ControlLogix系统冗余故障分析及改进措施（合集五篇）

第一篇：ControlLogix系统冗余故障分析及改进措施

ＣｏｎｔｒｏｌＬｏｇｉｘ系统冗余故障分析及改进措施

摘 要：介绍了ControlLogix冗余系统的组成和工作原理。针对故障现象，通过对系统软件的深入研究和不断试验、实践，提出了合理的改进措施并取得了良好的效果，提高了系统的可靠性、排除了因不确定性故障所导致的系统安全。

关键词：ControlLogix冗余系统；故障；原因分析；改进措施和处理方案冗余系统应用简介

以深圳地铁一期工程为例：典型车站分为A、B两端，在A端设置两套冗余的控制器（PLC），一套作为整个车站的主控制器兼作与上位机的通讯接口，接车站 交换机，另外一套负责A端的设备监控；在B端设置一套冗余的从控制器，负责B端的设备监控；在车站的其它地方设置远程I/O设备。控制器及各远程I/O设 备通过冗余的ControlNet现场总线相连。（系统配置如图1）冗余系统的设置和工作原理

ControlLogix冗余系统硬件结构由两个完全一样的控制器框架组成，每个ControlLogix冗余系统框架中控制器模块、通信模块和SRM模 块。两个框架尺寸完全相同，模块一模一样，插放位置也一模一样，控制器中的程序也一模一样。两个控制器框架之间，完全靠系统冗余模块SRM来完成同步和数 据的交换。进入同步状态的主机控制器，自动地传送备份数据到辅机控制器，这些数据无须用户挑选和编程，只要在主机控制器中被程序运行时刷新过的数据，都会 通过交叉装载传送到辅机控制器，传送的数据量可以非常大。控制器通过与SRM的连接，得知自己是主机控制器还是辅机控制器，从而决定是传送数据还是接收数 据。这些完全不需要用户的介入，系统自动获取、自动判断、自动传送。两个控制器的同步运行和大量数据的复制，使得输出得到无扰切换。

在成对 的冗余框架中，首先上电的框架成为主机框架，后上电的框架作为辅机框架，并建立与主机控制器的同步。当出现主机控制器所在框架掉电、拔插主机框架上的任何 模块、控制器程序发生主要故障、断开CNBR模块上的ControlNet分接器或电缆、断开ENBT模块的EtherNet/IP电缆等情况，或者收到 来自主机控制器中用MSG发送的命令、来自Rslinx中SRM模块组态页面操作的命令都会发生冗余切换。系统冗余故障显示及查找

冗余系统不能正常工作，常常表现在辅机不能同步。辅机不能同步的原因有很多，查找的办法也很多，一般说来，冗余框架中的CNBR模块都有清楚的提 示，SRM模块的组态界面也存放了详尽的信息。冗余框架插放的CNBR模块的面板将显示系统的状态，面板是字符式显示，一般是缩写的大小字母，它们所表达 的意思见表1。

最重要一点的是，所有成对的模块必须是相同的产品编号、系列号和版本号，并且插放在相同槽内。如果辅机框架的 CNBR的Keeper与成对冗余的主机框架CNBR的数字签名不匹配的话，辅机框架是不能同步的。需要在RSNetworx组态软件中，选择 Keeper Status，检查辅机是否为Valid Keeper。如果不是，操作Update Keeper使之恢复正常。出现这种情况的原因可能是ControlNet网络组态时，辅机CNBR模块是关闭的或者在别的网络中组态过。

根据提示检查硬件的情况，是比较直观和容易的。但是实际使用过程中，大多数故障不是硬件引起的，而是由于参数设置不合理、通信和连接规划不好，导致控制器 出现主要或者次要故障。在深圳地铁一期工程的建设过程中，由于承包商是首次使用ControlLogix系列产品，在参数设置方面没有仔细研究和推敲。为 了追求最短的响应时间，将所有参数都设置为最小值。这样就存在控制器没有足够的时间去完成非预定性的通信、内存分配比例不合理、连续任务Watchdog 时间太短、周期性任务执行时间大于周期时间、高优先权程序执行时间超过最低优先权程序周期时间、冗余框架中CNBR模块CPU运用效率远远超过75％等一 系列隐性故障。改进措施和处理方案

4.1 保证非预定性通信的执行时间

一般说来，非预定性通信是除了控制 器I/O组态和控制器之间的Produced/Consumed之外的所有的通信——编程设备的在线、HMI的访问、执行MSG指令、响应其他控制器的 MSG、同步冗余系统的辅机框架、建立或监视I/O的连接（热拔插模块）、从控制器的串口通过背板访问其他设备等。所有的都是在任务逻辑程序执行以外的时 间进行。如果控制器组态了一个连续任务，由控制器中的System Overhead Time Slice设定值决定非预定性通信的时间；如果控制器没有设定连续任务，则在所有周期性任务执行完毕的剩余时间内完成。

深圳地铁一期工程所 有控制器内逻辑程序均为一个连续任务，多个周期性任务的配置。所以，应该适当增大System Overhead Time Slice设定值，保证控制器有足够的时间完成非预定性通信的执行。具体方法是：通过Logix5000在线连接控制器，在控制器的属性/高级属性中设置 System Overhead Time Slice。（图2）4.2 合理设置周期性任务的时间参数

对于周期性任务，必须确定最高优先权任务的执行时间是否远远小于它的周期时间，所有任务执行时间的总 和是否远远小于最低优先权任务的周期时间；Watchdog时间通常为本任务运行时间的10倍左右。周期时间、Watchdog时间可以通过 Logix5000在线连接控制器，在任务的属性/组态中修改（图3）；任务执行时间可以通过Logix5000在线连接控制器，在任务的属性/监听中查 看。（图4）

