关于电气自动化控制设备可靠性研究

解双洲 李水冰 李默涵

摘要：电气自动化控制设备可靠性问题研究，可从根本上解决电气自动化设备质量不佳及使用安全性不高问题，使现阶段的电气自动化设备控制技术标准化程度达到新的高度。本文分析当前电气自动化控制设备在可靠性方面存在的不足，从设计、选型、安装、维护、操作、环境、体系等角度进行剖析，对提升电气自动化控制设备可靠性的策略进行探索。

关键词：电气;自动化;可靠性;安全

1引言

电气自动化技术应用发展逐步迈向智能化方向，电气自动化设备的运行效率、稳定性、安全性等，是影响国家在智能化发展中的关键因素，是未来阶段更好地运用智能化技术开展经验生产的重要基础。做好电气自动化技术应用的可靠性研究势在必行，是确保电气自动化技术应用安全性及稳定性的有效途径。

2电气自动化控制设备可靠性研究的必要性

电气自动化控制设备的可靠性研究，对提高电气自动化设备的使用安全性及应用效益具有重要意义，是电气自动化控制技术迈向多元化及智能化发展的主要途径，使电气自动化技术应用更符合社会实际发展需求。可靠性是设备质量的核心指标。当相关产业引进及使用电气自动化控制设备时，最为基本的要求就是质量过关。而可靠性是反映电气自动化控制设备质量的核心指标，与设备运行效率、效果、性能、稳定性、安全性、经济性等多方面都息息相关。从电气自动化设备制造厂商的角度来讲，可靠性的更高，将使其设备在市场上拥有更强的竞争力，对企业的长远发展极为有利。从电气自动化控制设备使用者的角度来讲，安装和使用电气自动化控制设备的公司，都希望让电气自动化设备成为自己的效益助手，提升产品品质，为消费者带来更好的产品体验，从而为自己创造更大的效益。而保证设备生产运行效率、生产质量，必须要从自动化控制设备的可靠性研究入手。

3电气自动化控制设备运用影响可靠性的相关因素

3.1设备构件质量

设备构件质量问题在电气自动化控制方面较为常见。电气自动化设备其本身是由非常多的小零件组成，结构设计复杂，其中不同构件中又包含非常精细的零部件。现在市场上的电气自动化零部件的生产厂家层出不穷，生产制造水平参差不齐，甚至有些制造商售卖的零部件不符合国家标准，严重阻碍着整条电气自动化设备的长期发展。同时，企业对设备构件供应商生产资质的检查不严，对相关的构件使用未能进行技术检测与实验，有关的实验数据标注真实性较差，难以作为电气自动化构件系统应用的参考标准，从而导致电气自动化设备总体质量下降，设备使用周期短缩，故障问题频发，相关的设备维护管理难度增加。

3.2设备元器件安装调试质量不佳

随着当代相关技术的不断发展，以及伴随高质量发展逐渐升高的质量要求，电气自动化控制设备的结构越来越复杂，涉及到的元器件数量、种类也越来越多。在系统设备当中，任何元器件质量的不过关都会对相关设备乃至整个系统的功能造成不利影响。然而部分设备因为在安装调试环节对元器件的质量检测不严谨，或者未严格按照设计图纸和行业规范开展工作，导致设备系统无法达到设计标准，有进而影响系统功能的发挥，同时为系统的正常运行埋下隐患。

3.3工作环境复杂

在生产、生活的各个环境中，电气自动化控制设备所处的环境具有较高的复杂性。一方面系统设备会受到自然环境、气候条件的影响，另一方面系统设备间还会互相干扰。气候因素：从温度、湿度到气压、天气，都可能对电气自动化控制设备的正常运行造成干扰，甚至直接破坏相关元器件，影响设备运行。机械作用力因素：电气自动化控制设备在运行过程中会存在不同机械设备的运行活动，此过程中产生的冲击、振动等机械作用力，会影响系统设备的运行稳定性。电磁干扰：电气自动控制系统设备在运行过程当中，电流、电压的变化以及设备通信过程中会产生电磁波，而电磁波会影响设备電流、电压以及信号的传输与接收，降低系统控制能力。

