魏治國

（中材建設(shè)有限公司，北京 大興 100176）

引言

現(xiàn)代化的機(jī)械電氣設(shè)備中應(yīng)用了大量的芯片技術(shù)、集成電路控制技術(shù)以及其他先進(jìn)而精密的技術(shù)措施，這種新技術(shù)的應(yīng)用極大地促進(jìn)了機(jī)械電氣設(shè)備的自動(dòng)化水平，同時(shí)也對(duì)設(shè)備的安裝、檢修和調(diào)試等工作帶來更大的挑戰(zhàn)。將自動(dòng)化調(diào)試技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械電氣設(shè)備的運(yùn)維中，可大幅度提升調(diào)試效率、減少人工作業(yè)量、提升調(diào)試精度以及控制調(diào)試成本，對(duì)相關(guān)技術(shù)展開研究將會(huì)產(chǎn)生積極廣泛的指導(dǎo)意義。

一、自動(dòng)化調(diào)試的應(yīng)用價(jià)值

傳統(tǒng)的機(jī)械電氣設(shè)備調(diào)試要在其完全停止運(yùn)行的情況下來實(shí)施，技術(shù)人員要通過各種測(cè)量設(shè)備對(duì)機(jī)械電氣設(shè)備的主要控制參數(shù)、安裝參數(shù)等實(shí)施有效的測(cè)控，在確保無誤的情況通電試運(yùn)行，進(jìn)一步觀察設(shè)備安裝和調(diào)試的效果。但是這種調(diào)試方法在當(dāng)前的技術(shù)背景下已經(jīng)顯露出不少問題，其一是技術(shù)的發(fā)展導(dǎo)致很多機(jī)械電氣設(shè)備中應(yīng)用了大量的芯片、集成電路技術(shù)、信息化測(cè)控技術(shù)，精密化程度、復(fù)雜程度等都大幅度提升，如果繼續(xù)采用傳統(tǒng)的人工調(diào)試模式，將難以有效地發(fā)現(xiàn)很多微觀層面的技術(shù)故障。其二，機(jī)械電氣設(shè)備自動(dòng)化水平的提升還進(jìn)一步增加了設(shè)備調(diào)試的內(nèi)容和工作量，傳統(tǒng)的調(diào)試方式還存在效率低下、全面性不足以及精度低下的問題[1]。

現(xiàn)代化的機(jī)械設(shè)備和電氣設(shè)備由于使用了大量的自動(dòng)化技術(shù)和先進(jìn)的智能傳感器，其本身就具備一定的狀態(tài)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)和故障信息診斷功能，將自動(dòng)化調(diào)試方法引入到機(jī)械電氣設(shè)備的調(diào)試中能夠有效地提升工作效率、提高調(diào)試精度以及減少人的工作量，并且這種調(diào)試方法還可通過已經(jīng)編制好的調(diào)試程序逐項(xiàng)檢查系統(tǒng)中的待調(diào)試內(nèi)容，不會(huì)出現(xiàn)漏項(xiàng)的問題。由于采用了自動(dòng)化調(diào)試的方法，甚至在設(shè)備運(yùn)行過程中也能開展相關(guān)的調(diào)試工作。技術(shù)人員可直接在計(jì)算機(jī)屏幕上觀察到設(shè)備調(diào)試過程中的各種信息，并且程序中還設(shè)置有人工干預(yù)的方式。

二、自動(dòng)化調(diào)試的設(shè)計(jì)原則

第一，實(shí)用性。機(jī)械電氣設(shè)備的類型多樣，每一種設(shè)備都具有其功能、運(yùn)行方式以及工作環(huán)境上的特殊性，性能評(píng)價(jià)指標(biāo)也各有差異，因而在設(shè)計(jì)機(jī)械電氣設(shè)備的自動(dòng)調(diào)試方法時(shí)應(yīng)該根據(jù)其自身的特點(diǎn)形成具有良好實(shí)用性的調(diào)試程序。并且雖然機(jī)械電氣設(shè)備本身具有差異性，但是同類型的機(jī)械控制功能和電氣控制功能也具有一定的相似性，自動(dòng)化調(diào)試技術(shù)要具有良好的適應(yīng)性和通用性，盡可能提煉出同類設(shè)備的共同點(diǎn)，使同一套調(diào)試技術(shù)和設(shè)備具備調(diào)試不同機(jī)械電氣設(shè)備的能力。否則，如果每一個(gè)廠家生產(chǎn)的設(shè)備都要專門研發(fā)具有針對(duì)性的自動(dòng)化調(diào)試系統(tǒng)，整體的運(yùn)營成本就會(huì)大幅度上升。這一工作應(yīng)該加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)、制定機(jī)械電氣自動(dòng)化設(shè)備設(shè)計(jì)和生產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為其自動(dòng)化調(diào)試技術(shù)的開發(fā)提供統(tǒng)一的應(yīng)用基礎(chǔ)，進(jìn)而提高相關(guān)調(diào)試技術(shù)的實(shí)用性和市場(chǎng)適應(yīng)性[2]。

