電氣自動化控制設備的可靠性分析

楊申+李鴻軒+郭旭

摘要首先闡述了可靠性的定義及可靠性技術的發展，然后對提高自動化控制設備可靠性的現實意義作了深入分析，最后從設計、制作、維護三個方面出發，對提高自動化控制設備的可靠性提出了一些建議，從而有效地保證自動化控制設備與系統的安全可靠運行。

關鍵詞電氣自動化；可靠性；設計；制作

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）12-0193-01

目前，自動化控制設備作為現代工農業生產必不可少的“眼睛”，以其高速性、準確性以及可靠性等優點，使得設備的使用者足不出戶就能對整個生產過程進行精準控制，極大的提高生產效率的同時，也降低了危險環境之下工作人員的人身安全傷害系數。

1可靠性及其技術的發展

廣義上講，可靠性指的是在一定的時間和工作環境之中，電氣控制設備具有連續正常的工作能力；狹義的講，設備的可靠性還對設備使用壽命的做了進一步的要求，這就需要控制設備具有一定的可維修能力。衡量控制設備的可靠性性能指標，主要取決于控制設備中每個元器件的可靠性，一般來說，隨著大型集散型控制系統的出現，控制設備的可靠性隨著使用元件增多而降低。

可靠性技術是源于20世紀四五十年代的一門工程技術，自第一代半導體晶體管的誕生，既滿足了現代控制的技術需求，也使得以美國為代表的發達國家，將越來越多的精力放到電子元器件的可靠性技術的研究方面，最終形成了被廣泛認可的可靠性管理、設計以及測驗標準。迄今為止，世界上很多知名的電器公司和學術機構，都在積極致力于可靠性技術的研發工作，比較典型的是經過三十多年的發展，依托于網絡而形成的DCS技術（集散控制系統），已經大大延伸了自動控制設備的可靠性內涵，通過對控制設備的分散式連接，實現了電氣自動化控制的高可靠性目標。

2自動化控制設備可靠性的提高的現實意義

2.1 控制設備的可靠性的提高可保護核心組件

電氣自動化控制設備作為整個控制系統的組成單元，其可靠性的提升對整個自動化控制系統的正常運行起到關鍵性作用，在集散控制技術還不完善的時代，一臺控制設備如果出現了問題，就容易引發其它聯動設備的非正常工作，甚至會對整個控制系統的核心組件造成嚴重損害，而通過提高控制設備或系統的可靠性，則可向控制系統發出 及時糾錯或緊急停車的需求。比如，現在國家電網改造中的配電自動化項目中，只要輕點鼠標就能將輸電故障迅速隔離，從而實現生產核心機組的安全控制，確保安全生產以及人們的安居樂業。

2.2 控制設備的可靠性可提高產品質量與效率

“低投入、高產出”作為進行工農業生產所遵循的必不可少的原則，從生產角度來看，產品質量與效率是企業賴以生存的生命線，而提高控制設備的可靠性，才是有助于企業實現上述目標的主要途徑。這是因為，面對著復雜而多樣化的生產環境，很多不可抗拒的客觀因素，比如電磁干擾、高溫潮濕等，都會導致控制設備性能的下降，當控制設備故障率和失誤率過高時，不僅會加大企業對控制設備維修的費用投入，也使得生產出來的產品廢品率急劇上升。由此可見，只有提高控制設備的可靠性，才能為企業的產品質量和未來發展構筑一條安全可靠的防線。

3提高自動化控制設備可靠性的幾點思考

3.1 以設計環節為基礎，改善自動化控制設備的運行可靠性

對于自動化控制設備的優化設計，是改善其運行可靠性的基礎，這也成為現代控制技術的日益完善所帶來的直接成果。對于控制設備的可靠性設計，應在立足于以往設計經驗的基礎上，摒棄那些有礙于可靠性功能實現的陳舊方法。考慮到控制設備的自動化、集成化和經濟性等多方面要求，對于設計部分來說，一方面，可采用簡化電路的方法，采用大規模或者超大規模的集成設計，有效的減少電路板的焊點，減少那些容易出現故障元件的使用次數；另外一方面，則要根據設備實現功能采用一些特殊設計方法，常見的有冗余設計、可靠性預測等，這些都有利于一部分設備出現故障時，控制系統不受此故障的影響。除此以外，在控制設備的設計階段，還要積極采納國內外先進的控制理論和技術，通過賦予自動化控制設備自診斷和容錯功能，使我國自動化控制設備的可靠性研發與國際水準完美對接。

3.2 以制造環節為關鍵，提高自動化控制設備的使用可靠性

制造環節永遠是決定控制設備可靠性能優劣的關鍵環節，細微之處要從電子元器件的選用入手，以劣充優是設備制作的一大禁忌，因此，在進行電氣元器件選擇時要注意兩點：首先，要盡可能采用標準化的零件，這種通用性方便于后期的設備保養維護工作，同時，還要從質量上對元器件進行嚴格把控，零部件的質量不過關，也是造成控制設備可靠性下降的眾多因素之一，所以，對于設備元器件的選擇方面，一定要以通過國家嚴格質量認定的產品作為首選對象。其次，要充分考慮設備的應用場合，可以通過加裝必要的防護和散熱等外圍設備來提高控制設備的環境適應性，依據設計圖紙對設備進行準確的裝配，如果發現有不合理地方及時進行反饋，以提高控制設備安裝制作的科學性和準確性。

3.3 以維護環節為重點，降低自動化控制設備的維修次數

從上文有關于可靠性的狹義定義來看，維護環節也成為延續設備使用壽命、提高設備穩定性與可靠性的重點。近些年來，隨著智能手環、智能手表、行動記錄攝像機等可穿戴設備的出現，使得自動化設備的維修工作變得安全性更強、可靠性更佳。正因為定期維護和檢修的重要性不言而喻，隨著一些先進的計算機和網絡技術的使用，很多自動化控制設備已經初步實現了定期在線檢查的功能，甚至在維修保養過程中能夠運行一些簡單的仿真測試，這種融合了現場測試技術于一體的維護方式，對于提高自動化控制設備的可靠性是十分必要的。

4結束語

綜上所述，隨著自動化技術的更新換代的節奏越來越快，更要將控制的可靠性作為電氣自動化設備設計制作的重點，通過提高控制設備的可靠性，有效的避免其運行過程中出現誤操作，最終能夠保護生產流程的完整性以及提高企業的經濟效益，這對于提高國民生產力和競爭力有著非常現實的意義。

參考文獻

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作者簡介

楊申（1992-），男，山東東營人，本科（在讀），研究方向：電力系統。

李鴻軒（1993-），男，山東青州人，本科（在讀），研究方向：電力系統。

郭旭（1994-），男，山東濱州人，本科（在讀），研究方向：電力系統。

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