王兆勇

（邢臺邢臨高速公路管理處，河北 邢臺 054000）

工控機是一種加固的增強型個人計算機，它可以作為一個工業(yè)控制器在工業(yè)環(huán)境中可靠運行。早在20世紀80年代初期，美國AD公司就推出了類似IPC的MAC—150工控機，隨后美國IBM公司正式推出工業(yè)個人計算機IBM7532。IPC的性能可靠、軟件豐富、價格低廉，因而在工控機中異軍突起，后來居上，應用日趨廣泛。在邢臨高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中，工業(yè)控制計算機（以下簡稱“工控機”）起到了關鍵作用。因此，工控機的安全也顯得尤為重要。本文結合邢臨高速公路的實際情況，就高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中工控機的日常維護與維修展開分析與討論。

1 工控機硬件故障原因分析

1.1 硬件本身質量不佳

粗糙的生產(chǎn)工藝、劣質的制作材料、非標準的規(guī)格尺寸等都是引發(fā)故障的因素，常常引發(fā)板卡上元件焊點的虛焊脫焊、插接件之間接觸不良、連接導線短路斷路等故障。

1.2 人為因素的影響

操作人員的使用習慣和應用水平也不容小覷，例如帶電插拔設備、設備之間錯誤的插接方式、不正確的BIOS參數(shù)設置等均可導致硬件故障。

1.3 使用環(huán)境的影響

使用環(huán)境包括溫度、濕度、灰塵、電磁干擾、供電質量等方面。每一方面的影響都是嚴重的，例如過高的環(huán)境溫度會嚴重影響設備的性能，等等。

1.4 其他影響

設備的正常磨損和硬件老化也常常引發(fā)硬件故障。

2 工控機硬件故障檢修步驟

2.1 先檢查軟件，后檢查硬件

工控機發(fā)生故障后，一定要先排除軟件方面的原因（例如BIOS參數(shù)設置不當引起工控機不能重啟、電子盤扇區(qū)損壞導致紅外線程序不能運行等）之后再考慮硬件原因。

2.2 先檢查外部設備，后檢查主機

由于外部設備原因引發(fā)的故障往往比較容易發(fā)現(xiàn)和排除，可以先根據(jù)系統(tǒng)報錯信息檢查外部設備的各種連線和本身工作狀況。在排除外部設備方面的原因后，再考慮主機。

2.3 先檢查電源，后檢查部件

電源的作用很重要。電源功率不足、輸出電壓電流不正常等都會導致各種故障的發(fā)生。因此，應該首先排除電源的問題，然后再考慮其他部件。

2.4 先考慮簡單故障，后考慮復雜故障

硬件產(chǎn)品并不易損，因此在遇到硬件故障時，應該從最簡單的原因開始檢查，如判斷各種線纜的連接情況是否正常、各種插卡是否存在接觸不良的情況等。若在進行上述檢查之后故障依舊，這時方可考慮部件的電路部分或機械部分存在較復雜的故障。

3 工控機硬件故障檢修方法

3.1 由于軟件設置方面的原因導致硬件無法工作的故障檢修方法

對由于軟件設置方面的原因導致硬件無法工作的，故障檢修方法為還原BIOS參數(shù)至缺省設置：開機后按Del鍵進入BIOS設置窗口→選中“Load Optimized Defaults”項→回車后按Y鍵確認→保存設置退出。

3.2 對硬件資源沖突或是在添加安裝完某硬件或更新某硬件的驅動程序后出現(xiàn)頻繁“死機”故障的檢修方法

對于硬件資源沖突這類情況來說，通常是發(fā)生了設備沖突問題，如中斷、DMA、端口、I／O等出現(xiàn)沖突。

對于添加安裝完某硬件或更新某硬件的驅動程序后出現(xiàn)頻繁“死機”這類情況來說，是所安裝的硬件驅動程序存在兼容性問題，可能是這個硬件設備新安裝的驅動程序與另一個設備的驅動程序存在沖突，或是新驅動程序本身存在問題，或是新驅動程序與系統(tǒng)的某個文件存在版本沖突，還有可能是安裝了別的操作系統(tǒng)下的驅動程序（比如把用于Windows XP的驅動程序安裝到了Windows 2000的操作系統(tǒng)中）以致于發(fā)生死機故障。由于引發(fā)該故障的可能性非常多，所以要采取相對應的解決方法，比如：以“安全模式”啟動，然后在“設備管理器”中進行相應的查看和設置，或者卸載這個驅動，安裝經(jīng)過微軟認證的驅動程序。安裝后在硬件驅動程序版本里邊有“數(shù)字簽名程序：Microsoft Windows Hardware Compatibility Publisher”字樣。

