提高電氣自動化控制設(shè)備可靠性的方法

朱文斌 劉璽龍

摘要：隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展和自動化水平的提高，電氣自動化控制設(shè)備已被廣泛應(yīng)用，盡管目前電氣自動化的水平相對較高，但是電氣自動化控制設(shè)備的可靠性仍然令人擔憂，如何提高電氣自動化控制設(shè)備的可靠性成為了相關(guān)工作人員需要思考的重大難題。筆者根據(jù)多年的工作經(jīng)驗，主要針對提高電氣自動化控制設(shè)備可靠性的策略進行分析和討論。

關(guān)鍵詞：電氣自動化;控制設(shè)備;可靠性;策略;

一、提高電氣自動化控制設(shè)備可靠性的重要意義

電氣自動化控制設(shè)備在進行使用的時候?qū)ζ溥M行衡量，可靠性是非常重要的指標，同時對成品的質(zhì)量也有很大的影響，對其可靠性進行保證，同時也是為了更好的保證企業(yè)的生產(chǎn)效益不受到影響。產(chǎn)品的特性主要包含著性能、可靠性、經(jīng)濟性和安全性。在產(chǎn)品質(zhì)量中，可靠性的地位非常重要，因此，保證了可靠性才能更好的避免使用過程中出現(xiàn)故障，故障的次數(shù)少在進行維修的時候才不會花費過多的費用，這樣在安全性方面也能夠進行提高?？煽啃阅軌蛟鰪娫O(shè)備的市場競爭力。隨著國家經(jīng)濟的高速發(fā)展，用戶不僅要求產(chǎn)品性能好，更重要的是要求產(chǎn)品的可靠性水平高。只有那些具有高可靠性指標的產(chǎn)品，才能在日益激烈的競爭中得以取勝。隨著電氣自動化控制設(shè)備自動化程度、復(fù)雜度越來越高，可靠性技術(shù)已成為企業(yè)在競爭中獲取市場份額的有力工具。

二、設(shè)備可靠性的測試方法分析

1、現(xiàn)場測試可靠性

當測試設(shè)備相對比較少的時候，選用現(xiàn)場測試設(shè)備的可靠性不但能夠節(jié)約成本，而且其測量精確度也相對比較高，因為是在真實的工作環(huán)境中測量的。該種方法主要是在設(shè)備的正常的運行的過程中通過觀察其運行情況、記錄相關(guān)數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)，然后依據(jù)相關(guān)參考指標以及標準確定設(shè)備的可靠性。該種方法也具有一定的缺點：容易受環(huán)境的影響和重復(fù)性較差。

2、保證試驗測定可靠性

保證試驗方法也被稱作烤機，在產(chǎn)品出廠前，對產(chǎn)品的性能，包括可靠性，進行檢測。該檢測結(jié)果具有很大的隨機性，產(chǎn)品的時效性服從指數(shù)分布。保證試驗測試主要是為了在出廠前保證所有的產(chǎn)品都具有較高的可靠性。保證試驗的所需時間較長，當產(chǎn)品的數(shù)量比較少的時候，適用于所有的產(chǎn)品;當產(chǎn)品的數(shù)量比較多的時候，適用于樣本。

3、實驗室測定可靠性

實驗室測定產(chǎn)品的可靠性與現(xiàn)場測試具有較大的相似性，但是實驗室測定產(chǎn)品的性能需要實現(xiàn)模擬實際的操作環(huán)境，需要確保其工作環(huán)境、外力影響以及環(huán)境應(yīng)力與實現(xiàn)情況保持一致，然后記錄數(shù)據(jù)、時間、失效的情況等等，在此基礎(chǔ)上據(jù)此進行分析，得出所測試設(shè)備的可靠性分析報告。該方法具有重復(fù)性、實驗條件易于控制、數(shù)量的質(zhì)量高等優(yōu)點，但是該試驗方法需要購置的設(shè)備以及控制的因素較多，因此該實驗所需要的成本是比較高的，鑒于以上特點，該種測量方法適用于大批量生產(chǎn)的設(shè)備。

三、如何提高電氣自動化控制設(shè)備的可靠性

1、合理的節(jié)能降耗

設(shè)備中的零部件元器件，其品種和規(guī)格應(yīng)盡可能少，盡量使用由專業(yè)廠家生產(chǎn)的通用零部件或產(chǎn)品。立足于使用國產(chǎn)材料和來源多、價格低的材料;設(shè)備（含零部件）的加工精度要與技術(shù)條件要求相適應(yīng)，不允許無根據(jù)地追求高精度。在滿足產(chǎn)品性能指標的前提下，其精度等級應(yīng)盡可能低，裝配也應(yīng)簡易化，盡量不搞選配和修配，力求減少裝配工人的體力消耗，便于自動流水生產(chǎn)。