第二，先進(jìn)性?，F(xiàn)代化的機(jī)械和電氣設(shè)備中融入了很多先進(jìn)的技術(shù)手段，尤其是智能控制芯片的應(yīng)用，將設(shè)備的自動(dòng)化水平提升到新的高度。與之相配套的調(diào)試技術(shù)也從傳統(tǒng)的物理層面、宏觀層面進(jìn)入到精細(xì)化程度更高的微觀層面、電子層面。當(dāng)前使用廣泛的自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)、自動(dòng)化編程技術(shù)等都能在機(jī)械電氣設(shè)備的自動(dòng)化檢測(cè)中發(fā)揮出重要的功能。

三、自動(dòng)化調(diào)試技術(shù)

（一）自動(dòng)化調(diào)試的主要技術(shù)功能。

自動(dòng)化調(diào)試的基本前提是調(diào)試系統(tǒng)能夠有效地識(shí)別機(jī)械電氣設(shè)備當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)，并且及時(shí)發(fā)現(xiàn)其在運(yùn)行過程中存在的故障因素，因?yàn)檫@些基礎(chǔ)信息是自動(dòng)化調(diào)試系統(tǒng)開展設(shè)備調(diào)試的主要依據(jù)。鑒于此，自動(dòng)化調(diào)試技術(shù)應(yīng)該具備運(yùn)行機(jī)械電氣設(shè)備自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的能力。通過監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行來掌握設(shè)備當(dāng)前所處的運(yùn)行狀態(tài)、發(fā)現(xiàn)其潛在的故障因素，然后由監(jiān)控相同將相應(yīng)的報(bào)警信息傳遞給自動(dòng)化調(diào)試系統(tǒng)。監(jiān)控系統(tǒng)的功能主要體現(xiàn)在4 個(gè)方面。第一，監(jiān)控環(huán)境條件。機(jī)械電氣設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境會(huì)對(duì)設(shè)備的狀態(tài)產(chǎn)生非常大的影響，很多故障因素也是由環(huán)境條件造成的，因此，自動(dòng)化調(diào)試系統(tǒng)中的監(jiān)控功能應(yīng)該具備實(shí)時(shí)掌握設(shè)備運(yùn)行環(huán)境參數(shù)的基本能力，最為關(guān)鍵的是環(huán)境溫度、粉塵、濕度以及滲漏水等情況。第二，終端顯示的功能。機(jī)械電氣自動(dòng)化設(shè)備在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)一般都會(huì)直接存儲(chǔ)在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，尤其是當(dāng)其具備自動(dòng)監(jiān)控的能力時(shí)，無論是正常的運(yùn)行數(shù)據(jù)，還是故障數(shù)據(jù)，都會(huì)記錄到數(shù)據(jù)庫中。因此，自動(dòng)化調(diào)試技術(shù)還應(yīng)該具備將數(shù)據(jù)庫信息直接顯示在設(shè)備調(diào)試終端上的能力，通常這些終端設(shè)備是計(jì)算機(jī)。非常典型的例子是汽車在出現(xiàn)故障時(shí)可借助電腦直接展示車載電氣和機(jī)械設(shè)備的故障信息。第三，視頻監(jiān)控信息的實(shí)時(shí)顯示。在自動(dòng)化調(diào)試技術(shù)中還要借助遠(yuǎn)程的視頻監(jiān)控功能對(duì)設(shè)備上的某些運(yùn)行參數(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的監(jiān)控，并且這些數(shù)據(jù)要實(shí)時(shí)地展示在遠(yuǎn)程的電腦終端上，便于管理人員在遠(yuǎn)程對(duì)這些系統(tǒng)實(shí)時(shí)有效的監(jiān)控，進(jìn)而為自動(dòng)化調(diào)試的過程控制以及最終結(jié)果提供必要的參考。第四，利用計(jì)算算法來提高自動(dòng)化調(diào)試診斷的精確性和科學(xué)性。自動(dòng)化調(diào)試在現(xiàn)階段還不能完全做到無人化調(diào)試，只不過人的參與度已經(jīng)大幅度降低，但是系統(tǒng)還是應(yīng)該具備人為參干預(yù)的功能。因而自動(dòng)化調(diào)試系統(tǒng)應(yīng)該具備初步的信息處理能力，將其整理成管理人員可識(shí)別的形態(tài)，方便管理人員對(duì)調(diào)試過程做出正確的判斷[3]。

