單機(jī)自動(dòng)化電器設(shè)備隱形故障分析及處理

李先海

摘要：我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，帶動(dòng)了工業(yè)電器化的進(jìn)步，為提高生產(chǎn)效率，就需要更高質(zhì)量的電器設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)，而長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)的電器設(shè)備難免出現(xiàn)一些故障?；诖?，本文以PLC集中控制系統(tǒng)的單機(jī)自動(dòng)化控制器設(shè)備隱形故障進(jìn)行分析，總結(jié)隱形故障查找和處理的策略技巧，以便為實(shí)際的單機(jī)自動(dòng)化電器設(shè)備隱形故障處理工作提供有效參考。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)螜C(jī)自動(dòng)化;電器設(shè)備;隱形故障;處理策略

引言

在大型工廠中，電器設(shè)備大多是集中自動(dòng)化控制運(yùn)行，因此在出現(xiàn)某個(gè)設(shè)備故障的情況，則會(huì)影響到整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，特別是針對(duì)集中控制的單機(jī)自動(dòng)化電器設(shè)備，其控制回路較為復(fù)雜，出現(xiàn)的隱形故障類型也比較多樣化，在實(shí)際作業(yè)時(shí)，單機(jī)自動(dòng)化電器設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)異常時(shí)有時(shí)無(wú)，很難進(jìn)行檢查和修理。這樣以來(lái)就會(huì)影響到電器設(shè)備的安全和生產(chǎn)活動(dòng)的運(yùn)行效率，給工廠帶來(lái)巨大的麻煩。對(duì)此要細(xì)化單機(jī)自動(dòng)化控制電器設(shè)備隱形故障種類，針對(duì)其運(yùn)轉(zhuǎn)原理整體把握，總結(jié)處理解決的技巧。

1.單機(jī)自動(dòng)化電器設(shè)備隱形故障內(nèi)容

常見(jiàn)的單機(jī)自動(dòng)化電器設(shè)備隱形故障類型有很多，其主要的內(nèi)容包括：驅(qū)動(dòng)器顯示轉(zhuǎn)速，但工作臺(tái)停止不動(dòng);電機(jī)停止作業(yè)時(shí)仍出現(xiàn)輕微的晃動(dòng);電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方向異常;定位精度出現(xiàn)較大誤差;電器產(chǎn)生異常的噪音和震動(dòng)感;限位開(kāi)關(guān)無(wú)法操作;電機(jī)EMI超標(biāo)^[1]。在很多情況下，出現(xiàn)隱形故障，很難進(jìn)行把控，且故障異常時(shí)有時(shí)無(wú)，周而復(fù)始很難排查，讓維修人員難以下手。

2.單機(jī)自動(dòng)化電器設(shè)備隱形故障原因分析

2.1外界環(huán)境污染因素

單機(jī)自動(dòng)化控制的電器設(shè)備控制柜一般設(shè)置在廠房?jī)?nèi)，受到工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的影響，特別是細(xì)微的粉塵無(wú)孔不入，工業(yè)廠房?jī)?nèi)無(wú)處不在，對(duì)電器設(shè)備會(huì)造成局部的堵塞或污染。因控制柜操作面板按鈕線是通過(guò)低壓直流電壓進(jìn)行控制，若布滿粉塵的情況下進(jìn)行控制按鈕操作，長(zhǎng)此以往會(huì)使得接觸電阻變大，造成設(shè)備無(wú)法啟動(dòng)或操作異常。一般的生產(chǎn)活動(dòng)是持續(xù)進(jìn)行的，針對(duì)除塵工作很難保證徹底，在長(zhǎng)期的粉塵積累后，遇經(jīng)雨雪天氣，空氣潮氣過(guò)大，可能會(huì)出現(xiàn)不在PLC指令控制情況下，電路板繼電器會(huì)自行開(kāi)通，從而導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)錯(cuò)亂異常，在檢查維修時(shí)，打開(kāi)CPU外殼后，電路板上的粉塵擦拭后，設(shè)備又可以恢復(fù)正常的作業(yè)狀態(tài)。整體而言，單機(jī)自動(dòng)化電器設(shè)備隱形故障可能會(huì)在長(zhǎng)期的無(wú)保護(hù)下，受到外界環(huán)境的影響而出現(xiàn)不受控制的異常狀態(tài)。

