電氣自動化控制設(shè)備可靠性相關(guān)問題探討

韓望月

（山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 太原 030031）

電氣自動化控制設(shè)備可靠性相關(guān)問題探討

韓望月

（山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 太原 030031）

在對電氣自動化控制設(shè)備進(jìn)行衡量時，可靠性是重要的指標(biāo)之一。電氣自動化控制設(shè)備的可靠性高低與完成規(guī)定任務(wù)能力的高低密切相關(guān)，完成任務(wù)的能力越高，可靠性越高，反之亦然。筆者在分析當(dāng)前電氣自動化控制設(shè)備存在問題的基礎(chǔ)上，針對控制設(shè)備的測試方法以及提高設(shè)備可靠性的策略展開詳細(xì)的論述。

電氣自動化；控制設(shè)備；可靠性；探討

1 前言

電氣自動化控制設(shè)備在我國當(dāng)前社會應(yīng)用十分廣泛，控制設(shè)備的可靠性也備受設(shè)備使用方和設(shè)備生產(chǎn)方的重視。但是當(dāng)前我國電氣自動化控制設(shè)備存在質(zhì)量不合格、操作維護(hù)不當(dāng)?shù)纫幌盗袉栴}，這些問題對控制設(shè)備的正常安全工作造成了嚴(yán)重的影響。筆者在分析當(dāng)前現(xiàn)狀問題的基礎(chǔ)上，針對控制設(shè)備的測試方法以及提高設(shè)備可靠性策略展開詳細(xì)的論述。

2 電氣自動化控制設(shè)備可靠性的現(xiàn)狀

（1）電氣自動化控制設(shè)備質(zhì)量不合格

當(dāng)前生產(chǎn)電氣自動化控制設(shè)備元器件的廠家數(shù)量多，并且生產(chǎn)水平參差不齊。一般來說，如果生產(chǎn)廠家沒有健全的管理體系、生產(chǎn)規(guī)模又比較小，生產(chǎn)出來的元器件質(zhì)量很難有所保證。除此之外，隨著生產(chǎn)廠家的數(shù)量與日俱增，元器件生產(chǎn)廠家之間的競爭越來越激烈，為了取得競爭優(yōu)勢，很多生產(chǎn)廠家都將關(guān)注點放在“價格優(yōu)勢”上，而忽視了產(chǎn)品的質(zhì)量，導(dǎo)致當(dāng)前電氣自動化控制設(shè)備質(zhì)量存在很多不合格現(xiàn)象，設(shè)備的整體可靠性偏低，這對電氣自動化控制設(shè)備的安全和正常工作都造成了嚴(yán)重的影響[1]。

（2）多樣性的工作環(huán)境造成操作維護(hù)不當(dāng)

每個行業(yè)都有自己獨特的工作環(huán)境，有些行業(yè)的工作環(huán)境良好，而有些則十分惡劣。電氣自動化控制設(shè)備在生產(chǎn)和工作中經(jīng)常會遇到多種多樣的環(huán)境，這些環(huán)境中含有一些不利于電氣自動化設(shè)備的因素，包含電磁干擾因素、機械作用力因素和氣候因素：a.電磁干擾因素。它是一種非肉眼可見的因素，但是卻不能忽視這種非可見因素對電氣自動化控制設(shè)備造成的不利影響。通常來說，電氣自動化控制設(shè)備在運行狀態(tài)時，會發(fā)出各種電磁波，這些電磁波的產(chǎn)生伴隨著一定的噪音，造成電氣自動化設(shè)備在工作中出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象，嚴(yán)重時甚至對自動化設(shè)備的安全造成嚴(yán)重影響[2]。b.機械作用力因素。在不同的運載工具中，電氣自動化設(shè)備可能會受到多種機械作用力，譬如離心加速度、震蕩和沖擊等，這些機械作用力會對電氣自動化設(shè)備的元器件造成損壞和嚴(yán)重影響，或者改變自動化設(shè)備的相關(guān)參數(shù)，甚至造成設(shè)備斷裂、嚴(yán)重變形以及設(shè)備疲勞損壞等。c.氣候因素。氣候因素也是不可忽略的不利因素之一，主要有大氣污染、溫度、氣壓和濕度等，這些不利的環(huán)境因素會造成電氣自動化控制設(shè)備溫度升高、運行不靈活、設(shè)備結(jié)構(gòu)損壞以及自動化控制設(shè)備的性能下降等[3]。

