對電氣自動化控制可靠性進行分析

【摘要】 如何進一步提高帶有半導體器件的電氣傳動及自動化控制設備的可靠性一直是生產廠和用戶十分關注的問題。國家電控配電設備質量監督檢驗中心為了評價我國生產的電控及自動化設備的可靠性，致力于找出影響可靠性指標的關鍵因素，以指導和設計工藝的改進，結合我國現狀提出電控及自動化設備的可靠性測定和可靠性試驗方法，以對產品的可靠進行研究。在此主要闡述了電氣自動化控制設備可靠性的重要意義，并根據電氣自動化可靠性現狀提出相應的建議，以供同行參考。

【關鍵詞】電氣自動化；控制設備；可靠性

伴隨著電氣自動化的提高，控制設備的可靠性問題就變得非常突出。電氣自動化程度是一個國家電子行業發展水平的重要標志，同時，自動化技術又是經濟運行必不可少的技術手段。電氣自動化具有提高工作的可靠性、提高運行的經濟性、保證電能質量、提高勞動生產率、改善勞動條件等作用。

1可靠性測試的主要方法

1.1在試驗室內試驗的方法。

用同樣的規定的可以控制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與真實情況相對應的數據，同時試驗費用很高，而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。

1.2 保證試驗方法。

在產品出廠前將產品在規定條件下實施無故障的工作試驗，俗稱烤機，在此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，而是隨機的，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。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。

1.3 現場測試方法。

通過對設備在使用現場進行的可靠性測試記錄各種可靠性數據，然后根據數理統計方法得出設備可靠性指標的一種方法。該方法的優點是試驗需要的試驗設備比較少，工作環境真實，其測試所得數據能真實反映產品，在實際使用情況下的可靠性，維護性等參數，且需要的直接費用少，受試設備可以正常工作使用。不利之處是不能在受控的條件下進行試驗、外界影響因素繁雜，不可控，試驗條件的再現性比試驗室的再現性差。

現場測試和試驗室測試的最大不同就是測試設備難以安裝和連接。線路板封閉在機箱中，測試信號線很難引入，即使設備外殼上留有測試插座，測試信號線也需要很長，傳統的在線仿真器在現場測試中無法使用。另外，現場往往沒有實驗室里的各種測試儀器和設備，因此，必須有更好的方法和手段來完成測試。

2 加強電氣自動化控制設備可靠性研究的重要意義

2.1 可靠性可以增加市場份額。

隨著國家經濟的高速發展，用戶不僅要求產品性能好，更重要的是要求產品的可靠性水平高。隨著電氣自動化控制設備自動化程度、復雜度越來越高，可靠性技術已成為企業在競爭中獲取市場份額的有力工具。

2.2可靠性提高產品質量。

產品質量就是使產品能夠實現其價值、滿足明示要求的特征和特質。只有可靠性高，發生故障的次數才會少，那么維修費用就少，相應的安全性也隨之提高。因此，產品的可靠性是產品質量的核心，是生產廠家追求的目標。

3 控制設備的可靠性現狀的分析

3.1元器件質量低下是控制設備可靠性指標偏低的一大原因目前元器件生產廠家眾多，參差不齊。同時，元器件廠家間的惡性競爭，導致產品價格低廉，迫使企業不顧及元件質量進行采購，這些都會導致控制設備可靠性指標偏低，并且降低了使用壽命。

3.2工作環境、使用及維護不當是控制設備可靠性指標低的重要原因：電氣設備所處的工作環境多種多樣。氣候條件、機械作用力和電磁干擾是影響控制設備可靠性的主要因素。

3.2.1機械條件是指電氣設備在不同的運載工具中使用時所受到的振動、沖擊、離心加速度等機械作用，使得控制設備元器件損壞失效或電參數改變，結構件斷裂或變形過大以及金屬件的疲勞破壞等。

3.2.2氣候條件主要包括溫度、濕度、氣壓、鹽霧、大氣污染等因素，對控制設備的影響主要表現在使電氣性能下降、溫升過高、運動不靈活、結構損壞，甚至不能正常工作。

3.2.3 控制設備工作的周圍空間充滿了由于各種原因所產生的電磁波，造成外部及內部干擾。同時，操作人員在沒有完全掌握控制設備原理的基礎上進行操作，導致對控制設備不能熟練而正確的操作，并且不能對設備進行及時的維護和保養，都會導致控制設備可靠性指標低。

4 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。

4.1 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。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。

4.2 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；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。

4.3 電子設備的氣候防護。潮濕、鹽霧、霉菌以及氣壓、污染氣體對電子設備影響很大，其中潮濕的影響是最主要的。特別是在低溫高濕條件下，空氣濕度達到飽和時會使機內元器件、印制電路板上產色和凝露現象，使電性能下降，故障上升。

4.4 在控制設備設計階段，首先，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。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。

4.5 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。

綜上所述，保證電氣設備的可靠性是一個復雜的涉及廣泛知識領域的系統工程。只有在設計上給予充分的重視，采取各種技術措施，同時，在使用過程中按照流程操作、及時保養，才會有滿意的成果。

參考文獻

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