試論電氣自動(dòng)化控制的可靠性

摘 要：電氣自動(dòng)化對于人類生產(chǎn)、生活的意義不言而喻，但是，“自動(dòng)化”僅是在以往工業(yè)生產(chǎn)形式基礎(chǔ)上，而產(chǎn)生較為新穎的概念。其并不能夠真正意義實(shí)現(xiàn)完全的自動(dòng)化生產(chǎn)。而且，自動(dòng)化編程模式仍舊不夠完善。進(jìn)而可能造成應(yīng)用中的風(fēng)險(xiǎn)。更為重要的是，電氣領(lǐng)域已經(jīng)廣泛使用自動(dòng)化控制設(shè)備，在自動(dòng)化程度的安全性和可靠性無法滿足較高標(biāo)準(zhǔn)的情況下。電氣自動(dòng)化的應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)，無疑會(huì)對使用者形成嚴(yán)重影響。因此，本文從電氣自動(dòng)化控制的可靠性層面展開研究，并就現(xiàn)有安全隱患提出行之有效的建議，希望能夠?yàn)樽詣?dòng)化設(shè)備生產(chǎn)領(lǐng)域帶來些許幫助。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化控制；電氣自動(dòng)化；控制設(shè)備

1 我國電氣自動(dòng)化控制設(shè)備現(xiàn)狀

改革開放后，大量自動(dòng)化設(shè)備必須依靠進(jìn)口而實(shí)現(xiàn)，較為嚴(yán)重刺激了民族尊嚴(yán)。所以，在上世紀(jì)70年代末期，大量院校及社會(huì)研究機(jī)構(gòu)，紛紛開展了電氣自動(dòng)化的研究工作，希望能夠在自動(dòng)化領(lǐng)域，為中國工業(yè)生產(chǎn)和應(yīng)用，找到更為契合的解決方案。1984年，《電子設(shè)備可靠性預(yù)計(jì)手冊》（GJB299-87）頒布，自此標(biāo)志著我國自動(dòng)化研究和應(yīng)用真正走向正軌。而隨著國內(nèi)自動(dòng)化研究領(lǐng)域不斷深入，電氣自動(dòng)化設(shè)備的應(yīng)用效率，以及安全性能均有了顯著的提升。

不過，在不斷研究與發(fā)展中，仍舊沒有真正意義上實(shí)現(xiàn)電子自動(dòng)化的可靠性。其中任何隱性的風(fēng)險(xiǎn)，均可能造成使用者的巨大損失。故此，“可靠性”在進(jìn)入21世紀(jì)后，成為熱議的自動(dòng)化研究課題。研究者希望電子自動(dòng)化設(shè)備，能夠在保證高效率、可持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在自檢、自維修等功能促進(jìn)下，創(chuàng)造出完全脫離人力管理的安全應(yīng)用設(shè)備。該需求的產(chǎn)生，無疑會(huì)讓電氣自動(dòng)化愈加復(fù)雜。因?yàn)椋趯?shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行的過程中，不僅需要保證編程邏輯的嚴(yán)謹(jǐn)和完善，以及在設(shè)備層面的質(zhì)量。自動(dòng)化設(shè)備的不穩(wěn)定因素，更多是受到環(huán)境的影響，例如溫度、濕度、雷電、污染、電磁干擾等方面。而自動(dòng)化設(shè)備作為商業(yè)產(chǎn)品，在成本限制下，卻只能夠最大程度保證各類環(huán)境的兼容性。所以，造成我國電氣自動(dòng)化設(shè)備可靠性不高的問題。

2 電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性的檢測

為保障本文在電子自動(dòng)化設(shè)備可靠性層面的建議有效性。筆者在研究的同時(shí)，對電子自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行檢測，以確立其不可靠之處的主要癥結(jié)。所采用的方法具體為現(xiàn)場測試法；實(shí)驗(yàn)室測試法；保證實(shí)驗(yàn)法。三種方法的主要特征為：

第一，現(xiàn)場測試法。在真實(shí)場景中所進(jìn)行的模擬測試，力求達(dá)到最準(zhǔn)確的測試結(jié)果。不過，由于測試環(huán)境的局限性，該手段只能夠用于整體檢測。

第二，實(shí)驗(yàn)室測試法。主旨對零部件性能及質(zhì)量測試，同時(shí)測試不同環(huán)境下硬件設(shè)施的穩(wěn)定程度。該實(shí)驗(yàn)的能夠模擬較為惡劣環(huán)境下，設(shè)備的環(huán)境承受力。

第三，保障實(shí)驗(yàn)法。這是一種廣泛用于產(chǎn)品質(zhì)量抽查的實(shí)驗(yàn)方式，主要用于確定產(chǎn)品的合格率。所以，實(shí)驗(yàn)保障法可以用于初級測試。

