电气自动化控制设备与可靠性措施探讨

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摘要：随着科学技术的飞速发展，电气自动化控制设备的可靠性越来越受到人们的关注。本文介绍了电气自动化控制设备的概念及其系统的控制功能，分析了影响控制设备的可靠性的因素以及控制设备的可靠性研究的必要性，阐述了控制设备的可靠性测试的方法，并且探讨了提升控制设备的可靠性的措施。

关键词：电气自动化控制设备；影响因素；可靠性

中图分类号：F470.6 文献标识码：A

进入21世纪以后，我国的电气自动化步入了自主研发的新时代，电气自动化的水平也在日益提高，当前随着信息技术的高速发展，自动化与信息技术的完美结合，使得管控一体化和网络自动化的自动化体系得以实现，并在很大程度上促进了工业领域自动化水平的提高。电气自动化控制设备的可靠性是一个多因素、综合的、复杂的多阶段控制的综合体，也是一个包含许多专业知识的系统工程，只有在设计上进行有效的重视和控制，才能取得在技术上和应用上满意的成果。

一、电气自动化控制设备的概述及其系统的控制功能

电气自动化就是指能够在人少或者无人参与的情况下，产品能够按照提前设定好的程序，自主的完成产品的生产操作、质量控制、监视等工作。电气设备的发展趋势是智能化、系统化和模块化，开发电气设备的新产品的速度正在加快，随之而来的是其使用环境也变得异常恶劣，其所服务的系统也越来越昂贵和重要。国际上，通用的可靠性适用于一个单元、一台调和或者一个系统。因为故障出现具有与随机性质，所以常用数学方式来描述其可靠性，即用“概率”来表示。电气工程及自动化专业是电气信息领域中的新兴学科，但是由于和工业生产以及人们的日常生活紧密相关，发展相当迅速，现在也日趋成熟，并且已经成为高新技术产业的非常重要的组成部分，广泛应用于农业、工业以及国防等领域，在国民经济中发挥着不可替代的作用。电气工程及其自动化的触角也开始伸向各行各业，小到一个开关的设计，大到宇航飞机的研究。从事本专业的人员能够接触与电气工程有关的信息处理、自动控制、电力电子技术、试验技术、系统运行、研制开发、电子与计算机技术应用以及经济管理等领域。

二、影响控制设备的可靠性的因素及研究的必要性

1、影响控制设备的可靠性的因素是多种多样的，有外部环境的影响，例如：气候条件、电磁干扰，有人为操作不合理的影响，也有元器件的质量低下的影响等等。详细内容如下：

（1）气候条件。温度、气压、盐度、湿度、大气污染等气候条件，能够导致控制设备的积温过高、结构损害、电气性能降低等，进而影响控制设备的可靠性。

（2）电磁干扰。电磁干扰会导致控制设备的输出噪音变大，从而造成设备不能够正常稳定的运行，可靠性不能保证。

（3）机械力作用力影响。机械作用力是指电气设备在不同的运载方式中受到的震动、冲击、离心加速度等机械损害，从而导致设备结构断裂、原件变形或者元件疲劳，进而影响设备的可靠性。

（4）人为操作失误。操作人员没有严格按照控制设备安全使用规范进行操作，并且对设备的维修和保养不够及时，这些因素都会影响设备的可靠性。

（5）元器件的质量不齐或者是质量不达标，导致生产出来的产品的可靠性不能保证。

2、控制设备的可靠性研究对国家来说，可以提升国家的电子发展水平；对一个企业来说，可以提升产品质量，增加市场竞争力、抢占市场份额获得最大利润回报。

（1）对国家来说，可以促进国家经济的快速发展和国家电子行业的发展，能够在世界经济大舞台上占据主动地位，提升世界地位和影响力。

（2）、对企业来说，控制设备的可靠性可以提升产品的质量，产品的可靠性是产品质量的核心，只有提升可靠性才能减少故障的频率、减少维修费用、降低工时耽搁以及提升产品的安全性能。