3.3 直接觀察法

直接觀察法即通過看、聽、摸、嗅等方式檢查比較明顯的故障。例如根據(jù)BIOS報警聲或Debug卡判斷故障發(fā)生的部位；觀察電源內是否有火花、異常聲音；檢查各種插頭是否松動、線纜是否破損、斷線或碰線；電路板上的元件是否發(fā)燙、燒焦、斷裂、脫焊虛焊；各種風扇是否運轉正常等。有的故障現(xiàn)象時隱時現(xiàn)，可用橡皮頭輕敲有關元件，觀察故障現(xiàn)象的變化情況，以確定故障位置。

3.4 插拔替換法

初步確定發(fā)生故障的位置后，可將存疑的部件或線纜重新插拔，以排除松動或接觸不良的原因。例如將板卡拆下后用橡皮擦擦拭金手指，然后重新插好；將各種線纜重新插拔等。如果經(jīng)過插拔后不能排除故障，可使用相同功能型號的板卡替換有故障的板卡，以確定是板卡本身已經(jīng)損壞還是主板的插槽存在問題，然后根據(jù)情況更換板卡。

3.5 系統(tǒng)最小化法

最嚴重的故障是機器開機后無任何顯示和報警信息，應用前文所述方法已無法判斷故障產(chǎn)生的原因。這時可以采取最小系統(tǒng)法進行診斷，即只安裝CPU、內存、顯卡、主板。如果不能正常工作，則在這四個關鍵部件中采用替換法查找存在故障的部件。如果能正常工作，再接硬盤（電子盤）等。以此類推，直到找出引發(fā)故障的罪魁禍首。

3.6 交換法

將同型號插件板，總線方式一致、功能相同的插件板或同型號芯片相互交換，根據(jù)故障現(xiàn)象的變化情況判斷故障所在。此法多用于易拔插維修環(huán)境，例如內存白檢出錯，可交換相同的內存芯片或內存條來判斷故障?？傊?，若能找到相同型號的微機部件或外部設備，使用交換法可以快速判定是否是元件本身的質量問題。交換法也可用于以下情況：沒有同型號的微機部件或外部設備，但有相同類型的微機主機，則可以把微機部件或外部設備插接到該同型號的主機上以判斷其是否正常。

3.7 對比檢查法

運行兩臺或多臺相同或相類似的計算機，根據(jù)正常計算機與故障計算機在執(zhí)行相同操作時不同表現(xiàn)可以初步判斷故障產(chǎn)生的部位。

3.8 敲擊檢查法

用手指輕輕敲擊機箱外殼，有可能解決因接觸不良或虛焊造成的故障問題。比如：用手指或塑料棒輕敲主板的南、北橋芯片來判斷是否是BGA虛焊；然后據(jù)此再進一步檢查并確定故障點的位置。

3.9 由信息阻斷造成工控機“死機”的故障檢修方法

中控室工控機（上位機）監(jiān)視和控制S7—400PLC（下位機），信息阻斷時故障現(xiàn)象為：工控機畫面上監(jiān)控信號處出現(xiàn)陰影且信號數(shù)值都為零，上位機對下位機無法監(jiān)視和控制。這種故障與前面提到的“死機”現(xiàn)象不一樣。該故障是由信息阻斷造成的，由于下位機“死機”或傳輸信號網(wǎng)線和網(wǎng)卡發(fā)生故障，導致上位機接收不到信號，其實上位機并沒有“死機”。這種故障曾于2011年11月初在邢臨高速公路發(fā)生過，是由于網(wǎng)線和網(wǎng)卡接觸不良導致上位機對下位機無法監(jiān)視和控制。

針對這類故障的處理辦法為：當上位機畫面出現(xiàn)“陰影”時，首先需要檢查下位機的工作狀態(tài)，S7—400PLC的CPU模板上有各種錯誤指示燈，可根據(jù)指示燈的狀態(tài)進行操作。如果PLC“死機”，則用鑰匙將PLC的CPU重新啟動就能恢復正常。如果網(wǎng)線和網(wǎng)卡有問題，操作工應立即檢查上、下位機的信號電纜插頭有無接觸不良，用手對各插頭輕壓或擺動，很有可能找出故障點。

4 結語

在工控機常見故障維護中，應先根據(jù)現(xiàn)場情況分析問題可能出在哪兒，然后再動手操作。先從軟件入手，然后再從硬件著手分清是機械原因還是電氣原因造成的。筆者在實際工作采用上述辦法，快速修復了工控機故障，保障了正常生產(chǎn)。