電氣自動化控制設(shè)備可靠性研究

魏建春 李亞芳

【摘 要】近電氣自動化控制設(shè)備有著諸多方面的突出優(yōu)勢，正在我國各項社會事業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。作為評判電氣自動化控制設(shè)備的重要的因素之一，其可靠性的高低直接決定著其實際工作效能。文以提高自動化控制設(shè)備可靠性的意義為基礎(chǔ)，著重分析了電氣自動化控制設(shè)備可靠性的現(xiàn)狀，以實際為出發(fā)點對電氣自動化控制設(shè)備可靠性的測試方法。

【關(guān)鍵詞】電氣自動化；控制設(shè)備；可靠性研究

前言

目前，電氣自動化控制技術(shù)不僅已經(jīng)成為促進我國經(jīng)濟發(fā)展必不可少的經(jīng)濟手段，更是衡量我國電子行業(yè)發(fā)展水平的關(guān)鍵指標。電氣自動化控制設(shè)備可以提高工作質(zhì)量、提升生產(chǎn)效率、改善勞動條件、增強運行經(jīng)濟性等特點，但是電氣自動化控制設(shè)備必須具有高度的可靠性才能保證生產(chǎn)運行的穩(wěn)定性。在各個行業(yè)電氣自動化程度不斷深入發(fā)展的今天，如果保證電氣自動化控制設(shè)備的可靠性是目前需要迫切解決的問題。

一、電氣自動化控制設(shè)備可靠性的現(xiàn)狀

1、設(shè)備元器件的參差不齊

目前，市場的競爭日益激烈，元器件生產(chǎn)廠家惡性競爭，對于產(chǎn)品的質(zhì)量置之不管。在日益競爭激烈的市場條件下，使廠家更加的注重價格的優(yōu)勢，導(dǎo)致了元器件的質(zhì)量劣質(zhì)，使電氣自動化設(shè)備可靠性偏低，影響了正常運行。由于生產(chǎn)元器件的廠家數(shù)量比較多，致使元器件的價格低廉，使得電氣自動化設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)在采購時缺乏對質(zhì)量的考慮，從而使得電氣自動化設(shè)備的可靠性大大降低，同時也降低了電氣自動化設(shè)備的使用壽命。

2、缺少對電氣自動化控制設(shè)備的定期維護

由于電氣自動化裝備在操作上比較難的原因，使得新員工在操作上不太熟悉，常常會因為不正確的操作而影響設(shè)備的使用，甚至導(dǎo)致電氣自動化設(shè)備的損害。除此之外，定期的維護可以延長設(shè)備的使用壽命，因此需要科學(xué)地，對電氣自動化控制設(shè)備進行檢測、保養(yǎng)和維護。

3、電氣自動化控制設(shè)備受工作環(huán)境的影響

電氣自動化設(shè)備根據(jù)不同行業(yè)的需要，則工作的環(huán)境也不相同。不利的因素主要包括環(huán)境因素、電磁干擾因素以及機械作用因素。環(huán)境因素主要指溫度、濕度、空氣質(zhì)量等，這些因素會對電氣自動化設(shè)備的性能產(chǎn)生嚴重的負面影響，侵蝕設(shè)備的結(jié)構(gòu)，降低設(shè)備運作的靈活性，嚴重的甚至?xí)闺姎庾詣踊O(shè)備無法運行。電磁干擾因素不是可見的，電氣自動化控制設(shè)備在運用的過程中會產(chǎn)生各種電磁波，電磁波會使設(shè)備運用的噪音更大，使得設(shè)備的運用的穩(wěn)定性大大降低。機械作用的因素主要是指電氣自動化設(shè)備受到的機械作用力，機器之間的相互沖擊、振動等，這些機械的沖擊力會大大的破壞電氣自動化設(shè)備的元器件，通過相互之間的摩擦，使元器件變形或者損壞，使電氣自動化控制設(shè)備失去工作能力。

二、可靠性測試的主要方法

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)定條件下進行無故障的工作試驗，俗稱烤機，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。通過對產(chǎn)品的早期失效進行測試考核，通過對產(chǎn)品的改進，使失效率達到某一項規(guī)定指標后再出廠。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。

