题 。具有串行 COM 口的普通主机是用来修触摸屏及 PLC 的。主机不要求一定要有并口,因为那样的设备现在已难以见到。工控计算机底板主要用来维修 、 测试工控计算机主板; PCI 显卡可以用来检查具有 PCI 槽的主板 。

  如何解决测试平台的搭建问题呢?以光电检测电路板为例, 用 3 个 BCD 拨码开关作为输入控制,一个 LED 条图光柱( 用当中的 8 只) 作为测试结果显示 ,一根硬盘线连接测试电路板和光电检测电路板。虽然很简单, 但效果却非常理想,这样检查和定位的故障时间由原来的每块板 1 小时左右缩短为几分钟 。

  又如,可编程电源的维修难点是如何模拟系统联机测试 ,与普通电源不同 ,可编程电源有 Remote( 遥控) 和 Local ( 本机 ) 两种控制模式。

     在生产线上基本采用 Remote 模式 ,由机台对电源进行控制( 联机 ),这时需做大量深入细致的工作,总结出各类接口的定义规律 ,然后才能搭建测试平台。

     解决时序、通讯协议等测试平台问题往往涉及到时序/ 逻辑分析, 以及单片机 、可编程控制器、PC 机的编程 ,这是工控电子设备维修的难点, 需要我们深谙维修实践, 又要知晓设计之道, 文武兼备。

  八、 适者生存, 开拓市场

      古人诗云: 应筑粉墙高百尺,不容门外俗人看。干智能工业工控电子设备维修就是这样, 大家都知道它有利润, 但是的确也很难进入 。前面基本上都是从技术层面去说如何做准备工作 ,实际上大家也一样关心如何找到相关客户,这非常重要, 否则真是英雄无用武之地。这里我介绍一下自己的一些想法与做法。

     首先是工控设备维修受地域经济影响明显 ,基本规律是南方业务好于北方 ,大城市业务好于小城市 。

     社会工业化的时代突飞猛进,产业转型升级智能工业■智能智造已经势不可挡,2017 年上半年我国政府已经出台智能社会智能工业的布局规划,电子技术是一切智能化控制的核心,因此大有可为。工业城市——工厂林立,不但有劳动密集型的服装制衣纺织厂, 也有 IT 电子产品厂、制造半导体的高端电子、冶金石油化工、印刷、医疗器械、仪器仪表、电梯行业、包装行业、机械行业、注塑行业、橡胶轮胎行业、食品行业、木工机械设备、宾馆行业、汽车行业、数控机床、加工中心、汽车行业等近二十个实体制造业。了解相关行业,建立自己的宣传根据地——网站。

     将广告做到“刀刃上”,多结交经销商,如本地那些从事低压电器、自动化设备、仪器仪表等业务的商家、乃至你买元件的商家。

     干好智能工业智能工控电子设备维修需要解决的问题除上面谈到的外,还有技术力量的安排、 维修风险的规避、与客户的沟通等......如果大家有意识 ,欢迎咨询或前来万技成学习,深圳前海万技成科技—万技成智能电子科技培训学院欢迎您,让我们携手共赢、共同发展,万技成科技为你保驾护航,助您腾飞!


适用培养对象:

        ★要想创业 0 风险,蓝领竞争力胜人一筹,就学维修工业电路板;要想赚钱很容易,就学维修变频器;——①适合家电维修、电脑维修人士转型升级;但工业设备,其价值同家电之类不可同日而语,维修费用也不能相提并论;因此,能在这行成为高手,无论打工创业,可以说都算是前途看好。 ② 适合企业电工、设备维护或设备管理人士技术晋升; ③ 适合机电设备店老板升级,受电商冲击、生意不好做竞争激烈,学电路板维修,增加维修电路板这块可观的业务收入,通过技术硬实力提高竞争力。④其他有志于从事工业电路板维修、变频器维修、工控电子设备维修的有志之士——不论有无基础均可报名

★要想创业 0 风险,既创业又就业家门口,照顾妻儿老小,家庭团圆其乐融融;就学智能手机维修(注:维修是点,生意是面;以点带面,收入可观,其乐融融哉)——适合无技术、技能特长的人士


学院 ■ 乘车路线

主方案 1:深圳北站——东岸公馆(又名东岸设计大厦)

      (1)乘坐深圳北站到惠州南站高铁,便捷线已经开通,极其方便,20 余分钟路程。(2)惠州南站坐公共汽车 5 路(或 168B 路、或 336 路)                     约 20 分钟左右到马克住区下即可(注:马克住区站 100 米处红绿灯路口旁即为东岸公馆)

主方案 2:从深圳东部公交基地 ( 又名坑梓公交总站 ) 乘坐公共汽车惠阳7路(约10分钟左右)到白云坑路口站下即可(附近300米即为东岸公馆)


报名联系:梅教授电话 18026678196 、18702087458(微信号手机号同号)

     何老师 15918401939 (微信号同号)QQ 277539427

     办公电话: 0752-3828796

     官网:www.01wjc.com

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