电气自动化设备故障的预防及检修方法

吴洋 (中海油能源发展装备技术有限公司，天津 300452)

1 电气自动化的概念及优势

1.1 电气自动化的概念

作为一种新型的电子装置，电气自动化系统能够模拟人的操作自动控制电气系统。当前计算机技术、控制技术、智能技术等都是电气系统中常用的技术。电气自动化设备的主要功能包括四点，分别为设备监控、自动控制、系统检测以及设备运行。在实际应用电气设备中，设备能够适用自动化技术完成所有数据的整理分析，并且根据处理结果准确地判定并控制运行系统。电气自动化装置能够预警并准确地判断系统中潜在的风险，进而避免发生安全事故。

1.2 电气自动化的优势

作为一种先进的控制方式，电气自动化实现了对系统、设备的自动化操作，比如在化工系统中能够系统化完成各项管理。电气自动化技术在具体实践中有着十分明显的优越性，比如可以实时跟踪，可以对整个系统的运行情况进行监控和管理，能够保证系统运行的稳定、安全。自动化设备中的自动化技术可以实现对数据信息的整理分析，进而控制判定各个程序[1]。在现代科学技术不断更新的背景下，无人作业已经在很多行业中实现。

1.3 电气自动化控制设备维修技术

当前很多企业在实际生产中都开始使用电气自动化控制系统，自动化控制技术的推广应用有助于提高企业生产效率和生产安全性，有助于推动企业发展。在具体生产经营中，企业为了保证自身利益，需要定期排查设备故障，耗费大量的时间和精力进行系统检修，如果在生产过程中出现设备故障，会严重威胁正常生产活动。此时，自动化故障诊断技术的应用可以及时发现设备问题，并提示检修人员及时处理。当前模拟测试技术、现场测试技术、自动化诊断技术是电气自动化故障诊断常见的三大技术类型，这三种方法的应用范围、优缺点存在一定差异，检修维护人员应根据实际情况合理选择故障诊断方法，从而将故障排查效率提高。

1.4 电气设备检修的现状

当前很多电气自动化设备在实际运行中都存在一些不同程度的问题，有着较为频繁的临时性维修，维修人员以维修预案为基础进行设备维护保养，但是很多时候没有达到下一次维修期时设备就已经出现故障，导致不得不将大修时间提前。有的企业存在维护过剩的情况，维修人员不仅仅做好既有机械设备的保养，还要对正常操作的机械设备进行维修养护，这耗费了大量的人力、物力，导致机械设备使用效率不高。有的机械设备曾经发生过明显的故障问题，不过受到既定维护计划的影响，不得不继续“带病工作”，这大大增加了机械设备故障发生概率，很容易在生产运行中出现严重的问题。当前很多先进的检测仪器设备应用于电气自动化设备检测与保养中，但是依然难以保证设备持续稳定地运行[2]。如果电气自动化设备出现重大故障，可能造成严重的损失，比如：化工生产企业生产中出现故障，不但可能导致生产工艺中断，浪费大量的化工材料，影响化工产品质量，还可能引发重大安全事故。通过对以往电气自动化设备故障进行分析可知，当前常见四类故障主要为热、电气、环境、机械因子等。

1.5 电气自动化设备故障影响因素

1.5.1 工作环境影响、操作维护不当

电子产品和自动化设备在人们的生产生活中应用范围、使用频率不断增大，这对于电子产品快速发展有着很大的推动作用，但是同时电气自动化设备功能的增多也增加了其故障维修难度，对技术人员有着越来越高的要求。电气自动化设备较为特殊，有着十分复杂的内部结构，有众多种类，维修人员想要提高维修保养效率，就要加强积累工作经验，积极学习先进的检修技术。

