探讨电气自动化控制设备

琚垚

摘 要：随着社会的不断进步，电气自动化控制设备在我国生产生活的利用率越来越高，地位越来越重要。许多的电气自动化控制设备长期在恶劣的环境下工作，面临着各种各样的环境考验，所以其可靠性非常的重要。本文对电气自动化控制设备的定义和现状进行分析，并给出可靠性测试的方法。

关键词：电气自动化；控制设备；可靠性测试

自动化控制设备是指没有联成自动化生产线或半自动化生产线，而是以单个自动化设备进行生产的设备。电气自动化就是机械设备在无人或者少人的情况下按照预先的计划和程序自动完成对产品的操作、控制及监控等工作。随着机械电子技术、微电子技术的快速发展，电气自动化控制被各个行业广泛运用，电气自动化提高了生产效率，提高了工作的可靠性，也提高了运行的经济性，保证了电能质量，大大改善了劳动条件，更是大大方便了人们的生活。

电气自动化是近年来发展比较迅速的一门学科，它与人们的生产生活密不可分。电气自动化控制设备不仅可以减少企业人力物力的投入，还可以达到自动控制、同步监控等功能，为企业的可持续发展提供保障，推動我国的经济不断发展。

一、电气自动化控制设备的概述及现状

在时间、范围、环境特定的条件下，控制设备完成任务的能力就叫做电气自动化控制设备可靠性。简单来说，就是完成任务的能力越高，电气自动化控制设备的可靠性就越高，反之越低，通常在恶劣的环境下才可以显现出这种能力。

随着电气行业不断的发展，企业对电气自动化控制设备的使用率提升，相关的科学技术也在不断完善。但行业与行业间的差异性较大，且工作环境不同，迫使其发展面临着更多的限制因素，下面对现阶段电气自动化控制设备的发展现状进行分析：

第一，周围环境较复杂且维护不及时。一方面，电气自动化控制设备的工作环境比较严峻，其受环境的影响会出现许多的问题，例如：震动冲击、机械力等等，会破坏电气自动化控制设备的性能；另一方面，人为的错误操作也可以引发控制设备一系列的问题，虽然控制设备在实际使用中，不需要人为的过多操作，多数只需要监控即可，但并不是所有的控制设备功能都不需要人为操作，且操作的难度较大，许多生产操作人员没有过多的专业知识及相关的操作技能证书，增加了安全事故发生的可能，降低电气自动化控制设备的可靠性，限制其发展和应用[1]。

第二，零部件的质量无法满足控制设备的基本运行。基于电气自动化控制设备的应用越来越广泛，许多厂家开始开展对其元零件的加工工作，但元零件的加工质量无法保证且通用性差；一些控制设备的购买企业规模较小，没有完善的管理体系，无法保证控制设备的有效检查。另外，生产元零件的生产厂商间的竞争关系不健康，只能不断的降低元零件的价格忽略其质量，降低控制设备的可靠性。

二、常见故障

自动化控制设备比较常见的故障主要有：系统性的设备故障，随机性的设备故障。

（一）系统性的设备故障

系统性的设备故障一般指的是，被控设备如数控机床，在工作中的某些指标如果满足了一定的条件，又或者超过了某一事先设定好了的界限或限度，就必然会发生特定的设备故障。此类故障是比较常见的故障现象，要想杜绝或者避免此类系统性设备故障的发生，按照操作规范进行正确的使用是切实保障，还应做好精心的维护工作。

（二）随机性的设备故障

随机性的设备故障一般指的是，被控设备比如数控机床，在相同的工作环境条件下工作时，有时不发生故障，而有时会偶然出现一两次的故障，也有的称此类故障是“软故障”

三、电气自动化控制设备可靠性影响因素

（一）因操作不当降低设备的可靠性

在自动化控制设备的操作过程中，总是会出现不规范的操作，就导致控制设备在不规范的操作或者是错误操作而出现损坏，出现不良反应，影响了企业的生产线。此外，操作员工的素质参差不齐，没有进行有效的培训，使得个别员工对操作自动化控制设备不熟练，进而出现各种不规范操作或者直接导致设备的故障。自动化控制设备的老化问题也需要引起注意，维修人员需要定期地对其进行保养和维护，保证机器的正常运行。

