機電設備的電氣自動化改造及維護分析

吳善科

一、引言

機電設備在經濟社會發展中扮演著不可或缺的角色，給工業現代化的發展提供了持續的動力。過去我國的機電設備設計和生產技術與傳統工業強國相比存在一定的差距，整體的應用情況處于相對落后的水平。隨著我國科技創新能力的不斷增強，機電設備的自主研發制造能力也有了較大提升。機電設備的電氣自動化改造與維護是提升機電設備應用水平的重要途徑，這個過程既存在機遇也存在著挑戰。合理有效的電氣自動化改造不僅可以節省資源，更可以使設備長時間穩定地運行，提高工業生產的效率。因此對機電設備的電氣化改造進行全面分析以得到最佳路徑是十分必要的。

二、機電設備的電氣自動化現狀

（一）缺乏現代化的創新意識

電氣自動化正處于高速發展的時期，在此過程中出現的技術問題需要從業人員及時、高效地解決。但在實際調研中發現部分專業的技術人員對電氣自動化概念的理解還停留在初級階段，缺乏系統性的理論支撐，不利于電氣自動化的更好的發展。直接從業者缺乏機電設備電氣自動化的創新意識，無法將新的技術和方法有效地運用到自動化改造中，實踐能力和管理能力欠缺，給機電設備的電氣自動化改造帶來一定的阻力。

（二）機電設備自動化運行現場管控缺失

在當前的許多設備電氣改造項目中，暴露出機電設備自動化改造過程沒有形成統一、高效的管理方案的弊端，機電設備出現的問題沒有規律，無法總結出普適性的解決方法，設備經常因為偶發性的故障而停機檢修。相關管理部門和機構沒有建立標準化的維護、檢修、保養規程。以機電設備電氣自動化系統防災預案設置為例，許多企業機電設備與倉儲空間設置混亂，沒有嚴格執行火災防范規程，日常生產制造存在較大安全隱患，不利于自動化系統的穩定運行。

（三）機電設備改造與維護的標準不同

機電設備的改造與維護，需要依據企業的生產特點和設備本身的結構特點制定系統性的方案和措施，不同的企業往往依據自身經驗開展電氣自動化的改造和維護。在改造和維護的過程中主要由設備的使用者和維護者參與，缺乏頂層設計，改造和維護的過程中沒有很好地借鑒其他專業的先進經驗和方法，造成電氣自動化改造發展的不平衡和不科學的現象。

三、電氣自動化系統的設計

電氣自動化系統的設計包含多專業的協調和組合，例如電氣自動化設備操作時要求從業人員具備良好的科學素養和過硬的操作本領。操作前開展合理的人員培訓能夠有效降低由于誤操作導致的停機或者危及設備和人員安全的事故。計算機理論在電氣自動化改造中屬于基礎性學科，通過引入程序來協助工作人員更好地完成工作任務。智能化的電氣設備能夠有效地減輕人工操作的強度，使人工成本進一步降低。圖1為電氣自動化控制系統的基本結構。電氣自動化控制系統的設計首先需要結合實際情況明確需要應用到機電設備的功能，然后再根據設備的操作原理來制定系統運行的路徑和管理方式，實現運行過程的自動化;在此過程中應提前考慮需停運的相關設備，為了防止自動控制系統出現異常導致整個控制回路死機，自動化系統的設計中還需要加入就地控制，一旦智能控制系統失效可以立即轉為人工手動操作，確保系統運行的可靠性。

圖1 電氣自動化控制系統結構

四、提高機電設備的電氣自動化改造與維護的措施

（一）了解機電設備電氣自動化的需求

在開展機電設備電氣自動化改造前，要做好前期的準備工作，充分了解機電設備原有的設計理念和機械結構，結合信息化技術制定自動化改造的方案，改造的過程中既要考慮理論的需求也要滿足實際的可行性，確保經過改造后的機電設備能夠滿足原定的生產需求。電氣自動化的改造中可以融合機械、電氣、信息、通信等多專業的優勢，將原本系統的缺陷進行改良，改造出功能更強大的新系統。在設計的過程中可以嘗試新型材料，改善原有設備的物理屬性。在前期勘測和設計中要確定企業的生產經營形式，與設備運行的原理相結合考量，優化控制回路實現智能化控制。以解決傳統系統中隱藏的安全隱患，保障設備和操作人員的安全。

（二）設定預警數值

設定安全數值和預警數值，以防止處于自動化運行的設備因意外處于非正常運行狀態。例如變壓器上加裝溫度監控傳感器，通過變壓器運行溫度輔助判斷變壓器的運行狀況是否正常，是否需要運維人員進行檢修。在電氣自動化控制平臺中設置安全閾值，當系統運行參數未超出安全閾值時系統不會發出警報，如出現異常數據系統應立即通知運行維護人員查看。

（三）制定機電設備電氣化改造與維護的標準

機電設備的自動化與維護不能僅僅依靠從業人員的經驗和知識儲備，應編制相應的系統性的實施文件，形成統一的計劃方案與計劃書。電氣自動化系統的搭建應包含三個主要功能，實時監控、參數預測以及安全報警，不同功能涉及的內容不同。重點改造的位置應安排專人進行把關，避免改造過程中出現遺漏。根據不同的系統功能和應用場景分成不同的專業小組，小組成員實行設備主人制度，負責人對所管轄的設備改造情況進行把關。