周國俊

摘 ?要：本文通過闡述工程機(jī)械電氣設(shè)備中常見的開關(guān)故障、元件燒毀、回路線纜、報(bào)警燈以及環(huán)境影響方面所出現(xiàn)的問題。進(jìn)一步研究工程機(jī)械電氣系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的要點(diǎn)，并從原理及成本、PLC技術(shù)的應(yīng)用、電源器件以及線束設(shè)計(jì)、做好惡劣天氣防護(hù)等方面進(jìn)行分析，以期能為工程機(jī)械電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供參考。

關(guān)鍵詞：工程;機(jī)械;電氣;系統(tǒng)設(shè)計(jì)

前言：工程機(jī)械是裝備工業(yè)的重要組成部分，影響我國的國防建設(shè)工程、交通運(yùn)輸建設(shè)以及能源工業(yè)建設(shè)和生產(chǎn)等等，而電氣系統(tǒng)相當(dāng)于工程機(jī)械的神經(jīng)元。隨著，此行業(yè)的不斷發(fā)展，相關(guān)產(chǎn)品品種也日益增多，為保證工程機(jī)械的日常運(yùn)營效率以及設(shè)備工作穩(wěn)定性，應(yīng)對其故障原因和設(shè)計(jì)進(jìn)行更深一步的研究。

1工程機(jī)械電氣常見故障分析

1.1開關(guān)方面故障

電氣系統(tǒng)的常見故障主要是出在電氣設(shè)備的一些部件中，像機(jī)械電氣的開關(guān)是主要的運(yùn)營零件，如果開關(guān)發(fā)生問題則將會(huì)對整體電氣系統(tǒng)產(chǎn)生影響。開關(guān)發(fā)生故障主要可能是由兩方面原因造成，一是由于開關(guān)在長時(shí)間頻繁點(diǎn)觸造成接觸不良，二是由于電流不穩(wěn)定對開關(guān)零件造成了影響，導(dǎo)致發(fā)熱嚴(yán)重，使整個(gè)開關(guān)觸點(diǎn)被燒毀，設(shè)備短路，從而造成電氣系統(tǒng)以及設(shè)備無法運(yùn)行。針對此類問題首先相關(guān)操作人員應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)操作流程進(jìn)行，一旦發(fā)現(xiàn)開關(guān)接觸不良或有發(fā)熱現(xiàn)象時(shí)應(yīng)及時(shí)檢查電路和電流變化，更換相關(guān)部件，以免在設(shè)備在運(yùn)營時(shí)發(fā)生事故。

1.2元件燒毀故障

在工程機(jī)械電氣系統(tǒng)運(yùn)營時(shí)，有很多時(shí)候無法正常運(yùn)營和發(fā)生故障都有可能是元件燒毀所導(dǎo)致，其主要原因有兩種，一是由于人為因素導(dǎo)致，二是由于天氣原因所導(dǎo)致[1]。其人為因素主要是由于操作人員對機(jī)械的電氣設(shè)備操作流程不夠熟悉，沒有按照正確的操作步驟執(zhí)行所導(dǎo)致設(shè)備處于長期高負(fù)荷狀態(tài)下工作，最終出現(xiàn)了元件燒毀現(xiàn)象。天氣原因主要是由于雨水天氣造成的短路以及防護(hù)措施不到位被雷擊中等等。針對此類問題應(yīng)有具體標(biāo)準(zhǔn)的操作流程規(guī)定，加強(qiáng)工作人員的業(yè)務(wù)培訓(xùn)，做好室外工程機(jī)械惡劣天氣的保護(hù)措施，避免相關(guān)元件被燒毀。

1.3回路線纜故障

回路線纜主要出現(xiàn)在高壓機(jī)中，其會(huì)在產(chǎn)生電流之后，在較短時(shí)間內(nèi)就達(dá)到較高的數(shù)量，這樣就會(huì)造成了電氣系統(tǒng)以及設(shè)備出現(xiàn)較大的問題。還有可能是因?yàn)殡娎|內(nèi)部出現(xiàn)了問題，其銅芯絕緣層遭到了破壞進(jìn)一步導(dǎo)致了電氣系統(tǒng)和設(shè)備的故障。針對此類情況工作人員應(yīng)及時(shí)檢查相關(guān)線路或電源線，可以通過PLC技術(shù)和集成系統(tǒng)相結(jié)合及時(shí)對故障問題傳送信息，這樣也進(jìn)一步提高了工作人員的工作效率。

