提高电气自动化控制设备可靠性的策略

刘缤

摘要：随着我国经济建设的发展和自动化水平的提高，电气自动化控制设备已被广泛应用，尽管目前电气自动化的水平相对较高，但是电气自动化控制设备的可靠性仍然令人担忧，如何提高电气自动化控制设备的可靠性成为了相关工作人员需要思考的重大难题。笔者根据多年的工作经验，主要针对提高电气自动化控制设备可靠性的策略进行分析和讨论。

关键词：电气自动化;控制设备;可靠性;策略;

一、提高电气自动化控制设备可靠性的重要意义

电气自动化控制设备在进行使用的时候对其进行衡量，可靠性是非常重要的指标，同时对成品的质量也有很大的影响，对其可靠性进行保证，同时也是为了更好的保证企业的生产效益不受到影响。产品的特性主要包含着性能、可靠性、经济性和安全性。在产品质量中，可靠性的地位非常重要，因此，保证了可靠性才能更好的避免使用过程中出现故障，故障的次数少在进行维修的时候才不会花费过多的费用，这样在安全性方面也能够进行提高。可靠性能够增强设备的市场竞争力。随着国家经济的高速发展，用户不仅要求产品性能好，更重要的是要求产品的可靠性水平高。只有那些具有高可靠性指标的产品，才能在日益激烈的竞争中得以取胜。随着电气自动化控制设备自动化程度、复杂度越来越高，可靠性技术已成为企业在竞争中获取市场份额的有力工具。

二、设备可靠性的测试方法分析

1、现场测试可靠性

当测试设备相对比较少的时候，选用现场测试设备的可靠性不但能够节约成本，而且其测量精确度也相对比较高，因为是在真实的工作环境中测量的。该种方法主要是在设备的正常的运行的过程中通过观察其运行情况、记录相关数据、分析数据，然后依据相关参考指标以及标准确定设备的可靠性。该种方法也具有一定的缺点：容易受环境的影响和重复性较差。

2、保证试验测定可靠性

保证试验方法也被称作烤机，在产品出厂前，对产品的性能，包括可靠性，进行检测。该检测结果具有很大的随机性，产品的时效性服从指数分布。保证试验测试主要是为了在出厂前保证所有的产品都具有较高的可靠性。保证试验的所需时间较长，当产品的数量比较少的时候，适用于所有的产品;当产品的数量比较多的时候，适用于样本。

3、实验室测定可靠性

实验室测定产品的可靠性与现场测试具有较大的相似性，但是实验室测定产品的性能需要實现模拟实际的操作环境，需要确保其工作环境、外力影响以及环境应力与实现情况保持一致，然后记录数据、时间、失效的情况等等，在此基础上据此进行分析，得出所测试设备的可靠性分析报告。该方法具有重复性、实验条件易于控制、数量的质量高等优点，但是该试验方法需要购置的设备以及控制的因素较多，因此该实验所需要的成本是比较高的，鉴于以上特点，该种测量方法适用于大批量生产的设备。

三、如何提高电气自动化控制设备的可靠性

1、合理的节能降耗

设备中的零部件元器件，其品种和规格应尽可能少，尽量使用由专业厂家生产的通用零部件或产品。立足于使用国产材料和来源多、价格低的材料;设备（含零部件）的加工精度要与技术条件要求相适应，不允许无根据地追求高精度。在满足产品性能指标的前提下，其精度等级应尽可能低，装配也应简易化，尽量不搞选配和修配，力求减少装配工人的体力消耗，便于自动流水生产。

2、选用技术成熟的产品

根据电路性能的要求和工作环境的条件选用合适的元器件，元器件的技术条件、技术性能、质量等级等均应满足设备工作和环境的要求，并留有足够的余量;优先选用经实践证明质量稳定、可靠性高、有发展前途的标准元器件，不选用淘汰和禁用的元器件;应最大限度地压缩元器件的品种规格，减少生产厂家，提高它们的复用率;除特殊情况外，所有电子元器件应按不同的要求经过必要的可靠性筛选后，才能用到产品中;优先选用有良好的技术服务、供货及时、价格合理的生产厂家的元器件。对关键元器件要进行用户对生产方的质量认定;仔细分析比较同类元器件在品种、规格、型号和制造厂商之间的差异，择优选择。要注意统计在使用过程中元器件所表现出来的性能与可靠性方面的数据，作为以后选用的依据。

研究产品与零部件技术条件，分析产品设计参数，研讨和保证产品性能和使用条件，正确制定设计方案;其次，根据产量设定产品结构形式和产品类型。因为产量的大小决定着生产批量的规模，生产批量不同，其生产方式类型也不同，因而其生产经济性也不同;同时，运用价值工程观念，在保证产品性能的条件下，按最经济的生产方法设计零部件;在满足产品技术要求的条件下，选用最经济合理的原材料和元器件，以求降低产品的生产成本;全面构思，周密设计产品的结构，使产品具有良好的操作维修性能和使用性能，以降低设备的维修费用和使用费用。

3、合理控制电子设备的温升

温度是影响电子设备可靠性最广泛的一个因素，电子设备工作时，其功率损失一般都以热能形式散发出来，尤其是一些耗散功率较大的元器件，如电子管变压管、大功率晶体管、大功率电阻等。另外，当环境温度较高时，设备工作时产生的热能难以散发出去，将使设备温度升高。例如，半导体器件对温度反应很敏感，过高的温度会使器件的工作点发生漂移、增益不稳定、噪声增大和信号失真，严重时会引起热击穿。因此，通常半导体器件的温度不能过高，如锗管不超过 70―100℃;硅管不超过150 ―200℃。

因此对于半导体分立器件散热需要考虑：对于功率小于100 W的晶体管，一般不用散热器;大功率半导体分立器件应装在散热器上;散热器应使肋片沿其长度方向垂直安装，以便于自然对流。散热器上有多个肋片时，应选用肋片间距大的散热器;半导体分立器件外壳与散热器间的接触热阻应尽可能小，应尽量增大接触面积，接触面保持光洁，必要时在接触面上涂上导热膏或加热绝缘硅橡胶片，借助于合适的紧固措施保证紧密接触;散热器要进行表面处理，使其粗糙度适当并使表面呈黑色，以增强辐射换热;对于热敏感的半导体分立器件，安装时应远离耗散功率大的元器件。

4、注意对电子设备的气候防护

潮湿、盐雾、霉菌以及气压污染气体对电子设备影响很大，其中潮湿的影响是最主要的。特别是在低温高湿条件下，空气湿度达到饱和时会使机内元器件印制电路板上产色和凝露现象，使电性能下降，故障上升。当电子设备受到潮湿空气的侵蚀，会在元器件或材料表面凝聚一层水膜，并渗透到材料内部，从而造成绝缘材料表面电导率增加，体积电阻率降低，介质损耗增加，零部件电气短路、漏电或击穿等。潮气还能引起覆盖层起泡甚至脱落，使其失去保护作用。通常采用浸渍、灌封、密封等措施。

结束语

电气自动化控制设备在我国的应用领域已经变得越发广泛，保证电气自动化控制设备可靠性也已经成为一个复杂的且涉及广泛知识领域的系统工程。采取有效措施加强控制来进一步推动加强电气自动化控制设备的可靠性和安全性，才会取得较高的电气自动化控制设备可靠性指标，让企业在市场竞争中保持优势。

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（作者单位：黑龙江建龙钢铁有限公司）