探討電氣自動化控制設備

琚垚

摘 要：隨著社會的不斷進步，電氣自動化控制設備在我國生產生活的利用率越來越高，地位越來越重要。許多的電氣自動化控制設備長期在惡劣的環境下工作，面臨著各種各樣的環境考驗，所以其可靠性非常的重要。本文對電氣自動化控制設備的定義和現狀進行分析，并給出可靠性測試的方法。

關鍵詞：電氣自動化；控制設備；可靠性測試

自動化控制設備是指沒有聯成自動化生產線或半自動化生產線，而是以單個自動化設備進行生產的設備。電氣自動化就是機械設備在無人或者少人的情況下按照預先的計劃和程序自動完成對產品的操作、控制及監控等工作。隨著機械電子技術、微電子技術的快速發展，電氣自動化控制被各個行業廣泛運用，電氣自動化提高了生產效率，提高了工作的可靠性，也提高了運行的經濟性，保證了電能質量，大大改善了勞動條件，更是大大方便了人們的生活。

電氣自動化是近年來發展比較迅速的一門學科，它與人們的生產生活密不可分。電氣自動化控制設備不僅可以減少企業人力物力的投入，還可以達到自動控制、同步監控等功能，為企業的可持續發展提供保障，推動我國的經濟不斷發展。

一、電氣自動化控制設備的概述及現狀

在時間、范圍、環境特定的條件下，控制設備完成任務的能力就叫做電氣自動化控制設備可靠性。簡單來說，就是完成任務的能力越高，電氣自動化控制設備的可靠性就越高，反之越低，通常在惡劣的環境下才可以顯現出這種能力。

隨著電氣行業不斷的發展，企業對電氣自動化控制設備的使用率提升，相關的科學技術也在不斷完善。但行業與行業間的差異性較大，且工作環境不同，迫使其發展面臨著更多的限制因素，下面對現階段電氣自動化控制設備的發展現狀進行分析：

第一，周圍環境較復雜且維護不及時。一方面，電氣自動化控制設備的工作環境比較嚴峻，其受環境的影響會出現許多的問題，例如：震動沖擊、機械力等等，會破壞電氣自動化控制設備的性能；另一方面，人為的錯誤操作也可以引發控制設備一系列的問題，雖然控制設備在實際使用中，不需要人為的過多操作，多數只需要監控即可，但并不是所有的控制設備功能都不需要人為操作，且操作的難度較大，許多生產操作人員沒有過多的專業知識及相關的操作技能證書，增加了安全事故發生的可能，降低電氣自動化控制設備的可靠性，限制其發展和應用[1]。

第二，零部件的質量無法滿足控制設備的基本運行。基于電氣自動化控制設備的應用越來越廣泛，許多廠家開始開展對其元零件的加工工作，但元零件的加工質量無法保證且通用性差；一些控制設備的購買企業規模較小，沒有完善的管理體系，無法保證控制設備的有效檢查。另外，生產元零件的生產廠商間的競爭關系不健康，只能不斷的降低元零件的價格忽略其質量，降低控制設備的可靠性。

二、常見故障

自動化控制設備比較常見的故障主要有：系統性的設備故障，隨機性的設備故障。

（一）系統性的設備故障

系統性的設備故障一般指的是，被控設備如數控機床，在工作中的某些指標如果滿足了一定的條件，又或者超過了某一事先設定好了的界限或限度，就必然會發生特定的設備故障。此類故障是比較常見的故障現象，要想杜絕或者避免此類系統性設備故障的發生，按照操作規范進行正確的使用是切實保障，還應做好精心的維護工作。

（二）隨機性的設備故障

隨機性的設備故障一般指的是，被控設備比如數控機床，在相同的工作環境條件下工作時，有時不發生故障，而有時會偶然出現一兩次的故障，也有的稱此類故障是“軟故障”

三、電氣自動化控制設備可靠性影響因素

（一）因操作不當降低設備的可靠性

在自動化控制設備的操作過程中，總是會出現不規范的操作，就導致控制設備在不規范的操作或者是錯誤操作而出現損壞，出現不良反應，影響了企業的生產線。此外，操作員工的素質參差不齊，沒有進行有效的培訓，使得個別員工對操作自動化控制設備不熟練，進而出現各種不規范操作或者直接導致設備的故障。自動化控制設備的老化問題也需要引起注意，維修人員需要定期地對其進行保養和維護，保證機器的正常運行。

（二）電氣設備電子元器件的質量因素

近些年電子行業蓬勃發展，每件產品讓人第一注重的就是硬件設施，只有硬件設施過關才會考慮是否購買。如今的硬件廠商如雨后春筍般增長，功能各異，質量不同，制作工藝也是良莠不齊，導致最后的硬件產品質量也參差不齊。要使機器能夠完美運行，硬件質量就得過關。但一些硬件生產廠商并沒有很好的質量管理體系，出廠的產品質量無法得到保障，這樣使得設備的不穩性大大提升。

