電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性測(cè)試研究

李通

摘 要：隨著現(xiàn)代技術(shù)的飛速發(fā)展，電氣自動(dòng)化控制設(shè)備已成為企業(yè)和社會(huì)發(fā)展不可或缺的一部分，在社會(huì)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用。然而，用于電氣自動(dòng)化的控制裝置在使用期間容易受到各種因素的影響，從而導(dǎo)致對(duì)控制裝置的損壞并降低了裝置的可靠性，這也是影響用于電氣自動(dòng)化的控制裝置的制造的嚴(yán)重問題。

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化;控制設(shè)備;可靠性測(cè)試;研究

前言：

隨著我國電氣自動(dòng)化技術(shù)的飛速發(fā)展，依靠自動(dòng)態(tài)控制設(shè)備的可靠性指標(biāo)來反映設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和性能在此過程中起著重要的作用。電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的操作可靠性一直是電氣自動(dòng)化控制設(shè)備制造商和用戶關(guān)注的焦點(diǎn)。

一、電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性現(xiàn)狀

（一）環(huán)境因素影響設(shè)備的維護(hù)

為了驗(yàn)證電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性，當(dāng)振動(dòng)、外力和溫度發(fā)生變化時(shí)，這些因素會(huì)影響電氣的自耦合，并對(duì)動(dòng)態(tài)控制設(shè)備的可靠性產(chǎn)生一定的影響。主要原因是電子自動(dòng)化控制設(shè)備的使用有一定的基礎(chǔ)，操作復(fù)雜，如果操作人員的技術(shù)不符合標(biāo)準(zhǔn)而出錯(cuò)，設(shè)備也會(huì)損壞。從以往的實(shí)際運(yùn)行情況來看，電氣自動(dòng)化控制設(shè)備雖然具有較高的穩(wěn)定性，但不可避免地會(huì)出現(xiàn)問題，因此仍需不斷完善。

（二）組件的質(zhì)量降低了設(shè)備的可靠性

除了對(duì)電氣自動(dòng)化控制單元的可靠性有一定影響的環(huán)境因素外，組件還存在質(zhì)量問題。目前，我國零部件生產(chǎn)企業(yè)之間存在一些差異，阻礙了其發(fā)展。另一個(gè)問題是，企業(yè)內(nèi)部管理制度還沒有達(dá)到必要的完善，這就容易使企業(yè)在建立備用維修檢查制度時(shí)出現(xiàn)失誤。另外，市場(chǎng)上的不健康競(jìng)爭(zhēng)會(huì)進(jìn)一步降低企業(yè)的利潤率，企業(yè)為了降低成本會(huì)降低成本，元器件質(zhì)量低，不滿足要求。

二、分析電氣自動(dòng)化控制裝置的可靠性測(cè)試

在工作實(shí)踐的實(shí)施方法中，評(píng)估了電氣自動(dòng)化控制設(shè)備在運(yùn)行狀態(tài)下的關(guān)鍵指標(biāo)，尤其是可靠性指標(biāo)的水平，前提是要確定電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的適當(dāng)測(cè)試方法。主要介紹以下幾個(gè)方面：

（一）電氣自動(dòng)化控制設(shè)備實(shí)驗(yàn)室可靠性測(cè)試方法分析

在專業(yè)實(shí)驗(yàn)室中，其中操作和環(huán)境條件與測(cè)試要求相對(duì)應(yīng)，并且可以設(shè)置和控制相關(guān)參數(shù)?，F(xiàn)場(chǎng)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備中的運(yùn)行狀態(tài)，模擬運(yùn)行環(huán)境條件，使被測(cè)設(shè)備得以應(yīng)用，并以現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)參數(shù)為基礎(chǔ)進(jìn)行可靠性試驗(yàn)。在可靠性試驗(yàn)過程中，現(xiàn)場(chǎng)工作人員需要對(duì)實(shí)驗(yàn)室的電氣自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行控制，利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法對(duì)消耗實(shí)踐和故障次數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，得到相應(yīng)的可靠性試驗(yàn)結(jié)果。在實(shí)際應(yīng)用過程中，可靠性試驗(yàn)方法最顯著的優(yōu)點(diǎn)是試驗(yàn)條件可調(diào)可控，可靠性試驗(yàn)結(jié)果精度高，電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的運(yùn)行具有一定的可預(yù)測(cè)性，設(shè)備運(yùn)行分析的可靠性試驗(yàn)結(jié)果可為后續(xù)的運(yùn)行維護(hù)工作提供必要的參考和幫助。

（二）電氣自動(dòng)化控制裝置可靠性測(cè)試方法分析

電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性測(cè)試主要是基于對(duì)可靠性測(cè)試條件的合理限制，介紹電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的工作測(cè)試，其最大的特點(diǎn)是整個(gè)可靠性測(cè)試過程處于無故障狀態(tài)。現(xiàn)在我們接觸到的大多數(shù)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備都是由大量的元器件組成的，這也意味著電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的故障模式不僅僅是電氣自動(dòng)化控制中的一個(gè)或多個(gè)故障，而且故障運(yùn)行過程中設(shè)備的故障問題往往是直接的、多樣化的，相應(yīng)的客觀問題往往與指數(shù)分布密切相關(guān)。從這個(gè)角度來看，電氣自動(dòng)控制設(shè)備的故障率也隨著設(shè)備工作時(shí)間的變化而變化。在電氣自動(dòng)化控制設(shè)備出廠之前，可靠性測(cè)試可以確定設(shè)備本身的早期故障，改進(jìn)不合格產(chǎn)品，該測(cè)試方法適應(yīng)性強(qiáng)，適用于電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性要求高的電氣自動(dòng)控制裝置。