（3）控制设备的可靠性可以提升市场竞争力，增加市场份额，随着用户对产品要求的提高，只有具有良好可靠性的产品才是首选。因此只有具有高性能可靠性的产品，才能在日益激烈的市场竞争中胜出。

三、控制设备的可靠性测试的方法

可靠性测试是保证控制设备可靠性的重要步骤，同时要根据不同的情形选择合适的电气自动化控制设备的可靠性测试方法。常见的几种控制设备的可靠性测试的方法如下：

1、实验室测试方法。在实验室内模拟现实场景，设定可以调节的工作条件和环境条件，然后通过调节不同的试验参数，来检测被检测的设备，详细的记录每一个可靠性指标和数据。实验室测试由于条件可控简单，实验结果可以再现和分析，而且实验成本较高，与真实的情况还是有区别的。

2、保证性试验方法。这项实验需要花费较长时间，因为控制设备一般是由许多的元器件构成，每一个元器件出现故障的概率是随机的，但是可以通过一定的技术方法改进产品，保证产品出厂之前失效率在规定的指标以内。

3、现场测试方法。真实的测试，得到真实的可靠性测试数据，并且不需要太多的控制设备进行测试，并且花费费用较低，同时实验结束以后设备仍然能够继续使用。但是缺点也是很明显的：受外界不确定因素影响较多，不可人为控制，同时实验的再现性较差。在线测试、停机测试和脱机测试是现场测试的三种情形。控制设备的可靠性测试的最好方法就是现在实验室进行一些模拟测试，然后将实验室得到的数据与现场测试的数据进行对比，仔细分析以后再去确定控制设备的可靠性。

四、提升控制设备的可靠性的措施

明确各种影响控制设备的可靠性的因素以后，采用优化的可靠性设计方法，根据每一个控制设备的特点、环境、原理，选择正确的元器件和散热防护装置，使用熟练的操作者，从而提升控制设备的可靠性。

1、控制设备的设计阶段。研究产品的生产技术，详细的分析产品设计参数，制度出详细正确的设计方案，保证产品的可靠性。同时产品的类型和结构能够在保证可靠性的基础上，选用经济合理的原材料，设计出比较经济的生产模式。设计同时应该考虑到操作的简易性和维修的方便性。

2、控制设备的生产阶段。使用专业生产厂家的产品，同时尽可能的减少设备中的元器件、零部件的规格和品种。要严格控制零部件的质量和可靠性能，尽量选择物美价廉的国产材料，在保证产品性能的前提下，尽可能的降低精度等级，同时选配和修配的工作尽量减少或者杜绝，从而促进自动流水生产。

3、电子元器件的选用原则。严格控制元器件的选用，优先选择那些专业技术过硬、信誉高、技术服务好、供货及时、价格公道的生产厂家，同时优先选择已经经过实践证明过的性能稳定、可靠性好的元器件。充分考虑工作的环境以及电路的性能，然后选择不仅能够满足设备正常工作，而且还留有足够的缓冲余量的元器件。最后应该详细的记录使用过程中每一种元器件展现出来的可靠性数据，为以后元器件的使用选择提供依据。

4、控制设备的散热防护。温度是影响控制设备可靠性的重要因素，无论温度过高还是过低都会对设备的可靠性产生影响。例如：电子设备的能量损失绝大部分是以热能形式散发，如果散热防护装置不合理，热能不能及时散发，设备的温度将会过高，导致设备的运行速度减慢、故障频发、可靠性下降。通常在散热器上面多安装几个肋片，同时增加散热器表面的粗糙度，提升辐射散热的性能。

总之，电气自动化控制技术逐渐成为促进国家经济增长的重要因素，随着电气自动化控制技术的普及，在很大程度上提高了产品的可靠性和工作效率，标志着一个国家电子行业发展水平，并且也是当前经济高速发展的必要条件。

参考文献

[1]张伟林、宋修臣．浅谈电气自动化控制设备可靠性测试的方法．中小企业管理与科技，2009

[2]徐海波、朱常兴．电气自动化控制设备的可靠性研究分析．科技信息，2008