西门子变频器IOP-2智能操作面板拆解并维修USB端口

龙光彩虹

2021.5.1记录工作记录生活-西门子智能操作面板USB端口维修


序言：

不知不觉5.1劳动节，既然是劳动者的节日，那就劳动一下，修复个西门家的操作面板吧。
这个面板是西门子的G120系列变频器的操作面板，可以作为变频器的功能操作，参数的复制存储拷贝，另外还可以对面板的固件进行升级。智能操作面板2 (IOP-2) 旨在增强SINAMICS 变频器的接口和通信能力。IOP-2 通过一个RS232 接口连接到变频器。它能自动识别SINAMICS 范围内的以下设备

西门子智能操作面板2 (IOP-2)操作说明用户手册.pdf (3.96 MB, 下载次数: 10)

2021-5-2 19:47 上传

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这个面板的端口不良，拆解并维修下，以下是过程，也作为记录工作记录生活的点点滴滴。

另外希望对其他朋友有所帮助。



1.本体全貌及主板元件简要说明





出问题的是图上的USB口


脱掉衣服后的样子


主板正面及主要元件描述，红字是我加上的


可能版面的问题，照片方向不会调整，各位看官手动转下屏幕吧:lol:

主板背面全是芝麻粒:lol:


这个操作面板带显示屏，上图中白色部分，下图是特写


显示排线接口特写


操作部分自然少不了实体按键，下图中带白色标签的排线就是实体按键插头


对应主板排线插入点


主板上的MCU，还是叫嵌入处理器？


采用的是STM32F407芯片
内核
（1）32位 高性能ARM Cortex-M4处理器
（2）时钟： 高达168MHz，实际还可以超频一点点
（3）支持FPU（浮点运算）和DSP指令
IO口
（1）STM32F407ZGT6：144引脚 114个IO口
（2）大部分IO口都耐 5V （模拟通道除外）
（3）支持调试： SWD和JTAG，SWD只要2根数据线
存储器
（1）存储器容量： 1024K FLASH， 192K SRAM
时钟、复位和电源管理
（1）1.8~3.6V电源和IO电压
（2）上电复位，掉电复位和可编程的电压监控
（3）强大的时钟系统
        - 4~26M的外部高速晶振
        - 内部16MHz的高速RC振荡器
        - 内部锁相环（PLL，倍频），一般系统时钟都是外部或者是内部高速时钟经过PLL倍频后得到
        - 外部低速32.768K的晶振，主要做RTC时钟源
低功耗
（1）睡眠、停止和待机三种低功耗模式
（2）可用电池为RTC和备份寄存器供电
AD
（1）3个12位AD[多达24个外部测试通道]
（2）内部通道可以用于内部温度测量
（3）内置参考电压
DA
（1）2个12位DA
DMA
（1）16个DMA通道，带FIFO和突发支持
（2）支持外设：定时器、ADC、DAC、SDIO、I2S、SPI、I2C和USART
定时器多达17个
（1）10个通用定时器（TIM2和TIM5是32位）
（2）2个基本定时器
（3）2个高级定时器
（4）1个系统定时器
（5）2个看门狗定时器
通信接口多达17个
（1）3个I2C接口
（2）6个串口
（3）3个SPI接口
（4）2个CAN2.0
（5）2个USB OTG
（6）1个SDIO



STM32F407芯片内部结构图：



STM32F407的相关pdf资料，需要的可以下载，也可自行官网查
STM32F405xx-407xx.PDF (5.3 MB, 下载次数: 1)

2021-5-1 21:10 上传

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美光512Mb闪存NOR Flash，手机拍的图实在看不清，体式镜拍的


丝印代号RB145
查资料为镁光
部分编号：MT28EW512ABA1LPC-0SIT
FBGA 代码：RB145

16Mbit Static RAM



这个主板与变频器本体接口是RS232，MP222EI收发器驱动IC




2.问题点大图，USB口脱落，金属外壳及焊盘剥离





3.维修工具及耗材

随着科技的进步，主板元件密度越来越大，SMD元件越来越小，普通的电烙铁可能满足不了日益精密的维修要求了。
以下是本次维修的部分器材
体式镜，焊台，热风枪，镊子，手术刀，锡浆，焊油，加强胶，还有其他的小东西
上个图吧，打字麻烦








4.维修过程

因USB口金属外壳已于主板分离，部分焊盘也脱离






需要刮去表面防护涂层，红圈处补焊


涂绿油


UV固化



USB口放好后，引脚涂锡浆


焊接后，未清洗


清洗后


显微镜下看的焊点




飞线




飞线的烙铁头，右边的那个







基本完成
USB口固定，因为没有原来的焊盘固定了，采取打胶固定的方式，避免后续插拔松动损害


最后，插USB线测试，ok


工作完成
谢谢各位观看

如果大家有这方面的维修需求，可以互相交流，联系我

谢谢，祝大家劳动节快乐，每天好心情，开开心心每一天
记录工作记录生活，2021.5.1
以下图片为部分维修过程图，不一一描述了

龙光彩虹

2楼预留编辑，谢谢

fishok

插拔不了几下又要掉.:mad:

不长叶子的树

fishok 发表于 2021-5-1 22:26
插拔不了几下又要掉.

确实不耐拔插，建议外壳与插座之间也打胶

ahyu99

楼主手艺好。
搭车问下楼主：S7-224的电源板坏了。表面上看那个R390电阻烧坏了，没有多想，买了一个回来换上。这下好了，连那个电源控制芯片都烧了。怎么办？买个电源板吗？还是自己修？主要的问题在哪里？

popnet

这点应该像苹果的某些产品学习，如果经常拔插的，使用独立的插座然后通过柔性电路和主板连接
虽然成本高了。

环牛

还好，掉的几个焊盘都是地线。

龙光彩虹

ahyu99 发表于 2021-5-2 10:07
楼主手艺好。
搭车问下楼主：S7-224的电源板坏了。表面上看那个R390电阻烧坏了，没有多想，买了一个回来换 ...

有时间就修，着急的话从网上买块拆机板

龙光彩虹

popnet 发表于 2021-5-2 12:57
这点应该像苹果的某些产品学习，如果经常拔插的，使用独立的插座然后通过柔性电路和主板连接
虽然成本高了 ...

的确，这个直插USB口不耐用

龙光彩虹

环牛 发表于 2021-5-2 21:27
还好，掉的几个焊盘都是地线。

是啊，固定外壳的全都不行了

wambz

建议AB胶固定  这样的话更耐用一些

yuingxin

这玩意西门子居然玩6层板。。。可以的

kygggg

万能的STM32 MCU，真是用途广泛啊:lol:

2545889167

不固定 再插几次就挂了

曾经-

烙铁几下就焊好了非要上锡浆 这样的和没修差不多 用不了几下又可以拆开修了

mgtmm

学习篇，值得借鉴。

z2091981

这东西设计就有问题啊,为啥不用直插的USB插座
头一回在西门子的产品里面见到STM32

junerjoe

加固吧，不然用不了几天

龙光彩虹

junerjoe 发表于 2021-5-4 10:04
加固吧，不然用不了几天

已用双组份胶加固插座，:shy:只是没上图

yjidr141

:lol:   直接把线拆下来焊死，捆绑你这个东西上面，还要啥插座。