電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性探究

沈 燁

（鹽城工學(xué)院，江蘇 鹽城 224002）

目前隨著電氣自動(dòng)化的深入發(fā)展，自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性問題日益突出，我國(guó)早在上世紀(jì)70年代起就開始研究電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性，而且在上世紀(jì)80年代建立了基于電子產(chǎn)品的可靠性信息交換網(wǎng)，有力地提升了我國(guó)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性。隨著我國(guó)社會(huì)科學(xué)技術(shù)和電氣自動(dòng)化的不斷發(fā)展，電氣行業(yè)想要獲得可持續(xù)發(fā)展的動(dòng)能，仍然需要從自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性入手，結(jié)合國(guó)家電控配電設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督的相關(guān)規(guī)定，重新了解當(dāng)下電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性問題，制定相應(yīng)的方法和解決對(duì)策，才能幫助電氣自動(dòng)化控制實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

1 提高電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性的重要意義

1.1 增強(qiáng)綜合競(jìng)爭(zhēng)力

電氣自動(dòng)化的主要意義是在無人操控或者無人監(jiān)管的狀態(tài)下，電氣工程可以自行進(jìn)行產(chǎn)品的操作和控制，按照預(yù)設(shè)的程序進(jìn)行自動(dòng)運(yùn)行，這樣做既可以減輕人力負(fù)擔(dān)，將有效的人力資源運(yùn)用到其他有價(jià)值的事情上，也可以總體提高電氣自動(dòng)化運(yùn)行的效率和質(zhì)量，增強(qiáng)電氣企業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力[1]。就目前電氣企業(yè)的產(chǎn)品而言，控制設(shè)備的可靠性可以提升產(chǎn)品的質(zhì)量，符合市場(chǎng)需求的電氣產(chǎn)品從根本上來說包含四大特性，其中最主要的特性就是可靠性和性能，其次，依次為經(jīng)濟(jì)性和安全性。也就是說，產(chǎn)品質(zhì)量是當(dāng)前電氣企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵，而控制設(shè)備的可靠性是電氣企業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵，控制設(shè)備的可靠性越高，發(fā)生故障的概率會(huì)越小，因此，后期維修和養(yǎng)護(hù)的成本也會(huì)隨之降低，安全性也會(huì)有所提升。由此可以得出，電氣企業(yè)在進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)和加工的過程中，最關(guān)心的是產(chǎn)品的質(zhì)量，只有利用核心科技、利用可靠的自動(dòng)化控制設(shè)備，才能提高電氣產(chǎn)品的安全性能和經(jīng)濟(jì)性能，提高電氣企業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力。

1.2 改善產(chǎn)品質(zhì)量

目前隨著社會(huì)各個(gè)行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，電氣企業(yè)也迫切需要進(jìn)行創(chuàng)新改革，而且目前一些電氣用戶不僅要求電氣產(chǎn)品的性能良好，還要求電氣產(chǎn)品的可靠性比較高、性價(jià)比較高，根據(jù)廣泛的市場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，性價(jià)比較高的電氣產(chǎn)品可以在市場(chǎng)激烈的競(jìng)爭(zhēng)中獲得優(yōu)勢(shì)。因此可靠的自動(dòng)化控制設(shè)備可以提升電氣設(shè)備在加工過程中的精度，提高自動(dòng)化程度和復(fù)雜程度，總體改善產(chǎn)品的質(zhì)量，提升產(chǎn)品的可靠性和性能。在滿足用戶的基礎(chǔ)上，增加電氣行業(yè)的市場(chǎng)份額。而且隨著電氣行業(yè)自動(dòng)化技術(shù)越來越普遍，在實(shí)際的產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性會(huì)直接影響產(chǎn)品零部件的精度，影響產(chǎn)品的整體壽命，關(guān)乎電氣企業(yè)自身的品牌信譽(yù)。可靠性比較高的自動(dòng)化控制設(shè)備可以從根本上改變產(chǎn)品質(zhì)量，提高產(chǎn)品加工的精度和自動(dòng)化程度。

2 電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 工作環(huán)境多樣、操作維護(hù)不當(dāng)

