分析電氣自動化控制系統的可靠性

【摘 要】由于電氣自動化控制系統的應用廣泛，因此無論是生產設計商還是使用的企事業單位都應當重視電氣自動化控制系統可靠性的問題，這樣才能有利于我國經濟的發展和人民生活水平的提高。

【關鍵詞】電氣自動化；控制系統；可靠性

1、前言

我國的電氣自動化發展于建國初期， 大概是 1950 年代，這是一門電氣工程與自動化工程相結合的一個新興領域，其屬于我國高新技術產業類型之一，并廣泛應用于我國的各行各業，如農業、工業、國防、軍工、交通運輸等。

2、電氣自動化控制系統可靠性概述

電氣自動化對于促進我國整體國民經濟發展、提升企業生產效率、提高人民生活質量大有裨益。現當代所應用的電氣自動化控制系統主要就是通過自動化的設備，幫助人們實現一些遠程的操作和控制，因此這類型無人操作設備的可靠性成為衡量電氣自動化控制系統成熟度的重要指標。所謂“可靠性”是指，該自動化儀器或設備，能根據遠程的指令，在指定的時間、地點，完成指定的指令，其完成的準確度越高則該電氣自動化控制系統的可靠性越高。

2.1、可靠性對于電氣自動化控制的重要意義

首先，可靠性是衡量電氣自動化控制系統的最為重要的標準，搭建有電氣自動化控制系統的設備在出廠前都需要通過可靠性抽檢，抽檢合格的產品批次才能順利流放到市場中，供相關人員和單位使用；其次，可靠性對于使用電氣自動化控制系統的企事業單位而言，是其保證產品及服務質量的基石。只有可靠性高的電氣自動化控制系統及設備才能保證相關生產經營性質單位的產品質量，才能降低生產過程中的故障率、返修率，提升企業在市場中的品牌形象及市場份額。要想提高企業在市場中的競爭力， 必須提高電氣自動化控制系統和設備的可靠性。

2.2、影響電氣自動化控制可靠性的主要因素

2.2.1 設備元件質量問題

對于電氣自動化控制系統可靠性最致命的影響因素就是該系統及設備元件的質量問題， 由于元件自身質量問題所造成的電氣自動化控制系統及設備壽命短暫、使用風險大等問題，是不可避免的。我國部分制造電氣自動化控制系統及設備的廠家，受市場日益激烈競爭的影響，一味追求企業經濟利益、忽視產品質量和安全，在生產自動化控制系統時，存在著使用劣勢原配件的問題，從而使得電氣自動化控制系統可靠性低，在后期的使用中出現故障的情況是普遍存在的。

2.2.2 自動化控制系統使用環境

由于我國電氣自動化控制系統應用廣泛，甚至不乏應用到大型工業或資源開采類項目中，如礦山、電廠、冰川探索等。因此其使用環境惡劣程度是由差異的，由于惡劣環境，如地理位置、天氣、溫度、濕度等，所造成的電氣自動化控制系統可靠性降低也是存在的，這些自然因素都會導致可靠性的降低，更有甚者會使得控制系統完全癱瘓。

2.2.3 設備交互使用

由于使用電氣自動化控制系統的工程環境都相對比較復雜，存在著多項工程交互使用的情況，因此由于其他設備共同交互使用所產生的機械共鳴、電磁破干擾問題也是存在的，這些對于電氣自動化控制系統的可靠性都有一定損壞，并且會影響其正常的使用。

2.2.4 人工操作不當

在實際使用電氣自動化控制系統的工程項目或生產項目中，并非每一個使用自動化控制系統的員工都會進行細致、精確的操作培訓，因此往往會由于他們缺乏使用經驗或技能不過關導致控制系統可靠性降低，甚至控制系統癱瘓的問題都是常見的。

