劉芳

江蘇省無(wú)錫技師學(xué)院，江蘇無(wú)錫，214000

0 引言

對(duì)于自動(dòng)化設(shè)備，查清其故障原因極為重要。通常情況下，查清設(shè)備故障的原因便意味著此項(xiàng)故障便可在日后自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中排除了，由此可見(jiàn)，所應(yīng)用的自動(dòng)化設(shè)備故障診斷方法極為重要。若要確保自動(dòng)化設(shè)備在正常運(yùn)行的同時(shí)，提高自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行效率，就必須在原有的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步優(yōu)化自動(dòng)化設(shè)備排除方法。在此過(guò)程中可應(yīng)用直觀檢查法以及參數(shù)調(diào)整法等相關(guān)方法，主要針對(duì)自動(dòng)化設(shè)備的電源以及動(dòng)態(tài)性等方面進(jìn)行檢查，確定故障原因，維護(hù)設(shè)正常運(yùn)行。

1 自動(dòng)化設(shè)備故障分析

開(kāi)展自動(dòng)化設(shè)備的調(diào)查與分析是排除自動(dòng)化設(shè)備故障的第一步，同時(shí)也是最為關(guān)鍵的一步，本文認(rèn)為，在此過(guò)程中應(yīng)主要做好以下工作。

（1）相關(guān)人員在接到自動(dòng)化設(shè)備故障并要求排除的信息之時(shí)，首先務(wù)必要求自動(dòng)化設(shè)備操作者將設(shè)備維持在故障的狀態(tài)，無(wú)需做任何處理。此種方式有助于設(shè)備檢查人員準(zhǔn)確確定自動(dòng)化設(shè)備故障的原因。

（2）待檢察人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，需要從自動(dòng)化設(shè)備操作者的口中得到有關(guān)于設(shè)備出現(xiàn)故障的信息，并要求自動(dòng)化設(shè)備操作者所表達(dá)的信息具有一定的準(zhǔn)確性與完整性，如此有利于檢察人員確定設(shè)備故障的大致方向，進(jìn)而做出精準(zhǔn)的初步判斷。在此過(guò)程中，很可能存在因自動(dòng)化設(shè)備操作人員操作水平較低，而導(dǎo)致其無(wú)法準(zhǔn)確描述出自動(dòng)化設(shè)備故障的情況[1]。針對(duì)此種情況，不應(yīng)急于處理，而應(yīng)重新檢查自動(dòng)化設(shè)備的各個(gè)組件，并確保自身在檢查的過(guò)程中能夠維持故障的原有狀態(tài)，以免因在不明確故障情況下進(jìn)行處理，破壞了故障現(xiàn)場(chǎng)，反而為后續(xù)的故障維修與故障檢測(cè)工作帶來(lái)困難[2]。

（3）結(jié)合目前已知的故障情況，按照自動(dòng)化設(shè)備的故障類型進(jìn)行分類，從而準(zhǔn)確判斷自動(dòng)化設(shè)備的故障排查原則。通常情況下，自動(dòng)化設(shè)備發(fā)生故障，其設(shè)備自身都存在對(duì)應(yīng)的顯示，因此，大多數(shù)自動(dòng)化設(shè)備出現(xiàn)故障的情況，都可通過(guò)查閱說(shuō)明書(shū)進(jìn)行解決。

（4）確定自動(dòng)化設(shè)備大致的故障方向后，再?gòu)钠渲虚_(kāi)展細(xì)致的排查，從而精準(zhǔn)確定自動(dòng)化設(shè)備出現(xiàn)故障的原因。此時(shí)對(duì)于維修人員，才是真正的維修挑戰(zhàn)，不僅要求維修人員對(duì)于自動(dòng)化設(shè)備具有較高的熟悉程度，而且還要求維修人員具有豐富的維修經(jīng)驗(yàn)與扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)，以及精準(zhǔn)的判斷能力，是對(duì)維修人員的一個(gè)綜合考驗(yàn)[3]。

（5）在自動(dòng)化設(shè)備故障的排查過(guò)程中，有些故障較容易排查，且判斷故障的方式也較為簡(jiǎn)單，而有的故障判斷起來(lái)極為復(fù)雜，不僅需要維修人員提前做好一系列的排查與維修準(zhǔn)備工作（如：配備全套的維修工具、具有自動(dòng)化設(shè)備零部件的修理技能，按照排查步驟做好自動(dòng)化設(shè)備元件采購(gòu)等工作）。

2 自動(dòng)化設(shè)備常用的診斷方法

2.1 直觀檢查法與儀器檢查法

在自動(dòng)化設(shè)備故障排除的過(guò)程中，直觀檢查法是應(yīng)用次數(shù)最多的方法之一，其主要是依靠維修人員自身豐富的經(jīng)驗(yàn)與靈敏的感官進(jìn)行檢查，通常情況下，直觀檢查法主要包括以下兩點(diǎn)。