1.5.2 设备元器件质量不合格

在使用电气自动化控制装置中，器件质量、操作等方面都可能引发不同类型的问题，这不利于生产活动的高效进行，还会降低电气生产效率，威胁企业经济效益。通过分析以往电气设备故障可知，设备元器件质量不合格是常见的一种引发故障的因素，这和设备生产质量控制不严格、采购管理缺失有着一定的关系[3]。电气自动化设备往往有着较高的精度、众多的元件，如果没有有效控制，那么很容易出现安全隐患，设备一旦出现故障失效，那么技术人员需要结合自身的工作经验检测设备，并及时更换，方可降低故障风险，节约生产成本。

1.5.3 仪表装置应用科学性欠佳

只有专业的技术人员才能熟练、正确地安装一起设备，只有他们专业知识充足、经验丰富，才能做好仪器设备的管理。当前很多技术人员缺乏充分的技术能力，在还没有操作熟练的情况下上岗，导致在具体实践中由于专业性不足无法充分做好电气自动化设备的保养和维护，为设备安全稳定地运行埋下了一定的隐患。

2 电气自动化控制设备的故障原因

组成电气设备自动控制装置系统的主要内容包括计算机技术、无线传感器技术、计算机网络信息技术等，尤其是现代智能技术的应用，可以高度智能管理设备，将电气自动化控制装置中的故障因素及时确定并排除。通过对以往电气自动化设备故障进行分析总结可知，当前电气自动化设备中常见的故障包括系统故障、硬件故障、人为操作引发的故障等[4]。

2.1 系统故障

电气自动化设备存在很多引发系统故障的因素。首先，在设备出厂时可能存在系统故障，比如：编程错误、系统漏洞等。这和生产制作、装备等有着一定的关系。同时，有的电气自动化设备的系统操作中，可能发生难以人为控制设备各种动作、机器无法保证系统正常运行等问题，这也是常见的系统故障。此外，工程技术人员难以在自动监控装置购置和安装时对其正常运行额定电流、电压有全面的掌握，导致难以全面地对各种设备进行监控，造成电气自动化设备管理水平降低。

2.2 硬件故障

组成电气设备的零部件较多，电气系统运行中所用的设备设施、辅助硬件等较多，如果在实际应用中出现硬件故障，需要耗费较大的精力进行处理。电气自动化设备往往需要占用一定的安装空间，尤其是工业生产中，受到生产空间复杂性、温湿度等多方面因素的影响，可能造成电气自动化设备的各种零部件发生问题，比如：温度过高的环境下电气设备中部分橡胶材料的零部件容易老化、潮湿的环境中电气设备容易发生腐蚀等问题。为此，相关工作者应高度重视零部件损伤程度的控制。在化工自动化控制装置操作中，根据持续时间不同可以将硬件部分产品故障划分为三种类型，分别为早期故障、偶尔故障和机械损耗。无论出现何种故障，都需要及时汇报给有关设备维护主管部门，定期组织检查维护工作，以免出现故障问题扩大的情况，应加大防控力度，确保自动化电气设备能够得到长期的应用。

2.3 人为原因

电气自动化设备运行中，除了机械自身故障，还会受到人为因素的影响而出现设备故障。有的操作工人专业水平不足，难以熟练地操作电气设备，或者在设备出现故障时无法及时处理故障，导致设备难以使用。电气自动化设备往往需要定期更新，其内部有着十分复杂的系统，如果操作人员没有规范操作，思想态度麻痹大意，没有及时进行系统的更新优化，很容易在设备运行中出现故障。当前人为因素造成的设备故障十分常见，可见，需要提高操作人员、维护人员的责任心和专业性。

