歐志平（湖南衡陽(yáng)華菱鋼管有限公司，湖南 衡陽(yáng)421001）

關(guān)于鋼鐵廠電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性分析

歐志平（湖南衡陽(yáng)華菱鋼管有限公司，湖南 衡陽(yáng)421001）

自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，使得鋼鐵廠生產(chǎn)的質(zhì)量和效率被大大提高，大量節(jié)省了人力。近年來(lái)，電氣自動(dòng)化的程度相對(duì)較高，被廣泛應(yīng)用，而伴隨著電氣自動(dòng)化的發(fā)展，電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性就成為了影響電氣自動(dòng)化效率的重要因素。生活質(zhì)量的改善使人們對(duì)用電量有了更高的需求，如何加強(qiáng)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性成為人們開(kāi)始關(guān)注的焦點(diǎn)。本文對(duì)電氣自動(dòng)化控制鋼鐵廠里的設(shè)備的可靠性分析進(jìn)一步加強(qiáng)研究。

電氣自動(dòng)化；控制設(shè)備；可靠性；檢測(cè)方案

引言

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，鋼鐵廠里的控制設(shè)備基本已實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，自動(dòng)化設(shè)備的應(yīng)用一方面在一定程度上減少了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，增加了工作效率，另一方自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用使人們對(duì)其設(shè)備的可靠性提出了質(zhì)疑。因?yàn)殡娏ζ髽I(yè)需要安全、平穩(wěn)的運(yùn)行，所以鋼鐵廠里的電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性是十分重要的，加強(qiáng)電氣自動(dòng)控制設(shè)備的可靠性研究具有重大意義。

1 電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性測(cè)試意義及現(xiàn)狀

在特定的環(huán)境條件下，鋼鐵廠通過(guò)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性測(cè)試，可以檢驗(yàn)產(chǎn)品性能是否完好，進(jìn)而提高電氣自動(dòng)化控制設(shè)備質(zhì)量。另外，只有在此基礎(chǔ)上，鋼鐵制造商才能夠減少人力，進(jìn)而提高產(chǎn)品一致性，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率?；陔姎庾詣?dòng)化控制設(shè)備可靠性測(cè)試對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量方面上的影響，只有通過(guò)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性測(cè)試，才能迅速的占領(lǐng)市場(chǎng)，提升自身競(jìng)爭(zhēng)力。

目前來(lái)說(shuō)，影響電氣自動(dòng)化設(shè)備可靠性主要有兩個(gè)因素：①設(shè)備原件質(zhì)量低下。當(dāng)前電氣自動(dòng)化控制生產(chǎn)行業(yè)發(fā)展迅速，規(guī)模較大的各個(gè)企業(yè)生產(chǎn)廠家的的技術(shù)水平具有很大差異，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)情況下下，部分企業(yè)為了降低生產(chǎn)成本，爭(zhēng)取最大的利潤(rùn)空間，而忽視了原器件的質(zhì)量；②電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的使用環(huán)境以及維護(hù)不當(dāng)。電氣自動(dòng)化控制設(shè)備在使用中會(huì)受到氣候條件、電磁等因素的干擾，比如低氣壓會(huì)直接影響元器件的質(zhì)量，有時(shí)候會(huì)直接導(dǎo)致元器件的損壞，這些影響因素在沒(méi)有合理的維護(hù)手段的情況下都會(huì)導(dǎo)致電氣自動(dòng)化控制設(shè)備不能正常工作的情況。

2 電氣控制設(shè)備可靠性分析的測(cè)試方法和內(nèi)容

2.1 試驗(yàn)室測(cè)試法

試驗(yàn)室測(cè)試法需要鋼鐵廠在一定硬件條件的基礎(chǔ)上，通過(guò)可靠性模擬測(cè)試后，用專(zhuān)業(yè)試驗(yàn)測(cè)試儀器進(jìn)行可靠性數(shù)據(jù)收集，盡可能實(shí)現(xiàn)以最接近設(shè)備運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)所遇到的環(huán)境應(yīng)力對(duì)設(shè)備進(jìn)行測(cè)試，統(tǒng)計(jì)時(shí)間及其他相關(guān)數(shù)據(jù)，最后通過(guò)相關(guān)軟件進(jìn)行分析處理獲得可靠性指標(biāo)。

這種測(cè)試方法的優(yōu)勢(shì)在于：操作簡(jiǎn)單，實(shí)驗(yàn)條件容易掌控，且得到的數(shù)據(jù)質(zhì)量較高，經(jīng)過(guò)不斷的分析后得出的準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息。不足之處在于所需要的實(shí)驗(yàn)費(fèi)用較高，受到試驗(yàn)條件的限制，其最終得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)很多情況下都是準(zhǔn)確性較低的。此外，為了要考慮到被試產(chǎn)品的生產(chǎn)批量及成本，因此，此種測(cè)試方法更適用于生產(chǎn)批量較大的產(chǎn)品。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試法

