淺談自動化設(shè)備故障排除方法的優(yōu)化

劉芳

江蘇省無錫技師學(xué)院，江蘇無錫，214000

0 引言

對于自動化設(shè)備，查清其故障原因極為重要。通常情況下，查清設(shè)備故障的原因便意味著此項故障便可在日后自動化設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中排除了，由此可見，所應(yīng)用的自動化設(shè)備故障診斷方法極為重要。若要確保自動化設(shè)備在正常運(yùn)行的同時，提高自動化設(shè)備的運(yùn)行效率，就必須在原有的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步優(yōu)化自動化設(shè)備排除方法。在此過程中可應(yīng)用直觀檢查法以及參數(shù)調(diào)整法等相關(guān)方法，主要針對自動化設(shè)備的電源以及動態(tài)性等方面進(jìn)行檢查，確定故障原因，維護(hù)設(shè)正常運(yùn)行。

1 自動化設(shè)備故障分析

開展自動化設(shè)備的調(diào)查與分析是排除自動化設(shè)備故障的第一步，同時也是最為關(guān)鍵的一步，本文認(rèn)為，在此過程中應(yīng)主要做好以下工作。

（1）相關(guān)人員在接到自動化設(shè)備故障并要求排除的信息之時，首先務(wù)必要求自動化設(shè)備操作者將設(shè)備維持在故障的狀態(tài)，無需做任何處理。此種方式有助于設(shè)備檢查人員準(zhǔn)確確定自動化設(shè)備故障的原因。

（2）待檢察人員到達(dá)現(xiàn)場后，需要從自動化設(shè)備操作者的口中得到有關(guān)于設(shè)備出現(xiàn)故障的信息，并要求自動化設(shè)備操作者所表達(dá)的信息具有一定的準(zhǔn)確性與完整性，如此有利于檢察人員確定設(shè)備故障的大致方向，進(jìn)而做出精準(zhǔn)的初步判斷。在此過程中，很可能存在因自動化設(shè)備操作人員操作水平較低，而導(dǎo)致其無法準(zhǔn)確描述出自動化設(shè)備故障的情況[1]。針對此種情況，不應(yīng)急于處理，而應(yīng)重新檢查自動化設(shè)備的各個組件，并確保自身在檢查的過程中能夠維持故障的原有狀態(tài)，以免因在不明確故障情況下進(jìn)行處理，破壞了故障現(xiàn)場，反而為后續(xù)的故障維修與故障檢測工作帶來困難[2]。

（3）結(jié)合目前已知的故障情況，按照自動化設(shè)備的故障類型進(jìn)行分類，從而準(zhǔn)確判斷自動化設(shè)備的故障排查原則。通常情況下，自動化設(shè)備發(fā)生故障，其設(shè)備自身都存在對應(yīng)的顯示，因此，大多數(shù)自動化設(shè)備出現(xiàn)故障的情況，都可通過查閱說明書進(jìn)行解決。

（4）確定自動化設(shè)備大致的故障方向后，再從其中開展細(xì)致的排查，從而精準(zhǔn)確定自動化設(shè)備出現(xiàn)故障的原因。此時對于維修人員，才是真正的維修挑戰(zhàn)，不僅要求維修人員對于自動化設(shè)備具有較高的熟悉程度，而且還要求維修人員具有豐富的維修經(jīng)驗與扎實的基礎(chǔ)知識，以及精準(zhǔn)的判斷能力，是對維修人員的一個綜合考驗[3]。

（5）在自動化設(shè)備故障的排查過程中，有些故障較容易排查，且判斷故障的方式也較為簡單，而有的故障判斷起來極為復(fù)雜，不僅需要維修人員提前做好一系列的排查與維修準(zhǔn)備工作（如：配備全套的維修工具、具有自動化設(shè)備零部件的修理技能，按照排查步驟做好自動化設(shè)備元件采購等工作）。

