電氣自動化控制設(shè)備可靠性研究

任偉

【摘 ?要】隨著電氣自動化技術(shù)的不斷發(fā)展，電氣自動化控制設(shè)備的的應(yīng)用越來越廣泛，已經(jīng)成為人們生產(chǎn)和生活中必不可少的一部分，同時其也成為各個行業(yè)提高經(jīng)濟效益，增強市場競爭力的關(guān)鍵指標(biāo)。因此，提高其安全性和可靠性是社會發(fā)展的必然。本文首先介紹了電氣自動化控制設(shè)備可靠性研究的背景，然后對電氣自動化控制設(shè)備的可靠性狀態(tài)進行了綜合分析。在可靠性研究的基礎(chǔ)上，闡述了三項可靠性研究的重要性，主要方法：現(xiàn)場測試、測試、實驗室測試。

【關(guān)鍵詞】電氣自動化;控制設(shè)備;可靠性;研究

1、前言

雖然電氣自動化是一個新課題，但隨著它的技術(shù)高速發(fā)展，已經(jīng)影響著人類的生產(chǎn)和生活。電氣自動化控制設(shè)備就是在其推動下應(yīng)運而生的，已經(jīng)成為國民經(jīng)濟迅速增長的動力。電氣自動化控制設(shè)備的誕生給生產(chǎn)帶來了很多益處：實現(xiàn)自動化控制、遠程監(jiān)控、降低了勞動力成本、提高了工作效率，節(jié)省時間成本、改善勞動條件等。由此可見，特別是在生產(chǎn)制造型企業(yè)中，更離不開電氣自動化控制設(shè)備的支持，它是提高企業(yè)經(jīng)濟效益的有力工具。

2、研究背景

電氣自動化控制設(shè)備的發(fā)展實現(xiàn)了生產(chǎn)中電氣設(shè)備自動化運行的控制和監(jiān)控，實現(xiàn)了技術(shù)智能化、自動化的飛躍發(fā)展，其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的使用正處于完全的波動之中，正處于上升趨勢。隨著電氣自動化控制設(shè)備對中國經(jīng)濟發(fā)展做出的重要貢獻，電氣自動化控制技術(shù)的復(fù)雜程度也越來越深化，對企業(yè)的長遠發(fā)展影響越來越大，不僅可以提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和質(zhì)量，還可以降低勞動成本，提高經(jīng)濟運行的活性，但所有這些要實現(xiàn)的首要的前提是必須保證電氣自動化控制設(shè)備的可靠性?？煽啃缘貌坏奖ＷC一切都是空談，這也是近年來備受眾多研究人員關(guān)注的課題

3、電氣自動化控制設(shè)備的可靠性研究

3.1復(fù)雜的操作環(huán)境

工作環(huán)境可能因國家、地區(qū)、行業(yè)、，公司、部門不同而存在差異，一些工作環(huán)境相對松散和悠閑，一些工作環(huán)境相對苛刻。電氣自動化設(shè)備的工作環(huán)境受這些環(huán)境的重大變化的影響，不僅會對設(shè)備產(chǎn)生不利的影響，而且還會給生產(chǎn)企業(yè)帶來一系列的問題，導(dǎo)致這些問題的因素主要是電磁干擾、機械和氣候三種，其中氣候因素是無法控制的，其余因素是可控的，相關(guān)人員必須意識到這一點。第一，電磁干擾因素。電磁干擾是不可見的，但它對電氣設(shè)備的影響不容忽視。在電氣自動化控制環(huán)境中，存在著各種電磁波，這些電磁波對設(shè)備影響很大，可能導(dǎo)致設(shè)備不穩(wěn)定甚至影響到設(shè)備的安全。第二，機械因素。不同環(huán)境下的電氣設(shè)備和不同的輸送設(shè)備將受到不同的機械力，沖擊和新的加速力的影響。這些因素可能損壞相關(guān)部件、引起部件的巨大變形、移動或部件疲勞損傷等。第三，氣候因素。在一定的程度上，氣候因素也是影響電氣自動化控制設(shè)備可靠性與否的一個因素，隨著氣候條件的不一樣，濕度、溫度、壓力和污染因素會有所不同，對機械設(shè)備的影響也不同。