（1）詢問(wèn)。自動(dòng)化設(shè)備維修人員可仔細(xì)詢問(wèn)自動(dòng)化設(shè)備操作人員以及其他相關(guān)的現(xiàn)場(chǎng)人員，設(shè)備發(fā)生故障的情況、設(shè)備發(fā)生故障的情境以及過(guò)程、表現(xiàn)等。通常情況下直觀檢查法的詢問(wèn)步驟會(huì)伴隨整個(gè)故障排查過(guò)程，要求維修人員做到邊詢問(wèn)、邊檢修。

（2）目視。自動(dòng)化設(shè)備維修人員需要查看自動(dòng)化設(shè)備各個(gè)部分是否處于正常工作的狀態(tài)，通常情況下，要求自動(dòng)化設(shè)備維修人員著重針對(duì)自動(dòng)化設(shè)備的主軸、機(jī)械手臂等組件進(jìn)行檢查。同時(shí)，也要求自動(dòng)化設(shè)備維修人員針對(duì)溫控裝置、數(shù)控系統(tǒng)等電控裝置進(jìn)行檢查，判斷其是否存在無(wú)警報(bào)的情況[4]。另外，要求自動(dòng)化設(shè)備維修人員檢查自動(dòng)化設(shè)備的電線、電纜是否存在脫落的情況，并對(duì)各相關(guān)操作組件的位置是否處于合理的變動(dòng)范圍內(nèi)等情況進(jìn)行確認(rèn)。

儀器檢查法屬于自動(dòng)化設(shè)備故障排除過(guò)程中的常用方法，其檢查原理較為簡(jiǎn)單，主要是針對(duì)常規(guī)電工儀表的電流以及電壓進(jìn)行檢查，同時(shí)也會(huì)涉及對(duì)電工儀表各組線交織情況的檢查，以及對(duì)自動(dòng)化設(shè)備直流與脈沖信號(hào)等方面進(jìn)行策測(cè)量，尋找其中可能出現(xiàn)的故障[5]。以自動(dòng)化設(shè)備的電源情況為例，其主要是針對(duì)電路板上所設(shè)置的信號(hào)檢測(cè)點(diǎn)的測(cè)量，并通過(guò)示波器觀察檢測(cè)點(diǎn)所帶動(dòng)的信號(hào)幅度值，以此來(lái)確定自動(dòng)化程序中出現(xiàn)故障的部位以及造成部位故障的原因。

2.2 信號(hào)與警報(bào)器指示分析法以及接口狀態(tài)檢查法

信號(hào)與警報(bào)器指示分析法主要包括兩個(gè)重要組成部分，分別是硬件警報(bào)指示與軟件警報(bào)指示。

（1）硬件警報(bào)指示。在自動(dòng)化設(shè)備故障的排除過(guò)程中，硬件主要指服務(wù)于自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部的各種電子，以及電板上能夠顯示各種機(jī)械狀態(tài)的指示燈。此時(shí)自動(dòng)化設(shè)備維修人員便可針對(duì)指示燈的閃爍情況，判斷自動(dòng)化設(shè)備故障所在，并依據(jù)設(shè)備故障所對(duì)應(yīng)的相應(yīng)功能進(jìn)行說(shuō)明，如此便可精準(zhǔn)確定故障的排除方法以及維修自動(dòng)化設(shè)備正常運(yùn)行的手段[6]。

（2）軟件警報(bào)指示。自動(dòng)化設(shè)備在故障排查過(guò)程中所指的軟件，主要包括系統(tǒng)軟件以及PLC程序等，二者若在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)故障，則都會(huì)伴隨相應(yīng)的警報(bào)顯示，自動(dòng)化設(shè)備維修人員可依據(jù)警報(bào)判斷之相應(yīng)的軟件問(wèn)題，明確故障原因后加以排除。

接口狀態(tài)檢查法多被自動(dòng)化設(shè)備維修人員應(yīng)用于PLC集成之中，而自動(dòng)化設(shè)備所發(fā)生的各項(xiàng)故障之中，有些故障會(huì)造成自動(dòng)化設(shè)備接口信號(hào)錯(cuò)誤或直接導(dǎo)致相關(guān)數(shù)據(jù)丟失。但無(wú)論是哪種情況，都可通過(guò)自動(dòng)化設(shè)備的指示燈顯示出來(lái)，又因?yàn)樗械慕涌谛盘?hào)最終都會(huì)通過(guò)PLC的編程器進(jìn)行調(diào)出，因此，自動(dòng)化設(shè)備維修人員可通過(guò)指示燈以及編程器的調(diào)出信息進(jìn)行自動(dòng)化設(shè)備故障排除工作。

