如何提高電子自動化控制設備的可靠性

劉麗杰

國家建筑城建機械質量監督檢驗中心，湖南長沙 410000

隨著電子自動化控制設備的逐漸應用，人們對該控制設備的可靠性和安全性的重視程度與日俱增。盡管科學技術在發展中取得了一定的成績，并且電子自動化控制技術也在社會上得到了廣泛認可。但是從我國對其使用的具體情況來看，仍然存在很多不足的地方。

1 電子自動化工作原理

電子自動化控制技術是為了保證其他設備的正常運行而進行的自動化操作技術，并且伴有記錄數據、分析數據的功能，可以自動對生產信息及時反饋。根據控制原理形式的不同，可以劃分為閉環控制技術和開環控制技術。在開環控制系統的運行中，它的輸出只受其輸入形式的影響，在精準度和防干擾性方面上控制能力較差。它是一種按照某種時序設計的邏輯控制器的控制裝置（也被稱為順序控制裝置）。主要包括控制裝置、檢測元器件、執行程序的被控對象，在機械、化工和物資運輸的自動化控制方面得到了全面應用。閉環系統是在數據反饋的基礎上建立的，因此被叫做反饋控制系統。輸出值和期望值因為存在偏差，所以在該方面可以對系統進行有效控制，在控制性能上要好于前者。

2 電子自動化在實際運行中的不足之處

2.1 運行環境惡劣和操控不規范

因為自動化控制技術在工業領域使用的范圍較廣，而且在不同的工業領域發揮的作用也不一樣。所以工作環境比較差，那是必然的。這就要求該設備需要盡快適應較差的工作環境，如果不能適應，則會為整個生產環節的可靠性造成極大的負面影響。

2.2 磁場耦合對自動化造成了嚴重干擾

關于磁場耦合的干擾，基本情況就是設備通過使用強電流而產生感應磁場。主要發生在內部，因為內部空間結構的特殊性往往會受到磁場的干擾。另外，產生的電磁波也會使其設備中的電機、動力等裝置產生耦合的效應，從而對電子自動化的運行造成了一定程度的干擾。例如：在電器設備高速運行時產生了電磁波或電火花等現象，這都屬于磁場耦合干擾。對此通常的方法則是屏蔽電磁傳輸信號，切斷干擾源，抑制電磁波的產生。這樣方可保障電子自動化設備的正常工作。

2.3 電子設備的共模干擾

對于共模干擾，很多人對其認識不夠深刻。它是指作用于信號線和回線上的電壓幅度基本保持一致，從而導致了電壓附近的元器件在電流回路上造成極大干擾。電流因為受到影響，其只能在回路和這些物體之間進行流動，這就導致了電子自動化的通信接口受到了極大的負面影響。因此，設備的正常運行狀態遭到共模干擾。對此最佳解決方案則是：在渦流效應的前提下，抑制電磁輻射的釋放。

2.4 電子元件質量不符合標準

在電子自動化控制設備的元器件上有很多不符合當前標準，這使其在實際操作時出現了很多安全隱患，因為元器件是電子自動化技術的核心零部件，在其運行的過程中發揮著至關重要的作用。它的基本元器件有編程器、供電電源、檢測元件、接觸器、時間繼電器、啟動和停止按鈕、自動或點動轉換器和組合開關器件。在實際設計中還可以添加一個變頻器，只有正確選擇了這些元器件，才能從根本上提高相關設備的可靠程度。

2.5 能源消耗太大

在電氣自動化技術領域，能源也占據著非常重要的位置，所以對能源的使用情況有必要進行了解，并且及時采用先進的技術[1]。例如：相關公司可以使用負載管理系統，這樣就可以清楚的觀測到電能消耗量。工作人員按照要求去工作，就可以使能源消耗最小化。生產者可以通過一定的順序來卸載和恢復有效率的負載，這種負載轉換不僅可以降低能源使用需求、而且還能避免超負荷現象的出現[2]。在負載緊急脫網方面要嚴格把關，否則會出現較大的安全事故。尤其是在發電機或其相關設備發生故障時，該緊急脫網系統可以自主減少整個工廠的負載量，從而使工廠的操作可以有效進行。如果發生能源問題，則可以通過該系統觀測到哪些設備可以緊急脫網，在這種情況下，就可以實現電力的充分供應。在這期間不僅會提高能源的使用效率而且還有利于我國經濟的可持續發展。

