電氣自動化控制設備的可靠性探究

沈 燁

（鹽城工學院，江蘇 鹽城 224002）

目前隨著電氣自動化的深入發展，自動化控制設備的可靠性問題日益突出，我國早在上世紀70年代起就開始研究電氣自動化控制設備的可靠性，而且在上世紀80年代建立了基于電子產品的可靠性信息交換網，有力地提升了我國電氣自動化控制設備的可靠性。隨著我國社會科學技術和電氣自動化的不斷發展，電氣行業想要獲得可持續發展的動能，仍然需要從自動化控制設備的可靠性入手，結合國家電控配電設備質量監督的相關規定，重新了解當下電氣自動化控制設備的可靠性問題，制定相應的方法和解決對策，才能幫助電氣自動化控制實現長遠發展。

1 提高電氣自動化控制設備可靠性的重要意義

1.1 增強綜合競爭力

電氣自動化的主要意義是在無人操控或者無人監管的狀態下，電氣工程可以自行進行產品的操作和控制，按照預設的程序進行自動運行，這樣做既可以減輕人力負擔，將有效的人力資源運用到其他有價值的事情上，也可以總體提高電氣自動化運行的效率和質量，增強電氣企業的綜合競爭力[1]。就目前電氣企業的產品而言，控制設備的可靠性可以提升產品的質量，符合市場需求的電氣產品從根本上來說包含四大特性，其中最主要的特性就是可靠性和性能，其次，依次為經濟性和安全性。也就是說，產品質量是當前電氣企業市場競爭力的關鍵，而控制設備的可靠性是電氣企業提高產品質量的關鍵，控制設備的可靠性越高，發生故障的概率會越小，因此，后期維修和養護的成本也會隨之降低，安全性也會有所提升。由此可以得出，電氣企業在進行產品生產和加工的過程中，最關心的是產品的質量，只有利用核心科技、利用可靠的自動化控制設備，才能提高電氣產品的安全性能和經濟性能，提高電氣企業的綜合競爭力。

1.2 改善產品質量

目前隨著社會各個行業的轉型升級，電氣企業也迫切需要進行創新改革，而且目前一些電氣用戶不僅要求電氣產品的性能良好，還要求電氣產品的可靠性比較高、性價比較高，根據廣泛的市場調研發現，性價比較高的電氣產品可以在市場激烈的競爭中獲得優勢。因此可靠的自動化控制設備可以提升電氣設備在加工過程中的精度，提高自動化程度和復雜程度，總體改善產品的質量，提升產品的可靠性和性能。在滿足用戶的基礎上，增加電氣行業的市場份額。而且隨著電氣行業自動化技術越來越普遍，在實際的產品生產過程中，自動化控制設備的可靠性會直接影響產品零部件的精度，影響產品的整體壽命，關乎電氣企業自身的品牌信譽。可靠性比較高的自動化控制設備可以從根本上改變產品質量，提高產品加工的精度和自動化程度。

2 電氣自動化控制設備可靠性的發展現狀

2.1 工作環境多樣、操作維護不當

電氣自動化控制設備在運行過程中，很容易受到周圍工作環境的干擾，由于在運行時設備的應用范圍比較廣，因此，不同的自動化控制設備所處的環境也不同，很難對其進行統一的管理和監督。相關數據顯示，在不同環境下的電氣自動化控制設備會影響產品質量，其中，電磁波環境中會干擾電氣自動化控制設備的可靠性。由于電磁波會干擾自動化設備的外部和內部結構，設備整體的穩定性會有所降低，在輸出功率時會有明顯的噪音，甚至還會因為一些人為因素或者自然因素產生安全風險。電氣自動化控制設備需要根據具體的工作程序作出具體的調整，在工作中很容易受到機械的作用力，例如加速度、機械設備的沖擊力等。種種因素都可能導致電氣自動化控制設備的可靠性降低，尤其是會損害電氣自動化控制設備中的相關零件，因此需要進行操作維護。然而在現實情況下，一些操作人員并沒有顧及到設備的維護問題，而是完全利用設備創造產品，忽略設備的后期維護和保養，整個自動化控制設備會因為零部件的損壞減少使用壽命，增加維護和保養成本。另外，工作人員對電氣自動化控制設備的操作也會影響設備的可靠性，由于工作環境比較多樣，在復雜的操作環境中，操作人員需要控制電氣自動化控制設備，而由于技術或者操作流程不熟練，在實際工作中很容易出現操作失誤，會導致運行不靈活，使設備不能正常運行。

