電氣自動化設備故障的預防及檢修方法

吳洋 (中海油能源發展裝備技術有限公司，天津 300452)

1 電氣自動化的概念及優勢

1.1 電氣自動化的概念

作為一種新型的電子裝置，電氣自動化系統能夠模擬人的操作自動控制電氣系統。當前計算機技術、控制技術、智能技術等都是電氣系統中常用的技術。電氣自動化設備的主要功能包括四點，分別為設備監控、自動控制、系統檢測以及設備運行。在實際應用電氣設備中，設備能夠適用自動化技術完成所有數據的整理分析，并且根據處理結果準確地判定并控制運行系統。電氣自動化裝置能夠預警并準確地判斷系統中潛在的風險，進而避免發生安全事故。

1.2 電氣自動化的優勢

作為一種先進的控制方式，電氣自動化實現了對系統、設備的自動化操作，比如在化工系統中能夠系統化完成各項管理。電氣自動化技術在具體實踐中有著十分明顯的優越性，比如可以實時跟蹤，可以對整個系統的運行情況進行監控和管理，能夠保證系統運行的穩定、安全。自動化設備中的自動化技術可以實現對數據信息的整理分析，進而控制判定各個程序[1]。在現代科學技術不斷更新的背景下，無人作業已經在很多行業中實現。

1.3 電氣自動化控制設備維修技術

當前很多企業在實際生產中都開始使用電氣自動化控制系統，自動化控制技術的推廣應用有助于提高企業生產效率和生產安全性，有助于推動企業發展。在具體生產經營中，企業為了保證自身利益，需要定期排查設備故障，耗費大量的時間和精力進行系統檢修，如果在生產過程中出現設備故障，會嚴重威脅正常生產活動。此時，自動化故障診斷技術的應用可以及時發現設備問題，并提示檢修人員及時處理。當前模擬測試技術、現場測試技術、自動化診斷技術是電氣自動化故障診斷常見的三大技術類型，這三種方法的應用范圍、優缺點存在一定差異，檢修維護人員應根據實際情況合理選擇故障診斷方法，從而將故障排查效率提高。

1.4 電氣設備檢修的現狀

當前很多電氣自動化設備在實際運行中都存在一些不同程度的問題，有著較為頻繁的臨時性維修，維修人員以維修預案為基礎進行設備維護保養，但是很多時候沒有達到下一次維修期時設備就已經出現故障，導致不得不將大修時間提前。有的企業存在維護過剩的情況，維修人員不僅僅做好既有機械設備的保養，還要對正常操作的機械設備進行維修養護，這耗費了大量的人力、物力，導致機械設備使用效率不高。有的機械設備曾經發生過明顯的故障問題，不過受到既定維護計劃的影響，不得不繼續“帶病工作”，這大大增加了機械設備故障發生概率，很容易在生產運行中出現嚴重的問題。當前很多先進的檢測儀器設備應用于電氣自動化設備檢測與保養中，但是依然難以保證設備持續穩定地運行[2]。如果電氣自動化設備出現重大故障，可能造成嚴重的損失，比如：化工生產企業生產中出現故障，不但可能導致生產工藝中斷，浪費大量的化工材料，影響化工產品質量，還可能引發重大安全事故。通過對以往電氣自動化設備故障進行分析可知，當前常見四類故障主要為熱、電氣、環境、機械因子等。

1.5 電氣自動化設備故障影響因素

1.5.1 工作環境影響、操作維護不當

電子產品和自動化設備在人們的生產生活中應用范圍、使用頻率不斷增大，這對于電子產品快速發展有著很大的推動作用，但是同時電氣自動化設備功能的增多也增加了其故障維修難度，對技術人員有著越來越高的要求。電氣自動化設備較為特殊，有著十分復雜的內部結構，有眾多種類，維修人員想要提高維修保養效率，就要加強積累工作經驗，積極學習先進的檢修技術。

