機械電氣系統設計與故障分析

鄧仁德

摘要：如今，工程建設的速度越來越快，在一些工程項目中機械電氣系統占據十分重要的地位，因此，人們也對機械電氣系統提出了更高的要求。但在實際工作過程中，由于機械電氣系統運行中經常會出現各種各樣的故障，所以針對機械電氣系統進行科學的維護和管理顯得十分重要，能夠有效提高機械電氣系統的運行效率。因此，在本文中首先簡單介紹了機械電氣系統的組成，然后對于機械電氣系統的設計要點進行了分析，最后針對常見的機械電氣系統故障，探討了幾點有效的處理措施，希望能夠進一步提升機械電氣系統運行水平。

關鍵詞：機械電氣系統;設計;故障分析

中圖分類號：TU60文獻標識碼：A文章編號：2096-6903（2021）12-0040-03

0引言

目前，自動化技術在各個行業應用的范圍越來越廣泛，也進一步拓展了機械電氣系統的應用領域，但是由于機械電氣系統其構造非常的復雜，元器件種類多種多樣，經常會受到系統自身以及外界因素的影響，導致運行過程中出現故障，進而對機械設備的正常運行產生影響。機械電氣系統是整個機械設備運行中的重要神經網絡，可以對機械設備的運行模式、制動、傳動等進行精準的控制，從而提高機械的運行效率，保證安全生產的順利進行。

1機械電氣系統的組成

從功能上講，可以將機械電氣系統地分為以下4個部分[1]：

1.1電源線路

機械設備運行過程中，常見的機械電氣系統是單限制的直流系統，這種系統主要是在電壓的基礎上對其進行劃分，例如24V、12V的機械電氣系統。此外，在運行過程中電源的啟動機、總開關都是直流電源的重要組成部分。

1.2儀表

機械電氣系統運行過程中包含各種類型的儀表，例如冷卻液溫度計、電壓表等，而這些儀表對于整個機械設備的運行具有十分重要的意義，而且每一種儀表都有著其獨特的用途。機械電氣系統實際運行過程中，需要根據工程項目的實際需求選擇不同類型的儀表，此外，由于機械設備中儀表的類型非常的復雜，除上述儀表以外，還包含車速表等高端的設備。

1.3照明系統

設置照明系統，一方面是對機械設備提供照明，由于一些生產環節需要在夜間進行，在這樣的情況下設置照明系統，就能夠保證生產工作的順利進行。另外，照明系統也具備報警的功能，機械電氣系統運行過程中一旦設備出現了故障，照明系統就會發出信號警示，將故障及時反饋給相關工作人員。在照明系統中，前后組合燈、工作燈都是非常重要的組成部分。

1.4指示器

指示器的主要作用就是對機械設備的運行起到警示和提醒的作用，一旦工作人員在實際工作中出現操作失敗或者成功，都會有指示劑來發出信號，一般會與一些儀表進行組合使用，保證工作人員的人身安全。

2機械電氣系統設計

機械設備運行過程中，機械電氣系統是保證工作人員生命安全的重要組成部分，同時也是保證安全生產順利進行的前提條件。所以，對于機械電氣系統的設計有著非常嚴格的要求。在機械電氣系統實際設計過程中，不僅要保證整個流程的安全性，還應該對設計成本進行精準的控制。具體來講，針對機械電氣系統進行設計有幾個步驟：

2.1原理圖設計

針對機械電氣系統進行設計時，其中作為基本的環節就是機械電氣系統的原理圖設計。在實際設計過程中，需要進一步加強設計細節的管控力度，特別是在原理圖設計過程中使用到的符號、標志等，這也代表著不同的線路設計以及元器件的具體使用位置。另外，工作人員也可以使用插件的方式對原理圖進行設計，也需要注意在設計過程中需要明確好各個序號的分區狀況，由于機械電氣系統正常運行過程中，會涉及到很多的電氣設備，通過序號分區的方式，就能夠有效區分出系統內的線路和電器。進行原理圖設計時，一方面需要為設計人員對整個機械電器系統的總體狀況進行把握提供便利，另外，還應該考慮到后續運行過程中維修人員區分元器件便捷性。

