電氣自動(dòng)化控制設(shè)備故障預(yù)防與檢修技術(shù)

張文斌

（陜西涌鑫礦業(yè)責(zé)任有限公司）

0 引言

電氣行業(yè)目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了向自動(dòng)化方向的轉(zhuǎn)型，大力應(yīng)用電氣自動(dòng)化控制設(shè)備，轉(zhuǎn)變電力企業(yè)生產(chǎn)模式，也為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供動(dòng)力。不僅是電氣行業(yè)，其他生產(chǎn)領(lǐng)域也會(huì)應(yīng)用到電氣自動(dòng)化控制設(shè)備，通過與多元技術(shù)的結(jié)合優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行效果。但是部分企業(yè)不是非常重視電氣自動(dòng)化控制設(shè)備故障預(yù)防、檢修，生產(chǎn)過程中因?yàn)樵O(shè)備發(fā)生故障而停產(chǎn)。為此，企業(yè)務(wù)必重視電氣自動(dòng)化控制設(shè)備故障預(yù)防和檢修，加大技術(shù)培訓(xùn)力度，組建高素質(zhì)設(shè)備故障維修團(tuán)隊(duì)，科學(xué)運(yùn)用電氣自動(dòng)化控制設(shè)備故障預(yù)防與檢修技術(shù)，確保生產(chǎn)得以穩(wěn)定進(jìn)行。本文圍繞電氣自動(dòng)化控制設(shè)備故障的預(yù)防和檢修展開分析，總結(jié)行之有效的預(yù)防檢修方法。

1 電氣自動(dòng)化控制設(shè)備概述

生產(chǎn)過程中運(yùn)用電氣自動(dòng)化控制設(shè)備，可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)人力生產(chǎn)，不僅生產(chǎn)效率得到提升，還可以提高精度。電氣自動(dòng)化控制設(shè)備通常是按照人工操作方法，對(duì)設(shè)備進(jìn)行內(nèi)部編程，按照程序內(nèi)容控制機(jī)器手臂以及硬件，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)生產(chǎn)，設(shè)備具備擬人化特性，滿足電氣自動(dòng)化要求，一些操作人員人力無法完成的內(nèi)容，也可以利用電氣自動(dòng)化控制設(shè)備進(jìn)行。一般工作人員的注意力主要集中在電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的設(shè)計(jì)，例如精密復(fù)雜構(gòu)件開發(fā)、機(jī)械內(nèi)部軟件程序編寫等，滿足電氣自動(dòng)化控制設(shè)備實(shí)際應(yīng)用需求［1］。

現(xiàn)有電氣自動(dòng)化控制設(shè)備，已經(jīng)具備自動(dòng)診斷與維修內(nèi)部故障的功能，參與生產(chǎn)環(huán)節(jié)可以自我調(diào)節(jié)，保證系統(tǒng)運(yùn)行精度與效率，按照實(shí)際參數(shù)將故障解決，加強(qiáng)系統(tǒng)控制能力。當(dāng)電氣工程發(fā)生故障，可以直接利用遠(yuǎn)程操作自動(dòng)診斷機(jī)械設(shè)備故障，并在判斷故障后及時(shí)自我調(diào)節(jié)，確保電氣工程機(jī)械設(shè)備的高效效率，也真正實(shí)現(xiàn)了設(shè)備無人化操作。

2 電氣自動(dòng)化控制設(shè)備故障

電氣自動(dòng)化控制設(shè)備是對(duì)電氣設(shè)備的自動(dòng)化運(yùn)行過程進(jìn)行控制，設(shè)備功能主要體現(xiàn)在設(shè)備監(jiān)控、系統(tǒng)檢測(cè)、設(shè)備運(yùn)營(yíng)保護(hù)、自動(dòng)控制四個(gè)方面。站在設(shè)備監(jiān)控維度，電氣自動(dòng)化控制設(shè)備故障對(duì)于系統(tǒng)而言，不能體現(xiàn)出自動(dòng)監(jiān)控的優(yōu)勢(shì)，監(jiān)控體系實(shí)際功效無法得到體現(xiàn)，也直接影響到監(jiān)控效果，運(yùn)行狀態(tài)也將受到干擾。站在自動(dòng)控制維度，電氣自動(dòng)化控制設(shè)備發(fā)生故障，可以理解為無法體現(xiàn)出系統(tǒng)控制能力，原因在于控制信號(hào)傳輸、執(zhí)行面臨故障，致使原本設(shè)定的執(zhí)行受阻［2］。站在系統(tǒng)檢測(cè)維度，系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)接受故障檢測(cè)，了解設(shè)備運(yùn)行參數(shù)與當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)，以免自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)生誤判，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行造成影響。站在設(shè)備運(yùn)行保護(hù)的維度，電氣自動(dòng)化控制設(shè)備一旦發(fā)生故障，很大概率會(huì)導(dǎo)致設(shè)備效率受損，縮短設(shè)備使用壽命，電氣企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益也會(huì)因此降低。