（二）电气设备电子元器件的质量因素

近些年电子行业蓬勃发展，每件产品让人第一注重的就是硬件设施，只有硬件设施过关才会考虑是否购买。如今的硬件厂商如雨后春笋般增长，功能各异，质量不同，制作工艺也是良莠不齐，导致最后的硬件产品质量也参差不齐。要使机器能够完美运行，硬件质量就得过关。但一些硬件生产厂商并没有很好的质量管理体系，出厂的产品质量无法得到保障，这样使得设备的不稳性大大提升。

（三）环境因素的影响

在电气自动化控制设备的运行过程中，恶劣的自然环境会直接影响到电气设备的稳定运转，不仅会增加电气设备的磨损程度，也会严重威胁电气设备的运行安全。如灰尘进入电气设备的内部结构时，会导致电气设备的运转部位出现较大的物理摩擦，继而增加电气设备的磨损问题，使电气设备的使用安全和使用寿命受到极大影响，导致电气设备故障问题的发生概率不断提升。

（四）电气干扰的影响

通常电气自动化控制设备运行过程中会产生大量的电磁波，这些电磁波会对电气设备造成不利影响，尤其是控制系统受到电磁干扰时会出现失控和误控现象，极大降低了电气控制系统的可靠性和有效性，最终直接威胁到电气设备的生产效率和生产安全，极其不利于电力企业的稳定发展。

四、电气自动化控制设备的可靠性测试方法及措施

（一）现场测试法

在测试现场对控制设备进行可靠性研究，以数理统计为基础对数据进行对比分析，得到与控制设备相符的数据叫做现场测试法，这种方法在开展过程中不需要其他的监测设备，只需要在电气自动化控制设备运行过程中进行测试，所以得出的数据能够更好的体现出控制设备的实际运营状态，在一定程度上影响着控制设备的投入成本，且测试过程中不会对电气自动化控制设备的运行产生影响。如果控制设备的测试结果通过，就可以出厂投入实际的生产中。

（二）试验室测试法

通过对电气自动化控制设备的实际工作环境进行模拟，同时统计信息数据，并对运行时的相关数据进行核算的可靠性测试办法叫做试验室测试法。与现场测试法相比较的优势是，试验室能够模拟出更多的恶劣环境，对电气自动化控制设备给予不同的考验来测试其可靠性，提高试验数据的精准度。但实际的工作环境变化无常，试验室不可能完全模拟出来，所以还会存在与实际数据差异的情况。

（三）保证测试法

保证测试法就是对未出厂的电气自动化控制设备进行检测并對设备的故障进行试验。由于电气自动化控制设备发生故障的随机性较强，通过保证测试法可以帮助控制设备及时发现自身的故障并进行修复，增加电气自动化的可靠性。这个方法的优势是可以降低电气自动化控制设备运营失效的可能，但测试的时间比较长，所以比较适合对规模较小的电气自动化设备进行测试。另外，保证测试法对环境的要求较高，所以在测试之前一定要满足其方法工作的基本条件，避免进行无效的工作。

（四）保证控制设备可靠性的措施

一方面，要增加控制设备设计的科学性能及可靠性能。在控制设备设计的前期要遵循科学和可靠的原则，才能够对其正常运行提供保障。所以，在对控制设备方案进行设计时，设计人员要以控制设备的特点为基础，对控制设备的相关设计参数进行研究和总结，保证其整体的工作性能，制定出完善的方案并对方案进行可行性分析，然后严格按照设计方案进行生产工作，保证控制设备的每个细节点都符合方案的设计。在器件技术达到了设计要求时，运用科学化的工程观来设计零部件，缩小成产的成本，减少资源的浪费。这种设计方法不仅仅增加了企业的生产利润，还提高了控制设备的实用性，推动了控制设备的可靠性发展。

另一方面，选用适合的零件并保证控制设备的正常运行。在电气自动化控制设备的工作过程中，发生故障是无法规避的，所以为了加强其运行的可靠性，就必须要随时随地的对控制设备的内部零件进行检测。结合控制设备周围的工作环境，总结出常见故障的零部件，逐个测试其是否符合运行标准。若企业使用的是较复杂的控制设备，一定要由专业的安装人员进行的组装，减少因控制设备安装过程中出现的小问题降低其可靠性。

最后，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

综上所述，可靠性高的电气自动化控制设备能够保障人类的人身财产安全。若电气自动化控制设备的可靠性没有达到相关标准，就会增加生产操作人员发生危险的可能。所以，企业一定要给予控制设备的自动化可靠性重视，提高生产操作人员的专业知识及实践能力，为电气行业的发展奠定基础。