2.2設計成本

針對機械電氣系統進行設計時，原理圖的設計，僅僅是整個設計過程中的第一個環節，為了能夠確保設計過程更加完善，還需要對整個機械電氣系統設計的成本進行精準的計算。在實際設計過程中，首要做的就是做好總體設計的成本規劃工作，首先需要明確機械電氣系統設計的具體功能和定位。第二，根據工程項目的具體狀況以及原理圖設計的實際要求，清晰的劃分成本，并且進行仔細的計算。在保證質量的前提下，選擇更加科學合理的技術手段，對機械電氣系統的設計成本進行精準的控制，確保原理圖的設計能夠符合系統使用的基本要求，同時又能夠充分發揮資金的利用價值。針對機械電氣系統進行成本控制，也能夠進一步提升機械設備的使用性能，更好的控制運行成本。與其他的企業相比，在價格方面就會獲得更大的優勢，確保在激烈的市場競爭中企業能夠獲得更加穩定的收益，有效降低企業的運行成本[2]。

2.3元器件選型

機械電氣系統設計過程中，元器件的選擇也是非常關鍵的一個環節，工作人員需要結合原理圖設計的內容，選擇合適的元器件，另外在選擇元器件的時候也應該考慮到企業的預算成本。在工程項目中元器件的質量以及性能直接影響到機械電氣工程設計的水平。所以，相關工作人員必須對元器件的選型進行認真的審核，通過全面把控機械電氣系統設計的內容，從選型上提高各種元器件的通用性和兼容性。另外，針對于元器件進行選型時，工作人員還應該重點關注整個系統設計的總體成本，盡量選擇性價比更高的元器件，只有這樣才能夠促進企業的良性發展。完成元器件的選型工作以后，需要對各種元器件進行再次審核，保證選擇的元器件能夠符合工程建設的要求，切實提高元器件的使用效率。

3機械電氣系統中常見的故障

由于機械電氣系統相對比較復雜，在組裝過程中很有可能會出現錯誤，一旦機械電氣系統運行過程中出現故障，就會影響到整個機械設備的正常運行。通常情況下，在機械電氣系統中常見的故障有以下幾個類型。

3.1傳感器故障

機械電氣系統中傳感器是重要的組成部分之一，在實際運行過程中，各個控制系統都需要使用電信號進行控制，利用傳感器將非電信號轉變為電信號，從而對各個控制系統傳輸相應的控制信號，一旦傳感器出現故障，就會導致機械電氣系統的正常運行出現異常狀況。舉例來說，機械電氣系統中最常使用的溫度傳感器，其主要是應用在發動機的位置，對于冷卻液的溫度進行控制，一旦溫度傳感器出現故障，對于冷卻液的溫度控制能力也會進一步下降，這時就有可能會導致系統控制出現異常，進而導致發電機出現故障。主要是因為傳感器內部出現電阻失準或者短路的現象，這時就可以將傳感器取下來，對于兩端的引腳電阻進行測量，如果電阻值為0，那么就說明其內部出現了短路問題，則需要及時更換傳感器;如果測量的電阻值高低不等，就說明出現了電阻失準的問題，很有可能是由于外界因素的干擾所導致的，或者內部的熱偶點出現將斷未斷的情況。在排除了外部干擾的情況下，如果測得的電阻值仍然出現上下波動，那么就是熱偶點的問題，則需要更換熱偶點，防止故障進一步擴大，影響整個系統的正常運行。

3.2發動機冷卻液過熱

冷卻液過熱也是機械電氣系統運行過程中常見的故障之一，導致這種現象出現的主要原因包括：系統正常運行情況下，發動機過熱、冷卻液溫度傳感器短路、線束短路或者儀表故障等。一旦發現發動機冷卻液出現過熱故障，首先就需要對此進行故障檢測，找到出現這種現象的原因，最先要做的是檢查是否是由發動機因素所導致的過熱。如果是發動機的原因，那么就需要及時更換或者修理發動機;如果冷卻液溫度傳感器出現了短路故障，那么則需要拆下溫度傳感器，對其兩腳的電阻進行測量，在檢測過程中如果電阻值為0，那么就說明傳感器內部出現了短路的問題;檢測線束短路時，也需要對傳感器兩根連線之間的電阻進行測量，如果電阻值為0，那么就說明線束出現了短路的問題。

