提高電氣自動化控制設備的可靠性策略

李少華

1提高控制設備可靠性的重要作用

1.1可靠性是產(chǎn)品質(zhì)量的保證

產(chǎn)品質(zhì)量是指產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)自身價值、滿足明示要求的特征和品質(zhì)。產(chǎn)品質(zhì)量主要包括經(jīng)濟性、可靠性、安全性及性能等特征。在產(chǎn)品質(zhì)量的所有特征中，可靠性是具有主導意義的特征。只有提高了產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性，才能確保產(chǎn)品盡可能少地發(fā)生故障，才能使產(chǎn)品更穩(wěn)定，由此可知，隨之而產(chǎn)生的維修費用就會降低，如此一來產(chǎn)品的安全性也會更高。因此，可靠性是保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要特征，是生產(chǎn)者對產(chǎn)品質(zhì)量的最高追求。

1.2可靠性是增加市場份額的保證

近年來，世界各國的經(jīng)濟都在快速發(fā)展，經(jīng)濟一體化進程也在日益加快。在這種形勢下，人們對產(chǎn)品的性能和功能要求越來越高，對產(chǎn)品的可靠性有更加嚴格的要求。研究表明，產(chǎn)品的可靠性越產(chǎn)品的競爭力就超強，其在激烈的競爭中就會有更高的獲勝率。隨著科技水平的不斷提高，電氣設備的自動化程度及復雜程度也日益提高，產(chǎn)品設備的可靠性能夠使企業(yè)在日益激烈的市場競爭中獲取更多的市場份額。

2電氣控制設備的可靠性現(xiàn)狀

2.1電氣控制設備可靠性降低的原因

電氣設備所處的工作環(huán)境各不相同，外界氣候條件、電磁干擾以及機械作用力等因素都會對電氣控制設備的可靠性產(chǎn)生不良影響。

（1）機械作用力的影響。電氣設備處在不同的運載工具中運轉(zhuǎn)，此時，它會不同程度地受到來自外界的機械作用，如沖擊力、離心加速度以及震動等，這都會或多或少地損壞電氣控制設備的元器件，從而改變元器件參數(shù)，嚴重的會導致元器件失效、結構件發(fā)生較大變形或斷裂及金屬部件因為疲勞而破損等。

（2）電磁干擾的影響。控制設備在工作時會受到來自其他設備產(chǎn)生的電磁波影響，對其內(nèi)外部都會產(chǎn)生不同程度的干擾。受電磁干擾影響，會導致設備的噪音變大、運轉(zhuǎn)不平衡，從而影響其安全性。

（3）氣候條件的影響。氣壓、濕度、溫度、大氣污染、鹽霧等都屬于氣候條件因素，受氣候條件影響電氣控制設備會出現(xiàn)結構損壞、性能下降、溫度過高、運轉(zhuǎn)不靈等現(xiàn)象，更嚴重者會影響正常的工作。此外，設備使用者也會對設備產(chǎn)生不利影響，比如，操作者沒有理解控制設備的運轉(zhuǎn)原理，對控制設備不能嫻熟操作，不熟悉設備保養(yǎng)及維護流程，不能及時對機器進行及時維護和保養(yǎng)，從而降低了控制設備的可靠性。

2.2質(zhì)量較差的元器件對控制設備的可靠性產(chǎn)生影響

目前有許多生產(chǎn)元器件的廠家，各個廠家對產(chǎn)品的定位不同，執(zhí)行相關標準的要求也有所不同，致使元器件產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊。使用控制設備的企業(yè)規(guī)模各不相同，有些企業(yè)的規(guī)模較小，其相應的質(zhì)量管理體系也不太完善，對產(chǎn)品質(zhì)量要求不嚴格，會疏于對元器件的質(zhì)量檢驗，因此會出現(xiàn)漏洞；如果元器件的生產(chǎn)商家發(fā)生惡性競爭，那么就會出現(xiàn)以質(zhì)量為代價來較低產(chǎn)品價格的現(xiàn)象，導致企業(yè)就會忽略元器件的質(zhì)量而選擇價格較低者。這樣會很大程度地降低控制設備的可靠性，從而縮短產(chǎn)品的使用期限。

3提高控制設備可靠性的策略

提高電氣自動化控制設備可靠性的方法有很多，關鍵在于要基于控制設備自身的特點進行改善，實施科學的可靠性改善措施，從影響因素開始，選擇和使用正確的元器件、做好散熱及氣候防護，從而提高電氣自動化控制設備的可靠性。

