非標設備電氣系統(tǒng)可靠性分析

吳志軍

摘? 要：非標設備由于本身并不按照國家的相應行業(yè)標準執(zhí)行系統(tǒng)涉及，電氣系統(tǒng)的可靠性就更值得研究，非標設備的電氣系統(tǒng)應滿足某專項生產(chǎn)需要，其外觀或者性能方面應結合實際生產(chǎn)的標準而定，當前諸多非標設備都處于自動化、電氣一體化等設計層面，零件配置相較于標準系統(tǒng)更為具有針對性，本文從非標設備角度出發(fā)，對電氣系統(tǒng)的可靠性展開了分析。

關鍵詞：非標設備;電氣系統(tǒng);可靠性

引言：非標設備的系統(tǒng)定義范圍較廣，雖不在主流市場流通，但對于集成工藝的標準要求也是很高的，根據(jù)實際生產(chǎn)的用途，應在電氣系統(tǒng)中，融合多種科技工藝，滿足生產(chǎn)的技術、耗時等要求，非標設備在自行設計時應能夠最大限度的實現(xiàn)利用率、生產(chǎn)效益，應從設備重要的電氣系統(tǒng)出發(fā)，為設備工作的安全可靠性提供保障。

1.沿用性能較強的零件配件

機電設備的控制系統(tǒng)與線路通常較多，當前雖然對機電設備的功能性要求更高，但處于其生產(chǎn)階段便捷性控制的考慮，對于電氣線路較少、功能按鈕較為集中的設備更加青睞，無論是繼電器還是接觸器，都應選擇損毀率較低、更替率較低的元件，并減少內(nèi)部電氣線路之間的穿插，爭取將電氣一體化的線路簡約設計，同時要預防電弧對觸電等的潛在威脅。目前較為常用的微電子技術，其可編程序更具靈活性，諸多的開關控制按鈕都不需要觸點，以半導體電路為接觸形式，不僅使得電氣設備的損耗更小、且極大的提高了電氣設備的可靠性，操作起來也更為利索，當然利用可編程序，不僅要從電氣系統(tǒng)的簡約化出發(fā)進行可靠研究，還可以從功能檢查層面展開分析，以其配備的自檢功能不斷的圍繞設備活動自行檢查，在電氣系統(tǒng)出現(xiàn)不同故障時可有不同的警示音、警示燈作為提醒，還能夠在電氣系統(tǒng)出現(xiàn)較大的問題后，提供監(jiān)控資料為檢修的順利開展打好基礎，日常的電氣系統(tǒng)調(diào)試也借此容易了許多。導軌安裝式元器件便于裝卸活動，有利于后期的全面維護，可以作用于接觸器等，以上元器件的選擇若想發(fā)揮其優(yōu)勢，需要選擇滿足市場標準的品牌[1]。

2.模塊的設計選擇

非標設備雖然沒有比較統(tǒng)一化的行規(guī)與標準，但也可以借助電氣體系的模式，來進行模塊功能選擇，傳統(tǒng)順序程序模式，容易導致結構混亂，電氣系統(tǒng)的可靠性不高，在技術不斷革新的今天，借助QC攻關研究，已經(jīng)探索出適應多種工藝流程的模塊，可將多種結構單獨進行模塊控制，如動力頭、夾具、上下料等，之后的模塊串聯(lián)也并不難，可利用有關的聯(lián)絡信號將模塊最終統(tǒng)一化，這樣不僅零模塊的功能發(fā)揮至最大還能夠使得多個模塊互相契合，使得電氣系統(tǒng)的通用性更強，這種設計也更加可靠，便于電氣系統(tǒng)功能的發(fā)揮[2]。

3.人機工程設計

考慮到電氣系統(tǒng)設計后，實際的生產(chǎn)中人工錯誤操作是導致設備問題的主要條件，那么在電氣系統(tǒng)可靠性層面，就要預想到人工操作的問題，設計比較適應人體工學的體系，這就需要保障設備與人交流時，其信息傳遞的可靠性，保障人在傳達指令時設備活動的可靠性，首先聯(lián)想到的是人在操縱臺的系列活動，操縱臺應有靈活的人機對話功能，系統(tǒng)本身應合理的表達設備工作狀態(tài)，對于危險信息，應采取上述聲光兩種信號同步警示，按鈕與觸碰設計均應合理化，減少錯誤操作的可能性[3]。