2.2 設備元器件質量不合格

電氣自動化控制設備會由于設備元器件的質量，影響整個自動化控制設備的運行效率和運行質量，從而降低控制設備的可靠性[2]。目前市面上的一些設備元件越來越多，尤其一些中小型企業抓住市場先機，大量生產設備的元器件，但忽略對設備元器件的管理和生產方式，所生產出來的元器件并不符合實際的質量標準，也無法在安裝后發揮有效的功能。而國家并沒有根據電氣自動化控制設備的功能和使用方式確定設備元件的核心標準，一些元器件的質量沒有達到實際施工時的標準，設備元器件的質量無法得到有效保證，會嚴重損害設備的運行效率，整臺設備的參數指標會出現不達標的現象，造成設備的使用周期短、后期維護費用比較高，影響電氣企業的可持續發展。而且設備的元器件質量不合格，還會引發安全事故。而且一些電氣企業在設計控制化設備時，并沒有考慮到設備零部件的相關要求，沒有對實際工作環境和設備的技術要求、技術效能進行數據分析，而是以生產成本為主要依據，選用一些劣質的設備元器件，導致整個設備的可靠性降低。設備的元器件會受到環境的影響，當溫度升高時，設備零部件很容易產生氧化；當溫度和濕度過低時，設備會產生銹化，無論哪一種都會影響電氣自動化控制設備的運行效率和可靠性。

3 提高控制設備可靠性的有效措施

3.1 合理選擇設備元件，保證元件質量

在設備的設計和實際生產過程中，會涉及到非常多的零部件，一些設計的元件會整體影響設備的可靠性和運行效率，也會損傷設備[3]。因此，在設計時需要嚴格把控零部件的選擇，盡量按照相關行業的標準，實行零部件的使用制度，通過規定減少零部件使用規格的不合理現象。盡量選擇專業廠家、大企業以及長期合作的盟友伙伴生產的零部件，在保證零部件使用質量的同時對零部件整體的性能進行全方位的檢查。在進行自動化控制設備的安裝環節時，需要根據零部件的具體安裝位置、設備元件的相關規格和實際設計參數等進行驗收和檢查，對不合格的設備元件進行退回處理，通過使用合格優質的零部件，減少成本，總體提高設備元件的質量，提高控制設備的可靠性。從生產的角度出發，設備所使用的相關元件和零部件需要統一品種和規格，也就是說，其品種和規格越復雜，設備的可靠性越低。因此可以在保證產品性能指標的前提下，盡量簡化設備的相關軟件，仔細分析元件的質量，通過觀察品種規格、型號以及制造廠商的資質等等，選用科學、經濟性比較高的設備元件，并將設備元件的相關參數制作成電子檔案，上傳到云端進行保存，在實際需要時將檔案調出進行查取。電子檔案中可以主要記載設備元件的技術性能、質量等級以及技術條件，和電子設備元件零部件的選配條件、使用壽命等，作為日后維修和養護的主要依據。

3.2 提高設計的可靠性

想要提高電氣自動化控制設備的可靠性，就需要從電氣自動化控制設備的元件入手，在設計前期階段重視設備的設計工作，在設計中根據實際設備運行環境的要求、根據設備使用功率和使用參數的要求，對整個設備的性能和特性進行深入分析和設計。在前期根據電氣企業的實際生產情況和相關數據資料，制定科學的設備設計方案，在設計時有效規劃產品的結構和類型，對產品的大小、零部件的選用和材質設備的整體性能、突出功效等進行具體的規劃，避免遺漏任何一個環節，通過設計的可靠性來提升整個設備的可靠性。在進行具體的設計時，需要采用最先進的方案，可以與相關工作人員進行具體的生產流程溝通，在溝通的過程中，重新調整設計方案，通過多次修改設計方案、多次規劃設計內容，既能在一定程度上減少生產成本，降低設備的設計成本，也能從源頭上提高設備的使用可靠性，提高設備的使用壽命和操作性能。設計人員需要考慮實際的生產環境和產品的特殊功能，科學合理的設計電氣自動化控制設備的實用功能，全面提高電氣設備的可靠性和安全性[4]。

