電氣自動化控制設備可靠性的研究

魏云龍

摘要：電氣自動化控制技術不僅已經成為促進我國經濟發展必不可少的經濟手段，更是衡量我國電子行業發展水平的關鍵指標。電氣自動化控制設備可以提高工作質量、提升生產效率、改善勞動條件、增強運行經濟性等特點，但是電氣自動化控制設備必須具有高度的可靠性才能保證生產運行的穩定性。本文首先分析了電氣自動化的定義及控制設備可靠性研究的意義，然后歸納了電氣自動化控制設備可靠性的影響因素，最后詳細闡述了電氣自動化控制設備可靠性的測試方法及提高可靠性的策略。

關鍵詞：電氣自動化；控制設備；可靠性；測試

中圖分類號：F407.6 文獻標識碼：A

一、電氣自動化的定義及控制設備可靠性研究的意義

（一）定義

電氣自動化就是機械設備在無人或者少人的情況下按照預先的計劃和程序自動完成對產品的操作、控制及監控等工作。隨著機械電子技術、微電子技術的快速發展，電氣自動化控制被各個行業廣泛運用，電氣自動化提高了生產效率，提高了工作的可靠性，也提高了運行的經濟性，保證了電能質量，大大改善了勞動條件，更是大大方便了人們的生活。電氣自動化的程度標志著一個國家電子行業的發展狀況，那么電氣自動化的控制設備的可靠性問題是人們最先關注的，所以控制設備的可靠性研究是具有重大意義的。

（二）意義

1、可靠性能夠將市場份額得到增加

隨著近年來國家經濟水平的逐漸提升，用戶不僅對產品的性能進行要求，而且還要求產品具有較高的可靠性。通過研究可以看出，產品存在較高可靠性指標才能促使在激烈的市場競爭中處于不敗之地。由于電氣自動化控制設備的復雜程度及自動化程度的提升，在競爭中作為市場份額獲取的一項措施，可靠性被廣泛關注。

2、可靠性能夠將產品的質量得到提升

產品的質量就是將產品的價值以及滿足要求的特質及特征得以實現。對其特性進行概括，主要包括以下幾方面內容：經濟性、可靠性及安全性。也就是說，在產品質量中，可靠性作為主要地位被得到關注?？煽啃缘玫教嵘?，才能降低故障發生的頻率，相對維修費用則就越少，從而提升了產品的安全性。所以，作為產品質量的核心，可靠性是生產廠家所關注的重點。

二、電氣自動化控制設備可靠性的影響因素

（一）元件質量

當電氣自動化控制設備存在不達標的元件質量時，則會對設備的安全及壽命的可靠性造成影響?，F階段，許多生產廠家則會這相似問題出現，元件制造中的質量不達標或在挑選中不會對元件質量進行關注，采購實施大批進貨方式，造成設備質量較低現象發生。逐漸形成較多的質量問題，導致用戶無法信任廠家的產品。隨著電氣自動化設備元件生產廠家的逐漸增多，且大多數有較小規模存在，一味對較低價格進行追求則會造成惡性競爭出現，最終導致設備的質量問題及可靠性要求得到忽略。

（二）自然環境的影響

尤其自然環境存在多變性特點，因此會對電氣設備的可靠性造成影響。由于自然環境條件的惡劣，會對電氣設備的正常運轉造成干擾，大氣污染及溫度過高現象會導致設備的損壞出現。

（三）機械設備的影響

大多數機械設備會對電氣自動化設備的元件造成破話，從而直接損壞了設備。例如機械力出現震蕩及沖擊等影響。

（四）電磁干擾的影響

該因素對設備造成的影響主要是從設備周圍存在的電磁波導致的，對控制系統可能出現失控、誤控或誤動作，導致控制系統的可靠性、有效性降低，危及安全。

（五）人為因素的影響

操作人員對電氣自動化控制設備進行操作時未能熟練對操作要領性能進行掌握，未能通過良好的培訓即可對復雜的設備進行操作，最終導致由于經驗不足或生疏造成不能及時對故障進行處理。若無法良好的對設備進行維護，在操作中出現對設備的肆意破壞，也同樣會使設備的可靠性降低。

三、電氣自動化控制設備可靠性的測試方法及提高可靠性的策略

（一）可靠性的測試方法

1、可靠性的現場測試

該測試方法主要是在電氣自動化控制設備運行的過程中進行控制，以檢驗其可靠性。進行測試時，需要認真、詳細地記錄各種數據、并對數據進行數理統計和計算、編制設備可靠性的具體指標，比較真實地評估設備運行的可靠性。