電氣自動(dòng)化控制設(shè)備在運(yùn)行過程中，很容易受到周圍工作環(huán)境的干擾，由于在運(yùn)行時(shí)設(shè)備的應(yīng)用范圍比較廣，因此，不同的自動(dòng)化控制設(shè)備所處的環(huán)境也不同，很難對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)一的管理和監(jiān)督。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，在不同環(huán)境下的電氣自動(dòng)化控制設(shè)備會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量，其中，電磁波環(huán)境中會(huì)干擾電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性。由于電磁波會(huì)干擾自動(dòng)化設(shè)備的外部和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，設(shè)備整體的穩(wěn)定性會(huì)有所降低，在輸出功率時(shí)會(huì)有明顯的噪音，甚至還會(huì)因?yàn)橐恍┤藶橐蛩鼗蛘咦匀灰蛩禺a(chǎn)生安全風(fēng)險(xiǎn)。電氣自動(dòng)化控制設(shè)備需要根據(jù)具體的工作程序作出具體的調(diào)整，在工作中很容易受到機(jī)械的作用力，例如加速度、機(jī)械設(shè)備的沖擊力等。種種因素都可能導(dǎo)致電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性降低，尤其是會(huì)損害電氣自動(dòng)化控制設(shè)備中的相關(guān)零件，因此需要進(jìn)行操作維護(hù)。然而在現(xiàn)實(shí)情況下，一些操作人員并沒有顧及到設(shè)備的維護(hù)問題，而是完全利用設(shè)備創(chuàng)造產(chǎn)品，忽略設(shè)備的后期維護(hù)和保養(yǎng)，整個(gè)自動(dòng)化控制設(shè)備會(huì)因?yàn)榱悴考膿p壞減少使用壽命，增加維護(hù)和保養(yǎng)成本。另外，工作人員對(duì)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的操作也會(huì)影響設(shè)備的可靠性，由于工作環(huán)境比較多樣，在復(fù)雜的操作環(huán)境中，操作人員需要控制電氣自動(dòng)化控制設(shè)備，而由于技術(shù)或者操作流程不熟練，在實(shí)際工作中很容易出現(xiàn)操作失誤，會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行不靈活，使設(shè)備不能正常運(yùn)行。

2.2 設(shè)備元器件質(zhì)量不合格

電氣自動(dòng)化控制設(shè)備會(huì)由于設(shè)備元器件的質(zhì)量，影響整個(gè)自動(dòng)化控制設(shè)備的運(yùn)行效率和運(yùn)行質(zhì)量，從而降低控制設(shè)備的可靠性[2]。目前市面上的一些設(shè)備元件越來越多，尤其一些中小型企業(yè)抓住市場(chǎng)先機(jī)，大量生產(chǎn)設(shè)備的元器件，但忽略對(duì)設(shè)備元器件的管理和生產(chǎn)方式，所生產(chǎn)出來的元器件并不符合實(shí)際的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，也無法在安裝后發(fā)揮有效的功能。而國(guó)家并沒有根據(jù)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的功能和使用方式確定設(shè)備元件的核心標(biāo)準(zhǔn)，一些元器件的質(zhì)量沒有達(dá)到實(shí)際施工時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)備元器件的質(zhì)量無法得到有效保證，會(huì)嚴(yán)重?fù)p害設(shè)備的運(yùn)行效率，整臺(tái)設(shè)備的參數(shù)指標(biāo)會(huì)出現(xiàn)不達(dá)標(biāo)的現(xiàn)象，造成設(shè)備的使用周期短、后期維護(hù)費(fèi)用比較高，影響電氣企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。而且設(shè)備的元器件質(zhì)量不合格，還會(huì)引發(fā)安全事故。而且一些電氣企業(yè)在設(shè)計(jì)控制化設(shè)備時(shí)，并沒有考慮到設(shè)備零部件的相關(guān)要求，沒有對(duì)實(shí)際工作環(huán)境和設(shè)備的技術(shù)要求、技術(shù)效能進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，而是以生產(chǎn)成本為主要依據(jù)，選用一些劣質(zhì)的設(shè)備元器件，導(dǎo)致整個(gè)設(shè)備的可靠性降低。設(shè)備的元器件會(huì)受到環(huán)境的影響，當(dāng)溫度升高時(shí)，設(shè)備零部件很容易產(chǎn)生氧化；當(dāng)溫度和濕度過低時(shí)，設(shè)備會(huì)產(chǎn)生銹化，無論哪一種都會(huì)影響電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的運(yùn)行效率和可靠性。