1.5.2 設備元器件質量不合格

在使用電氣自動化控制裝置中，器件質量、操作等方面都可能引發不同類型的問題，這不利于生產活動的高效進行，還會降低電氣生產效率，威脅企業經濟效益。通過分析以往電氣設備故障可知，設備元器件質量不合格是常見的一種引發故障的因素，這和設備生產質量控制不嚴格、采購管理缺失有著一定的關系[3]。電氣自動化設備往往有著較高的精度、眾多的元件，如果沒有有效控制，那么很容易出現安全隱患，設備一旦出現故障失效，那么技術人員需要結合自身的工作經驗檢測設備，并及時更換，方可降低故障風險，節約生產成本。

1.5.3 儀表裝置應用科學性欠佳

只有專業的技術人員才能熟練、正確地安裝一起設備，只有他們專業知識充足、經驗豐富，才能做好儀器設備的管理。當前很多技術人員缺乏充分的技術能力，在還沒有操作熟練的情況下上崗，導致在具體實踐中由于專業性不足無法充分做好電氣自動化設備的保養和維護，為設備安全穩定地運行埋下了一定的隱患。

2 電氣自動化控制設備的故障原因

組成電氣設備自動控制裝置系統的主要內容包括計算機技術、無線傳感器技術、計算機網絡信息技術等，尤其是現代智能技術的應用，可以高度智能管理設備，將電氣自動化控制裝置中的故障因素及時確定并排除。通過對以往電氣自動化設備故障進行分析總結可知，當前電氣自動化設備中常見的故障包括系統故障、硬件故障、人為操作引發的故障等[4]。

2.1 系統故障

電氣自動化設備存在很多引發系統故障的因素。首先，在設備出廠時可能存在系統故障，比如：編程錯誤、系統漏洞等。這和生產制作、裝備等有著一定的關系。同時，有的電氣自動化設備的系統操作中，可能發生難以人為控制設備各種動作、機器無法保證系統正常運行等問題，這也是常見的系統故障。此外，工程技術人員難以在自動監控裝置購置和安裝時對其正常運行額定電流、電壓有全面的掌握，導致難以全面地對各種設備進行監控，造成電氣自動化設備管理水平降低。

2.2 硬件故障

組成電氣設備的零部件較多，電氣系統運行中所用的設備設施、輔助硬件等較多，如果在實際應用中出現硬件故障，需要耗費較大的精力進行處理。電氣自動化設備往往需要占用一定的安裝空間，尤其是工業生產中，受到生產空間復雜性、溫濕度等多方面因素的影響，可能造成電氣自動化設備的各種零部件發生問題，比如：溫度過高的環境下電氣設備中部分橡膠材料的零部件容易老化、潮濕的環境中電氣設備容易發生腐蝕等問題。為此，相關工作者應高度重視零部件損傷程度的控制。在化工自動化控制裝置操作中，根據持續時間不同可以將硬件部分產品故障劃分為三種類型，分別為早期故障、偶爾故障和機械損耗。無論出現何種故障，都需要及時匯報給有關設備維護主管部門，定期組織檢查維護工作，以免出現故障問題擴大的情況，應加大防控力度，確保自動化電氣設備能夠得到長期的應用。

2.3 人為原因

電氣自動化設備運行中，除了機械自身故障，還會受到人為因素的影響而出現設備故障。有的操作工人專業水平不足，難以熟練地操作電氣設備，或者在設備出現故障時無法及時處理故障，導致設備難以使用。電氣自動化設備往往需要定期更新，其內部有著十分復雜的系統，如果操作人員沒有規范操作，思想態度麻痹大意，沒有及時進行系統的更新優化，很容易在設備運行中出現故障。當前人為因素造成的設備故障十分常見，可見，需要提高操作人員、維護人員的責任心和專業性。

