分析電氣自動化控制系統(tǒng)的可靠性

【摘 要】由于電氣自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用廣泛，因此無論是生產(chǎn)設(shè)計商還是使用的企事業(yè)單位都應(yīng)當(dāng)重視電氣自動化控制系統(tǒng)可靠性的問題，這樣才能有利于我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高。

【關(guān)鍵詞】電氣自動化；控制系統(tǒng)；可靠性

1、前言

我國的電氣自動化發(fā)展于建國初期， 大概是 1950 年代，這是一門電氣工程與自動化工程相結(jié)合的一個新興領(lǐng)域，其屬于我國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)類型之一，并廣泛應(yīng)用于我國的各行各業(yè)，如農(nóng)業(yè)、工業(yè)、國防、軍工、交通運(yùn)輸?shù)取?/p>

2、電氣自動化控制系統(tǒng)可靠性概述

電氣自動化對于促進(jìn)我國整體國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提升企業(yè)生產(chǎn)效率、提高人民生活質(zhì)量大有裨益?，F(xiàn)當(dāng)代所應(yīng)用的電氣自動化控制系統(tǒng)主要就是通過自動化的設(shè)備，幫助人們實現(xiàn)一些遠(yuǎn)程的操作和控制，因此這類型無人操作設(shè)備的可靠性成為衡量電氣自動化控制系統(tǒng)成熟度的重要指標(biāo)。所謂“可靠性”是指，該自動化儀器或設(shè)備，能根據(jù)遠(yuǎn)程的指令，在指定的時間、地點，完成指定的指令，其完成的準(zhǔn)確度越高則該電氣自動化控制系統(tǒng)的可靠性越高。

2.1、可靠性對于電氣自動化控制的重要意義

首先，可靠性是衡量電氣自動化控制系統(tǒng)的最為重要的標(biāo)準(zhǔn)，搭建有電氣自動化控制系統(tǒng)的設(shè)備在出廠前都需要通過可靠性抽檢，抽檢合格的產(chǎn)品批次才能順利流放到市場中，供相關(guān)人員和單位使用；其次，可靠性對于使用電氣自動化控制系統(tǒng)的企事業(yè)單位而言，是其保證產(chǎn)品及服務(wù)質(zhì)量的基石。只有可靠性高的電氣自動化控制系統(tǒng)及設(shè)備才能保證相關(guān)生產(chǎn)經(jīng)營性質(zhì)單位的產(chǎn)品質(zhì)量，才能降低生產(chǎn)過程中的故障率、返修率，提升企業(yè)在市場中的品牌形象及市場份額。要想提高企業(yè)在市場中的競爭力， 必須提高電氣自動化控制系統(tǒng)和設(shè)備的可靠性。

2.2、影響電氣自動化控制可靠性的主要因素

2.2.1 設(shè)備元件質(zhì)量問題

對于電氣自動化控制系統(tǒng)可靠性最致命的影響因素就是該系統(tǒng)及設(shè)備元件的質(zhì)量問題， 由于元件自身質(zhì)量問題所造成的電氣自動化控制系統(tǒng)及設(shè)備壽命短暫、使用風(fēng)險大等問題，是不可避免的。我國部分制造電氣自動化控制系統(tǒng)及設(shè)備的廠家，受市場日益激烈競爭的影響，一味追求企業(yè)經(jīng)濟(jì)利益、忽視產(chǎn)品質(zhì)量和安全，在生產(chǎn)自動化控制系統(tǒng)時，存在著使用劣勢原配件的問題，從而使得電氣自動化控制系統(tǒng)可靠性低，在后期的使用中出現(xiàn)故障的情況是普遍存在的。

2.2.2 自動化控制系統(tǒng)使用環(huán)境

由于我國電氣自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，甚至不乏應(yīng)用到大型工業(yè)或資源開采類項目中，如礦山、電廠、冰川探索等。因此其使用環(huán)境惡劣程度是由差異的，由于惡劣環(huán)境，如地理位置、天氣、溫度、濕度等，所造成的電氣自動化控制系統(tǒng)可靠性降低也是存在的，這些自然因素都會導(dǎo)致可靠性的降低，更有甚者會使得控制系統(tǒng)完全癱瘓。

2.2.3 設(shè)備交互使用

由于使用電氣自動化控制系統(tǒng)的工程環(huán)境都相對比較復(fù)雜，存在著多項工程交互使用的情況，因此由于其他設(shè)備共同交互使用所產(chǎn)生的機(jī)械共鳴、電磁破干擾問題也是存在的，這些對于電氣自動化控制系統(tǒng)的可靠性都有一定損壞，并且會影響其正常的使用。

2.2.4 人工操作不當(dāng)

在實際使用電氣自動化控制系統(tǒng)的工程項目或生產(chǎn)項目中，并非每一個使用自動化控制系統(tǒng)的員工都會進(jìn)行細(xì)致、精確的操作培訓(xùn)，因此往往會由于他們?nèi)狈κ褂媒?jīng)驗或技能不過關(guān)導(dǎo)致控制系統(tǒng)可靠性降低，甚至控制系統(tǒng)癱瘓的問題都是常見的。