3 電氣自動(dòng)化控制設(shè)備故障預(yù)防措施

3.1 設(shè)備制造故障

電氣自動(dòng)化控制設(shè)備制造階段，需要以加強(qiáng)經(jīng)濟(jì)性為前提挑選零部件，優(yōu)化設(shè)備功能。預(yù)防設(shè)備制造環(huán)節(jié)的故障，需要在設(shè)備零部件選擇時(shí)滿足如下要求：①選擇實(shí)用性強(qiáng)的零部件，而且必須符合設(shè)備性能要求。②嚴(yán)格控制零件參數(shù)，參數(shù)設(shè)置和設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)關(guān)聯(lián)緊密，必須按照要求控制零件參數(shù)，提高設(shè)備精密度。③加強(qiáng)零部件適用性，所謂適用性是所有零部件之間需要相配合，零件組合之后可以高效運(yùn)行，避免發(fā)生設(shè)備故障。

3.2 電源故障

開啟電氣設(shè)備運(yùn)行前，設(shè)備電源需要全面展開故障排查。因?yàn)殡娫词请姎庾詣?dòng)化控制設(shè)備動(dòng)力的關(guān)鍵來源，如果出現(xiàn)故障可能會(huì)中斷設(shè)備運(yùn)行。常見的電源故障有電源功率低、插頭接觸不到位、保險(xiǎn)絲熔斷以及沒有啟動(dòng)氣泵和壓力閥，上述問題也是開啟電氣自動(dòng)化控制設(shè)備檢查的關(guān)鍵點(diǎn)，可以有效預(yù)防設(shè)備供電方面的故障［3］。

3.3 傳感器故障預(yù)防

電氣自動(dòng)化控制設(shè)備沒有做好檢修工作，設(shè)備傳感器位置偏移、靈敏性差，會(huì)威脅到傳感器的正常運(yùn)行，檢修人員應(yīng)定期組織日常檢修，了解傳感器運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)位置偏差后及時(shí)調(diào)整。如果在日常檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)傳感器不能及時(shí)修復(fù)，便要更換新的傳感器。電氣設(shè)備運(yùn)行時(shí)將會(huì)持續(xù)振動(dòng)，將導(dǎo)致傳感器固定零件松動(dòng)。所以檢修時(shí)必須做好緊固處理，確保傳感器所在位置精準(zhǔn)。

3.4 定期維護(hù)

電氣自動(dòng)化控制設(shè)備故障的有效預(yù)防，檢修人員必須保證專業(yè)水平，設(shè)備故障檢修要有豐富的經(jīng)驗(yàn)，而且能夠認(rèn)真看待本職工作，耐心進(jìn)行設(shè)備故障檢修。電氣企業(yè)需要構(gòu)建檢修責(zé)任制，一旦設(shè)備發(fā)生故障，可以快速找到負(fù)責(zé)的檢修人員，保證設(shè)備檢修的全面性。每次設(shè)備檢修要有完善的檢修方案，提高檢修規(guī)范性和嚴(yán)謹(jǐn)性［4］。設(shè)備檢修時(shí)應(yīng)用檢測(cè)儀器，更加深入地檢測(cè)一些深處故障，使電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的檢修更具深度。設(shè)備日常檢修期間，檢修人員提前做好準(zhǔn)備工作，掌握設(shè)備運(yùn)作原理、基本操作程序，熟悉設(shè)備在不同作業(yè)環(huán)境下運(yùn)行工況，采取有效方法延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，降低故障發(fā)生概率。

4 電氣自動(dòng)化控制設(shè)備故障檢修技術(shù)的應(yīng)用

4.1 快速確定故障范圍

電氣自動(dòng)化控制設(shè)備故障檢修，首要任務(wù)是確定故障的根本原因，確保故障得到及時(shí)解決。一般在分析故障原因過程中需要了解設(shè)備運(yùn)行的原理和內(nèi)部構(gòu)造，以此來確定故障的大概范圍。實(shí)施檢修期間技術(shù)人員先排查電路和電機(jī)，應(yīng)用逆向檢查法更加細(xì)致地檢查電路，如開關(guān)、熱元件與觸頭。按照主電路運(yùn)行原理、控制電路聯(lián)系，展開更加詳細(xì)的檢修，確定故障范圍后及時(shí)組織故障檢修工作。

4.2 采取分級(jí)檢修方法

電氣設(shè)備包括大量零部件，零部件結(jié)構(gòu)具有復(fù)雜性，電氣自動(dòng)化控制設(shè)備類型也比較多，各類設(shè)備均有獨(dú)特的編程系統(tǒng)，加之設(shè)備運(yùn)行環(huán)境存在差異，使設(shè)備故障檢修面臨極高的難度。所以建議在檢修時(shí)應(yīng)用分級(jí)檢查法，檢修人員了解設(shè)備運(yùn)行的原理之后故障劃分等級(jí)。例如設(shè)備運(yùn)行環(huán)境引發(fā)故障，主要因素包括溫濕度、工作人員操作不當(dāng)?shù)?，?shí)施檢修便可以確定故障級(jí)別，每一級(jí)別的故障采取針對(duì)性檢修方法，有利于提高設(shè)備故障檢修效率。

4.3 檢修初期確定技術(shù)參數(shù)

