电气自动化控制设备可靠性相关问题分析

曾 巧

（广东智源机器人科技有限公司，佛山 528300）

电气自动化控制设备可以根据规定的运行过程进行监控，从而实现设备的自动运行，保证生产的稳定，更好地促进企业的发展。

1 电气自动化控制设备可靠性相关论述

电气自动化控制设备是在特定环境中自动执行指定任务的能力。它的可靠性很大程度上取决于其性能质量，反映了电气自动化控制设备在恶劣环境下的可靠性。可靠性是产品质量最重要的部分。提高产品的可靠性能降低安全风险，节约维护成本，提高市场份额，拓宽市场渠道，使产品性能在最大程度上满足用户需求。随着市场竞争的日益激烈，可靠性已成为衡量产品性能最重要的指标。因此，公司或制造商必须高度重视可靠性，从而提升自身市场竞争力，不断提升企业的市场份额[1]。

2 电气自动化控制设备可靠性研究现状

首先，电气自动化技术的可靠性标准和规范较低。与其他重要领域相比，我国电气自动化设备可靠性研究起步较晚，发展缓慢。电气自动化设备的可靠性研究始于20世纪90年代，由能源部开展，没有参考相关行业标准，标准低。由于标准和规范粗糙，电气自动化设备的相关的可靠性标准和规范在实际应用中很难起到指导作用，因此需要对其进行完善。

其次，可靠性模型不合理，导致选择不当。近年来，我国电气自动化控制设备可靠性研究主要基于大数据的指数分布，忽视了对实际情况的研究和分析。在这个过程中，大部分操作都是基于电子数据，在环境压力的影响下，确保数据故障不会造成重大损失。然而，机械产品具有累积效应，随着使用时间的延长，容易出现疲劳失效。

最后，目前没有完整的可靠性指标体系。产品可靠性指标不仅是设计指标的重要组成部分，而且必须包括功能指标。此外，电气自动化设备的安全运行对能源系统的可靠性起着重要的主导作用，直接关系到国民经济生活的各个层次，因此对电气自动化设备的可靠性提出了严格要求。然而，我国电气自动化技术的可靠性指标还不完善，电气自动化设备的使用和验收受到了操作标准化等诸多因素的影响[2]。

3 电气自动化控制设备可靠性测试方法

3.1 试验室测试法

试验室测试法是可靠性测试的基本方法之一，必须满足特定的环境或控制条件，利用现场模拟确定环境对产品可靠性试验的影响。这种方法需要复杂的大数据处理和计算技术，结合含量统计，收集缺陷量累计值等数据，用数理统计方法给出可靠性指标。通过对试验原理的分析发现，试验室测试法可以获得更准确的试验数据，并保持可控状态。试验结果可以与数据质量相联系，并在结果分析中起到作用。但是，该方法并不完善，在使用过程中存在一定的局限性，导致最终结果与实际数据之间存在一定的误差，不能满足相应的要求，且无法满足精度需求。因此，在进行测试前要注意被测试产品的成本，满足数据准确性和容量要求，确定可靠性试验产品的总输出。可见，试验室测试法适用于产品数量较多的公司。为了保证测试的准确性，必须在成本控制的基础上提供大量的数据样本。

3.2 保证试验法

目前，保证试验法主要用于大系统和小批量生产企业，是产品交付前的故障预测。目前，电气自动化控制设备具有元器件数量多、随机性强的特点。由废旧元器件组成的电控设备在运行过程中具有一定的随机性，导致故障变化形式呈指数级增长，增加了运行难度。采用保证试验法可以提前判断未交货产品是否达到质量标准，从而修复不良产品，降低失效率。产品故障率是判断产品能否投放市场的标准，保证试验法的使用是提高产品质量的关键方法。但是，这种方法必须满足一定的条件。在测试过程中，对产品进行测试需要大量的时间，不适合规模大或产品数量多的企业，更适合产品数量少、系统可靠性高的设备。该测试方法虽然不能大面积应用，但其准确性和可靠性完全可以满足复杂电力系统的可靠性测试[3]。

3.3 现场检测法

现场检测法成本低，利用现场试验方法直接检测设备数据，并利用数理统计计算出最终的试验结果，给出可靠性指标。电气自动化设备的控制系统包括很多部分，其测试涉及多个方面。因此，很多类型的检测设备在检测过程中不能使用，在一定程度上减少了资源损失。现场检测法的使用不需要任何预制产品。在设备可靠性试验过程中，试验数据可以反映设备的实际工作方式。

4 影响电气自动化控制设备可靠性的因素

4.1 操作不当引起的可靠性下降

在自动化控制设备使用的过程中，由于操作不当引起的可靠性下降比较常见。不规范或错误操作会导致设备损坏，还会带来一系列不良反应，直接影响企业的生产。导致此种情况的主要原因是操作人员专业素质参差不齐，部分操作人员没有接受过专业的培训或是即使接受过培训也没有牢固掌握设备操作规范与流程，影响了自动化控制设备的可靠性。此外，在自动化控制设备使用中，相关检修人员没有对其进行及时的保养与维护，导致设备在运行过程中出现故障无法正常使用，给电气自动化控制设备的可靠性带来了不利影响。

