從一個案例看機電一體化設備的維修特點

馮偉強

﹙廣西醫科大學一附院 設備科，南寧530021﹚

機電一體化設備一般由機械主體、傳感器及檢測、計算機及信息處理、執行器四個部分組成。我院供應室使用的日本櫻花MU-5030D清洗機屬于機電一體化設備。其機械本體為機箱(包括箱體、電動門、旋轉臂、載物架、電熱器、超聲換能器、蒸汽加熱管等)，還有進水、排水管道，進空氣、排空氣管道，進汽、排汽管道，電動門機構，壓縮空氣源及氣動門密封機構，洗滌劑管道，等等。傳感器有水位傳感器(壓力傳感器)、溫度傳感器、光電開關等。執行器有循環泵、變頻器及鼓風機和各種管道上的泵、電動閥、電磁閥，還有有關電路上的接觸器、繼電器等。控制計算機為一臺PLC，觸摸屏是其上位機。機械本體的工作過程，就是經歷若干個進水、噴淋清洗、排水工序循環(有時中間增加一個進水、超聲清洗、排水工序)，最后以熱空氣干燥器械。

對于該型號的設備，我們處理過這么一例故障。在一段時間里，有一臺機工作中有時出現“排水異常”報警，然后不再繼續執行工作程序。清洗槽里確實還有相當的水沒有排出，甚至有時候誤操作用手動執行解除門密封時還有水往門外潑出來。按照報警提示檢查排水系統，但很多時間和精力，手動進水、排水的辦法也試過，卻也沒有找出原因。沒法子只好將就著使用設備，只是出現故障時以手動方式處理后再試一下機即可。后來，在一次觀察中才發現，原來是進水電動閥多少有點關不嚴實，以致設備在進水工步停止后槽里還有進水！這樣一來，設備就有可能帶著問題進入到清洗工步，導致在稍后的排水工步中在規定的時間內沒有排完水，故而出現“排水異常”報警。更換了電動閥，這個故障再沒有出現過。

計算機使用半導體集成電路作為定時器進行限時控制。通過提供多個定時器，對定時指令進行設定，調用或改動十分方便。由于程序設計，設備在工作循環中各工步運行都有一定的規定時間，如果某一個工步的運行超過這個時間，工作循環將無法轉入下一個工步，設備就不可能正常工作。即在要檢測的工步動作開始的同時，啟動一個定時器。定時器的時間設定值比正常情況下該動作需要持續的時間長25%左右，或者該動作實際結束時刻之后有一小段間歇時間，而當某一工步動作時間超過規定時間并達到對應的定時器設置時間，還未轉入下一個工步時，定時器發出故障信號，停止正常工作程序，啟動故障報警和故障顯示程序。這就是所謂“超節拍保護”。

在本文案例中，被檢測的工步是排水工步。槽里的水位，在進水電動閥正常動作情況下，在排水工步結束后，應低于水位傳感器的下限；但如果進水電動閥在進水工步結束之后存在內漏，則槽里的水位，在排水工步運行的規定時間之后，應高于水位傳感器下限。此時，計算機測控系統即進行“超節拍保護”。

機電一體化系統具有故障轉移性的特點，或者說，機電一體化設備故障具有轉移性。產生這種轉移性的根本原因在于，一方面設備都有自診斷功能，另一方面由于故障多，產生原因復雜，功能再強的故障診斷系統也不可能將所有的狀態、條件都監測到，更不可能將所有故障原因都準確定位于具體的零部件或元器件上。有一些故障的報警只表示故障的一種結果，并沒有指出故障原因，所幸它們或多或少還是給出了尋找故障點的大方向，或者故障排查的大范圍。這時，需要根據故障報警信息、故障現象和設備工作原理來檢查故障，自然還要注意運用觀察法、代換法等屢試不爽的傳統維修方法。事后回想起來，當初是應該根據有水往門外潑出來這一現象、故障轉移性、設備工作原理，對進水系統作進一步檢查，這么做也許更成熟些。

[參考文獻]

[1]劉美俊.PLC控制系統故障檢測與顯示〔J〕.低壓電器，2002No4：32-33.