PCB工控

工控指的是工業(yè)自動(dòng)化控制，主要利用電子電氣、機(jī)械、軟件組合實(shí)現(xiàn)。PCB工控，就是利用電子電氣、機(jī)械、軟件組合等，生產(chǎn)制造線路板。也可以說(shuō)是工業(yè)控制生產(chǎn)線路板，或者是工廠自動(dòng)化控制生產(chǎn)線路板。線路板工控可以使使線路板廠家的生產(chǎn)和制造過(guò)程更加自動(dòng)化、效率化、精確化，并具有可控性及可視性。

工控機(jī)

工控機(jī)即工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是一種采用總線結(jié)構(gòu)，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程及機(jī)電設(shè)備、工藝裝備進(jìn)行檢測(cè)與控制的工具總稱。工控行業(yè)的產(chǎn)品和技術(shù)非常特殊，屬于中間產(chǎn)品，是為其他各行業(yè)提供可靠、嵌入式、智能化的工業(yè)計(jì)算機(jī) 。工控機(jī)具有重要的計(jì)算機(jī)屬性和特征，如具有計(jì)算機(jī)CPU、硬盤、內(nèi)存、外設(shè)及接口，并有操作系統(tǒng)、控制網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議、計(jì)算能力、友好的人機(jī)界面。

工控機(jī)的工作環(huán)境有時(shí)會(huì)非常惡劣，所以對(duì)數(shù)據(jù)的安全性要求也很高，所以工控機(jī)通常會(huì)進(jìn)行加固、防塵、防潮、防腐蝕、防輻射等特殊設(shè)計(jì)。工控機(jī)對(duì)于擴(kuò)展性的要求也非常高，接口的設(shè)計(jì)需要滿足特定的外部設(shè)備，因此大多數(shù)情況下工控機(jī)需要單獨(dú)定制才能滿足需求。

工控電路板的檢修

現(xiàn)在工業(yè)控制用到的電路板越來(lái)越多，在使用中由于操作不當(dāng)或者設(shè)計(jì)不合理等原因產(chǎn)生的故障也是很多的，如何維修工控電路板也是一大難題。下面，分析幾種工控線路板故障的檢修方法

怎樣檢修電路板中的VCC短路故障 

在電路板維修中，如果碰到VCC電源短路的故障是一件令人頭痛的事，因?yàn)椴⒙?lián)在VCC和GND之間的元件實(shí)在太多，有芯片、有電容、有晶體管，哪一個(gè)都有可能短路，錫點(diǎn)和銅箔也可能短路。一般維修人員的維修方法就是拆元件，一件一件的拆出元件，查找短路部分，直到找到短路元件進(jìn)行元件短路排除為止，如果運(yùn)氣不好的話，整個(gè)板上的元件拆得差不多了也找不到故障，不但找不到故障，還會(huì)把電路板損壞。
在此介紹2種較為省事的辦法：

1. 對(duì)于電路板上插件電容可以用斜口鉗剪斷一只腳（注意從中間剪斷，不要齊根剪斷或齊電路板剪斷），插件IC可以將電源VCC腳剪斷，當(dāng)剪斷某一個(gè)腳時(shí)短消失，則某個(gè)芯片或電容短路。如果是貼片IC，可將IC的電源腳用電烙鐵熔化焊錫后翹起，使其離開(kāi)VCC電源。更換短路元件后將剪斷處或翹起處重新焊好即可。 
2. 還有一種比較快速的方法，但要用到特別的儀表----毫歐表。大家知道，線路板上的銅箔也是有電阻的，如果PCB上銅箔厚度是35um，印制線寬1mm，則每10mm長(zhǎng)，其電阻值為5mΩ左右，這么小的阻值，用普通的萬(wàn)用表是測(cè)不出來(lái)的，用毫歐表則可以測(cè)量?？杉僭O(shè)某一個(gè)元件短路，用普通萬(wàn)用表測(cè)得都是0Ω，用毫歐表測(cè)得則可能是幾十毫歐到幾百毫歐，將表筆剛好放在短路元件兩腳上測(cè)量時(shí)，得到的阻值一定最?。ㄒ?yàn)槿绻旁谄渌赡_上測(cè)量時(shí)，得到的阻值還包括了電路板上銅箔走線的阻值），這樣通過(guò)比較毫歐表的阻值差異，當(dāng)測(cè)到某個(gè)元件（如果是焊錫或銅箔有短路亦同此理）得到的阻值最小時(shí)，則該元件就是重點(diǎn)懷疑對(duì)象了。通過(guò)這種方法就可以快速找到故障點(diǎn)。      

