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高级技师论文 (2)
高级技师论文
浅谈电气工程的质量控制
李佳
济宁圣都国际会议中心山东济宁27201*
摘要本文从电气工程的概念开始，分析了电气工程质量控制的重要性和主要特征，对电气工程各阶段的质量控制过程中应注意的具体问题，如一般技术规定、主要材料质量要求、主要施工要点等进行较为深入的讨论，最后提出了做好电气工程的质量控制工作仍是一个需要不断学习的过程。
关键词电气工程质量控制技术要点
引言
电气工程泛指工业与民用建筑中的强电及弱电工程，它是工程项目中的主要组成部分。随着建筑智能化的迅速发展，电气工程的地位和作用越来越重要，直接关系到整个工程的质量、工期、投资和预期效果。工程质量直接影响到建筑物整体设备的安全运行、节能效果及建筑物投入使用后的使用功能，包括客人、工作生活在其中的人员的舒适性、安全性、高效性。因此，电气工程和土建工程具有同等重要的地位，抓好电气工程的质量控制和安全管理工作，使电气工程朝着实用性、可靠性、经济性、安全性的方向发展，是一个责任重大而又意义非凡的事情。
一．电气工程质量控制过程的特征(一)影响质量控制的因素多
原材料的选购，各工种间的协调配合，施工工艺和工序、设备，施工人员素质以及施工地区的气候自然条件等，都会对电气工程质量控制产生影响。此外，工程周期和进度安排也是重要的影响因素之一。(二)工程质量一般呈现出一定的不稳定性
电气工程涉及到许多要素，如原材料、设备、气候、人员、施工
周期、部门协调配合等，这些要素本身就是多变的，此外，建设中各个阶段的任务不完全一致，因而电气工程质量在建设上呈现出一定的不稳定性。
(三)工程质量各个要素之间呈现较强的连贯性
电气工程建设的各要素之间具有很强的连贯性。施工中任一要素不合格都会给整个工程带来连锁反应，同时工程质量的不合格也会对施工的进一步开展产生影响，因而搞好电气工程质量管理还必须关注各个要素及其每一个发展阶段。二．电气工程质量控制中的相关环节
与土建工程一样，电气工程的质量控制过程也包括施工准备、施工阶段和施工后验收与维护等几个阶段。因此，电气工程的质量控制可从以下几个方面进行：（一）电气工程施工准备阶段
施工准备阶段需要做好人、材、物和计划等的准备工作。具体来说，可从以下几方面进行。
1．制订周密、可操作的工程施工计划，绘制科学、符合相关操作标准的施工设计图，同时要对相关图纸精确掌握，及时发现漏洞和不足，及时纠正。
2．选择专业素质扎实和认识负责的专业施工队伍，施工前对相关施工岗位工作人员的业务能力进行考核和评估，规范上岗操作标准，持证上岗。
3．明确相关原材料和设备的选购及运输，做到原材料服务于工程施工，服务于工程施工质量管理，服务于电气工程建设。(二)电气工程实施阶段
实施阶段是电气工程质量控制的关键时期，这一时期要加强电气工程质量管理必须做到以下几点：
1．严格按照施工图和施工工序进行操作。施工图是经过论证的，
符合工程施工目的和相关法律法规规定的设计方案，施工人员和管理人员应严格遵守设计图纸的要求，规范操作行为。
2．严格控制施工原材料和设备的质量。严把设备和材料质量关，将不合格的原材料排除在施工之前。加强对施工设备的检修和维护，确保设备在施工期间能够安全稳定运转。
3．加强施工工序和施工标准的规范。电气工程的质量控制要严格按照相关工序要求和施工标准的规定，不能随意蛮干。(三)电气工程施工后验收与维护阶段
这一阶段主要对施工成果进行专业鉴定和评估，重点发现工程的不足和缺陷，提出改进的建议和意见。评估和验收一定要做到客观公正，验收专家构成要科学合理，并且应与从事的验收工作相适应。三、电气工程质量控制中应注意的几个具体问题（一）一般规定
1．电气安装施工人员应持证上岗。
2．高低压的电气设备装置及继电保护系统的交接试验，必须符合现行国家标准《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》GB50150-201*的规定。