2.2設(shè)備間的震動(dòng)影響因素

部分大功率的單機(jī)設(shè)備啟動(dòng)后震動(dòng)噪音較大，甚至因?yàn)樵O(shè)備使得這個(gè)單機(jī)自動(dòng)化電器設(shè)備工作區(qū)域都能感受到震動(dòng)感。而針對(duì)震動(dòng)較大的設(shè)備控制柜通常情況會(huì)安置在現(xiàn)場(chǎng)，按照就近原則進(jìn)行作業(yè)。大部分的單機(jī)電器設(shè)備的設(shè)計(jì)安裝很難進(jìn)行控制，因而使得強(qiáng)度震動(dòng)嚴(yán)重影響電器設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)控制柜主回路和控制回路的安全運(yùn)行。其中控制零線在長(zhǎng)期的震動(dòng)作用下，很容易發(fā)生松動(dòng)，導(dǎo)致接觸效果不佳，從而使得電器設(shè)備暫停作業(yè)或頻繁啟動(dòng)。如在采用臥式離心機(jī)時(shí)，若設(shè)備存在零線虛接的情況，在PLC發(fā)出作業(yè)指令后，主要通過(guò)油泵電機(jī)接觸器吸合實(shí)現(xiàn)控制，但由于總零線因震動(dòng)出現(xiàn)松動(dòng)虛接的問(wèn)題，這就會(huì)使得主電機(jī)接觸器吸合效果不佳，或出現(xiàn)吸合后釋放。在PlC主電機(jī)啟動(dòng)指令的重復(fù)操作中，主接觸器也將多次接合和釋放。主電機(jī)在頻繁啟動(dòng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的電流，從而導(dǎo)致電機(jī)的高溫纏繞，嚴(yán)重的情況會(huì)出現(xiàn)燃燒。如果主電機(jī)接觸器零線虛接時(shí)，啟動(dòng)不頻繁發(fā)生，但通常在停止操作后啟動(dòng)，這也可能導(dǎo)致離心機(jī)的下一階段停止。維修人員在現(xiàn)在進(jìn)行故障判斷很容易誤判故障，特別是當(dāng)離心機(jī)運(yùn)行正常時(shí)，很難發(fā)現(xiàn)離心機(jī)電氣設(shè)備下一階段的故障。

2.3機(jī)械因素

根據(jù)單機(jī)自動(dòng)化電器設(shè)備的機(jī)械運(yùn)行形式的不同，特別是對(duì)于運(yùn)轉(zhuǎn)復(fù)雜的機(jī)械，如常見(jiàn)的采樣機(jī)，材料機(jī)是通過(guò)15min間隔采樣一次，在這15min中內(nèi)，采樣機(jī)的鏟子在限定接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)信號(hào)后才能回到原始的位置，于是就會(huì)停止采樣。但是當(dāng)限位開(kāi)關(guān)發(fā)生故障時(shí)，采樣機(jī)會(huì)出現(xiàn)持續(xù)采樣的情況，對(duì)此可以很明確的查處限位開(kāi)關(guān)的故障因素。另一方面，若限位開(kāi)關(guān)和檢測(cè)信號(hào)都正常的狀態(tài)下，采樣機(jī)能夠正常恢復(fù)原位工作，也出現(xiàn)持續(xù)采樣的情況，這時(shí)的故障排查就比較隱秘，若檢測(cè)不佳很容易認(rèn)為采樣機(jī)程序故障。實(shí)際上，其故障主要是采樣機(jī)抱閘出現(xiàn)故障，保持制動(dòng)器發(fā)生故障后，采樣器返回其原始位置，但 PLC 無(wú)法檢測(cè)到采樣鏟的移動(dòng)，因此會(huì)發(fā)生連續(xù)采樣情況，只有在檢測(cè)到位置信號(hào)時(shí)才會(huì)停止采樣。總體而言在很多類似的單機(jī)自動(dòng)化電器設(shè)備中都隱藏著相似的機(jī)械操作，對(duì)此需要通過(guò)掌握基本的單機(jī)設(shè)備運(yùn)行理論。

3.單機(jī)自動(dòng)化電器設(shè)備隱形故障處理優(yōu)化策略

3.1防塵和除塵

做好防塵工作，可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)單機(jī)控制柜的防護(hù)，減少更多的粉塵進(jìn)入污染。再者可定期進(jìn)行除塵，特別是對(duì)PLC模板的灰塵清潔，保證主要按鈕區(qū)域的衛(wèi)生。另外在清潔控制柜面板按鈕時(shí)，可以進(jìn)行多次按鈕，保證按鈕的接觸點(diǎn)上能夠清潔干凈。