該測試方法需要是測試設備相對較少，但是能夠比較真實地反應設備的真實性能（真實工作環境之下的工作性能），而且測試成本比較低，不會設備工作連貫性產生不利的干擾。然而此種測試方法的缺點也需要我們注意，即易受外界條件干擾、易受受控條件限制、再現條件較差等。

2、可靠性的保證試驗

保證試驗方法俗稱烤機，是在產品出廠前，在規定條件下對產品進行無故障的工作試驗。保證實驗方法的不同于實驗室測試方法，因為電控設備通常是由大量的元器件構成的，因此它的故障以隨機性和多樣性的形式表現，而不是以幾種故障為主表現出來的，隨著時間變化是保證試驗方法失效率所具有的特性，服從指數分布?？緳C就是對產品的早期失效進行測試考核，通過改進使產品的失效率在出廠前達到指標。保證試驗所需的時間較長，對于小數量、大系統生產的產品而言，它適用于所有產品，但是對于大量生產的產品而言，只能用于設備的樣本。

3、可靠性性的試驗室測試

該測試方法模擬了電氣自動化控制設備的各種工作條件和工作環境，力求測試所需的外力影響與現場所受環境應力的相同。試驗中需要記錄試驗時間、失效次數等數據，待測試完成之后進行統計分析，并根據統計分析的結果來編制設備的可靠性指標。此種測試方法具有如下優點；易控制試驗條件、試驗所得數據質量較高、試驗結果允許再現等；但是其缺點也不容忽視，即測試成本巨大、試品數量較多、試驗條件限制性較高等。所以，此種方法特別適用于批量生產的設備。

（二）提高電氣自動化控制設備可靠性的策略

1、企業角度對策

電氣自動化設備的工作環境和電氣設備元件選擇的性質不同，選擇時應注意的性能技術質量是否與標準設備組成。保證檢測是證明設備可靠性的方式。如無特殊情況，產品應全部進行檢測。

2、生產部角度對策

設計和生產是電氣自動化的兩個部分，在設備設計時先對它的工作性質和環境進行分析、討論，然后制定生產方案，根據不同的情況制定產品不同的結構和類型。在設備工作中減少設備部件和備件，使用正規商家提供的產品元件，用最經濟合理，可滿足生產需要的。減少生產設備的維修成本，減少工人手工操作，進行簡單輕松的流水生產。

3、對設備散熱防護對策

對電氣自動化控制設備可靠性造成影響的另一因素則是溫度。當電氣自動化設備處于運行狀態時，通常功率損失的散發都是以熱能形式出現的，特別是對于一些具有較大耗散功率來說的元件。例如：變壓管、電子管、大功率電阻以及大功率晶體管等。其次，當存在較高環境溫度時，設備工作中會有熱能無法得到有效散發，從而達到設備溫度提升的現象。

4、防護氣候、電磁干擾及機械造成的影響

電氣自動化控制設備可靠性提升中應對惡劣氣候條件造成的影響進行關注，同時還應防護及屏蔽機械因素及電磁干擾造成的影響。從設備的材料選擇進行分析，結合設備的性能以及工作環境的不同，對可靠性的材料進行選擇，進一步將設備的耐用性得到提升，加大設備的可靠性。

電氣自動化設備還會受到霉菌、潮濕、污染以及氣壓因素的影響。其中，影響最大的則是潮濕因素。潮氣的出現會導致覆蓋層有起泡出現，嚴重情況下還會發展脫落現象，進一步將電氣自動化控制設備的保護作用喪失，所以，通常在電氣自動化控制設備中運用密封、浸漬以及灌封的方式進行保護。

5、設備操作人員培訓的加強

由于電氣自動化控制設備作為一種高科技且復雜的設備，因此會對操作人員有較高的要求存在。通過對設備操作人員進行培訓，促使其對設備的使用方法進行有效且熟悉的掌握，對設備性能的了解能夠在實際操作中進行靈活控制。當有故障出現時，能夠達到冷靜處理的效果。定期清洗設備，將設備操作人員自身對設備的愛護意識得到提升。

結語

綜上，我國的電氣自動化控制設備的可靠性現狀是不盡人意的，如何提高可靠性是發展電氣自動化的重中之重。提高設計可靠性、零部件的選用以及電子元件的選用都可以從整體上提高其可靠性。電氣自動化控制設備的可靠性依舊有待探討。

參考文獻

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