探討電氣自動化控制設(shè)備

琚垚

摘 要：隨著社會的不斷進(jìn)步，電氣自動化控制設(shè)備在我國生產(chǎn)生活的利用率越來越高，地位越來越重要。許多的電氣自動化控制設(shè)備長期在惡劣的環(huán)境下工作，面臨著各種各樣的環(huán)境考驗(yàn)，所以其可靠性非常的重要。本文對電氣自動化控制設(shè)備的定義和現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并給出可靠性測試的方法。

關(guān)鍵詞：電氣自動化；控制設(shè)備；可靠性測試

自動化控制設(shè)備是指沒有聯(lián)成自動化生產(chǎn)線或半自動化生產(chǎn)線，而是以單個自動化設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)的設(shè)備。電氣自動化就是機(jī)械設(shè)備在無人或者少人的情況下按照預(yù)先的計劃和程序自動完成對產(chǎn)品的操作、控制及監(jiān)控等工作。隨著機(jī)械電子技術(shù)、微電子技術(shù)的快速發(fā)展，電氣自動化控制被各個行業(yè)廣泛運(yùn)用，電氣自動化提高了生產(chǎn)效率，提高了工作的可靠性，也提高了運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，保證了電能質(zhì)量，大大改善了勞動條件，更是大大方便了人們的生活。

電氣自動化是近年來發(fā)展比較迅速的一門學(xué)科，它與人們的生產(chǎn)生活密不可分。電氣自動化控制設(shè)備不僅可以減少企業(yè)人力物力的投入，還可以達(dá)到自動控制、同步監(jiān)控等功能，為企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供保障，推動我國的經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展。

一、電氣自動化控制設(shè)備的概述及現(xiàn)狀

在時間、范圍、環(huán)境特定的條件下，控制設(shè)備完成任務(wù)的能力就叫做電氣自動化控制設(shè)備可靠性。簡單來說，就是完成任務(wù)的能力越高，電氣自動化控制設(shè)備的可靠性就越高，反之越低，通常在惡劣的環(huán)境下才可以顯現(xiàn)出這種能力。

隨著電氣行業(yè)不斷的發(fā)展，企業(yè)對電氣自動化控制設(shè)備的使用率提升，相關(guān)的科學(xué)技術(shù)也在不斷完善。但行業(yè)與行業(yè)間的差異性較大，且工作環(huán)境不同，迫使其發(fā)展面臨著更多的限制因素，下面對現(xiàn)階段電氣自動化控制設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行分析：

第一，周圍環(huán)境較復(fù)雜且維護(hù)不及時。一方面，電氣自動化控制設(shè)備的工作環(huán)境比較嚴(yán)峻，其受環(huán)境的影響會出現(xiàn)許多的問題，例如：震動沖擊、機(jī)械力等等，會破壞電氣自動化控制設(shè)備的性能；另一方面，人為的錯誤操作也可以引發(fā)控制設(shè)備一系列的問題，雖然控制設(shè)備在實(shí)際使用中，不需要人為的過多操作，多數(shù)只需要監(jiān)控即可，但并不是所有的控制設(shè)備功能都不需要人為操作，且操作的難度較大，許多生產(chǎn)操作人員沒有過多的專業(yè)知識及相關(guān)的操作技能證書，增加了安全事故發(fā)生的可能，降低電氣自動化控制設(shè)備的可靠性，限制其發(fā)展和應(yīng)用[1]。

第二，零部件的質(zhì)量無法滿足控制設(shè)備的基本運(yùn)行?；陔姎庾詣踊刂圃O(shè)備的應(yīng)用越來越廣泛，許多廠家開始開展對其元零件的加工工作，但元零件的加工質(zhì)量無法保證且通用性差；一些控制設(shè)備的購買企業(yè)規(guī)模較小，沒有完善的管理體系，無法保證控制設(shè)備的有效檢查。另外，生產(chǎn)元零件的生產(chǎn)廠商間的競爭關(guān)系不健康，只能不斷的降低元零件的價格忽略其質(zhì)量，降低控制設(shè)備的可靠性。

二、常見故障

自動化控制設(shè)備比較常見的故障主要有：系統(tǒng)性的設(shè)備故障，隨機(jī)性的設(shè)備故障。

（一）系統(tǒng)性的設(shè)備故障

系統(tǒng)性的設(shè)備故障一般指的是，被控設(shè)備如數(shù)控機(jī)床，在工作中的某些指標(biāo)如果滿足了一定的條件，又或者超過了某一事先設(shè)定好了的界限或限度，就必然會發(fā)生特定的設(shè)備故障。此類故障是比較常見的故障現(xiàn)象，要想杜絕或者避免此類系統(tǒng)性設(shè)備故障的發(fā)生，按照操作規(guī)范進(jìn)行正確的使用是切實(shí)保障，還應(yīng)做好精心的維護(hù)工作。