4.3 降低冗余框架CNBR模块的CPU运用效率

冗余系统中的CNBR模块需要足够的时间去处 理冗余的操作，冗余同步操作将占用CNBR模块CPU运用效率的8个百分点左右，如果超过75％，可能会妨碍冗余切换后的辅机同步。深圳地铁一期工程冗余 系统CNBR的CPU运用效率达90％以上，部分甚至高达95％，很容易出现冗余切换后CPU满负荷运行，导致同步失败。所以必须想办法把CNBR模块的 CPU运用效率降下来。

要降低CNBR模块的CPU运用效率，可以从以下几个方面着手：增大ControlNet网络的NUT（网络刷新时 间）、增大I/O模块连接的RPI（请求数据包间隔）、减少通过CNBR连接的数量、减少MSG的数量和增加CNBR模块来分流信息。由于深圳地铁一期工 程的设备已经定型，增加CNBR模块涉及到更换机架成本太高，也没有可以减少的MSG指令和通过CNBR的连接，所以只能从增大ControlNet网络 的NUT和I/O模块的RPI两个方面入手。

深圳地铁一期工程冗余系统的NUT和RPI均设置为系统组态时的默认值，分别为5ms和 20ms。也就是说，系统每5ms刷新网络一次，每20ms更新一次I/O模块数据。由于系统的监控对象是风机、风阀、温湿度传感器、冷水流量传感器、水 系统二通阀执行器等设备，所有的设备均不会发生状态的高频变化，也不用控制设备高频度开关，所以系统默认的NUT和RPI远远超过实际应用的需要。这样就 过多的耗用网络资源，占用ControlNet预定性数据的带宽。而RPI值一般设为实际需要时间的50％即可，即在一个周期内采样两次。在系统没有高频 动作设备，保证系统实时性的前提下，经过多次测试将RPI由20ms改为80ms，将NUT由5ms改为20ms（RPI=NUT*2n），成功的将冗余 系统CNBR的CPU运用效率降到了75％以下。

RPI设定可以通过Logix5000在线连接控制器，在I/O Configuration展开所有已经组态的模块，右键点击适配器选择Properties/Connection修改Requested Paket Interval为80ms。（图5）

NUT设定可以通过运行RSNetWorx for ControlNet，在线upload网络配置、编辑使能后通过菜单Network /Properties/Network Paramerters中修改Network Update Time为20ms。（图6）

参考文献

［1］邓李.ControlLogix系统实用手册［M］.北京：机械工业出版社出

第二篇：民航飞机维修故障分析和改进措施

北京航空航天大学毕业设计(论文)

单位代码 10006 学 号 *** 分 类 号 密 级

毕业设计(论文)

民航飞机维修故障分析和改进措施

学习中心名称 专业名

北京科技技术进修学院

称 交通运输（民航管理工程航

空维修方向专升本）

学指 生导姓教

名 师

王立 闫利春

2016年 10月 20日

北京航空航天大学毕业设计(论文)

独创性声明

我在此郑重申明，本人所提交的毕业设计（论文），是在导师指导下由本人独立完成的研究成果，对文中所引用他人的成果，均已进行了明确标注或得到许可。毕业设计（论文）中不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，不包含他人已申请毕业证书（学位）或其他用途使用过的成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示了谢意。

本人完全意识到本声明的法律结果，如有不实之处，由本人承担一切相关责任。

学生签名：王立

时

间

：2017年4月20

日

北京航空航天大学毕业设计(论文)

摘要

随着中国航空航天产业的快速发展，航空业的快速发展。因此，民航飞机的结构非常复杂，不仅有机械原理、传动原理、机电原理、通信原理、自动化原理，故障复杂、典型故障频繁发生、突发故障和预防性故障，影响民航飞机飞行质量的因素很多，如天气、维护、运行和服务理念等。其中，颇具影响力的就是维护，研究提高质量的民航飞机故障和维修企业，分析了民用航空器维修的主要原因包括飞机的复杂机制，储备不足，设备维修的基础地位，维护人员综合素质低，飞机维修企业任务安排不科学；本文总结了民航飞机的主要维护策略，包括日常维护、高新技术维修和预防性维护；民用航空器维修企业质量改进的措施，包括创新的维修技术，提高综合素质，维护工程师建立数据库，提高维护系统和程序，有效地提高了民用飞机维修企业的服务质量，使民用飞机更安全和稳定。

关键词：民航飞机；维修故障；改进措施

北京航空航天大学毕业设计(论文)

Abstract

With the rapid development of China's aerospace industry, the rapid development of aviation industry.Therefore, the structure of civil aircraft is very complex, not only in principle, mechanical drive principle, electric motor principle, communication principle, the principle of automation as a whole, and fault complex, typical faults occur frequently, sudden failure and preventive fault, there are many factors and the impact of civil aircraft flight quality, such as the weather, maintenance and operation scheduling service concept and etc..Where is the maintenance of influential articles, to study on the measures for improving the quality of civil aircraft fault and maintenance enterprise, analyzes the main reasons of civil aircraft maintenance covers the aircraft complex mechanism, insufficient reserves, equipment maintenance base location far, comprehensive quality maintenance personnel, aircraft maintenance enterprises task arrangement and scientific problems;overview the civil aircraft maintenance strategies mainly include conventional maintenance, high-tech maintenance and preventive maintenance, effectively improve the quality of civil aircraft flight;the civil aircraft maintenance enterprise quality improvement measures, including innovation maintenance technology, improve the comprehensive quality and maintenance engineer to establish database, improve the maintenance system and procedures, effectively improve the civil aircraft maintenance enterprise service quality, make the civil aircraft more safety and stability.Key words: civil aviation aircraft;maintenance failure;improvement measures 北京航空航天大学毕业设计(论文)

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目 录

引言................................................................2 1 民航飞机维修相关概述..............................................3

1.1 民航飞机维修的方法..........................................3 1.1.1 常规维修..............................................3 1.1.2 高新技术维修..........................................3 1.1.3 预防性维修............................................3 1.2 民航飞机维修的意义..........................................4 2 民航飞机维修的故障现状分析及影响因素...........................................................6