（三）電氣自動(dòng)化控制裝置現(xiàn)場(chǎng)可靠性測(cè)試方法分析

與前兩種測(cè)試方法相比，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方法存在明顯差異。現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方法主要由電氣自動(dòng)控制裝置組成，該方法的可靠性已經(jīng)在更現(xiàn)實(shí)的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中進(jìn)行了測(cè)試，并且在實(shí)踐中是可行的。該方法取代了根據(jù)自動(dòng)控制單元的數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法記錄測(cè)試數(shù)據(jù)的方法，并且將可靠性指標(biāo)視為控制單元可靠性測(cè)試的重要參考?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試程序?qū)煽啃詼y(cè)試的測(cè)試條件提出了很高的要求，這就要求控制設(shè)備的生產(chǎn)廠家和系列具有非?？茖W(xué)的管理體系、成熟穩(wěn)定的生產(chǎn)工藝和正規(guī)的采購渠道。同時(shí)，被測(cè)控制裝置的實(shí)際工況應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，以滿足用戶的實(shí)際電氣應(yīng)用，并使統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確可靠。通常，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試包括三種特定的方法：離線測(cè)試方法，在線測(cè)試方法和關(guān)機(jī)測(cè)試方法。離線測(cè)試方法主要是將測(cè)試控制設(shè)備放置在專用測(cè)試設(shè)備中;在線測(cè)試方法主要是通過在測(cè)試過程中觀察和記錄數(shù)據(jù)來指設(shè)備的可靠性;關(guān)機(jī)測(cè)試方法主要是指設(shè)備關(guān)機(jī)后的測(cè)試。從技術(shù)角度來看，關(guān)機(jī)測(cè)試和離線測(cè)試更容易操作，而在線測(cè)試則更適合于更復(fù)雜的系統(tǒng)，這種測(cè)試方法需要的測(cè)試產(chǎn)品較少，測(cè)試成本相對(duì)較低，有些測(cè)試產(chǎn)品具有客觀的性能參數(shù)，缺點(diǎn)是測(cè)試環(huán)境難以控制，受外界影響。

三、提高電氣自動(dòng)化控制裝置可靠性的對(duì)策

（一）電氣自動(dòng)化系統(tǒng)使用前饋系統(tǒng)

為了克服在用于電氣自動(dòng)化的控制裝置中使用的前饋控制的缺點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中使用前饋系統(tǒng)以提高可靠性。根據(jù)這種調(diào)節(jié)，我們稱其為前饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)。前饋控制的主要形式是簡(jiǎn)單前饋控制，根據(jù)干擾補(bǔ)償，可分為靜態(tài)前饋控制和動(dòng)態(tài)前饋控制。前饋控制主要用于擾動(dòng)幅度大，頻率高，控制變量影響大的場(chǎng)合。如果系統(tǒng)不能滿足要求，則使用簡(jiǎn)單的反饋控制，并且主要干擾是可測(cè)量且不可控制的變量。當(dāng)反饋控制不及時(shí)且控制質(zhì)量較差時(shí)，可以使用反饋控制系統(tǒng)來提高控制質(zhì)量。

（二）嚴(yán)格按照配件的選用標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)工作環(huán)境和設(shè)備的道路性質(zhì)控制用電，要選擇合適的附件來控制設(shè)備的運(yùn)行，無論是附件的質(zhì)量，還是滿足技術(shù)性能和條件的部件來控制設(shè)備的環(huán)境和運(yùn)行要求。選用零件時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用經(jīng)檢驗(yàn)合格的零件和附件，禁止使用有質(zhì)量問題的零件。零部件分層后進(jìn)行可靠性篩選，應(yīng)用于設(shè)備生產(chǎn)。此外，應(yīng)選擇有定期和質(zhì)量保證的零部件制造商，并仔細(xì)比較規(guī)格、型號(hào)，以選擇最佳備件。

（三）電氣視動(dòng)態(tài)控制設(shè)備放熱維修

導(dǎo)致控制設(shè)備可靠性指標(biāo)低的最常見因素是設(shè)備運(yùn)行過程中產(chǎn)生的溫度。在電氣自動(dòng)化控制和在設(shè)備運(yùn)行過程中，設(shè)備的大部分電能消耗是以熱能的形式損失的，特別是在耗電量非常大的元器件的零部，例如大功率晶體管，真空管，大功率電阻器等。如果控制設(shè)備的環(huán)境溫度過高，則設(shè)備運(yùn)行過程中產(chǎn)生的熱量將無法及時(shí)分配和控制，溫度設(shè)備的數(shù)量將繼續(xù)上升，當(dāng)超過元件的最大溫度公差范圍時(shí)，會(huì)導(dǎo)致元件的熱擊穿。因此，由控制單元準(zhǔn)備的組件必須具有隔熱功能。當(dāng)安裝高性能冷卻器時(shí)，請(qǐng)避免與冷卻器外殼過度接觸，并且應(yīng)在接觸表面上正確涂上導(dǎo)熱膏。

四、結(jié)束語

總之，測(cè)試電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性，確保設(shè)備的可靠性滿足系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的要求。由于各種因素和測(cè)試環(huán)境都會(huì)影響測(cè)試結(jié)果，因此，應(yīng)避免或消除不確定因素在測(cè)試中的影響，增加測(cè)試次數(shù)，提高測(cè)試的真實(shí)性和準(zhǔn)確性，并確保測(cè)試結(jié)果的可靠性。

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