1.4報(bào)警燈故障

在工程機(jī)械電氣系統(tǒng)中充電式報(bào)警燈故障，將會(huì)對機(jī)械以及系統(tǒng)帶來較大的影響，由于無法報(bào)警，就無法及時(shí)提示系統(tǒng)的故障，使工作人員立即修復(fù)，從而造成問題的進(jìn)一步擴(kuò)大。出現(xiàn)這類原因主要是因?yàn)椋l(fā)電機(jī)無法正常發(fā)電，保險(xiǎn)絲由于長時(shí)間保持在高溫狀態(tài)進(jìn)一步導(dǎo)致了熔斷，導(dǎo)線的線束短路以及儀表器故障對其產(chǎn)生了影響。針對此類狀況應(yīng)先檢查發(fā)電機(jī)是否有問題，重新啟動(dòng)發(fā)電機(jī)，將發(fā)電機(jī)維持在中速運(yùn)行，然后測量電壓是否穩(wěn)定，如果沒有電壓輸出，或者輸出電壓較低時(shí)則表明發(fā)電機(jī)故障。然后對充電報(bào)警的整體電阻進(jìn)行測量如果發(fā)現(xiàn)短路或者接觸不良等問題，應(yīng)及時(shí)采取補(bǔ)救措施。

1.5環(huán)境因素影響

導(dǎo)致電氣系統(tǒng)故障還有一個(gè)重要的原因是環(huán)境因素所造成，主要影響有兩個(gè)方面，一是溫度問題，二是濕度問題。由于電氣設(shè)備在運(yùn)行過程中自身就會(huì)將一部分的能量轉(zhuǎn)化成熱能，所以如果在周圍環(huán)境溫度較高時(shí)，勢必將會(huì)對其造成較大的影響。環(huán)境中的濕度較大，主要原因是雨雪天氣累積所造成，有些室外的機(jī)械設(shè)備由于沒有良好的保護(hù)措施，其雨雪天氣會(huì)對其造成腐蝕和壽命減短的現(xiàn)象。針對此類問題，應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)做好相關(guān)保護(hù)措施，避免由于外界因素對于機(jī)械和系統(tǒng)所造成的傷害。

2工程機(jī)械電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1原理及成本分析

任何設(shè)計(jì)都離不開前期的規(guī)劃以及成本的分析，對于工程機(jī)械電氣系統(tǒng)而言，原理圖的設(shè)計(jì)是其工作中的關(guān)鍵步驟之一，它有區(qū)別于其他設(shè)計(jì)圖紙，其中包括了電器件以及標(biāo)志的設(shè)計(jì)，主要是為了解釋定位及工藝機(jī)械的功能。在進(jìn)行電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)遵循國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，不同的符號(hào)代表不同的電路以及元件，要盡量采用常見的符號(hào)以及標(biāo)志。在圖紙中要清晰表達(dá)線號(hào)以及線徑，這樣能夠作為插件或者插件空間來完成。在設(shè)計(jì)中也應(yīng)對復(fù)雜的電氣部件以及電路進(jìn)行有效分離，這樣便于日后維修分離部件。設(shè)計(jì)時(shí)也應(yīng)控制好其成本，在做整體的規(guī)劃預(yù)算時(shí)要注意其靈活性，要有可上下浮動(dòng)的空間，因?yàn)橐紤]到后期機(jī)械設(shè)備工作的具體環(huán)境及情況，相關(guān)配件在保證整體質(zhì)量的同時(shí)，也應(yīng)選擇性價(jià)比較高的配件這樣也就進(jìn)一步保證了工程機(jī)械制作時(shí)所投入的成本[2]。