3 提高控制設(shè)備可靠性的有效措施

3.1 合理選擇設(shè)備元件，保證元件質(zhì)量

在設(shè)備的設(shè)計(jì)和實(shí)際生產(chǎn)過程中，會(huì)涉及到非常多的零部件，一些設(shè)計(jì)的元件會(huì)整體影響設(shè)備的可靠性和運(yùn)行效率，也會(huì)損傷設(shè)備[3]。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)需要嚴(yán)格把控零部件的選擇，盡量按照相關(guān)行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)行零部件的使用制度，通過規(guī)定減少零部件使用規(guī)格的不合理現(xiàn)象。盡量選擇專業(yè)廠家、大企業(yè)以及長(zhǎng)期合作的盟友伙伴生產(chǎn)的零部件，在保證零部件使用質(zhì)量的同時(shí)對(duì)零部件整體的性能進(jìn)行全方位的檢查。在進(jìn)行自動(dòng)化控制設(shè)備的安裝環(huán)節(jié)時(shí)，需要根據(jù)零部件的具體安裝位置、設(shè)備元件的相關(guān)規(guī)格和實(shí)際設(shè)計(jì)參數(shù)等進(jìn)行驗(yàn)收和檢查，對(duì)不合格的設(shè)備元件進(jìn)行退回處理，通過使用合格優(yōu)質(zhì)的零部件，減少成本，總體提高設(shè)備元件的質(zhì)量，提高控制設(shè)備的可靠性。從生產(chǎn)的角度出發(fā)，設(shè)備所使用的相關(guān)元件和零部件需要統(tǒng)一品種和規(guī)格，也就是說，其品種和規(guī)格越復(fù)雜，設(shè)備的可靠性越低。因此可以在保證產(chǎn)品性能指標(biāo)的前提下，盡量簡(jiǎn)化設(shè)備的相關(guān)軟件，仔細(xì)分析元件的質(zhì)量，通過觀察品種規(guī)格、型號(hào)以及制造廠商的資質(zhì)等等，選用科學(xué)、經(jīng)濟(jì)性比較高的設(shè)備元件，并將設(shè)備元件的相關(guān)參數(shù)制作成電子檔案，上傳到云端進(jìn)行保存，在實(shí)際需要時(shí)將檔案調(diào)出進(jìn)行查取。電子檔案中可以主要記載設(shè)備元件的技術(shù)性能、質(zhì)量等級(jí)以及技術(shù)條件，和電子設(shè)備元件零部件的選配條件、使用壽命等，作為日后維修和養(yǎng)護(hù)的主要依據(jù)。

3.2 提高設(shè)計(jì)的可靠性

想要提高電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性，就需要從電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的元件入手，在設(shè)計(jì)前期階段重視設(shè)備的設(shè)計(jì)工作，在設(shè)計(jì)中根據(jù)實(shí)際設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的要求、根據(jù)設(shè)備使用功率和使用參數(shù)的要求，對(duì)整個(gè)設(shè)備的性能和特性進(jìn)行深入分析和設(shè)計(jì)。在前期根據(jù)電氣企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)情況和相關(guān)數(shù)據(jù)資料，制定科學(xué)的設(shè)備設(shè)計(jì)方案，在設(shè)計(jì)時(shí)有效規(guī)劃產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和類型，對(duì)產(chǎn)品的大小、零部件的選用和材質(zhì)設(shè)備的整體性能、突出功效等進(jìn)行具體的規(guī)劃，避免遺漏任何一個(gè)環(huán)節(jié)，通過設(shè)計(jì)的可靠性來提升整個(gè)設(shè)備的可靠性。在進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)時(shí)，需要采用最先進(jìn)的方案，可以與相關(guān)工作人員進(jìn)行具體的生產(chǎn)流程溝通，在溝通的過程中，重新調(diào)整設(shè)計(jì)方案，通過多次修改設(shè)計(jì)方案、多次規(guī)劃設(shè)計(jì)內(nèi)容，既能在一定程度上減少生產(chǎn)成本，降低設(shè)備的設(shè)計(jì)成本，也能從源頭上提高設(shè)備的使用可靠性，提高設(shè)備的使用壽命和操作性能。設(shè)計(jì)人員需要考慮實(shí)際的生產(chǎn)環(huán)境和產(chǎn)品的特殊功能，科學(xué)合理的設(shè)計(jì)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的實(shí)用功能，全面提高電氣設(shè)備的可靠性和安全性[4]。