3．配电箱应根据室内用电设备的不同功率分别配线供电；大功率家电设备应独立配线安装，为便于能源控制对特定区域可考虑在配电箱内加装计量表。
4．发电机馈电线路连接后，两端的相序必须与原供电系统的相序一致。配线时，相线L1（A）黄色、相线L2（B）绿色、相线L3（C）红色；中性线（N）宜用蓝色，保护线（PE）必须用黄绿双色线。
5．接地（PE）或接零（PEN）支线必须单独与接地或接零干线相连接，不得串联连接。金属电缆桥架、支架、导管必须接地，全长至少有2处与接地干线相连。非镀锌电缆桥架间连接板的两端跨接铜芯接地线最小允许截面积不小于4mm2。
6．一般灯及插座采用2.5BV塑铜线，大功率的电气采用4BV塑铜线。单相两孔、单相三孔、三相四孔及三相五孔插座的接线应正确，插座的接地端子不与零线端子连接。同一场所的三相插座，接线的相序应一致。接地或接零线在插座间不串联连接。
7．测试接地装置的接地电阻值必须符合设计要求。8．工程竣工时应向业主提供全部的电气工程竣工图。（二）主要材料质量要求
1．电器、电料的规格、型号应符合设计要求及国家现行电气产品标准的有关规定。
2．电气、电料的包装应完好，材料外观不应有破损，附件、备件应齐全。
3．塑料电线保护管及接线盒必须是阻燃产品，外观不应有破损及变形，质量应达到国家标准。
4．如对某种材料有异议时，送到有资质的工程质量检测中心进行抽样检测，检测合格，才能在工程中使用。
5．进口电气设备、器具和材料进场验收时，应提供商检证明和中文质量合格证明文件、规格、型号、性能检测报告以及中文安装、使用维修和试验要求等技术文件。
6．高低压成套配电柜、变压器、发电机组、EPS电源柜、控制柜及动力设备、照明配电箱等的验收要严格执行。依据清单查验合格证，核对主机、附件、专用工具、备品备件和随带技术文件，实行生产许可证和安全认证制度的产品，须有许可证编号和安全认证标志。
7．金属电线保护管及接线盒外观不应有折扁和裂缝，管内无毛刺，管口平整。非镀锌钢导管是否严重锈蚀，镀锌钢导管镀层覆盖是否完整，绝缘导管及配件有无碎裂。（三）施工要点
1．配管时管子及其支架应平直牢固、排列整齐，按规范要求设
置管卡与接线盒。金属管穿线前应戴好护口，埋入混凝土的深度要符合标准，防止水泥等杂物进入，做好跨接地线。管线长度超过15m或有两个直角弯时，应增设拉线盒。
2．防火等级较高的工程项目中应选用阻燃型电缆、导线。电源线配线时，所用导线截面积应满足用电设备的最大输出功率。同一回路电线应穿入同一根管内，电线总截面积(包括绝缘外皮)不应超过管内截面积的40％。导线的接头应设在接线盒内，接头采用塑料压线帽。
3．电缆、导线敷设后要进行绝缘电阻测试，导线在金属管内或金属线槽内敷设时，除了用500V兆欧表测量线与线之间的绝缘电阻外，还必须测量线与金属管或金属槽间的绝缘电阻，阻值≥0.5兆欧。
4．配电箱、照明灯饰须防火。配电箱须外露以便散热，铁制配电箱外壳应接地良好，接地电阻不大于≤4欧姆。灯饰、灯具的安装位置应得当，与可燃物距离不得过近。
5．做好隐蔽工程的质量检查和记录。对于预留孔洞、预埋管线、桥架等所有隐蔽工程，隐蔽前需验收，做好验收记录。杜绝天花板安装好后再进行隐蔽工程施工。
6．根据用电设备位置，确定管线走向、标高及开关、插座的位置。电源线与通讯线不得穿入同一根管内，水平间距≥300mm。电源与暖气、热水、煤气管道之间的平行距离≥300mm，交叉距离≥100mm。
7．各项电气系统安装完毕，须按规程进行调试及联动试车，实验结果必须符合设计要求。强电系统还要检查各区域配电盘、母线桥、电气设备等电源线压接情况。结语
在整个电气工程的质量控制过程中，需注意的细节问题很多，要抓住关键点，重点检查和控制。随着建筑智能化的发展，电气工程质量控制的重要性越来越突出，涉及的专业和领域会越来越多，这意味
着进行电气工程质量控制所需要的技术将更新、更复杂。因此，要想把此项工作做好、管好，电气工程师需要不断地积累经验和学习，做到与时俱进。
参考文献
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月刊201*，(11)，62-64.
