對于電氣自動化控制設備的可靠性研究分析

摘要：隨著技術的不斷進步，控制設備當中普遍采用電氣自動化技術。電氣自動化控制設備在各個行業和領域當中發揮著十分重要的作用。由于使用比較廣泛，因此其可靠性的高低對于生產的順利進行具有十分重要的意義。文章對電氣自動化控制設備的可靠性進行了探討。

關鍵詞：電氣自動化；控制設備；可靠性

中圖分類號：U291.4+5文獻標識碼：A

電氣自動化技術在各個行業和領域當中都得到廣泛的使用，極大的提高了工作效率，降低了人力成本，因此對于控制設備的可靠性要求十分高。一旦電氣自動化控制設備的可靠性出現問題，那么將會給生產造成巨大的損失。因此，做好電氣自動化控制設備的可靠性分析是一個十分重要的課題。

1 加強控制設備可靠性研究的重要意義

1.1 可靠性提高產品質量

對于電氣自動化控制設備來說，其質量的高底，在很大程度上受到可靠性的影響，或者說可靠性是衡量電氣自動化設備質量的一個十分重要的指標。對于電氣自動化控制設備來說，具有較高的可靠性就意味著在實際的運行和使用過程當中能夠，盡可能的減少故障發生的概率，能夠有效的防治故障給生產帶來的影響，節約維修資金。因此電氣自動化控制設備的可靠性是其質量的核心所在。

1.2 可靠性可以增加市場份額

對于電氣自動化控制設備來說，具有良好的可靠性，能夠保證運行過程當中盡可能減少故障發生的概率，因此能夠有效的提高自身的市場競爭力，吸引大量的客戶，在激烈的市場競爭當中不斷的發展壯大。當前隨著電氣自動化控制技術的不斷發展，相關控制設備的結構復雜性越來越高，功能也越來越強大，因此對于設備的可靠性的要求也越來越高，只有具有高度可靠性的產品才能夠獲得良好的發展。

2 控制設備的可靠性現狀

2.1 工作環境、使用及維護不當

由于電氣自動化控制設備被廣泛應用于各個行業，因此其面臨著十分復雜的工作環境。很多設備工作環境比較惡劣，環境因素成為影響設備可靠性的一個十分重要的因素。

2.1.1 氣候條件。控制設備工作的場所的溫度、空氣濕度以及空氣中的污染物都回影響設備的可靠性，加速設備當中一些比較敏感的電子元件的老化和損壞，導致性能降低、動作不準等，甚至發生嚴重的故障。

2.1.2 機械條件。在很多需要移動或者是震動較大的機械當中也需要使用電氣自動化控制設備，這些機械在運動過程當中產生的震動、沖擊等有可能造成設備元件損壞，長期下來還會導致金屬產生疲勞，從而導致設備可靠性大大降低。

2.1.3 電氣自動化控制設備當中存在大量結構比較精細的電子元件，這些電子元件對于干擾十分敏感。如果設備工作環境中存在大功率用電器，產生的電磁波有可能對設備造成干擾，導致設備控制精度下降，工作狀態不穩定，甚至發生故障。還有一些操作人員本身并不具備專業的操作技能，在操作過程當中沒有嚴格按照相應的規章制度來進行，從而導致設備運行參數錯誤，對相關的設備缺乏必要的保養，都會導致設備工作性能下降，導致可靠性降低。

2.2 元器件質量低下

電氣自動化控制設備當中存在大量的精密的電子元件，這些電子元件質量的好壞和精度的高低對于電氣設備的可靠性具有直接的影響。很多控制設備生產企業在采購的過程當中沒有進行嚴格的把關，使用了一些達不到標準的劣質電子元件，再加上沒有建立完善的質量控制體系，導致控制設備中使用的電子元件達不到相應的技術標準，從而嚴重的影響了設備的可靠性。

2.3 提高控制設備的可靠性對策

要提高電氣自動化控制設備的可靠性，必須根據控制設備的特點，采用相應的可靠性設計方法，從元器件的正確選擇與使用、散熱防護、氣候防護等入手，使系統可靠性指標大大提高。