2.1 民航飞机的维修现状..........................................6 2.2 民航飞机维修故障分析........................................6 2.2.1 民航飞机结构的复杂性..................................6 2.2.2 维修器材的储备........................................7 2.2.3 维修人员的技术水平....................................7 2.3 民航飞机维修故障的影响因素..................................8 2.3.1 维修基地较远..........................................8 2.3.2 维修企业安排不科学....................................8 2.3.3 维修人员的技术水平低..................................8 2.3.4 维修故障的质量不高....................................8 完善民航飞机维修故障的对策................................................................................9

3.1 建立动态信息体系，进行实时维修..............................9 3.2 民航应建立维修数据库，利用科学技术维修......................9 3.3 强化维修人员的专业技术培训.................................10 3.4 提高民航飞机维修质量.......................................10 4 总结.............................................................12 参考文献...........................................................14 致谢...............................................................13 北京航空航天大学毕业设计(论文)

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引言

目前，随着中国的经济水平和综合国力的增强不断提高，中国民航业进入了一个快速发展的新阶段。为了促进中国民航业的快速发展，中国将继续引进新的波音和空客飞机的来自国外，同时，也对新模型的独立研究和发展，比如支线飞机等等。无论是从先进机型进口，还是自主研发的创新车型，都必须定期维护和保养。民用飞机维修不仅对人民的生命财产安全，事关广大人民群众的长远发展，而鉴于此，中国民航业的关系，中国的民用航空器维修人员必须高度重视，并在实践中不断提高维修水平。北京航空航天大学毕业设计(论文)

第 3 页 民航飞机维修相关概述

1.1 民航飞机维修的方法 1.1.1 常规维修

航空工业的飞速发展，飞机维修方法。民航飞机故障的原因主要是机械磨损、疲劳等，民航飞机日常保养保养的方法很简单，只要一般安全措施保证飞机的安全，民航飞机的相关预防措施维护，定期检查和维护即可[1]。任何行业，与时俱进是一大主题，结合飞机故障，维修技术改进的主要特点，可以减少维修时间，提高维修效率，并保护民航飞机的安全。1.1.2 高新技术维修

随着科学技术的不断进步，飞机故障具有多样性、关联性和复杂性。常规维修方法无法解决民航飞机故障问题。因此，维修人员学习高科技维修方法，通过新技术、设备进行民航飞机维修，切实提高民航飞机效率。另外，通过对民机典型故障的分析和统计可以总结出故障的原因，可以有效避免故障的发生。1.1.3 预防性维修

由于飞机使用时间过长，维修人员需要定期对民用航空器进行维修，尤其是季节性维护。维修人员应根据民航飞机每季度的温度变化进行专项维修，这样不仅降低了民航飞机的故障概率，而且极大地延长了民航飞机的使用寿命[2]。另外，采取有效措施提高质量，不仅保证民航飞机的安全性和可靠性，而且能够提高民航飞机的飞行效率、服务质量。具体的民航飞机维修故障质量改进措施，如图1所示。北京航空航天大学毕业设计(论文)

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图1 民航飞机维修故障质量改进措施图

1.2 民航飞机维修的意义

结合民航飞机的作用和意义,其最主要的功能和作用就是运载客人,保障客人的安全和行程,因此,民航企业要能够全面的把握这一点,深刻领悟到自身的任务,确保飞机的运行安全,及时解决和处理存在的问题和故障[3]。结合飞机高空运行的特点,不难发现其飞行存在较大的风险性,很容易出现一些不可控的因素,因此对飞机的自身质量有着极其高的要求,这也要求要能够及时的对飞机的故障进行分北京航空航天大学毕业设计(论文)

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析和及时的解决维修。为了有效避免由于飞机故障导致的事故风险,应当充分的重视飞机的检修和故障维修工作,增强维修技术的整体水平。结合有关的资料来看,随着整体制造业水平的提高,飞机的性能和质量也得到了增强,因此飞机出现故障的频率也有所降低,但仍需要增强故障维修的技术水平,使故障发生的几率降到最低,对容易出现问题的环节进行管理和改进,从而提高民航企业飞机运行的整体质量和水平[3]。北京航空航天大学毕业设计(论文)

第 6 页 民航飞机维修的故障现状分析及影响因素

2.1 民航飞机的维修现状

民航飞机的保养为了保证飞机系统的安全运行，但由于运输机的特殊性，飞机的维修不像其他运输设备，然后出现故障后维修。现代的民航飞机维修理念可以用四个字来概括：预防为主。

其一，飞机的正常运行是保障人们生命财产安全的基础，飞机的各个部分也很昂贵，这直接决定了飞机检查和维修的程序和步骤应遵循科学性，不能盲目。

其二，维修方法可以分为两种：维修和预防维修。在飞机维修方面，要重点关注几个问题：飞机正常保养周期是多久？在什么情况下应该采取修理方法？在什么情况下做好预防性维护工作？如何利用科学技术降低飞机的故障率？

其三，维修保养包括分解飞机部件，更换飞机部件，一旦发生故障，维修人员要尽快恢复到正常状态；预防性维修包括更换飞机部件，检查飞机部件和身体本身的润滑。

其四，在实际保养过程中，维修人员应优先考虑检查和维修的重点，可能故障和经常发生故障的部位。

其五，飞行不仅受天气、空气等方面的外界因素影响，还会受到飞机各个部件的操作，由于飞机本身的特殊性，一旦发生事故，将造成巨大的人员伤亡和财产损失[4]。因此，维修人员要高度重视，坚持飞机维修保养的原则，飞行无故障和维修预防和控制飞机的概念，仔细检查所有零件，更新老化的零件，采用的维修策略和维修方法，确保飞机的飞行安全。2.2 民航飞机维修故障分析 2.2.1 民航飞机结构的复杂性

随着科学技术的飞速发展，越来越多的新技术在中国民航业采取。一方面，高新技术的应用提高了飞机的可靠性和安全性；另一方面，例如，自动飞行管理系统、自动飞机控制系统等新技术的应用，在很大程度上降低了机组人员的工作北京航空航天大学毕业设计(论文)