3、可靠性測試的主要方法

要取得電控及自動化設備的可靠性等征量定量地評價其水平，首先要決定一個測試方法，當前常用的可靠性測試方法主要有以下幾種。

（1）試驗室測試方法。在試驗室內，用一種規定的可控的工作條件和環境條件，模擬現場的使用條件，使被測設備如同現場所遇到的環境應力進行試驗，將累計的時間和累計失效數等其它數據通過數理統計得到可靠性指標這是一種模擬可靠性試驗，這種試驗方法試驗條件易于控制所得數據質量高所得試驗結果可以再現，可以分析，但受試驗條件的限制很難得到與真實情況相對應的數據，同時試驗費用昂貴，由于這種試驗一般都需要較多的試品，所以還要考慮到被試產品的生產批量與成本因素，因此這種試驗方法比較適用于大批量生產的產品。

（2）保證試驗方法。該方法是在產品出廠前將產品在規定條件下進行無故障的工作試驗，俗稱烤機，我們研究的電控設備通常由大量的元器件組成，它的故障模式是一種不以某幾種故障為主的，隨機的，多樣化的形式來顯現出來的，因此它的故障服從指數分布，也就是說它的失效率具有隨著時間變化的特性。我們在試驗室內對出廠前的產品進行烤機，實際上就是對產品的早期失效進行測試考核，通過對產品的改進，使失效率達到某一項規定指標后再出廠。這項試驗主要是一種可靠性保證試驗，而且所需的時間長，對大量生產的產品來說，它只能用于設備的樣本，對小量，大系統生產的產品來說，它可用于所有產品。這種試驗方法對電路復雜，可靠性要求較高臺數又少的電控及自動化設備比較適用。

4、電氣自動化控制系統可靠性解決方案

4.1、電氣自動化系統可靠性評估

在針對性的采取一些解決方案之前，需要對電氣自動化控制系統的可靠性進行評估。 首先，需要企事業單位，針對涉及到電氣自動化控制系統使用的領域制定一套全面、高效的可靠性評估方案，重點評估系統運行的環境、相關原配件的穩定性等。其次，在將電氣自動化控制系統實際應用到生產、工程之前，需要建立與實際環境相一致的實驗室環境，讓該控制系統先通過實驗室評估，再應用到實際生產與項目中。重點需要關注模擬環境中反饋的問題、可能導致可靠性下降的因素、可能出現故障的元器件、可能產生干擾的其他機器設備等，要做到充分檢測及可能性嘗試。最后，針對前期初步可靠性識別及實驗室模擬環境檢測的結果，進行全面分析，綜合評價該電氣自動化控制系統可靠性，尤其注意不同模擬環境、相關參數等對于自動化系統可靠性的影響， 在應用時需要充分估計由于參數和環境變化造成的損失。

4.2、自動化控制系統可靠性解決方案

要從根本上解決自動化控制系統的可靠性，首先需要從構造該設備的原配件或元器件的質量上入手， 即滿足可靠性的前提下選擇符合企業自身經濟利益的性價比高的元器件來進行自動化控制系統的制造；其次，根據自動化控制系統可能應用的環境要做充分估計，對于不同環境要求的系統需要做進一步的調整與修正，針對不同環境要求可以考慮將自動化控制系統分級設計，比如根據環境惡劣程度分為 1-5 級，等級越高代表環境越惡劣，在設計和制造時則因地制宜的來進行自動化控制系統的研發；再次，要注重自動化控制系統的定期檢修與維保，一方面廠家可以考慮提供有償的定期專業檢修和維保服務，另一方面使用自動化控制系統的單位也需要注重這種周期性的檢修與維保工作，這能有效防范由于操作失當造成的相關問題，做到早發現、早處理，有效增長設備壽命、降低使用風險。

5、結論

綜上所述，我國現代生產生活中，電氣自動化控制系統運用日益廣泛，可靠性成為自動化控制系統的關鍵，了解影響自動化控制系統可靠性的因素、認真做好防范舉措，對于人民生產生活的安全來說是種最根本的保障。

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