3.4操作人员的技术能力

电气自动化设备在近年来的发展过程中，自动化水平和企业的管理能力不断提高，但电气自动化设备在技术操作上仍对技术人员的技术能力具有实际依赖性，需要在技术生产过程中采用人为干预方法对设备做出调控。部分企业针对技术人员培训工作的开展始终未能达到标准化水平，企业内技术人员专业化技术能力参差不齐，相关的技术应用条件也相对较差，对电气自动化设备应用产生一定的局限，从而导致电气自动化设备应用质量大打折扣，难以充分发挥出电气自动化设备应用优势，为技术人员的设备操作安全埋下隐患，使企业经济效益及安全效益进一步下降。

4电气自动化控制设备可靠性检测

4.1现场测试法

现场测试法包括在线测试、停机测试和脱机测试。在线测试是指对处于正常运行过程中的电气自动化控制设备进行直接测试。停机测试是指在被测试设备停止工作时对其可靠性进行测试。脱机测试是指将设备中的有关零部件取出，将其安装到相应的检测设备。在线测试适用于实际工作中容易出现故障的复杂设备。基于方便和测试技术的角度来说，停机测试和脱机测试更容易进行。现场测试法的优势在于设备处于实际运行环境中，得出的可靠性数据更加准确和真实。

4.2实验室测试法

实验室测试法是通过对电气自动化控制设备的运行过程进行模拟测试，并模拟与设备运行现场相同的工作环境，例如温度、湿度等，以保证设备模拟运行场景与实际运行场景高度一致。该可靠性测试方法能模仿真实的设备运行情况，便于控制，可获得较准确的测试数据，测试效果较好;但需要较高的实验费用和特定的使用环境，耗资较大;有时模拟环境可能会与真实环境存在差异化，而使实验数据存在偏差。

4.3保证实验法

保证实验法是指在电气自动化控制设备出厂前，利用特定条件对其进行无故障工作试验，验证平均无故障间隔时间。目前大多电气自动化控制设备由多个元件组成，这些元件会随机不定的出现各种故障，共同组成设备呈指数函数形式变化的故障。保证实验法可根据设备具有的故障随时间变化测定失效率的特点，测试和考核早期失效的设备，并采取一定的措施对设备进行加工和改进，将设备的失效率控制在规定的标准内。该可靠性测试方法需要进行较长时间的实验，适用于生产量小、可靠性要求高或结构较复杂的电气自动化控制设备中。

5提高电气自动化控制设备可靠性的对策

5.1电气自动化控制设备的设计

在设计电气自动化设备过程中，应提高对设备稳定性的优化设计，根据设备的特点进行准确判断，并采取技术手段进行控制，根据设备的运行条件及使用功能，提高设备设计的可靠性。应明确电气自动化设备运行环境、产品类型与结构，确定生产规模和对经济性能的影响，并对设备的细节全面考虑和科学设计，确保设备整体运行的稳定性。电气设备厂家应对自动化控制设备生产成本做细化分析，除了满足客户可靠性需求，还应控制原材料及构件成本，提高资金投入产出比。

电气自动化控制设备从最初的设计方案作为突破口，设计者通过改变设备自身的结构问题，针对企业生产需求设计出来最佳的方案，综合方面考虑电气自动化设备的自身实用性和安全性以及耐用性。在电气自动化设备落实的同时，也可以从机器的设计来作为突破口，以此作为一种突破传统设计方案。我们可以从设计角度进行不一样的思考，不光从成本的角度来考虑，也可以对设备的安装和零部件的选择等角度进行控制。

5.2选择合适的设备元件

企业应按照国家及行业相关标准选择合格的电气自动化元件，确保符合生产运营需求，适应操作环境。例如，可以根据组件技术性能、条件、质量等综合选择可靠性的电气自动化设备组件，并在后续应用过程中，针对各部件的运行效果做详细分析并备案登记，便于后续出现故障时，可以参考运行参数进行准确判断，为技术人员维修提供依据。

