複雜機械設備電氣控制電路故障分析、排除方法(二)

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一、大型自動化生產線電氣控制電路的分析方法

這類大型自動控制設備在設計之初起點就比較高，其中心控制部件是由PLC或專用控制機構成，所以其自身的控制、保護、自診斯、報警等措施就比較完備，所以對這類設備，從維護的角度來看，對其控制原理的分析是沒有多少必要的，有時也是不可能的，因為通常生產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，應重點關注其操作方式和主要被控對象的控制方式以及各種輸人、輸出信號的控制功能。同時，還要注意查看各種報警信號和錯誤顯示信息。在實際維護中可有以下幾個方面的分析方法。

1.靜態分析

靜態分析是對設備的機、電、氣、液等部分進行的常規檢查，以此來判斷故障發生原因，通常包括以下內容：

1）檢查控制電源的輸出是否正常，有無故障報警。

2）檢查主控部件(一般為PLC)的工作狀態以及其輸人、輸出信號是否正確、有效。

3）檢查被控對象的輸人、輸出信號的連接是否正確、有效。

4）檢查液壓、氣動、潤滑部件的油壓、氣壓等是否符合設備要求。

2.動作分析

通過試運行觀察、監視設備實際動作，判定動作不良部位並由此來追溯故障根源。一般這種大型自動設備都有許多電動、氣動、液動裝置，並且在這些裝置上還同時裝有動作位置檢測裝置，比如接近開關、霍爾開關等。通過這些裝置動作的執行情況以及動作是否到位來分析設備故障的所在。比如，如果輸出有動作，說明控制輸出基本正常。但動作結束後，還要觀察其位置信號是否有效，如果動作不到位，則相關位置信號就無效。有時下一個動作不執行是因為上一個動作還沒結束，或至少不到位。

3.狀態分析

大型自動化生產線一般都會有自診斷功能，系統也會有不同的工作狀態，比如自動、手動、連續、單步、保溫、加熱、正常、報警等，有的狀態是屬於正常的過渡轉換，但多數情況下，是由於各種故障而造成的。比如有的輸人信號無效，有的出現報警等，其下一個動作就要受到影響，經過系統自診斷，轉到其應該呈現的狀態之中，停在那裡等待處理。因此，應當注意關注這些信息，並通過這種不同的狀態，經過分析確定處理辦法。

二、複雜機械設備電氣控制電路故障的一般檢查和處理方法

1.向操作者了解故障發生的經過情況

到達現場後，首先向操作者了解故障前後的操作情況及故障現象，對處理故障具有重要意義。因為多數操作者熟悉工具機的性能，他們對經常發生的故障和處理方法有很多寶貴經驗。全面了解設備故障前後的情況，有利於根據電氣設備的工作原理來分析和處理故障，所以必須重視操作者的意見。

2.對控制系統的電氣控制原理進行分析

從故障現象出發，根據該設備的類別，按電氣控制原理圖進行分析,確定故障發生的各種可能範圍，再進行綜合分析和判斷，初步確定故障發生的大致部位。

3.進行一般性外觀檢查

初步確定了發生故障的可能範圍後，對有關電氣元器件進行外觀檢查，如接線端頭是否脫落，接線柱接觸是否良好，導線是否被燒焦，線圈是否燒壞，觸頭有無粘住，保護元件是否動作等，都能明顯地表明故障點。這種外觀檢查有時也可以延伸到其他電氣櫃中與此動作有關的元件，即所謂「先從全局到局部，再從局部看全局」。

4.控制電路的動作的試驗檢查

在外部檢查發現了故障和疑點後，可進一步採用檢查電器元件動作的方法，也就是操作某一開關或按鈕，看電路中各繼電器、接觸器等是否按規定的動作有序地進行動作。若依次動作至某一電器時發現其動作不對，即說明與此電器有關的電路存在問題，再在此電路中進行深人分析和檢查，一般可發現故障。在這種動作試驗時，常用一段導線逐段短接該控制環節的所有條件，縮小故障範圍。操作時只能短接各種開關和繼電器、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！

採用此法檢查時，應特別注意人身及設備安全，儘可能切斷主電路，僅試驗控制電路中的動作，這樣設備部件不會因為有輸出動作出現意外。有時還應預先慎重考慮因局部控制動作是否會帶來的不良後果。

5. 利用儀表器材來檢查

應根據不同的測量目標和電路類型選擇測量儀器、儀表，用的最多的應當是萬用表，其次為示波器、電橋等。

在電路通電情況下可用萬用表的電壓擋測量目標控制環節中各條件元件是否正常，比如，所有的常閉觸頭均應為零值，如果出現顯示電源電壓值，就是故障所在；也可以使用萬用表的電流擋測量各種電流參數是否正常，比如，某些控制調節信號的電流值是否按照調節指令有正常的輸出變化(比如4-20mA)。再比如某些直流電機的勵磁電流，也是判斷故障的依據。

在電路不通電的情況下，還可以使用萬用表的電阻擋測量某些元件的電阻參數來判斷是否異常。應當說，使用萬用表的電阻擋是比較簡單的，但操作時也應注意以下事項:

1）用電阻擋測量元件觸頭和導線的通、斷時，一定要選擇低電阻擋，比如指針式萬用表的Rx1擋；數字式萬用表的200Ω擋，以免影響測量結果。

2）測量前應當先校表、校零，測量時，還應注意避免測量者的接觸電阻對測量結果的影響。

3）雖然是不通電測量，操作時也應當養成當作帶電測量時的操作方式，實踐證明，這是避免觸電傷害的良好習慣。另外，在測量有電容元件的部位，應注意先給電容放電，以免出現電擊傷人和損壞儀表。

在使用萬用表時，多數人般會習慣於測量電壓、電阻，而不太注重測量電流，這是片面的，因為流過某個元件的電流值才最能說明問題。有時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，錯過了判斯故障的線索，對此，應當予以重視。

在檢修現場有時也會使用些儀器， 最常用的應當是示波器。對於示波器的使用方法這裡就不講了，但在現場測量時，應當注意被測電路中和示波器的公共連接點是懸空的，還是接地的。如果是懸空的，則示波器的接地端也應懸空，否則會出現接地短路而擴大事故。

4）檢查是否存在機械故障。在許多電氣設備中，電氣元件的動作是由某個機械裝置來推動、觸發、執行的，或與機械裝置有著十分密切的聯繫。比如，電氣迴路中的壓力開關，其接通、斷開的條件取決於液壓管路內的壓力是否正常。但有時壓力不足，不是液壓泵電動機的問題，而是液壓泵本身的問題。再比如，電磁離合器的電參數和動作都正常，但傳遞轉矩就是不足，這可能是由於其摩擦片過渡磨損或片與片之間有異物造成的。這時可與機修人員協同工作，共同排除故障和進行有關調整工作。

5）排除故障，總結經驗，形成積累。確定了故障的原因後，對一般故障應力爭在最短的時間內予以排除，恢復設備運行，這是設備維護人員應盡的義務。

對於重大故障，應協同設備的操作者共同寫出事故報告單，從中要分析設備故障的原因與性質，提出防範措施，經上級領導批准後再進行故障處理。排除故障的措施首先應體現復原，然後再本著先進、經濟、可靠，最終要達到根本解決。

每次排除故障後，應及時總結，並作好記錄，留作以後維修工作時參考。