某大型装备执行机构故障排查启示

陆晓

（中国船舶重工集团公司第七一三研究所，河南 郑州 450015）

电磁阀是利用电磁力做功的工业控制器件，是现代工业控制系统中，普遍使用的用来控制流体的自动化基础执行器件。主要控制介质的流量、流向、速度等参数。通过控制电磁阀内电磁线圈电流的导通、断开，就可以控制阀芯的动作，从而实现预期的动作。一般的电磁阀按照动作原理分为：直动式、分步直动式和先导式等；按照阀体结构分有：膜片结构型和活塞结构型；按照使用功能分有：气体电磁阀、液体电磁阀、高压电磁阀、空调电磁阀、防爆电磁阀、低温电磁阀等。电磁阀在选型时，主要遵循安全可靠、经济适用的原则。根据设计的管道参数、流体参数、压力参数、动作方式、特殊需求等具体参数进行选择。

电磁阀电气参数与电源的选择，要注意这几点：（1）根据供电方式不同，选择用交流电磁阀，还是直流电磁阀。（2）尽可能选择电压为AC220V，DC24V 规格的常用电磁阀。（3）电源容量选择要留有足够的余量。（4）电源电压波动范围，应能满足电磁阀的工作要求：①交流：+10%，-15%；②直流：±10%.如果，电源不能保证电磁阀正常稳定工作，应采取稳压措施。

电磁阀常见故障原因及排除：

1 泄漏

（1）电磁阀阀体的密封件损坏（更换密封件）；（2）电磁阀阀体连接件松动（拧紧松动处的螺丝）。

2 电磁阀通电时，有异常噪音

（1）电磁阀阀体连接件间松动（拧紧固定螺丝）；（2）电源电压波动范围过大（增加稳压设施）；（3）电源电压过低（检查电源或者增加稳压设备）；（4）电磁阀阀体铁芯有杂质或者变形（清洗或更换）。

3 电磁阀通电后，不动作

（1）电磁阀导线接触不良，或者电连接器松动（重新接线或重新插牢电连接器）；（2）电磁阀电源断线（重新接线）；（3）供电电压过低，远远低于其正常工作电压，无法启动（增加稳压设备）；（4）电磁线圈脱焊（按电气焊接工艺要求重新焊接）；（5）电磁线圈短路（排除造成短路原因后，更换）；（6）电磁线圈烧断（排除造成烧断原因后，更换）；（7）电磁阀的额定电压与电源电压不符合（更换适合的电磁阀）；（8）电磁阀阀芯卡死（拆开清洗或更换）；（9）电磁阀型号不符合介质要求（按介质要求选选择电磁阀型号，更换）。

4 电磁阀不能关闭

（1）电磁阀阀芯密封件损坏（更换密封件）；（2）电磁阀阀芯被杂质卡住（拆开清洗）；（3）电磁阀阀芯复位弹簧变形或折断（更换新的复位弹簧）；（4）电磁阀阀体内孔堵塞（拆开清洗）。熟悉电磁阀的原理、常见故障原因及排除方法，对处理电磁阀故障意义重大。 现场仔细观察问题阀组，电磁方面是由两个电气参数相同的电磁线圈组成。通过控制线圈得电和失电，实现预先设计的动作。两个线圈的工作状态，分别由两个与之对应的指示灯显示。

结合实物和简单的资料分析，得出信息有：（1）问题电磁阀组的动作指令，由控制柜内控制器集中控制。（2）控制柜内只有3 根导线与该阀组的动作有关。（3）以上这3根导线，由控制柜上电连接器的电缆引出，经过中间控制箱转接到该电磁阀。

打开控制柜，内部接线柱均能看到，找到相应的接线柱。在确认现场安全情况下，接通控制柜电源。操作控制柜上面板键盘，发出相应指令，观察执行机构的动作及反馈是否符合设计要求。确认故障现象。

