提高電氣自動化控制設備可靠性的方法

朱文斌 劉璽龍

摘要：隨著我國經濟建設的發展和自動化水平的提高，電氣自動化控制設備已被廣泛應用，盡管目前電氣自動化的水平相對較高，但是電氣自動化控制設備的可靠性仍然令人擔憂，如何提高電氣自動化控制設備的可靠性成為了相關工作人員需要思考的重大難題。筆者根據多年的工作經驗，主要針對提高電氣自動化控制設備可靠性的策略進行分析和討論。

關鍵詞：電氣自動化;控制設備;可靠性;策略;

一、提高電氣自動化控制設備可靠性的重要意義

電氣自動化控制設備在進行使用的時候對其進行衡量，可靠性是非常重要的指標，同時對成品的質量也有很大的影響，對其可靠性進行保證，同時也是為了更好的保證企業的生產效益不受到影響。產品的特性主要包含著性能、可靠性、經濟性和安全性。在產品質量中，可靠性的地位非常重要，因此，保證了可靠性才能更好的避免使用過程中出現故障，故障的次數少在進行維修的時候才不會花費過多的費用，這樣在安全性方面也能夠進行提高。可靠性能夠增強設備的市場競爭力。隨著國家經濟的高速發展，用戶不僅要求產品性能好，更重要的是要求產品的可靠性水平高。只有那些具有高可靠性指標的產品，才能在日益激烈的競爭中得以取勝。隨著電氣自動化控制設備自動化程度、復雜度越來越高，可靠性技術已成為企業在競爭中獲取市場份額的有力工具。

二、設備可靠性的測試方法分析

1、現場測試可靠性

當測試設備相對比較少的時候，選用現場測試設備的可靠性不但能夠節約成本，而且其測量精確度也相對比較高，因為是在真實的工作環境中測量的。該種方法主要是在設備的正常的運行的過程中通過觀察其運行情況、記錄相關數據、分析數據，然后依據相關參考指標以及標準確定設備的可靠性。該種方法也具有一定的缺點：容易受環境的影響和重復性較差。

2、保證試驗測定可靠性

保證試驗方法也被稱作烤機，在產品出廠前，對產品的性能，包括可靠性，進行檢測。該檢測結果具有很大的隨機性，產品的時效性服從指數分布。保證試驗測試主要是為了在出廠前保證所有的產品都具有較高的可靠性。保證試驗的所需時間較長，當產品的數量比較少的時候，適用于所有的產品;當產品的數量比較多的時候，適用于樣本。

3、實驗室測定可靠性

實驗室測定產品的可靠性與現場測試具有較大的相似性，但是實驗室測定產品的性能需要實現模擬實際的操作環境，需要確保其工作環境、外力影響以及環境應力與實現情況保持一致，然后記錄數據、時間、失效的情況等等，在此基礎上據此進行分析，得出所測試設備的可靠性分析報告。該方法具有重復性、實驗條件易于控制、數量的質量高等優點，但是該試驗方法需要購置的設備以及控制的因素較多，因此該實驗所需要的成本是比較高的，鑒于以上特點，該種測量方法適用于大批量生產的設備。

三、如何提高電氣自動化控制設備的可靠性

1、合理的節能降耗

設備中的零部件元器件，其品種和規格應盡可能少，盡量使用由專業廠家生產的通用零部件或產品。立足于使用國產材料和來源多、價格低的材料;設備（含零部件）的加工精度要與技術條件要求相適應，不允許無根據地追求高精度。在滿足產品性能指標的前提下，其精度等級應盡可能低，裝配也應簡易化，盡量不搞選配和修配，力求減少裝配工人的體力消耗，便于自動流水生產。