3、現(xiàn)場測試方法

通過對設(shè)備在使用現(xiàn)場進行的可靠性測試記錄各種可靠性數(shù)據(jù)，然后根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計方法得出設(shè)備可靠性指標的一種方法。該方法的特點是試驗需要的試驗設(shè)備比較少，工作環(huán)境真實，其測試所得數(shù)據(jù)能真實反映產(chǎn)品，在實際使用情況下的可靠性維護性等參數(shù)，且需要的直接費用少，受試設(shè)備可以正常工作使用。不利之處是不能在受控的條件下進行試驗、外界影響因素繁雜，不可控，試驗條件的再現(xiàn)性比試驗室的再現(xiàn)性差?，F(xiàn)場測試分為三種情況：一種是在線測試，測試設(shè)備不停止運行；一種是停機測試，被測試設(shè)備停止運行；第三種為脫機測試，將被測部件從運行現(xiàn)場取出，放到專用的測試裝備上進行測試。從測試技術(shù)角度上說，后二者更容易進行各種測試；對于復(fù)雜系統(tǒng)來說，往往故障和問題需要在設(shè)備運行時才能發(fā)現(xiàn)和定位，必須進行在線測試。究竟采取哪種方式進行現(xiàn)場測試，取決于故障狀況和實際應(yīng)用是否允許立即停機。

三、提高電氣自動化控制設(shè)備可靠性的策略

1、提高設(shè)計的可靠性

要想提高控制設(shè)備的整體可靠性需要從設(shè)計階段開始就保證設(shè)計的可靠性。我們在控制設(shè)備設(shè)計之初就需要以控制設(shè)備的特點進行深入研究，分析產(chǎn)品的設(shè)計參數(shù)，研討和保證產(chǎn)品的性能和使用條件，在這種情況下制定出科學(xué)合理的設(shè)計方案。產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形式和類型需要根據(jù)應(yīng)用空間來設(shè)計，產(chǎn)品的大小決定著產(chǎn)品的類型和其生產(chǎn)規(guī)模以及生產(chǎn)批量。產(chǎn)品的形式和類型的不同也影響著產(chǎn)品的經(jīng)濟性能，在設(shè)計時這些方面需要一一考慮到，遺漏任何一個方面對其設(shè)備整體的可靠性都帶來一定的影響。在保證器件技術(shù)要求的情況下，運用價值工程觀念選擇最經(jīng)濟合理的方案對零部件進行設(shè)計，以減少生產(chǎn)產(chǎn)品的費用，降低整個設(shè)備的制造成本。在周密的思維下選擇合理的材料和元器件進行設(shè)計不僅是降低了生產(chǎn)成本，也提高了產(chǎn)品的實用性能和操作維修性能，從整體上提高設(shè)備可靠性。

2、合理選用零部件

因設(shè)備中存在的零部件多而雜，在選擇零部件的時候就需要慎重。設(shè)備中的零部件、元器件，產(chǎn)品的品種規(guī)格要盡可能少，盡可能地使用專業(yè)廠家生產(chǎn)的通用零部件。這樣不僅使得零部件精度有保障，其使用性能也有所保障，而且能在維修保養(yǎng)更換時及時處理設(shè)備存在的硬件問題。在購材時嚴格檢驗以防出現(xiàn)任何紕漏，更不能因市場的惡性競爭追求經(jīng)濟型而采購質(zhì)量差的材料。

3、電子元器件的選擇

如何選擇元器件要根據(jù)工作環(huán)境的技術(shù)條件、技術(shù)性能和元器件的質(zhì)量等級要求來選擇。選擇時優(yōu)先選擇標準的元器件，并且有足夠的替代品保證出現(xiàn)故障時得到及時更換。因溫度的影響，電子設(shè)備的可靠性是直接關(guān)系到整個設(shè)備的可靠性的。所以選擇的電子元件散熱性能要好，特別是對于功率較大的電子元件，散熱必須良好。同時濕度也影響著電子設(shè)備的可靠性，特別是在低溫高濕的環(huán)境下，空氣濕度達到飽和時就會使機器元器件、印刷電路板上產(chǎn)生凝露現(xiàn)象使得電器元件電氣性能下降。總的來說，保證電子元器件合理選擇是提高電氣自動化控制設(shè)備可靠性的主要方法之一。

結(jié)束語

總之，隨著我國現(xiàn)階段電氣自動化進程不斷的加快，當中的控制設(shè)備行業(yè)也有了較快的進展，因此來說對于加強電氣自動化控制設(shè)備可靠性問題是廠家必須考慮的問題。隨著可靠性問題繁瑣和復(fù)雜化，我們必須在掌握完整的可靠性測試方法的基礎(chǔ)之上，才能相應(yīng)的提高其可靠性。

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