關于電氣自動化控制設備可靠性研究

解雙洲 李水冰 李默涵

摘要：電氣自動化控制設備可靠性問題研究，可從根本上解決電氣自動化設備質量不佳及使用安全性不高問題，使現階段的電氣自動化設備控制技術標準化程度達到新的高度。本文分析當前電氣自動化控制設備在可靠性方面存在的不足，從設計、選型、安裝、維護、操作、環境、體系等角度進行剖析，對提升電氣自動化控制設備可靠性的策略進行探索。

關鍵詞：電氣;自動化;可靠性;安全

1引言

電氣自動化技術應用發展逐步邁向智能化方向，電氣自動化設備的運行效率、穩定性、安全性等，是影響國家在智能化發展中的關鍵因素，是未來階段更好地運用智能化技術開展經驗生產的重要基礎。做好電氣自動化技術應用的可靠性研究勢在必行，是確保電氣自動化技術應用安全性及穩定性的有效途徑。

2電氣自動化控制設備可靠性研究的必要性

電氣自動化控制設備的可靠性研究，對提高電氣自動化設備的使用安全性及應用效益具有重要意義，是電氣自動化控制技術邁向多元化及智能化發展的主要途徑，使電氣自動化技術應用更符合社會實際發展需求?？煽啃允窃O備質量的核心指標。當相關產業引進及使用電氣自動化控制設備時，最為基本的要求就是質量過關。而可靠性是反映電氣自動化控制設備質量的核心指標，與設備運行效率、效果、性能、穩定性、安全性、經濟性等多方面都息息相關。從電氣自動化設備制造廠商的角度來講，可靠性的更高，將使其設備在市場上擁有更強的競爭力，對企業的長遠發展極為有利。從電氣自動化控制設備使用者的角度來講，安裝和使用電氣自動化控制設備的公司，都希望讓電氣自動化設備成為自己的效益助手，提升產品品質，為消費者帶來更好的產品體驗，從而為自己創造更大的效益。而保證設備生產運行效率、生產質量，必須要從自動化控制設備的可靠性研究入手。

3電氣自動化控制設備運用影響可靠性的相關因素

3.1設備構件質量

設備構件質量問題在電氣自動化控制方面較為常見。電氣自動化設備其本身是由非常多的小零件組成，結構設計復雜，其中不同構件中又包含非常精細的零部件?，F在市場上的電氣自動化零部件的生產廠家層出不窮，生產制造水平參差不齊，甚至有些制造商售賣的零部件不符合國家標準，嚴重阻礙著整條電氣自動化設備的長期發展。同時，企業對設備構件供應商生產資質的檢查不嚴，對相關的構件使用未能進行技術檢測與實驗，有關的實驗數據標注真實性較差，難以作為電氣自動化構件系統應用的參考標準，從而導致電氣自動化設備總體質量下降，設備使用周期短縮，故障問題頻發，相關的設備維護管理難度增加。

3.2設備元器件安裝調試質量不佳

隨著當代相關技術的不斷發展，以及伴隨高質量發展逐漸升高的質量要求，電氣自動化控制設備的結構越來越復雜，涉及到的元器件數量、種類也越來越多。在系統設備當中，任何元器件質量的不過關都會對相關設備乃至整個系統的功能造成不利影響。然而部分設備因為在安裝調試環節對元器件的質量檢測不嚴謹，或者未嚴格按照設計圖紙和行業規范開展工作，導致設備系統無法達到設計標準，有進而影響系統功能的發揮，同時為系統的正常運行埋下隱患。

3.3工作環境復雜

在生產、生活的各個環境中，電氣自動化控制設備所處的環境具有較高的復雜性。一方面系統設備會受到自然環境、氣候條件的影響，另一方面系統設備間還會互相干擾。氣候因素：從溫度、濕度到氣壓、天氣，都可能對電氣自動化控制設備的正常運行造成干擾，甚至直接破壞相關元器件，影響設備運行。機械作用力因素：電氣自動化控制設備在運行過程中會存在不同機械設備的運行活動，此過程中產生的沖擊、振動等機械作用力，會影響系統設備的運行穩定性。電磁干擾：電氣自動控制系統設備在運行過程當中，電流、電壓的變化以及設備通信過程中會產生電磁波，而電磁波會影響設備電流、電壓以及信號的傳輸與接收，降低系統控制能力。

