電氣自動化控制設(shè)備可靠性研究

鄧幫飛　唐捷

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電氣自動化控制設(shè)備在我國的各個領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，而且其在產(chǎn)品生產(chǎn)和質(zhì)量控制中的地位也變得越來越重要，所以也經(jīng)常被應(yīng)用到惡劣的環(huán)境中，對一些比較貴重的系統(tǒng)進行服務(wù)。然而，電氣自動化控制設(shè)備在工作的時候，經(jīng)常面臨著各種不利條件的考驗，因而保證電氣自動化控制設(shè)備的可靠性就顯得十分必要。文章首先簡單介紹了電氣自動化設(shè)備的定義、研究意義極其現(xiàn)狀，然后分析了電氣自動化控制設(shè)備可靠性的測定和試驗方法，最后再根據(jù)影響電氣自動化控制設(shè)備可靠性的因素提出了一些提高其可靠性的對策。

關(guān)鍵詞：電氣自動化；控制設(shè)備；可靠性

中圖書分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2012）32-0102-02

雖然電氣自動化是一門新興的學(xué)科，但由于和人們的日常生活以及工業(yè)生產(chǎn)密切相關(guān)，因而發(fā)展非常迅速。而電氣自動化控制設(shè)備正是在電氣自動化發(fā)展的帶動下迅速崛起的。電氣自動化控制設(shè)備可以減少工作人數(shù)，甚至不需要人員進行操作，同時還可以實現(xiàn)自動進行控制和監(jiān)控等功能，因而能大量減少人力物力，具有相當高的智能性。同時在這個工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)先的時代，電氣自動化控制設(shè)備也在機械控制中占有很十分重要的地位，對于經(jīng)濟的增長具有顯著的貢獻。

電氣自動化控制設(shè)備的可靠性直接關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量的好壞，因此有必要對設(shè)備的可靠性進行分析深入研究，提出一些保障設(shè)備可靠性的方案或者措施。本文將對電氣自動化控制設(shè)備可靠性的現(xiàn)狀，測試方法，以及一些有效的措施加以分析討論。

1 電氣自動化控制設(shè)備可靠性簡介

電氣自動化控制設(shè)備可靠性是指在所規(guī)定時間范圍內(nèi)及相應(yīng)的環(huán)境條件下，能夠?qū)崿F(xiàn)或者完成一些特定任務(wù)的一種能力。這就是說完成特定任務(wù)的能力的高低將決定著電氣自動化控制設(shè)備可靠性的高低，完成能力越高，可靠性越高，完成能力越低，可靠性也就越低，一般這種能力在比較惡劣的條件下往往體現(xiàn)的很明顯。

國際上認可的可靠性使用范圍很廣，既適用與一臺設(shè)備或一個單元，同時還適用于一個較大的系統(tǒng)。一般習(xí)慣采用數(shù)學(xué)方法來表示設(shè)備的可靠性，比如用“概率”來進行描述。

2 電氣控制設(shè)備可靠性的研究意義

從20世紀70 年代開始，國內(nèi)就有關(guān)于電氣自動化控制設(shè)備可靠性方面的研究。首先，第一個關(guān)于產(chǎn)品可靠性的信息交換網(wǎng)在1984年被建立起來，后來為了制定可靠性規(guī)范，又頒布了一個國標《電子設(shè)備可靠性預(yù)計手冊》。我國電氣控制設(shè)備可靠性工作在這一系列的措施的推動下得到了快速的發(fā)展。隨著我國自動化水平在不斷推廣和提高，對于電氣自動化控制設(shè)備的可靠性研究就顯得十分重要。

2.1 可靠性可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量

首先，電氣自動化控制設(shè)備的可靠性作為產(chǎn)品質(zhì)量的一個重要指標之一，主要用于衡量設(shè)備的質(zhì)量高低。電氣設(shè)備對質(zhì)量要求很高，首先必須要能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品自身的價值，同時還要滿足某些規(guī)定的特征，比如產(chǎn)品是否可靠、安全以及經(jīng)濟性如何等等。其中，可靠性是產(chǎn)品質(zhì)量中的關(guān)鍵因素。只有產(chǎn)品的可靠性得到了保障，設(shè)備的故障次數(shù)才能降低，進而產(chǎn)品的安全性也能隨之提高，成本還能因此節(jié)省不少，用戶也相對比較喜歡。因此，在這個充滿競爭的時代，只有保障產(chǎn)品的可靠性才是最有效的致勝法寶。

