摘要：优选逻辑卡件是电力生产行业用于驱动设备的控制卡件，该卡件出现地址串码故障将影响其对下游负载的控制。本文主要介绍优选逻辑卡地址实现机理，由此分析银离子迁移导致优选逻辑卡地址串码的原因，进而引出优选逻辑卡地址串码对其下游设备控制的影响，并于文末表明对地址模块补刷三防漆可有效防止卡件地址串码。
关键词：优选逻辑卡；设备控制；串码；银离子迁移；刷三防漆
1引言
优选逻辑卡主要功能是对来自软、硬件的控制信号进行逻辑优选，并驱动下游负载。近来优选逻辑卡频发地址串码故障，影响其对下游设备的控制。因此，对串码故障原因进行分析并制定针对性预防措施意义重大。
2 优选逻辑卡串码故障原因分析
2.1 优选逻辑卡地址码实现机理
每一个优选逻辑卡根据其所在机笼中卡槽的位置，对应一个唯一的地址，该地址用4位二进制来表征。例如，下图1中卡槽0的地址为0000，卡槽1的地址为1000，其规律为依次向右加1进位。
图1 优选逻辑卡地址码
该二进制地址是通过卡件机笼与优选逻辑卡的RM16模块内部电路的连接来实现的，PIN脚接GND时地址视为0，接E时地址视为1。（E为电源正极）
图2 RM16模块与卡槽连接示意图 图3 RM16模块针脚实物图
在机笼地址设定正确的情况下，如果优选逻辑卡件内部电路（例如RM16 相关的针脚）出现短路故障，那么卡件的地址识别就会出现串码。以卡槽slotA的卡件地址为例，若该优选逻辑卡的某一位对应针脚短路，导致其对应地址由0101变为0100，此时的地址与slot2中卡件地址冲突。
2.2 银离子迁移
对发生串码的优选逻辑卡卡件进行检测，在其地址模块RM16的针脚之间发现了短路迹象。对短路部分进行成分分析，其主要成分是银离子。根据检测以及后续试验分析结果，得出结论：串码原因为电路板上存在银离子电化学迁移的现象。由于RM16高、低电平针脚间存在一定的电势差，银离子迁移后在针脚间形成树枝状的桥接，造成针脚间的短路，进而使优选逻辑卡地址串码。
银离子的电迁移：在存在直流电压梯度的潮湿环境中，水分子渗入含银导体表面电解成氢离子和氢氧根离子。在电场的作用下，银离子从高电位向低电位迁移，并形成絮状或枝蔓状扩展，进而致使电极间绝缘下降或短路。
3 优选逻辑卡串码对设备控制的影响
3.1 CPU与优选逻辑卡通讯机理
正常情况下优选逻辑卡与CPU间的通讯如下图，CPU与优选逻辑卡之间传送的均是携带相应地址码信息的数据，凭借该地址码信息完成定向通讯。
上图中slot7对应优选逻辑卡故障导致其地址由1110改变为1100，导致slot7和slot3的卡件地址串码。此时会发生两种情况：
（1）当CPU发出携带地址码信息为1100的数据访问位于slot3的优选逻辑卡时，slot7和slot3的优选逻辑卡会同时向CPU发出反馈信息，CPU不能像正常情况时单独获取slot3的数据，将导致触发slave timeout报警。
（2）当CPU发出携带地址信息码为1110的数据访问位于slot7的优选逻辑卡时，由于slot7的优选逻辑卡地址已变为1100，因此slot7的优选逻辑卡无法收到CPU的数据，CPU自然也无法获取相应的反馈信息，此时会触发slave timeout报警。
3.2 串码故障对设备控制的影响
经过3.1部分两种情况的分析，仍以图例中slot3和slot7处的优选逻辑卡为例，可以得出串码故障可能引起的风险：
（1）优选逻辑卡错误接收CPU发出的指令，导致设备误动。本例中，slot7的优选逻辑卡地址改变，使得CPU发出指令时，位于slot3和slot7处的优选逻辑卡同时收到该指令，可能会触发slot7处优选逻辑卡所带下游设备的误动作。
（2）优选逻辑卡无法收到CPU发出的指令，导致设备拒动。本例中，slot7的优选逻辑卡地址变动后，CPU发出携带1110的地址码信息的数据时，slot7处的优选逻辑卡无法接收到该数据，可能导致其所带下游设备的拒动。
4 处理措施
造成优选逻辑卡串码故障的直接原因为卡件上地址识别模块的针脚间发生银离子电化学迁移导致针脚短路，根本原因为优选逻辑卡地址识别模块缺少三防保护。通过对地址识别模块补刷三防漆可有效抑制银离子电化学迁移反应的发生。
论文作者:莫儒翔,韩伟
论文发表刊物:《电力设备》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/12
标签：逻辑论文; 地址论文; 针脚论文; 故障论文; 设备论文; 模块论文; 银离子论文; 《电力设备》2018年第20期论文;