工業設備的維護和故障排除需要一定的機械和電氣知識，但這首先要從常識和了解自動化的基本原理開始。

為了維護和排除工業設備的故障，需要了解多個專業的知識。雖然沒有必要達到工程實施的水平，但需要一定程度的機械和電氣知識。

機械動力系統、氣動和液壓裝置是工業機械最基本的組成部分。更復雜的系統包括伺服機構、機器人和機器視覺。

了解可編程邏輯控制器（PLC）和計算機，對于機器控制以及傳感器和不同驅動器的運營非常重要。了解用于訪問程序的不同軟件類型和用于顯示數字和文本信息的不同數據類型。

如果再了解一些機器分類，也很有幫助。有許多不同類型的包裝機、機器人、泵、輸送機和材料搬運機，它們背后的理念都類似。振動碗、擒縱機構、轉盤和分度器，是其它類型的設備。這些通用分類，適用于運行中的設備和資產，了解這些可能會有所幫助。

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觀察與分析

大多數機器都有某些共同點。它通常用于移動、處理或更改產品。通常材料從一個或多個地方進入機器，產品再從另一個地方離開機器。

觀察機器的運行狀況是了解其工作原理的最佳方法之一。產品是如何進出機器的，在加工過程中會對其進行哪些處理？機器或系統每分鐘處理零件或材料體積的速度如何？

機器操作人員是否必須裝卸零件或材料，其速度是否會影響機器運行？他們必須填充料斗、零件進料器或分配設備嗎？機器是否因機器故障而停止運行？如果是，必須采取什么措施才能使機器重新運轉？是否有人機界面（HMI）或顯示器來幫助診斷問題？

在觀察運行中的機器時建議做好筆記。最好在機器運行時了解機器和工藝，以免出現問題并需要維修。在問題出現之前，才是了解機器的時候。

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使用感官檢測問題

問題的視覺跡象有時可能是最容易被發現的。機器泄漏的液體、金屬屑或黑色煤煙粉末，這些都是需要注意的。電路板上的部件燒焦和變黑，塑料翹曲或熔化，工具和部件上的磨損點都可以成為跡象。尋找任何不正常或超出正常工況的線索。

可以對機器進行視頻錄制以分析具體操作，也可以減慢運動以詳細檢查功能。攝像頭可以策略性地布置在機器周圍，甚至在機器內部，以進行全面監控。

熱成像也可用于識別電氣柜中的熱點，例如確定連接或終端是否緊密。使用暴露的電氣設備時，請遵循適當的安全程序。

聆聽機器在運轉時發出的聲音。出現問題時，聲音會隨之出現變化，研磨或刺耳音可能是磨損或錯位的跡象。了解機器正常運行時的聲音，可以幫助識別聲音變化時可能出現的問題。你甚至可以把聲音錄下來，這樣就有了參考基準。

觸覺有助于識別設備中的溫度或振動。當然，這可能很危險。如果你懷疑某個設備異常發熱，請用手慢慢靠近它，通常可以在沒有實際接觸物體的情況下就感覺到熱。

即使在正常工作的情況下，許多部件也會振動，了解正常振動的程度有助于進行比較。傳感器也可用于監測振動或溫度；趨勢有助于識別磨損。

氣味也可能顯示問題的所在。燃燒或熔化橡膠有一種獨特的氣味，熱潤滑劑或金屬也是如此。同樣，了解機器正常運行時的氣味，將有助于進行比較。

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仔細閱讀維護文檔

理想情況下，設備會附帶文檔。通常，它們由制造商提供，甚至還包括故障排除指南。

推薦的維護指南，通常有助于識別機器中可能出現問題的區域。潤滑、皮帶張緊和更換磨損的工具，是定期維護程序的案例。

更換零件清單或材料清單，通常還列出可能需要更換的部件，如傳感器或其它電氣部件。分解零件視圖可以顯示機器元件內部情況。有時，這些內容包含在維護或部件更換說明中。在機器運行檢查時，這非常有教育意義，并有助于識別潛在的故障點。

電氣原理圖顯示了機器或系統的詳細接線，通常附有材料清單。可以查看前幾頁，以識別機器的主要部分和組件。配電盤通過名稱識別較大的子組件；變頻驅動器、機器人、控制器、伺服系統和輔助設備可以看作是概述。