本文所采取的上述三種測試方式，均是國家級檢測中心所提出。故此，在完全按照實(shí)驗(yàn)流程執(zhí)行時(shí)，能夠一定條件下保障檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和真實(shí)性。

同時(shí)，由于檢測內(nèi)容過于復(fù)雜，且涉及因素和環(huán)節(jié)較多，此處不再對檢測內(nèi)容及結(jié)果贅述。即，所檢測結(jié)果將與下述建議共同敘述。

3 提高電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性的策略

3.1 提高設(shè)計(jì)的可靠性

從檢測中可發(fā)現(xiàn)，很多電氣自動(dòng)化設(shè)備存在著設(shè)計(jì)不合理的問題。例如，部分控制環(huán)節(jié)與數(shù)據(jù)反饋環(huán)節(jié)的溝通力較弱，難以實(shí)現(xiàn)最有效率的自動(dòng)化控制。在工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，特別是電氣應(yīng)用領(lǐng)域。其設(shè)備可靠性關(guān)系到使用者的基本安全。

在設(shè)計(jì)無法滿足合理性時(shí)，所存在的隱藏風(fēng)險(xiǎn)以及效率問題，必然將電氣自動(dòng)化所應(yīng)實(shí)現(xiàn)的功能大大削弱。對此，建議在設(shè)計(jì)中注意：

第一，充分適應(yīng)環(huán)境需求。不同應(yīng)用環(huán)境中，電氣化設(shè)備應(yīng)有不同的抵抗機(jī)制。簡單來理解，某一部分的電氣設(shè)備型號，可用于持續(xù)高溫環(huán)境工作，其他型號則可以適應(yīng)低溫、高電磁輻射、高濕度等不同環(huán)境。同時(shí)，設(shè)計(jì)者也要考慮到符合環(huán)境的需求，以確保設(shè)備的持續(xù)工作效率；

第二，考慮空間因素。筆者在測試實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，一些電氣設(shè)備的體積過大，并不適合復(fù)雜作業(yè)環(huán)境；

第三，充分降低成本。此處所指成本是實(shí)現(xiàn)高性價(jià)比基礎(chǔ)上，所進(jìn)行壓縮的生產(chǎn)成本。

設(shè)計(jì)者雖然應(yīng)該考慮設(shè)備的商業(yè)價(jià)值，卻不能忽視設(shè)備的真正功能，以及在應(yīng)用中可能存在的風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 合理選用零部件及材料

隨著對電氣自動(dòng)化需求不斷提升，設(shè)備組成也開始愈加復(fù)雜。所以，在零部件的應(yīng)用上，必須做出有效的調(diào)解。其中最為關(guān)鍵的是，應(yīng)當(dāng)盡量采取統(tǒng)一規(guī)格零部件，制造符合差異化工作環(huán)境的電氣自動(dòng)化設(shè)備。統(tǒng)一化可以保證零部件生產(chǎn)線持續(xù)運(yùn)作，并逐漸消除部件質(zhì)量隱患。同時(shí)，設(shè)備零部件規(guī)格統(tǒng)一，也有利于部件的保養(yǎng)和更換。另外，在材料方面，在保證其質(zhì)量的同時(shí)，也應(yīng)該注重新型材料的應(yīng)用，進(jìn)而在提升設(shè)備性能的同時(shí)，有效降低材料成本。

3.3 電子元器件的選擇

電子元器件層面應(yīng)考慮以下內(nèi)容：

第一，技術(shù)契合性。一些設(shè)備元器件，竟與整體設(shè)計(jì)不兼容。最終導(dǎo)致無法用技術(shù)突破設(shè)備工作效率的限制；

第二，應(yīng)用環(huán)境契合性。在不同特定環(huán)境下，選擇適合的電子元器件；

第三，考慮元器件特性。例如，一些元器件容易在工作中發(fā)熱。如此便要求設(shè)計(jì)時(shí)，必須為其提供有效的散熱空間。

4 結(jié)語

電氣自動(dòng)化設(shè)備的可靠性關(guān)系到使用者基本安全，同時(shí)也對造價(jià)昂貴的電氣系統(tǒng)有著較大的威脅。所以，本文從可靠性層面進(jìn)行研究，并提出設(shè)計(jì)、材料、零部件、元器件四個(gè)方面的建議。希望能夠?yàn)殡姎庾詣?dòng)化設(shè)備的生產(chǎn)提供些許理論支持。

參考文獻(xiàn)：

[1] 周通.電氣自動(dòng)化控制的可靠性分析[J].機(jī)電信息，2012（02）.

[2] 吳世飛，鄧科才.電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性探究[J].江西建材，2015（11）.

[3] 陳建兵.探究電氣自動(dòng)化控制的可靠性[J].電子技術(shù)與軟件工程，2014（03）.

作者簡介：孫佳正（1995-），男，漢族，湖南邵陽人，邵陽學(xué)院電氣工程系，本科，研究方向：自動(dòng)化。