3.4操作人員的技術能力

電氣自動化設備在近年來的發展過程中，自動化水平和企業的管理能力不斷提高，但電氣自動化設備在技術操作上仍對技術人員的技術能力具有實際依賴性，需要在技術生產過程中采用人為干預方法對設備做出調控。部分企業針對技術人員培訓工作的開展始終未能達到標準化水平，企業內技術人員專業化技術能力參差不齊，相關的技術應用條件也相對較差，對電氣自動化設備應用產生一定的局限，從而導致電氣自動化設備應用質量大打折扣，難以充分發揮出電氣自動化設備應用優勢，為技術人員的設備操作安全埋下隱患，使企業經濟效益及安全效益進一步下降。

4電氣自動化控制設備可靠性檢測

4.1現場測試法

現場測試法包括在線測試、停機測試和脫機測試。在線測試是指對處于正常運行過程中的電氣自動化控制設備進行直接測試。停機測試是指在被測試設備停止工作時對其可靠性進行測試。脫機測試是指將設備中的有關零部件取出，將其安裝到相應的檢測設備。在線測試適用于實際工作中容易出現故障的復雜設備?；诜奖愫蜏y試技術的角度來說，停機測試和脫機測試更容易進行?，F場測試法的優勢在于設備處于實際運行環境中，得出的可靠性數據更加準確和真實。

4.2實驗室測試法

實驗室測試法是通過對電氣自動化控制設備的運行過程進行模擬測試，并模擬與設備運行現場相同的工作環境，例如溫度、濕度等，以保證設備模擬運行場景與實際運行場景高度一致。該可靠性測試方法能模仿真實的設備運行情況，便于控制，可獲得較準確的測試數據，測試效果較好;但需要較高的實驗費用和特定的使用環境，耗資較大;有時模擬環境可能會與真實環境存在差異化，而使實驗數據存在偏差。

4.3保證實驗法

保證實驗法是指在電氣自動化控制設備出廠前，利用特定條件對其進行無故障工作試驗，驗證平均無故障間隔時間。目前大多電氣自動化控制設備由多個元件組成，這些元件會隨機不定的出現各種故障，共同組成設備呈指數函數形式變化的故障。保證實驗法可根據設備具有的故障隨時間變化測定失效率的特點，測試和考核早期失效的設備，并采取一定的措施對設備進行加工和改進，將設備的失效率控制在規定的標準內。該可靠性測試方法需要進行較長時間的實驗，適用于生產量小、可靠性要求高或結構較復雜的電氣自動化控制設備中。

5提高電氣自動化控制設備可靠性的對策

5.1電氣自動化控制設備的設計

在設計電氣自動化設備過程中，應提高對設備穩定性的優化設計，根據設備的特點進行準確判斷，并采取技術手段進行控制，根據設備的運行條件及使用功能，提高設備設計的可靠性。應明確電氣自動化設備運行環境、產品類型與結構，確定生產規模和對經濟性能的影響，并對設備的細節全面考慮和科學設計，確保設備整體運行的穩定性。電氣設備廠家應對自動化控制設備生產成本做細化分析，除了滿足客戶可靠性需求，還應控制原材料及構件成本，提高資金投入產出比。

電氣自動化控制設備從最初的設計方案作為突破口，設計者通過改變設備自身的結構問題，針對企業生產需求設計出來最佳的方案，綜合方面考慮電氣自動化設備的自身實用性和安全性以及耐用性。在電氣自動化設備落實的同時，也可以從機器的設計來作為突破口，以此作為一種突破傳統設計方案。我們可以從設計角度進行不一樣的思考，不光從成本的角度來考慮，也可以對設備的安裝和零部件的選擇等角度進行控制。

5.2選擇合適的設備元件

企業應按照國家及行業相關標準選擇合格的電氣自動化元件，確保符合生產運營需求，適應操作環境。例如，可以根據組件技術性能、條件、質量等綜合選擇可靠性的電氣自動化設備組件，并在后續應用過程中，針對各部件的運行效果做詳細分析并備案登記，便于后續出現故障時，可以參考運行參數進行準確判斷，為技術人員維修提供依據。

