电气自动化控制设备的可靠性分析

杨申+李鸿轩+郭旭

摘要首先阐述了可靠性的定义及可靠性技术的发展，然后对提高自动化控制设备可靠性的现实意义作了深入分析，最后从设计、制作、维护三个方面出发，对提高自动化控制设备的可靠性提出了一些建议，从而有效地保证自动化控制设备与系统的安全可靠运行。

关键词电气自动化；可靠性；设计；制作

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）12-0193-01

目前，自动化控制设备作为现代工农业生产必不可少的“眼睛”，以其高速性、准确性以及可靠性等优点，使得设备的使用者足不出户就能对整个生产过程进行精准控制，极大的提高生产效率的同时，也降低了危险环境之下工作人员的人身安全伤害系数。

1可靠性及其技术的发展

广义上讲，可靠性指的是在一定的时间和工作环境之中，电气控制设备具有连续正常的工作能力；狭义的讲，设备的可靠性还对设备使用寿命的做了进一步的要求，这就需要控制设备具有一定的可维修能力。衡量控制设备的可靠性性能指标，主要取决于控制设备中每个元器件的可靠性，一般来说，随着大型集散型控制系统的出现，控制设备的可靠性随着使用元件增多而降低。

可靠性技术是源于20世纪四五十年代的一门工程技术，自第一代半导体晶体管的诞生，既满足了现代控制的技术需求，也使得以美国为代表的发达国家，将越来越多的精力放到电子元器件的可靠性技术的研究方面，最终形成了被广泛认可的可靠性管理、设计以及测验标准。迄今为止，世界上很多知名的电器公司和学术机构，都在积极致力于可靠性技术的研发工作，比较典型的是经过三十多年的发展，依托于网络而形成的DCS技术（集散控制系统），已经大大延伸了自动控制设备的可靠性内涵，通过对控制设备的分散式连接，实现了电气自动化控制的高可靠性目标。

2自动化控制设备可靠性的提高的现实意义

2.1 控制设备的可靠性的提高可保护核心组件

电气自动化控制设备作为整个控制系统的组成单元，其可靠性的提升对整个自动化控制系统的正常运行起到关键性作用，在集散控制技术还不完善的时代，一台控制设备如果出现了问题，就容易引发其它联动设备的非正常工作，甚至会对整个控制系统的核心组件造成严重损害，而通过提高控制设备或系统的可靠性，则可向控制系统发出 及时纠错或紧急停车的需求。比如，现在国家电网改造中的配电自动化项目中，只要轻点鼠标就能将输电故障迅速隔离，从而实现生产核心机组的安全控制，确保安全生产以及人们的安居乐业。

2.2 控制设备的可靠性可提高产品质量与效率

“低投入、高产出”作为进行工农业生产所遵循的必不可少的原则，从生产角度来看，产品质量与效率是企业赖以生存的生命线，而提高控制设备的可靠性，才是有助于企业实现上述目标的主要途径。这是因为，面对着复杂而多样化的生产环境，很多不可抗拒的客观因素，比如电磁干扰、高温潮湿等，都会导致控制设备性能的下降，当控制设备故障率和失误率过高时，不仅会加大企业对控制设备维修的费用投入，也使得生产出来的产品废品率急剧上升。由此可见，只有提高控制设备的可靠性，才能为企业的产品质量和未来发展构筑一条安全可靠的防线。

3提高自动化控制设备可靠性的几点思考

3.1 以设计环节为基础，改善自动化控制设备的运行可靠性

对于自动化控制设备的优化设计，是改善其运行可靠性的基础，这也成为现代控制技术的日益完善所带来的直接成果。对于控制设备的可靠性设计，应在立足于以往设计经验的基础上，摒弃那些有碍于可靠性功能实现的陈旧方法。考虑到控制设备的自动化、集成化和经济性等多方面要求，对于设计部分来说，一方面，可采用简化电路的方法，采用大规模或者超大规模的集成设计，有效的减少电路板的焊点，减少那些容易出现故障元件的使用次数；另外一方面，则要根据设备实现功能采用一些特殊设计方法，常见的有冗余设计、可靠性预测等，这些都有利于一部分设备出现故障时，控制系统不受此故障的影响。除此以外，在控制设备的设计阶段，还要积极采纳国内外先进的控制理论和技术，通过赋予自动化控制设备自诊断和容错功能，使我国自动化控制设备的可靠性研发与国际水准完美对接。

3.2 以制造环节为关键，提高自动化控制设备的使用可靠性

制造环节永远是决定控制设备可靠性能优劣的关键环节，细微之处要从电子元器件的选用入手，以劣充优是设备制作的一大禁忌，因此，在进行电气元器件选择时要注意两点：首先，要尽可能采用标准化的零件，这种通用性方便于后期的设备保养维护工作，同时，还要从质量上对元器件进行严格把控，零部件的质量不过关，也是造成控制设备可靠性下降的众多因素之一，所以，对于设备元器件的选择方面，一定要以通过国家严格质量认定的产品作为首选对象。其次，要充分考虑设备的应用场合，可以通过加装必要的防护和散热等外围设备来提高控制设备的环境适应性，依据设计图纸对设备进行准确的装配，如果发现有不合理地方及时进行反馈，以提高控制设备安装制作的科学性和准确性。

3.3 以维护环节为重点，降低自动化控制设备的维修次数

从上文有关于可靠性的狭义定义来看，维护环节也成为延续设备使用寿命、提高设备稳定性与可靠性的重点。近些年来，随着智能手环、智能手表、行动记录摄像机等可穿戴设备的出现，使得自动化设备的维修工作变得安全性更强、可靠性更佳。正因为定期维护和检修的重要性不言而喻，随着一些先进的计算机和网络技术的使用，很多自动化控制设备已经初步实现了定期在线检查的功能，甚至在维修保养过程中能够运行一些简单的仿真测试，这种融合了现场测试技术于一体的维护方式，对于提高自动化控制设备的可靠性是十分必要的。

4结束语

综上所述，随着自动化技术的更新换代的节奏越来越快，更要将控制的可靠性作为电气自动化设备设计制作的重点，通过提高控制设备的可靠性，有效的避免其运行过程中出现误操作，最终能够保护生产流程的完整性以及提高企业的经济效益，这对于提高国民生产力和竞争力有着非常现实的意义。

参考文献

[1]李乐超.电气自动化控制设备的可靠性分析[J].中国高新技术企业，2013（32）：59-60.

[2]徐勇.关于电气自动化控制设备的可靠性分析[J].科技资讯，2011（12）：146-147.

[3]蒋志荣.电气自动化控制技术的研究[J].黑龙江科技信息，2014（1）：66-66.

[4]焦志颖.如何提高电子自动化控制设备的可靠性[J].中国外资，2013（18）：349-349.

作者简介

杨申（1992-），男，山东东营人，本科（在读），研究方向：电力系统。

李鸿轩（1993-），男，山东青州人，本科（在读），研究方向：电力系统。

郭旭（1994-），男，山东滨州人，本科（在读），研究方向：电力系统。

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