3.2維護困難

由于工作環(huán)境復(fù)雜，自動化設(shè)備數(shù)量眾多，操作起來的難易程度也隨之加大，為了安全起見，必須對相關(guān)設(shè)備的操作人員提出更高的要求。如果工人不熟悉設(shè)備的操作或不正確的操作，都會使設(shè)備的安全性能產(chǎn)生很大的威脅;此外，設(shè)備的維護和維修也給員工帶來了巨大的挑戰(zhàn)，操作人員必須經(jīng)過嚴(yán)格的培訓(xùn)，能熟練的完成上述工作，以提高電氣自動化控制設(shè)備的可靠性。

3.3設(shè)備部件的質(zhì)量不符合要求

現(xiàn)如今市場上有許多設(shè)備和部件的制造商，所生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量是不同的。一些私營公司忽視了產(chǎn)品質(zhì)量的重要性，以抵制市場中的價格變動。當(dāng)然，它們自己的生產(chǎn)系統(tǒng)和管理系統(tǒng)可能存在一些問題。上述原因可能導(dǎo)致設(shè)備部件質(zhì)量不滿足客戶要求。

4、電氣自動化設(shè)備可靠性研究的意義

4.1可靠性是設(shè)備質(zhì)量的重要指標(biāo)

客戶對產(chǎn)品的需求是產(chǎn)品質(zhì)量可以滿足客戶的要求。產(chǎn)品質(zhì)量的特性包括以下幾個方面：經(jīng)濟性，可靠性，安全性和實用性，只有設(shè)備的可靠性得到保障，才能生產(chǎn)出優(yōu)良的產(chǎn)品，操作人員的安全得以保證，最終獲得經(jīng)濟效益。因此，生產(chǎn)企業(yè)最求的最終目標(biāo)一定是：產(chǎn)品的可靠性。

4.2可靠性提高了設(shè)備的市場競爭力

一個生產(chǎn)企業(yè)如果想在市場上立足，最重要的是必須保證生產(chǎn)的產(chǎn)品具有極高的穩(wěn)定性、可靠性。隨著電氣自動化技術(shù)的飛速發(fā)展，對電氣自動化控制設(shè)備的要求也越來越高、越來越嚴(yán)格，想提高企業(yè)的市場競爭力，就必須提升設(shè)備的可靠性技術(shù)，這是在市場競爭中得以取勝的有利工具。

5、設(shè)備可靠性試驗方法分析

5.1現(xiàn)場試驗可靠性

當(dāng)測試設(shè)備相對較小時，由于現(xiàn)場測試設(shè)備是在實際工作環(huán)境下測量的，現(xiàn)場測試設(shè)備的可靠性不僅可以節(jié)省成本，而且測量精度也相對較高。但該方法也有一些缺點：易受環(huán)境影響，重復(fù)性差。

5.2保證試驗測量的可靠性

在出廠之前，檢查產(chǎn)品的性能，包括可靠性。測試結(jié)果是非常隨機的，而且產(chǎn)品的時效性受到指數(shù)分布的影響。保證試驗主要是為了確保所有產(chǎn)品在出廠前都具有高可靠性，保證試驗時間長，產(chǎn)品數(shù)量相對較小時，應(yīng)用于所有產(chǎn)品;產(chǎn)品數(shù)量相對較大時，適用于樣品。