5.3電氣自動化設備的安裝

安裝是電氣自動化設備能否正常運行的關鍵，科學合理的安裝才能使設備正常的投入使用。在安裝前首先要對設備進行全面的檢查，保證設備質量的穩定性與安全性，其次要對安裝的場地和環境進行全面的了解，制定合理的安裝計劃，根據設備的安裝條件采取針對性的措施。在安裝的過程中要做到標準化施工，嚴格按照設備的安裝流程進行施工。在安裝完成后要根據使用要求進行合理的、科學的調試，保證各個參數都符合要求，根據運行工況合理的制定運行規則，保證正常運行需求的同時延長設備本身的使用壽命與穩定性。

5.4做好干擾控制

在電氣自動化控制設備的設計、制造和安裝調試過程中，需從專業角度對其內部系統干擾風險進行評估或是采取試運行測試的方式，明確各個部件的干擾情況。針對環境干擾問題，可以基于具體的干擾因素做好設備運行環境的處理和優化，排除干擾源。針對機械作用力干擾因素，一方面要對干擾源的機械運行模式進行調試，降低振動、沖擊強度，另一方面要對抗干擾能力差的元件系統進行抗震防護處理。針對電磁干擾因素，要對系統電壓、電流系統進行控制優化，提高其穩定性，并且要在元件之間加裝抗干擾裝置（如圖）。

5.5定期檢查和更新設備

為了確保電氣自動化設備運行的可靠性，在出廠前應做全面測試，投入生產過程中還應提高對設備的運維管理。自動化設備運行過程中，應觀察設備運行存在的潛在問題，并根據經驗結合生產實際采取有效措施解決。如果運行過程中存在部件老化問題，應及時更換，避免影響其他部件的穩定運行，提高電氣自動化設備的使用年限。

5.6改善電氣自動化控制系統運行環境

應改善電氣自動化控制設備的運行環境，確保設備所處環境溫度和空氣相對濕度適宜，避免濕度過大導致設備表面吸附大量水分子，導致設備受潮腐蝕，部件或者線路發生故障，如果環境溫度過高，通風不好會加速線路老化，影響設備運行的可靠性。因此，電氣自動化設備在運行過程中應安裝降溫裝置，例如，安裝散熱器、空氣流通扇等形式，將室內熱量帶出配電室，同時，應避免粉塵進入配電室，影響設備線路連接效果?？梢园惭b空調系統，保證設備運行環境溫度和濕度適宜。

5.7嚴格管理人工操作環節

人工操作在自動化系統中具有一定的重要性，是機械制造電氣自動化控制中不可缺少的一個環節。想要提高自動化控制系統運行情況，應當對人工操作環節提起重視，同時還可以提高自動化控制的可靠性。在實際生產操作中，企業可以從以下方面入手：規范自動化控制系統的操作，提高操作人員的技術水平和綜合實力。企業要根據操作人員的工作狀況制定相關的操作規范，將人工操作細致化，根據實際情況劃分不同種類的細則，制定科學嚴謹的人工操作細則。電氣自動化控制系統在使用中會經歷多個環節。如設備啟動環節、各指示燈顯示環節、后續操作環節等，想要實現機械制造設備的可靠運行，要嚴格把控各個環節的人工操作。企業需要制定出人工操作的相關細則，來保障控制系統的安全穩定運行。

5.8建立全面的、系統的可靠性指標體系

電氣自動化控制技術應根據國家及領域內有關部門要求及自身實際使用情況，構建科學的可靠性指標體系，建設過程中應考慮設備運行需求，識別故障點，根據故障點判斷維修措施，制定設備維護標準，科學選擇并評估設備參數，避免參數過于復雜影響對設備可靠性的判斷。

6結語

電氣自動化控制設備是現代社會生產和生活中不可或缺的一部分，社會的快速發展帶來了電氣自動化設備的使用場景不斷的增多，而受到各種內外因素的影響。電氣自動化控制設備的可靠性決定了生產效率、產品質量、生產安全以及經營效益等多個方面，因此提高電氣自動化控制設備的可靠性受到了高度重視。要從電氣自動化控制設備的設計、選型、安裝、抗干擾以及維護等環節，采取更好、更優的思路和技術機制，全面提升電氣自動化控制設備的可靠性。這樣才能進一步發揮電氣自動化控制設備的應用價值，為社會的發展做出重要貢獻。

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