提高PLC控制系统的可靠性研究
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内容摘要
提高PLC控制系统的可靠性研究
可编程序控制器是在程序控制器和微机控制的基础上发展起来的微机技术跟继电器常规控制概念相结合的产物，并已成为自动化控制系统的基本装置。用PLC来控制系统设备，其工作的可靠性要比单纯继电器和接触器控制大大提高。就三菱的F系列，据称其平均无故障时间已达30万小时。所以，整个PLC控制系统的可靠性，主要取决于PLC的外围设备，比如输入器件中的行程开关、输出器件中的接触、继电器和电磁阀等。另外，从软件程序的编制来考虑，如果能编制出一个带有监控的程序，对提高系统的可靠性也有很大好处。
下面就如何提高PLC控制系统的可靠性进行一些探讨。简述了影响可编程序控制器控制系统可靠性的主要因素，并就可编程序控制器的工作环境、电源的要求、接地和连接线的方式、降级操作设计、控制系统的输入电路和输出电路与可编程序控制的软件程序编制等多个方面，提出了一些可行的方法和措施。
关键词：可编程序控制器；外围设备；软件程序；可靠性。
目录
第1章：从PLC外围设备来考虑提高PLC的可靠性………..51.1工作环境的要求…………………………………………….51.2电源的要求………………………………………………….51.3接地和接线………………………………………………….51.4降级操作设计………………………………………………61.5PLC的I/O电……………………………………………….6第二章从PLC的软件程序来考虑提高控制系统的可靠性…….7
2.1运行状况超时检测……………………………………….72.2逻辑错误检测……………………………………………..8
第三章结束语………………………………………………………9
前言
可编程序控制器（以下简称PLC）是在程序控制器和微机控制的基础上发展起来的微机技术跟继电器常规控制概念相结合的产物，从广义上讲，PLC是一种计算机系统，比一般计算机具有更强的与工业过程相连接的输入输出接口，并已成为自动化控制系统的基本装置。PLC已经广泛应用于机械、冶金、化工、汽车、轻工等行业中，已基本取代了传统的继电器和接触的逻辑控制。用PLC来控制系统设备，其工作的可靠性要比单纯继电器和接触器控制大大提高。就PLC本身而言，平均无故障时间一般已可达3万~5万小时：而三菱的F系统，据称其平均无故障时间已达30万小时。所以，整个PLC控制系统的可靠性，主要取决于PLC的外围设备，比如输入器件中的行程开关、按钮、接近开关，输出器件中的接触器、继电器和电磁阀等。另外，从软件程序的编制来考虑，如果能编制出一个带有监控的程序，对提高系统的可靠性也有很大好处。下面就如何提高PLC控制系统的可靠性进行一些探讨。
第1章从PLC外围设备来考虑提高PLC的可靠性
PLC是专为工业生产环境而设计的控制设备,当工作环境较为恶劣，如电磁干扰较强，湿度高、电源、输入和输出电路等易受到干扰时，会使控制系统的可靠性受到影响。1．1工作环境的要求
一般PLC工作的环境温度应在00C-550C的范围，并要避免太阳光直接照射；安装时要远离的热源，保证足够大的散热空间和通风条件；空气的相对湿度应小于85%，不结露，以保证PLC的绝缘良好。PLC应避免安装在有振动的场所；对振动源允许的条件则应按照产品说明书的要求，安装减振橡胶垫或采取其他防振措施。空气中有粉尘和有害气体时，应将PLC封闭安装.。1.2电源的要求
