從一個(gè)案例看機(jī)電一體化設(shè)備的維修特點(diǎn)

馮偉強(qiáng)

﹙廣西醫(yī)科大學(xué)一附院 設(shè)備科，南寧530021﹚

機(jī)電一體化設(shè)備一般由機(jī)械主體、傳感器及檢測、計(jì)算機(jī)及信息處理、執(zhí)行器四個(gè)部分組成。我院供應(yīng)室使用的日本櫻花MU-5030D清洗機(jī)屬于機(jī)電一體化設(shè)備。其機(jī)械本體為機(jī)箱(包括箱體、電動(dòng)門、旋轉(zhuǎn)臂、載物架、電熱器、超聲換能器、蒸汽加熱管等)，還有進(jìn)水、排水管道，進(jìn)空氣、排空氣管道，進(jìn)汽、排汽管道，電動(dòng)門機(jī)構(gòu)，壓縮空氣源及氣動(dòng)門密封機(jī)構(gòu)，洗滌劑管道，等等。傳感器有水位傳感器(壓力傳感器)、溫度傳感器、光電開關(guān)等。執(zhí)行器有循環(huán)泵、變頻器及鼓風(fēng)機(jī)和各種管道上的泵、電動(dòng)閥、電磁閥，還有有關(guān)電路上的接觸器、繼電器等。控制計(jì)算機(jī)為一臺(tái)PLC，觸摸屏是其上位機(jī)。機(jī)械本體的工作過程，就是經(jīng)歷若干個(gè)進(jìn)水、噴淋清洗、排水工序循環(huán)(有時(shí)中間增加一個(gè)進(jìn)水、超聲清洗、排水工序)，最后以熱空氣干燥器械。

對于該型號(hào)的設(shè)備，我們處理過這么一例故障。在一段時(shí)間里，有一臺(tái)機(jī)工作中有時(shí)出現(xiàn)“排水異?！眻?bào)警，然后不再繼續(xù)執(zhí)行工作程序。清洗槽里確實(shí)還有相當(dāng)?shù)乃疀]有排出，甚至有時(shí)候誤操作用手動(dòng)執(zhí)行解除門密封時(shí)還有水往門外潑出來。按照報(bào)警提示檢查排水系統(tǒng)，但很多時(shí)間和精力，手動(dòng)進(jìn)水、排水的辦法也試過，卻也沒有找出原因。沒法子只好將就著使用設(shè)備，只是出現(xiàn)故障時(shí)以手動(dòng)方式處理后再試一下機(jī)即可。后來，在一次觀察中才發(fā)現(xiàn)，原來是進(jìn)水電動(dòng)閥多少有點(diǎn)關(guān)不嚴(yán)實(shí)，以致設(shè)備在進(jìn)水工步停止后槽里還有進(jìn)水！這樣一來，設(shè)備就有可能帶著問題進(jìn)入到清洗工步，導(dǎo)致在稍后的排水工步中在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)沒有排完水，故而出現(xiàn)“排水異?！眻?bào)警。更換了電動(dòng)閥，這個(gè)故障再?zèng)]有出現(xiàn)過。

計(jì)算機(jī)使用半導(dǎo)體集成電路作為定時(shí)器進(jìn)行限時(shí)控制。通過提供多個(gè)定時(shí)器，對定時(shí)指令進(jìn)行設(shè)定，調(diào)用或改動(dòng)十分方便。由于程序設(shè)計(jì)，設(shè)備在工作循環(huán)中各工步運(yùn)行都有一定的規(guī)定時(shí)間，如果某一個(gè)工步的運(yùn)行超過這個(gè)時(shí)間，工作循環(huán)將無法轉(zhuǎn)入下一個(gè)工步，設(shè)備就不可能正常工作。即在要檢測的工步動(dòng)作開始的同時(shí)，啟動(dòng)一個(gè)定時(shí)器。定時(shí)器的時(shí)間設(shè)定值比正常情況下該動(dòng)作需要持續(xù)的時(shí)間長25%左右，或者該動(dòng)作實(shí)際結(jié)束時(shí)刻之后有一小段間歇時(shí)間，而當(dāng)某一工步動(dòng)作時(shí)間超過規(guī)定時(shí)間并達(dá)到對應(yīng)的定時(shí)器設(shè)置時(shí)間，還未轉(zhuǎn)入下一個(gè)工步時(shí)，定時(shí)器發(fā)出故障信號(hào)，停止正常工作程序，啟動(dòng)故障報(bào)警和故障顯示程序。這就是所謂“超節(jié)拍保護(hù)”。

在本文案例中，被檢測的工步是排水工步。槽里的水位，在進(jìn)水電動(dòng)閥正常動(dòng)作情況下，在排水工步結(jié)束后，應(yīng)低于水位傳感器的下限；但如果進(jìn)水電動(dòng)閥在進(jìn)水工步結(jié)束之后存在內(nèi)漏，則槽里的水位，在排水工步運(yùn)行的規(guī)定時(shí)間之后，應(yīng)高于水位傳感器下限。此時(shí)，計(jì)算機(jī)測控系統(tǒng)即進(jìn)行“超節(jié)拍保護(hù)”。

機(jī)電一體化系統(tǒng)具有故障轉(zhuǎn)移性的特點(diǎn)，或者說，機(jī)電一體化設(shè)備故障具有轉(zhuǎn)移性。產(chǎn)生這種轉(zhuǎn)移性的根本原因在于，一方面設(shè)備都有自診斷功能，另一方面由于故障多，產(chǎn)生原因復(fù)雜，功能再強(qiáng)的故障診斷系統(tǒng)也不可能將所有的狀態(tài)、條件都監(jiān)測到，更不可能將所有故障原因都準(zhǔn)確定位于具體的零部件或元器件上。有一些故障的報(bào)警只表示故障的一種結(jié)果，并沒有指出故障原因，所幸它們或多或少還是給出了尋找故障點(diǎn)的大方向，或者故障排查的大范圍。這時(shí)，需要根據(jù)故障報(bào)警信息、故障現(xiàn)象和設(shè)備工作原理來檢查故障，自然還要注意運(yùn)用觀察法、代換法等屢試不爽的傳統(tǒng)維修方法。事后回想起來，當(dāng)初是應(yīng)該根據(jù)有水往門外潑出來這一現(xiàn)象、故障轉(zhuǎn)移性、設(shè)備工作原理，對進(jìn)水系統(tǒng)作進(jìn)一步檢查，這么做也許更成熟些。

[參考文獻(xiàn)]

[1]劉美俊.PLC控制系統(tǒng)故障檢測與顯示〔J〕.低壓電器，2002No4：32-33.