第一步，发出指令‘a’后，控制柜监控显示器上，显示‘a’指令图标闪烁，说明‘a’指令已经发出。观察该电磁阀没有任何动作响应，‘a’指示灯点亮，‘b’指示灯不亮。

第二步，发出指令‘b’后，控制柜监控显示器上，显示‘b’指令图标闪烁，说明‘b’指令已经发出。观察该电磁阀组没有任何动作响应，指示灯‘a’‘b’均不亮。

故障复现完毕。断开控制柜电源！（确保人身安全！）将万用表调至电阻档，分别测量控制该电磁阀3 根导线的接线柱。测量数据为203Ω、219Ω、15.8Ω。其中一组阻值很小，判断是电磁线圈局部烧坏短路。再次了解现场情况，有没有听到异响？或者闻到类似烧橡胶的气味？经过确认都没有。“难道是我判断错了？”

决定拆开电磁阀组看看。首先拆开接线盒，直观检查：①导线均为白颜色，并且没有线号；②有两个端子是用专用短接片连接；③其中一根导线接在非工作端子上；④分别测量工作端子电阻：15.8Ω、15.8Ω、31.6Ω。根据①③分析确定，该电磁阀组有可能被拆卸过。又一次了解情况，得到证实。确实是因为其他原因，换了个新的电磁阀组。没有如实告知。该阀组是新的。此刻故障原因已经确定：是在更换新电磁阀阀组的过程中，没有按照正确方法操作，导致线号丢失，并造成接线错误。是人为故障。既然故障原因找到了，排除就不是太难了。

首先，将接错位置的导线，重新接到正常位置。然后再次测量控制柜内的相应接线端子电阻：31.6Ω、15.8Ω、15.8Ω，电阻值正常。可以通电试机。

确认现场安全，无异常。接通控制柜电源，再次试机。①发出‘a’指令，监控显示器显示正常，电磁阀组上‘a’指示灯点亮，但是电磁阀组无任何动作反馈；②发出‘b’指令，监控显示器显示正常，电磁阀组上，‘a’‘b’两个指示灯同时点亮，但是电磁阀组没有任何动作响应。奇怪，为什么会发生两个指示灯同时亮？

试机结论：①指示灯亮，说明线路基本正常；②既然指示灯亮，电磁阀反而没有动作，应该是接线顺序有问题。没有线号，不能确定具体是哪根导线接错位置了。为了节省时间，采取“直接断电调线、上电试机”的方法。经过两次调线，试机后，指示灯点亮正常，电磁阀组动作正常，反馈正常。完全符合设计要求。问题终于得到解决。

事后分析这次故障排查过程，总结有几点：①在排查故障前，要尽可能地熟悉图纸；②现场情况问的越详细，对解决问题越有帮助；③两个指示灯同时点亮原因是，公共点接错位，使得两个电磁线圈串联。指示灯在启动电流很小的情况下，被点亮。例如LED 指示灯在3V、20mA 的工况下，就能正常工作。有些LED 甚至在更低的电压、电流工况下，也能被点亮。差别只是亮度不一样，白天不易察觉。④该故障是，完全可以避免的人为故障。

其实，在我们平时的工作中，也经常会发生一些类似的人为故障。那么，我们平时如何才能减少或者避免，因为拆卸更换电动部件，而造成的人为故障呢？当然了，最简单的方法，就是请专业人员来完成拆卸、更换、安装、接线的工作。

当遇到这种急需要更换电动部件时，无论你本身是不是专业人员，只要能够严格地按照以下几步正确操作，完全可以避免，因拆卸更换电动部件，所造成的人为故障。

在动手拆卸之前，先准备好工作记录本、笔、粘胶带、拆卸工具等。

第一步，断电！断电！断电！（重要的事情讲三遍）这一步非常重要。

第二步，拆开电气接线盒。

第三步，记录接线盒内的接线情况，或者绘制简单的接线图。主要记录导线的线号、颜色以及导线对应接线端子的位置、进出线的位置。要求：简单、完整、详细、容易看懂。

第四步，将导线从接线端子上依次拆下。

第五步，将导线端头回折。

第六步，用粘胶带将拆下的导线，从头开始包成一把完整的线束。

第七步，在粘胶带上写明所拆器件的名称或者电缆号。

第八步，松开固定电缆的填料函。

第九步，抽出已处理好导线头的电缆。

第十步，将抽出来的电缆，就近找个不碍事的地方固定住。

第十一步，最后，妥善保管好工作记录本。

我们在需要拆卸或者更换电气部件时侯，认认真真地按照以上步骤去操作，可以杜绝这种由于人为因素造成的故障发生。