2.3 參數(shù)調(diào)整法與備件置換法

參數(shù)調(diào)整法實(shí)際上可以適用于大部分的自動(dòng)化設(shè)備，其原理在于運(yùn)用數(shù)控系統(tǒng)與PLC系統(tǒng)等相關(guān)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)置修改參數(shù)，以此促使自動(dòng)化設(shè)備能夠適應(yīng)各種不同的工作要求以及工作狀態(tài)。另外，應(yīng)用參數(shù)調(diào)整法對(duì)自動(dòng)化設(shè)備的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，還能夠使自動(dòng)化設(shè)備本身與其他電氣系統(tǒng)達(dá)成良好的共同運(yùn)作，屬于優(yōu)化自動(dòng)化系統(tǒng)功能的重要手段之一。因此，對(duì)于自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)作過(guò)程中的一切參數(shù)變化，相關(guān)責(zé)任人員都應(yīng)對(duì)其予以足夠重視，尤其針對(duì)自動(dòng)化設(shè)備的模擬量參數(shù)，相關(guān)責(zé)任人員必須確保參數(shù)資料的完整性，一旦發(fā)生資料丟失，則很可能造成自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)錯(cuò)誤、降低自動(dòng)化設(shè)備的性能。通常情況下，自動(dòng)化設(shè)備的長(zhǎng)期運(yùn)作，都會(huì)引起機(jī)械性能的變化，從而打破設(shè)備自身的最佳配置以及性能狀態(tài)，針對(duì)此類故障，需要維修人員重新調(diào)節(jié)自動(dòng)化設(shè)備中的一個(gè)或多個(gè)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行故障排除。

備件置換法主要應(yīng)用于自動(dòng)化設(shè)備最終的故障分析結(jié)構(gòu)全部集中在某一個(gè)電路板上之時(shí)，由于自動(dòng)化設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中導(dǎo)致電路集成度不斷擴(kuò)大，使得將故障準(zhǔn)確落實(shí)在自動(dòng)化設(shè)備的某一個(gè)軟件之中較為困難。為了能夠不影響設(shè)備的故障排除時(shí)間，維修人員可在備有相同配件的情況之下進(jìn)行備件替換，而后再開(kāi)展自動(dòng)化設(shè)備的故障檢修工作。在此過(guò)程中，需要維修人員仔細(xì)閱讀相關(guān)備件資料，明確備件的替換步驟，以免因替換方式不正確，擴(kuò)大自動(dòng)化設(shè)備的故障范圍。若在不能確定到底是哪個(gè)部件出現(xiàn)問(wèn)題，而自身又沒(méi)有可替換備件的情況之下，維修人員可嘗試將系統(tǒng)中的兩個(gè)相同或相兼容的板進(jìn)行互換，而后再開(kāi)展自動(dòng)化設(shè)備的檢查工作，此種方式屬于備件置換法中的交叉置換法，但在應(yīng)用此種方法之時(shí)，要求維修人員事先務(wù)必要考慮周全，反復(fù)檢查。

3 自動(dòng)化設(shè)備故障排除方法實(shí)踐

自動(dòng)化設(shè)備的分析過(guò)程實(shí)際上就是自動(dòng)化設(shè)備故障的排除過(guò)程，下文將舉例說(shuō)明自動(dòng)化設(shè)備的維修概要，以此為自動(dòng)化設(shè)備維修人員提供一些維修參考。

3.1 檢驗(yàn)電源，防止自動(dòng)化設(shè)備失效

電源是自動(dòng)化設(shè)備的基本動(dòng)力所在，即便設(shè)備一切正常，若電源供電不充足，則同樣會(huì)引起自動(dòng)化設(shè)備出現(xiàn)短路或工作效率下降等諸多情況，但無(wú)論是哪種情況的出現(xiàn)，都會(huì)對(duì)自動(dòng)化設(shè)備造成一定損壞。部分西方國(guó)家整體供電情況較為良好，且供電充足，相對(duì)應(yīng)的電網(wǎng)質(zhì)量高于各國(guó)平均水平，因此，部分西方國(guó)家在自動(dòng)化設(shè)備的設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)于電源以及供電方面的考慮較少。而我國(guó)相對(duì)部分西方國(guó)家卻存在著一定的供電問(wèn)題，再加上各地區(qū)供電過(guò)程中所出現(xiàn)的一系列人為因素，導(dǎo)致我國(guó)在應(yīng)用機(jī)械化設(shè)備的過(guò)程中，難以避免的會(huì)出現(xiàn)電源障礙，使得自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)受到阻礙[7]。