2 自動化設(shè)備常用的診斷方法

2.1 直觀檢查法與儀器檢查法

在自動化設(shè)備故障排除的過程中，直觀檢查法是應(yīng)用次數(shù)最多的方法之一，其主要是依靠維修人員自身豐富的經(jīng)驗與靈敏的感官進(jìn)行檢查，通常情況下，直觀檢查法主要包括以下兩點。

（1）詢問。自動化設(shè)備維修人員可仔細(xì)詢問自動化設(shè)備操作人員以及其他相關(guān)的現(xiàn)場人員，設(shè)備發(fā)生故障的情況、設(shè)備發(fā)生故障的情境以及過程、表現(xiàn)等。通常情況下直觀檢查法的詢問步驟會伴隨整個故障排查過程，要求維修人員做到邊詢問、邊檢修。

（2）目視。自動化設(shè)備維修人員需要查看自動化設(shè)備各個部分是否處于正常工作的狀態(tài)，通常情況下，要求自動化設(shè)備維修人員著重針對自動化設(shè)備的主軸、機(jī)械手臂等組件進(jìn)行檢查。同時，也要求自動化設(shè)備維修人員針對溫控裝置、數(shù)控系統(tǒng)等電控裝置進(jìn)行檢查，判斷其是否存在無警報的情況[4]。另外，要求自動化設(shè)備維修人員檢查自動化設(shè)備的電線、電纜是否存在脫落的情況，并對各相關(guān)操作組件的位置是否處于合理的變動范圍內(nèi)等情況進(jìn)行確認(rèn)。

儀器檢查法屬于自動化設(shè)備故障排除過程中的常用方法，其檢查原理較為簡單，主要是針對常規(guī)電工儀表的電流以及電壓進(jìn)行檢查，同時也會涉及對電工儀表各組線交織情況的檢查，以及對自動化設(shè)備直流與脈沖信號等方面進(jìn)行策測量，尋找其中可能出現(xiàn)的故障[5]。以自動化設(shè)備的電源情況為例，其主要是針對電路板上所設(shè)置的信號檢測點的測量，并通過示波器觀察檢測點所帶動的信號幅度值，以此來確定自動化程序中出現(xiàn)故障的部位以及造成部位故障的原因。

2.2 信號與警報器指示分析法以及接口狀態(tài)檢查法

信號與警報器指示分析法主要包括兩個重要組成部分，分別是硬件警報指示與軟件警報指示。

（1）硬件警報指示。在自動化設(shè)備故障的排除過程中，硬件主要指服務(wù)于自動化系統(tǒng)內(nèi)部的各種電子，以及電板上能夠顯示各種機(jī)械狀態(tài)的指示燈。此時自動化設(shè)備維修人員便可針對指示燈的閃爍情況，判斷自動化設(shè)備故障所在，并依據(jù)設(shè)備故障所對應(yīng)的相應(yīng)功能進(jìn)行說明，如此便可精準(zhǔn)確定故障的排除方法以及維修自動化設(shè)備正常運(yùn)行的手段[6]。

（2）軟件警報指示。自動化設(shè)備在故障排查過程中所指的軟件，主要包括系統(tǒng)軟件以及PLC程序等，二者若在設(shè)備運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障，則都會伴隨相應(yīng)的警報顯示，自動化設(shè)備維修人員可依據(jù)警報判斷之相應(yīng)的軟件問題，明確故障原因后加以排除。

接口狀態(tài)檢查法多被自動化設(shè)備維修人員應(yīng)用于PLC集成之中，而自動化設(shè)備所發(fā)生的各項故障之中，有些故障會造成自動化設(shè)備接口信號錯誤或直接導(dǎo)致相關(guān)數(shù)據(jù)丟失。但無論是哪種情況，都可通過自動化設(shè)備的指示燈顯示出來，又因為所有的接口信號最終都會通過PLC的編程器進(jìn)行調(diào)出，因此，自動化設(shè)備維修人員可通過指示燈以及編程器的調(diào)出信息進(jìn)行自動化設(shè)備故障排除工作。