5.3电气自动化设备的安装

安装是电气自动化设备能否正常运行的关键，科学合理的安装才能使设备正常的投入使用。在安装前首先要对设备进行全面的检查，保证设备质量的稳定性与安全性，其次要对安装的场地和环境进行全面的了解，制定合理的安装计划，根据设备的安装条件采取针对性的措施。在安装的过程中要做到标准化施工，严格按照设备的安装流程进行施工。在安装完成后要根据使用要求进行合理的、科学的调试，保证各个参数都符合要求，根据运行工况合理的制定运行规则，保证正常运行需求的同时延长设备本身的使用寿命与稳定性。

5.4做好干扰控制

在电气自动化控制设备的设计、制造和安装调试过程中，需从专业角度对其内部系统干扰风险进行评估或是采取试运行测试的方式，明确各个部件的干扰情况。针对环境干扰问题，可以基于具体的干扰因素做好设备运行环境的处理和优化，排除干扰源。针对机械作用力干扰因素，一方面要对干扰源的机械运行模式进行调试，降低振动、冲击强度，另一方面要对抗干扰能力差的元件系统进行抗震防护处理。针对电磁干扰因素，要对系统电压、电流系统进行控制优化，提高其稳定性，并且要在元件之间加装抗干扰装置（如图）。

5.5定期检查和更新设备

为了确保电气自动化设备运行的可靠性，在出厂前应做全面测试，投入生产过程中还应提高对设备的运维管理。自动化设备运行过程中，应观察设备运行存在的潜在问题，并根据经验结合生产实际采取有效措施解决。如果运行过程中存在部件老化问题，应及时更换，避免影响其他部件的稳定运行，提高电气自动化设备的使用年限。

5.6改善电气自动化控制系统运行环境

应改善电气自动化控制设备的运行环境，确保设备所处环境温度和空气相对湿度适宜，避免湿度过大导致设备表面吸附大量水分子，导致设备受潮腐蚀，部件或者线路发生故障，如果环境温度过高，通风不好会加速线路老化，影响设备运行的可靠性。因此，电气自动化设备在运行过程中应安装降温装置，例如，安装散热器、空气流通扇等形式，将室内热量带出配电室，同时，应避免粉尘进入配电室，影响设备线路连接效果。可以安装空调系统，保证设备运行环境温度和湿度适宜。

5.7严格管理人工操作环节

人工操作在自动化系统中具有一定的重要性，是机械制造电气自动化控制中不可缺少的一个环节。想要提高自动化控制系统运行情况，应当对人工操作环节提起重视，同时还可以提高自动化控制的可靠性。在实际生产操作中，企业可以从以下方面入手：规范自动化控制系统的操作，提高操作人员的技术水平和综合实力。企业要根据操作人员的工作状况制定相关的操作规范，将人工操作细致化，根据实际情况划分不同种类的细则，制定科学严谨的人工操作细则。电气自动化控制系统在使用中会经历多个环节。如设备启动环节、各指示灯显示环节、后续操作环节等，想要实现机械制造设备的可靠运行，要严格把控各个环节的人工操作。企业需要制定出人工操作的相关细则，来保障控制系统的安全稳定运行。

5.8建立全面的、系统的可靠性指标体系

电气自动化控制技术应根据国家及领域内有关部门要求及自身实际使用情况，构建科学的可靠性指标体系，建设过程中应考虑设备运行需求，识别故障点，根据故障点判断维修措施，制定设备维护标准，科学选择并评估设备参数，避免参数过于复杂影响对设备可靠性的判断。

6结语

电气自动化控制设备是现代社会生产和生活中不可或缺的一部分，社会的快速发展带来了电气自动化设备的使用场景不断的增多，而受到各种内外因素的影响。电气自动化控制设备的可靠性决定了生产效率、产品质量、生产安全以及经营效益等多个方面，因此提高电气自动化控制设备的可靠性受到了高度重视。要从电气自动化控制设备的设计、选型、安装、抗干扰以及维护等环节，采取更好、更优的思路和技术机制，全面提升电气自动化控制设备的可靠性。这样才能进一步发挥电气自动化控制设备的应用价值，为社会的发展做出重要贡献。

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