機(jī)械設(shè)備電氣控制電路故障分析以及排除方法

大型自動(dòng)控制設(shè)備在設(shè)計(jì)之初起點(diǎn)就比較高，其中心控制部件是由PLC或?qū)Ｓ每刂茩C(jī)構(gòu)成，所以其自身的控制、保護(hù)、自診斯、報(bào)警等措施就比較完備，所以對(duì)這類設(shè)備，從維護(hù)的角度來(lái)看，對(duì)其控制原理的分析是沒(méi)有多少必要的，有時(shí)也是不可能的，因?yàn)橥ǔＩa(chǎn)廠家是不提供程序清單的，這些控制原理只有該程序的編制者才清楚。因此，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注其操作方式和主要被控對(duì)象的控制方式以及各種輸人、輸出信號(hào)的控制功能。同時(shí)，還要注意查看各種報(bào)警信號(hào)和錯(cuò)誤顯示信息。

靜態(tài)分析是對(duì)設(shè)備的機(jī)、電、氣、液等部分進(jìn)行的常規(guī)檢查，以此來(lái)判斷故障發(fā)生原因，通常包括以下內(nèi)容：檢查控制電源的輸出是否正常，有無(wú)故障報(bào)警。檢查主控部件(一般為PLC)的工作狀態(tài)以及其輸人、輸出信號(hào)是否正確、有效。檢查被控對(duì)象的輸人、輸出信號(hào)的連接是否正確、有效。檢查液壓、氣動(dòng)、潤(rùn)滑部件的油壓、氣壓等是否符合設(shè)備要求。

通過(guò)試運(yùn)行觀察、監(jiān)視設(shè)備實(shí)際動(dòng)作，判定動(dòng)作不良部位并由此來(lái)追溯故障根源。一般這種大型自動(dòng)設(shè)備都有許多電動(dòng)、氣動(dòng)、液動(dòng)裝置，并且在這些裝置上還同時(shí)裝有動(dòng)作位置檢測(cè)裝置，比如接近開(kāi)關(guān)、霍爾開(kāi)關(guān)等。通過(guò)這些裝置動(dòng)作的執(zhí)行情況以及動(dòng)作是否到位來(lái)分析設(shè)備故障的所在。比如，如果輸出有動(dòng)作，說(shuō)明控制輸出基本正常。但動(dòng)作結(jié)束后，還要觀察其位置信號(hào)是否有效，如果動(dòng)作不到位，則相關(guān)位置信號(hào)就無(wú)效。有時(shí)下一個(gè)動(dòng)作不執(zhí)行是因?yàn)樯弦粋€(gè)動(dòng)作還沒(méi)結(jié)束，或至少不到位。

大型自動(dòng)化生產(chǎn)線一般都會(huì)有自診斷功能，系統(tǒng)也會(huì)有不同的工作狀態(tài)，比如自動(dòng)、手動(dòng)、連續(xù)、單步、保溫、加熱、正常、報(bào)警等，有的狀態(tài)是屬于正常的過(guò)渡轉(zhuǎn)換，但多數(shù)情況下，是由于各種故障而造成的。比如有的輸人信號(hào)無(wú)效，有的出現(xiàn)報(bào)警等，其下一個(gè)動(dòng)作就要受到影響，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)自診斷，轉(zhuǎn)到其應(yīng)該呈現(xiàn)的狀態(tài)之中，停在那里等待處理。因此，應(yīng)當(dāng)注意關(guān)注這些信息，并通過(guò)這種不同的狀態(tài)，經(jīng)過(guò)分析確定處理辦法。

初步確定了發(fā)生故障的可能范圍后，對(duì)有關(guān)電氣元器件進(jìn)行外觀檢查，如接線端頭是否脫落，接線柱接觸是否良好，導(dǎo)線是否被燒焦，線圈是否燒壞，觸頭有無(wú)粘住，保護(hù)元件是否動(dòng)作等，都能明顯地表明故障點(diǎn)。這種外觀檢查有時(shí)也可以延伸到其他電氣柜中與此動(dòng)作有關(guān)的元件，即所謂“先從全局到局部，再?gòu)木植靠慈帧薄?/span>

在外部檢查發(fā)現(xiàn)了故障和疑點(diǎn)后，可進(jìn)一步采用檢查電器元件動(dòng)作的方法，也就是操作某一開(kāi)關(guān)或按鈕，看電路中各繼電器、接觸器等是否按規(guī)定的動(dòng)作有序地進(jìn)行動(dòng)作。若依次動(dòng)作至某一電器時(shí)發(fā)現(xiàn)其動(dòng)作不對(duì)，即說(shuō)明與此電器有關(guān)的電路存在問(wèn)題，再在此電路中進(jìn)行深人分析和檢查，一般可發(fā)現(xiàn)故障。在這種動(dòng)作試驗(yàn)時(shí)，常用一段導(dǎo)線逐段短接該控制環(huán)節(jié)的所有條件，縮小故障范圍。操作時(shí)只能短接各種開(kāi)關(guān)和繼電器、接觸器的觸頭，但絕不可短接電壓元件和不同電源線的觸頭！

