淺析機械制造電氣自動化控制設(shè)備可靠性問題

趙強 唐赫磁

摘要：電氣自動化技術(shù)是現(xiàn)代高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。目前，對電氣自動化控制設(shè)備的可靠性和安全性的研究已成為一個重要課題。因此，掌握電氣自動化控制設(shè)備的可靠性試驗方法，合理選擇電氣自動化控制設(shè)備的可靠性試驗條件，是加強電氣自動化控制設(shè)備可靠性的重要途徑。本文首先分析了電氣控制設(shè)備可靠性對安全運行的重要性，然后討論了電氣自動化控制設(shè)備可靠性測試方法的選擇，最后提出了提高電氣自動化控制設(shè)備可靠性的具體途徑。

關(guān)鍵詞：電氣自動化;控制設(shè)備;可靠性

電氣自動化控制設(shè)備可以降低生產(chǎn)成本，降低人工成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。但是，在使用電氣自動化控制設(shè)備時，首先要保證其可靠性。電氣控制設(shè)備越來越復雜，自動化程度越來越高。因此，提高電力設(shè)備的可靠性是幫助電力企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵之一。

一、電控設(shè)備安全運行的重要性

目前，變電站一次和二次設(shè)備普遍采用電氣自動化控制。在電力系統(tǒng)運行中，變電站一次和二次設(shè)備是電力系統(tǒng)發(fā)電、輸配工程中不可缺少的一部分。一旦一次或二次設(shè)備發(fā)生運行，整個電網(wǎng)的安全運行將受到嚴重影響，甚至出現(xiàn)供電中斷和大規(guī)模停電，嚴重影響了人們的生活，制約了電力公司的發(fā)展。因此，做好電網(wǎng)中各變電站電力設(shè)備的可靠性和運維工作極為重要，是電網(wǎng)安全可靠運行的保障。例如，當變電站一次設(shè)備斷路器拒絕開關(guān)時，應根據(jù)相應的光學字信號，及時判斷故障原因，是機械故障還是二次回路故障。如果信號不明顯，應根據(jù)斷路器的控制電路圖查找故障原因，以保證變電站的安全可靠運行。

二、選擇電氣自動化控制設(shè)備可靠性測試方法的角度

根據(jù)國家電氣控制與配電設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心常用的試驗方法，電氣自動化控制設(shè)備可靠性試驗方法的選擇角度主要包括環(huán)境、現(xiàn)場、產(chǎn)品和程序[1]。如濕度、溫度、氣壓等環(huán)境因素會導致電氣設(shè)備性能下降、結(jié)構(gòu)損壞、操作笨拙，導致電氣控制設(shè)備運行異常;機械振動、加速度等因素在試驗現(xiàn)場會導致電氣控制設(shè)備部件長期振動，造成設(shè)備損失和故障等;電氣控制設(shè)備被測產(chǎn)品應具有代表性，因為被測產(chǎn)品的測試結(jié)果會受到產(chǎn)品性能、規(guī)格等因素的影響，造成缺陷，這些缺陷不具有普遍性和廣泛性;程序因素主要取決于執(zhí)行測試的人員，不能盲目追求設(shè)備價格，忽視原始質(zhì)量，而嚴格遵循既定的測試程序。具體選擇角度如下：

一是選擇測試試驗的環(huán)境。電氣自動化控制設(shè)備不管是在質(zhì)量上還是在規(guī)格上、工藝上都存在很大的差異性，所以應以接受試驗設(shè)備的具體情況為依據(jù)選擇適宜的試驗環(huán)境，以確保試驗是客觀的。二是選擇測試試驗的場地。規(guī)則：如果是測定電氣控制設(shè)備在正常條件下的可靠性，選擇的試驗場地就應是一個較典型的正常工作環(huán)境;如果是測定電氣控制設(shè)備在較惡劣、較嚴酷的實際應用環(huán)境中的運行可靠性，選擇的試驗場地就應具備最嚴格的環(huán)境條件;如果僅僅為提供可比性資料，就要為電氣控制設(shè)備的可靠性測試選一個跟實際運行環(huán)境最接近的場地。三是選擇測試試驗的產(chǎn)品。電氣自動化控制設(shè)備性質(zhì)多樣、種類繁多，所以在實施可靠性測試試驗時要選擇具備代表性、典型性的產(chǎn)品進行試驗，以更好地保障設(shè)備的試驗效果。四是選擇測試試驗的程序。試驗程序的科學合理和統(tǒng)一是不可或缺的，試驗人員務必嚴格遵照既定程序進行測試，以確保設(shè)備可靠性測試的可信性、準確性。