2、選用技術成熟的產品

根據電路性能的要求和工作環境的條件選用合適的元器件，元器件的技術條件、技術性能、質量等級等均應滿足設備工作和環境的要求，并留有足夠的余量;優先選用經實踐證明質量穩定、可靠性高、有發展前途的標準元器件，不選用淘汰和禁用的元器件;應最大限度地壓縮元器件的品種規格，減少生產廠家，提高它們的復用率;除特殊情況外，所有電子元器件應按不同的要求經過必要的可靠性篩選后，才能用到產品中;優先選用有良好的技術服務、供貨及時、價格合理的生產廠家的元器件。對關鍵元器件要進行用戶對生產方的質量認定;仔細分析比較同類元器件在品種、規格、型號和制造廠商之間的差異，擇優選擇。要注意統計在使用過程中元器件所表現出來的性能與可靠性方面的數據，作為以后選用的依據。

研究產品與零部件技術條件，分析產品設計參數，研討和保證產品性能和使用條件，正確制定設計方案;其次，根據產量設定產品結構形式和產品類型。因為產量的大小決定著生產批量的規模，生產批量不同，其生產方式類型也不同，因而其生產經濟性也不同;同時，運用價值工程觀念，在保證產品性能的條件下，按最經濟的生產方法設計零部件;在滿足產品技術要求的條件下，選用最經濟合理的原材料和元器件，以求降低產品的生產成本;全面構思，周密設計產品的結構，使產品具有良好的操作維修性能和使用性能，以降低設備的維修費用和使用費用。

3、合理控制電子設備的溫升

溫度是影響電子設備可靠性最廣泛的一個因素，電子設備工作時，其功率損失一般都以熱能形式散發出來，尤其是一些耗散功率較大的元器件，如電子管變壓管、大功率晶體管、大功率電阻等。另外，當環境溫度較高時，設備工作時產生的熱能難以散發出去，將使設備溫度升高。例如，半導體器件對溫度反應很敏感，過高的溫度會使器件的工作點發生漂移、增益不穩定、噪聲增大和信號失真，嚴重時會引起熱擊穿。因此，通常半導體器件的溫度不能過高，如鍺管不超過 70―100℃;硅管不超過150 ―200℃。

因此對于半導體分立器件散熱需要考慮：對于功率小于100 W的晶體管，一般不用散熱器;大功率半導體分立器件應裝在散熱器上;散熱器應使肋片沿其長度方向垂直安裝，以便于自然對流。散熱器上有多個肋片時，應選用肋片間距大的散熱器;半導體分立器件外殼與散熱器間的接觸熱阻應盡可能小，應盡量增大接觸面積，接觸面保持光潔，必要時在接觸面上涂上導熱膏或加熱絕緣硅橡膠片，借助于合適的緊固措施保證緊密接觸;散熱器要進行表面處理，使其粗糙度適當并使表面呈黑色，以增強輻射換熱;對于熱敏感的半導體分立器件，安裝時應遠離耗散功率大的元器件。

4、注意對電子設備的氣候防護

潮濕、鹽霧、霉菌以及氣壓污染氣體對電子設備影響很大，其中潮濕的影響是最主要的。特別是在低溫高濕條件下，空氣濕度達到飽和時會使機內元器件印制電路板上產色和凝露現象，使電性能下降，故障上升。當電子設備受到潮濕空氣的侵蝕，會在元器件或材料表面凝聚一層水膜，并滲透到材料內部，從而造成絕緣材料表面電導率增加，體積電阻率降低，介質損耗增加，零部件電氣短路、漏電或擊穿等。潮氣還能引起覆蓋層起泡甚至脫落，使其失去保護作用。通常采用浸漬、灌封、密封等措施。

結束語

電氣自動化控制設備在我國的應用領域已經變得越發廣泛，保證電氣自動化控制設備可靠性也已經成為一個復雜的且涉及廣泛知識領域的系統工程。采取有效措施加強控制來進一步推動加強電氣自動化控制設備的可靠性和安全性，才會取得較高的電氣自動化控制設備可靠性指標，讓企業在市場競爭中保持優勢。

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