電氣自動(dòng)化設(shè)備檢測裝置創(chuàng)新設(shè)計(jì)與應(yīng)用

歐陽敏

（湖南五凌電力工程有限公司，湖南 長沙 410000）

0 引言

自動(dòng)化技術(shù)在電氣領(lǐng)域的深度融合，使得大量電氣自動(dòng)化設(shè)備投入生產(chǎn)和使用，而隨著技術(shù)水平的提升，設(shè)備的安全性和可靠性也在不斷提升，但電氣自動(dòng)化設(shè)備的性能檢測仍然不可或缺。在實(shí)踐工作中，技術(shù)人員應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注電氣自動(dòng)化設(shè)備的檢測裝置，以提高電氣自動(dòng)化設(shè)備實(shí)用性為目標(biāo)，推進(jìn)檢測裝置的創(chuàng)新設(shè)計(jì)和應(yīng)用。

1 電氣自動(dòng)化設(shè)備的可靠性概述

電氣自動(dòng)化設(shè)備控制系統(tǒng)的可靠性和安全性越高，設(shè)備的性能可靠性和實(shí)用性也就越強(qiáng)。在實(shí)際應(yīng)用環(huán)節(jié)，電氣自動(dòng)化設(shè)備需要長時(shí)間承受大電流和大電壓的沖擊，所以十分容易出現(xiàn)內(nèi)部元件損傷或故障，進(jìn)而對設(shè)備的整體性能造成干擾。不僅如此，電氣自動(dòng)化設(shè)備的可靠性還會(huì)受到多種因素的干擾。比如，電氣自動(dòng)化設(shè)備使用或維護(hù)不當(dāng)、電磁干擾、溫濕度異常變化以及對機(jī)械的異常作用力等都會(huì)影響電氣自動(dòng)化設(shè)備的可靠性[1]。由于電氣自動(dòng)化可靠性的影響因素多、干擾能力強(qiáng)，所以有效開展可靠性測試十分必要。在實(shí)踐中，相關(guān)工作人員可以基于實(shí)驗(yàn)室測試、現(xiàn)場測試、保證實(shí)驗(yàn)等方法檢測電氣自動(dòng)化設(shè)備的可靠性。

2 電氣自動(dòng)化設(shè)備的創(chuàng)新設(shè)計(jì)思路

本文以隧道爐為案例設(shè)備，對電氣自動(dòng)化設(shè)備檢測裝置的創(chuàng)新設(shè)計(jì)思路進(jìn)行了研究。

2.1 傳統(tǒng)檢測弊端

在工業(yè)生產(chǎn)之中，隧道爐主要用于烘烤固化零部件，若這一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題會(huì)嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量。因此，保證隧道爐設(shè)備的實(shí)用性至關(guān)重要。許多企業(yè)在初次安裝隧道爐時(shí)并未對其內(nèi)部加熱溫度的均勻性進(jìn)行檢測，導(dǎo)致該設(shè)備在后續(xù)生產(chǎn)中問題頻發(fā)。而在檢測隧道爐加熱均勻性時(shí)，大多數(shù)企業(yè)也會(huì)選擇以傳統(tǒng)技術(shù)（“導(dǎo)熱板+銅線+分析儀”）檢驗(yàn)。雖然，傳統(tǒng)檢測方法具有可行性，但這種方法的有效性和實(shí)用性并不強(qiáng)。該方法的操作流程過于繁瑣和不便，且十分容易因銅線斷裂而導(dǎo)致檢測中止，獲得有效檢測數(shù)據(jù)的概率并不高。從現(xiàn)有情況來看，傳統(tǒng)的電氣自動(dòng)化設(shè)備檢測方法存在操作便捷性低、技術(shù)水平低、檢驗(yàn)成效不佳的弊端，而且隨著電氣自動(dòng)化技術(shù)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)檢測裝置和技術(shù)也將越來越難以滿足電氣自動(dòng)化設(shè)備檢測的實(shí)踐工作需求。

2.2 創(chuàng)新設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.2.1 檢測部設(shè)計(jì)

為滿足隧道爐加溫均勻性檢測的實(shí)際需要，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行檢測裝置檢測部設(shè)計(jì)師，需要合理規(guī)劃其內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及元器件組成情況[2]。在此環(huán)節(jié)，可利用方形殼體、圓管、溫度傳感器、控制器、蓄電池、 USB接口、電源開關(guān)和蓋板構(gòu)成電氣自動(dòng)化設(shè)備檢測裝置檢測部。借助于溫度傳感器，電氣自動(dòng)化設(shè)備內(nèi)部的溫度變化情況可以被第一時(shí)間傳遞至監(jiān)測平臺，相關(guān)工作人員也可以隨時(shí)掌握設(shè)備的基本溫度狀況，從而判定設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)與性能是否正常。