2、選用技術(shù)成熟的產(chǎn)品

根據(jù)電路性能的要求和工作環(huán)境的條件選用合適的元器件，元器件的技術(shù)條件、技術(shù)性能、質(zhì)量等級等均應(yīng)滿足設(shè)備工作和環(huán)境的要求，并留有足夠的余量;優(yōu)先選用經(jīng)實踐證明質(zhì)量穩(wěn)定、可靠性高、有發(fā)展前途的標準元器件，不選用淘汰和禁用的元器件;應(yīng)最大限度地壓縮元器件的品種規(guī)格，減少生產(chǎn)廠家，提高它們的復(fù)用率;除特殊情況外，所有電子元器件應(yīng)按不同的要求經(jīng)過必要的可靠性篩選后，才能用到產(chǎn)品中;優(yōu)先選用有良好的技術(shù)服務(wù)、供貨及時、價格合理的生產(chǎn)廠家的元器件。對關(guān)鍵元器件要進行用戶對生產(chǎn)方的質(zhì)量認定;仔細分析比較同類元器件在品種、規(guī)格、型號和制造廠商之間的差異，擇優(yōu)選擇。要注意統(tǒng)計在使用過程中元器件所表現(xiàn)出來的性能與可靠性方面的數(shù)據(jù)，作為以后選用的依據(jù)。

研究產(chǎn)品與零部件技術(shù)條件，分析產(chǎn)品設(shè)計參數(shù)，研討和保證產(chǎn)品性能和使用條件，正確制定設(shè)計方案;其次，根據(jù)產(chǎn)量設(shè)定產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形式和產(chǎn)品類型。因為產(chǎn)量的大小決定著生產(chǎn)批量的規(guī)模，生產(chǎn)批量不同，其生產(chǎn)方式類型也不同，因而其生產(chǎn)經(jīng)濟性也不同;同時，運用價值工程觀念，在保證產(chǎn)品性能的條件下，按最經(jīng)濟的生產(chǎn)方法設(shè)計零部件;在滿足產(chǎn)品技術(shù)要求的條件下，選用最經(jīng)濟合理的原材料和元器件，以求降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本;全面構(gòu)思，周密設(shè)計產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，使產(chǎn)品具有良好的操作維修性能和使用性能，以降低設(shè)備的維修費用和使用費用。

3、合理控制電子設(shè)備的溫升

溫度是影響電子設(shè)備可靠性最廣泛的一個因素，電子設(shè)備工作時，其功率損失一般都以熱能形式散發(fā)出來，尤其是一些耗散功率較大的元器件，如電子管變壓管、大功率晶體管、大功率電阻等。另外，當環(huán)境溫度較高時，設(shè)備工作時產(chǎn)生的熱能難以散發(fā)出去，將使設(shè)備溫度升高。例如，半導(dǎo)體器件對溫度反應(yīng)很敏感，過高的溫度會使器件的工作點發(fā)生漂移、增益不穩(wěn)定、噪聲增大和信號失真，嚴重時會引起熱擊穿。因此，通常半導(dǎo)體器件的溫度不能過高，如鍺管不超過 70―100℃;硅管不超過150 ―200℃。

因此對于半導(dǎo)體分立器件散熱需要考慮：對于功率小于100 W的晶體管，一般不用散熱器;大功率半導(dǎo)體分立器件應(yīng)裝在散熱器上;散熱器應(yīng)使肋片沿其長度方向垂直安裝，以便于自然對流。散熱器上有多個肋片時，應(yīng)選用肋片間距大的散熱器;半導(dǎo)體分立器件外殼與散熱器間的接觸熱阻應(yīng)盡可能小，應(yīng)盡量增大接觸面積，接觸面保持光潔，必要時在接觸面上涂上導(dǎo)熱膏或加熱絕緣硅橡膠片，借助于合適的緊固措施保證緊密接觸;散熱器要進行表面處理，使其粗糙度適當并使表面呈黑色，以增強輻射換熱;對于熱敏感的半導(dǎo)體分立器件，安裝時應(yīng)遠離耗散功率大的元器件。

4、注意對電子設(shè)備的氣候防護

潮濕、鹽霧、霉菌以及氣壓污染氣體對電子設(shè)備影響很大，其中潮濕的影響是最主要的。特別是在低溫高濕條件下，空氣濕度達到飽和時會使機內(nèi)元器件印制電路板上產(chǎn)色和凝露現(xiàn)象，使電性能下降，故障上升。當電子設(shè)備受到潮濕空氣的侵蝕，會在元器件或材料表面凝聚一層水膜，并滲透到材料內(nèi)部，從而造成絕緣材料表面電導(dǎo)率增加，體積電阻率降低，介質(zhì)損耗增加，零部件電氣短路、漏電或擊穿等。潮氣還能引起覆蓋層起泡甚至脫落，使其失去保護作用。通常采用浸漬、灌封、密封等措施。

結(jié)束語

電氣自動化控制設(shè)備在我國的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)變得越發(fā)廣泛，保證電氣自動化控制設(shè)備可靠性也已經(jīng)成為一個復(fù)雜的且涉及廣泛知識領(lǐng)域的系統(tǒng)工程。采取有效措施加強控制來進一步推動加強電氣自動化控制設(shè)備的可靠性和安全性，才會取得較高的電氣自動化控制設(shè)備可靠性指標，讓企業(yè)在市場競爭中保持優(yōu)勢。

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