提高電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性措施探討

趙志彬 大同新研氫能源科技有限公司

電氣自動(dòng)化簡而言之就是通過提前編制的程序控制設(shè)備進(jìn)行固定模式的運(yùn)行。在運(yùn)行過程中，設(shè)備能夠根據(jù)控制系統(tǒng)發(fā)布的指令進(jìn)行工作狀態(tài)的切換。電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展與信息技術(shù)有著緊密的聯(lián)系。設(shè)備控制指令的發(fā)布與相關(guān)數(shù)據(jù)的分析都離不開信息技術(shù)。但是，在自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行過程中，其設(shè)備的可靠性更為重要。電氣自動(dòng)化設(shè)備包括了信息處理中心、終端執(zhí)行設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備和其他輔助設(shè)備。每個(gè)設(shè)備在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中都發(fā)揮著不可替代的作用，一旦工作發(fā)生問題，就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)故障。

一、電氣設(shè)備可靠性分析

近年來，我國科學(xué)技術(shù)進(jìn)步速度非常快，在信息技術(shù)、電氣工程領(lǐng)域取得了非常不錯(cuò)的成果。尤其是在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研發(fā)方面，正在朝著模塊化、智能化與集成化方向發(fā)展。隨著技術(shù)的不斷突破，新的電氣設(shè)備層出不窮。由于不同電氣設(shè)備工作環(huán)境不同，有些電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用在復(fù)雜惡劣的環(huán)境中，對(duì)于設(shè)備工作的穩(wěn)定性要求就會(huì)更加嚴(yán)格[1]。尤其是隨著電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)越來越精密復(fù)雜，設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)會(huì)產(chǎn)生影響。由此制定設(shè)備可靠性標(biāo)準(zhǔn)就顯得尤為必要。由于設(shè)備故障存在一定的隨機(jī)性，因此通常會(huì)采用概率表示。所以，通過采取措施降低設(shè)備故障概率，是提高自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)備可靠性的關(guān)鍵。

二、電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)可靠性檢測

電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的可靠性檢測是評(píng)定設(shè)備可靠性的關(guān)鍵，根據(jù)國家相關(guān)檢測標(biāo)準(zhǔn)，電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)備的檢測可以分為三種方式：第一種，實(shí)驗(yàn)室測試法，這種方法是在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下對(duì)設(shè)備在相應(yīng)工作環(huán)境進(jìn)行性能指標(biāo)的全面測試。第二種，保證實(shí)驗(yàn)法，這種方法在產(chǎn)品出廠前需要進(jìn)行測試，確認(rèn)設(shè)備沒有故障。這種方法主要應(yīng)用在小規(guī)模生產(chǎn)中，用于檢測設(shè)備是否存在故障，檢測較為全面。第三種，現(xiàn)場測試法，這種測試方法通常需要在設(shè)備工作環(huán)境進(jìn)行脫機(jī)測試、停機(jī)測試等[2]。在進(jìn)行現(xiàn)場測試時(shí)，對(duì)于測試工藝和現(xiàn)場條件要求非常高，但是數(shù)據(jù)更為真實(shí)，結(jié)果具有極強(qiáng)的代表性，對(duì)于評(píng)定設(shè)備可靠性具有非常高的價(jià)值。

三、提高電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性的措施

（一）提高設(shè)計(jì)可靠性

提高電氣自動(dòng)化系統(tǒng)控制設(shè)備的可靠性，需要從基礎(chǔ)抓起。設(shè)計(jì)階段對(duì)于設(shè)備可靠性影響最為嚴(yán)重，因此需要相關(guān)設(shè)計(jì)人員需要對(duì)重視可靠性保障設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)人員需要熟悉不同設(shè)備的參數(shù)與性能，分析產(chǎn)品設(shè)備作業(yè)環(huán)境對(duì)其穩(wěn)定性的影響，從而為設(shè)備運(yùn)行提供可靠保障。在當(dāng)前自動(dòng)化控制設(shè)備市場中，同種功能的設(shè)備在規(guī)格、型號(hào)和性能上存在巨大的差異，為了保障系統(tǒng)設(shè)備的可靠性，在設(shè)計(jì)時(shí)必須根據(jù)具體的設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，或者規(guī)定設(shè)備的選用標(biāo)準(zhǔn)，避免由于設(shè)計(jì)因素導(dǎo)致自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)隱患[3]。

（二）電子元件的選擇

電子元件的選擇對(duì)于電氣自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備穩(wěn)定性有著非常巨大的影響。在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，設(shè)備元件數(shù)量非常龐大，不僅涉及種類多，而且規(guī)格型號(hào)各異，每個(gè)元件的可靠性都會(huì)影響設(shè)備的運(yùn)行。一旦電子元件發(fā)生故障，那么就會(huì)造成設(shè)備的運(yùn)行停止或者運(yùn)行胡亂，影響自動(dòng)化控制系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。在進(jìn)行電子元件的選擇上，需要盡量使用設(shè)備原廠零件，并且在元件采購過程中確認(rèn)規(guī)格和型號(hào)，避免發(fā)生錯(cuò)誤。為了避免過于精密設(shè)備電子元件采購和維修困難。在滿足使用性能的前提下，設(shè)備應(yīng)盡量簡單，便于裝配。尤其是易損害的元件，盡量原則技術(shù)通用，采購便捷的電子元件，提高系統(tǒng)維護(hù)的可靠性。

（三）散熱防護(hù)裝置

在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，根據(jù)設(shè)備功能的不同，其運(yùn)行需要的輔助設(shè)備存在區(qū)別。一些設(shè)備在運(yùn)行過程中，會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，如果不能及時(shí)散熱就會(huì)造成設(shè)備電子元件燒毀，從而無法正常工作。對(duì)于此類設(shè)備，運(yùn)行過程中的散熱非常關(guān)鍵。尤其是一些大功率設(shè)備中，都配備散熱防護(hù)裝置。從設(shè)備運(yùn)行的可靠性來看，由于散熱裝置長期運(yùn)行，發(fā)生故障和老化的概率更高，一旦散熱防護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，那么設(shè)備性能和壽命就會(huì)大打折扣，為其可靠性帶來不良影響[4]。因此，提高散熱防護(hù)裝置的可靠性，也是自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)備可靠性管理的重要內(nèi)容。

（四）前饋控制系統(tǒng)

在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)工作中，會(huì)出現(xiàn)不同的干擾因素。這些因素會(huì)影響設(shè)備工作狀態(tài)。因此需要通過前饋控制系統(tǒng)來消除這些因素對(duì)設(shè)備的干擾。前饋控系統(tǒng)的工作原理就是根據(jù)不同的干擾形式進(jìn)行補(bǔ)償。因此也可以分為動(dòng)態(tài)前饋和靜態(tài)前饋。前饋系統(tǒng)對(duì)干擾的預(yù)防控制能力直接關(guān)系到自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，因此提高前饋控制系統(tǒng)質(zhì)量對(duì)于設(shè)備可靠性有著非常顯著的作用。

四、結(jié)束語

綜上所述，我國電氣控制系統(tǒng)自主研發(fā)起步較晚，但是隨著技術(shù)的進(jìn)步，研發(fā)水平大幅度提高，尤其是在設(shè)備可靠性控制方面，不僅建立了科學(xué)的設(shè)備檢測評(píng)定機(jī)制，同時(shí)還形成了一系列圍繞設(shè)備可靠性的保障機(jī)制。通過對(duì)設(shè)備可靠性相關(guān)影響因素的控制，為設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行提供了有力的保障。