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强度。如BOEING737飞机，在飞行前，机组人员需要将飞行计划输入到机载计算机上，然后飞机将根据输入的飞行计划自动导航，直到航班到达目的地。飞行人员在没有特殊情况需要做的是监控飞机的飞行状态。高新技术的应用给人们带来了很多方便，但也使得飞机机载设备变得越来越复杂，使飞机维修工作变得十分困难[5]。

2.2.2 维修器材的储备

一架民用飞机是由上千个零部件组成的，这些部件的价格非常昂贵，需要大量的资金来储备航空设备。由于飞机零部件数量众多，任何飞机的维修基地都不能保留所有组成的数十万飞机零部件。航空设备的储备是一个世界性的大问题，如何确保正常飞行与航空设备库存的平衡关系是航空公司需要解决的问题[6]。民用飞机的结构是非常复杂和大量的部件，其成本相对较高，因此，民航飞机维修企业对资本的要求比较大，需要做好飞机相关零部件的储备工作。结合通常情况下，航空维修单位不能完全具备所有的飞机零部件,这也是对维修工作的考研之一。如果民航飞机存在一些问题，需要使用相关的零部件，如果维修基地没有必要的部件，则会对维修工作产生较大的影响，因此需要维修设备储备。如果一个组件的平面出现故障，需要更改，但不是维护基地和存储组件，需要查询其他航空公司是否保存部分，然后迅速转移到本地。这两家航空公司往往彼此距离很远，甚至从另一家航空公司转移到零部件，飞机延误是不可避免的[7]。2.2.3 维修人员的技术水平

某一系统工作状态指示为“不正常”或“不工作”则表明飞机出现了故障，然而，系统是由许多组成部分，任何组件故障会导致整个系统不正常。这就要求维修人员具备高水平的维修技术。飞机进行高空作业时,一旦发生故障则造成的后果和影响是难以预计的,飞机的部件和环节产生问题都可能造成严重的灾难,甚至导致无法正常飞行。所以要能够及时的对产生的故障问题展开修理工作,修理过程离不开专业的技术修理人员,通过修理人员的排查和维修,解决故障.这不是一件容易的工作训练飞机维修技术员的高水平的维护，因为飞行时间很短，维修人员没有足够的时间连接测试设备，维修人员往往根据自己的工作经验和系统工作原理来确定故障[8]。北京航空航天大学毕业设计(论文)

2.3 民航飞机维修故障的影响因素 2.3.1 维修基地较远

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维护民航飞机维修基地不利于调度、飞行、维修人员在飞机维修中遇到一些障碍。因为民航飞机满足乘客的需求将停在机场候车区，而民航飞机维修基地的维修离航站区很远，所以飞机维修保养的时间要长得多。比如，某民航飞机停靠在停机位2000米之外等待维修，从安全的角度，减少飞机拖航速度，最后拖到民用飞机维修基地维修人员花费半个小时，丝毫没有天道酬勤的感觉[9]。2.3.2 维修企业安排不科学

由于维护人员需要检查，而且在飞机维修、清洗飞机的飞行任务，维修和日常维护保养工作，使科研工作时间，防止维修人员对民用飞机的飞行计划延迟延迟维护任务。比如，一名机务人员刚完成飞机故障维修，还对民航飞机进行清洗、保养和日常检查，如果民航飞机需要维修部件，长期下来维修人员的效率会随着体力的降低而减少，这样的维修时间大大延长，最终延误了整个民航飞机的飞行计划[10]。

2.3.3 维修人员的技术水平低

由于飞机机构发杂、理论颇多，维修器材、基础部件也比较繁多，维修人员自身能力也是影响民航飞机维修故障的主要因素。既然飞机是一种高低的交通工具，那么它的技术含量是不言而喻的。例如，飞机结构的复杂性和多样性导致飞机故障更加复杂，无论是主控系统故障，发动机，还是小芯片，小螺丝的问题，必须处理维修人员，如果飞机已经无法解决问题，那么证明维修人员没有经验和能力做飞机维修工作。因此，飞机维修对维修人员的工作能力、知识水平和基本素质有很高的要求。2.3.4 维修故障的质量不高

当飞机在高空作业时，很难预测飞机故障的后果和影响。飞机的零部件和连接问题会造成严重的灾难，甚至导致正常飞行的失败。因此，有必要能够及时修复维修工作的失败，维修过程中不能脱离专业技术人员，通过调查和维修人员维修，故障排除。这对维修人员的要求很高，而且目前维修工程师的维修水平低，导致维修质量差[11]。北京航空航天大学毕业设计(论文)

第 9 页 完善民航飞机维修故障的对策

3.1 建立动态信息体系，进行实时维修

在实际的民航飞机维修过程中，主要涉及三大要素，分别是维修人员、维修航材、维修设备。基于此，我们可以利用现代化的信息技术和计算机技术，整合保障资源、飞机飞行、技术、专家系统、制造厂、运营商、适航当局、维修经验、维修技能等各个方面的信息，建立一个多类型、多平台、多元化、多源性的动态维修信息资源系统，进而为民航飞机的维修提供科学、准确的数据参考。在系统的建立过程中，要利用先进的数据处理技术和信息技术，将各种信息进行采集、传输、汇集、分析、过滤、综合、合成，形成一个数字化、智能化、信息化的飞机维修数据库系统，保证维修工作的高效、合理、有序运行[12]。3.2 民航应建立维修数据库，利用科学技术维修

由于民航飞机有些典型故障时常发生，因此民航飞机维修企业需要建立维修数据库，才能详细保存典型案例以供维修工程师钻研总结。如果将检修数据库连接到维修数据库，就可以防患故障问题重复发生。因此，时常发生的飞机故障通过定期维修，并进行阶段性维修分析、故障分析，不仅为工程师培训工作提供了各项有效的参考依据，也帮助现场工程师找到了时常导致飞机故障的主要原因。比如，民航飞机较为典型的飞机故障是机械磨损、材料疲劳等，如果民航飞机维修企业建立了维修数据库，并与该企业的检修数据库相连接，那么维修企业对民航飞机各种部件使用情况简直了如指掌，继而维修企业根据机械磨损情况进行定期维修、更换，就能避免飞机故障再次发生[13]。整个维修环节需要进行完整的归类，对于突发故障、典型故障、预防性故障制定一个相关标准。首先，将突发故障的应急处理程序进行优化，充分发挥该程序的应急作用；其次，将典型故障进行分级处理和时间监控，有力保障民航飞机的飞行质量；最后，对预防性故障制定一个合理的运作标准，定期进行维修检查减少该故障的发生率。

