電氣自動化控制設備可靠性探究

林盛

摘要:電氣自動化控制設備在我國的應用領域已經變得越發廣泛，保證電氣自動化控制設備可靠性也已經成為一個復雜的且涉及廣泛知識領域的系統工程。只有逐步提高電氣自動化控制設備可靠性， 才能增加產品競爭優勢。本文將圍繞電氣自動化控制設備可靠性進行研究。

關鍵詞:電氣自動化控制設備可靠性研究

中圖分類號：F407文獻標識碼： A

現代社會人們對產品質量的要求越來越高，產品質量是企業的生命。人們越來越重視其所購買產品的安全性、可靠性、經濟性等性能。產品可靠性和安全性往往被排在了前列，特別是大型成套設備人們十分重視其安全性與可靠性。購買者認為可靠性越高故障發生的次數和概率就小，維修費用和成本就較低，設備的安全性也能夠得到保證。加強對電氣自動化設備可靠性的分析與研究能夠引起相關企業對設備可靠性的重視，有助于提高電氣自動化控制設備的質量。

一、電氣控制設備可靠性現狀

1、元器件質量較差是控制設備可靠性指標偏低的一個重大的原因

當前，元器件生產廠家比較多，質量參差不齊。假如控制設備的使用企業的規模不是很大，質量體系不健全，那么會導致零件進廠檢查出現漏洞；同時，元器件廠家之間的惡性競爭，使得產品的價格低廉，迫使企業不顧及元件質量進行采購，這些都是導致控制設備可靠性指標偏低的重要原因。

2、工作環境、使用不當是控制設備可靠性指標偏低的原因

電氣設備所在的環境是多種多樣的，機械作用力、氣候條件及其電磁干擾是影響設備可靠性的非常重要的因素。

機械條件主要指的是電氣設備在不同的運載工具中使用時受到的各種作用，如振動、沖擊、離心加速度等，會使設備損壞失效，結構件斷裂，有的甚至會變形；

氣候主要包括溫度、濕度、氣壓、大氣污染等因素，對于控制設備的影響表現在使得電氣性能不斷的下降，溫升過高，結構損壞，不能夠正常工作；

控制設備工作的周圍充滿了因各種原因產生的電磁波，造成了干擾。因為電磁干擾的存在，使得設備的輸出噪聲增大，工作不穩定，不能夠安全的工作。

此外，操作人員沒有掌握設備原理就去工作，導致了對控制設備不能夠熟練且正確的操作，不能夠對設備及時的維護和保養，導致了控制設備可靠性指標降低。

二、電氣自動化控制設備可靠性在經濟發展中的重要價值

1、促進企業的發展

我國經濟正在快速發展，而經濟發展離不開電氣自動化設備的推動。這就要求電氣自動化控制設備在可靠性上做到更高水平；通過嚴格把關的電氣自動化產品，可以促進企業的發展，提高企業的生產效率，使得企業在日益激烈的競爭中立于不敗之地。

2、保障產品的質量

產品的好壞由產品的質量來決定。在目前手工產品漸少的情況下，自動化加工的產品主導了大部分市場。這就對產品制造生產過程中的電氣化自動控制的設備可靠性提出了很高的要求，只有保障電氣設備的可靠性，才能生產出優質的產品、降低殘次品率，從而有效的保障產品的質量，提高產品的核心競爭力。

三、電氣自動化控制設備可靠性測試的主要方法

1、在試驗室內試驗的方法

用相同的可以控制的工作條件和環境條件，模擬現場的使用條件，在被測設備承受的環境應力與現場設備相同的情況下進行試驗，將累計的時間和累計失效數等數據通過數理統計得到可靠性指標，這是一種模擬可靠性試驗。這種試驗方法的試驗條件相對易于控制，所得數據質量高，所得試驗結果可以再現與分析。但受試驗條件的限制，很難得到與真實情況相對應的數據，同時試驗費用很高，由于這種試驗一般都需要較多的試品，所以還要考慮到被試產品的生產批量與成本因素。因此這種試驗方法比較適用于大批量生產的產品。