2.3.1 在控制設備設計階段，研究產品與零部件技術條件，分析產品設計參數，研討和保證產品性能和使用條件，正確制定設計方案；其次，根據產量設定產品結構形式和產品類型。因為產量的大小決定著生產批量的規模，生產批量不同，其生產方式類型也不同，因而其生產經濟性也不同；同時，運用價值工程觀念，在保證產品性能的條件下，按最經濟的生產方法設計零部件；在滿足產品技術要求的條件下，選用最經濟合理的原材料和元器件，以求降低產品的生產成本；全面構思，周密設計產品的結構，使產品具有良好的操作維修性能和使用性能，以降低設備的維修費用和使用費用。

2.3.2 從生產角度來說，設備中的零部件、元器件，其品種和規格應盡可能少，盡量使用由專業廠家生產的通用零部件或產品。立足于使用國產材料和來源多、價格低的材料；設備（含零部件）的加工精度要與技術條件要求相適應，不允許無根據地追求高精度。在滿足產品性能指標的前提下，其精度等級應盡可能低，裝配也應簡易化，盡量不搞選配和修配，力求減少裝配工人的體力消耗，便于自動流水生產。

2.3.3 電子元器件的選用準則。根據電路性能的要求和工作環境的條件選用合適的元器件，元器件的技術條件、技術性能、質量等級等均應滿足設備工作和環境的要求，并留有足夠的余量；優先選用經實踐證明質量穩定、可靠性高、有發展前途的標準元器件，不選用淘汰和禁用的元器件；應最大限度地壓縮元器件的品種規格，減少生產廠家，提高它們的復用率；除特殊情況外，所有電子元器件應按不同的要求經過必要的可靠性篩選后，才能用到產品中；優先選用有良好的技術服務、供貨及時、價格合理的生產廠家的元器件。對關鍵元器件要進行用戶對生產方的質量認定；仔細分析比較同類元器件在品種、規格、型號和制造廠商之間的差異，擇優選擇。要注意統計在使用過程中元器件所表現出來的性能與可靠性方面的數據，作為以后選用的依據。

2.3.4 控制設備的散熱防護。溫度是影響電子設備可靠性最廣泛的一個因素。電子設備工作時，其功率損失一般都以熱能形式散發出來，尤其是一些耗散功率較大的元器件，如電子管、變壓管、大功率晶體管、大功率電阻等。另外，當環境溫度較高時，設備工作時產生的熱能難以散發出去，將使設備溫度升高。例如，半導體器件對溫度反應很敏感，過高的溫度會使器件的工作點發生漂移、增益不穩定、噪聲增大和信號失真，嚴重時會引起熱擊穿。因此，通常半導體器件的溫度不能過高，如鍺管不超過70℃～100℃；硅管不超過150℃～200℃。因此對于半導體分立器件散熱需要考慮：對于功率小于100mW的晶體管，一般不用散熱器；大功率半導體分立器件應裝在散熱器上；散熱器應使肋片沿其長度方向垂直安裝，以便于自然對流。散熱器上有多個肋片時，應選用肋片間距大的散熱器；半導體分立器件外殼與散熱器間的接觸熱阻應盡可能小，應盡量增大接觸面積，接觸面保持光潔，必要時在接觸面上涂上導熱膏或加熱絕緣硅橡膠片，借助于合適的緊固措施保證緊密接觸；散熱器要進行表面處理，使其粗糙度適當并使表面呈黑色，以增強輻射換熱；對于熱敏感的半導體分立器件，安裝時應遠離耗散功率大的元器件。

結束語

從上面可以看出來，電氣自動化控制設備的可靠性在很大程度上受到很多不同因素的影響。任何一個環節出現問題都有可能造成電氣設備可靠性的降低。因此，在電氣自動化設備的使用過程當中，一定要做好相應的維護工作，采取相應的技術措施和管理手段，保證控制設備的工作性能，確保設備的可靠性。

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