机械设备电气控制电路故障分析以及排除方法

大型自动控制设备在设计之初起点就比较高，其中心控制部件是由PLC或专用控制机构成，所以其自身的控制、保护、自诊斯、报警等措施就比较完备，所以对这类设备，从维护的角度来看，对其控制原理的分析是没有多少必要的，有时也是不可能的，因为通常生产厂家是不提供程序清单的，这些控制原理只有该程序的编制者才清楚。因此，应重点关注其操作方式和主要被控对象的控制方式以及各种输人、输出信号的控制功能。同时，还要注意查看各种报警信号和错误显示信息。

静态分析是对设备的机、电、气、液等部分进行的常规检查，以此来判断故障发生原因，通常包括以下内容：检查控制电源的输出是否正常，有无故障报警。检查主控部件(一般为PLC)的工作状态以及其输人、输出信号是否正确、有效。检查被控对象的输人、输出信号的连接是否正确、有效。检查液压、气动、润滑部件的油压、气压等是否符合设备要求。

通过试运行观察、监视设备实际动作，判定动作不良部位并由此来追溯故障根源。一般这种大型自动设备都有许多电动、气动、液动装置，并且在这些装置上还同时装有动作位置检测装置，比如接近开关、霍尔开关等。通过这些装置动作的执行情况以及动作是否到位来分析设备故障的所在。比如，如果输出有动作，说明控制输出基本正常。但动作结束后，还要观察其位置信号是否有效，如果动作不到位，则相关位置信号就无效。有时下一个动作不执行是因为上一个动作还没结束，或至少不到位。

大型自动化生产线一般都会有自诊断功能，系统也会有不同的工作状态，比如自动、手动、连续、单步、保温、加热、正常、报警等，有的状态是属于正常的过渡转换，但多数情况下，是由于各种故障而造成的。比如有的输人信号无效，有的出现报警等，其下一个动作就要受到影响，经过系统自诊断，转到其应该呈现的状态之中，停在那里等待处理。因此，应当注意关注这些信息，并通过这种不同的状态，经过分析确定处理办法。

初步确定了发生故障的可能范围后，对有关电气元器件进行外观检查，如接线端头是否脱落，接线柱接触是否良好，导线是否被烧焦，线圈是否烧坏，触头有无粘住，保护元件是否动作等，都能明显地表明故障点。这种外观检查有时也可以延伸到其他电气柜中与此动作有关的元件，即所谓“先从全局到局部，再从局部看全局”。

在外部检查发现了故障和疑点后，可进一步采用检查电器元件动作的方法，也就是操作某一开关或按钮，看电路中各继电器、接触器等是否按规定的动作有序地进行动作。若依次动作至某一电器时发现其动作不对，即说明与此电器有关的电路存在问题，再在此电路中进行深人分析和检查，一般可发现故障。在这种动作试验时，常用一段导线逐段短接该控制环节的所有条件，缩小故障范围。操作时只能短接各种开关和继电器、接触器的触头，但绝不可短接电压元件和不同电源线的触头！

采用此法检查时，应特别注意人身及设备安全，尽可能切断主电路，仅试验控制电路中的动作，这样设备部件不会因为有输出动作出现意外。有时还应预先慎重考虑因局部控制动作是否会带来的不良后果。应根据不同的测量目标和电路类型选择测量仪器、仪表，用的最多的应当是万用表，其次为示波器、电桥等。

在电路通电情况下可用万用表的电压挡测量目标控制环节中各条件元件是否正常，比如，所有的常闭触头均应为零值，如果出现显示电源电压值，就是故障所在；也可以使用万用表的电流挡测量各种电流参数是否正常，比如，某些控制调节信号的电流值是否按照调节指令有正常的输出变化(比如4-20mA)。再比如某些直流电机的励磁电流，也是判断故障的依据。

在电路不通电的情况下，还可以使用万用表的电阻挡测量某些元件的电阻参数来判断是否异常。应当说，使用万用表的电阻挡是比较简单的，但操作时也应注意以下事项:用电阻挡测量元件触头和导线的通、断时，一定要选择低电阻挡，比如指针式万用表的Rx1挡；数字式万用表的200Ω挡，以免影响测量结果。测量前应当先校表、校零，测量时，还应注意避免测量者的接触电阻对测量结果的影响。虽然是不通电测量，操作时也应当养成当作带电测量时的操作方式，实践证明，这是避免触电伤害的良好习惯。另外，在测量有电容元件的部位，应注意先给电容放电，以免出现电击伤人和损坏仪表。

在使用万用表时，多数人般会习惯于测量电压、电阻，而不太注重测量电流，这是片面的，因为流过某个元件的电流值才最能说明问题。有时即使其两端电压值正常，但其电流值却不一定正常，而如果轻易地将其忽略，错过了判斯故障的线索，对此，应当予以重视。

在检修现场有时也会使用些仪器， 最常用的应当是示波器。对于示波器的使用方法这里就不讲了，但在现场测量时，应当注意被测电路中和示波器的公共连接点是悬空的，还是接地的。如果是悬空的，则示波器的接地端也应悬空，否则会出现接地短路而扩大事故。

检查是否存在机械故障。在许多电气设备中，电气元件的动作是由某个机械装置来推动、触发、执行的，或与机械装置有着十分密切的联系。比如，电气回路中的压力开关，其接通、断开的条件取决于液压管路内的压力是否正常。但有时压力不足，不是液压泵电动机的问题，而是液压泵本身的问题。再比如，电磁离合器的电参数和动作都正常，但传递转矩就是不足，这可能是由于其摩擦片过渡磨损或片与片之间有异物造成的。这时可与机修人员协同工作，共同排除故障和进行有关调整工作。

排除故障，总结经验，形成积累。确定了故障的原因后，对一般故障应力争在最短的时间内予以排除，恢复设备运行，这是设备维护人员应尽的义务。对于重大故障，应协同设备的操作者共同写出事故报告单，从中要分析设备故障的原因与性质，提出防范措施，经上级领导批准后再进行故障处理。排除故障的措施首先应体现复原，然后再本着先进、经济、可靠，最终要达到根本解决。