单机自动化电器设备隐形故障分析及处理

李先海

摘要：我国社会经济的不断发展，带动了工业电器化的进步，为提高生产效率，就需要更高质量的电器设备的运转，而长时间作业的电器设备难免出现一些故障。基于此，本文以PLC集中控制系统的单机自动化控制器设备隐形故障进行分析，总结隐形故障查找和处理的策略技巧，以便为实际的单机自动化电器设备隐形故障处理工作提供有效参考。

关键词：单机自动化;电器设备;隐形故障;处理策略

引言

在大型工厂中，电器设备大多是集中自动化控制运行，因此在出现某个设备故障的情况，则会影响到整个生产系统的正常运转，特别是针对集中控制的单机自动化电器设备，其控制回路较为复杂，出现的隐形故障类型也比较多样化，在实际作业时，单机自动化电器设备运转异常时有时无，很难进行检查和修理。这样以来就会影响到电器设备的安全和生产活动的运行效率，给工厂带来巨大的麻烦。对此要细化单机自动化控制电器设备隐形故障种类，针对其运转原理整体把握，总结处理解决的技巧。

1.单机自动化电器设备隐形故障内容

常见的单机自动化电器设备隐形故障类型有很多，其主要的内容包括：驱动器显示转速，但工作台停止不动;电机停止作业时仍出现轻微的晃动;电机的运转方向异常;定位精度出现较大误差;电器产生异常的噪音和震动感;限位开关无法操作;电机EMI超标^[1]。在很多情况下，出现隐形故障，很难进行把控，且故障异常时有时无，周而复始很难排查，让维修人员难以下手。

2.单机自动化电器设备隐形故障原因分析

2.1外界環境污染因素

单机自动化控制的电器设备控制柜一般设置在厂房内，受到工业生产环境的影响，特别是细微的粉尘无孔不入，工业厂房内无处不在，对电器设备会造成局部的堵塞或污染。因控制柜操作面板按钮线是通过低压直流电压进行控制，若布满粉尘的情况下进行控制按钮操作，长此以往会使得接触电阻变大，造成设备无法启动或操作异常。一般的生产活动是持续进行的，针对除尘工作很难保证彻底，在长期的粉尘积累后，遇经雨雪天气，空气潮气过大，可能会出现不在PLC指令控制情况下，电路板继电器会自行开通，从而导致设备运转错乱异常，在检查维修时，打开CPU外壳后，电路板上的粉尘擦拭后，设备又可以恢复正常的作业状态。整体而言，单机自动化电器设备隐形故障可能会在长期的无保护下，受到外界环境的影响而出现不受控制的异常状态。

2.2设备间的震动影响因素

部分大功率的单机设备启动后震动噪音较大，甚至因为设备使得这个单机自动化电器设备工作区域都能感受到震动感。而针对震动较大的设备控制柜通常情况会安置在现场，按照就近原则进行作业。大部分的单机电器设备的设计安装很难进行控制，因而使得强度震动严重影响电器设备现场控制柜主回路和控制回路的安全运行。其中控制零线在长期的震动作用下，很容易发生松动，导致接触效果不佳，从而使得电器设备暂停作业或频繁启动。如在采用卧式离心机时，若设备存在零线虚接的情况，在PLC发出作业指令后，主要通过油泵电机接触器吸合实现控制，但由于总零线因震动出现松动虚接的问题，这就会使得主电机接触器吸合效果不佳，或出现吸合后释放。在PlC主电机启动指令的重复操作中，主接触器也将多次接合和释放。主电机在频繁启动过程中会产生大量的电流，从而导致电机的高温缠绕，严重的情况会出现燃烧。如果主电机接触器零线虚接时，启动不频繁发生，但通常在停止操作后启动，这也可能导致离心机的下一阶段停止。维修人员在现在进行故障判断很容易误判故障，特别是当离心机运行正常时，很难发现离心机电气设备下一阶段的故障。

