機(jī)械制造電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性問(wèn)題研究

張新宇 丁旭

摘 要：電氣自動(dòng)化技術(shù)是現(xiàn)代高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。目前，對(duì)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性和安全性的研究已成為一個(gè)重要課題。因此，掌握電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性試驗(yàn)方法，合理選擇電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性試驗(yàn)條件，是加強(qiáng)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性的重要途徑。本文首先分析了電氣控制設(shè)備可靠性對(duì)安全運(yùn)行的重要性，然后討論了電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性測(cè)試方法的選擇，最后提出了提高電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性的具體途徑。

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化;控制設(shè)備;可靠性

前言

電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可以降低生產(chǎn)成本，降低人工成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。但是，在使用電氣自動(dòng)化控制設(shè)備時(shí)，首先要保證其可靠性。電氣控制設(shè)備越來(lái)越復(fù)雜，自動(dòng)化程度越來(lái)越高。因此，提高電力設(shè)備的可靠性是幫助電力企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵之一。

1.電控設(shè)備安全運(yùn)行的重要性

目前，變電站一次和二次設(shè)備普遍采用電氣自動(dòng)化控制。在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，變電站一次和二次設(shè)備是電力系統(tǒng)發(fā)電、輸配工程中不可缺少的一部分。一旦一次或二次設(shè)備發(fā)生運(yùn)行，整個(gè)電網(wǎng)的安全運(yùn)行將受到嚴(yán)重影響，甚至出現(xiàn)供電中斷和大規(guī)模停電，嚴(yán)重影響了人們的生活，制約了電力公司的發(fā)展。因此，做好電網(wǎng)中各變電站電力設(shè)備的可靠性和運(yùn)維工作極為重要，是電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行的保障。例如，當(dāng)變電站一次設(shè)備斷路器拒絕開(kāi)關(guān)時(shí)，應(yīng)根據(jù)相應(yīng)的光學(xué)字信號(hào)，及時(shí)判斷故障原因，是機(jī)械故障還是二次回路故障。如果信號(hào)不明顯，應(yīng)根據(jù)斷路器的控制電路圖查找故障原因，以保證變電站的安全可靠運(yùn)行。

2.選擇電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性測(cè)試方法的角度

根據(jù)國(guó)家電氣控制與配電設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心常用的試驗(yàn)方法，電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性試驗(yàn)方法的選擇角度主要包括環(huán)境、現(xiàn)場(chǎng)、產(chǎn)品和程序[1]。如濕度、溫度、氣壓等環(huán)境因素會(huì)導(dǎo)致電氣設(shè)備性能下降、結(jié)構(gòu)損壞、操作笨拙，導(dǎo)致電氣控制設(shè)備運(yùn)行異常;機(jī)械振動(dòng)、加速度等因素在試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)會(huì)導(dǎo)致電氣控制設(shè)備部件長(zhǎng)期振動(dòng)，造成設(shè)備損失和故障等;電氣控制設(shè)備被測(cè)產(chǎn)品應(yīng)具有代表性，因?yàn)楸粶y(cè)產(chǎn)品的測(cè)試結(jié)果會(huì)受到產(chǎn)品性能、規(guī)格等因素的影響，造成缺陷，這些缺陷不具有普遍性和廣泛性;程序因素主要取決于執(zhí)行測(cè)試的人員，不能盲目追求設(shè)備價(jià)格，忽視原始質(zhì)量，而嚴(yán)格遵循既定的測(cè)試程序。具體選擇角度如下：

一是選擇測(cè)試試驗(yàn)的環(huán)境。電氣自動(dòng)化控制設(shè)備不管是在質(zhì)量上還是在規(guī)格上、工藝上都存在很大的差異性，所以應(yīng)以接受試驗(yàn)設(shè)備的具體情況為依據(jù)選擇適宜的試驗(yàn)環(huán)境，以確保試驗(yàn)是客觀的。二是選擇測(cè)試試驗(yàn)的場(chǎng)地。規(guī)則：如果是測(cè)定電氣控制設(shè)備在正常條件下的可靠性，選擇的試驗(yàn)場(chǎng)地就應(yīng)是一個(gè)較典型的正常工作環(huán)境;如果是測(cè)定電氣控制設(shè)備在較惡劣、較嚴(yán)酷的實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中的運(yùn)行可靠性，選擇的試驗(yàn)場(chǎng)地就應(yīng)具備最嚴(yán)格的環(huán)境條件;如果僅僅為提供可比性資料，就要為電氣控制設(shè)備的可靠性測(cè)試選一個(gè)跟實(shí)際運(yùn)行環(huán)境最接近的場(chǎng)地。三是選擇測(cè)試試驗(yàn)的產(chǎn)品。電氣自動(dòng)化控制設(shè)備性質(zhì)多樣、種類繁多，所以在實(shí)施可靠性測(cè)試試驗(yàn)時(shí)要選擇具備代表性、典型性的產(chǎn)品進(jìn)行試驗(yàn)，以更好地保障設(shè)備的試驗(yàn)效果。四是選擇測(cè)試試驗(yàn)的程序。試驗(yàn)程序的科學(xué)合理和統(tǒng)一是不可或缺的，試驗(yàn)人員務(wù)必嚴(yán)格遵照既定程序進(jìn)行測(cè)試，以確保設(shè)備可靠性測(cè)試的可信性、準(zhǔn)確性。

