基于電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性測(cè)試分析

高曼曼　李超娜

摘要：電氣自動(dòng)化控制設(shè)備已經(jīng)在過(guò)去的幾十年應(yīng)用和改良中形成了固定的運(yùn)行模式，但隨著近年科技的不斷變化和需求的膨脹，工業(yè)領(lǐng)域?qū)τ陔姎庾詣?dòng)化的要求越來(lái)越苛刻，電氣自動(dòng)化設(shè)備是一種能夠減少企業(yè)財(cái)力人力支出，提升工業(yè)效率，提高產(chǎn)能的重要技術(shù)支撐，掌握電氣自動(dòng)化設(shè)備的工作原理，加強(qiáng)設(shè)備的管理和控制對(duì)保證設(shè)備可靠性具有極高的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化;可靠性;測(cè)試

引言：隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的迅速推進(jìn)，電氣自動(dòng)化也慢慢的發(fā)展了起來(lái)。想要順利實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化，我們必須要用到一些控制手段，這就是我們本文當(dāng)中我們要主要研究的電氣自動(dòng)化控制設(shè)備?？梢哉f(shuō)，電氣自動(dòng)化設(shè)備的出現(xiàn)，減少了人力資本的投入，創(chuàng)造出了很大的價(jià)值。那么，電氣自動(dòng)化控制設(shè)備究竟是什么呢？它的可靠性又如何呢？本文當(dāng)中，我們將主要對(duì)這兩個(gè)問(wèn)題進(jìn)行研究，希望能對(duì)相關(guān)人員有所幫助。

1. 影響電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性的主要因素

1.1不穩(wěn)定的外部環(huán)境的影響

首先不同的電氣自動(dòng)化控制設(shè)備在不同的領(lǐng)域以及多個(gè)生產(chǎn)場(chǎng)合下都有應(yīng)用，那么很顯然其所處的儲(chǔ)存以及工作環(huán)境都是不同的。特別是其工作的生產(chǎn)環(huán)境大多數(shù)都存在著高溫且各種環(huán)境復(fù)雜的情況，那么無(wú)論是溫度、濕度，還是電磁干擾甚至腐蝕性物質(zhì)等環(huán)境因素都會(huì)導(dǎo)致電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的不穩(wěn)定。

1.2內(nèi)部設(shè)備元件的技術(shù)適配度和工藝水平

很明顯一個(gè)現(xiàn)代化的電氣自動(dòng)化設(shè)備肯定是由多種不同的元件和材料通過(guò)科學(xué)的設(shè)計(jì)和工藝制造而成的，其內(nèi)部的運(yùn)行和多種技術(shù)的緊密結(jié)合才能夠讓其實(shí)現(xiàn)更好的品質(zhì)和功能。那么很顯然影響電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性的因素也包括用到的相關(guān)元件和制造材料的品質(zhì)是否達(dá)標(biāo)，以及設(shè)備內(nèi)部多種技術(shù)的契合度和結(jié)合程度等。

2. 電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性測(cè)試方法

2.1保證試驗(yàn)法

所謂保證試驗(yàn)法就是說(shuō)在設(shè)備運(yùn)輸出廠前，為了確保設(shè)備功能正常，各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)標(biāo)，對(duì)其進(jìn)行故障排檢。通常電氣自動(dòng)化控制設(shè)備組成零件復(fù)雜，發(fā)生故障的幾率非常大。根據(jù)相關(guān)調(diào)查統(tǒng)計(jì)顯示，保證試驗(yàn)法呈現(xiàn)的是一種指函數(shù)的變化趨勢(shì)，對(duì)相關(guān)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行保證試驗(yàn)法檢測(cè)是一種能夠有效預(yù)防發(fā)生故障的重要手段。同時(shí)，越早對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行損壞檢測(cè)，能夠有效提高故障設(shè)備的修復(fù)率，從而降低產(chǎn)品的失效率。此外，由于保證實(shí)驗(yàn)并不是一種規(guī)模較大的工作方式，主要是用于少量大設(shè)備批量生產(chǎn)的檢測(cè)，或是用于對(duì)設(shè)備準(zhǔn)確性要求較高，同時(shí)設(shè)備系統(tǒng)較為復(fù)雜的電氣自動(dòng)化控制裝備，因此需要較長(zhǎng)的檢測(cè)過(guò)程。