传统的飞机故障主要是一种简单的机械故障，而现代飞机故障涉及的技术因素较多，如数字化技术故障、信息技术故障、电子故障、机电故障等。现如今，它广泛应用于民用航空领域，包括微电子技术、软件测量技术、计算机技术和数北京航空航天大学毕业设计(论文)

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字技术等。在这种情况下，除了上述的一系列高科技维修技术维修人员，还必须熟悉和了解一些新的设备，飞机维修性能的新材料，新技术，更广泛的使用维护经验，发现不足和飞机及飞机维修过程缺乏。例如，在许多民用飞机配备了相应的电子诊断和电子监控技术和功能，因此它可以帮助维修人员快速、准确地确定民用飞机故障检查，有助于预防性维护工作，还可以有效地降低维护成本[14]。结合现代民航企业的发展现状来看,若想保障飞机故障维修工作的整体水平,需要借助构建专业组织的方式来进行,通过组织对于不同型号、类别的飞机的相关故障信息与维修方法的分析与整体,进一步总结更多的经验和数据资料,对各种疑难问题和故障有充分的了解,从而有针对性的把握各种故障的原因和解决方法,从而减少重复故障和问题出现的现象。借助组织对于相关经验和实践的总结和整理、汇编,可以较好地促进维修人员专业维修能力的提升,为其解决故障提供巨大的帮助,且为日后技术人员的培养提供相应的资料和经验。3.3 强化维修人员的专业技术培训

飞机的质量保障对于飞机的安全运行有着重要的意义和作用,所以要能够确保民航飞机的故障及时得到解决,而解决的关键在于维修技术人员的能力和水平。因此,民航企业要能够充分重视维修工作者的维修技能水平的培训。要能够要求维修工作者对飞机的基本构造以及飞行原理有着全面的把握和了解,充分的熟知飞机的各个环节,在专业技能的培训期间,充分设置一些具体实践的内容来充实保障维修技术人员在培训过程中获得相应的实践能力和经验。只有保障维修人员具备了实践操作的能力,借助系统的培训内容,才能够保障其在真实的故障维修工作中较好的解决存在的故障和问题,实施相应的上岗授权管理制度来强化管理水平。除此之外,随着航空企业的不断发展,促进了飞机系统更好的交流和关联,以往的一些技术水平己经很难满足现代飞机故障维修的需要,所以需要结合现代飞机的特点,结合电子技术,针对维修人员展开交叉培训,从而全方位保障维修人员的专业技术水平。

3.4 提高民航飞机维修质量

下面将结合每个步骤来分析一下怎样进行飞机维修质量改进过程。

第一步：提出问题。必须有质量问题的改善意识，数据分析必须找出质量问题。这是数据分析的关键，这是质量改进的先决条件。北京航空航天大学毕业设计(论文)

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第二步：分析产生质量问题的原因。为了找出造成质量问题的因素及原因，并分析所寻找的因素，利用航班延误统计数据，找出航班延误造成维修失败的原因。

第三步：找出主要原因。有许多方法，如因果图，直方图，图表等。但对于飞机维修来说，最有用的方法找到的主要原因是帕累托分析。根据帕累托法则，20%的原因导致了80%的结果。倘若我们找到了20%的原因并加以解决，那么我们就离质量改进成功不远了。

第四步：制定对策和措施。制定上述调查结果的主要原因，提出实施方案。要注重人才培养，提高飞机维修质量。

第五步：执行计划和措施。执行上一步提出的执行计划。针对飞机维修质量改进，我们应该重新修订维修与质量管理人员专业培训大纲，增加实际故障分析的案例教学。

第六步：检查结果。将预定目标与实施结果进行对比，评估实施效果。针对航空维修质量改进，我们应该进行航班延误统计，通过帕累托方法分析“人”的因素比率是否下降。

第七步；总结经验，创新维修技术。随着航空工业的飞速发展，飞机技术的应用也越来越广泛。虽然民航飞机综合了机械原理、传动原理、机电原理、通信原理、自动化原理，但通过维修保养技术的创新，以及引进先进设备，民航飞机维修的高科技化，大大提高了民航飞机的基本性能和基本指标。另外，除了创新的维修技术，还要与维修工程师交流经验，掌握有用的维修知识，跟上飞机应用技术发展的步伐。比如，民用飞机维修公司的维修人员在民用飞机的维修，到老的民用航空器维修工程师建议预防性维修的问题，通过详细的描述了旧的维修工程师，该维修人员顿时如醍醐灌顶，充分吸收了“要根据每个季度温度的变化对民航飞机进行专门的维护”的理论，在平常的维修工作中，该维修人员维修水平大幅度提高，工作效率与从前不可同日而语。

第八步：遗留问题转入下期。这个问题不能解决成下一个周期的质量改进，航空维修质量的改善，每年年初，质量改进小组应分析前一年的维修情况，并与前一年的结果进行比较。如果有显着改善，比上年的周期应得到改善。北京航空航天大学毕业设计(论文)

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总

结

综上所述,民航飞机的维修故障对于飞机的安全运行有着重要的意义,针对飞机的相关维修工作有关部门要投入足够的关注与重视,做好全面的准备,在技术方面加大投入力度,通过对故障的深入分析和研究,更好的进行预防和维修工作。飞机的结构十分复杂,所包含的部件和系统又极其繁杂,对于其维修工作的展开有着较大的考验,需要维修人员具备专业的水准和能力,通过分析和管理改进措施更好的解决故障问题。北京航空航天大学毕业设计(论文)