5.3實驗室試驗的可靠性

實驗室試驗在產(chǎn)品可靠性測定和現(xiàn)場測試之間具有很大的相似性。然而，實驗室需要模擬實際的操作環(huán)境，以確定產(chǎn)品的性能，此外還必須確保工作環(huán)境、環(huán)境應(yīng)力和外力的一致性，然后對累積的數(shù)據(jù)、時間、故障等進行分析，以此來獲得設(shè)備可靠性的指標(biāo)。這種試驗方法有以下優(yōu)點：計算出的數(shù)據(jù)質(zhì)量高、實驗條件容易控制、試驗結(jié)果可以重復(fù)再現(xiàn)等，但需要大量的設(shè)備和控制因素進行采購，實驗成本高。鑒于上述特性，本試驗僅適用于設(shè)備的批量生產(chǎn)。

6、提高電氣自動化控制設(shè)備可靠性的措施

6.1合理設(shè)計計劃

電氣自動化控制設(shè)備應(yīng)用的前提是了解和掌握產(chǎn)品本身的特性、實際應(yīng)用環(huán)境和條件，并結(jié)合三個因素來確定最佳設(shè)計。在此過程中，應(yīng)注意不同制造商生產(chǎn)的產(chǎn)品存在顯著差異。因此，最好在同一項目中使用同一制造商的產(chǎn)品，以確保各種設(shè)備之間的最佳協(xié)調(diào)。

6.2選擇合適的部分

在上述電氣自動化設(shè)備合理設(shè)計的要求中，有必要在合理的設(shè)計條件下選擇合適的部件，在選擇部件時，應(yīng)選擇合適的技術(shù)參數(shù)，并留有余量。

6.3加強控制設(shè)備的熱保護

一旦釋放的熱量不能及時排出，在小空間中的累積導(dǎo)致設(shè)備周圍的環(huán)境溫度顯著升高，這將導(dǎo)致設(shè)備的損壞。因此，在電氣自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計中，我們需要特別注意散熱，通過合理的設(shè)計，可以使設(shè)備本身的散熱最大化，避免不利的損壞。

6.4前饋控制系統(tǒng)

電氣自動化控制設(shè)備的使用和操作將受到一些干擾因素的影響，采用前饋控制系統(tǒng)的方式可以保證設(shè)備使用的可靠性。一般當(dāng)干擾頻繁且幅度較大時，可采用前饋控制系統(tǒng)，可有效地控制干擾因子，以此來提高控制控制的可靠性。主要物流設(shè)備概述：三軸堆垛機（日本豐田汽車公司）負(fù)責(zé)整個托盤附件在三維貨架區(qū)域的存儲和存儲;7個AGV激光引導(dǎo)的自動卡車（RCLA，芬蘭）負(fù)責(zé)將整個托盤的輔助材料從高架倉庫的輸送機出口自動運輸?shù)矫總€材料纏繞站的平臺，并將空的托盤和剩余材料返回到高架倉庫;線性往復(fù)穿梭裝置（德馬德，德國）負(fù)責(zé)對集成倉庫三樓的在線面板區(qū)域的空托盤進行處理。超過150臺運輸設(shè)備（湖州DEMATY）負(fù)責(zé)整個輔助材料托盤的自動運輸。

6.5注意設(shè)備維護

在電氣設(shè)備的操作中產(chǎn)生大量的熱量，如果一定時間內(nèi)不消散，會損壞一些低熔點器件，并降低其使用壽命，例如一些晶體管。因此，在生產(chǎn)過程中應(yīng)注意設(shè)備的維護，注意冷卻和旋轉(zhuǎn)操作。

7、結(jié)束語

中國的電氣自動化研究已經(jīng)取得了一定的成果。通過分析設(shè)備的可靠性來確定電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性是不可避免的趨勢。但是，與發(fā)達國家和相關(guān)領(lǐng)域相比，中國的電力系統(tǒng)仍存在巨大差距，我們應(yīng)該有自己的學(xué)習(xí)，更新他們的知識體系，并注重知識與實踐相結(jié)合的使用，研究出更有效的措施來提高電氣自動化設(shè)備的可靠性。

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（作者單位：天津華寧電子有限公司）