在設(shè)計(jì)電氣自動(dòng)化設(shè)備檢測裝置時(shí)，相關(guān)工作人員還需要充分考慮設(shè)備選型問題。隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的可編程性不斷提升，選擇適合電氣自動(dòng)化設(shè)備的編程工具，十分有助于提升電氣自動(dòng)化設(shè)備檢測裝置的可用性和可靠性。比如，選用計(jì)算機(jī)進(jìn)行電氣自動(dòng)化設(shè)備檢測裝置編程，為提高檢測質(zhì)量和效率提供輔助。當(dāng)然，技術(shù)人員還應(yīng)該根據(jù)電氣自動(dòng)化設(shè)備的系統(tǒng)規(guī)模，不斷優(yōu)化系統(tǒng)檢測裝置，保證檢測裝置性能的適配性和先進(jìn)性，以便于提升設(shè)備可靠性。此外，在檢測部設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)還需要重視輸入電路和干擾設(shè)計(jì)問題。電氣自動(dòng)化工作環(huán)境的復(fù)雜性普遍較高，一旦出現(xiàn)供電不穩(wěn)的情況就會(huì)導(dǎo)致設(shè)備整體性能下降。為此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該著眼于輸入電路，為實(shí)現(xiàn)電源凈化系統(tǒng)的有效安置做好準(zhǔn)備。而在抗干擾方面，電氣自動(dòng)化設(shè)備檢測裝置的主要抗干擾設(shè)計(jì)方向需集中在電磁、靜電屏蔽；弱電信號與動(dòng)力線路布置和專業(yè)屏蔽設(shè)備抗干擾三方面。

2.2.2 驅(qū)動(dòng)顯示部設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)電氣自動(dòng)化設(shè)備檢測裝置驅(qū)動(dòng)顯示部時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要對該部位的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)安排。圖1是電氣自動(dòng)化設(shè)備檢測裝置顯示部結(jié)構(gòu)的示意圖，該部分包含的天線接收器、觸控顯示屏、控制開關(guān)等都具有極高的實(shí)用價(jià)值，可以滿足電氣自動(dòng)化設(shè)備檢測需求。在實(shí)際作業(yè)環(huán)節(jié)，相關(guān)工作人員還應(yīng)該加強(qiáng)軟件結(jié)構(gòu)優(yōu)化創(chuàng)新，從而保證該裝置驅(qū)動(dòng)顯示功能得到展現(xiàn)。比如，加強(qiáng)電氣自動(dòng)化設(shè)備檢測裝置軟件設(shè)計(jì)的細(xì)致性和全面性，優(yōu)化基本程序與模塊化設(shè)計(jì)，建立、編制和調(diào)整多元化子任務(wù)模塊，完善軟件結(jié)構(gòu)，提升軟件與電氣自動(dòng)化設(shè)備生產(chǎn)情況的適配性。

圖1 驅(qū)動(dòng)顯示結(jié)構(gòu)

2.2.3 防護(hù)層設(shè)計(jì)

提高電氣自動(dòng)化設(shè)備檢測裝置的實(shí)用性，還應(yīng)該表現(xiàn)在延長裝置使用壽命方面。從這一角度來看，相關(guān)工作人員需要加強(qiáng)電氣自動(dòng)化設(shè)備檢測裝置的防護(hù)層設(shè)計(jì)，從而提高檢測裝置的可用性與實(shí)用性[3]。在此環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該從實(shí)際出發(fā)，對電氣自動(dòng)化設(shè)備檢測裝置的防護(hù)層涂料選配進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，進(jìn)而有效提升裝置防護(hù)層使用效果。制作防護(hù)層時(shí)，可選用環(huán)氧樹脂、二氧化鈦（TiO2）粉末、陶瓷微珠、硅酸鋁鎂（Aluminum magnesium silicate）、醇酯十二（2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇單異丁酸酯）、三乙醇胺（C6H15NO3）、乳化硅油和水等物質(zhì)經(jīng)合理配比制作涂料。

制作防護(hù)層涂料時(shí)，需要對反應(yīng)物質(zhì)進(jìn)行勻速攪拌并保證其充分反應(yīng)，制作者必須嚴(yán)格依照配方控制原材料的添加數(shù)量和順序。涂刷涂料前，需先利用清潔刷將電氣自動(dòng)化設(shè)備檢測裝置檢測部的方形殼體洗凈，并使用熱吹風(fēng)機(jī)吹干；然后再使用高壓噴霧槍將防護(hù)涂料均勻地噴涂與殼體表面，經(jīng)反復(fù)噴涂后殼體表面應(yīng)附有6~7cm厚的涂料。為避免防護(hù)層在短期內(nèi)出現(xiàn)脫落，相關(guān)工作人員還應(yīng)該對噴有防護(hù)涂料的電氣自動(dòng)化設(shè)備檢測裝置進(jìn)行表面干燥固化處理[4]。比如，用內(nèi)部溫度在140~180℃的烤箱烘烤殼體，30min后取出，從而提高防護(hù)層強(qiáng)度。