（二）隨機(jī)性的設(shè)備故障

隨機(jī)性的設(shè)備故障一般指的是，被控設(shè)備比如數(shù)控機(jī)床，在相同的工作環(huán)境條件下工作時，有時不發(fā)生故障，而有時會偶然出現(xiàn)一兩次的故障，也有的稱此類故障是“軟故障”

三、電氣自動化控制設(shè)備可靠性影響因素

（一）因操作不當(dāng)降低設(shè)備的可靠性

在自動化控制設(shè)備的操作過程中，總是會出現(xiàn)不規(guī)范的操作，就導(dǎo)致控制設(shè)備在不規(guī)范的操作或者是錯誤操作而出現(xiàn)損壞，出現(xiàn)不良反應(yīng)，影響了企業(yè)的生產(chǎn)線。此外，操作員工的素質(zhì)參差不齊，沒有進(jìn)行有效的培訓(xùn)，使得個別員工對操作自動化控制設(shè)備不熟練，進(jìn)而出現(xiàn)各種不規(guī)范操作或者直接導(dǎo)致設(shè)備的故障。自動化控制設(shè)備的老化問題也需要引起注意，維修人員需要定期地對其進(jìn)行保養(yǎng)和維護(hù)，保證機(jī)器的正常運(yùn)行。

（二）電氣設(shè)備電子元器件的質(zhì)量因素

近些年電子行業(yè)蓬勃發(fā)展，每件產(chǎn)品讓人第一注重的就是硬件設(shè)施，只有硬件設(shè)施過關(guān)才會考慮是否購買。如今的硬件廠商如雨后春筍般增長，功能各異，質(zhì)量不同，制作工藝也是良莠不齊，導(dǎo)致最后的硬件產(chǎn)品質(zhì)量也參差不齊。要使機(jī)器能夠完美運(yùn)行，硬件質(zhì)量就得過關(guān)。但一些硬件生產(chǎn)廠商并沒有很好的質(zhì)量管理體系，出廠的產(chǎn)品質(zhì)量無法得到保障，這樣使得設(shè)備的不穩(wěn)性大大提升。

（三）環(huán)境因素的影響

在電氣自動化控制設(shè)備的運(yùn)行過程中，惡劣的自然環(huán)境會直接影響到電氣設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，不僅會增加電氣設(shè)備的磨損程度，也會嚴(yán)重威脅電氣設(shè)備的運(yùn)行安全。如灰塵進(jìn)入電氣設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)時，會導(dǎo)致電氣設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)部位出現(xiàn)較大的物理摩擦，繼而增加電氣設(shè)備的磨損問題，使電氣設(shè)備的使用安全和使用壽命受到極大影響，導(dǎo)致電氣設(shè)備故障問題的發(fā)生概率不斷提升。

（四）電氣干擾的影響

通常電氣自動化控制設(shè)備運(yùn)行過程中會產(chǎn)生大量的電磁波，這些電磁波會對電氣設(shè)備造成不利影響，尤其是控制系統(tǒng)受到電磁干擾時會出現(xiàn)失控和誤控現(xiàn)象，極大降低了電氣控制系統(tǒng)的可靠性和有效性，最終直接威脅到電氣設(shè)備的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)安全，極其不利于電力企業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

四、電氣自動化控制設(shè)備的可靠性測試方法及措施

（一）現(xiàn)場測試法

在測試現(xiàn)場對控制設(shè)備進(jìn)行可靠性研究，以數(shù)理統(tǒng)計為基礎(chǔ)對數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，得到與控制設(shè)備相符的數(shù)據(jù)叫做現(xiàn)場測試法，這種方法在開展過程中不需要其他的監(jiān)測設(shè)備，只需要在電氣自動化控制設(shè)備運(yùn)行過程中進(jìn)行測試，所以得出的數(shù)據(jù)能夠更好的體現(xiàn)出控制設(shè)備的實(shí)際運(yùn)營狀態(tài)，在一定程度上影響著控制設(shè)備的投入成本，且測試過程中不會對電氣自動化控制設(shè)備的運(yùn)行產(chǎn)生影響。如果控制設(shè)備的測試結(jié)果通過，就可以出廠投入實(shí)際的生產(chǎn)中。