3.3 選擇電子元器件

在選擇電子元器件時，設計人員需要實際考量具體的電氣自動化控制設備運行的工作環境和技術條件，通過實際工作環境和技術條件來確定元器件的質量等級，在規定的質量等級范圍內進行元器件的選擇。在選擇后需要注意對元器件的質量進行檢查和監測，通過質量檢查和實際試運行，對整個電子元器件的參數和電氣自動化設備的運行效率進行監控，剔除不合格的元器件，總體保障電氣自動化工程在運行過程中的精度，提高電氣自動化設備的性能。按照設備生產需要的標準和實踐要求挑選元器件，同時還需要根據電子元器件的使用規格和參數，購入比設備所需元器件多2到3個的替代品，通過多余的電子元器件做好應急預案，一旦整個設備發生故障后，就需要立即停止檢查，對其中的零部件進行替換。而且電子設備在實際運行時對工作環境的溫度有一定的要求，因此，在選擇電子元器件時，需要考慮元器件的散熱性能，尤其一些功率比較大的元件，更應該注重散熱性能的好壞。通過科學合理的選擇電子元器件，總體保證設備運行的可靠性。在購買具體的元器件時，可以利用廠家直銷的方式，既方便元器件的維修，也能防止中途摩擦和各種不良因素導致元器件的損壞，提升元器件的性能，使整個設備更加穩定。

3.4 加強設備設計階段的控制

電氣自動化控制設備在實際運行過程中會受到內外部電磁設備的干擾，而一旦干擾過大，就會產生安全事故，影響電氣自動化控制設備運行的穩定性。因此，在電氣自動化控制設備運行的過程中，操作人員需要根據實際的控制范圍和控制設備類型進行全天候的電子監控，在設備設計的階段，對控制設備進行氣候防護設計和散熱防護，通過設計階段的控制來提升整個電氣自動化控制設備的功效[5]。在一般情況下，電子設備在運行時功率的損失都會以熱能形式散發，當周邊工作環境的溫度比較高時，設備所產生的熱能就很難散發出去。因此，在設計階段，需要對設備進行散熱控制，在設備表面可以安裝散熱器，根據設備的實際結構和技術標準，在表面安裝散熱器，保證整個設備的溫度在正常范圍內。另外，需要對電子設備進行環境控制，由于高溫高濕的條件下會對設備產生一定的干擾，因此可以在設計階段采用浸漬法、灌封法等進行控制，保證整個設備不會受到潮濕空氣的侵蝕，在設計階段，需要在元器件或者材料表面凝聚水膜，通過滲透到材料內部形成絕緣材料，既能保護整個設備，也能提高元部件的使用壽命。在設計階段考慮到不同的設備影響因素，對其加以控制和解決。及時科學的維護電氣自動化控制設備。需要考慮到電氣自動化控制設備的維修成本和保養成本、預估維修和保養的次數，結合具體的設備使用功能，加強對設備性能的控制。

3.5 提升設備的抗干擾能力

想要提升電氣自動化控制設備的可靠性，還需要根據現場的工作環境，加強對電氣自動化控制設備的測量。通過測量找出設備的干擾因素，根據不同干擾因素提升設備的抗干擾能力。首先可以利用實驗室測試法，讓整臺控制設備進入實際運行環境中進行模擬測試，將具體的測試參數進行信息存放，通過對數據信息和具體參數的分析，得出設備的干擾因素，同時也能在一定程度上獲取設備的整體性能。還可以利用保證實驗法，對整個電氣自動化控制設備進行故障測試，通過故障測試，確定電氣自動化控制設備的多個元件，確定故障的實際特點和分布類型，通過多樣化的檢測發現設備的具體參數。根據控制設備的具體特點，采用相應的措施提高設備的抗干擾能力，研究產品和零部件的生產技術條件，在保證產品性能的前提下，利用經濟的生產方式，提高設備抵抗內外干擾的能力，讓整個設備的結構更加精細，與實際情況更加吻合。同時，結合具體的工作環境分析干擾因素，從環境角度出發來提高設備的抗干擾能力，例如減弱電磁波的傳播、提高空氣的干燥程度等等。工作人員需要根據實際情況強化對設備的管理和控制，尤其需要對日常設備的工作環境進行科學的管控，在使用過程中做好各項保護工作和防護措施，延長設備的使用壽命，讓設備的結構更加精準，提高其可靠性。

4 結束語

隨著社會科學技術和經濟的轉型發展，我國電氣自動化技術會得到越來越廣泛的使用。在實際電氣自動化控制生產的過程中，不可避免地會出現一些潛在的安全隱患，電氣企業需要根據自身的實際情況，總體提高電氣自動化控制設備的可靠性，通過保證電氣自動化控制設備的可靠性，來及時避免不良事件的發生。利用多種方式有效探究電氣自動化控制設備的可靠性措施，對電氣自動化控制設備的問題進行逐一解決，在實際生產過程中應用可靠的控制設備，總體提高電氣產品的質量，為電氣產品的市場份額，以及電氣企業的品牌形象打下堅實的基礎。