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致

谢

在即将离别之际，我要首先感谢我的论文导师。在论文的写作过程中，我很荣幸得到老师的耐心指导。本篇论文从选题到定稿，老师都给予了悉心的指导，在此谨向老师致以诚挚的谢意。同时，老师严谨的治学精神和认真的科研态度，深深地打动了我，激励着我做一个谦虚低调的人。

其次，我还要感谢学习生活中的授课老师，是你们传授给我知识和技能，让我不断成长，不断进步；谢谢我的同学，因为你们的陪伴，让我拥有了一段美好的校园回忆；谢谢我的家人，是你们在我的成长过程中给我鼓励，给我温暖； 感谢我的室友，几年的朝夕相处，加深了我们的情谊，互帮互助，团结友爱，让我们珍惜这得之不易的感情，献上我最诚挚的祝福。

最后，感谢参加毕业论文答辩的老师。感谢您在百忙之中抽空给予我指导建议。因本人的知识水平和学术研究能力有限，不足之处还烦请各位老师、同学多多赐教。

北京航空航天大学毕业设计(论文)

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参考文献

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第三篇：UPS不间断电源的故障分析及改进措施

UPS不间断电源的故障分析及改进措施

陈权胜（民航中南空中交通管理局技术保障中心 510000）

摘要：众所周知，民航系统对于供电的要求极高，特别是在机场管理、空中管制这两大重点IT系统。要确保这两大系统全天候、不间断、无差错地实现空中交通、通信、导航、雷达监测等管理服务，需要应用UPS提供365天×24小时“全天候”无中断供电。本文就UPS直流电源故障应急措施进行分析及改进，提出了自己的建议和看法。具有一定的参考价值。关键词：UPS不间断电源；故障；应急；措施

1．前言

UPS的中文意思为“不间断电源”，是英语“Uninterruptible Power Supply”的缩写，它可以保障计算机系统在UPS电源整体解决方案停电之后继续工作一段时间以使用户能够紧急存盘，使您不致因停电而影响工作或丢失数据。众所周知，民航系统对于供电的要求极高，特别是在机场管理、空中管制这两大重点IT系统。要确保这两大系统全天候、不间断、无差错地实现空中交通、通信、导航、雷达监测等管理服务，需要应用UPS提供365天×24小时“全天候”无中断供电。为确保空管供电系统的绝对安全，配置了4台PW9315 625KVA UPS电源。4台UPS每2台构成1套“1+1”并机系统，然后2套并机系统输出并联后由STS系统分配给负载供电，其原理如图1，具体由每2套UPS(1+1)以双母线方式组成并机向一台负载供电，由STS在两路交流电源构成的双总线供电系统中承担着检测、切换的核心任务。系统运行时，备用机跟踪主设备输出，当主设备发生供电中断时，可以实现电流和电压的同步切换。这样就避免了由于断电、电压不稳等造成的系统单点故障，提高了方案的可靠性和可用性，并且这种设计实现了负载的同步转换，可以对系统进行在线维护和在线升级，保证系统稳定持久运行。

UPM1 主输入 静态旁路输入维修旁路输入 整流器 逆变器 FBP CBP 电池组 MBP主输入 整流器 逆变器 MIS CBS 输出 MBC柜 电池组 SBM柜 UPM2

图1：UPSA系统组成

2．UPS不间断电源故障和应急

在对UPM1做正常关机的操作时，UPM1的输出开关不能正常分闸，在合分闸处来回跳动。UPM2输出开关断开，UPSA转旁路工作，三台STS转另一路电源B，其中一台STS出现B路电源静态开关故障并锁在此路，A路电源的输入开关断开。

（1）故障前运行方式

机组正常带负荷运行，UPS工作方式正常（两组UPS各自带不同的负荷，直流和旁路电源均是正常备用状态），STS状态正常。（2）UPS故障现象： UPM1输出开关来回跳动，UPM2输出开关断开，UPSA转旁路工作，三台STS转另一路电源B，其中一台STS出现B路电源静态开关故障并锁在此路，A路电源的输入开关断开。（3）UPS故障处理： ① UPM1输出开关来回跳动，按UPS紧急停机键停机，检查到UPSA转旁路工作，三台STS转另一路电源B，其中一台STS出现B路电源静态开关故障并锁在此路，A路电源的输入开关断开。UPM1的输入开关和电池输入开关处于分闸状态，UPM1输出开关处于脱扣位。

② 检查负荷供电正常，先处理故障的STS，对它进行转B路的旁路操作，然后重起，故障消除，STS恢复正常工作。

③ 确认UPSA转旁路工作，手动储能使UPM1的输出开关转到分闸位，重新开机，UPM1恢复正常，确认了是UPM1输出开关的马达驱动机构有故障，用备件更换后，按正常开机程序，开机正常，UPM1恢复正常。

④ 确认UPM1、UPM2输出正常后，UPSA转回逆变器工作。⑤ 检查UPSA输出电压和电流正常，两套UPS、STS工作正常，负荷供电正常。

（4）STS转电源B路的分析

UPSA的交流旁路电源电压与逆变器输出电压之间的相位差超差(一般UPS允许的最大相位差在3.6°～15°之间）或上述两种电压间的瞬态电压差过大（如超过25V以上）时，静态开关逻辑控制电路会发出禁止切换命令。在这种情况下，由市电交流旁路供电至逆变器供电的切换操作只能采取不同步切换方式，以免在执行切换操作的瞬间因环流过大而引发事故。当UPSA需从逆变器供电向市电交流旁路供电切换时，是采用“先断开后接通”的控制方式来执行切换操作的。即先让位于逆变器供电通道上的接触器断开，然后在经过0.2s～0.8s的时间延迟后,才让处于市电交流旁路通道上的静态开关中的晶闸管导通。因此，当UPSA在执行不同步切换操作时，对用户的供电而言，它有可能会出现0.2s～0.8s的供电中断，所以STS才会转到电源B路。3．总结经验