3 電氣自動化控制設(shè)備可靠性的測試方法

（1）保證測試法

保證測試法是當(dāng)前用來測試電氣自動化控制設(shè)備可靠性的一種常見方法，指在電氣自動化控制設(shè)備未出廠前就進(jìn)行的一種試驗方法，主要對設(shè)備進(jìn)行故障檢測。電子自動化控制設(shè)備的零部件較多，因此在故障出現(xiàn)方面隨機性比較大。在電氣自動化控制設(shè)備未出廠前進(jìn)行保證測試，可以及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備中過早損壞的元器件，發(fā)現(xiàn)故障并采取措施進(jìn)行修復(fù)，從源頭上降低電氣自動化控制設(shè)備的失效率，當(dāng)失效率被控制在相應(yīng)的范圍內(nèi)，才允許設(shè)備出廠。綜上可以看出，保證測試法在測試電氣自動化控制設(shè)備可靠性上有一定的優(yōu)勢，可以將設(shè)備本身的隨機故障測試出來，通過降低設(shè)備的失效率來達(dá)到提高設(shè)備可靠性的目的。但是保證測試法有較長的測試周期，因此對于電氣自動化控制設(shè)備的大規(guī)模生產(chǎn)情況不適用，而在小規(guī)模設(shè)備生產(chǎn)中則被廣泛應(yīng)用。此外，這種保證測試法也適用于構(gòu)造相對復(fù)雜的和對可靠性要求較高的自動化控制設(shè)備。

（2）試驗室測試法

試驗室測試法也是測試電氣自動化控制設(shè)備的一種常用測試方法，與保證測試法不同，它能夠測試大批量電氣自動化控制設(shè)備的可靠性。試驗室測試法主要通過模擬設(shè)備的工作環(huán)境和工作條件，并收集相關(guān)的數(shù)據(jù)，再利用數(shù)理統(tǒng)計方法計算這些數(shù)據(jù)，得到設(shè)備本身的可靠性指標(biāo)。試驗室測試法能夠模擬出多種工作環(huán)境。由于試驗室的環(huán)境受人為控制，因此測試人員可以通過改變試驗室環(huán)境，對試驗的數(shù)據(jù)進(jìn)行控制，并模擬出多種環(huán)境，再反復(fù)測試這些環(huán)境，提高分析測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。但是這種測試方法也存在一些弊端，試驗室模擬出來的環(huán)境，或多或少和電氣自動化控制設(shè)備工作的環(huán)境有所差別，因此測試人員在試驗室測試出來的數(shù)據(jù)可能與電氣自動化控制設(shè)備的實際工作環(huán)境中的數(shù)據(jù)不相符，容易出現(xiàn)誤差。除此之外，試驗室測試法測試成本較高，試驗投入較大，而且在試驗過程中，測試人員還需要一定數(shù)量的自動化控制設(shè)備樣品。因此，在使用試驗室測試法對電氣自動化控制設(shè)備可靠性進(jìn)行檢測時，要充分考慮電氣自動化控制設(shè)備的總生產(chǎn)量和試驗樣品的成本。

（3）現(xiàn)場測試法

現(xiàn)場測試法是最常用的一種測試方法，顧名思義，就是對控制設(shè)備的可靠性進(jìn)行現(xiàn)場測試，再將測試到的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，利用數(shù)理統(tǒng)計方法對整理的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，得到有關(guān)自動化控制設(shè)備本身的可靠性指標(biāo)。這種測試方法有點類似試驗室測試法，但是試驗室測試法可以模擬出多種環(huán)境，而現(xiàn)場測試法只能測試一種環(huán)境。與試驗室測試法相比，現(xiàn)場測試法也有其自身的優(yōu)勢，測試過程不需要太多的測試設(shè)備，而且現(xiàn)場測試法是在控制設(shè)備應(yīng)用過程中進(jìn)行測量，因此測量出來的數(shù)量能夠?qū)㈦姎庾詣踊刂圃O(shè)備本身最真實的情況反映出來，這可以在一定程度上降低測試成本，而且運行中的電氣自動化控制設(shè)備在接受可靠性檢測時不會受到任何損壞和影響，如果計算后得出的可靠性指標(biāo)在應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)即可出廠。

4 提高電氣自動化控制設(shè)備可靠性策略

（1）合理選用設(shè)備零部件

當(dāng)前電氣自動化控制設(shè)備零部件既繁多又復(fù)雜，要想保證電氣自動化控制設(shè)備整體的可靠性，首先就得降低設(shè)備零部件的失效率。合理選用設(shè)備零部件是提高電氣自動化控制設(shè)備可靠性的一種有效途徑，實施過程中結(jié)合電氣自動化控制設(shè)備的特點，選擇與其相對應(yīng)的方式和方法，并且做好相關(guān)的維護(hù)工作。零部件是保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素，也是保證設(shè)備可靠性的基礎(chǔ)，因此，在設(shè)置零部件使用參數(shù)的時候要結(jié)合產(chǎn)品本身的使用情況，選擇質(zhì)量高、可靠性好的零部件，這樣就能保證產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)更加精細(xì)化，對產(chǎn)品整體的發(fā)展更有利，并且對產(chǎn)品的性能也能起到保證作用。