3.3 選擇電子元器件

在選擇電子元器件時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要實(shí)際考量具體的電氣自動(dòng)化控制設(shè)備運(yùn)行的工作環(huán)境和技術(shù)條件，通過實(shí)際工作環(huán)境和技術(shù)條件來確定元器件的質(zhì)量等級(jí)，在規(guī)定的質(zhì)量等級(jí)范圍內(nèi)進(jìn)行元器件的選擇。在選擇后需要注意對(duì)元器件的質(zhì)量進(jìn)行檢查和監(jiān)測(cè)，通過質(zhì)量檢查和實(shí)際試運(yùn)行，對(duì)整個(gè)電子元器件的參數(shù)和電氣自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行效率進(jìn)行監(jiān)控，剔除不合格的元器件，總體保障電氣自動(dòng)化工程在運(yùn)行過程中的精度，提高電氣自動(dòng)化設(shè)備的性能。按照設(shè)備生產(chǎn)需要的標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)踐要求挑選元器件，同時(shí)還需要根據(jù)電子元器件的使用規(guī)格和參數(shù)，購(gòu)入比設(shè)備所需元器件多2到3個(gè)的替代品，通過多余的電子元器件做好應(yīng)急預(yù)案，一旦整個(gè)設(shè)備發(fā)生故障后，就需要立即停止檢查，對(duì)其中的零部件進(jìn)行替換。而且電子設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行時(shí)對(duì)工作環(huán)境的溫度有一定的要求，因此，在選擇電子元器件時(shí)，需要考慮元器件的散熱性能，尤其一些功率比較大的元件，更應(yīng)該注重散熱性能的好壞。通過科學(xué)合理的選擇電子元器件，總體保證設(shè)備運(yùn)行的可靠性。在購(gòu)買具體的元器件時(shí)，可以利用廠家直銷的方式，既方便元器件的維修，也能防止中途摩擦和各種不良因素導(dǎo)致元器件的損壞，提升元器件的性能，使整個(gè)設(shè)備更加穩(wěn)定。

3.4 加強(qiáng)設(shè)備設(shè)計(jì)階段的控制

電氣自動(dòng)化控制設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行過程中會(huì)受到內(nèi)外部電磁設(shè)備的干擾，而一旦干擾過大，就會(huì)產(chǎn)生安全事故，影響電氣自動(dòng)化控制設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。因此，在電氣自動(dòng)化控制設(shè)備運(yùn)行的過程中，操作人員需要根據(jù)實(shí)際的控制范圍和控制設(shè)備類型進(jìn)行全天候的電子監(jiān)控，在設(shè)備設(shè)計(jì)的階段，對(duì)控制設(shè)備進(jìn)行氣候防護(hù)設(shè)計(jì)和散熱防護(hù)，通過設(shè)計(jì)階段的控制來提升整個(gè)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的功效[5]。在一般情況下，電子設(shè)備在運(yùn)行時(shí)功率的損失都會(huì)以熱能形式散發(fā)，當(dāng)周邊工作環(huán)境的溫度比較高時(shí)，設(shè)備所產(chǎn)生的熱能就很難散發(fā)出去。因此，在設(shè)計(jì)階段，需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行散熱控制，在設(shè)備表面可以安裝散熱器，根據(jù)設(shè)備的實(shí)際結(jié)構(gòu)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在表面安裝散熱器，保證整個(gè)設(shè)備的溫度在正常范圍內(nèi)。另外，需要對(duì)電子設(shè)備進(jìn)行環(huán)境控制，由于高溫高濕的條件下會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生一定的干擾，因此可以在設(shè)計(jì)階段采用浸漬法、灌封法等進(jìn)行控制，保證整個(gè)設(shè)備不會(huì)受到潮濕空氣的侵蝕，在設(shè)計(jì)階段，需要在元器件或者材料表面凝聚水膜，通過滲透到材料內(nèi)部形成絕緣材料，既能保護(hù)整個(gè)設(shè)備，也能提高元部件的使用壽命。在設(shè)計(jì)階段考慮到不同的設(shè)備影響因素，對(duì)其加以控制和解決。及時(shí)科學(xué)的維護(hù)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備。需要考慮到電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的維修成本和保養(yǎng)成本、預(yù)估維修和保養(yǎng)的次數(shù)，結(jié)合具體的設(shè)備使用功能，加強(qiáng)對(duì)設(shè)備性能的控制。

