電氣自動化控制設備可靠性研究

鄧幫飛　唐捷

摘 要：隨著科學技術的不斷發展，電氣自動化控制設備在我國的各個領域都得到了廣泛的應用，而且其在產品生產和質量控制中的地位也變得越來越重要，所以也經常被應用到惡劣的環境中，對一些比較貴重的系統進行服務。然而，電氣自動化控制設備在工作的時候，經常面臨著各種不利條件的考驗，因而保證電氣自動化控制設備的可靠性就顯得十分必要。文章首先簡單介紹了電氣自動化設備的定義、研究意義極其現狀，然后分析了電氣自動化控制設備可靠性的測定和試驗方法，最后再根據影響電氣自動化控制設備可靠性的因素提出了一些提高其可靠性的對策。

關鍵詞：電氣自動化；控制設備；可靠性

中圖書分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2012）32-0102-02

雖然電氣自動化是一門新興的學科，但由于和人們的日常生活以及工業生產密切相關，因而發展非常迅速。而電氣自動化控制設備正是在電氣自動化發展的帶動下迅速崛起的。電氣自動化控制設備可以減少工作人數，甚至不需要人員進行操作，同時還可以實現自動進行控制和監控等功能，因而能大量減少人力物力，具有相當高的智能性。同時在這個工作效率和產品質量優先的時代，電氣自動化控制設備也在機械控制中占有很十分重要的地位，對于經濟的增長具有顯著的貢獻。

電氣自動化控制設備的可靠性直接關系到產品質量的好壞，因此有必要對設備的可靠性進行分析深入研究，提出一些保障設備可靠性的方案或者措施。本文將對電氣自動化控制設備可靠性的現狀，測試方法，以及一些有效的措施加以分析討論。

1 電氣自動化控制設備可靠性簡介

電氣自動化控制設備可靠性是指在所規定時間范圍內及相應的環境條件下，能夠實現或者完成一些特定任務的一種能力。這就是說完成特定任務的能力的高低將決定著電氣自動化控制設備可靠性的高低，完成能力越高，可靠性越高，完成能力越低，可靠性也就越低，一般這種能力在比較惡劣的條件下往往體現的很明顯。

國際上認可的可靠性使用范圍很廣，既適用與一臺設備或一個單元，同時還適用于一個較大的系統。一般習慣采用數學方法來表示設備的可靠性，比如用“概率”來進行描述。

2 電氣控制設備可靠性的研究意義

從20世紀70 年代開始，國內就有關于電氣自動化控制設備可靠性方面的研究。首先，第一個關于產品可靠性的信息交換網在1984年被建立起來，后來為了制定可靠性規范，又頒布了一個國標《電子設備可靠性預計手冊》。我國電氣控制設備可靠性工作在這一系列的措施的推動下得到了快速的發展。隨著我國自動化水平在不斷推廣和提高，對于電氣自動化控制設備的可靠性研究就顯得十分重要。

2.1 可靠性可以提高產品的質量

首先，電氣自動化控制設備的可靠性作為產品質量的一個重要指標之一，主要用于衡量設備的質量高低。電氣設備對質量要求很高，首先必須要能夠實現產品自身的價值，同時還要滿足某些規定的特征，比如產品是否可靠、安全以及經濟性如何等等。其中，可靠性是產品質量中的關鍵因素。只有產品的可靠性得到了保障，設備的故障次數才能降低，進而產品的安全性也能隨之提高，成本還能因此節省不少，用戶也相對比較喜歡。因此，在這個充滿競爭的時代，只有保障產品的可靠性才是最有效的致勝法寶。

2.2 可靠性可以增加市場份額

隨著經濟的不斷的發展，產品的質量在不斷提高，因而用戶也對產品提出了更為苛刻的要求，首先產品的性能要好，其次產品必須要有很高的可靠性，因為用戶還是比較喜歡質量有保障的產品。在通過大量的研究后逐漸發現，要在激烈競爭中取勝，必須要使你的產品具有很高的可靠性，當然這一點也完全適用于電氣自動化控制設備行業。隨著科技的發展，電氣自動化控制設備的自動化技術在不斷更新，可靠性技術已成為商家攫取市場份額的有力手段。所以，企業要想在競爭中占有更多的市場，必須提高產品的可靠性。

3 電氣自動化控制設備可靠性的現狀

隨著電氣自動化控制設備在各行各業的使用不斷增加，控制技術也變得越來越完善。但是由于行業之間的差異，其工作環境也相差很大，因而使電氣自動化控制設備需要面臨著各種各樣挑戰，時常導致其狀況頻出。其中主要出現的狀況如下。

3.1 工作環境復雜及維護不利

首先，設備在日常工作工作環境中，環境因素對其影響很大，例如沖擊振動、機械力等，都會或多或少對電氣自動化控制設備的性能造成一定的影響或破壞。還有人為的因素也可能會使電氣自動化控制設備遭受威脅。盡管現在工作時不需要或者僅僅需要很少的一些人員進行監控，但是有時需要的操作比較麻煩，難度很大，如果操作人員的素質很低，那么很容易造成重大事故或者損失。總體來說，電氣自動化控制設備可靠性還是比較好的，但是曾經也出現過一些事故，因此其可靠性還有待加強。