3 电气自动化控制设备故障的预防

3.1 做好设备分级维护管理

电气自动化设备类型较多，种类不同，在实际应用中无论是设计原理、结构特点还是应用情况差别都很大，不同类型的设备所用的维护方式也存在很大差别，检修人员在设备运行中应当加强了解设备运行的基本原理，根据实际情况做好不同层级的划分，同时根据设备运行要求和外部使用条件进行调整，从而提高电气设备的运行效率，延长其使用寿命，提高其综合使用价值。此外，相关工作者还要科学地预估分析设备运行条件、不同环境下设备使用要求，尽可能地为其创造优良的运行环境，在保证其运行安全的同时将其使用寿命延长，进而节约企业设备成本，提高企业经济效益。检修人员在分级维护管理中，应秉持高度负责的态度，根据检修人员的工作水平、职业技能等采取分级管理的方式。对于一些有着较高检修技术水平的人员，应当重点维护一些难度较大的设备，通过这种方式可以优化配置人力资源，发挥员工的价值。

3.2 在不同阶段加强设备维护管理

自动化设备出现故障的频率和运行阶段的关系密切，检修人员在检修、维护时应当高度关注这一关系，做好重点运行阶段的检修工作。比如：在设备运行初期，检修人员需要结合设备特点密切关注其运行情况，及时对设备运行规律有所掌握，避免发生操作方面的故障。设备进入到稳定运行阶段后，监测人员应长期监测设备的运行状态，针对性地指导操作人员操作，告知其设备运行特点，同时在日常管理中充分做好抗震、抗电磁干扰、设备散热等工作。如果设备有着较长的运行时间，那么检修人员应重点检查并维护关键零部件，同时对操作规范性提高重视，如果规范性不足，及时更正其操作方式，以免设备由于操作不当出现故障问题[5]。

3.3 采取科学的故障预防措施

在监测和维护自动化设备过程中应坚持科学性原则，优先选用先进的监测仪器，从而将检测的准确性进一步提升。设备故障的预防是一项长期的工作，对检修人员的耐心有着较高的要求。为了保证故障预防的科学有效，同时避免发生遗漏，企业应科学地制定设备检测计划，明确检修时间、检修内容等，确保检修人员可以规范地落实各项任务。同时，应加强优化并调整设备运行过程，不断完善设备故障预防机制。此外，企业还要定期组织检修人员培训，将检修队伍的工作专业性、工作责任心等全面提升，确保各个工作人员能够贯彻落实自身责任，减少相互推诿等问题的出现，确保可以及时解决故障问题。

3.4 加强运行环境管理

自动化设备处于较为复杂的环境中，如果运行环境和设备运行要求不符合，很容易出现设备故障，影响设备运行状态以及使用寿命。计算机是电气自动化设备运行的基础，系统长期运行中会受到环境较大的干扰，如果温度、湿度等一项因素不合理，那么很可能出现系统无法正常运转的情况。为此，应加大环境的管控。可以在设备环境中安装空调，进行温湿度的调整，同时自动化设备不适合在潮湿的环境中，应适当降低环境湿度，同时还要做好接地安装，避免雷电、静电等威胁设备安全。此外，还可以安装不间断电源设备、电源稳压等设备，进一步提高电气设备运行可靠性[6]。

3.5 科学使用仪器仪表

仪器仪表在电气自动化设备检测中发挥着重要作用，通过合理应用万能表、兆欧表等检测仪器仪表可以提高设备检修效率，比如：检修人员利用兆欧表检测绝缘电阻，对电路、绕组等进行重点检测，有着较高的检测精确度和检测效率，在电气自动化设备检修中得到了较为广泛的应用。电气自动化设备检测中应用较为广泛且频繁的为万能表，万能表可以用于电动机、电路、接触触头等不同部位的检测，能够在三相电压中进行检测，有着十分广泛的应用范围。

3.6 合理选择零部件

零部件的选择是否合理直接关系着电气自动化设备的运行可靠性，在电气设备运行中，可以根据设备的特点进行零部件的选择，以免出现故障。但是在选择零部件过程中，工作人员应按照三个标准选择零部件，分别为实用性、适用性和严控应用参数。工作人员严格检查零部件的各项参数，在确认参数无误后方可在自动化设备中应用，其他两项标准可以保证充分发挥设备功能，将零部件质量应用效果提升，以免出现设备故障[7]。