3 電氣自動(dòng)化設(shè)備檢測裝置的創(chuàng)新應(yīng)用

3.1 使用方法

在此次研究中，設(shè)計(jì)人員對隧道爐這種電氣自動(dòng)化設(shè)備檢測裝置進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì)。這一裝置的使用方法十分簡單，相關(guān)工作人員只需要將檢測部放入設(shè)備內(nèi)部并打開自動(dòng)化控制系統(tǒng)，就可利用該裝置完成檢測并采集數(shù)據(jù)，進(jìn)而判斷設(shè)備的可靠性。在此環(huán)節(jié)，需先打開蓋板并且開通電氣自動(dòng)化設(shè)備檢測裝置檢測部當(dāng)中的第一電源開關(guān)，然后在基于半圓形擋板鎖定蓋板，讓裝置的檢測部順利進(jìn)入被檢測設(shè)備的進(jìn)入口。而后，還需要直接連接掛環(huán)和橢圓形彈簧鋼套，再次打開設(shè)備蓋板后讓拉繩置于設(shè)備內(nèi)部。檢測時(shí)，還需保證電氣自動(dòng)化設(shè)備檢測裝置的驅(qū)動(dòng)顯示部被放于設(shè)備出口處，而后還需對導(dǎo)向套的高度進(jìn)行有效調(diào)整，從而與掛環(huán)拉升保持水平。調(diào)整基礎(chǔ)部件后，可蓋上蓋板并開啟電氣自動(dòng)化設(shè)備，在其達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)測試溫度后，開啟第二電源和觸控顯示屏，并啟動(dòng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，使檢測部可以在隧道爐內(nèi)部活動(dòng)并采集溫度信息，從而為檢測人員有效判斷隧道爐內(nèi)部溫度均勻性奠定基礎(chǔ)。

3.2 檢測要點(diǎn)

在開展電氣自動(dòng)化設(shè)備檢測工作時(shí)相關(guān)工作人員需要從不同的角度出發(fā)，對設(shè)備的運(yùn)行可靠性進(jìn)行合理檢測，從而充分發(fā)揮檢測裝置功用，提高電氣自動(dòng)化設(shè)備使用安全[5]。電氣自動(dòng)化設(shè)備檢測裝置可被廣泛應(yīng)用在焊縫掃描、符合材料檢測和高精密度零件檢測方面，若將其應(yīng)用在電力企業(yè)當(dāng)中還可開展電網(wǎng)諧波檢測、過電壓檢測以及運(yùn)行電壓檢測等。在現(xiàn)場測試當(dāng)中，相關(guān)工作人員需要依據(jù)現(xiàn)場環(huán)境以及檢測裝置輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，從而直接了解設(shè)備的使用性能。

當(dāng)然，利用電氣自動(dòng)化設(shè)備檢測裝置判斷設(shè)備可靠性時(shí)，還可以從機(jī)器和設(shè)備運(yùn)行程序入手。此時(shí)，檢測人員應(yīng)利用檢測裝置，對電氣自動(dòng)化設(shè)備的逆方向針、主電路熱元件和線路開關(guān)性能進(jìn)行檢測，還應(yīng)對觸頭系統(tǒng)和熔斷器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測，以便于快速找出故障問題。從設(shè)備程序角度開展檢測時(shí)，相關(guān)工作人員應(yīng)基于檢測裝置判斷設(shè)備內(nèi)部是否存在異常電路或異常響動(dòng)，為有效保護(hù)電氣自動(dòng)化設(shè)備做好準(zhǔn)備。

3.3 裝置特點(diǎn)

本文對隧道爐檢測裝置的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了優(yōu)化，這種創(chuàng)新設(shè)計(jì)的根本目的是提高設(shè)備內(nèi)部加溫均勻性檢測可靠性，提高檢測質(zhì)量和效率。改進(jìn)后的檢測裝置有著結(jié)構(gòu)簡單、操作便捷、自動(dòng)化水平高且可控性強(qiáng)的特點(diǎn)。而且，檢測裝置內(nèi)部元件實(shí)用性極強(qiáng)，能保證檢測部在隧道爐內(nèi)的順利移動(dòng)，更能對設(shè)備的所有加熱面進(jìn)行全面性均溫檢測；配有彈簧的支撐單元彈性良好，方形通孔與連接桿的配合避免了固定架轉(zhuǎn)動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)。此外，優(yōu)化后的電氣自動(dòng)化設(shè)備檢測裝置防護(hù)層涂料制作方法簡單，原材料易得且便于加工，防護(hù)涂料性能優(yōu)越，不易出現(xiàn)氣泡或分層，附著力較強(qiáng)且方便噴涂，具有良好的綜合性能。

4 結(jié)語

綜上所述，電氣自動(dòng)化設(shè)備的性能和安全性檢測是保障設(shè)備有效應(yīng)用的關(guān)鍵，因此開展電氣自動(dòng)化設(shè)備檢測裝置創(chuàng)新設(shè)計(jì)和應(yīng)用十分必要。在實(shí)踐工作當(dāng)中，技術(shù)人員應(yīng)該檢測裝置的檢測部、防護(hù)層和驅(qū)動(dòng)顯示部等方面開展創(chuàng)新設(shè)計(jì)，并結(jié)合電氣自動(dòng)化設(shè)備檢測裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)做好安裝與使用。