4.2 电子元器件质量引起的可靠性下降

在自动化控制设备中，电子元器件是主要的硬件设施。但是，随着电子行业的高速发展，电子元器件生产厂家不断增加。由于不同厂家在进行质量管理时管理方式有所不同，因此生产的硬件设备在功能上、质量上也存在一定的区别。所以，在无法保证电子元器件质量的情况下，将其使用到电气自动化控制设备生产中将无法控制其质量，而这些质量无保证的设备投入到具体的生产中势必会降低系统的可靠性。

4.3 环境因素引起的可靠性下降

在电气自动化设备运行使用过程中，环境也是影响可靠性的常见因素。环境因素不仅会给电气自动化设备带来一定的磨损，也会给安全带来影响。假如自动化设备处于比较恶劣的运行环境，将会导致大量灰尘进入设备。当这些灰尘进入设备后会产生较大的物理性摩擦，最终给设备带来磨损。这不仅会给电子自动化设备的安全性带来不利影响，还可能直接影响其运转可靠性，一定程度上提升了设备故障的发生率。

4.4 机械条件因素

机械条件是指电气设备在搬运过程中受到的伤害，如振动、冲击、离心加速等机械作用，而这些伤害会使控制设备元件受损或失效，从而影响整个电气自动化设备的可靠性。生产中操作人员的不熟练使用、错误使用及不正确保养等，也会影响电气自动化设备的可靠性，使电气自动化设备可靠指数降低。此外，设备可靠性与元件技术有关。技术决定质量，在国内技术参差不齐的情况下，如果采购的元件质量不达标，那么对设备的可靠性是一个极大的挑战。

5 加强电气自动化控制设备可靠性的对策

5.1 控制设备的材料管理

企业在购买电气自动化设备零部件时应避免选择复杂的产品，注意零部件的质量。尽量选择专业厂家生产的产品，遵循质量好、成本低和设备充足的原则，减少工作量和维护成本，也更容易更换零件。同时，要充分考虑我国国情，不要一味追求高精度，而要考虑加工精度要求和技术条件，合理使用国产材料。此外，产品的装配和运输必须尽可能简单，最好使用自动装配线来生产和运输产品。

5.2 提高设计的可靠性

为了提高控制装置的整体可靠性，有必要从规划阶段就保证设计的可靠性。在前期规划阶段，需要校核控制装置的特点，分析产品设计参数，讨论并保证产品性能和使用条件，制定科学合理的设计方案。产品结构的形式和类型必须根据范围进行设计，任何疏漏都会影响设备的整体安全，在保证设备技术要求的基础上，采用鉴定技术的概念，选择最经济合理的零部件设计，从而降低产品的生产成本和设备的总制造成本。精心选择合理的材料和部件，不仅可以降低生产成本，还可以提高实际性能、运行维护性能和整体设备的安全性。

5.3 设备生产可靠性

在购买电气自动化控制设备的备件时，必须满足设备的使用要求、技术要求和加工精度要求。尽量使用国内的材料，要能满足产品性能指标的要求，通过简单的装配方法降低产品精度，最大限度地减少劳动消耗和装配工人的错配。

5.4 电子元器件的选择

在选择电子元器件时，首先要考虑选择标准元器件，且选型必须严格、准确。零件在使用前，必须保证厂家生产的零件质量，明确厂家、规格与型号。为便于日后维修，使用零件时应记录各种试验数据。此外，需要维护机房的散热，因为温度是电气自动化设备产生热量的一个重要方面，尤其是大功率电气自动化设备。在潮湿、寒冷及潮湿的环境中，湿度过大会导致电路板设备元件腐蚀、元器件发生短路故障等，因此要选择质量达标的电子元器件。

5.5 定期检查和更新设备

电气自动化设备在使用前应严格检查其安全性能，提高设备的日常维护水平，避免设备超载。无论工作环境多么困难，维护设备时必须严格遵守操作标准，及时更换老化部件，延长设备的使用寿命。

5.6 加强对工作人员的培训

在电气自动化设备可靠运行的过程中，人为因素不可忽视。一是员工在就职前要接受严格的培训，全面深入地了解控制装备。二是加强员工考核，一旦发现不规范行为，要及时提出并纠正。只有技术水平满足实际工作标准，才能最大限度地避免人为错误，提高电气自动化控制设备的可靠性[4]。

5.7 做好防护工作

为了进一步进行相关工作，必须保证相关设备的运行和维护。正常情况下，设备在运行过程中可能会产生高温，如果不采取有效措施，将会影响设备的性能，降低设备的工作效率。因此，需要维护相应的设备，安装高质量的散热器，防止设备在运行过程中受到过高温度的影响[5]。同时，需要及时处理恶劣环境中产生的大量粉尘，如果设备没有得到有效保护，可能会影响设备部件的性能。因此，为了保护设备不受湿气和高压的影响，需要选择相应的设备防止设备内部部件的腐蚀。

6 结语

随着社会经济的不断发展，电气自动化取得了很大进步。它是工业生产中不可缺少的一部分，对提高生产效率具有积极作用。电气自动化操作不仅要对机械设备进行一定程度的控制，还要对整个操作过程进行监控，以提高操作效率。控制设备是电气设备运行的基础，对其运行效果有着重要影响，而影响控制装备的因素很多，因此需要建立全面的管理体系，加强各方面控制，提高设备运行的可靠性和安全性。