2.2 可靠性可以增加市場份額

隨著經(jīng)濟的不斷的發(fā)展，產(chǎn)品的質(zhì)量在不斷提高，因而用戶也對產(chǎn)品提出了更為苛刻的要求，首先產(chǎn)品的性能要好，其次產(chǎn)品必須要有很高的可靠性，因為用戶還是比較喜歡質(zhì)量有保障的產(chǎn)品。在通過大量的研究后逐漸發(fā)現(xiàn)，要在激烈競爭中取勝，必須要使你的產(chǎn)品具有很高的可靠性，當然這一點也完全適用于電氣自動化控制設(shè)備行業(yè)。隨著科技的發(fā)展，電氣自動化控制設(shè)備的自動化技術(shù)在不斷更新，可靠性技術(shù)已成為商家攫取市場份額的有力手段。所以，企業(yè)要想在競爭中占有更多的市場，必須提高產(chǎn)品的可靠性。

3 電氣自動化控制設(shè)備可靠性的現(xiàn)狀

隨著電氣自動化控制設(shè)備在各行各業(yè)的使用不斷增加，控制技術(shù)也變得越來越完善。但是由于行業(yè)之間的差異，其工作環(huán)境也相差很大，因而使電氣自動化控制設(shè)備需要面臨著各種各樣挑戰(zhàn)，時常導(dǎo)致其狀況頻出。其中主要出現(xiàn)的狀況如下。

3.1 工作環(huán)境復(fù)雜及維護不利

首先，設(shè)備在日常工作工作環(huán)境中，環(huán)境因素對其影響很大，例如沖擊振動、機械力等，都會或多或少對電氣自動化控制設(shè)備的性能造成一定的影響或破壞。還有人為的因素也可能會使電氣自動化控制設(shè)備遭受威脅。盡管現(xiàn)在工作時不需要或者僅僅需要很少的一些人員進行監(jiān)控，但是有時需要的操作比較麻煩，難度很大，如果操作人員的素質(zhì)很低，那么很容易造成重大事故或者損失?？傮w來說，電氣自動化控制設(shè)備可靠性還是比較好的，但是曾經(jīng)也出現(xiàn)過一些事故，因此其可靠性還有待加強。

3.2 零部件質(zhì)量太差

造成控制設(shè)備可靠性較低的另一個重要原因是使用的元器件質(zhì)量太差。目前在國內(nèi)有很多元器件的生產(chǎn)廠家，但是其生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量差別很大，不能通用。再加上如果購買這些控制設(shè)備是一些規(guī)模相對較小的企業(yè)，這些小企業(yè)一般管理體系不完善，那么可能導(dǎo)致設(shè)備在檢查時出現(xiàn)紕漏。同時，元器件廠家之間充滿了各種不良競爭，產(chǎn)品價格在競爭中不斷降低，進而便會迫使一些企業(yè)無暇顧及元件質(zhì)量，最終使生產(chǎn)出來的控制設(shè)備可靠性大大降低。

4 可靠性試驗方法

在電氣自動控制設(shè)備在投入使用之前，必須對其可靠性進行定量評估，這時就需要選擇一個合適的測試方法，目前國內(nèi)廣泛應(yīng)用的可靠性測試方法主要包括以下三種。

4.1 試驗室測試方法

這是一種在試驗室內(nèi)進行的試驗，主要是用來模擬產(chǎn)品或者設(shè)備可靠性。其基本原理是模擬現(xiàn)場的運行條件，比如現(xiàn)場的環(huán)境溫度、濕度等，使被測試的設(shè)備處在與運行環(huán)境相似的條件下進行試驗，然后根據(jù)數(shù)學(xué)方法分析所測的數(shù)據(jù)，從而得出設(shè)備的可靠性參數(shù)。這種試驗方法的優(yōu)點在于控制起來很方便，試驗得到的數(shù)據(jù)很好，但是始終是在實驗室內(nèi)進行試驗，很難得到和實際現(xiàn)場情況相符合的數(shù)據(jù)，而且試驗花費也很大。

