電氣自動化控制系統(tǒng)的可靠性探究

王成　王艷秋

摘要：文章基于我國電氣自動化控制發(fā)展的現(xiàn)狀，結(jié)合電控設(shè)備的相關(guān)管理規(guī)定，探討了電氣自動化控制設(shè)備可靠性檢測的主要方法以及分析了當前我國電氣自動化設(shè)備中的可靠性問題。在此闡述了提高電氣自動化設(shè)備可靠性的重要途徑、正確選擇和使用元件，提出電子元件的選擇標準，對提高電氣自動化設(shè)備可靠性有重要的意義。并根據(jù)現(xiàn)狀提出了一些提高其可靠性的對策。

關(guān)鍵詞：電氣自動化；控制系統(tǒng)；測試；系統(tǒng)設(shè)計

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）09-0137-02

隨著電氣工程自動化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用的普及，電控設(shè)備的技術(shù)也日漸成熟，其控制系統(tǒng)的可靠運行不僅可以提高工作效率，確保電能質(zhì)量，而且還能有效地改善工人的勞動條件，對可靠性進行研究已經(jīng)成為了電氣自動化有效運行的基礎(chǔ)。電氣工程自動化的發(fā)展是國家經(jīng)濟運行的有效技術(shù)手段，也是衡量國家各行業(yè)技術(shù)發(fā)展水平的一個標準。研究電氣自動化控制技術(shù)的可靠性有利于提高企業(yè)生產(chǎn)效率、確保工作質(zhì)量、減少人工失誤率及事故率等，對國家的長遠發(fā)展具有著重要的意義。

1 電氣工程自動化控制系統(tǒng)的可靠性測試

1.1 試驗室檢測法

在試驗室中對控制系統(tǒng)的可靠性進行檢測是一個常見的方法，其應(yīng)用范圍傾向于經(jīng)過大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品。主要過程是通過建立可控的產(chǎn)品工作環(huán)境來模擬實際的使用條件，將被測設(shè)備在模擬環(huán)境下試驗，通過反復(fù)的操作來記錄相應(yīng)的產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)，將得出的各項數(shù)據(jù)進行累計統(tǒng)計及數(shù)理分析得到控制系統(tǒng)的可靠性測試結(jié)果。對于在試驗室內(nèi)進行的控制系統(tǒng)可靠性測試有較強的掌控性，得到的數(shù)據(jù)更準確。但是其較高的成本與受客觀條件限制較大成為問題。

1.2 保證實驗測試法

這種測試方式是在產(chǎn)品出廠前對產(chǎn)品進行故障檢測。電控設(shè)備的內(nèi)部構(gòu)造相對復(fù)雜，其故障原因和現(xiàn)象往往會呈現(xiàn)突發(fā)性和隨機性，進而電控設(shè)備的失效率表現(xiàn)為多樣化和復(fù)雜性的特征。在產(chǎn)品出廠前對產(chǎn)品進行試驗，本質(zhì)上是對產(chǎn)品早期失效情況進行考核試驗，通過檢測結(jié)果對產(chǎn)品進行改進，在降低失效率之后才將產(chǎn)品投放市場。這是對產(chǎn)品可靠性保證的重要試驗，但是這種試驗方法需要檢測的時間較長，對生產(chǎn)量大的工廠來說不適用，更加適用于產(chǎn)量小的工廠。

1.3 現(xiàn)場數(shù)據(jù)測試法

現(xiàn)場測試法是指在現(xiàn)場對設(shè)備直接進行可靠性測試，并且記錄檢測的可靠性結(jié)果，最終根據(jù)可靠性的檢測結(jié)果得出可靠性指標。在現(xiàn)場的測試其實與在試驗室內(nèi)形式相同，都是通過對數(shù)據(jù)進行數(shù)理統(tǒng)計分析測出可靠性指標。在現(xiàn)場測試具有的優(yōu)勢是其具備真實的工作環(huán)境，得出的數(shù)據(jù)更切合實際，而且需要的設(shè)備數(shù)量也明顯減少，受試設(shè)備在正常使用下完成測試，減少測試成本。但現(xiàn)場測試也存在不利因素，主要是由于現(xiàn)場的外界條件復(fù)雜，無法使試驗在受控的條件下進行，致使試驗條件的再現(xiàn)性比試驗室的再現(xiàn)性差。

2 電氣自動化控制系統(tǒng)可靠性的影響因素

2.1 元器件質(zhì)量低下造成了控制系統(tǒng)可靠性偏低

元器件的生產(chǎn)廠家眾多，市場競爭激烈，為了贏得市場優(yōu)勢紛紛降低元器件的價格進行出售，這也迫使采購方不顧及質(zhì)量而一味尋求更低廉的價格，元器件的質(zhì)量不達標，降低了設(shè)備的使用壽命，從而也影響了控制系統(tǒng)的可靠性。

2.2 控制系統(tǒng)可靠性偏低的外界因素

電氣工程自動化控制系統(tǒng)外界的工作環(huán)境、使用及維護不當均可造成其可靠性指標的偏低。外界條件包括設(shè)備的工作環(huán)境、外力作用等，這些不確定的因素是造成電氣自動化控制系統(tǒng)可靠性降低的主要原因。

2.2.1 氣候變化的影響。由于電氣控制系統(tǒng)內(nèi)的元器件較多，對環(huán)境的變化相對敏感。因此，溫度、濕度、風(fēng)霜雨雪等都可能導(dǎo)致控制系統(tǒng)的可靠性下降，出現(xiàn)動作不靈敏、機構(gòu)損壞，甚至不能正常工作等現(xiàn)象。