3.提高電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性的具體途徑

3.1正確選擇并使用電子元件

正確選擇并使用電子元件，關(guān)鍵在于仔細(xì)分析電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的特點(diǎn)，采取對(duì)應(yīng)的方法，并做好相關(guān)的維護(hù)工作。電氣自動(dòng)化控制設(shè)備設(shè)計(jì)階段會(huì)定制一個(gè)設(shè)計(jì)方案，此時(shí)電子元件的使用參數(shù)應(yīng)跟產(chǎn)品本身的實(shí)際使用情況有機(jī)結(jié)合，這不僅是確保產(chǎn)品性能良好的前提，還是確保設(shè)備具備較高水平可靠性的基礎(chǔ)。因此，選擇品質(zhì)好的、可靠性高的電子元件能促進(jìn)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備有效提高其整體可靠性。在設(shè)計(jì)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備時(shí)應(yīng)具備全局性的構(gòu)思理念，確保產(chǎn)品結(jié)構(gòu)更精細(xì)、性能更優(yōu)化。在電氣控制設(shè)備的自動(dòng)化運(yùn)行環(huán)節(jié)里，熱能是最主要的散熱形式之一，尤其是那些有較大功率的電子元件，影響其可靠性最關(guān)鍵的一個(gè)因素就是溫度[2]。于是在設(shè)置電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)考慮控制散熱的相關(guān)問(wèn)題，有效避免溫度過(guò)高燒毀電子元件，以提高電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性。

3.2合理利用前饋控制系統(tǒng)

為順利克服掉運(yùn)行電氣控制設(shè)備過(guò)程面臨的諸多干擾因素，應(yīng)通過(guò)對(duì)前饋控制系統(tǒng)的合理利用來(lái)提高設(shè)備可靠性水平。一是干擾的幅度值偏大且很頻繁時(shí)，被控制的變量會(huì)受到劇烈影響，單純使用反饋控制系統(tǒng)無(wú)法滿足實(shí)際要求，需合理利用前饋控制系統(tǒng)來(lái)加強(qiáng);二是能測(cè)出主要的干擾因素，但控制變量的效果不好，也需要合理利用前饋控制系統(tǒng);三是不能及時(shí)進(jìn)行反饋控制，控制質(zhì)量較差、通道較滯后，也要使用前饋――反饋控制系統(tǒng)來(lái)提高控制質(zhì)量，提高設(shè)備可靠性。

3.3科學(xué)對(duì)抗積分飽和現(xiàn)象

電氣自動(dòng)化控制設(shè)備運(yùn)行中的積分飽和現(xiàn)象具體是指控制器在積分作用下的偏差總不能為零，控制器輸出就會(huì)一直降低到最小或一直增加到最大。處于積分飽和裝填的控制器對(duì)系統(tǒng)的正常工作很不利，因?yàn)楫?dāng)控制器恢復(fù)工作狀態(tài)時(shí)并不能立即做出動(dòng)作，只有在輸出退出積分飽和區(qū)，返回到輸入信號(hào)的有效范圍內(nèi)，執(zhí)行器才能正常運(yùn)作。因此，控制器取代不及時(shí)會(huì)嚴(yán)重影響控制系統(tǒng)運(yùn)作，甚至引發(fā)事故，需要我們采取積分切除法、限幅法等科學(xué)對(duì)抗積分飽和現(xiàn)象，優(yōu)化電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性。

4.結(jié)語(yǔ)

電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性測(cè)試是一項(xiàng)重要的、專業(yè)的項(xiàng)目，是我們必須要重視的問(wèn)題。在實(shí)際工作中，我們要有機(jī)結(jié)合電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性的實(shí)情，找尋更多切實(shí)可行的途徑來(lái)有效提高電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性水平。

參考文獻(xiàn)

[1]朱玫熹.電氣和自動(dòng)化設(shè)計(jì)在電氣工程中的融合應(yīng)用[J].科技展望，2015（01）：111.

[2]房鈺彬.電氣自動(dòng)化工程中電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性分析[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2014（30）：78.