用萬用表查修自動控制電路的方法

楊通榮

作者通聯(lián)：南車集團資陽機車有限公司 四川資陽市雁江區(qū)松濤鎮(zhèn)獅子山 641301

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由于受多種原因的影響，現(xiàn)代設(shè)備的電氣維修，在大多數(shù)地方還僅限于萬用表級的維修。筆者通過實踐和探索，總結(jié)出了一套行之有效檢修方法，現(xiàn)敘述如下。

1.用萬用表維修的方法

（1）調(diào)查研究法。通過問、看、聽、嗅、摸等手段，來檢查和判斷故障的方法。通過咨詢，在了解設(shè)備故障的大致情況下，對懷疑有故障的部位進行觀察，看有沒有引起故障的明顯的外部征兆。聽就是在對設(shè)備進行通電試驗時，注意監(jiān)聽設(shè)備各電氣元件在運行時的聲音與正常運行時有無明顯差異。在對設(shè)備進行故障檢查時，應(yīng)用嗅覺器官感知有無電氣元件發(fā)熱和燒焦的異味，有利于查找故障。在保證不引起人身和設(shè)備安全的前提下，可摸一摸電氣元件的發(fā)熱情況，以判斷電氣元件及線路的工作是否正常。

（2）邏輯分析法。是根據(jù)電氣控制原理、控制環(huán)節(jié)間的聯(lián)系及動作程序，結(jié)合故障現(xiàn)象作具體的分析和判斷，劃定設(shè)備故障范圍的方法。是用萬用表維修自動控制電路最基本也是最主要的一種方法。

（3）試驗法。在不擴大故障范圍和對人生構(gòu)成傷害的前提下，可對設(shè)備進行通電試驗。通電試驗一般可先進行點動，試驗各控制環(huán)節(jié)的動作程序，對懷疑有故障的電器元件時，也可以采用人為模擬電器動作的方法進行試驗，從而判斷被懷疑元器件是否損壞。采用試驗法檢查時，可以采用暫時切除部分電路（如主電路）的試驗方法，來檢查各控制環(huán)節(jié)的動作是否正常。

（4）隔離法。是人為地斷開某些電路，看電路故障是否消失或變化。這種方法最適合接地和短路等電路故障的查找。在電路的一些節(jié)點處斷開某些分支，即將一部分電路隔離開來，再測量電路的短路和接地電阻，一步一步地縮小故障范圍，找出故障點。

（5）替換法。是用好器件替換懷疑有故障的器件，看故障是否變化或消除。

（6）測量法。利用試電筆和萬用表對線路進行電壓和電阻等測量。在利用萬用表歐姆擋檢測電器元件及線路是否斷路或短路時必須切斷電源。同時，在測量時要特別注意是否有并聯(lián)支路或其它回路對被測量線路的影響，以防止產(chǎn)生誤判斷。

2.QW3750拋丸清理機的故障維修

QW3750拋丸清理機是用于曲軸表面氧化皮清理的大型設(shè)備，采用歐姆龍C200H型PLC控制。吊鉤自轉(zhuǎn)和行走電機分別由FR1、FR2兩臺富士變頻器驅(qū)動。整個設(shè)備還有18臺電機和若干個接觸器、繼電器、傳感器和電磁閥等。設(shè)備的自動控制系統(tǒng)由PLC統(tǒng)一管理和調(diào)動，實現(xiàn)曲軸的進料、拋丸清理和出料等全自動化工作。一次發(fā)現(xiàn)設(shè)備自動控制失靈，只能免強用手動操作。

開始維修時，首先向操作人員進行了咨詢，操作人員反映，在運行過程中，自動控制部分突然失電停機?？梢娫O(shè)備不是由于操作使用不當(dāng)和外界供電不正常所致，而是控制電路發(fā)生故障所致。對設(shè)備進行觀察，發(fā)現(xiàn)PLC的CPU單元面板上的POWER和RUN指示燈亮，而ERR和INH指示燈滅，并且所有的輸入和輸出模塊上的指示燈均不亮。POWER指示燈和RUN指示燈亮，說明PLC仍處于運行狀態(tài)，其本身沒有多大問題。而輸入、輸出模塊指示燈均不亮，最大可能是輸入、輸出模塊的電源發(fā)生了故障。

PLC輸入模塊電源是由PLC的CPU模塊上自帶的DC 24V供給。PLC輸出模塊電源為AC 220V，由控制電源的7號線供給。用萬用表測量PLC的AC 220V輸出模塊電源是正常的，測量PLC的DC 24V時，發(fā)現(xiàn)只有9V左右。估計可能是DC 24V過低導(dǎo)致PLC無輸入、輸出,從而使輸入、輸出模塊指示燈不亮，拋丸機自動控制失效。為判斷DC 24V過低的原因，故斷開DC 24V的輸出線，再用萬用表測量電源電壓。此時24V電壓恢復(fù)正常?？梢奃C 24V電源本身是正常的，是其負載發(fā)生了短路故障所致。