三、提高電氣自動化控制設(shè)備可靠性的具體途徑

（一）正確選擇并使用電子組件

正確選擇并使用電子組件，關(guān)鍵在于仔細分析電氣自動化控制設(shè)備的特點，采取對應的方法，并做好相關(guān)的維護工作。電氣自動化控制設(shè)備設(shè)計階段會定制一個設(shè)計方案，此時電子組件的使用參數(shù)應跟產(chǎn)品本身的實際使用情況有機結(jié)合，這不僅是確保產(chǎn)品性能良好的前提，還是確保設(shè)備具備較高水平可靠性的基礎(chǔ)。因此，選擇品質(zhì)好的、可靠性高的電子組件能促進電氣自動化控制設(shè)備有效提高其整體可靠性。在設(shè)計電氣自動化控制設(shè)備時應具備全局性的構(gòu)思理念，確保產(chǎn)品結(jié)構(gòu)更精細、性能更優(yōu)化。在電氣控制設(shè)備的自動化運行環(huán)節(jié)里，熱能是最主要的散熱形式之一，尤其是那些有較大功率的電子組件，影響其可靠性最關(guān)鍵的一個因素就是溫度[2]。于是在設(shè)置電氣自動化控制設(shè)備的控制系統(tǒng)時，應重點考慮控制散熱的相關(guān)問題，有效避免溫度過高燒毀電子組件，以提高電氣自動化控制設(shè)備的可靠性。

（二）合理利用前饋控制系統(tǒng)

為順利克服掉運行電氣控制設(shè)備過程面臨的諸多干擾因素，應通過對前饋控制系統(tǒng)的合理利用來提高設(shè)備可靠性水平。一是干擾的幅度值偏大且很頻繁時，被控制的變量會受到劇烈影響，單純使用反饋控制系統(tǒng)無法滿足實際要求，需合理利用前饋控制系統(tǒng)來加強;二是能測出主要的干擾因素，但控制變量的效果不好，也需要合理利用前饋控制系統(tǒng);三是不能及時進行反饋控制，控制質(zhì)量較差、通道較滯后，也要使用前饋――反饋控制系統(tǒng)來提高控制質(zhì)量，提高設(shè)備可靠性。

（三）科學對抗積分飽和現(xiàn)象

電氣自動化控制設(shè)備運行中的積分飽和現(xiàn)象具體是指控制器在積分作用下的偏差總不能為零，控制器輸出就會一直降低到最小或一直增加到最大。處于積分飽和裝填的控制器對系統(tǒng)的正常工作很不利，因為當控制器恢復工作狀態(tài)時并不能立即做出動作，只有在輸出退出積分飽和區(qū)，返回到輸入信號的有效范圍內(nèi)，執(zhí)行器才能正常運作。因此，控制器取代不及時會嚴重影響控制系統(tǒng)運作，甚至引發(fā)事故，需要我們采取積分切除法、限幅法等科學對抗積分飽和現(xiàn)象，優(yōu)化電氣自動化控制設(shè)備可靠性。

四、結(jié)語

電氣自動化控制設(shè)備可靠性測試是一項重要的、專業(yè)的項目，是我們必須要重視的問題。在實際工作中，我們要有機結(jié)合電氣自動化控制設(shè)備可靠性的實情，找尋更多切實可行的途徑來有效提高電氣自動化控制設(shè)備的可靠性水平。

參考文獻：

[1]朱玫熹.電氣和自動化設(shè)計在電氣工程中的融合應用[J].科技展望，2015（01）：111.

[2]房鈺彬.電氣自動化工程中電氣自動化控制設(shè)備的可靠性分析[J].科技創(chuàng)新導報，2014（30）：78.

作者簡介：

趙強，沈陽通用機器人技術(shù)股份有限公司;

唐赫磁，沈陽恩斯克有限公司。