3、可靠性測試的主要方法

要取得電控及自動化設(shè)備的可靠性等征量定量地評價其水平，首先要決定一個測試方法，當(dāng)前常用的可靠性測試方法主要有以下幾種。

（1）試驗室測試方法。在試驗室內(nèi)，用一種規(guī)定的可控的工作條件和環(huán)境條件，模擬現(xiàn)場的使用條件，使被測設(shè)備如同現(xiàn)場所遇到的環(huán)境應(yīng)力進(jìn)行試驗，將累計的時間和累計失效數(shù)等其它數(shù)據(jù)通過數(shù)理統(tǒng)計得到可靠性指標(biāo)這是一種模擬可靠性試驗，這種試驗方法試驗條件易于控制所得數(shù)據(jù)質(zhì)量高所得試驗結(jié)果可以再現(xiàn)，可以分析，但受試驗條件的限制很難得到與真實情況相對應(yīng)的數(shù)據(jù)，同時試驗費(fèi)用昂貴，由于這種試驗一般都需要較多的試品，所以還要考慮到被試產(chǎn)品的生產(chǎn)批量與成本因素，因此這種試驗方法比較適用于大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品。

（2）保證試驗方法。該方法是在產(chǎn)品出廠前將產(chǎn)品在規(guī)定條件下進(jìn)行無故障的工作試驗，俗稱烤機(jī)，我們研究的電控設(shè)備通常由大量的元器件組成，它的故障模式是一種不以某幾種故障為主的，隨機(jī)的，多樣化的形式來顯現(xiàn)出來的，因此它的故障服從指數(shù)分布，也就是說它的失效率具有隨著時間變化的特性。我們在試驗室內(nèi)對出廠前的產(chǎn)品進(jìn)行烤機(jī)，實際上就是對產(chǎn)品的早期失效進(jìn)行測試考核，通過對產(chǎn)品的改進(jìn)，使失效率達(dá)到某一項規(guī)定指標(biāo)后再出廠。這項試驗主要是一種可靠性保證試驗，而且所需的時間長，對大量生產(chǎn)的產(chǎn)品來說，它只能用于設(shè)備的樣本，對小量，大系統(tǒng)生產(chǎn)的產(chǎn)品來說，它可用于所有產(chǎn)品。這種試驗方法對電路復(fù)雜，可靠性要求較高臺數(shù)又少的電控及自動化設(shè)備比較適用。

4、電氣自動化控制系統(tǒng)可靠性解決方案

4.1、電氣自動化系統(tǒng)可靠性評估

在針對性的采取一些解決方案之前，需要對電氣自動化控制系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行評估。 首先，需要企事業(yè)單位，針對涉及到電氣自動化控制系統(tǒng)使用的領(lǐng)域制定一套全面、高效的可靠性評估方案，重點評估系統(tǒng)運(yùn)行的環(huán)境、相關(guān)原配件的穩(wěn)定性等。其次，在將電氣自動化控制系統(tǒng)實際應(yīng)用到生產(chǎn)、工程之前，需要建立與實際環(huán)境相一致的實驗室環(huán)境，讓該控制系統(tǒng)先通過實驗室評估，再應(yīng)用到實際生產(chǎn)與項目中。重點需要關(guān)注模擬環(huán)境中反饋的問題、可能導(dǎo)致可靠性下降的因素、可能出現(xiàn)故障的元器件、可能產(chǎn)生干擾的其他機(jī)器設(shè)備等，要做到充分檢測及可能性嘗試。最后，針對前期初步可靠性識別及實驗室模擬環(huán)境檢測的結(jié)果，進(jìn)行全面分析，綜合評價該電氣自動化控制系統(tǒng)可靠性，尤其注意不同模擬環(huán)境、相關(guān)參數(shù)等對于自動化系統(tǒng)可靠性的影響， 在應(yīng)用時需要充分估計由于參數(shù)和環(huán)境變化造成的損失。

4.2、自動化控制系統(tǒng)可靠性解決方案

要從根本上解決自動化控制系統(tǒng)的可靠性，首先需要從構(gòu)造該設(shè)備的原配件或元器件的質(zhì)量上入手， 即滿足可靠性的前提下選擇符合企業(yè)自身經(jīng)濟(jì)利益的性價比高的元器件來進(jìn)行自動化控制系統(tǒng)的制造；其次，根據(jù)自動化控制系統(tǒng)可能應(yīng)用的環(huán)境要做充分估計，對于不同環(huán)境要求的系統(tǒng)需要做進(jìn)一步的調(diào)整與修正，針對不同環(huán)境要求可以考慮將自動化控制系統(tǒng)分級設(shè)計，比如根據(jù)環(huán)境惡劣程度分為 1-5 級，等級越高代表環(huán)境越惡劣，在設(shè)計和制造時則因地制宜的來進(jìn)行自動化控制系統(tǒng)的研發(fā)；再次，要注重自動化控制系統(tǒng)的定期檢修與維保，一方面廠家可以考慮提供有償?shù)亩ㄆ趯I(yè)檢修和維保服務(wù)，另一方面使用自動化控制系統(tǒng)的單位也需要注重這種周期性的檢修與維保工作，這能有效防范由于操作失當(dāng)造成的相關(guān)問題，做到早發(fā)現(xiàn)、早處理，有效增長設(shè)備壽命、降低使用風(fēng)險。

5、結(jié)論

綜上所述，我國現(xiàn)代生產(chǎn)生活中，電氣自動化控制系統(tǒng)運(yùn)用日益廣泛，可靠性成為自動化控制系統(tǒng)的關(guān)鍵，了解影響自動化控制系統(tǒng)可靠性的因素、認(rèn)真做好防范舉措，對于人民生產(chǎn)生活的安全來說是種最根本的保障。

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