DC 24V電源的負載眾多，有5個PLC輸入模塊，而每個輸入模塊又有16個外圍元件。除此而外還有其他8條負載支路。要在這樣龐大的電路中逐點查找很困難，因此，采用隔離法來逐步縮小故障范圍。首先斷開PLC各輸入模塊的24V供電電源，用萬用表的R×1電阻擋測24V電源的負載電阻。發(fā)現(xiàn)其負載電阻仍然很小，短路故障依然存在。可見短路故障不在PLC各輸入模塊電路，而在其他負載電路中。又逐個斷開其他24V的負載支路，每斷開一路就測量一次24V的負載電阻。直到只有最后一條負載支路時，負載電阻都很小，可見短路故障的是最后一路負載電路。該負載電路是“吊鉤到卸件位檢測”電路。用萬用表檢查這條支路，發(fā)現(xiàn)“吊鉤到卸件位檢測”傳感器的對地電阻很小，說明傳感器已損壞而造成短路。更換后，24V負載電阻恢復(fù)到正常值。重新上電，系統(tǒng)恢復(fù)正常工作。

此故障消除后，設(shè)備正常運行了兩天，又出現(xiàn)了新的故障。設(shè)備上電正常，但一啟動PLC進行自動運行時，控制系統(tǒng)立即斷電而停機。

從拋丸機電氣原理圖看（圖1），控制電路的供電是由一個降壓變壓器將380V的交流電壓降到220V后，再由一個中間繼電器1KA控制而供給的。PLC的工作電源由L10、L20兩端子提供，可見控制電路的供電電源與PLC的運行沒有直接關(guān)系。

由于按下“自動”按鈕的瞬間，整個控制電路立即失電而停止工作，故無觀察時間，無法進行必要的測量。只能進行邏輯分析法來判斷故障。

圖1 拋丸機控制電源電路圖

由于PLC及其他的外圍元件從本質(zhì)上說是控制電源的負載。PLC啟動運行是接通了電源的負載，使控制電路的負載加重。如果說負載電路中有短路故障的話，PLC在啟動運行接通負載的瞬間，更會造成控制電源負載加重而過載?？刂齐娫词怯梢蛔儔浩鹘祲憾鴣恚鋷ж撦d能力是有限的。在控制電源發(fā)生過載短路的瞬間，就會瞬間拉低控制電源電壓，從而造成中間繼電器1KA欠壓跳閘切斷控制電路電源。由于PLC由一個CPU模塊、5個輸入模塊和4個輸出模塊所組成，再加上若干外圍電路，故障范圍很大。故采用隔離法來查找短路故障點。首先斷開PLC的4個輸出模塊供電電源上的熔斷器，再開機試驗。此時PLC工作及其上的各種指示燈顯示均正常?？梢姸搪饭收显赑LC的輸出模塊電路。為了進一步縮小故障范圍，再逐個閉合各熔斷器，且開機觀察。當(dāng)閉合第三個輸出模塊上的熔斷器時，同樣的斷電故障再次出現(xiàn)，可見短路故障就出在第三個輸出模塊和它的外圍電路上。于是把PLC第三個輸出模塊上不太重要的執(zhí)行元件取下了兩個，以減輕控制電源的負載，再開機觀察。此時PLC啟動時不再跳閘斷電，而且拋丸機能夠工作。但是拋丸機在正常拋丸后停機時，一按停止按鈕，控制電路再次失電，必須再按啟動按鈕才能再次啟動拋丸機。可見真正的短路故障點依然存在。短路故障點已縮小在PLC第三個輸出模塊電路上。此時，采用了測量法來進一步查找故障。

用萬用表R×1電阻擋，逐個測量第三個輸出模塊各輸出點對地的電阻，當(dāng)測到第8個輸出點時，其輸出電阻很小幾乎接近于零?？梢娛沁@個輸出負載出現(xiàn)了短路故障。這個負載是“出件左門開閥”，更換后，故障排除。

設(shè)備正常運行了近一個月又出現(xiàn)了新的故障。設(shè)備自動運行時，在曲軸進件差不多要到位時，突然整個系統(tǒng)又出現(xiàn)了斷電現(xiàn)象。

在故障發(fā)生以前，PLC各個指示燈的顯示及運行情況都很正常。估計PLC發(fā)生故障的可能性很小，肯定也是其外圍電路故障所致。

這次斷電和上次斷電的故障現(xiàn)象從本質(zhì)上看差不多，都是在一瞬間整個控制電路失電。只是故障發(fā)生的階段不一樣，上次是在系統(tǒng)啟動時，而這次則是在設(shè)備進件差不多要到位時。由于控制系統(tǒng)斷電也是在一瞬間發(fā)生的，來不及觀察和測量。因此也只有通過分析判斷來確定故障了。

首先咨詢操作人員，了解到設(shè)備在發(fā)生故障的那一瞬間，差不多是設(shè)備啟動各個拋頭的時候。設(shè)備在開啟拋頭之前要先關(guān)閉設(shè)備的進件和出件門，以防止拋丸飛濺而傷人。但是發(fā)現(xiàn)拋丸機在發(fā)生故障的時候，設(shè)備的門卻紋絲不動，估計可能是設(shè)備的哪個門控制閥出現(xiàn)了短路故障。因此，重點用萬用表的R×1擋去測量各個門控制閥的直流電阻，當(dāng)測到“出件左門關(guān)閥”時，其電阻值很小，可見此門控制閥已損壞。更換后，故障徹底排除。

3.結(jié)束語

在實際的生產(chǎn)過程中，使用設(shè)備的種類繁多，其控制線路和拖動控制方式各不相同，故障現(xiàn)象也不是千篇一律的，就是同一種故障現(xiàn)象，發(fā)生的部位也并不一定相同。因此要針對不同的設(shè)備不同的故障現(xiàn)象靈活地采用不同的檢修方法和手段，才能快速、及時準確地排除設(shè)備故障。