電氣自動化控制設備的可靠性現狀與改善措施

李永男，金松林

（1.延邊大學，吉林 延吉 133002；2.北京國際建設集團有限公司，北京 100032）

0 引 言

可靠性是指元件、產品、系統在一定時間內、一定條件下無故障地執行指定功能的能力或可能性。在一定的環境下，電氣自動化設備的可靠性不同，其工作效率也不同。隨著科學技術的不斷發展，我國進入了電氣自動化設備與相關產品研發和應用高速發展的階段。但是，企事業單位和高校普遍存在著不重視電氣自動化設備日常維護與管理的現象，一定程度上影響了電氣自動化設備的使用效果。

1 電氣自動化控制設備現狀

所謂電氣自動化設備，就是在少人或者無人參與的情況下，機器設備按照預先設定好的程序完成工作流程。在機械、電子以及微電子等相關技術迅速發展的推動下，電氣自動化控制得到了推廣，促進了整體的生產效率提升，起到了降低營業成本的作用，而且為機器設備的安全穩定運行提供了強有力支持。因為電氣自動化的發展和應用對于我國電子技術水平有著巨大的影響，所以加大電氣自動化設備運行可靠性研究的力度，對于電氣自動化控制行業的發展具有極為重要的意義。經過長期的實踐應用發現，電氣自動化設備運行工作環境是影響設備運行可靠性與穩定性的重要原因。氣候因素、干擾因素以及外力作業因素等[1]，對電氣自動化設備的運行都會產生一定影響，導致在運行中運轉不良甚至無法正常工作。因此，要給設備創造良好的運行環境，盡可能地降低外界干擾，從而保證電氣自動化設備的安全穩定運行，發揮電氣自動化設備的優勢，提升企業生產效率和質量。此外，對于電氣自動化設備元件來說，質量優良是保設備運行可靠性的基礎。由于電氣自動化設備中使用的元器件數量較多，加上這些元器件都是由不同的廠家生產的，所以元器件的質量和性能不可避免會出現一定差異。尤其是當前我國的元器件市場存在惡意競爭現象，導致很多企業在訂購元器件時一味追求價格，而忽略了元器件的質量，最終對電氣自動化設備的運行可靠性與使用壽命造成了嚴重影響。如果這些問題得不到切實有效的解決，必然會對電氣自動化控制設備的發展造成嚴重影響。

2 可靠性影響因素分析

2.1 設備的實際工作環境

設備的運行環境對電氣自動化控制設備有著重要影響，尤其是電氣自動化設備的可靠性和穩定性。例如，設備運行環境中，如果溫度或者濕度不滿足條件，會導致設備無法正常運轉。另外，電氣自動化設備對電磁干擾極為敏感，一旦運行環境存在強的電磁干擾，會影響電氣自動化設備的正常運行，極大地破壞其運行穩定性。

2.2 產品元器件的質量

電氣設備的生產制造需要由各個不同廠家生產的元件進行組裝而成。不同的廠家對于元器件生產工藝和質量的要求各不相同，所以電氣元件在出廠之前，生產廠家都會按照要求進行元器件的老化試驗和檢測[2]。但是，當元器件的產量與需求量兩者之間發生矛盾時，很有可能導致因為元器件檢測把關不嚴而影響到元器件的質量和使用性能。

2.3 操控人員的專業技能

目前，我國電氣自動化還在發展的初級階段，電氣自動化程度還不高，很多設備還不能實現自動化和智能化，其操作尚需要具備專業技能的工作人員完成。所以，電氣設備操作人員自身的專業技能和水平的高低，成為影響電氣設備運行可靠性的重要因素。如果設備操作人員在工作過程中出現了違反設備操作規程的行為，不僅會增加設備故障的幾率，也會影響到設備運行的穩定性與可靠性。

2.4 電氣自動化設備的規范安裝

電氣自動化設備的安裝水平和設備的管理使用水平，對其可靠性有著重要影響。如果在電氣自動化設備安裝或者管理使用過程中出現了違反規程的現象，很有可能會導致設備發生故障。

3 電氣自動化控制設備的可靠性測試方法

3.1 實驗室測試法

充分借助實驗室模擬符合電氣自動化設備運行的工作環境和條件，依據試驗指標進行數據計算。實驗室測試方法和現場測試相比，存在一定的偏差3]。但是，由于實驗室測試可以模擬不同的生產工作環境，全面了解設備在各種環境下的運行狀態，其測試更為全面，因此能夠保證測試結果的精準。但是，由于實驗室測試模擬的設備工作環境與電氣自動化設備實際的工作環境相比仍然存在較大差距，所以最終取得的實驗結果與現場測試結果肯定會存在一些誤差。由于實驗室測試法投入較大，一般在大規模電氣設備企業中采用此種測試方法。