2.2試驗(yàn)室測(cè)試法

試驗(yàn)室測(cè)試法主要是指在環(huán)境可控的條件下，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)使用條件進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，對(duì)機(jī)械設(shè)備的精準(zhǔn)度以及可靠性進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，對(duì)設(shè)備零件出現(xiàn)失效的數(shù)量及時(shí)間進(jìn)行詳細(xì)記錄，同時(shí)借助統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，從而計(jì)算出設(shè)備的可靠性。這種檢測(cè)方法能夠準(zhǔn)確及時(shí)控制各項(xiàng)數(shù)據(jù)，因此試驗(yàn)結(jié)果可靠性高，但是模擬試驗(yàn)畢竟無(wú)法達(dá)到現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)環(huán)境的要求，因此也使得試驗(yàn)室測(cè)試法具有一定的局限性。再加上這種試驗(yàn)方法成本高，所以僅僅是適用于費(fèi)用昂貴且生產(chǎn)數(shù)量少的設(shè)備檢測(cè)。

2.3現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試法

在一種較為真實(shí)的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中對(duì)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備進(jìn)行可靠性測(cè)試的方式叫做現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試法，這是實(shí)用性最強(qiáng)的測(cè)試方法。通過(guò)分析記錄下的測(cè)試數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性指標(biāo)，并以此作為測(cè)試控制設(shè)備可靠性的關(guān)鍵參考依據(jù)。現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試法對(duì)客觀的實(shí)驗(yàn)條件有著較高的要求，不僅需要控制設(shè)備廠家的管理制度具有極高的科學(xué)性，還要保證有正規(guī)的進(jìn)貨渠道以及穩(wěn)定成熟的生產(chǎn)工藝，與此同時(shí)，被測(cè)試的控制設(shè)備實(shí)際工作條件也不得與產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有太遠(yuǎn)的差距，才能保證統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。通常情況下現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試法被分為在線測(cè)試法、脫機(jī)測(cè)試法和停機(jī)測(cè)試法。其中在線測(cè)試法是通過(guò)觀察設(shè)備運(yùn)行中的各項(xiàng)指標(biāo)和數(shù)據(jù)，以此來(lái)判定其可靠性;脫機(jī)測(cè)試法是在專(zhuān)門(mén)的測(cè)試設(shè)備上測(cè)試控制設(shè)備，當(dāng)然準(zhǔn)確率最高的還是在線測(cè)試法[1]。

3. 提升電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性措施

3.1保證操作模式和管理方法的科學(xué)性

事實(shí)上，很多時(shí)候電氣自動(dòng)化設(shè)備可靠性的波動(dòng)都有由于操作和管理方法的不科學(xué)造成的，那么想要提升該設(shè)備的可靠性首當(dāng)其沖的關(guān)鍵就是要采用科學(xué)的設(shè)備操作方法和管理機(jī)制，在建立符合官方要求和實(shí)際生產(chǎn)要求的管理機(jī)制的同時(shí)，需要對(duì)涉及到該設(shè)備的相關(guān)設(shè)定、實(shí)際操控以及管理維護(hù)的人員進(jìn)行全面的優(yōu)質(zhì)化培訓(xùn)。

3.2使用的相關(guān)元件和材料保證優(yōu)質(zhì)水準(zhǔn)