（1）做UPS正常开关机操作，有异常情况发生时，需及时按下紧急停机按键，处理UPS的故障情况可优先按紧急停机按键，在维护时可以按正常开关机操作。

（2）UPS1的输出开关来回跳动会影响到与它并机的UPM2的输出，使得UPSA输出异常。在做UPM的维护时，可以选择转到旁路，或者把UPSA所带的负荷转到UPSB。保证系统的安全性。

（3）UPS的开关驱动机构有一定的寿命，不能够频繁的操作，在发现有异常后需要及时更换。

4．改进措施

系统采用两套“1+1”并机与STS构成互动热备份系统，而“1+1”并机的弱点还是明显的存在，如需提高系统的可靠性，可以把前端的“1+1”并机改成主从热备份，主机带负载，备机空载，备机接入主机的BYPASS（旁路）输入端，将原“1+1”并机系统的其中一台或者直接增加一台UPM来做备机。这种系统灵活性高，不受品牌限制，而且安装简单，无需额外调试，不增加额外辅助电路，不增加购置成本。可作n+1热备份，可分期扩容。当然，也会存在瞬时过载能力低、两机老化不一致、和备机电池长期不处于浮充状态和影响电池寿命等缺点，但是系统的可靠性和安全性将比原系统将大大提高。

第四篇：牵引电动机定子接地故障分析及改进措施

牵引电动机定子接地故障分析及改进措施

-------机车公司电机车间

袁峰

摘要： 分析牵引电动机定子接地故障产生的原因,制定了相应的改进措施,提高电机运用的可靠性．

关键词：ZQDR－410电动机；定子故障；分析；改进措施

一、前言

ZQDR－410型牵引电动机(以下简称410电机)是东风4型内燃机车的主要大部件之一..其质量的好坏直接影响整部机车的运用．但由于电机本身存在诸多先天不足，以致使一些惯性故障仍然没有得到有力的控制．需要特别提出的是，铁路几次大提速，DF4机车面临更为严峻的考验．因为东风4车410牵引电动机的先天缺陷多在机械方面，随着机车速度提高，电机的振动较以前更大，尤其是机车提速后，运行速度恰好处于电机的共振范围，整机和各部件振动明显加剧，导致电机的运用条件更为恶劣，发生故障的机率大大增加．

二、质量原状分析

牵引电机定子故障的主要表现两个方面：1磁极接地；

2、联线及引出线烧损，下面做一下具体分析： １、磁极接地

造成磁极接地主要有以下几个原因：

（１）、磁极螺栓松动。磁极螺栓松动从根本上说是主、从动齿轮啮合不良和轮对冲击产生的高频振动引起的。加上电机本身的一些固有缺陷（如主极凸台过高、每只附极只靠两个螺栓紧固）使线圈和铁芯间发生相对位移或线圈与凸台接触，最终线圈对地绝缘被磨破造成接地。

（２）、机座凸台边缘有未清除的毛刺、残渣将主附极线圈（主要是主极线圈）绝缘刺破而接地。

（３）、主极铁芯于线圈之间一体化不良。由于线圈公差尺寸很大，这就使线圈内框与铁芯的间隙大小不一，有的磁极装配靠适形毡不能把线圈撑紧，这就使磁极线圈在运用过程中容易与凸台产生相对位移，最终导致电机定子接地。

（４）、线圈变形。电机运用条件恶劣和拆解手段不够先进是造成线圈变形的主要原因。另外，在线圈检修过程中修理匝间短路以及换线鼻子时也容易使线圈变形。在磁极进行装配时，线圈高度方向的扭曲变形是最有害的质量隐患，这种变形必然导致线圈与铁芯长边方向的间隙不均，铁芯尖角处与线圈内框距离变得更小，在电机运用一段时间后铁芯就会和线圈接触，最后因线圈绝缘被磨破而接 地。

２、联线及引出线烧损

造成联线及引出线烧损主要有以下几个原因：

（１）、联线材质过硬。联线在长期的使用过程中，铜排的硬度逐渐增大，抗振性能不断降低。加上C2、H2引出线在铜排水平方向有硬弯，极容易产生应力集中，在恶劣的外部条件下逐渐出现裂纹，使有裂纹的部位接触电阻增大而烧损。

（２）、旧线规格、质量不一。为降低牵引电机定子接地故障率，许多机务段对联线进行了改造，但由于技术水平不同，加之全路没有一个统一的规范，致使入厂车联线品种多样，良莠不齐。特别是经压制成的铜编织线，在厂修后屡次发生烧损故障。

（３）、紧固件质量不稳定。联线螺栓和接头板的质量对电机定子可靠性也至关重要，车间就曾因为螺栓断和接头板质量不好发生多起主附极与联线街头处烧损的段外故障。因为接线处紧固不良必然造成线圈线鼻子与联线随电机振动而分合，产生的电弧使接头处烧损。（4）、联线绑扎不牢。用蜡线绑扎联线和引出线很难绑紧，浸漆后有蜡线松弛现象，并容易因材质变脆而使机械强度大大降低，对联线起不到应有的固定作用。

（5）、联线与蚂蝗钉之间有绝缘缺陷。这种情况主要发上生在部分内部联线的蚂蝗钉过长的入厂410电机上，由于工字板不能将联线与蚂蝗钉完全隔开，在410电机运用过程中联线与蚂蝗钉逐渐贴紧，磨破绝缘后造成联线烧损、定子接地。

三、技术改进措施：

机车的运用状况更加恶劣是410电机定子故障的源头，410电机的设计缺陷导致这种故障频频发生。因此，要满足用户的要求就必须深入调查，合理分析。大胆地对410原设计进行改进。为降低410定子故障进行质量攻关，并取得了较好的效果。现总结如下： １、磁极接地

（1）、针对磁极螺栓松，车间一方面开始对其实施专检，另外对浸漆班交出的定子进行检查并及时热紧，由于电机在运用中抱轴处所受到的振动力最大，所以在410电机抱轴处的主极螺栓边焊接挡块，阻止螺栓受振而转动。