管道和儀表圖（P&ID）也可能是可用文件的一部分，尤其是過程控制應用。在檢查PLC程序時，可以將其作為系統布局的指南。查看硬件配置，確認基于通信的遠程輸入/輸出（I/O）節點的位置，程序的子程序通常與機器或系統的不同操作部分相對應。

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故障排除需要考慮的七個要素

什么是故障排除？故障排除是一種解決問題的系統方法，用于發現和糾正復雜機器、電子設備和軟件的問題。它通常適用于已停止工作或未按預期運行的機器。

確定機器應該如何運行涉及前面提到的觀察和文檔閱讀技能，但也可能需要與在機器上花費最多時間的人（操作員）交談。

在確定問題的原因時，有一些重要概念需要理清。一個重要的關系是相關性和因果關系，僅僅因為一個事件發生在另一個事件之后，并不意味著第一個事件導致了第二個事件。這也可能是巧合，也可能是其它一些看不見的事件，導致了這兩種情況。這就是通常說的“相關性并不意味著因果關系。”

解決問題通常有三個要素：第一，識別并記錄問題所在。第二，確定發生這種情況的原因。最后，確定解決方案，并防止再次發生。在對系統和設備進行故障排除時，請考慮以下七個原則：

1.從簡單處著手

首先檢查最簡單或最明顯的事項，這通常是有用的。當技術支持人員或手冊要求用戶查看插座是否通電或設備是否已插入電源時，人們經常抱怨。在考慮更困難或不太明顯的原因之前，檢查電源、斷路器或保險絲等簡單事項，往往可以節省大量的時間。

仔細檢查機器，看看是否有指示燈或明顯卡住的部件。請記住，卡住可能是由其它原因造成的，例如考慮是否有其它電源為設備供電。詢問自上次機器正常工作以來，發生了哪些變化？

2.從已知的良好狀態開始

從已知的良好狀態（如沒有零件的原點）啟動機器，可以幫助識別問題。一個眾所周知的例子是重新啟動計算機；這會清除處理器當前RAM存儲器并重新啟動操作系統。

這對于裝配機器來說尤其重要。確保一個好的零件在貫穿整個過程的所有步驟中良好運行，才能確保工具、傳感器和執行器的位置和速度都正確。

3.替換部件

這有時被稱為“排查”，故障排除人員可以逐一檢查每個部件，用已知的好部件代替每個可疑的壞部件。這肯定不是解決問題的最有效方法，而且存在著最初導致故障的原因也可能會使新的好部件失效的風險。雖然可能有效，但也可能會破壞多個昂貴的組件，因此替代應該是最后的方案。

4.檢查清單和流程圖

提前制定檢查清單、流程圖或程序表會有所幫助。這可以創建一個有組織的流程，技術或運行人員在對設備進行故障排除時可以遵循該流程。這些列表可以保存在計算機上，甚至可以保存在HMI上，以便輕松訪問。

記錄以前的問題及其解決方案有助于創建這些清單。清單應隨著新事件的發生而更新。依賴項也可以用于創建這些清單或圖表，一個組件通常依賴于另一個系統才能正常運行。在創建流程圖時，識別這些可以有所幫助（圖1）。

▲圖1：故障排除流程圖示例。

5.重現問題

如果可以重現問題，那么將更容易地隔離和解決其原因。如果問題能夠始終如一地重現，策略可能就會很有效。然而，許多問題實際上可能是間歇性的，使其難以重現。識別問題發生時的環境原因（如高溫或濕度）可能也很有用。

6.拆分系統

一種名為“二分法”的技術可以幫助逐步縮小范圍，盡快找到壞的組件。將一系列連接或節點一分為二，可以識別電壓或通信信號丟失的位置。它也適用于由一系列順序函數組成的系統（圖2）。

▲圖2：二分法示例。

7.根本原因分析

根本原因分析是發現系統中問題根源的過程。其目的是確定基本問題的解決方案，而不僅僅是治標不治本。

要想成為一名全面的機器故障排除師，需要學習許多專業知識，技術人員通常會進入職業學校或大學學習機械和電力的基礎知識。網上或產品目錄中也有大量的信息，可以幫助補充這些知識。

觀察機器運行是了解機器正常功能的最佳方法之一。在機器故障之前查找所有手冊和部件文檔，也可以節省大量時間。在處理故障排除問題時，了解幾種眾所周知的故障排除技術非常重要。其中包括各種圖表和檢查清單，提前打印出來可能會很有用。此外，從使用相同或類似機器的其他人的經驗中學習是在故障排除過程中搶占先機的重要方法之一。

審核編輯：黃飛