（二）自動(dòng)化調(diào)試的控制模式

第一，控制模式的構(gòu)成。自動(dòng)化調(diào)試系統(tǒng)控制模式的構(gòu)成是依據(jù)機(jī)械電氣自動(dòng)化設(shè)備在運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)的故障因素和各種性能指標(biāo)來構(gòu)建的。例如，機(jī)械電氣設(shè)備在安裝時(shí)要對(duì)其水平度、垂直度、振動(dòng)情況、電流大小、電壓大小等實(shí)施有效地控制，而這些基本參數(shù)將會(huì)為自動(dòng)化調(diào)試提供重要的參考，在整個(gè)控制模式中具有很大的監(jiān)控價(jià)值。調(diào)試的目的是確保機(jī)械電氣設(shè)備的安裝效果和運(yùn)行效果，設(shè)備安裝分為多個(gè)環(huán)節(jié)，一方面是物理固定，如支座、螺栓的固定。另一方面則是錢弱電系統(tǒng)、電子電路系統(tǒng)的安裝和調(diào)試。每一環(huán)節(jié)的功能各不相同，這就要求自動(dòng)化調(diào)試系統(tǒng)能夠根據(jù)針對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)掌握調(diào)試的關(guān)鍵點(diǎn)，并且設(shè)備調(diào)試還與其自身的功能具有非常緊密地聯(lián)系，例如，電機(jī)設(shè)備的調(diào)試要關(guān)注轉(zhuǎn)子的穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)速、電壓以及電流等參數(shù)，所以，在制定調(diào)試模式時(shí)也要考慮到具體調(diào)試功能方面的需求[4]。

第二，差動(dòng)保護(hù)試驗(yàn)。機(jī)械電氣設(shè)備本身也是電氣回路上的一個(gè)組成部分，因而可將其看作電路上的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。而差動(dòng)保護(hù)試驗(yàn)就是建立在這一假設(shè)的基礎(chǔ)上。其具體的原理是機(jī)械電氣設(shè)備在正常工作的情況下電流流入端和電流流出端的電流大小是一致的，當(dāng)其存在故障時(shí)這兩邊的電流大小就會(huì)出現(xiàn)變化，差動(dòng)電流就是衡量電氣設(shè)備進(jìn)線端和出線端電流差值的參數(shù)。差動(dòng)保護(hù)試驗(yàn)?zāi)軌蛟诜浅６痰臅r(shí)間內(nèi)判斷電氣設(shè)備中的某些元器件或者回路中是否存在故障因素，因而這是一種非常有效的快速定位故障的控制模式。

（三）自動(dòng)化調(diào)試的保障性措施

第一，形成規(guī)范化的調(diào)試和移交程序。自動(dòng)化機(jī)械和電氣設(shè)備調(diào)試工作一般由專業(yè)化的公司來完成，因而設(shè)備的調(diào)試工作必須遵循一整套嚴(yán)格的流程。相關(guān)單位應(yīng)該利用書面文件將調(diào)試內(nèi)容列舉在表格中，調(diào)試過程中將每一項(xiàng)的調(diào)試結(jié)果記錄在表格內(nèi)，最終由調(diào)試人員簽字確認(rèn)。等到調(diào)試過程全部結(jié)束之后，將這些資料移交給委托單位。另外，在開展調(diào)試的過程中必須加強(qiáng)對(duì)機(jī)械電氣自動(dòng)化設(shè)備的保護(hù)，如果調(diào)試人員操作不當(dāng)，也可能損壞相關(guān)設(shè)備，在這種情況下一定要分清楚管理責(zé)任。最后，機(jī)械電氣自動(dòng)化設(shè)備正在調(diào)試的過程中可能會(huì)遇到高壓線路、380V 的低壓線路或者220V 的低壓線路，調(diào)試人員在開展自動(dòng)化調(diào)試管理的過程中也具有一定的觸電風(fēng)險(xiǎn)[5]。因此，在開展此類工作時(shí)也要做好防觸電方面的管理，尤其要加強(qiáng)高壓電氣設(shè)備的安全調(diào)試工作。