3.2控制回路檢查

在進(jìn)行單機(jī)自動(dòng)化電器設(shè)備維修時(shí)，首先進(jìn)行主回路和電動(dòng)機(jī)的故障排查，往往對(duì)控制回路接觸器輔助觸點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)端子和零線等檢查不重視。特別是在震動(dòng)噪音較大的電器設(shè)備中，此類接線端子的固定性受到硬性，很容易造成接觸不良導(dǎo)致隱形故障的發(fā)生。

3.3邏輯分析法縮小故障檢修范圍。

單機(jī)自動(dòng)化控制電器設(shè)備電路是較為復(fù)雜的，因此短時(shí)間內(nèi)其隱形故障不可能做到全局檢查，這就要求在掌握基本的設(shè)備控制原理和各種設(shè)備構(gòu)件間的關(guān)系上，結(jié)合設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況分析主要的故障阻礙點(diǎn)，找出故障的主要位置點(diǎn)或主要范圍，進(jìn)而在整個(gè)小的故障范圍內(nèi)進(jìn)行針對(duì)性的檢查維修。

3.4測(cè)量法檢查隱形故障

測(cè)量法是針對(duì)設(shè)備部分可參考的數(shù)據(jù)分析，如電流、電壓、電阻等，通過(guò)電路斷電和帶電時(shí)的參數(shù)對(duì)比，進(jìn)行排除故障。在單機(jī)自動(dòng)化控制電器設(shè)備故障檢測(cè)中常用的測(cè)量法有分段電壓測(cè)量法，電阻分段測(cè)量法等。

3.5局部短接法排查故障

局部短接法是主要通過(guò)利用絕緣硬導(dǎo)線，間可能出現(xiàn)故障的部位短接，若在短接偶成中電路被接通，則表明出現(xiàn)短路。你考慮到單機(jī)自動(dòng)化電器設(shè)備的線路較為復(fù)雜，因此在進(jìn)行隱形故障排查時(shí)，可適當(dāng)采用局部短接法進(jìn)行排除檢查，針對(duì)有問(wèn)題的電路進(jìn)行局部的檢查。需要注意的是在局部短接法排查單機(jī)電器設(shè)備故障時(shí)，必須斷開(kāi)主回路電斷，特別是功率較大的電器設(shè)備，以保證檢修的安全性。

3.6掌握必要的PLC控制技巧

單機(jī)自動(dòng)化控制電器設(shè)備大部分都是通過(guò)PLC集中控制，對(duì)此需要對(duì)PLC的控制原理和技巧熟練掌握，提高檢修的效率。可以通過(guò)編寫(xiě)梯形圖程序，進(jìn)而有助于幫助解決單機(jī)自動(dòng)化電器設(shè)備故障。在掌握基本PCL原理后也需要集合實(shí)際的檢查情況，多分析和判斷設(shè)備的隱形故障問(wèn)題，將理論與實(shí)踐結(jié)合起來(lái)。在實(shí)際的故障排除過(guò)程中需要考慮的問(wèn)題是多樣化的，因此要做好萬(wàn)分的準(zhǔn)備。

4.結(jié)束語(yǔ)

綜上關(guān)于PLC集中控制系統(tǒng)中，對(duì)于單個(gè)自動(dòng)電氣控制設(shè)備隱藏故障，造成設(shè)備暫?；蝾l繁啟動(dòng)的情況，影響了集控系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性和工廠生產(chǎn)活動(dòng)等。在解決單機(jī)自動(dòng)化電器設(shè)備隱形故障時(shí)，要積極采取應(yīng)對(duì)策略進(jìn)行解決，通過(guò)全面化的分析電器故障，針對(duì)周邊環(huán)境、日常設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況和機(jī)械狀況等進(jìn)行全面因素的排查分析。總體而言，要熟練掌握單機(jī)設(shè)備控制的原理和基本的隱形故障排查技巧，采用合適的方法進(jìn)行部分排查，從而找到主要的故障控制點(diǎn)，為實(shí)際的作業(yè)處理提供積極幫助。

參考文獻(xiàn)：

[1]? 于濤，鄧增閣，郭濤，李玉增，閆家奇.大型閉式壓力機(jī)單機(jī)自動(dòng)化上下料機(jī)械手機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真[J].鍛壓技術(shù)，2020，45（03）：109-113.

[2]? 郭遠(yuǎn). 單機(jī)自動(dòng)化電器設(shè)備隱形故障分析及處理[J]. 內(nèi)燃機(jī)與配件，2018，000（022）：139-141.

（作者單位：湖南顧地電梯有限公司）