2.2PLC技術(shù)在集成控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

我國目前處在信息化2.0的時(shí)代，在這個(gè)全面開發(fā)并應(yīng)用現(xiàn)代化信息技術(shù)的時(shí)代里，在進(jìn)行工程機(jī)械電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)引入高科技現(xiàn)代技術(shù)。像PLC系統(tǒng)就在機(jī)械電氣系統(tǒng)中的集成控制系統(tǒng)中起到了很關(guān)鍵的作用，由于PLC技術(shù)是一種結(jié)合運(yùn)用計(jì)算機(jī)以及自動(dòng)化技術(shù)的電子裝置，所以能夠完善集成控制系統(tǒng)的功能，并且通用性較強(qiáng)，使用也比較靈活。其可以根據(jù)基本的邏輯控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)、算術(shù)運(yùn)算功能，結(jié)合擴(kuò)展單元、智能單元以及特殊功能模塊，根據(jù)系統(tǒng)要求實(shí)行位置控制、PID運(yùn)算以及遠(yuǎn)程控制等，既可以控制單臺(tái)設(shè)備也可以用于現(xiàn)場控制。

2.3PLC技術(shù)在故障排查中的應(yīng)用

在工程機(jī)械設(shè)計(jì)中加入PCL技術(shù)，在故障排查中也具有一定的優(yōu)越性。PCL技術(shù)能夠與其他電氣控制系統(tǒng)相結(jié)合，應(yīng)用范圍較廣，抗干擾能力也比傳統(tǒng)的機(jī)械電氣設(shè)備要強(qiáng)，這也就進(jìn)一步保證了故障的發(fā)生率較小。并且它可以實(shí)時(shí)監(jiān)控電氣控制裝置的運(yùn)行狀態(tài)，通過遠(yuǎn)程技術(shù)，將相關(guān)的信息發(fā)給工作人員，工作人員將依靠PCL技術(shù)所發(fā)出的提示，進(jìn)行設(shè)備的運(yùn)維工作，在進(jìn)行維保工作時(shí)，不再用逐一排查故障的位置，通過PCL技術(shù)能夠在短時(shí)間內(nèi)精準(zhǔn)定位故障發(fā)生處，這也就進(jìn)一步縮短了工作人員的故障排查時(shí)間，提高了維修的效率以及保證了工程機(jī)械的運(yùn)營穩(wěn)定性。

2.4電源器件以及線束設(shè)計(jì)

首先是在選擇電器件方面，在選擇儀表、燈具以及蓄電池等一定要注意產(chǎn)品是否符合國家規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)，不僅要考慮機(jī)械成本問題更要考慮到功率是否會(huì)對其電流和整體線路產(chǎn)生影響，還要選擇適合機(jī)械以及周圍環(huán)境的電器件。在進(jìn)行線束設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮到其結(jié)構(gòu)的合理性，要在設(shè)計(jì)中標(biāo)明其標(biāo)識(shí)，并要在設(shè)計(jì)中詳細(xì)說明其線束的設(shè)計(jì)以及檢查相關(guān)線路，要充分的考慮到對于線路的保護(hù)問題。在進(jìn)行裝備配置的相關(guān)設(shè)計(jì)中也要考慮到機(jī)械設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)，并且要保證其合理性，還要有一定的兼容性[3]。

2.5惡劣天氣防護(hù)

天氣是影響工程機(jī)械電氣系統(tǒng)使用的重要因素，很多機(jī)械設(shè)備都需要在室外進(jìn)行作業(yè)，所以在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮到外界因素的影響，做好相關(guān)電氣設(shè)備的電纜、降溫以及防水保護(hù)工作?？梢詫€槽進(jìn)行密封，不讓雨水等進(jìn)入到電氣系統(tǒng)當(dāng)中，尤其是在南方部分雨水酸性較大，很容易對工程電氣系統(tǒng)造成腐蝕，所有的電控箱也要配有相應(yīng)的密封裝置，北方則要注意雨雪天氣對電氣系統(tǒng)的整體影響。

結(jié)語：綜上所述，工程機(jī)械電氣系統(tǒng)離不開電氣設(shè)備以及電子系統(tǒng)的正常運(yùn)行和使用，面對工程機(jī)械行業(yè)的發(fā)展應(yīng)在設(shè)計(jì)中引入高科技現(xiàn)代化技術(shù)，保持與時(shí)俱進(jìn)的精神，以保證工程機(jī)械能夠更好地代替人力進(jìn)行操作。也希望通過對其故障的排查和科學(xué)的設(shè)計(jì)，能為我國工程機(jī)械行業(yè)發(fā)展起到推動(dòng)作用。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 馬偉偉. 工程機(jī)械電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)與故障分析[J]. 現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化，2021，11（6）：189-190，194. .