4.電氣系統(tǒng)的安全設計

非標設備的電氣系統(tǒng)中，歷史上出現(xiàn)電壓的問題有，將在同一低壓電網(wǎng)中，部分的電氣接地保護，而部分又接零，導致觸電，因此設計上就應保障同一低壓電網(wǎng)的接地保護采取統(tǒng)一模式，可在電源的總開關上，增設與電氣柜門的聯(lián)動，在開電氣柜門的同時能夠自動關閉電源，雖然一定程度上操作比較繁瑣但極大的提高了電氣系統(tǒng)的可靠性[4]。

5.耐環(huán)境設計

非標設備的工作環(huán)境千差萬別，有在高溫、潮濕、粉塵的環(huán)境中，或在振動、沖擊的條件下工作，所以電氣控制系統(tǒng)設計時要考慮在極端環(huán)境下系統(tǒng)工作的可靠性，進行耐環(huán)境設計。D6114柴油機機體、缸蓋清洗機，清洗液通過蒸氣加熱，溫度達到80°C以上，并且設備的長期連續(xù)運轉使清洗機外殼表面溫度也達到70°C左右。針對上述情況，我們一方面盡可能采用耐熱導線，如RV---105，銅芯聚氯乙烯絕緣軟線，線芯長期工作溫度達到105°C，另一方面在布線時，電線管道采用架空布設，防止電線過熱，絕緣材料老化。

6.維修性設計

要提高設備的可用性，維修是一種手段，設備一旦發(fā)生故障能快速修好，恢復規(guī)定的功能，甚至在未出故障之前，就巳采取措施（預防維修）來消除故障，從而提高設備的可用性。維修性設計包括故障診斷設計、可達性設計、可維修性設計。

D6114柴油機機體、缸蓋清洗機是一種回轉噴淋、定位噴淋、定點定位吹干、回轉吹干四工位連續(xù)全自動清洗機，采用了較多的閘閥來控制噴淋、吹干等動作，任一閘閥的誤動作都會影響設備的正常運轉，我們在系統(tǒng)設計時，通過PLC軟件的開發(fā)，增加了故障自診斷、智能報警功能，任一閘閥的誤動作及電機的故障都能通過顯示屏閃光報警，提高了系統(tǒng)的可維修性。

7.冗余設計

冗余設計就是為完成規(guī)定的功能增加多余的零件或設備數(shù)，即使其中一部分發(fā)生故障，也不會引起整機或系統(tǒng)的故障的設計方法。D6114柴油機機體、缸蓋清洗機，水泵電機都采用大功率90kW電機，設備使用單位三分廠有很多數(shù)控加工設備，所以應最大程度降低水泵啟動時對電網(wǎng)的沖擊，影響其它高精度數(shù)控加工設備。通過調(diào)研，可采用美高公司生產(chǎn)的超級軟啟動器SUPERSTART，改善啟動特性，并且具有很好的節(jié)能效果，充分考慮到軟啟動器的備品備件及維修周期，我們再增加一臺自耦變壓器減壓啟動器，處于待機儲備方式，提高了整個系統(tǒng)的可靠性。

結束語

可靠性設計一方面在設計時能預測和預防設備可能發(fā)生的故障，另一方面借助于前人設計成功和失效的經(jīng)驗，我們應及時總結和歸納，避免同類失效發(fā)生。

參考文獻：

[1]周萬輝，非標自動化設備的特點與創(chuàng)新設計探究[J].科技風，2020，14，52.

[2]丁捷，張晶，黃騰輝，曾湘東，彭寧濤.非標設備電氣系統(tǒng)可靠性分析[J].內(nèi)燃機與配件，2020，（15）：182-183.

[3]薛松.非標設備電氣系統(tǒng)可靠性分析[J].建材與裝飾，2018（22）：205.

[4]付樂樂.非標設備電氣系統(tǒng)可靠性分析[J].南方農(nóng)機，2019，49（10）：151.