4.2 保證試驗方法

一般又將該方法稱之為烤機，此方法的主要原理和試驗室測試不同，其主要是在出廠前進行的，僅僅用來判斷設(shè)備有無故障。電氣自動化控制設(shè)備是由一些大大小小的零器件組成的，而且這些器件各種各樣，進而引起的故障也是隨機的，但是也基本符合一些規(guī)律，比如大概服從指數(shù)分布。該試驗很費時間，而且持續(xù)時間有時還很長，所以適用于一些大批量產(chǎn)品，其中只對某些樣本進行烤機，這樣可以節(jié)省時間。

4.3 現(xiàn)場測試方法

為什么稱為現(xiàn)場測試？這主要是和實驗室測試進行區(qū)別。其原理正好和實驗室測試相反，主要是在現(xiàn)場進行試驗，根據(jù)設(shè)備的實際運行狀況，紀錄其各種有關(guān)可靠性的數(shù)據(jù)，然后再由數(shù)學(xué)方法計算出設(shè)備的可靠性參數(shù)。該測試方法和前兩種相比，所需要的試驗設(shè)備較少，費用也相對較低，而且還可以真實反映設(shè)備的可靠性參數(shù)。現(xiàn)場試驗一般主要分為三種：停機試驗、脫機試驗和在線試驗。如果單從技術(shù)的角度來看，停機和脫機試驗相對比較容易實現(xiàn)。但是，一般運行系統(tǒng)都比較復(fù)雜，故障只有在運行時才能被發(fā)現(xiàn)，所以還是有必要對其進行在線試驗。

5 提高電氣自動化控制設(shè)備可靠性措施

在了解了電氣自動化控制設(shè)備可靠性的現(xiàn)狀之后，知道了一些影響其可靠性的因素，以及測試可靠性的方法，因此，可以根據(jù)這些因素的特點，然后結(jié)合設(shè)備自身的實際情況，制定出一些提高可靠性的措施。其中可從三個方面著手來提高電氣自動化控制設(shè)備的可靠性。

5.1 制定合理的設(shè)計方案

在對設(shè)備進行設(shè)計的時候，要首先了解產(chǎn)品的工作環(huán)境以及使用的條件，同時再考慮到產(chǎn)品的性能，這樣才能確定出合理的設(shè)計方案；同時由于各個廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品差別很大，所以在設(shè)計時最好需用同一個廠家的產(chǎn)品，而且要使數(shù)量最少。

5.2 選擇適合的零部件

首先，在滿足設(shè)計要求的同時，零部件的選擇還需要考慮到電路性能的要求，最好能夠使用由專業(yè)廠家生產(chǎn)的零部件或產(chǎn)品；其次，在選擇器件時，還要注意其技術(shù)參數(shù)，比如使用條件、性能、質(zhì)量等級等，盡量保證要留有相應(yīng)的裕度。

5.3 加強設(shè)備的散熱防護

溫度是各種電氣設(shè)備的殺手，溫度的變化會嚴重降低電子設(shè)備的可靠性。在運行過程中的電氣自動化控制設(shè)備會不斷以熱能的形式往外散發(fā)熱量，但是當其所處的環(huán)境溫度很高時，設(shè)備產(chǎn)生的熱量卻很難擴散出去，進而導(dǎo)致設(shè)備的溫度不斷升高，降低設(shè)備的可靠性。所以在設(shè)計控制系統(tǒng)時要特別注意其散熱問題，制定合理的散熱方式，避免設(shè)備因溫度過高而燒壞。

6 結(jié) 語

電氣自動化控制設(shè)備的應(yīng)用已經(jīng)深入到各個領(lǐng)域，因而有必要對電氣自動控制設(shè)備的可靠性進行深入研究。但是研究其可靠性也必須講究方式方法，不能盲目進行，首先要結(jié)合國內(nèi)自動化控制設(shè)備的可靠性現(xiàn)狀，提出一些新的可靠性試驗方法，然后再根據(jù)試驗方法找出一些能夠提高電氣自動化控制設(shè)備可靠性措施，這樣才能最終達到進一步提高電氣自動化控制設(shè)備可靠性的目的。

參考文獻：

[1]殷佳琳.電氣自動化控制設(shè)備可靠性測試[J].煤炭技術(shù)，2012，（4）.

[2] 李福行.提高電氣自動化控制設(shè)備可靠性措施探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012，（11）.

[3] 徐云炯.試論氣自動化控制設(shè)備可靠性[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品.2012，（12）.