不同的PLC产品,对电源的要求也不同,这里包括电源的电压等级、频率、交流纹波系数和输入输出的供电方式等。
对电磁干扰较强、而对PLC可靠性要求以较高的场合，PLC的供电应与动力供电和控制电路供电分开，必要时，可采用带屏蔽的隔离变压器供电、串联LC滤波电路等。在设计时，外接的直流电源应采用稳压电源，供电功率应留有20%-30%的余量。对由控制本身提供的真流电源，应了解它所能提供的最大电流，防止过电流造成设备的损坏。1.3接地和接线
(1)PLC的良好接地是正常运行的前提,在设计时,PLC的接地应与动力设备的接地分开,采用专用接地;如不能分开接地时,应采用共用接地;绝对禁止采用共通接地方法.如图1所示,接地点应尽可能靠近PLC,接地线的径应大于4mm,接地电阻一般应小于10欧姆
(a)专用接地
（2）PLC的接线包括输入线和输出接线。输入接线的长度不宜过长，一般不大于30m；在线路距离较长时，可采用中间继电器进行信号的转换。输入接线的COM端与输出接线的COM端不能接在一起。输入接线与输出接线的电缆应分开设置。必要时，可在现场分别设置接线箱。集成电路或晶体管设备的输入信号和输出信号的接线必须采用屏蔽电缆，屏蔽层的接地端应为一点接地，接地点宜在控制器侧。
1.5PLC的I/O电路
(1)由于PLC是通过输入电路接受开关量|、模拟量等输入信号的，因此输入电路的元器件质量的好坏和连接方式直接影响着控制系统
（b）共用接地
（c）共通接地
PLC外设备PLC外设备PLC外设备的可靠性，比如：按钮、行程开关等输入开关量的触点接触是否良好、接线是否牢固等。设备上的机械限位开关是比较容易产生故障的元件，在设计时，应尽量选用可靠性高的接近开关代替机械限位开关。此外，按钮的常开和常闭触点的选择也会影响到系统的可靠性。现以一个简单的起动、停止控制线路为例，图2和图3所示的是两个控制线路和它们对应梯形图，这两个控制线路的控制功能完全一样，按下起动按钮，输出动作；按下停止按钮，输出断开；但它们的可靠性不一样，假设输出断开为安全状态，那么图形3的可靠性要比图2的高，这是因为SBI、SB2都有发生故障的可能，而最常见的现象是输入电路开路。当采用图3电路时，不论SBI、SB2开关本身开路还是接线开路，输出都安全状态，保证了系统的安全和可靠。
X001X002X001X002
图2起，停控制线路
(2)在输入端有感性负荷时,为了防止反冲感应电势损坏模块,在
图3起，停控制线路负荷两端并接电容C和电阻R(交流输入信号),或并接续流二极管D(直流输入信号).如图表4所示，在采取交流输入方式时，CR的选择要适当才能起到较好的效果。通过试验装置的测试，当负荷容量在10VA以下，一般0.1微乏+120欧姆;负荷容量在10VA以上时,一般选0.47微乏+47欧姆较适宜.要采取直流输入方式时,经试验得知,二极管的额定电流应选为IA,额定电压要大于电源电压的3倍。
PLCPLC(a)交流输入方式(b)直流输入方式
图4输入端有感性负荷时的方式
