电气自动化控制设备可靠性的研究

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摘要：电气自动化控制技术不仅已经成为促进我国经济发展必不可少的经济手段，更是衡量我国电子行业发展水平的关键指标。电气自动化控制设备可以提高工作质量、提升生产效率、改善劳动条件、增强运行经济性等特点，但是电气自动化控制设备必须具有高度的可靠性才能保证生产运行的稳定性。本文首先分析了电气自动化的定义及控制设备可靠性研究的意义，然后归纳了电气自动化控制设备可靠性的影响因素，最后详细阐述了电气自动化控制设备可靠性的测试方法及提高可靠性的策略。

关键词：电气自动化；控制设备；可靠性；测试

中图分类号：F407.6 文献标识码：A

一、电气自动化的定义及控制设备可靠性研究的意义

（一）定义

电气自动化就是机械设备在无人或者少人的情况下按照预先的计划和程序自动完成对产品的操作、控制及监控等工作。随着机械电子技术、微电子技术的快速发展，电气自动化控制被各个行业广泛运用，电气自动化提高了生产效率，提高了工作的可靠性，也提高了运行的经济性，保证了电能质量，大大改善了劳动条件，更是大大方便了人们的生活。电气自动化的程度标志着一个国家电子行业的发展状况，那么电气自动化的控制设备的可靠性问题是人们最先关注的，所以控制设备的可靠性研究是具有重大意义的。

（二）意义

1、可靠性能够将市场份额得到增加

随着近年来国家经济水平的逐渐提升，用户不仅对产品的性能进行要求，而且还要求产品具有较高的可靠性。通过研究可以看出，产品存在较高可靠性指标才能促使在激烈的市场竞争中处于不败之地。由于电气自动化控制设备的复杂程度及自动化程度的提升，在竞争中作为市场份额获取的一项措施，可靠性被广泛关注。

2、可靠性能够将产品的质量得到提升

产品的质量就是将产品的价值以及满足要求的特质及特征得以实现。对其特性进行概括，主要包括以下几方面内容：经济性、可靠性及安全性。也就是说，在产品质量中，可靠性作为主要地位被得到关注。可靠性得到提升，才能降低故障发生的频率，相对维修费用则就越少，从而提升了产品的安全性。所以，作为产品质量的核心，可靠性是生产厂家所关注的重点。

二、电气自动化控制设备可靠性的影响因素

（一）元件质量

当电气自动化控制设备存在不达标的元件质量时，则会对设备的安全及寿命的可靠性造成影响。现阶段，许多生产厂家则会这相似问题出现，元件制造中的质量不达标或在挑选中不会对元件质量进行关注，采购实施大批进货方式，造成设备质量较低现象发生。逐渐形成较多的质量问题，导致用户无法信任厂家的产品。随着电气自动化设备元件生产厂家的逐渐增多，且大多数有较小规模存在，一味对较低价格进行追求则会造成恶性竞争出现，最终导致设备的质量问题及可靠性要求得到忽略。

（二）自然环境的影响

尤其自然环境存在多变性特点，因此会对电气设备的可靠性造成影响。由于自然环境条件的恶劣，会对电气设备的正常运转造成干扰，大气污染及温度过高现象会导致设备的损坏出现。

（三）机械设备的影响

大多数机械设备会对电气自动化设备的元件造成破话，从而直接损坏了设备。例如机械力出现震荡及冲击等影响。

（四）电磁干扰的影响

该因素对设备造成的影响主要是从设备周围存在的电磁波导致的，对控制系统可能出现失控、误控或误动作，导致控制系统的可靠性、有效性降低，危及安全。

（五）人为因素的影响

操作人员对电气自动化控制设备进行操作时未能熟练对操作要领性能进行掌握，未能通过良好的培训即可对复杂的设备进行操作，最终导致由于经验不足或生疏造成不能及时对故障进行处理。若无法良好的对设备进行维护，在操作中出现对设备的肆意破坏，也同样会使设备的可靠性降低。

三、电气自动化控制设备可靠性的测试方法及提高可靠性的策略

（一）可靠性的测试方法

1、可靠性的现场测试

该测试方法主要是在电气自动化控制设备运行的过程中进行控制，以检验其可靠性。进行测试时，需要认真、详细地记录各种数据、并对数据进行数理统计和计算、编制设备可靠性的具体指标，比较真实地评估设备运行的可靠性。