3 電氣自動化控制設備故障的預防

3.1 做好設備分級維護管理

電氣自動化設備類型較多，種類不同，在實際應用中無論是設計原理、結構特點還是應用情況差別都很大，不同類型的設備所用的維護方式也存在很大差別，檢修人員在設備運行中應當加強了解設備運行的基本原理，根據實際情況做好不同層級的劃分，同時根據設備運行要求和外部使用條件進行調整，從而提高電氣設備的運行效率，延長其使用壽命，提高其綜合使用價值。此外，相關工作者還要科學地預估分析設備運行條件、不同環境下設備使用要求，盡可能地為其創造優良的運行環境，在保證其運行安全的同時將其使用壽命延長，進而節約企業設備成本，提高企業經濟效益。檢修人員在分級維護管理中，應秉持高度負責的態度，根據檢修人員的工作水平、職業技能等采取分級管理的方式。對于一些有著較高檢修技術水平的人員，應當重點維護一些難度較大的設備，通過這種方式可以優化配置人力資源，發揮員工的價值。

3.2 在不同階段加強設備維護管理

自動化設備出現故障的頻率和運行階段的關系密切，檢修人員在檢修、維護時應當高度關注這一關系，做好重點運行階段的檢修工作。比如：在設備運行初期，檢修人員需要結合設備特點密切關注其運行情況，及時對設備運行規律有所掌握，避免發生操作方面的故障。設備進入到穩定運行階段后，監測人員應長期監測設備的運行狀態，針對性地指導操作人員操作，告知其設備運行特點，同時在日常管理中充分做好抗震、抗電磁干擾、設備散熱等工作。如果設備有著較長的運行時間，那么檢修人員應重點檢查并維護關鍵零部件，同時對操作規范性提高重視，如果規范性不足，及時更正其操作方式，以免設備由于操作不當出現故障問題[5]。

3.3 采取科學的故障預防措施

在監測和維護自動化設備過程中應堅持科學性原則，優先選用先進的監測儀器，從而將檢測的準確性進一步提升。設備故障的預防是一項長期的工作，對檢修人員的耐心有著較高的要求。為了保證故障預防的科學有效，同時避免發生遺漏，企業應科學地制定設備檢測計劃，明確檢修時間、檢修內容等，確保檢修人員可以規范地落實各項任務。同時，應加強優化并調整設備運行過程，不斷完善設備故障預防機制。此外，企業還要定期組織檢修人員培訓，將檢修隊伍的工作專業性、工作責任心等全面提升，確保各個工作人員能夠貫徹落實自身責任，減少相互推諉等問題的出現，確保可以及時解決故障問題。

3.4 加強運行環境管理

自動化設備處于較為復雜的環境中，如果運行環境和設備運行要求不符合，很容易出現設備故障，影響設備運行狀態以及使用壽命。計算機是電氣自動化設備運行的基礎，系統長期運行中會受到環境較大的干擾，如果溫度、濕度等一項因素不合理，那么很可能出現系統無法正常運轉的情況。為此，應加大環境的管控。可以在設備環境中安裝空調，進行溫濕度的調整，同時自動化設備不適合在潮濕的環境中，應適當降低環境濕度，同時還要做好接地安裝，避免雷電、靜電等威脅設備安全。此外，還可以安裝不間斷電源設備、電源穩壓等設備，進一步提高電氣設備運行可靠性[6]。

3.5 科學使用儀器儀表

儀器儀表在電氣自動化設備檢測中發揮著重要作用，通過合理應用萬能表、兆歐表等檢測儀器儀表可以提高設備檢修效率，比如：檢修人員利用兆歐表檢測絕緣電阻，對電路、繞組等進行重點檢測，有著較高的檢測精確度和檢測效率，在電氣自動化設備檢修中得到了較為廣泛的應用。電氣自動化設備檢測中應用較為廣泛且頻繁的為萬能表，萬能表可以用于電動機、電路、接觸觸頭等不同部位的檢測，能夠在三相電壓中進行檢測，有著十分廣泛的應用范圍。

3.6 合理選擇零部件

零部件的選擇是否合理直接關系著電氣自動化設備的運行可靠性，在電氣設備運行中，可以根據設備的特點進行零部件的選擇，以免出現故障。但是在選擇零部件過程中，工作人員應按照三個標準選擇零部件，分別為實用性、適用性和嚴控應用參數。工作人員嚴格檢查零部件的各項參數，在確認參數無誤后方可在自動化設備中應用，其他兩項標準可以保證充分發揮設備功能，將零部件質量應用效果提升，以免出現設備故障[7]。