運(yùn)算放大器的好壞判別方法  

運(yùn)算放大器好壞的判別對(duì)相當(dāng)多的電子維修者有一定的難度，不只文化程度的關(guān)系（手下有許多本科生，不教的話肯定不會(huì)，教了也要好久才領(lǐng)會(huì)，還有個(gè)專門跟導(dǎo)師學(xué)變頻控制的研究生，居然也是如此！），在此與大家共同探討一下，希望對(duì)大家有所幫助。
理想運(yùn)算放大器具有“虛短”和“虛斷”的特性，這兩個(gè)特性對(duì)分析線性運(yùn)用的運(yùn)放電路十分有用。為了保證線性運(yùn)用，運(yùn)放必須在閉環(huán)(負(fù)反饋）下工作。如果沒(méi)有負(fù)反饋，開(kāi)環(huán)放大下的運(yùn)放成為一個(gè)比較器。如果要判斷器件的好壞，先應(yīng)分清楚器件在電路中是做放大器用還是做比較器用。
不論是何類型的放大器，都有一個(gè)反饋電阻Rf,則在維修時(shí)可從電路上檢查這個(gè)反饋電阻，用萬(wàn)用表檢查輸出端和反向輸入端之間的阻值，如果大的離譜，如幾MΩ以上，則大概可以肯定器件是做比較器用，如果此阻值較小0Ω至幾十kΩ，則再查查有無(wú)電阻接在輸出端和反向輸入端之間，有的話定是做放大器用。     
根據(jù)放大器虛短的原理，就是說(shuō)如果這個(gè)運(yùn)算放大器工作正常的話，其同向輸入端和反向輸入端電壓必然相等，即使有差別也是mv級(jí)的，當(dāng)然在某些高輸入阻抗電路中，萬(wàn)用表的內(nèi)阻會(huì)對(duì)電壓測(cè)試有點(diǎn)影響，但一般也不會(huì)超過(guò)0.2V，如果有0.5V以上的差別，則放大器必壞無(wú)疑?。ㄟ@里用的FLUKE179萬(wàn)用表)
如果器件是做比較器用，則允許同向輸入端和反向輸入端不等，同向電壓>反向電壓，則輸出電壓接近正的最大值；同向電壓<反向電壓，則輸出電壓接近0V或負(fù)的最大值（視乎雙電源或單電源）。如果檢測(cè)到電壓不符合這個(gè)規(guī)則，則器件必壞無(wú)疑！ 
這樣就不必使用代換法，不必拆下電路板上的芯片就可以判斷運(yùn)算放大器的好壞了。     