第二，形成運(yùn)維管理規(guī)范。在日常管理中要為機(jī)械電氣設(shè)備制定出完善的運(yùn)維規(guī)范，有些設(shè)備的故障因素可能比較復(fù)雜，并非表面的簡(jiǎn)單處理就能解決問題，尤其電子元器件的故障。建立規(guī)范的運(yùn)維管理措施對(duì)記錄故障信息、分析故障類型、形成故障數(shù)據(jù)具有非常重要的作用。而這些信息對(duì)設(shè)備自動(dòng)化調(diào)試提供了依據(jù)。

四、注意事項(xiàng)

（一）監(jiān)控過程動(dòng)態(tài)化

企業(yè)的生產(chǎn)過程對(duì)機(jī)械電氣設(shè)備的長效穩(wěn)定運(yùn)行具有很高的依賴性，自動(dòng)化調(diào)試系統(tǒng)應(yīng)該具備長效的動(dòng)態(tài)化監(jiān)控能力，因?yàn)檫@些設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)是其開展自動(dòng)化調(diào)試的基本依據(jù)。在整個(gè)機(jī)械電氣自動(dòng)化設(shè)備中，有些模塊發(fā)生故障的頻率比較高，還有些模塊則比較穩(wěn)定，在長期的動(dòng)態(tài)化監(jiān)控中要突出重點(diǎn)，將故障頻發(fā)的部位以及故障率較高的環(huán)境作為系統(tǒng)自動(dòng)化監(jiān)控的重點(diǎn)對(duì)象[6]。一方面是從機(jī)械電氣設(shè)備自身的結(jié)構(gòu)部件和運(yùn)行模塊來分析常見的故障因素。另一方面則是關(guān)注那些容易引起設(shè)備故障的環(huán)境因素，機(jī)械電氣設(shè)備在運(yùn)行的過程中容易產(chǎn)生較多的熱量，如果其安裝位置的散熱性比較差，則很容易形成熱量積聚，進(jìn)而引發(fā)更加嚴(yán)重的問題。另外，管理人員主要通過計(jì)算機(jī)等終端設(shè)備來獲取機(jī)械電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，那么數(shù)據(jù)的展示就應(yīng)該考慮到時(shí)效性的問題，在動(dòng)態(tài)化監(jiān)控中要對(duì)終端設(shè)備上顯示的數(shù)據(jù)實(shí)行高頻率的更新，例如，每隔30S 甚至更短的時(shí)間就更新一次相關(guān)數(shù)據(jù)。

（二）數(shù)據(jù)交流和共享

機(jī)械電氣設(shè)備的自動(dòng)化調(diào)試中會(huì)自動(dòng)記錄下設(shè)備運(yùn)行信息、故障信息、調(diào)試分析數(shù)據(jù)以及故障處理數(shù)據(jù)等，而這些信息對(duì)設(shè)備的日常維護(hù)和管理具有良好的實(shí)踐指導(dǎo)作用，因而在日常管理中要將這些數(shù)據(jù)從自動(dòng)化調(diào)試系統(tǒng)中提取出來，然后對(duì)照機(jī)械電氣設(shè)備本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功能特點(diǎn)，分析這些故障形成的原因，同時(shí)也能針對(duì)這些調(diào)試信息，進(jìn)一步理解自動(dòng)化調(diào)試系統(tǒng)的工作原理和實(shí)現(xiàn)方法。通常情況下，自動(dòng)化調(diào)試系統(tǒng)會(huì)以故障碼或者故障警示圖標(biāo)的方式將設(shè)備故障因素顯示在電腦屏幕上，企業(yè)的管理人員應(yīng)該對(duì)這些故障信息所代表的含義及其正確的處理方法形成充分的掌握，并且自動(dòng)化調(diào)試人員、故障檢修人員以及生產(chǎn)技術(shù)人員等要對(duì)這些信息形成廣泛的交流和共享，以此來促進(jìn)各類管理人員對(duì)設(shè)備的掌握程度，并且在其出現(xiàn)故障的情況下能以最快的速度處理掉相關(guān)問題。

五、結(jié)束語

在建立機(jī)械電氣設(shè)備的自動(dòng)化調(diào)試系統(tǒng)時(shí)一定要明確設(shè)備調(diào)試的目標(biāo)、掌握影響設(shè)備運(yùn)行的常見環(huán)境因素以及設(shè)備自身的故障因素。自動(dòng)化調(diào)試系統(tǒng)要從環(huán)境信息、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)、故障信息等方面實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)化的監(jiān)控，并且根據(jù)預(yù)先設(shè)定的程序自動(dòng)開展調(diào)試和檢修，必要時(shí)可由人工模式干預(yù)調(diào)試檢修過程。