3 關于電子自動化控制設備可靠性提高的有效措施

3.1 采用雙絞線屏蔽技術

所有的電子設備在其運行的狀態中都會產生或大或小的磁場效應，電子自動化控制設備也不例外，同樣也深受磁場干擾的影響。在干擾的狀態下，機器設備的某些性能通常會降低甚至喪失。為此應該及時找到其干擾源，在設備周圍增設雙絞線，這樣可以屏蔽電磁效應。兩根絕緣的導線絞在一起，就可以產生干擾信號，進而取代原來的信號線，使其不再受到磁場的干擾。

3.2 完善和健全網絡組成結構。

電子自動化網絡系統結構是通過很多分層實現的，其中，包括設備與總線級、自動化級、過程控制級、執行級和資源規劃級等方面。為解決這一問題，必須要滿足電網功率輸送對變電站的需求。另外，要深化對變電站綜合電力的相關設備和自動化系統體系的了解。“數據采集和控制”、“繼電保護”和“直流電源系統”三大部分是整個自動化系統的重要組成部分。在實際設計中，對此要特別了解，這樣才能正確操控。

3.3 加大基礎環節程度管理，了解其基本原理。

電子自動化是指通過先進的計算機或其他的機械技術，對外加的控制裝置或控制器進行相關的操控，使整個設備在無人參與的情況下按照某個參數或控制量自動地遵循設計的規律運行該控制設備的設計環節是整個生產領域中最為核心的環節，在實際設計上，各負責部門要及時對每個設備的組成部件進行相關的研究和調查，從而得出各部件的相關數據。

3.4 重點關注散熱防護工作

溫度因素關系到設備的運行狀態。因為自動化控制設備在實際工作時會耗費自身的電功率，并轉化為熱能，將其散發出去。但是很大部分元器件在電功率消耗上非常大，其中，這類元器件包括電子管、晶體管、大功率電阻等。當該設備持續不斷工作時，熱能就會浮于表面并作用于表面。這就導致機械設備在表面上熱量非常大。與此同時，整個生產環節會受到巨大熱量的影響。但是，由于我國散熱技術落后，致使熱量不易及時散發。例如：半導體的元器件可能會因為溫度的升高而產生巨大的化學反應或物理反應，這會嚴重影響設備的可靠性。所以，在設備定期維護的過程中，要特別注意半導體的散熱工作。一般來說，半導體元器件的適宜溫度應該保持在70～100℃之間。而關于硅管的溫度則應該保持在150～200℃之間，只有保持在這個范圍內，才能對元器件做到分別散熱防護的工作。如果在自動化設備工作時選用100mW之下的晶體管，就不需要另外增設散熱器。但是如果半導體的使用功率過大，則必須增設相關散熱設備到自身的散熱器上。在安裝工程上要嚴格按照規定，依次中心延伸或者自然垂直，只有這樣，才能實現自然對流。但是如果散熱器有很多肋片，這時候應該選擇間距式的散熱器。在散熱接觸裝置上要盡量保持表面的整潔，另外還要盡量擴大接觸面積。在這樣的情況下，有利于直接在表面涂抹散熱膏或絕熱膠片。特別要注意的一點是，對于熱敏感的半導體元件，必須在安裝時保持合適的距離。

4 結語

隨著國民經濟的發展，我國的科學技術也得到了質的飛躍，目前，電子自動化控制設備已經在我國工業和服務業中占據了重要地位，智能化的發展更是推動了該技術的普及。只有在能耗、元器件、管理制度和技術等方面進行科學管理，才能保障該設備在工作時的穩定性和可靠性。