電路板電容損壞的故障特點(diǎn)及維修 

電容損壞引發(fā)的故障在電路板中是最高的，其中尤其以電解電容的損壞最為常見(jiàn)。     
電容損壞表現(xiàn)為：a.容量變??；b.完全失去容量；c.漏電；d.短路。
電容在電路中所起的作用不同，引起的故障也各有特點(diǎn)。在工控電路板中，數(shù)字電路占絕大多數(shù)，電容多用做電源濾波，用做信號(hào)耦合和振蕩電路的電容較少。用在開(kāi)關(guān)電源中的電解電容如果損壞，則開(kāi)關(guān)電源可能不起振，沒(méi)有電壓輸出；或者輸出電壓濾波不好，電路因電壓不穩(wěn)而發(fā)生邏輯混亂，表現(xiàn)為機(jī)器工作時(shí)好時(shí)壞或開(kāi)不了機(jī)，如果電容并在數(shù)字電路的電源正負(fù)極之間，故障表現(xiàn)同上。這在電腦主板上表現(xiàn)尤其明顯，很多電腦用了幾年就出現(xiàn)有時(shí)開(kāi)不了機(jī)，有時(shí)又可以開(kāi)機(jī)的現(xiàn)象，打開(kāi)機(jī)箱，往往可以看見(jiàn)有電解電容鼓包的現(xiàn)象，如果將電容拆下來(lái)量一下容量，發(fā)現(xiàn)比實(shí)際值要低很多。 
電容的壽命與環(huán)境溫度直接有關(guān)，環(huán)境溫度越高，電容壽命越短。這個(gè)規(guī)律不但適用電解電容，也適用其它電容。所以在尋找故障電容時(shí)應(yīng)重點(diǎn)檢查和熱源靠得比較近的電容，如散熱片旁及大功率元器件旁的電容，離其越近，損壞的可能性就越大。曾經(jīng)修過(guò)一臺(tái)X光探傷儀的電源，用戶反映有煙從電源里冒出來(lái)，拆開(kāi)機(jī)箱后發(fā)現(xiàn)有一只1000uF/350V的大電容有油質(zhì)一樣的東西流出來(lái)，拆下來(lái)一量容量只有幾十uF，還發(fā)現(xiàn)只有這只電容與整流橋的散熱片離得最近，其它離得遠(yuǎn)的完好無(wú)損，容量正常。另外有瓷片電容出現(xiàn)短路的情況，也發(fā)現(xiàn)電容離發(fā)熱部件比較近。所以在檢修查找時(shí)應(yīng)有所側(cè)重。
有些電容漏電比較嚴(yán)重，用手指觸摸時(shí)甚至?xí)C手，這種電容必須更換。     
在檢修時(shí)好時(shí)壞的故障時(shí)，排除了接觸不良的可能性以外，一般大部分就是電容損壞引起的故障了。所以在碰到此類故障時(shí)，可以將電容重點(diǎn)檢查一下，換掉電容后往往令人驚喜（當(dāng)然也要注意電容的品質(zhì)）。     

電阻損壞的特點(diǎn)與判別 

?？匆?jiàn)許多初學(xué)者在檢修電路板時(shí)在電阻上折騰，又是拆又是焊的，其實(shí)修得多了，只要了解了電阻的損壞特點(diǎn)，就不必大費(fèi)周章。     電阻是電器設(shè)備中數(shù)量最多的元件，但不是損壞率最高的元件。電阻損壞以開(kāi)路最常見(jiàn)，阻值變大較少見(jiàn)，阻值變小十分少見(jiàn)。常見(jiàn)的有碳膜電阻、金屬膜電阻、線繞電阻和保險(xiǎn)電阻幾種。前兩種電阻應(yīng)用最廣，其損壞的特點(diǎn)一是低阻值（100Ω以下）和高阻值（100kΩ以上）的損壞率較高，中間阻值（如幾百歐到幾十千歐）的極少損壞；二是低阻值電阻損壞時(shí)往往是燒焦發(fā)黑，很容易發(fā)現(xiàn)，而高阻值電阻損壞時(shí)很少有痕跡。線繞電阻一般用作大電流限流，阻值不大。圓柱形線繞電阻燒壞時(shí)有的會(huì)發(fā)黑或表面爆皮、裂紋，有的沒(méi)有痕跡。水泥電阻是線繞電阻的一種，燒壞時(shí)可能會(huì)斷裂，否則也沒(méi)有可見(jiàn)痕跡。保險(xiǎn)電阻燒壞時(shí)有的表面會(huì)炸掉一塊皮，有的也沒(méi)有什么痕跡，但絕不會(huì)燒焦發(fā)黑。根據(jù)以上特點(diǎn)，在檢查電阻時(shí)可有所側(cè)重，快速找出損壞的電阻。 
根據(jù)以上列出的特點(diǎn)，先可以觀察一下電路板上低阻值電阻有沒(méi)有燒黑的痕跡，再根據(jù)電阻損壞時(shí)絕大多數(shù)開(kāi)路或阻值變大以及高阻值電阻容易損壞的特點(diǎn)，就可以用萬(wàn)用表在電路板上先直接量高阻值的電阻兩端的阻值，如果量得阻值比標(biāo)稱阻值大，則這個(gè)電阻肯定損壞（要注意等阻值顯示穩(wěn)定后才下結(jié)論，因?yàn)殡娐分杏锌赡懿⒙?lián)電容元件，有一個(gè)充放電過(guò)程），如果量得阻值比標(biāo)稱阻值小，則一般不用理會(huì)它。這樣在電路板上每一個(gè)電阻都量一遍，即使“錯(cuò)殺”一千，也不會(huì)放過(guò)一個(gè)了。     