(3)在输出端有感性负载时,通过试验得知,若是交流负载场合,应在负载的两端并接CR浪涌吸收器;如交流是100V、200V、电压而功率为400VA左右时，CR浪涌吸收器为0.47UF+47欧姆,如图5所示.CR愈靠近负载,其抗干效果愈好;若是直流负载场合,则在负载的两端并接续流二极管D,如图6所示.二极管也要靠近负载,其反向耐压应是负载电压的4倍.PLc图5输出端交流感性负载负载
PLc
图6输出端直流感性
2:从PLC的软件程序来虑提高控制系统的可靠性2.1运行状况超时检测
为了提高PLC控制系统工作的可靠性,可以专门设置一个定时器,作为监控程序部分,对系统的运行状态进行检测.若程序运行能正常结束,则该定时器就即被清零,若程序运行发生故障,如出现死循环等,该定时器在设定的时间内就无法清零,此时PLC发出报警信号.在设计应用程序时,使用这种方法来实现对系统各部分运行状态的监控.如果用PLC来控制某一对象时,编制程序时可定义一个定时器来对这一对象的运行状态进行监视,该定时器的设定时间即为这一对象工作所需的最大时间，当启动该对象运行时，同时也启动该定时器，若该对象的运行程序在程序在规定的时间结束工作，发出一个工作完成信号，使该定时器清零，说明这一对象的运行程序正常，否则属运行不正常，发出报警信号或停机信号。监控程序的梯形如图7所示，图中定时器T1为检测元件，X001为控制对象动作信号，X002为动作完成信号，M2为报警或停机信号。假设被控对象运行程序完成一次循环需要50s，则定时器K,值可取510（T1为100ms定时器）。当X001=1时，被控对象运行开始，T1开始计时，如在规定的时间内被控对象的运行程序能正常结束，则X002动作，M1复位，定时器T1被清零，等待下一次循环的开始；若在规定时间没有发出被控对象运行完成的动作信号，则判断为故障，T1的触点闭合，接通M2发出报警信号或停机信号。
2.2逻辑错误检测
在系统正常运行时，可编程序控制器的输入、输出信号和内部信号（如辅助继电器的状态）相互之间存在着确定的关系，如出现异常的逻辑信号，则说明出现了故障。因此，可以编写一些常见故障的异常逻辑关系，一旦异常逻辑关系为NO状态，就应该按故障处理。例如某机械运动过程中先后有两个限位开关对应的PLC输入地址分别为X001，X002，在两个信号不会同时为NO状态，如果他们同时为NO状态，就说明至少有一个限位开关被卡死，应该停机处理。如图（8）梯形图中，这两个限位开关对应的输入继电器的常开触点X001，X002串联，来驱动一个表示限位开关故障的辅助继电器M0，当M0为NO状态时就发出报警信号或停机信号
图（8）逻辑错误检测程序
2.3.降级操作设计
降级操作是指在设计时，将手动操作包括在内的设计，例如，紧
急停车的设计，关键设备的开停和再启动功能的设计等。这样，一旦发生故障，可采用降级的操作，即对部分或全部设备进行手动的开停操作，以避免设备的损坏或对人员的伤害。此外，在设计中也可考虑从全自动到半自动、直至手动的操作等。3结束语
PLC控制系统的工作可靠性与多种因素有关,有此客观因素也影响着控制系统的稳定性.通过采取设计正确的硬件线路、选择质量高的元器件、改善工作环境、编制监控程序等措施，可以使PLC控制系统的工作可靠性和稳定性得到很大的提高。
参考文献
（1）廖常初.可编程控制器基础及应用.北京：机械工业出版
社,201*.
（2）三菱公司.FX2系列可编程序控制器使用手册.201*.