采用此法檢查時(shí)，應(yīng)特別注意人身及設(shè)備安全，盡可能切斷主電路，僅試驗(yàn)控制電路中的動(dòng)作，這樣設(shè)備部件不會(huì)因?yàn)橛休敵鰟?dòng)作出現(xiàn)意外。有時(shí)還應(yīng)預(yù)先慎重考慮因局部控制動(dòng)作是否會(huì)帶來(lái)的不良后果。應(yīng)根據(jù)不同的測(cè)量目標(biāo)和電路類型選擇測(cè)量?jī)x器、儀表，用的最多的應(yīng)當(dāng)是萬(wàn)用表，其次為示波器、電橋等。

在電路通電情況下可用萬(wàn)用表的電壓擋測(cè)量目標(biāo)控制環(huán)節(jié)中各條件元件是否正常，比如，所有的常閉觸頭均應(yīng)為零值，如果出現(xiàn)顯示電源電壓值，就是故障所在；也可以使用萬(wàn)用表的電流擋測(cè)量各種電流參數(shù)是否正常，比如，某些控制調(diào)節(jié)信號(hào)的電流值是否按照調(diào)節(jié)指令有正常的輸出變化(比如4-20mA)。再比如某些直流電機(jī)的勵(lì)磁電流，也是判斷故障的依據(jù)。

在電路不通電的情況下，還可以使用萬(wàn)用表的電阻擋測(cè)量某些元件的電阻參數(shù)來(lái)判斷是否異常。應(yīng)當(dāng)說(shuō)，使用萬(wàn)用表的電阻擋是比較簡(jiǎn)單的，但操作時(shí)也應(yīng)注意以下事項(xiàng):用電阻擋測(cè)量元件觸頭和導(dǎo)線的通、斷時(shí)，一定要選擇低電阻擋，比如指針式萬(wàn)用表的Rx1擋；數(shù)字式萬(wàn)用表的200Ω擋，以免影響測(cè)量結(jié)果。測(cè)量前應(yīng)當(dāng)先校表、校零，測(cè)量時(shí)，還應(yīng)注意避免測(cè)量者的接觸電阻對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。雖然是不通電測(cè)量，操作時(shí)也應(yīng)當(dāng)養(yǎng)成當(dāng)作帶電測(cè)量時(shí)的操作方式，實(shí)踐證明，這是避免觸電傷害的良好習(xí)慣。另外，在測(cè)量有電容元件的部位，應(yīng)注意先給電容放電，以免出現(xiàn)電擊傷人和損壞儀表。

在使用萬(wàn)用表時(shí)，多數(shù)人般會(huì)習(xí)慣于測(cè)量電壓、電阻，而不太注重測(cè)量電流，這是片面的，因?yàn)榱鬟^(guò)某個(gè)元件的電流值才最能說(shuō)明問(wèn)題。有時(shí)即使其兩端電壓值正常，但其電流值卻不一定正常，而如果輕易地將其忽略，錯(cuò)過(guò)了判斯故障的線索，對(duì)此，應(yīng)當(dāng)予以重視。

在檢修現(xiàn)場(chǎng)有時(shí)也會(huì)使用些儀器， 最常用的應(yīng)當(dāng)是示波器。對(duì)于示波器的使用方法這里就不講了，但在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意被測(cè)電路中和示波器的公共連接點(diǎn)是懸空的，還是接地的。如果是懸空的，則示波器的接地端也應(yīng)懸空，否則會(huì)出現(xiàn)接地短路而擴(kuò)大事故。

檢查是否存在機(jī)械故障。在許多電氣設(shè)備中，電氣元件的動(dòng)作是由某個(gè)機(jī)械裝置來(lái)推動(dòng)、觸發(fā)、執(zhí)行的，或與機(jī)械裝置有著十分密切的聯(lián)系。比如，電氣回路中的壓力開(kāi)關(guān)，其接通、斷開(kāi)的條件取決于液壓管路內(nèi)的壓力是否正常。但有時(shí)壓力不足，不是液壓泵電動(dòng)機(jī)的問(wèn)題，而是液壓泵本身的問(wèn)題。再比如，電磁離合器的電參數(shù)和動(dòng)作都正常，但傳遞轉(zhuǎn)矩就是不足，這可能是由于其摩擦片過(guò)渡磨損或片與片之間有異物造成的。這時(shí)可與機(jī)修人員協(xié)同工作，共同排除故障和進(jìn)行有關(guān)調(diào)整工作。

排除故障，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，形成積累。確定了故障的原因后，對(duì)一般故障應(yīng)力爭(zhēng)在最短的時(shí)間內(nèi)予以排除，恢復(fù)設(shè)備運(yùn)行，這是設(shè)備維護(hù)人員應(yīng)盡的義務(wù)。對(duì)于重大故障，應(yīng)協(xié)同設(shè)備的操作者共同寫(xiě)出事故報(bào)告單，從中要分析設(shè)備故障的原因與性質(zhì)，提出防范措施，經(jīng)上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)批準(zhǔn)后再進(jìn)行故障處理。排除故障的措施首先應(yīng)體現(xiàn)復(fù)原，然后再本著先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)、可靠，最終要達(dá)到根本解決。