電氣自動(dòng)化控制設(shè)備檢修初期，檢修人員必須確定好內(nèi)部結(jié)構(gòu)和基本參數(shù)。例如電動(dòng)機(jī)的檢修，沿逆時(shí)針方向依次檢修熱元件、主開關(guān)和熔斷器等零部件，可以精準(zhǔn)確定設(shè)備故障。開始檢修之后，檢修人員調(diào)整電控懸架，可以將執(zhí)行元件高度調(diào)整到最佳位置，保證負(fù)載平衡性。設(shè)備指示燈運(yùn)行狀態(tài)的檢修，應(yīng)判斷開關(guān)位置準(zhǔn)確性。檢修人員查看歷史維修記錄，嘗試分析引發(fā)故障原因［5］。

另外，當(dāng)發(fā)現(xiàn)設(shè)備發(fā)生故障之后，檢修人員可以在實(shí)驗(yàn)室中組織模擬，記錄設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)當(dāng)下產(chǎn)生的參數(shù)，對(duì)比、聯(lián)系故障運(yùn)行工況下儲(chǔ)存運(yùn)行參數(shù)。采取該方法也能夠發(fā)現(xiàn)設(shè)備的異常，明確故障具體位置，以此為依據(jù)總結(jié)故障原因。該方法在設(shè)備故障檢修中應(yīng)用，被稱作實(shí)驗(yàn)法，檢修時(shí)的操作比較簡(jiǎn)便，而且具有較高準(zhǔn)確性。但實(shí)驗(yàn)法所需成本高，常規(guī)情況下不會(huì)采用此方法。與此同時(shí)，為了保證設(shè)備故障檢修環(huán)節(jié)的經(jīng)濟(jì)性，電力企業(yè)應(yīng)針對(duì)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備定期組織檢修，保證故障得到及時(shí)發(fā)現(xiàn)與處理。在發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障后，馬上切斷電源，在停止運(yùn)行狀態(tài)下實(shí)施檢修，檢查所有零部件磨損程度、運(yùn)行指標(biāo)和預(yù)定界限偏差等。例如發(fā)電機(jī)電壓的檢修，確定內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖所示，按照下表技術(shù)參數(shù)做出判斷，確定電壓調(diào)整范圍。實(shí)施檢修期間，全部設(shè)置應(yīng)該及時(shí)恢復(fù)至初始狀態(tài)，利用現(xiàn)代化檢修儀器設(shè)備，檢查電壓、電路和所有元件運(yùn)行狀態(tài)，檢修人員觀察設(shè)備元件聲響，或者是否冒火花等，對(duì)潛在故障做出判斷。快速確定故障點(diǎn)與原因，提出針對(duì)性維修調(diào)整策略，保證電氣自動(dòng)化控制設(shè)備檢修有效性，并且在檢修之后可以快速恢復(fù)運(yùn)行［6］。

表 發(fā)電機(jī)電壓技術(shù)參數(shù)表

圖 發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)圖

4.4 應(yīng)用多元化檢測(cè)方法

電氣自動(dòng)化控制設(shè)備故障的檢測(cè)，為了保證所有潛在故障都能夠及時(shí)得到發(fā)現(xiàn)并解決，建議采取多元化檢測(cè)方法。目前比較常見的檢測(cè)方法有實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)法和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)法。第一種需要在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)模擬設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境，詳細(xì)記錄運(yùn)行參數(shù)并做出對(duì)比分析，優(yōu)點(diǎn)是能夠保證精度，但需要較高的成本。第二種則是在設(shè)備運(yùn)行的現(xiàn)場(chǎng)組織檢測(cè)，最終得到檢測(cè)結(jié)果和設(shè)備實(shí)際運(yùn)行情況相符，細(xì)分該類檢測(cè)法有三種。首先是脫機(jī)檢測(cè)法，該方法適用于零部件檢測(cè)，但要選擇代表性零部件。其次是停機(jī)檢測(cè)法，實(shí)施檢測(cè)必須將設(shè)備關(guān)停。最后是在線檢測(cè)法，設(shè)備處于運(yùn)行狀態(tài)下進(jìn)行檢測(cè)。組織檢測(cè)期間關(guān)于環(huán)境設(shè)定，需要結(jié)合電力企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，對(duì)一些比較常見的設(shè)備故障展開分析，保證故障檢修有效性。此外，應(yīng)用以上檢測(cè)方法，務(wù)必保證檢測(cè)操作規(guī)范性，方可保證得到檢測(cè)結(jié)果和設(shè)備實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)的相似度。

5 結(jié)束語

綜上所述，電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的運(yùn)行，可能會(huì)因工作環(huán)境、不規(guī)范的操作等造成故障。工作人員最為重要的工作便是預(yù)防與檢修故障。通過切實(shí)可行的故障檢測(cè)、預(yù)防方法，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障隱患，將其快速排除后恢復(fù)設(shè)備正常運(yùn)行。一方面有利于提高電氣自動(dòng)化控制設(shè)備故障預(yù)防與檢修技術(shù)能力，另一方面也可以為電力企業(yè)發(fā)展夯實(shí)基礎(chǔ)。