一塊小橡皮，解決大問(wèn)題 

工業(yè)控制用到的電路板越來(lái)越多，很多板子采用金手指插入插槽的方式.由于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣，多塵、潮濕、多腐蝕氣體的環(huán)境易使板卡產(chǎn)生接觸不良故障，很多朋友可能通過(guò)更換板卡的方式解決了問(wèn)題，但購(gòu)買板卡的費(fèi)用非?？捎^，尤其某些進(jìn)口設(shè)備的板卡。其實(shí)大家不妨使用橡皮擦在金手指上反復(fù)擦幾下，將金手指上的污物清理干凈后，再試機(jī)，沒(méi)準(zhǔn)就解決了問(wèn)題！方法簡(jiǎn)單又實(shí)用。 

時(shí)好時(shí)壞電路故障的分析 

有些工控線路板在維修之后，或者是未經(jīng)過(guò)維修，都是時(shí)好時(shí)壞的。這種故障一般都是可以自行解決的，因?yàn)榇蟛糠止收隙际怯捎谑褂玫沫h(huán)境或者是操作不當(dāng)產(chǎn)生的，與線路板本身的質(zhì)量關(guān)系不大。各種時(shí)好時(shí)壞電氣故障從概率大小來(lái)講大概包括以下幾種情況： 

1. 接觸不良.板子與插槽接觸不良、纜線內(nèi)部折斷時(shí)通時(shí)不通、線插頭及接線端子接觸不好、元器件虛焊等皆屬此類； 
2. 信號(hào)受干擾.對(duì)數(shù)字電路而言，在特定的情況條件下，故障才會(huì)呈現(xiàn)，有可能確實(shí)是干擾太大影響了控制系統(tǒng)使其出錯(cuò)，也有電路板個(gè)別元件參數(shù)或整體表現(xiàn)參數(shù)出現(xiàn)了變化，使抗干擾能力趨向臨界點(diǎn)，從而出現(xiàn)故障； 
3. 元器件熱穩(wěn)定性不好.從大量的維修實(shí)踐來(lái)看，其中首推電解電容的熱穩(wěn)定性不好，其次是其它電容、三極管、二極管、IC、電阻等；
4. 電路板上有濕氣、積塵等。濕氣和積塵會(huì)導(dǎo)電，具有電阻效應(yīng)，而且在熱脹冷縮的過(guò)程中阻值還會(huì)變化，這個(gè)電阻值會(huì)同其它元件有并聯(lián)效果，這個(gè)效果比較強(qiáng)時(shí)就會(huì)改變電路參數(shù)，使故障發(fā)生； 
5. 軟件也是考慮因素之一.電路中許多參數(shù)使用軟件來(lái)調(diào)整，某些參數(shù)的閾量調(diào)得太低，處于臨界范圍，當(dāng)機(jī)器運(yùn)行工況符合軟件判定故障的理由時(shí)，那么報(bào)警就會(huì)出現(xiàn)了。