電氣自動化控制設備可靠性分析

蔣志凱

（廣東塔牌股份有限公司， 廣東 梅州 514100）

電氣自動化是指機械設備在人員數量不足或無人的情況下，能夠遵照事先設定好的程序規(guī)定自動完成監(jiān)控、操作產品等工作。在各個行業(yè)中廣泛運用的電氣自動化控制提升了工作可靠性及生產效率，也使電能質量得到有力保證。而電氣自動化控制設備可靠性出現問題時便會嚴重影響生產活動，因此將其可靠性落實到位有極為重要的意義。本文主要針對電氣自動化控制設備的可靠性進行分析。

1 可靠性檢測的主要方法

1.1 實驗室測試法

設備運行現場的使用條件可借助實驗室進行模擬，因此需要能夠有效控制和規(guī)定的工作與環(huán)境條件，使實驗能夠在與現場面臨的相同環(huán)境中進行設備測試，利用數理統(tǒng)計將累計的失效數和時間等數據資料獲取可靠性指標。這種技術在實驗室中模擬現場環(huán)境對設備可靠性進行測試的實驗，其實驗條件較容易控制且得到的實驗結果能夠分析和再現，能夠得到高質量的數據資料。但由于受到實驗室條件的限制與真實情景完全相符的數據獲取難度很大，再加上較為昂貴的實驗費用和數量較多的實驗用品，因此應對實驗中使用的產品成本和生產批量因素進行全面考慮，而這種實驗對大批量生產的產品較為適用[1]。

1.2 保證實驗測試法

該方法又名“烤機”，是指將出廠前的產品在規(guī)定條件下進行無故障工作的實驗。電氣自動化控制設備的構成離不開大量的元件，其故障發(fā)生的模式隨機且多樣化，并非以某幾種故障為主，而其特性為失效率會伴隨時間變化而變化。當出廠前的產品接受“烤機”實驗時其實是考核產品的早期失效，對產品進行檢測改進使其失效率符合一定標準后再允許出廠。該試驗方法屬于一種需要較長時間的可靠性保證試驗，面對大量的生產產品適用于設備樣本[2]，對于大系統(tǒng)生產且量小的產品可在所有產品中使用。因此該試驗方法較適合有較高可靠性要求、電路復雜、數量較少的自動化及電控設備。

1.3 現場測試法

該方法是指在使用現場對相關設備的可靠性進行測試，將獲取的各種數據記錄按照數理統(tǒng)計法獲取可靠性指標的方法。由于該方法需要數量不多的設備且擁有真實的工作環(huán)境，通過測試獲得的數據資料能夠將產品的情況比較真實的反映出來是這種實驗方法的特點。該方法又分為接受測試的設備運行不停止的在線測試、接受測試的設備運行停止的停機測試、取出運行現場的測試部件并在專用測試裝備上測試的脫機測試三種情況。二三兩種情況以測試技術角度來看對于各種測試更適合，而較復雜系統(tǒng)出現的故障通常在設備運行期間才可以被發(fā)現和定位，這種情況則應使用在線測試法。實際的測試方法選擇應根據現場機器運行是否被允許立即停止和故障發(fā)生的狀況決定。測試設備的安裝及連接難度大是現場與實驗室測試的最大差異，測試信號線引入機箱中封閉的線路板難度大，即使將測試插座在外殼上留置也仍然需要很長的測試信號線，現場測試中則不能使用傳統(tǒng)的在線仿真器。同時實驗室擁有的測試設備通常在測試現場不存在，因此測試任務應借助更好的方式完成，通過測試程序、職業(yè)環(huán)境及產品等多個方面可推斷出選用何種可靠性測試方法[3]。

2 元件可靠性的提高

2.1 產品設計和零部件的正確選用

有針對性的使用和控制設備特點相符的方式及相關元器件，做好設備氣候與散熱的防護工作等便可提高系統(tǒng)整體的可靠性。在設備設計過程中首先對產品及其零部件的生產技術條件進行深入研究，分析其設計參數并對產品使用條件和性能進行研討后才可制定詳細的方案；其次，將產品技術條件要求滿足的同時為保證產品性能將經濟的元器件和原材料選用，使生產產品的成本減少。對產品的結構設計在保證良好的使用及操作維修性能同時，應進行全方位的構思使之精細。不可一味的追求元器件和零部件的高精度，而應根據實際情況符合當前的技術條件。

2.2 選用電子元器件的準則

元器件的選擇應根據相關質量等級要求和工作環(huán)境的技術性能及條件進行，同時準備好充足的替代品。秉持嚴格態(tài)度對生產使用的電子元器件進行篩選并對標準元器件進行優(yōu)先選用。使用重要的元器件之前應當獲得生產方的保證認證，選擇優(yōu)質的制造廠商及產品規(guī)格、型號等。將使用元器件的各種數據詳細記錄方便后續(xù)生產工作的順利進行，由于電子設備可靠性會受到溫度的嚴重影響因此應做好設備的散熱防護工作。同時電子設備會受到潮濕的影響，尤其是機器內印刷電路板和元器件會在低溫高濕的情況下出現凝露，降低電氣性能并導致故障發(fā)生。潮濕空氣侵蝕電子設備會導致材料內部滲透水分從而增加絕緣材料表面的電導率，造成零部件電器出現漏電、短路等情況。潮氣還能導致覆蓋層起泡乃至脫落從而失去保護，因此往往需要使用密封、灌封等方式進行防護。

3 結語

綜上所述，電氣自動化控制設備保證其可靠性涉及到諸多知識領域，且該系統(tǒng)工程極為復雜。可靠性得到保障才會降低故障發(fā)生的次數和減少相應的維修費用，而專業(yè)的電氣技術人員應當對設備運行可靠性的重要性引起足夠重視，根據設備可靠性受到影響的因素運用有效的措施，在使用過程中及時維修并嚴格按照流程操作，才能得到滿意的成果。