（1）控制設備的設計。在設計控制設備時，要認真研究、分析產(chǎn)品及零部件的技術條件、使用條件和各項參數(shù)，精確制定產(chǎn)品設計方案，以確保產(chǎn)品質(zhì)量和正常使用；要結合產(chǎn)品需求量確定產(chǎn)品類型及產(chǎn)品結構。生產(chǎn)規(guī)模是由產(chǎn)品產(chǎn)量決定的，同時生產(chǎn)規(guī)模也會影響生產(chǎn)方式，從而對產(chǎn)品的經(jīng)濟效益造成影響；同時，運用價值工程理論，前體條件是確保產(chǎn)品性能，利用最具有經(jīng)濟價值的生產(chǎn)方式對零部件進行設計。前體條件是滿足產(chǎn)品技術要求，利用經(jīng)濟性最好的元器件和原材料，來是生產(chǎn)成本得到降低。考慮全面，對產(chǎn)品結構進行周密的設計，賦予產(chǎn)品良好的使用性能和操作維修性能，從而有效降低使用費用和維修費用。

（2）生產(chǎn)角度考慮。應該盡可能減少設備中所用到的元器件和零部件的規(guī)格和種類，盡可能購買專業(yè)廠家制造的通用產(chǎn)品或零部件。立足應用價格低、來源多和國產(chǎn)材料，設備的精度應該和技術要求相符，不應該毫無依據(jù)地追求高精度。以滿足產(chǎn)品的性能為前提，盡可能降低精度等級，并且應該使裝配簡化，省去修配和選配，降低裝配工人體力的耗損，方便自動化生產(chǎn)。

（3）選擇電子元器件。為了使元器件的質(zhì)量、技術性能和技術條件等水平能夠滿足設備的環(huán)境和工作要求，應該依據(jù)電路性能的工作環(huán)境和要求選取恰當?shù)脑骷槐M量減少元器件品種，減少生產(chǎn)廠家，提高產(chǎn)品的復用率；特殊情況除外，全部電子元器件都應該接受嚴格的可靠性篩選，然后再在產(chǎn)品中應用；有效考慮價格合理、供貨及時、技術服務良好的生產(chǎn)廠家提供的元器件。選擇關鍵元器件時要對生產(chǎn)廠家進行質(zhì)量認證，對相同類型元器件的規(guī)格、品種、型號及生產(chǎn)廠商間的差異進行比較，選擇更優(yōu)者。對元器件在應用過程中所表現(xiàn)出來的可靠性及性能數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，以備后續(xù)選擇時參考。

（4）控制設備散熱防護措施。溫度對電子設備的可靠性影響非常廣泛，電子設備在運行過程中，功率會以熱的形式散發(fā)出去，對于那些功率耗損較大的元器件尤為如此，比如，大功率晶體管、電子管、電阻及變壓管等。此外，當電氣控制設備所處的工作環(huán)境溫度較高時，設備工作時產(chǎn)生的熱量就不容易散發(fā)，致使設備的溫度升高。比如，半導體器件對溫度的變化非常敏感，溫度過高會導致器件工作點增益不穩(wěn)定、信號失真、發(fā)生漂移以及噪音增大，更有甚者會導致熱擊穿。所以半導體器件自身的溫度不能太高，如硅管溫度范圍是150～200℃，鍺管溫度范圍是70～100℃。所以在進行設計時應該考慮半導體的散熱問題。功率低于100mW的晶體管不需要安裝散熱器，功率較大的半導體分立器件需要安裝在散熱器上，應該盡可能減小散熱器和半導體分立器件外殼間的接觸熱阻，盡可能地增加兩者接觸面積，并且要保證接觸面光潔，如有需要可以加熱絕緣硅橡膠片或?qū)岣嗤磕ぴ诮佑|面上，或者為保證緊密接觸施加緊固措施，散熱器的表面需要進行處理，保證有適當?shù)拇植诙炔⑶覟楹谏_到增強輻射換熱的功能，此外在安裝時，需要注意將熱敏感強的半導體分立器件與功率較大的元器件分開。

（5）電子設備的氣候防護措施。氣壓、霉菌、污染氣體、鹽霧和潮濕等都會對電子設備產(chǎn)生很大的影響，其中影響最大的是潮濕，尤其是在高濕低溫環(huán)境中空氣濕度處于飽和狀態(tài)時就會導致機器內(nèi)印制電路板上、元器件凝露和產(chǎn)色現(xiàn)象，導致故障上升及性能下降。如果電子設備被潮濕空氣侵蝕，其材料或元器件表面會形成水膜，進而滲入材料內(nèi)部，增加絕緣材料表面的電導率，使體積電阻率降低，介質(zhì)的損耗也會增加，還會導致零部件電氣短路、擊穿或漏點等損害。潮氣還會導致覆蓋層起泡，嚴重者會脫落，失去應有的保護作用。一般會實施密封、灌封、浸漬等措施。

4結束語

總之，要提高電氣設備的可靠性就要廣泛學習和掌握多個領域的技術和知識，在產(chǎn)品設計、產(chǎn)品使用過程等給予高度注意和重視，并運用科學合理的技術措施，并且在產(chǎn)品使用過程中要按照標準流程進行操作，并做出及時保養(yǎng)和維護，只有這樣才能取得可靠的結果。

（作者身份證號碼：211021198905131514）