2.3 參數(shù)調(diào)整法與備件置換法

參數(shù)調(diào)整法實際上可以適用于大部分的自動化設(shè)備，其原理在于運(yùn)用數(shù)控系統(tǒng)與PLC系統(tǒng)等相關(guān)伺服驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)置修改參數(shù)，以此促使自動化設(shè)備能夠適應(yīng)各種不同的工作要求以及工作狀態(tài)。另外，應(yīng)用參數(shù)調(diào)整法對自動化設(shè)備的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，還能夠使自動化設(shè)備本身與其他電氣系統(tǒng)達(dá)成良好的共同運(yùn)作，屬于優(yōu)化自動化系統(tǒng)功能的重要手段之一。因此，對于自動化設(shè)備運(yùn)作過程中的一切參數(shù)變化，相關(guān)責(zé)任人員都應(yīng)對其予以足夠重視，尤其針對自動化設(shè)備的模擬量參數(shù)，相關(guān)責(zé)任人員必須確保參數(shù)資料的完整性，一旦發(fā)生資料丟失，則很可能造成自動化設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)錯誤、降低自動化設(shè)備的性能。通常情況下，自動化設(shè)備的長期運(yùn)作，都會引起機(jī)械性能的變化，從而打破設(shè)備自身的最佳配置以及性能狀態(tài)，針對此類故障，需要維修人員重新調(diào)節(jié)自動化設(shè)備中的一個或多個相關(guān)參數(shù)進(jìn)行故障排除。

備件置換法主要應(yīng)用于自動化設(shè)備最終的故障分析結(jié)構(gòu)全部集中在某一個電路板上之時，由于自動化設(shè)備在運(yùn)行過程中導(dǎo)致電路集成度不斷擴(kuò)大，使得將故障準(zhǔn)確落實在自動化設(shè)備的某一個軟件之中較為困難。為了能夠不影響設(shè)備的故障排除時間，維修人員可在備有相同配件的情況之下進(jìn)行備件替換，而后再開展自動化設(shè)備的故障檢修工作。在此過程中，需要維修人員仔細(xì)閱讀相關(guān)備件資料，明確備件的替換步驟，以免因替換方式不正確，擴(kuò)大自動化設(shè)備的故障范圍。若在不能確定到底是哪個部件出現(xiàn)問題，而自身又沒有可替換備件的情況之下，維修人員可嘗試將系統(tǒng)中的兩個相同或相兼容的板進(jìn)行互換，而后再開展自動化設(shè)備的檢查工作，此種方式屬于備件置換法中的交叉置換法，但在應(yīng)用此種方法之時，要求維修人員事先務(wù)必要考慮周全，反復(fù)檢查。

3 自動化設(shè)備故障排除方法實踐

自動化設(shè)備的分析過程實際上就是自動化設(shè)備故障的排除過程，下文將舉例說明自動化設(shè)備的維修概要，以此為自動化設(shè)備維修人員提供一些維修參考。

3.1 檢驗電源，防止自動化設(shè)備失效

電源是自動化設(shè)備的基本動力所在，即便設(shè)備一切正常，若電源供電不充足，則同樣會引起自動化設(shè)備出現(xiàn)短路或工作效率下降等諸多情況，但無論是哪種情況的出現(xiàn)，都會對自動化設(shè)備造成一定損壞。部分西方國家整體供電情況較為良好，且供電充足，相對應(yīng)的電網(wǎng)質(zhì)量高于各國平均水平，因此，部分西方國家在自動化設(shè)備的設(shè)計過程中，對于電源以及供電方面的考慮較少。而我國相對部分西方國家卻存在著一定的供電問題，再加上各地區(qū)供電過程中所出現(xiàn)的一系列人為因素，導(dǎo)致我國在應(yīng)用機(jī)械化設(shè)備的過程中，難以避免的會出現(xiàn)電源障礙，使得自動化設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)受到阻礙[7]。