3.2 現場測試法

現場測試法是在工作現場對電氣自動化設備進行的可靠性檢測，通過檢測結果的計算得出相應的測試指標。相較于實驗室測試法，這種方法投入較低。它直接在工作場地進行試驗，對設備的應用效果直接進行現場檢測，可以保證測試結果和實際運行設備的真實狀態的一致性。

3.3 保證測試法

保證測試法是電氣自動化控制設備在未出廠前針對設備進行的測試。電氣自動化設備是由數量眾多的零部件組裝而成的，各零件的可靠性都能影響自動化設備組裝后的可靠性。因此，對出廠前的自動化設備要做好保證測試，既能有效排查電氣自動化設備出現故障的原因，也可最大限度地降低設備生產階段的失效率，保證自動化設備的生產質量。雖然保證測試法能有效消除電氣自動化控制設備中存在的隨機性故障，但是由于這種測試方法檢測周期相對較長，一般很少被應用于大型電氣自動化控制設備的可靠性檢測[4]。

4 提升電氣自動化設備可靠性的主要措施

4.1 增強對設備元器件的檢測力度

電氣自動化設備元器件質量的優劣是決定設備運行可靠性的關鍵。因此，電氣自動化控制設備生產廠家在采購元器件時，必須按照質量優先的原則。在設備投入運轉前，嚴格按照要求做好元器件的老化試驗和檢測工作，同時采取模擬現場操作條件的方式進行設備運行穩定性的調試，確保設備的正常運行，有效提升設備的可靠性。

4.2 確保設備設計的科學合理性

為了提高設備運行可靠性，相關部門必須高度重視電氣自動化控制設備設計階段的工作。設計過程中,設計人員必須在深入分析電氣自動化控制設備運行情況的前提下，做好信息分析工作，在確保電氣自動化設備綜合性能的同時，制定最佳設計方案。首先，嚴格按照產品運行情況做好產品結構形式與類型的設計工作。其次，充分重視電氣自動化控制設備整體的可靠性與穩定性，在滿足相關技術標準的前提下，選擇性價比最高的零部件，達到有效掌控電氣自動化控制設備設計成本的目的。

4.3 加強和完善電氣設備的氣候防護及散熱措施

4.3.1 氣候防護措施

影響電氣自動化控制設備可靠性的因素很多，其中溫度、濕度等氣候條件是其中的重要因素。在電氣自動化設備運行中，要保持運行現場的干燥，否則潮濕的空氣和環境會導致設備內部零件出現腐蝕或者損壞情況，使設備內部出現故障造成經濟損失，甚至出現安全事故。因此，要加強對設備的監測力度，保證設備有一個良好的運行環境，控制設備運行環境的溫度和濕度，保證設備穩定運行。

4.3.2 散熱措施

電氣自動化設備在運行過程中會產生熱量，如果這些熱能不能及時散去，會對設備產生不利影響，造成設備功率損失。設備運行環境如果溫度過高，也會影響設備的散熱。因此，要控制設備運行環境的溫度。

4.4 提高電源供電質量，減少諧波分量

供電質量的優劣也是影響電氣自動化控制設備運行可靠性的重要因素。供電質量如果不能達標，會產生大量的諧波分量[5]，對電氣設備造成沖擊。例如，長時間使用變頻器、整流模塊等設備，會導致電源諧波分量增加，沖擊電氣自動化設備。由電源質量導致出現的問題，很多無法找到具體的原因，需提高供電質量進行解決，防止產生電源諧波，保證電氣自動化設備的穩定運行。

4.5 加強設備后期維護工作

設備的使用與維護方式也是影響電氣自動化控制設備正常運行的重要因素。企事業單位和高校應該定期開展設備檢測與維護，降低外部因素對設備運行穩定性產生的不利影響。通過設備檢測與維護，工作人員可以及時發現和排除設備中存在的各種安全隱患，從而有效提升電氣設備的安全性與可靠性。

5 結 論

為了確保電氣自動化控制設備運行的穩定性與可靠性，企事業單位和高校等單位必須在充分重視影響電氣自動化控制設備運行可靠性原因的同時，按照企事業單位和高校發展的實際情況，不斷探究新方法，保證電氣自動化設備更加穩定、可靠地運行，為企事業單位和高校長期可持續發展目標的實現奠定堅實的基礎。