（三）環境因素的影響

在電氣自動化控制設備的運行過程中，惡劣的自然環境會直接影響到電氣設備的穩定運轉，不僅會增加電氣設備的磨損程度，也會嚴重威脅電氣設備的運行安全。如灰塵進入電氣設備的內部結構時，會導致電氣設備的運轉部位出現較大的物理摩擦，繼而增加電氣設備的磨損問題，使電氣設備的使用安全和使用壽命受到極大影響，導致電氣設備故障問題的發生概率不斷提升。

（四）電氣干擾的影響

通常電氣自動化控制設備運行過程中會產生大量的電磁波，這些電磁波會對電氣設備造成不利影響，尤其是控制系統受到電磁干擾時會出現失控和誤控現象，極大降低了電氣控制系統的可靠性和有效性，最終直接威脅到電氣設備的生產效率和生產安全，極其不利于電力企業的穩定發展。

四、電氣自動化控制設備的可靠性測試方法及措施

（一）現場測試法

在測試現場對控制設備進行可靠性研究，以數理統計為基礎對數據進行對比分析，得到與控制設備相符的數據叫做現場測試法，這種方法在開展過程中不需要其他的監測設備，只需要在電氣自動化控制設備運行過程中進行測試，所以得出的數據能夠更好的體現出控制設備的實際運營狀態，在一定程度上影響著控制設備的投入成本，且測試過程中不會對電氣自動化控制設備的運行產生影響。如果控制設備的測試結果通過，就可以出廠投入實際的生產中。

（二）試驗室測試法

通過對電氣自動化控制設備的實際工作環境進行模擬，同時統計信息數據，并對運行時的相關數據進行核算的可靠性測試辦法叫做試驗室測試法。與現場測試法相比較的優勢是，試驗室能夠模擬出更多的惡劣環境，對電氣自動化控制設備給予不同的考驗來測試其可靠性，提高試驗數據的精準度。但實際的工作環境變化無常，試驗室不可能完全模擬出來，所以還會存在與實際數據差異的情況。

（三）保證測試法

保證測試法就是對未出廠的電氣自動化控制設備進行檢測并對設備的故障進行試驗。由于電氣自動化控制設備發生故障的隨機性較強，通過保證測試法可以幫助控制設備及時發現自身的故障并進行修復，增加電氣自動化的可靠性。這個方法的優勢是可以降低電氣自動化控制設備運營失效的可能，但測試的時間比較長，所以比較適合對規模較小的電氣自動化設備進行測試。另外，保證測試法對環境的要求較高，所以在測試之前一定要滿足其方法工作的基本條件，避免進行無效的工作。

（四）保證控制設備可靠性的措施

一方面，要增加控制設備設計的科學性能及可靠性能。在控制設備設計的前期要遵循科學和可靠的原則，才能夠對其正常運行提供保障。所以，在對控制設備方案進行設計時，設計人員要以控制設備的特點為基礎，對控制設備的相關設計參數進行研究和總結，保證其整體的工作性能，制定出完善的方案并對方案進行可行性分析，然后嚴格按照設計方案進行生產工作，保證控制設備的每個細節點都符合方案的設計。在器件技術達到了設計要求時，運用科學化的工程觀來設計零部件，縮小成產的成本，減少資源的浪費。這種設計方法不僅僅增加了企業的生產利潤，還提高了控制設備的實用性，推動了控制設備的可靠性發展。

另一方面，選用適合的零件并保證控制設備的正常運行。在電氣自動化控制設備的工作過程中，發生故障是無法規避的，所以為了加強其運行的可靠性，就必須要隨時隨地的對控制設備的內部零件進行檢測。結合控制設備周圍的工作環境，總結出常見故障的零部件，逐個測試其是否符合運行標準。若企業使用的是較復雜的控制設備，一定要由專業的安裝人員進行的組裝，減少因控制設備安裝過程中出現的小問題降低其可靠性。

最后，選擇元器件要根據工作環境的技術條件、技術性能和元器件的質量等級要求來選擇。選擇時優先選擇標準的元器件，并且有足夠的替代品保證出現故障時得到及時更換。因溫度的影響，電子設備的可靠性是直接關系到整個設備的可靠性的。所以選擇的電子元件散熱性能要好，特別是對于功率較大的電子元件，散熱必須良好。同時濕度也影響著電子設備的可靠性，特別是在低溫高濕的環境下，空氣濕度達到飽和時就會使機器元器件、印刷電路板上產生凝露現象使得電器元件電氣性能下降。總的來說，保證電子元器件合理選擇是提高電氣自動化控制設備可靠性的主要方法之一

綜上所述，可靠性高的電氣自動化控制設備能夠保障人類的人身財產安全。若電氣自動化控制設備的可靠性沒有達到相關標準，就會增加生產操作人員發生危險的可能。所以，企業一定要給予控制設備的自動化可靠性重視，提高生產操作人員的專業知識及實踐能力，為電氣行業的發展奠定基礎。