3.2 數(shù)字系統(tǒng)位置環(huán)發(fā)生故障或設(shè)備坐標(biāo)找不到零點

自動化設(shè)備所發(fā)生的數(shù)字系統(tǒng)位置環(huán)故障主要包括兩方面。①位置環(huán)警報。造成此種現(xiàn)象的原因較多，其中包括自動化系統(tǒng)內(nèi)部的測量元件出現(xiàn)損壞以及自動化設(shè)備自身建立的信號接口錯誤等。②自動化設(shè)備的坐標(biāo)軸并未按照系統(tǒng)預(yù)設(shè)的軌道運(yùn)行，造成此種現(xiàn)象的原因主要有兩個，一是自動化設(shè)備的坐標(biāo)軸漂移幅度過大，二是測量元件受到不同程度的損壞。此外，也包括位置環(huán)與速度環(huán)接之間的比例關(guān)系不正確等情況[8]。

自動化設(shè)備坐標(biāo)找不到零點的原因較多，其中出現(xiàn)情況最多的為“零方向在遠(yuǎn)離零點”，同時，也可能因為自動化設(shè)備的回零減速開關(guān)出現(xiàn)短路或失靈的情況。

3.3 設(shè)備動態(tài)性變差

自動化設(shè)備動態(tài)特性變差，導(dǎo)致其自身性能直線下降，甚至在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)不規(guī)律變動。針對此種情況，很有可能是因為自動化設(shè)備各個組件之間的空隙較大，而導(dǎo)致自動化設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中發(fā)生零件位移，或因為自動化設(shè)備自身零件嚴(yán)重磨損造成的。同時，并不排除因保養(yǎng)失誤而造成自動化設(shè)備動態(tài)性變差的情況。以設(shè)備涂潤滑油為例，若設(shè)備兩次涂潤滑油的時間間隔已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出設(shè)備保養(yǎng)要求的相關(guān)期限，則便會出現(xiàn)此種情況[9]。

3.4 偶發(fā)性停機(jī)故障

能夠造成自動化設(shè)備偶發(fā)性停機(jī)的情況并不多，通常情況下包括以下兩點。

（1）自動化設(shè)備內(nèi)部各個軟件中的設(shè)計問題。因軟件在設(shè)計過程中，未考慮到某些特定的操作與各項功能的契合度而導(dǎo)致自動化設(shè)備出現(xiàn)偶發(fā)性停機(jī)的故障。通常情況下，針對此種情況，只需要斷電，而后再接上自動化設(shè)備的電源便可消除。

（2）由自然環(huán)境條件所引起的自動化設(shè)備偶發(fā)性停機(jī)故障。若自動化設(shè)備長時間處于潮濕或溫度過高的情況之下，很有可能會造成設(shè)備偶發(fā)性停機(jī)故障。但由于受到自然環(huán)境的影響，此種因素往往被人們所忽視。針對此種情況，目前并不存在完善的優(yōu)化策略，只能過通過人為改善自動化設(shè)備所處環(huán)境，定期保養(yǎng)，防止偶發(fā)性停機(jī)故障的發(fā)生。

4 結(jié)語

綜上所述，自動化設(shè)備的故障排除是維護(hù)自動化設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵所在。要求自動化設(shè)備維修人員在開展相關(guān)設(shè)備故障分析與排除的過程中，應(yīng)有一定耐心，同時要求自動化設(shè)備維修人員自身應(yīng)有扎實的基礎(chǔ)知識與較高的排除能力，以及一定的自動化設(shè)備故障排除經(jīng)驗。另外，在自動化設(shè)備故障的排除過程中，可能出現(xiàn)多種突發(fā)情況，需要維修人員在正式開展設(shè)備檢查之時，做好各項準(zhǔn)備，并告知設(shè)備操作人員正確的操作方式，以及發(fā)生故障應(yīng)該如何保持設(shè)備故障現(xiàn)狀等相關(guān)信息，如此才能夠更好地維護(hù)自動化設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。