3.2 數(shù)字系統(tǒng)位置環(huán)發(fā)生故障或設(shè)備坐標(biāo)找不到零點(diǎn)

自動(dòng)化設(shè)備所發(fā)生的數(shù)字系統(tǒng)位置環(huán)故障主要包括兩方面。①位置環(huán)警報(bào)。造成此種現(xiàn)象的原因較多，其中包括自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部的測(cè)量元件出現(xiàn)損壞以及自動(dòng)化設(shè)備自身建立的信號(hào)接口錯(cuò)誤等。②自動(dòng)化設(shè)備的坐標(biāo)軸并未按照系統(tǒng)預(yù)設(shè)的軌道運(yùn)行，造成此種現(xiàn)象的原因主要有兩個(gè)，一是自動(dòng)化設(shè)備的坐標(biāo)軸漂移幅度過(guò)大，二是測(cè)量元件受到不同程度的損壞。此外，也包括位置環(huán)與速度環(huán)接之間的比例關(guān)系不正確等情況[8]。

自動(dòng)化設(shè)備坐標(biāo)找不到零點(diǎn)的原因較多，其中出現(xiàn)情況最多的為“零方向在遠(yuǎn)離零點(diǎn)”，同時(shí)，也可能因?yàn)樽詣?dòng)化設(shè)備的回零減速開(kāi)關(guān)出現(xiàn)短路或失靈的情況。

3.3 設(shè)備動(dòng)態(tài)性變差

自動(dòng)化設(shè)備動(dòng)態(tài)特性變差，導(dǎo)致其自身性能直線下降，甚至在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中出現(xiàn)不規(guī)律變動(dòng)。針對(duì)此種情況，很有可能是因?yàn)樽詣?dòng)化設(shè)備各個(gè)組件之間的空隙較大，而導(dǎo)致自動(dòng)化設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中發(fā)生零件位移，或因?yàn)樽詣?dòng)化設(shè)備自身零件嚴(yán)重磨損造成的。同時(shí)，并不排除因保養(yǎng)失誤而造成自動(dòng)化設(shè)備動(dòng)態(tài)性變差的情況。以設(shè)備涂潤(rùn)滑油為例，若設(shè)備兩次涂潤(rùn)滑油的時(shí)間間隔已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出設(shè)備保養(yǎng)要求的相關(guān)期限，則便會(huì)出現(xiàn)此種情況[9]。

3.4 偶發(fā)性停機(jī)故障

能夠造成自動(dòng)化設(shè)備偶發(fā)性停機(jī)的情況并不多，通常情況下包括以下兩點(diǎn)。

（1）自動(dòng)化設(shè)備內(nèi)部各個(gè)軟件中的設(shè)計(jì)問(wèn)題。因軟件在設(shè)計(jì)過(guò)程中，未考慮到某些特定的操作與各項(xiàng)功能的契合度而導(dǎo)致自動(dòng)化設(shè)備出現(xiàn)偶發(fā)性停機(jī)的故障。通常情況下，針對(duì)此種情況，只需要斷電，而后再接上自動(dòng)化設(shè)備的電源便可消除。

（2）由自然環(huán)境條件所引起的自動(dòng)化設(shè)備偶發(fā)性停機(jī)故障。若自動(dòng)化設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間處于潮濕或溫度過(guò)高的情況之下，很有可能會(huì)造成設(shè)備偶發(fā)性停機(jī)故障。但由于受到自然環(huán)境的影響，此種因素往往被人們所忽視。針對(duì)此種情況，目前并不存在完善的優(yōu)化策略，只能過(guò)通過(guò)人為改善自動(dòng)化設(shè)備所處環(huán)境，定期保養(yǎng)，防止偶發(fā)性停機(jī)故障的發(fā)生。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，自動(dòng)化設(shè)備的故障排除是維護(hù)自動(dòng)化設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵所在。要求自動(dòng)化設(shè)備維修人員在開(kāi)展相關(guān)設(shè)備故障分析與排除的過(guò)程中，應(yīng)有一定耐心，同時(shí)要求自動(dòng)化設(shè)備維修人員自身應(yīng)有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)與較高的排除能力，以及一定的自動(dòng)化設(shè)備故障排除經(jīng)驗(yàn)。另外，在自動(dòng)化設(shè)備故障的排除過(guò)程中，可能出現(xiàn)多種突發(fā)情況，需要維修人員在正式開(kāi)展設(shè)備檢查之時(shí)，做好各項(xiàng)準(zhǔn)備，并告知設(shè)備操作人員正確的操作方式，以及發(fā)生故障應(yīng)該如何保持設(shè)備故障現(xiàn)狀等相關(guān)信息，如此才能夠更好地維護(hù)自動(dòng)化設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。