（二）試驗(yàn)室測試法

通過對電氣自動化控制設(shè)備的實(shí)際工作環(huán)境進(jìn)行模擬，同時統(tǒng)計信息數(shù)據(jù)，并對運(yùn)行時的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行核算的可靠性測試辦法叫做試驗(yàn)室測試法。與現(xiàn)場測試法相比較的優(yōu)勢是，試驗(yàn)室能夠模擬出更多的惡劣環(huán)境，對電氣自動化控制設(shè)備給予不同的考驗(yàn)來測試其可靠性，提高試驗(yàn)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。但實(shí)際的工作環(huán)境變化無常，試驗(yàn)室不可能完全模擬出來，所以還會存在與實(shí)際數(shù)據(jù)差異的情況。

（三）保證測試法

保證測試法就是對未出廠的電氣自動化控制設(shè)備進(jìn)行檢測并對設(shè)備的故障進(jìn)行試驗(yàn)。由于電氣自動化控制設(shè)備發(fā)生故障的隨機(jī)性較強(qiáng)，通過保證測試法可以幫助控制設(shè)備及時發(fā)現(xiàn)自身的故障并進(jìn)行修復(fù)，增加電氣自動化的可靠性。這個方法的優(yōu)勢是可以降低電氣自動化控制設(shè)備運(yùn)營失效的可能，但測試的時間比較長，所以比較適合對規(guī)模較小的電氣自動化設(shè)備進(jìn)行測試。另外，保證測試法對環(huán)境的要求較高，所以在測試之前一定要滿足其方法工作的基本條件，避免進(jìn)行無效的工作。

（四）保證控制設(shè)備可靠性的措施

一方面，要增加控制設(shè)備設(shè)計的科學(xué)性能及可靠性能。在控制設(shè)備設(shè)計的前期要遵循科學(xué)和可靠的原則，才能夠?qū)ζ湔＿\(yùn)行提供保障。所以，在對控制設(shè)備方案進(jìn)行設(shè)計時，設(shè)計人員要以控制設(shè)備的特點(diǎn)為基礎(chǔ)，對控制設(shè)備的相關(guān)設(shè)計參數(shù)進(jìn)行研究和總結(jié)，保證其整體的工作性能，制定出完善的方案并對方案進(jìn)行可行性分析，然后嚴(yán)格按照設(shè)計方案進(jìn)行生產(chǎn)工作，保證控制設(shè)備的每個細(xì)節(jié)點(diǎn)都符合方案的設(shè)計。在器件技術(shù)達(dá)到了設(shè)計要求時，運(yùn)用科學(xué)化的工程觀來設(shè)計零部件，縮小成產(chǎn)的成本，減少資源的浪費(fèi)。這種設(shè)計方法不僅僅增加了企業(yè)的生產(chǎn)利潤，還提高了控制設(shè)備的實(shí)用性，推動了控制設(shè)備的可靠性發(fā)展。

另一方面，選用適合的零件并保證控制設(shè)備的正常運(yùn)行。在電氣自動化控制設(shè)備的工作過程中，發(fā)生故障是無法規(guī)避的，所以為了加強(qiáng)其運(yùn)行的可靠性，就必須要隨時隨地的對控制設(shè)備的內(nèi)部零件進(jìn)行檢測。結(jié)合控制設(shè)備周圍的工作環(huán)境，總結(jié)出常見故障的零部件，逐個測試其是否符合運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。若企業(yè)使用的是較復(fù)雜的控制設(shè)備，一定要由專業(yè)的安裝人員進(jìn)行的組裝，減少因控制設(shè)備安裝過程中出現(xiàn)的小問題降低其可靠性。

最后，選擇元器件要根據(jù)工作環(huán)境的技術(shù)條件、技術(shù)性能和元器件的質(zhì)量等級要求來選擇。選擇時優(yōu)先選擇標(biāo)準(zhǔn)的元器件，并且有足夠的替代品保證出現(xiàn)故障時得到及時更換。因溫度的影響，電子設(shè)備的可靠性是直接關(guān)系到整個設(shè)備的可靠性的。所以選擇的電子元件散熱性能要好，特別是對于功率較大的電子元件，散熱必須良好。同時濕度也影響著電子設(shè)備的可靠性，特別是在低溫高濕的環(huán)境下，空氣濕度達(dá)到飽和時就會使機(jī)器元器件、印刷電路板上產(chǎn)生凝露現(xiàn)象使得電器元件電氣性能下降。總的來說，保證電子元器件合理選擇是提高電氣自動化控制設(shè)備可靠性的主要方法之一

綜上所述，可靠性高的電氣自動化控制設(shè)備能夠保障人類的人身財產(chǎn)安全。若電氣自動化控制設(shè)備的可靠性沒有達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，就會增加生產(chǎn)操作人員發(fā)生危險的可能。所以，企業(yè)一定要給予控制設(shè)備的自動化可靠性重視，提高生產(chǎn)操作人員的專業(yè)知識及實(shí)踐能力，為電氣行業(yè)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。