3.7 提高故障范圍的檢查質量

檢修人員應充分掌握不同類型故障的特點，一旦發生電氣自動化設備故障，就要進行檢查，對傳感器位置、流量、液壓電路連接情況等各個方面的細節進行系統性的檢查。工作人員可以借助壓力表、紅外檢測技術等多種先進的檢測設備、檢測技術進行電氣自動化設備的檢驗，細致地分析電阻、電流、電壓、元器件等是否處于正常狀態，并對其運行情況進行動態分析，準確判斷故障位置和類型。檢修人員在確定故障的位置后，還要分析其原因，進而針對性地完成故障的處理，確保符合操作規程。比如：技術人員在處理無時限快速斷電保護問題時，為了降低事故停電產生的威脅可以用分支開關和分段開關優化處理線路，提高電氣設備運行安全性。

4 電氣自動化控制設備故障檢修技術的應用

4.1 快速確定故障范圍

在電氣自動化控制設備故障檢修中首先要將故障的根本原因確定，之后才能快速解決故障。通常在故障分析階段，需要對設備運行原理、內部構造等進行分析，從而將故障的大概范圍確定[8]。檢修技術人員先將電機和電路故障排查，然后應用逆向檢查法對電路中開關、熱元件、觸頭等進行細致地檢查，根據主電路運行原理、控制電路進行更加細致全面地檢修，將故障范圍確定后及時組織故障處理。

4.2 采取分級檢修方法

電氣自動化設備中的零部件較多，有著十分復雜的結構，加上目前電氣自動化設備類型在不斷增多，各個設備編程系統通常較為獨特，設備運行環境差異性明顯，導致設備故障檢測難度大大增加。在電氣自動化設備故障檢修中，可以采用分級檢修法，檢修人員在對設備運行原理進行了解后按照等級劃分常見故障。比如：溫濕度故障問題、工作人員操作故障問題，將故障級別確定后，針對性地采取故障檢修方法，將設備故障檢修效率提高。

4.3 檢修初期確定技術參數

電氣自動化設備的檢修初期，檢修人員首先要將其內部結構和基本參數確定。比如在檢修電動機的熱元件、主開關和熔斷器等零部件中先按照逆時針方向檢測，將設備故障精準確定。之后檢修人員進行電控懸架的合理調整，將執行元件調節到最佳的位置，平衡負載。在檢修設備指示燈運行狀態時，應準確判斷開關位置。檢修人員通過對歷史維修記錄進行查看，對引發故障的原因進行分析。

檢修人員在設備發生故障后還可以借助實驗室組織模擬，將正在運行的設備狀態參數精確地記錄下來，與已儲存運行參數進行對比分析，從而判斷故障情況。該方法在設備異常情況確定、故障具體位置確定方面發揮著重要作用。該方法即為設備故障檢修常用的實驗法，有著較為簡便的檢修操作方式和較為準確的精度，但是需要較高的成本，通常不會采用此種方法。同時，為了將設備故障檢修的經濟性提高，需要定期組織檢修活動，對電氣自動化設備故障進行排查，及時發現并處理故障。在故障設備確定后，將電源切斷，檢修人員在停電狀態下對零部件磨損程度、運行指標、預定界限偏差等進行檢查。比如：在檢修發電機電壓時，可以按照規范中的技術參數進行判斷，將電壓調整范圍確定。檢修期間應及時恢復全部設置，確保其達到初始狀態[9]。工作人員還可以利用現代化檢修技術對設備的電壓、電路、所有元件的運行狀態進行檢查，檢修人員對設備元件聲響進行觀察，如果出現活動應客觀判斷潛在的故障，將故障點和原因確定，做好維修調整策略的制定，保證設備盡快恢復運行。

5 結語

為了更好地檢修維護電氣自動化控制系統，相關工作者應動態調整各個程序設備，快速確定故障范圍、采取分級檢修方法、確定技術參數等，盡量在最短的時間內恢復設備運行，同時注意檢修安全，避免發生觸電等安全事故，確保電氣自動化設備實現安、穩、長、滿、優運行狀態。