电气自动化控制设备的可靠性研究

谢海洋

摘 要：随着电气自动化在生产过程中的应用越来越普遍，针对其控制设备的研究也日渐深入。本文主要论述了电气自动化控制设备可靠性的研究意义，如改善产品质量、降低生产成本、保障生产安全、提升企业竞争力等，并且总结了实际运行过程中对其可靠性的主要影响因素，进而以此提出了相应的提高措施。

关键词：电气自动化;可靠性;控制设备

近年来随着高新科学技术的不断发展和进步，电气自动化设备的应用范围也越来越广泛，其控制设备的发展也日趋智能化、系统化和模块化。信息技术的运用使自动化的发展取得了一定的进步，在其发展速度加快的同时，其控制设备的可靠性也成为广受关注的焦点。只有在控制设备可靠性得到充分保障的时候，才能使其效能充分发挥，同时，相应的生产过程和运营过程才能稳步、安全进行，进而控制产品质量，保障其经济效益。

1 电气自动化控制设备可靠性的研究意义

1.1 改善产品质量、降低生产成本

电气自动化控制设备的可靠性提升了，其产品质量相对来说就有了保障。电气自动化控制设备越可靠，其产品之间在生产过程中出现的问题就越少，误差就越小，而实际运行过程中出现故障的概率也就相应地得以降低，从而减少企业对电气自动化控制设备维护方面的资金投入力度，降低了生产的成本。

1.2 保障生产安全

电气自动化控制设备的可靠性是保障生产线安全运行的重要环节，可靠性越高，离安全生产的目标越近。因此，研究电气自动化控制设备的可靠性，对保障企业的安全稳定生产具有重要意义。

1.3 提高综合竞争力

电气自动化控制设备可靠性的增强，在保证其销售量和市场份额的同时，也有利于电气自动化的更广泛应用。这无论是对企业还是对行业来说，都是提高自身综合竞争力的有效途径。

2 电气自动化控制设备可靠性的影响因素

2.1 生产过程中的影响因素

主要是生产设备的元件质量低下，现阶段，电气自动化控制设备的生产厂家越来越多，但是，其质量要求和水平却参差不齐。尤其是以低价格进行不良竞争的恶性循环，导致元件质量不达标。从而影响到设备的安全和使用寿命，进而对电气自动化控制设备的可靠性产生影响。

2.2 运行过程中的影响因素

2.2.1 器械故障

以西门子PLC系统为例，主要包括两方面，一方面是信号故障，如传输信号线短路、机械触点抖动或者接触不良，机械开关自身出现问题等，均有可能使信号出错，从而导致控制系统的正常运转受到不良影响。另一方面则是执行系统的故障，如变频器所带电机出现故障，各种电动阀、电磁阀的开关出现紊乱等均能直接影响控制设备的可靠性。

2.2.2 电磁因素

电气自动化控制设备的周围通常充斥着来自各个方面的电磁波，从而对其产生影响，如误控、失控等，从而影响到设备整体的可靠性。

2.2.3 人为因素

操作人员对控制设备的性能掌握不熟练，或者未进行训练就盲目操作，最终导致疏忽。或者在运行中出现的故障不能得到及时发现和排除，也是影响自动化控制设备可靠性的因素之一。

2.3 其他因素

主要是指自然环境和气候等。自然环境具有多变性，而恶劣的气候环境对电气自动化控制设备的可靠性具有更加不可控的影响。如湿度增加时，控制系统的触摸屏就容易产生雾气，进而影响操作指令的准确输入，从而导致其控制系统的可靠性下降，危害生产安全。

3 电气自动化控制设备可靠性的提高措施

3.1 提高设备元器件的质量

在电气自动化控制设备的生产过程中，相关技术工作人员应当按照技术标准，对元器件的选用严格把关。在选择生产厂家时，不能只看低价，应该结合产品的设计参数、使用环境、运行标准等条件，在保证控制设备的良好性能和使用条件的前提下，选取最经济实用的元器件生产厂家。另外，在厂家生产过程中，也应该给予一定的关注，确保元器件的质量和稳定性能符合电气自动化控制设备的需求。另外，在生产过程中，针对元器件的相关数据，也应该做好记录并妥善保存，一方面可以方便对控制设备性能的监督，便于提高以后的生产力，另一方面可以方便运行过程中控制设备的维护和故障的排除。

3.2 提高控制设备的气候防护能力

针对不同使用地点的气候特征，在电气自动化控制设备的设计和生产过程中，结合当地的环境特点，给予一定的分析，并在相应节点进行加强防护，从而提高控制设备的稳定性和可靠性。例如，在西门子PLC的实际应用中就应该注意温度、湿度等气候因素对控制设备可靠性的影响，为避免散热不良，在安装时就因该充分考虑其安装位置，并且由于空气湿度较大时，会产生露珠，因此，为了保证其绝缘性能，应该在生产过程中就考虑到这方面的因素，从而规避实际运行过程中可能出现的问题。

3.3 提高控制设备的抗干扰能力

这不仅包括对电磁影响的抗干扰能力，还包括对震动等的抵抗能力。一方面，在控制设备的生产过程中，应该选择具有相应抗性的元器件，或者在不影响使用和操作的前提下，对元器件的表面进行一定的特殊处理。另一方面，在设备的使用过程中，应该本着提高设备可靠性的原则进行使用，而不是一味追求高产量，从而忽略设备抗干扰能力的上限。例如，在西门子PLC的实际使用过程中，应避免将其规划在与强烈震动源较近的位置，如果实在无法避免，那么就应该采取相应的避震或者减震措施，包括使用减震胶等。又如，在实际运行中，PLC的变频器会产生大量的谐波，干扰周围的系统和仪表，导致其出现误差甚至无法工作。这样，可以在控制设备的生产过程中使用具有数字滤波功能的仪表，或者在使用过程中采用信号隔离器，从而使其免受这方面的影响。

3.4 生产时的测试和使用中的检修

首先，生产过程中对电气自动化控制设备的可靠性进行测试，有利于提高设备的质量，保证其使用过程的安全顺利进行。目前较常用的测试方法主要有现场测试法、试验室测试法和保证测试法等，通过这些方面的测试，可以有效提高控制设备的质量，保障其穩定性和可靠性，规避运行过程中才能发现的问题。其次，在控制设备的实际运行过程中，应该有相关的专业技术人员定期进行检修和故障排除。例如，在发生故障时，应该有相关技术人员用专业科学的方法仔细检查设备，注意排除故障，避免非技术人员对相关的控制设备进行随意检修导致控制设备的可靠性出现更大的误差。

3.5 提高相关人员的思想认识和操作能力

当前使用电气自动化的企业中，有很多相关人员对其控制设备的可靠性认识程度不足，在实际的运营中，对其出现的误差和微小故障置之不理，导致问题的积累，从而使控制系统的可靠性持续下降。因此，相关单位应该加强这方面的培训，提高有关人员的思想认识。另一方面，有些企业并未对电气自动化控制设备的使用方法进行一定的人员培训，从而导致生产过程中误操作等问题，使设备受损，因此，有关企业应该加强相关的培训力度，保证控制设备的可靠性。

要想保证企业电气自动化设备的良好有效运行，其控制设备的可靠性是极其关键的一个环节。而在这方面，我们仍旧有很多工作需要做到位。唯有如此，才能使电气自动化设备发挥其应有的作用，从而助力于企业的良好发展。

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