电气自动化设备故障诊断与维修策略

电气自动化设备是基于电子技术、传感器技术以及控制技术制作而成的一种新型设备，可以代替人工进行生产操作，只需生产前设定程序或者发出指令，设备即可自动完成任务。但由于老化、磨损、设计缺陷以及温度的影响，设备可能发生电气故障、机械故障、传感器故障和控制系统故障，因此，需要探究诊断技术和维修策略，增强设备性能，进而实现有序生产。

1. 电气自动化设备故障类型

1.1 电气故障

电气自动化设备的电气故障主要表现为三种形式，分别是设备间接触不良、短路以及断路。设备间接触不良可能会导致电阻元件的阻值增大，设备局部温度过高，致使信号传输异常。短路会增加电流，使电流值超过设备负荷，温度升高，严重时会引起设备损坏或者瘫痪。断路会让电流无法流通，导致设备工作异常。

1.2 机械故障

机械故障体现为电气自动化设备磨损、部件松动、产生裂缝或者完全断裂。设备磨损会有以下影响：改变各部件的规格和尺寸，设备表面变得粗糙，设备无法正常运行。部件松动主要发生在连接处，连接不牢靠会降低运行稳定性。裂缝或者断裂会影响使用性能，如果发生在关键部位，会引起设备失效，造成系统瘫痪。

1.3 传感器故障

传感器故障是指信号稳定性差、响应速度慢。信号传输不稳定会打乱信息顺序或者信息中存在错误，错误信息会误导控制系统的决策，致使系统做出不准确的判断。响应速度慢会导致电气自动化设备不能及时感应与识别外界环境的变化，反馈不具备时效性，控制系统无法接收有效信号，难以做出有效的控制与决策。

1.4 控制系统故障

控制系统故障易引发两种情况，一是程序错误，二是参数不合适。程序错误会影响设备的整体运行逻辑，与事先设定的逻辑之间存在明显偏差，错误的逻辑指导设备工作会增加失误几率。参数不合适会导致电气自动化设备无法在指定环境下工作，影响设备性能，降低工作效率。

2. 电气自动化设备故障诊断策略

2.1 应用物理原理

应用物理原理开展故障诊断工作，可以从以下几方面进行：测量电压、电流以及设备运行温度。如果在设备运行过程中出现短路、断路情况，通过测量工作电压可以及时发现，并以检测结果为依据恢复供电。通过测量电流可以得知设备承载电流的情况，将检测的电流值与规定数值进行对比，若前者数值高于后者，表明设备出现过载情况，若前者数值低于后者，表明设备出现接触不良情况。测量运行温度可以识别设备是否存在局部过热的情况，避免因温度过高导致设备工作异常。加强物理原理的应用，还有助于发现潜在威胁与故障，为应急举措的制定与实施提供可靠依据。

2.2 应用信号处理

电气自动化设备运行时会产生大量信号，种类多样，通过信号的捕捉、分析与处理，可以发现潜在问题。以信号处理为基础设计的诊断技术主要有三种，分别是频谱分析、时域分析以及高级信号处理技术。第一，采用频谱分析的处理办法，检测电气自动化设备各部分的振动和噪声，判断是否存在异常，进而确定故障的种类和方位。第二，通过时域分析识别、监督、测定设备发出的信号，检测波动幅度和范围，评估设备中是否含有不稳定因素。第三，高级信号处理技术的检测精度更高，感受信号变化的灵敏度更高，以小波变化为例，可以准确把控并提取设备信号的微弱变化，提高检测准确性。

2.3 应用人工智能技术

人工智能技术的出现为电气自动化设备故障诊断提供了新的可能，丰富了诊断技术。一方面，专家系统中配备了强大的数据库，可以将该领域专家与优秀学者的经验和智慧存入其中，监测与收集数据信息，将收集到的信息输入推理机中，整合、分析、模拟专家的思维模式进行推理、判断，确定设备中的故障和问题。另一方面，决策树是机器学习算法的重要组成部分，在检测设备运行情况、设定参数、以往故障发生的频率和严重程度的基础上建立相关模型。凭借支持向量机能够发现最优分类超平面，区分设备正常运行的状态和故障状态，根据两种状态的不同特点进行整合与归类。获得决策树结果后，可以利用随机森林综合处理，这能在很大程度上提升诊断结果的可靠性和真实性。

3. 电气自动化设备维修策略

3.1 定期检测

定期检测在预防性维护中占据重要地位，事先设立检测标准与项目，能够在第一时间找出、分析并处理问题，降低故障发生几率。检查内容主要有两部分，一是电气系统，二是机械系统。检查电气系统时，严格检测电缆连接点和控制柜，同时，查看电机接线盒是否可以正常运转，测定不同点位的电压值，与额定数值比对，若误差在 ±5% 以内，则表明该点位不存在故障。选用量程合适的兆欧表测定绝缘电阻和电流，前者数值需要超过 1M Ω ，后者数值应在额定值的 110% 以内，测定的同时还要检测电流的波动幅度和范围。检查机械系统时，重点关注皮带轮、轴承以及齿轮的运转情况，测定其温度，轴承运转时的温度应在 60% 以下，其余两者的温度应在 70% 以下，检测时，需借助振动传感器控制与调整振动幅度，三者的振动幅度均应控制在0.05mm/s 以下。

3.2 及时更换零部件

在故障发生前，检测并更换重要零部件，可以保证电气自动化设备运行的稳定性和可靠性，减少故障。要以设备的运行时间、频率、使用期限为依据，选择负荷生产需要的设备，完成更换。接触器、电机以及断路器是电气自动化设备的重要部件，其运行状态直接影响整个系统的工作情况，因此需要做好严格检查。在确定检查参数和标准规定的基础上进行检测，检测内容包括温度、噪声以及振动情况，任何一项参数出现问题，都需更换新部件。以电机轴承为例，其振动范围与幅度、跳闸频次、磨损与老化程度均设有相关标准，如果运行参数与标准数值不符，则应结合实际情况进行更换。

3.3 加强记录管理

维修记录的全面整理与正确归类，可以提高设备工作的稳定性，缩短维修时间，加大资料使用频率与效益。记录中涉及多方面内容，包括产生故障的时间、地点、影响范围、处理举措、处理结果。加强记录管理可以从以下几方面入手：首先，要保证记录信息的真实与全面，电气自动化设备的基本信息是维修记录信息的重要组成部分，例如，名称、购买时间、型号、编码等，可以用于仪器的调查与定位。其次，在故障诊断过程中，诊断人员要做好详细记录，例如，记录发现时间、故障类型、具体表现，维修工作结束后，要将维修全过程体现在设备维修记录中。此外，应以设备种类、故障程度等指标为依据，对记录进行分类与保管，这会为后续的检索与调取提供便利。

结语：加强电气自动化设备的诊断与维护，不仅可以提升生产效率，增加企业收益，还能优化维修资源配置，减少人力、物力资源浪费。但是，目前的诊断技术存在一些局限，在应用先进技术时需要投入较高成本，因此，在后续工作中，应当加大研究力度，促进信息化技术和设备诊断的有机结合，实现诊断自动化，进而避免人工失误影响诊断结果。

参考文献：

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