3.5 提升設(shè)備的抗干擾能力

想要提升電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性，還需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的工作環(huán)境，加強(qiáng)對(duì)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的測(cè)量。通過測(cè)量找出設(shè)備的干擾因素，根據(jù)不同干擾因素提升設(shè)備的抗干擾能力。首先可以利用實(shí)驗(yàn)室測(cè)試法，讓整臺(tái)控制設(shè)備進(jìn)入實(shí)際運(yùn)行環(huán)境中進(jìn)行模擬測(cè)試，將具體的測(cè)試參數(shù)進(jìn)行信息存放，通過對(duì)數(shù)據(jù)信息和具體參數(shù)的分析，得出設(shè)備的干擾因素，同時(shí)也能在一定程度上獲取設(shè)備的整體性能。還可以利用保證實(shí)驗(yàn)法，對(duì)整個(gè)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備進(jìn)行故障測(cè)試，通過故障測(cè)試，確定電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的多個(gè)元件，確定故障的實(shí)際特點(diǎn)和分布類型，通過多樣化的檢測(cè)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的具體參數(shù)。根據(jù)控制設(shè)備的具體特點(diǎn)，采用相應(yīng)的措施提高設(shè)備的抗干擾能力，研究產(chǎn)品和零部件的生產(chǎn)技術(shù)條件，在保證產(chǎn)品性能的前提下，利用經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)方式，提高設(shè)備抵抗內(nèi)外干擾的能力，讓整個(gè)設(shè)備的結(jié)構(gòu)更加精細(xì)，與實(shí)際情況更加吻合。同時(shí)，結(jié)合具體的工作環(huán)境分析干擾因素，從環(huán)境角度出發(fā)來提高設(shè)備的抗干擾能力，例如減弱電磁波的傳播、提高空氣的干燥程度等等。工作人員需要根據(jù)實(shí)際情況強(qiáng)化對(duì)設(shè)備的管理和控制，尤其需要對(duì)日常設(shè)備的工作環(huán)境進(jìn)行科學(xué)的管控，在使用過程中做好各項(xiàng)保護(hù)工作和防護(hù)措施，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，讓設(shè)備的結(jié)構(gòu)更加精準(zhǔn)，提高其可靠性。

4 結(jié)束語

隨著社會(huì)科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)型發(fā)展，我國(guó)電氣自動(dòng)化技術(shù)會(huì)得到越來越廣泛的使用。在實(shí)際電氣自動(dòng)化控制生產(chǎn)的過程中，不可避免地會(huì)出現(xiàn)一些潛在的安全隱患，電氣企業(yè)需要根據(jù)自身的實(shí)際情況，總體提高電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性，通過保證電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性，來及時(shí)避免不良事件的發(fā)生。利用多種方式有效探究電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性措施，對(duì)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的問題進(jìn)行逐一解決，在實(shí)際生產(chǎn)過程中應(yīng)用可靠的控制設(shè)備，總體提高電氣產(chǎn)品的質(zhì)量，為電氣產(chǎn)品的市場(chǎng)份額，以及電氣企業(yè)的品牌形象打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。