设备维修的一些小技巧
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设备维修也需要一些小技巧
这里介绍一些设备维修中的小技巧，有些考虑可能不够成熟，希望对您有所启迪。
一、对重要用电设备的缺相监测与控制
我厂部分重要设备使用的电机，如集中排屑坑的水泵电机，由于容量大(55KW)，常使空开和接触器触点拉弧而粘连，或烧蚀触点造成单相供电故障。电机则会在故障中迅速烧毁。要避免烧毁电机，就要及时监测到单相故障的发生。
下面是我们设计的一个监测电路。当电源不缺相时，A点对地电压为0V。一旦缺相，A点则会得到一个对地的交流电压。这个电压经整流及滤波、分压，送给后续电路处理，从而使继电器KA得电。它有效地监测电源缺相故障，并通过触点反馈到控制电路进行处理。
图9：三相电源缺相监测控制电路
二、自动线模板控制系统的维修
我厂缸体、缸盖车间全部采用逻辑电子板卡控制，缸体车间虽然逐步进行了PLC改造，但缸盖车间仍基本保留了这种控制方式。它虽然大大增加了维修的复杂系数，但在维修中，我们也逐步掌握了许多应变技巧。下面是几个实例：
1、电压波动造成控制紊乱的解决
建厂初期，集团公司送到我厂的工业电网电压波动较大，每日24小时之内，供电末端波动范围为340V-420V左右。这对由大量电子逻辑板卡控制的自动线影响极大，常常造成控制紊乱和生产质量事故。为此，我们采取了如下方法来消除控制电压不稳定的影响：
1) 稳定局部控制电压
把用于控制的110V电压从线路上分离出来，通过加交流稳定电源的方法，把它稳定在110V。
所采用的稳压电源有电子稳压和磁共振稳压两种。
稳压器
~
340V-420V~ 110V~ 去控制电路
~
变压器380V/110V
图1：采用交流稳压器稳定控制电压
2) 降低信号的“门槛”
电压过低时，造成自动线失控的一个重要原因是，逻辑板卡中的AC/DC信号转换器（比如缸盖车间的NL-302板卡）不能正常输入信号。其原理如图2所示：
替换这个电阻
图2：NL-302板卡原理图及改进措施
由于板卡使用超过20年，器件参数漂移严重，在电压低时，部分板卡不能正常识别外部开关的状态。经我们测定，其交流信号正常起作用的“门槛”分散在68V~104V。如图所示，对“门槛”高于100V的板卡，就无法正常检测可能的开关“通”状态，后续逻辑电路不能正常翻转，从而造成动作失控。
我们的办法是，更换变压器前的33K电阻，处理后的板卡“门槛”电压降到了95V以下，彻底解决了电压过低造成的自动线失控问题。
2、所谓信号的“反灌”问题
了解逻辑板卡的原理对维修工作是十分重要的。这里的实例曾经令维修人员大伤脑筋，简单从机床逻辑图修理显然无法入手。
条件1~4
“真”端
“假”端
图3：逻辑维修实例图
图中示出的是一个简单的四端“与”逻辑的原图纸画法。故障现象：不论输入条件如何变化，“真”端均被钳制在高电平。经检查“真”端所接的十几路负载电路，均无故障，换板证明该板卡也无故障。可能的两个原因均与故障无关。那么，是什么原因造成这一故障呢？
条件
图4：NL-340板卡原理图的一路信号
查阅其板卡原理图后，原因真相大白。见图4的NL-340板卡原理图，明显可以发现，“假”端输出实际上是从“真”端输出前一个反相器之前引出的，其负载电路状态有可能影响“真”端状态。实际检查的结果，正是由于“假”端负载板卡中的一块板输入电路击穿，把此“假”端钳制在低电平，从而使“真”端被钳制在高电平。换掉故障板卡后，这一故障得以消除。这一故障在今后的维修中，被证明非常有典型意义，被大家称为信号“反灌”。
3、自行设计制做TTL电平的小型PLC信号捕捉器
逻辑模板控制的自动线，由于所有信号均由硬件实现，当出现设备故障时，要一路路去检查相关信号。而各自动线均由100到500块逻辑板卡组成，每块板卡又有多达数十棵配线。对有些可能在瞬间出现的故障信号，要寻找其踪迹可谓大海捞针。我们设计了简单的PC机TTL电平检测器，可以把模板的TTL电平读入小型PLC，通过PLC程序监视和记录电平的瞬间状态，从而为自动线的维修分析提供了一个有效的工具。
图5为其原理图。+5V及TTL信号取自现场模板，+24V和COM则可接到小型PLC。这样，PLC即可从模板读取TTL信号并予以储存。同时制作8路，从而可以最多获得8路TTL信号。
(PLC)
10mA) TTL信号
图5：TTL电平信号的PLC捕捉转换器
三、步进系统的抗干扰问题
我厂的部分设备使用了步进电机控制系统。其电机驱动装置要使用一定频率的脉冲列。由于此时的脉冲未经放大，电网干扰源（如变频器等）的干扰脉冲混入正常信号中，经放大后会对系统构成严重干扰，影响设备的加工精度。
图6是被干扰的信号在示波器下的显示图。图中，我们可以看到有大量的干扰脉冲被串入到正常信号中。但它有明显的特点，即宽度明显要比有用信号小得多。
图6：被干扰的未经放大的步进电机信号
我们经过反复试验，自制了“看门”电路，针对高次谐波的特点，有效地滤除了它的影响。其原理如下图7所示。由于干扰的信号窄得多，可以利用单稳态触发器屏蔽掉干扰信号，而有用信号顺利通过，再经分配放大，对电机驱动没有任何影响。
图中的单稳态触发器为标准电路，细节未予画出。
信号
图7：步进电机信号的“看门”电路
因为干扰信号较窄，经过“与”门后被单稳电路削掉，从而得到滤除干扰的有用信号。这一电路要装在干扰串入的传输线末端和脉冲分配电路
之间，才能有效滤除干扰信号。
四、大型自动线接地问题的处理
由于自动线规模大，当控制电路一旦发生接地故障，将极难找到接地点。我们经过分析，得到了处理这一问题的简便技巧。
1、对系统接地的监控
首先，我们在控制电源后接入如下电路，对接地进行监控。
电源线1 交流110V 电源线2
指示灯1 指示灯2
图8：电源接地监测电路
这个电路的指示灯被装在电箱门上，正常情况下，两个灯均被点亮。当电源线1对地时，灯1熄灭，反之灯2熄灭，从而有效地指示电源接地故障。
2、接地故障的检修方法
当电源的一颗线接地时，系统通常可以正常使用。但由于自动线规模大，我厂又采用高压水集中冷却，分布在自动线各工位的开关、电磁阀等极易进水造成电源的两颗线同时短路，从而使设备无法运行。要按常规方法排除接地点显然难于登天，但按如下步骤可以非常快地对接地点进行定位。
1)检查指示灯，确认接地的电源线。
2)在总电箱内，对该电源线引出的并线（有时多达几十颗）一部分一部分地摘除，直到找到接地的一颗并线。
3)把确认接地的线悬空，其它线接回。
4)送电试机，看哪个工位或机构出现动作异常或不动作，则该部分可
能和摘掉的电源并线有关联。
5)检查该工位或机构的线路，即可较快地找到故障点并予以排除。
站长临时凑集于2001年10月