2、保證試驗方法

在產品出廠前將產品在規定條件下實施無故障的工作試驗，俗稱烤機，我們研究的電控設備通常由大量的元器件組成，它的故障模式是不以某幾種故障為主的，而是隨機的，多樣化的形式來顯現出來的，因此它的故障服從指數分布。也就足說它的失效率具有隨著時間變化的特性。我們在試驗室內對出廠前的產品進行烤機，實際上就足對產品的早期失效進行測試考核，通過對產品的改進，使失效率達到某一項規定指標后再出廠。

3、現場測試方法

通過對設備在使用現場進行的可靠性測試記錄各種可靠性數據，然后根據數理統計方法得出設備可靠性指標的一種方法。該方法的優點是試驗需要的試驗設備比較少，工作環境真實，其測試所得數據能真實反映產品在實際使用情況下的可靠性，維護性等參數，且需要的直接費用少，受試設備可以正常工作使用。不利之處是不能在受控的條件下進行試驗、外界影響因素繁雜，不可控，試驗條件的再現性比試驗室的再現性差。

四、提高電氣自動化控制設備可靠性的措施

1、設計方案的合理制定

對電氣自動化控制設備應用的前提就是要認識和把握好產品自身的特點和實際的應用環境和應用條件，通過這樣三個方面影響因素的綜合來確定出最佳的設計方案。在此過程當中需要注意的一點就是各個廠家所生產的產品往往存在著較為明顯的差異，針對于此，最好是在同一個項目當中統一使用同一個廠家的產品，這樣能夠最大程度的保證各個設備之間良好的協調性。

2、選擇合適的零部件

在上文當中對電氣自動化設備的合理設計進行了要求，在滿足設計合理的條件之下還需要選擇合適的零部件，零部件的選擇主要考慮的是相關電路的實際性能，同樣推薦選擇專業廠家所生產的零部件，這樣無論是在產品質量還是在后期維護上都有更好的保障。除此之外，在進行零部件的選擇時還要高度重視其使用參數，這樣就能夠在實際的應用當中留出足夠的裕度來。

3、加強控制設備的散熱防護

對于各種電氣設備來說，溫度無疑是最危險的，這一方面是因為溫度的變化極其容易導致電氣設備精度和穩定性的大幅降低，另一方面則是在溫度變化幅度過大的時候容易發生更加嚴重的事故。這主要是因為電氣自動化設備在使用和運行的過程當中會不斷的向外散發熱量，一旦其散發的熱量不能夠及時的排出，積累在較小的空間內導致設備周邊的環境溫度大幅增高時，就會對設備造成上述傷害。正是因為這樣，在進行電氣自動化控制系統的設計時就還需要特別性的關注其散熱問題，通過合理散熱方式的確定來最大程度的避免設備本身遭受到的不良破壞。

4、設備要注意氣候的變化

潮濕、鹽霧、霉菌以及氣壓、污染氣體對電子設備影響很大，其中潮濕的影響是最主要的。特別是在低溫高濕條件下，空氣濕度達到飽和時會使機內元器件、印制電路板上產生凝露現象，使電性能下降，故障率上升。當電子設備受到潮濕空氣的侵蝕時，會在元器件或材料表面凝聚一層水膜，并滲透到材料內部，從而造成絕緣材料表面電導率增加，體積電阻率降低，介質損耗增加，零部件電氣短路、漏電或擊穿等。潮氣還能引起覆蓋層起泡甚至脫落，使其失去保護作用。通常采用浸漬、灌封、密封等措施。

5、 前饋控制系統

電氣自動化控制設備的使用和運行會受到一些干擾因素的影響，而要實現設備運行的可靠性就要做好前饋控制系統的運用。一般情況下，在干擾比較頻繁并且存在幅度值較大的情況下，就要運用前饋控制系統來實現對干擾因素的有效控制。

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