电气自动化控制设备可靠性研究

魏建春 李亚芳

【摘 要】近电气自动化控制设备有着诸多方面的突出优势，正在我国各项社会事业中得到了广泛应用。作为评判电气自动化控制设备的重要的因素之一，其可靠性的高低直接决定着其实际工作效能。文以提高自动化控制设备可靠性的意义为基础，着重分析了电气自动化控制设备可靠性的现状，以实际为出发点对电气自动化控制设备可靠性的测试方法。

【关键词】电气自动化；控制设备；可靠性研究

前言

目前，电气自动化控制技术不仅已经成为促进我国经济发展必不可少的经济手段，更是衡量我国电子行业发展水平的关键指标。电气自动化控制设备可以提高工作质量、提升生产效率、改善劳动条件、增强运行经济性等特点，但是电气自动化控制设备必须具有高度的可靠性才能保证生产运行的稳定性。在各个行业电气自动化程度不断深入发展的今天，如果保证电气自动化控制设备的可靠性是目前需要迫切解决的问题。

一、电气自动化控制设备可靠性的现状

1、设备元器件的参差不齐

目前，市场的竞争日益激烈，元器件生产厂家恶性竞争，对于产品的质量置之不管。在日益竞争激烈的市场条件下，使厂家更加的注重价格的优势，导致了元器件的质量劣质，使电气自动化设备可靠性偏低，影响了正常运行。由于生产元器件的厂家数量比较多，致使元器件的价格低廉，使得电气自动化设备生产企业在采购时缺乏对质量的考虑，从而使得电气自动化设备的可靠性大大降低，同时也降低了电气自动化设备的使用寿命。

2、缺少对电气自动化控制设备的定期维护

由于电气自动化装备在操作上比较难的原因，使得新员工在操作上不太熟悉，常常会因为不正确的操作而影响设备的使用，甚至导致电气自动化设备的损害。除此之外，定期的维护可以延长设备的使用寿命，因此需要科学地，对电气自动化控制设备进行检测、保养和维护。

3、电气自动化控制设备受工作环境的影响

电气自动化设备根据不同行业的需要，则工作的环境也不相同。不利的因素主要包括环境因素、电磁干扰因素以及机械作用因素。环境因素主要指温度、湿度、空气质量等，这些因素会对电气自动化设备的性能产生严重的负面影响，侵蚀设备的结构，降低设备运作的灵活性，严重的甚至会使电气自动化设备无法运行。电磁干扰因素不是可见的，电气自动化控制设备在运用的过程中会产生各种电磁波，电磁波会使设备运用的噪音更大，使得设备的运用的稳定性大大降低。机械作用的因素主要是指电气自动化设备受到的机械作用力，机器之间的相互冲击、振动等，这些机械的冲击力会大大的破坏电气自动化设备的元器件，通过相互之间的摩擦，使元器件变形或者损坏，使电气自动化控制设备失去工作能力。

二、可靠性测试的主要方法

1、试验室测试方法

在试验室内，用一种规定的可控的工作条件和环境条件，模拟现场的使用条件，使被测设备如同现场所遇到的环境应力进行试验，将累计的时间和累计失效数等其它数据通过数理统计得到可靠性指标这是一种模拟可靠性试验，这种试验方法试验条件易于控制所得数据质量高所得试验结果可以再现，可以分析，但受试验条件的限制很难得到与真实情况相对应的数据，同时试验费用昂贵，由于这种试验一般都需要较多的试品，所以还要考虑到被试产品的生产批量与成本因素，因此这种试验方法比较适用于大批量生产的产品。