3.2 零部件質量太差

造成控制設備可靠性較低的另一個重要原因是使用的元器件質量太差。目前在國內有很多元器件的生產廠家，但是其生產的產品質量差別很大，不能通用。再加上如果購買這些控制設備是一些規模相對較小的企業，這些小企業一般管理體系不完善，那么可能導致設備在檢查時出現紕漏。同時，元器件廠家之間充滿了各種不良競爭，產品價格在競爭中不斷降低，進而便會迫使一些企業無暇顧及元件質量，最終使生產出來的控制設備可靠性大大降低。

4 可靠性試驗方法

在電氣自動控制設備在投入使用之前，必須對其可靠性進行定量評估，這時就需要選擇一個合適的測試方法，目前國內廣泛應用的可靠性測試方法主要包括以下三種。

4.1 試驗室測試方法

這是一種在試驗室內進行的試驗，主要是用來模擬產品或者設備可靠性。其基本原理是模擬現場的運行條件，比如現場的環境溫度、濕度等，使被測試的設備處在與運行環境相似的條件下進行試驗，然后根據數學方法分析所測的數據，從而得出設備的可靠性參數。這種試驗方法的優點在于控制起來很方便，試驗得到的數據很好，但是始終是在實驗室內進行試驗，很難得到和實際現場情況相符合的數據，而且試驗花費也很大。

4.2 保證試驗方法

一般又將該方法稱之為烤機，此方法的主要原理和試驗室測試不同，其主要是在出廠前進行的，僅僅用來判斷設備有無故障。電氣自動化控制設備是由一些大大小小的零器件組成的，而且這些器件各種各樣，進而引起的故障也是隨機的，但是也基本符合一些規律，比如大概服從指數分布。該試驗很費時間，而且持續時間有時還很長，所以適用于一些大批量產品，其中只對某些樣本進行烤機，這樣可以節省時間。

4.3 現場測試方法

為什么稱為現場測試？這主要是和實驗室測試進行區別。其原理正好和實驗室測試相反，主要是在現場進行試驗，根據設備的實際運行狀況，紀錄其各種有關可靠性的數據，然后再由數學方法計算出設備的可靠性參數。該測試方法和前兩種相比，所需要的試驗設備較少，費用也相對較低，而且還可以真實反映設備的可靠性參數。現場試驗一般主要分為三種：停機試驗、脫機試驗和在線試驗。如果單從技術的角度來看，停機和脫機試驗相對比較容易實現。但是，一般運行系統都比較復雜，故障只有在運行時才能被發現，所以還是有必要對其進行在線試驗。

5 提高電氣自動化控制設備可靠性措施

在了解了電氣自動化控制設備可靠性的現狀之后，知道了一些影響其可靠性的因素，以及測試可靠性的方法，因此，可以根據這些因素的特點，然后結合設備自身的實際情況，制定出一些提高可靠性的措施。其中可從三個方面著手來提高電氣自動化控制設備的可靠性。

5.1 制定合理的設計方案

在對設備進行設計的時候，要首先了解產品的工作環境以及使用的條件，同時再考慮到產品的性能，這樣才能確定出合理的設計方案；同時由于各個廠家生產的產品差別很大，所以在設計時最好需用同一個廠家的產品，而且要使數量最少。

5.2 選擇適合的零部件

首先，在滿足設計要求的同時，零部件的選擇還需要考慮到電路性能的要求，最好能夠使用由專業廠家生產的零部件或產品；其次，在選擇器件時，還要注意其技術參數，比如使用條件、性能、質量等級等，盡量保證要留有相應的裕度。

5.3 加強設備的散熱防護

溫度是各種電氣設備的殺手，溫度的變化會嚴重降低電子設備的可靠性。在運行過程中的電氣自動化控制設備會不斷以熱能的形式往外散發熱量，但是當其所處的環境溫度很高時，設備產生的熱量卻很難擴散出去，進而導致設備的溫度不斷升高，降低設備的可靠性。所以在設計控制系統時要特別注意其散熱問題，制定合理的散熱方式，避免設備因溫度過高而燒壞。

6 結 語

電氣自動化控制設備的應用已經深入到各個領域，因而有必要對電氣自動控制設備的可靠性進行深入研究。但是研究其可靠性也必須講究方式方法，不能盲目進行，首先要結合國內自動化控制設備的可靠性現狀，提出一些新的可靠性試驗方法，然后再根據試驗方法找出一些能夠提高電氣自動化控制設備可靠性措施，這樣才能最終達到進一步提高電氣自動化控制設備可靠性的目的。

參考文獻：

[1]殷佳琳.電氣自動化控制設備可靠性測試[J].煤炭技術，2012，（4）.

[2] 李福行.提高電氣自動化控制設備可靠性措施探討[J].科技創新與應用，2012，（11）.

[3] 徐云炯.試論氣自動化控制設備可靠性[J].中國新技術新產品.2012，（12）.