2.2.2 機械條件的影響。對電氣自動化控制系統(tǒng)的可靠性造成影響的機械條件主要指的是設(shè)備在運載過程及使用過程中受到外力而造成的振動、沖擊、器件的松動等機械作用，影響了元器件的電氣性能及參數(shù)設(shè)置，損壞了結(jié)構(gòu)件，造成金屬件的疲勞等。

2.2.3 工作環(huán)境周圍產(chǎn)生的電磁波的影響?，F(xiàn)在，各種電器產(chǎn)品的應(yīng)用十分廣泛，各種設(shè)備產(chǎn)生的電磁波構(gòu)成了一個復(fù)雜的電磁環(huán)境。這種情況下電氣自動化控制系統(tǒng)易被干擾，降低了設(shè)備設(shè)備的可靠性。同時，一些操作人員在沒有很好地掌握控制設(shè)備的運行原理的基礎(chǔ)上進行工作，往往會產(chǎn)生錯誤的指令，造成設(shè)備不必要的問題。并且對電氣設(shè)備的維護和保養(yǎng)不到位也很容易導(dǎo)致控制設(shè)備的可靠性指標下降。

3 研究電氣自動化控制系統(tǒng)可靠性的現(xiàn)實意義

3.1 控制系統(tǒng)可靠性對經(jīng)濟效益的作用

隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，廣大用戶對電器產(chǎn)品的性能與質(zhì)量要求都有了一定程度的提高。所以只有那些可靠性高，讓客戶使用滿意的產(chǎn)品才能在激烈的市場競爭中占據(jù)發(fā)展空間。我國加入WTO以后，面對國際社會上那些實力強勁的國外品牌，必須下大力氣深化自身產(chǎn)品的技術(shù)水平，努力提高設(shè)備的可靠性，才能在提高生產(chǎn)效率的同時打入國際市場。

3.2 控制系統(tǒng)可靠性對設(shè)備質(zhì)量的影響

設(shè)備的質(zhì)量指的就是企業(yè)制造出來的產(chǎn)品能夠充分體現(xiàn)其社會價值，并且在滿足客戶需求的同時，樹立自身的形象，也就是指產(chǎn)品的可靠性、經(jīng)濟性以及安全性。其中的可靠性占產(chǎn)品質(zhì)量的主導(dǎo)位置，因為只有提高設(shè)備的可靠性，才能有效地減少事故的發(fā)生率，減少對設(shè)備維修所花費的費用，相對應(yīng)的安全性也就提高了，同時也會給企業(yè)帶來一定的經(jīng)濟效益。因而，提高設(shè)備的可靠性是加強產(chǎn)品質(zhì)量的重要所在，這也是所有廠家共同追求的目標。越高質(zhì)量的產(chǎn)品具備越高的可靠性，加強可靠性能夠最大限度地減少故障的發(fā)生，不僅隨之提高了產(chǎn)品的安全性，也減少了維修費用，節(jié)省了產(chǎn)品的成本。

4 加強控制設(shè)備可靠性的有效措施

即使電氣控制設(shè)備做得再精密也需要高可靠性作為穩(wěn)定運行的保障，因此，提高電氣自動化控制設(shè)備的可靠性是很有必要的。必須根據(jù)控制設(shè)備的實際情況，如運行原理、應(yīng)用環(huán)境、工作時間等采取相對的提高可靠性的措施，例如在設(shè)計階段引入增加可靠性的設(shè)計理念，采取相應(yīng)的設(shè)計方法，從元器件的適當選擇、加強散熱防護等，將整個控制系統(tǒng)的可靠性指標大大提高。

4.1 科學(xué)合理地進行電氣自動化控制系統(tǒng)設(shè)計

電氣自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計在整個產(chǎn)品的可靠性方面是至關(guān)重要的，需要仔細研究產(chǎn)品的技術(shù)可行性、零部件的運行條件及可靠系數(shù)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的設(shè)計形式等。應(yīng)對整個控制系統(tǒng)的參數(shù)進行認真分析，保證設(shè)備的整體性能。還有要從操作維修性及使用性等方面對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進行周密的設(shè)計，降低設(shè)備的維修率，進而制定出合理的設(shè)計

方案。

4.2 注重產(chǎn)品的裝配環(huán)節(jié)

首先要簡化設(shè)備中的元器件品種和規(guī)格，盡量使用由正規(guī)廠家提供的通用零部件，提高元器件的質(zhì)量和性能。在滿足設(shè)計需求的前提下不要盲目地提高設(shè)備的精度等級，避免裝配的復(fù)雜化，力爭減少裝配過程中的人工作業(yè)環(huán)節(jié)，加大自動化生產(chǎn)的水平，防范環(huán)境因素對設(shè)備的

影響。

5 結(jié)語

綜上所述，提高電氣自動化控制設(shè)備的設(shè)計能力，努力探索新的設(shè)計方法來提高設(shè)備的可靠性是我們不斷探索的主要方向。只有結(jié)合設(shè)備的實際情況，綜合各種因素進行考慮，采用多種手段進行預(yù)防和處理，在使用過程中做到按照流程操作、及時維護與保養(yǎng)，才能進一步地提高設(shè)備的可靠性。

參考文獻

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（責(zé)任編輯：趙秀娟）