（2）提高設(shè)計的可靠性

提高設(shè)計的可靠性是提高電氣自動化控制設(shè)備可靠性的一種有效手段，能夠在設(shè)計階段就對控制設(shè)備的可靠性實行控制，有效降低零部件的失效率。在設(shè)計之初，相關(guān)的設(shè)計人員就要深入研究設(shè)備的特點，并對設(shè)計參數(shù)進(jìn)行分析和研討，保證產(chǎn)品的使用條件和性能。這樣就可以保證設(shè)計出來的方案更加科學(xué)、合理。產(chǎn)品的類型和結(jié)構(gòu)習(xí)慣是要結(jié)合產(chǎn)品的應(yīng)用空間來設(shè)計，而且產(chǎn)品的生產(chǎn)批量、生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品類型在一定程度上由產(chǎn)品的大小決定，產(chǎn)品的經(jīng)濟性能也受產(chǎn)品類型和產(chǎn)品形式的影響。設(shè)計師在設(shè)計階段要一一考慮到這些情況，做到萬無一失，不遺漏任何一個因素，保證電氣自動化控制設(shè)備的整體可靠性。在保證器件技術(shù)要求的環(huán)境下，設(shè)計師在設(shè)計產(chǎn)品零部件的時候，要將價值工程觀念納入到設(shè)計思想之中，保證設(shè)計出來的方案不僅科學(xué)、合理，還能達(dá)到經(jīng)濟最大化。經(jīng)濟合理的設(shè)計方案，能夠有效降低生產(chǎn)產(chǎn)品的費用，進(jìn)而降低整體的制造成本。

（3）電子元器件的選擇

電子元器件是電氣自動化控制設(shè)備的基礎(chǔ)要素，只有保證電子元器件的可靠性，才能保證控制設(shè)備整體的可靠性。在選擇電子元器件的時候，首要考慮的是標(biāo)準(zhǔn)元器件。在使用電子元器件之前，要對生產(chǎn)元器件的商家提出一定的要求，必須要保證元器件的質(zhì)量，盡量選擇信譽好、有堅實基礎(chǔ)的生產(chǎn)廠家，要結(jié)合元器件的型號、規(guī)格、質(zhì)量等多方面因素，擇優(yōu)選擇。同時也要考慮到今后的查詢工作，因此在元器件工作時候，將檢測的數(shù)據(jù)收集并記錄下來。除此之外，還要做好相關(guān)的散熱維護(hù)工作，前文中也提到，環(huán)境因素對電氣自動化控制設(shè)備的運行會造成一定的影響，譬如溫度、濕度等，尤其是一些功率比較大的電氣自動化設(shè)備，在運行過程中會釋放大量的熱能，造成控制設(shè)備外部溫度急劇上升，而控制設(shè)備的內(nèi)部溫度卻散不出去，繼而影響控制設(shè)備的穩(wěn)定運行。針對這種情況，相關(guān)的工作人員就要對控制設(shè)備采取人工散熱的方式，幫助設(shè)備進(jìn)行散熱。除了溫度對控制設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性會造成影響，還有濕度，如果電子自動化控制設(shè)備處在一個潮濕的環(huán)境之中，設(shè)備的外觀和內(nèi)部的元件都會受到影響，尤其是低溫潮濕的情況下，嚴(yán)重時甚至?xí)尶刂圃O(shè)備的內(nèi)部出現(xiàn)元件短路現(xiàn)象。因此，在選擇電子元器件的時候，相關(guān)的工作人員要十分謹(jǐn)慎，選擇質(zhì)量好、可靠性高的電子元器件，降低元器件在惡劣環(huán)境下的失效率，進(jìn)而提高電氣自動化控制設(shè)備的整體可靠性。

5 結(jié)語

綜上所述，保證電氣自動化控制設(shè)備的可靠性在當(dāng)前社會具有十分重要的作用，控制設(shè)備的使用方和生產(chǎn)方都要對此加以重視。影響控制設(shè)備可靠性的因素很多，相關(guān)人員要選擇合適的測試方法、合理選用設(shè)備零部件、提高設(shè)計可靠性以及慎重選擇電子元器件，保證自動化控制設(shè)備的穩(wěn)定性、安全性和可靠性。

[1]李樂超．電氣自動化控制設(shè)備的可靠性分析[J]．中國高新技術(shù)企業(yè)，2013(32)：59-60．

[2]張群英．電氣自動化控制設(shè)備可靠性測試研究[J]．煤炭技術(shù)，2012(04)：52-54．

[3]楊建秋．電氣自動化控制設(shè)備可靠性相關(guān)問題分析[J]．科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014(13)：83．

Discussion on the Reliability Related Problems of ElectricalAutomation Control Equipment

Han Wangyue
(Shanxi Vocational and Technical College of Coal,Taiyuan 030031,Shanxi)

tract】 Reliability is one of the important indexes to judge the electrical automation control equipment.The reliability level of electrical automation control equipment is closely related to the ability to complete the required task.The author analyzes the current problems of electrical automation control equipment,and expounds the testing method and strategy for improving the reliability.

words】 electrical automation;control equipment;reliability;discussion

TM921.5

A

1008-6609(2017)04-0058-03

韓望月（1975-），女，山西盂縣人，講師，研究方向為電氣自動化、智能控制技術(shù)。