電氣自動(dòng)化控制設(shè)備在實(shí)際的生產(chǎn)使用過(guò)程中需要更換一些器件和元件，那么無(wú)論是核心的元件還是用到的各類(lèi)生產(chǎn)材料，都應(yīng)當(dāng)保持足夠優(yōu)質(zhì)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)以及準(zhǔn)確的型號(hào)及技術(shù)適配度。這樣是保護(hù)設(shè)備按照所設(shè)定的模式和結(jié)構(gòu)進(jìn)行穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的前提，同時(shí)也很好地保證了設(shè)備擁有更長(zhǎng)的使用壽命。而值得一提的是在一些生產(chǎn)領(lǐng)域當(dāng)中，為了適配生產(chǎn)的模式和產(chǎn)品類(lèi)型，電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的功能會(huì)進(jìn)行一定程度的定制和調(diào)整，那么在使用其進(jìn)行輔助生產(chǎn)的時(shí)候選用的生產(chǎn)材料也應(yīng)當(dāng)符合既定標(biāo)準(zhǔn)。

3.3做好設(shè)備工作環(huán)境的選擇、打造及維護(hù)

鑒于大多數(shù)的電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性最大的影響因素之一是外部的環(huán)境的問(wèn)題，現(xiàn)代生產(chǎn)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)選擇和打造一個(gè)符合設(shè)備生產(chǎn)需求的優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定的環(huán)境，特別是對(duì)于高溫環(huán)境的散熱處理、電磁干擾的排除處理以及不穩(wěn)定的氣候環(huán)境的規(guī)避都很重要[2]。而另外需要強(qiáng)調(diào)的是，比如北方在很多時(shí)候的環(huán)境溫度都是處于零下的水平，此時(shí)在考慮設(shè)備的運(yùn)行需求溫度的同時(shí)，還要注意對(duì)設(shè)備內(nèi)部是否存在凍結(jié)液體情況進(jìn)行全面的檢測(cè)，避免盲目運(yùn)行對(duì)設(shè)備可靠性產(chǎn)生影響，甚至直接造成破壞。值得一提的是在電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的安裝的時(shí)候都要充分考慮到避免影響其本身的散熱功能，并且有經(jīng)驗(yàn)的生產(chǎn)團(tuán)隊(duì)也會(huì)通過(guò)設(shè)定外部散熱裝置或相關(guān)散熱技巧的方法來(lái)輔助設(shè)備散熱。

3.4合理應(yīng)用前饋控制系統(tǒng)

為了有效避免電氣自動(dòng)化控制設(shè)備在使用過(guò)程中受到過(guò)多因素的干擾，有必要通過(guò)合理利用前饋控制系統(tǒng)來(lái)增加可靠性。前饋控制系統(tǒng)是一種根據(jù)擾動(dòng)變化大小來(lái)執(zhí)行控制操作的系統(tǒng)，通常情況下前饋控制被分為兩種，一種是單一的前饋控制，另一種是結(jié)合了前饋和反饋的模式。根據(jù)干擾補(bǔ)償形式特點(diǎn)的不同又被分類(lèi)動(dòng)態(tài)前饋控制和靜態(tài)前饋控制。當(dāng)出現(xiàn)干擾幅值大且頻繁的時(shí)候，可應(yīng)用前饋控制，或者受到劇烈的被控變量影響，無(wú)法通過(guò)單一的反饋控制達(dá)到運(yùn)行要求時(shí)，也可應(yīng)用前饋控制;可測(cè)但不可控的變量才是主要干擾因素，控制對(duì)象的通道滯后越大，反饋控制越容易出現(xiàn)不及時(shí)的問(wèn)題，由此導(dǎo)致的控制質(zhì)量低下可通過(guò)結(jié)合了前饋和反饋的控制系統(tǒng)來(lái)保證控制質(zhì)量[3]。

結(jié)論：

簡(jiǎn)而言之，電氣自動(dòng)化控制設(shè)備本身具有一定的特殊性，加之產(chǎn)量小、品種多，這在無(wú)形之中大大提高了可靠性試驗(yàn)的難度，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)通常是實(shí)際測(cè)試中最常用的方式。我國(guó)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性測(cè)試技術(shù)在整個(gè)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)水平快速發(fā)展的過(guò)程中必將得到不斷提升，隨之提高的可靠性測(cè)試實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的科學(xué)性，也將助力我國(guó)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的健康持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉曉龍，馬銀鳳，董海靜.電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性分析[J].通訊世界，2019，26（3）：121-122.