该测试方法需要是测试设备相对较少，但是能够比较真实地反应设备的真实性能（真实工作环境之下的工作性能），而且测试成本比较低，不会设备工作连贯性产生不利的干扰。然而此种测试方法的缺点也需要我们注意，即易受外界条件干扰、易受受控条件限制、再现条件较差等。

2、可靠性的保证试验

保证试验方法俗称烤机，是在产品出厂前，在规定条件下对产品进行无故障的工作试验。保证实验方法的不同于实验室测试方法，因为电控设备通常是由大量的元器件构成的，因此它的故障以随机性和多样性的形式表现，而不是以几种故障为主表现出来的，随着时间变化是保证试验方法失效率所具有的特性，服从指数分布。烤机就是对产品的早期失效进行测试考核，通过改进使产品的失效率在出厂前达到指标。保证试验所需的时间较长，对于小数量、大系统生产的产品而言，它适用于所有产品，但是对于大量生产的产品而言，只能用于设备的样本。

3、可靠性性的试验室测试

该测试方法模拟了电气自动化控制设备的各种工作条件和工作环境，力求测试所需的外力影响与现场所受环境应力的相同。试验中需要记录试验时间、失效次数等数据，待测试完成之后进行统计分析，并根据统计分析的结果来编制设备的可靠性指标。此种测试方法具有如下优点；易控制试验条件、试验所得数据质量较高、试验结果允许再现等；但是其缺点也不容忽视，即测试成本巨大、试品数量较多、试验条件限制性较高等。所以，此种方法特别适用于批量生产的设备。

（二）提高电气自动化控制设备可靠性的策略

1、企业角度对策

电气自动化设备的工作环境和电气设备元件选择的性质不同，选择时应注意的性能技术质量是否与标准设备组成。保证检测是证明设备可靠性的方式。如无特殊情况，产品应全部进行检测。

2、生产部角度对策

设计和生产是电气自动化的两个部分，在设备设计时先对它的工作性质和环境进行分析、讨论，然后制定生产方案，根据不同的情况制定产品不同的结构和类型。在设备工作中减少设备部件和备件，使用正规商家提供的产品元件，用最经济合理，可满足生产需要的。减少生产设备的维修成本，减少工人手工操作，进行简单轻松的流水生产。

3、对设备散热防护对策

对电气自动化控制设备可靠性造成影响的另一因素则是温度。当电气自动化设备处于运行状态时，通常功率损失的散发都是以热能形式出现的，特别是对于一些具有较大耗散功率来说的元件。例如：变压管、电子管、大功率电阻以及大功率晶体管等。其次，当存在较高环境温度时，设备工作中会有热能无法得到有效散发，从而达到设备温度提升的现象。

4、防护气候、电磁干扰及机械造成的影响

电气自动化控制设备可靠性提升中应对恶劣气候条件造成的影响进行关注，同时还应防护及屏蔽机械因素及电磁干扰造成的影响。从设备的材料选择进行分析，结合设备的性能以及工作环境的不同，对可靠性的材料进行选择，进一步将设备的耐用性得到提升，加大设备的可靠性。

电气自动化设备还会受到霉菌、潮湿、污染以及气压因素的影响。其中，影响最大的则是潮湿因素。潮气的出现会导致覆盖层有起泡出现，严重情况下还会发展脱落现象，进一步将电气自动化控制设备的保护作用丧失，所以，通常在电气自动化控制设备中运用密封、浸渍以及灌封的方式进行保护。

5、设备操作人员培训的加强

由于电气自动化控制设备作为一种高科技且复杂的设备，因此会对操作人员有较高的要求存在。通过对设备操作人员进行培训，促使其对设备的使用方法进行有效且熟悉的掌握，对设备性能的了解能够在实际操作中进行灵活控制。当有故障出现时，能够达到冷静处理的效果。定期清洗设备，将设备操作人员自身对设备的爱护意识得到提升。

结语

综上，我国的电气自动化控制设备的可靠性现状是不尽人意的，如何提高可靠性是发展电气自动化的重中之重。提高设计可靠性、零部件的选用以及电子元件的选用都可以从整体上提高其可靠性。电气自动化控制设备的可靠性依旧有待探讨。

参考文献

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