2、保证试验方法

该方法是在产品出厂前将产品在规定条件下进行无故障的工作试验，俗称烤机，电控设备通常由大量的元器件组成，它的故障模式是一种不以某几种故障为主的，随机的，多样化的形式来显现出来的，因此它的故障服从指数分布，也就是说它的失效率具有随着时间变化的特性。通过对产品的早期失效进行测试考核，通过对产品的改进，使失效率达到某一项规定指标后再出厂。这项试验主要是一种可靠性保证试验，而且所需的时间长，对大量生产的产品来说，它只能用于设备的样本，对小量，大系统生产的产品来说，它可用于所有产品。这种试验方法对电路复杂，可靠性要求较高台数又少的电控及自动化设备比较适用。

3、现场测试方法

通过对设备在使用现场进行的可靠性测试记录各种可靠性数据，然后根据数理统计方法得出设备可靠性指标的一种方法。该方法的特点是试验需要的试验设备比较少，工作环境真实，其测试所得数据能真实反映产品，在实际使用情况下的可靠性维护性等参数，且需要的直接费用少，受试设备可以正常工作使用。不利之处是不能在受控的条件下进行试验、外界影响因素繁杂，不可控，试验条件的再现性比试验室的再现性差。现场测试分为三种情况：一种是在线测试，测试设备不停止运行；一种是停机测试，被测试设备停止运行；第三种为脱机测试，将被测部件从运行现场取出，放到专用的测试装备上进行测试。从测试技术角度上说，后二者更容易进行各种测试；对于复杂系统来说，往往故障和问题需要在设备运行时才能发现和定位，必须进行在线测试。究竟采取哪种方式进行现场测试，取决于故障状况和实际应用是否允许立即停机。

三、提高电气自动化控制设备可靠性的策略

1、提高设计的可靠性

要想提高控制设备的整体可靠性需要从设计阶段开始就保证设计的可靠性。我们在控制设备设计之初就需要以控制设备的特点进行深入研究，分析产品的设计参数，研讨和保证产品的性能和使用条件，在这种情况下制定出科学合理的设计方案。产品的结构形式和类型需要根据应用空间来设计，产品的大小决定着产品的类型和其生产规模以及生产批量。产品的形式和类型的不同也影响着产品的经济性能，在设计时这些方面需要一一考虑到，遗漏任何一个方面对其设备整体的可靠性都带来一定的影响。在保证器件技术要求的情况下，运用价值工程观念选择最经济合理的方案对零部件进行设计，以减少生产产品的费用，降低整个设备的制造成本。在周密的思维下选择合理的材料和元器件进行设计不仅是降低了生产成本，也提高了产品的实用性能和操作维修性能，从整体上提高设备可靠性。

2、合理选用零部件

因设备中存在的零部件多而杂，在选择零部件的时候就需要慎重。设备中的零部件、元器件，产品的品种规格要尽可能少，尽可能地使用专业厂家生产的通用零部件。这样不仅使得零部件精度有保障，其使用性能也有所保障，而且能在维修保养更换时及时处理设备存在的硬件问题。在购材时严格检验以防出现任何纰漏，更不能因市场的恶性竞争追求经济型而采购质量差的材料。

3、电子元器件的选择

如何选择元器件要根据工作环境的技术条件、技术性能和元器件的质量等级要求来选择。选择时优先选择标准的元器件，并且有足够的替代品保证出现故障时得到及时更换。因温度的影响，电子设备的可靠性是直接关系到整个设备的可靠性的。所以选择的电子元件散热性能要好，特别是对于功率较大的电子元件，散热必须良好。同时湿度也影响着电子设备的可靠性，特别是在低温高湿的环境下，空气湿度达到饱和时就会使机器元器件、印刷电路板上产生凝露现象使得电器元件电气性能下降。总的来说，保证电子元器件合理选择是提高电气自动化控制设备可靠性的主要方法之一。

結束语

总之，随着我国现阶段电气自动化进程不断的加快，当中的控制设备行业也有了较快的进展，因此来说对于加强电气自动化控制设备可靠性问题是厂家必须考虑的问题。随着可靠性问题繁琐和复杂化，我们必须在掌握完整的可靠性测试方法的基础之上，才能相应的提高其可靠性。

参考文献：

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