（2）、改进机座检修工艺，加强对凸台的检修力度，清除凸台边缘的毛刺、残渣，并用手锉将凸台边缘锉修一遍。

（3）、强调线圈套极的一体化效果，对宽度方向尺寸较大的线圈适当增加适形毡的层数，使磁极装配成为一个牢固的整体。另外，要求铁芯两端上紧塞紧块后要用适形毡边角料将线圈与铁芯间的空隙堵死，塞紧。

（4）、对于线圈变形，一方面要求解体班进一步提高拆解完好率，另一方面自制多种检测工具，提高线圈的检修水平，防止不合格品流入下道工序。对于变形较小又无法修复到原形的线圈可用三层黄金薄膜加一层外包的方法增大线圈内框尺寸，使之符合套极的要求。（5）、更换磁极线圈的外包绝缘材料。用热烘收缩带取代原来的无碱玻璃丝带，使线圈的机械性能得到了很大的提高。

（6）、定子由原工艺的普通浸漆改为采用真空压力浸漆。提高定子的绝缘强度和机械强度。

2、联线烧损

（1）、将引出线改为软联线。改变原设计的扁铜线或铜编织线结构，全部使用丁晴橡胶电缆线，两端套铜管压接制成，以吸收振动。（2）、为防止螺栓断造成主附极与联线接头处烧损，M8×25螺栓全部由普通4．８级改为８．８级高强度螺栓，使车间内紧固螺栓断现象得到了杜绝。车间还多次与接头板生产单位结合，使接头板质量也有了很大的提高，并一直比较稳定。（3）、为使联线绑扎牢靠。车间改用了无纬带对联线进行绑渣，机械强度较蜡线有了很大的提高，联线的可振动幅度大大降低。（4）、在联线固定方面，车间除了将原来的长蚂蝗钉进行了必要的改造外，还在C2和H2引出线振动最大处各增加了一个蚂蝗钉，有效地提高了电机运用的可靠性。

（5）、将480电机主极间联线由原设计的两根50平方铜编织线全部更换成3根，提高电机载流量，并执行先浸漆后装联线的工艺，防止联线因吸绝缘漆而变硬。

经过以上两项技术改进的措施，定子故障率有了明显降低。

第五篇：同步电动机静态励磁系统灭磁回路故障分析及改进措施

同步电动机静态励磁系统灭磁回路故障

原因分析及改进措施

赵会东

（神华鄂尔多斯煤制油分公司 检维修中心）

关键词： 同步电动机 励磁系统 灭磁回路

1.前言

大型炼化企业大量往复式压缩机组大量采用增安或隔爆型高压同步电动机拖动，单台容量最大达到8800KW，额定电压普遍采用6-10KV配电系统。

为满足现场防爆条件，机组采用旋转无刷同步电动机。

2.故障现象

2010年9月25日，在变电所值班人员巡检过程中发现2#循环氢同步压缩机（2800KW）停车后，静态励磁系统仍然在工作，当时静态励磁电流表指示为4.5A。励磁系统主机运行指示灯处于熄灭状态。励磁系统原理如下图所示：

3.故障原因分析 3.1.系统工作原理

机组正常启动后，高压断路器DL合闸，其辅助点DL（N.O）闭合，励磁柜内DLJ继电器得电，DLJ一对辅助接点（N.O）闭合，点亮YD电机运行指示灯；DLJ另一对辅助接点（N.O）闭合，送单板机系统，作为励磁系统投励或灭磁条件的判据。

机组正常停机后，高压断路器DL分闸，其辅助点DL（N.O）断开，励磁柜内DLJ继电器失电，DLJ一对辅助接点（N.O）断开，YD电机运行指示灯熄灭；DLJ另一对辅助接点（N.O）断开，送励磁控制系统，励磁控制系统接到DLJ（N.O）断开信号及主回路电流信号小于额定电流2%后，励磁控制系统灭磁继电器MJ得电启动灭磁继电器MCJ，MCJ得电后其常闭点断开，使得励磁接触器LC失电，完成机组励磁系统的灭磁工作。

3.2.系统故障原因分析

故障现象：1.励磁系统主机运行指示灯处于熄灭状态；2.静态励磁系统仍然在工作，当时静态励磁电流表指示为4.5A。

从现象判断，当时机组正常停机后，高压断路器DL却已分闸，其辅助点DL（N.O）已经断开，励磁柜内DLJ继电器已经失电，励磁系统人机界面显示主机电流为2A（属于采用误差），以上条件具备励磁系统应该灭磁。未灭磁的原因只能是励磁控制系统在主机停车过程中，未能正常工作进行灭磁。

4.改进措施 4.1.软件系统升级

励磁制造厂家将软件进行升级，优化采样逻辑，消除采样回路的干扰。

4.2.电气控制回路改进

1.在电气回路中增加辅助灭磁回路，在主机停车后，确保延时（2秒，可调）后，灭磁回路可靠动作灭磁。此回路还具有防止DL辅助点抖动，而误动灭磁的功能。

2.增加直流系统控制电源监察回路JQ2、JQ4及储能回路C，在正常情况下，直流电源通过二极管D及充电限流电阻R向储能电容C充电。在2路直流控制电源同时失电后，JQ2、JQ4失电，储能电容C通过JQ2、JQ4常闭点向保护出口继电器TCJ放电，TCJ继电器得电动作后（储能电容C的能量确保TCJ继电器励磁1S以上），其常开点送高压柜跳开主机断路器，避免同步机失磁后长期异步运行。

改进后的原理如下图：

5.结束语

改进后的励磁控制回路，经多次模拟试验，达到了预想的功能，消除了故障隐患，为大机组安全平稳运行提供了有力的保障。

姓名：赵会东

单位：神华鄂尔多斯煤制油分公司 检维修中心

联系地址：内蒙古鄂尔多斯市伊金霍洛旗乌兰木伦镇 邮编：017209 联系电话：0477-8283493

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