3.7 提高故障范围的检查质量

检修人员应充分掌握不同类型故障的特点，一旦发生电气自动化设备故障，就要进行检查，对传感器位置、流量、液压电路连接情况等各个方面的细节进行系统性的检查。工作人员可以借助压力表、红外检测技术等多种先进的检测设备、检测技术进行电气自动化设备的检验，细致地分析电阻、电流、电压、元器件等是否处于正常状态，并对其运行情况进行动态分析，准确判断故障位置和类型。检修人员在确定故障的位置后，还要分析其原因，进而针对性地完成故障的处理，确保符合操作规程。比如：技术人员在处理无时限快速断电保护问题时，为了降低事故停电产生的威胁可以用分支开关和分段开关优化处理线路，提高电气设备运行安全性。

4 电气自动化控制设备故障检修技术的应用

4.1 快速确定故障范围

在电气自动化控制设备故障检修中首先要将故障的根本原因确定，之后才能快速解决故障。通常在故障分析阶段，需要对设备运行原理、内部构造等进行分析，从而将故障的大概范围确定[8]。检修技术人员先将电机和电路故障排查，然后应用逆向检查法对电路中开关、热元件、触头等进行细致地检查，根据主电路运行原理、控制电路进行更加细致全面地检修，将故障范围确定后及时组织故障处理。

4.2 采取分级检修方法

电气自动化设备中的零部件较多，有着十分复杂的结构，加上目前电气自动化设备类型在不断增多，各个设备编程系统通常较为独特，设备运行环境差异性明显，导致设备故障检测难度大大增加。在电气自动化设备故障检修中，可以采用分级检修法，检修人员在对设备运行原理进行了解后按照等级划分常见故障。比如：温湿度故障问题、工作人员操作故障问题，将故障级别确定后，针对性地采取故障检修方法，将设备故障检修效率提高。

4.3 检修初期确定技术参数

电气自动化设备的检修初期，检修人员首先要将其内部结构和基本参数确定。比如在检修电动机的热元件、主开关和熔断器等零部件中先按照逆时针方向检测，将设备故障精准确定。之后检修人员进行电控悬架的合理调整，将执行元件调节到最佳的位置，平衡负载。在检修设备指示灯运行状态时，应准确判断开关位置。检修人员通过对历史维修记录进行查看，对引发故障的原因进行分析。

检修人员在设备发生故障后还可以借助实验室组织模拟，将正在运行的设备状态参数精确地记录下来，与已储存运行参数进行对比分析，从而判断故障情况。该方法在设备异常情况确定、故障具体位置确定方面发挥着重要作用。该方法即为设备故障检修常用的实验法，有着较为简便的检修操作方式和较为准确的精度，但是需要较高的成本，通常不会采用此种方法。同时，为了将设备故障检修的经济性提高，需要定期组织检修活动，对电气自动化设备故障进行排查，及时发现并处理故障。在故障设备确定后，将电源切断，检修人员在停电状态下对零部件磨损程度、运行指标、预定界限偏差等进行检查。比如：在检修发电机电压时，可以按照规范中的技术参数进行判断，将电压调整范围确定。检修期间应及时恢复全部设置，确保其达到初始状态[9]。工作人员还可以利用现代化检修技术对设备的电压、电路、所有元件的运行状态进行检查，检修人员对设备元件声响进行观察，如果出现活动应客观判断潜在的故障，将故障点和原因确定，做好维修调整策略的制定，保证设备尽快恢复运行。

5 结语

为了更好地检修维护电气自动化控制系统，相关工作者应动态调整各个程序设备，快速确定故障范围、采取分级检修方法、确定技术参数等，尽量在最短的时间内恢复设备运行，同时注意检修安全，避免发生触电等安全事故，确保电气自动化设备实现安、稳、长、满、优运行状态。