3.3報警燈閃爍

機械電氣系統運行過程中，很多位置都會設置報警燈，一旦某些部位出現異常狀況，報警燈就會不停的閃爍，為工作人員提供警示。舉例來說，機油壓力報警燈閃爍一般是由于系統的壓力開關故障、油壓過低或者線束短路所引起的。這時就需要檢查機油的壓力，如果壓力不符合標準，則需要對其進行有效的維護;如果出現線束短路的問題，那么就需要使用電阻檢測表來檢測電阻值，如果電阻值為0，那么就說明出現了線束短路的現象，需要及時更換或者維修線束。在壓力開關的位置發生警報，就需要對壓力開關進行檢測，一旦發現問題應立即進行更換。另外，充電報警燈出現閃爍的情況，很有可能就是電源的供電系統出現問題，這時就應該立即停止發電機，對機械電氣系統的發電機進行檢測。如果處于非正常的運行狀態，那么就需要對發電機進行維修;如果處于正常的運行狀態，那么就說明中間的線路出現了故障，則應該對線路故障進行有效的排除，才能夠保證機械電氣系統的運行安全。

4機械電氣系統的故障排查及維護

4.1現場觀察分析

機械電氣系統運行過程中，故障包含不同的類型和不同的表現形式，工作人員需要根據具體的故障現象進行有效分析，并且與相關操作人員進行有效的溝通和交流，準確了解故障出現前后的變化以及表現形式，同時利用觀察法對設備進行仔細地檢查，使用看、摸、聽等檢查方式，找到出現故障的范圍，從而準確判斷出現故障的具體位置。在檢測過程中，還應該對整個檢修過程進行詳細的記錄，必要的時候還可以使用錄像的方式來保存資料，為后續的維護提供便利[3]。

4.2電氣設備運行理論

機械電氣系統是由不同的功能單元所組成的，包含非常多的元器件，其種類和數量都很多，任何一個小的環節出現問題都會影響到整個系統的正常運行。為了能夠確保機械電氣系統的安全運行，就需要對不同的單元運行工況以及原理進行認真的分析，結合不同設備的具體使用功能和布局，同時也應該區別分析相關的控制線路，要求維護人員能夠熟練的掌握不同路線的運行原理以及相關方面的理論知識，這樣才能夠有效提高故障的維護效率，節約維修時間。

4.3故障排查

在機械設備電氣控制系統故障檢修排查的過程中，還應當注意以下幾項操作規范：首先，檢修人員進行檢修時，應當對整機供電電源進行關閉處理，以避免保險絲熔斷損壞、短路火災等問題;其次，檢修人員應當對導線顏色與代碼準確把控，避免錯搭導線等問題;第三，檢修人員在使用電路檢測儀表前，應當對其使用流程、使用條件以及使用規范進行準確把握，在檢修的過程中，還應當對設備電路圖進行仔細分析，以提高電路檢測儀表使用的有效性;最后，檢修人員在完成檢修工作之后，應當將各項參數準確、完整記錄，為日后檢修工作的開展提供重要數據參照。此外，檢修人員在捆扎電線束的過程中，應當避免硬折，且應當閉排導線束，以避免導線束磨損。

5結語

本文通過對機械電氣系統的設計和故障進行簡單的分析，發現機械電氣系統的構成非常的復雜，導致其出現故障的原因很多。但是，由于機械電氣系統在整個機械設備中占據十分重要的地位，所以，工作人員必須高度重視機械電氣系統的運行安全問題。在實際工作中，也應該結合機械電氣系統運行時的具體狀況以及關鍵部位進行有效的檢修和維護，及時找到故障出現的原因，并且與專家和技術人員進行有效的分析，找到切實可行的維護方案，做好檢修記錄保證機械電氣系統的正常運行，從根本上提高機械設備的運行效率。

參考文獻

[1]張昊.淺析工程機械電氣系統設計與故障分析[J].東西南北，2019（19）：164.

[2]董龍虎.機械電氣系統設計和常見故障分析的方法[J].住宅與房地產，2019（18）：267.

[3]張志輝.機械電氣系統設計和常見故障分析的方法淺析[J].山東工業技術，2019（10）：52.

DesignandFaultAnalysisofMechanicalandElectricalSystem

DENGRende

（TaiChiGroup，Chongqing408000）

Abstract：Nowadays，thespeedofengineeringconstructionisgettingfasterandfaster，themechanical

andelectricalsystemisveryimportantinsomeengineeringprojects，sopeoplealsoputforwardhigher

requirementsforthemechanicalandelectricalsystem.However，intheactualworkprocess，becausethe

mechanicalandelectricalsystemoftenappearsintheoperationofavarietyoffaults，sothescientific

maintenanceandmanagementofthemechanicalandelectricalsystemisofgreatsignificance，itcaneffectively

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Keywords：mechanicalandelectricalsystem;design;faultanalysis