2.3机械因素

根据单机自动化电器设备的机械运行形式的不同，特别是对于运转复杂的机械，如常见的采样机，材料机是通过15min间隔采样一次，在这15min中内，采样机的铲子在限定接近开关检测信号后才能回到原始的位置，于是就会停止采样。但是当限位开关发生故障时，采样机会出现持续采样的情况，对此可以很明确的查处限位开关的故障因素。另一方面，若限位开关和检测信号都正常的状态下，采样机能够正常恢复原位工作，也出现持续采样的情况，这时的故障排查就比较隐秘，若检测不佳很容易认为采样机程序故障。实际上，其故障主要是采样机抱闸出现故障，保持制动器发生故障后，采样器返回其原始位置，但 PLC 无法检测到采样铲的移动，因此会发生连续采样情况，只有在检测到位置信号时才会停止采样。总体而言在很多类似的单机自动化电器设备中都隐藏着相似的机械操作，对此需要通过掌握基本的单机设备运行理论。

3.单机自动化电器设备隐形故障处理优化策略

3.1防尘和除尘

做好防尘工作，可以通过现场对单机控制柜的防护，减少更多的粉尘进入污染。再者可定期进行除尘，特别是对PLC模板的灰尘清洁，保证主要按钮区域的卫生。另外在清洁控制柜面板按钮时，可以进行多次按钮，保证按钮的接触点上能够清洁干净。

3.2控制回路检查

在进行单机自动化电器设备维修时，首先进行主回路和电动机的故障排查，往往对控制回路接触器辅助触点、节点端子和零线等检查不重视。特别是在震动噪音较大的电器设备中，此类接线端子的固定性受到硬性，很容易造成接触不良导致隐形故障的发生。

3.3逻辑分析法缩小故障检修范围。

单机自动化控制电器设备电路是较为复杂的，因此短时间内其隐形故障不可能做到全局检查，这就要求在掌握基本的设备控制原理和各种设备构件间的关系上，结合设备运转情况分析主要的故障阻碍点，找出故障的主要位置点或主要范围，进而在整个小的故障范围内进行针对性的检查维修。

3.4测量法检查隐形故障

测量法是针对设备部分可参考的数据分析，如电流、电压、电阻等，通过电路断电和带电时的参数对比，进行排除故障。在单机自动化控制电器设备故障检测中常用的测量法有分段电压测量法，电阻分段测量法等。

3.5局部短接法排查故障

局部短接法是主要通过利用绝缘硬导线，间可能出现故障的部位短接，若在短接偶成中电路被接通，则表明出现短路。你考虑到单机自动化电器设备的线路较为复杂，因此在进行隐形故障排查时，可适当采用局部短接法进行排除检查，针对有问题的电路进行局部的检查。需要注意的是在局部短接法排查单机电器设备故障时，必须断开主回路电断，特别是功率较大的电器设备，以保证检修的安全性。

3.6掌握必要的PLC控制技巧

单机自动化控制电器设备大部分都是通过PLC集中控制，对此需要对PLC的控制原理和技巧熟练掌握，提高检修的效率。可以通过编写梯形图程序，进而有助于帮助解决单机自动化电器设备故障。在掌握基本PCL原理后也需要集合实际的检查情况，多分析和判断设备的隐形故障问题，将理论与实践结合起来。在实际的故障排除过程中需要考虑的问题是多样化的，因此要做好万分的准备。

4.结束语

综上关于PLC集中控制系统中，对于单个自动电气控制设备隐藏故障，造成设备暂停或频繁启动的情况，影响了集控系统的运行稳定性和工厂生产活动等。在解决单机自动化电器设备隐形故障时，要积极采取应对策略进行解决，通过全面化的分析电器故障，针对周边环境、日常设备运转情况和机械状况等进行全面因素的排查分析。总体而言，要熟练掌握单机设备控制的原理和基本的隐形故障排查技巧，采用合适的方法进行部分排查，从而找到主要的故障控制点，为实际的作业处理提供积极帮助。

参考文献：

[1]  于涛，邓增阁，郭涛，李玉增，闫家奇.大型闭式压力机单机自动化上下料机械手机械结构设计与仿真[J].锻压技术，2020，45（03）：109-113.

[2]  郭远. 单机自动化电器设备隐形故障分析及处理[J]. 内燃机与配件，2018，000（022）：139-141.

（作者单位：湖南顾地电梯有限公司）