自動(dòng)化設(shè)備調(diào)試一般分為幾個(gè)階段，調(diào)試工作一般在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備安裝完成后開(kāi)始。電氣自動(dòng)化設(shè)備在使用現(xiàn)場(chǎng)的可靠性測(cè)試主要是相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并且參照不同的試驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)研究出正確的方式，以保證自動(dòng)化設(shè)備的性能得到發(fā)揮。對(duì)已完成安裝的設(shè)備或系統(tǒng)進(jìn)行檢查，主要用于檢查設(shè)備安裝是否正確、穩(wěn)固，接線是否牢固等內(nèi)容，同時(shí)還要特別注意檢查系統(tǒng)的接地是否正確?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的主要特點(diǎn)在于所用的試驗(yàn)設(shè)備少，工作效率高，準(zhǔn)確性強(qiáng)。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，我們可以保證運(yùn)行設(shè)備安全，最大限度地減少無(wú)謂檢修，提高電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性。其缺點(diǎn)在于試驗(yàn)過(guò)程中受外界干擾影響大，當(dāng)遇到受控條件下則難以進(jìn)行試驗(yàn)。

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試具體又包含三種類(lèi)型：第一種在線測(cè)試，測(cè)試設(shè)備持續(xù)運(yùn)行；第二種停機(jī)測(cè)試，測(cè)試設(shè)備中止運(yùn)行；第三種脫機(jī)測(cè)試，需要從設(shè)備運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)將待檢測(cè)部件取出，安裝到專(zhuān)業(yè)檢測(cè)設(shè)備當(dāng)中進(jìn)行可靠性測(cè)試。從技術(shù)難度角度出發(fā)，停機(jī)測(cè)試和脫機(jī)測(cè)試更適用些。系統(tǒng)復(fù)雜時(shí)，則要進(jìn)行在線測(cè)試進(jìn)行設(shè)備故障的診斷，保證所得數(shù)據(jù)的可靠性與準(zhǔn)確性。現(xiàn)實(shí)中，測(cè)試方式的選擇必須要充分的考慮現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，參照故障狀況過(guò)程中是否可以迅速停機(jī)。

2.3 保證實(shí)驗(yàn)法

保證實(shí)驗(yàn)法，主要是在鋼鐵生產(chǎn)的自動(dòng)化設(shè)備出廠前根據(jù)其規(guī)定的要求展開(kāi)無(wú)故障的工作的試驗(yàn)，就是通常經(jīng)常談到的“烤機(jī)”。當(dāng)前的電控設(shè)備主要是數(shù)量龐大的元器件所構(gòu)成，其故障模式具有多樣性、隨機(jī)性，換句話說(shuō)，其失效率是隨著時(shí)間的改變而改變的，因而是以極為復(fù)雜的形式展現(xiàn)在別人面前。而且其失效率會(huì)伴隨著時(shí)間的變化而不斷改變。產(chǎn)品在出廠之前在實(shí)驗(yàn)室所進(jìn)行的烤機(jī)主要是能測(cè)量產(chǎn)品的早期失效情況，及時(shí)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，使生產(chǎn)設(shè)備達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)后再出廠。

雖然保證實(shí)驗(yàn)法可靠性高，但在檢測(cè)過(guò)程中所需時(shí)間較長(zhǎng)，在多數(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品中只適合設(shè)備的樣本，不適用于生產(chǎn)工序繁雜的鋼鐵廠，在小量或大系統(tǒng)生產(chǎn)的產(chǎn)品能夠得到廣泛的運(yùn)用。此種試驗(yàn)還適用于電路復(fù)雜、可靠性高并且數(shù)量不大的電氣自動(dòng)化控制設(shè)備。

3 提高電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性的方法

3.1 加強(qiáng)設(shè)備設(shè)計(jì)階段控制

在設(shè)計(jì)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備時(shí)，首先要對(duì)產(chǎn)品與零部件技術(shù)條件進(jìn)行研究，仔細(xì)研究產(chǎn)品設(shè)計(jì)參數(shù)，在保證產(chǎn)品質(zhì)量和性能的前提下，制定科學(xué)的設(shè)備設(shè)計(jì)方案。另外，為了提高產(chǎn)品的使用和操作維修性能，產(chǎn)品類(lèi)型和結(jié)構(gòu)要根據(jù)產(chǎn)量來(lái)確定，保證滿足產(chǎn)品技術(shù)要求的條件下，盡可能降低生產(chǎn)成本，盡可能選擇經(jīng)濟(jì)的元器件和原材料。為了減少鋼鐵廠里電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的使用和維修費(fèi)用，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)必須經(jīng)過(guò)全面構(gòu)思后再進(jìn)行全面嚴(yán)格的設(shè)計(jì)。

3.2 注重對(duì)設(shè)備中元器件與零部件的品種和規(guī)格的管理

從生產(chǎn)角度來(lái)看，由于電氣自動(dòng)化控制設(shè)備生產(chǎn)中需要較多復(fù)雜的零部件與元器件，因此在這個(gè)過(guò)程中，要盡可能減少設(shè)備中元器件與零部件的品種和規(guī)格，盡量采用由專(zhuān)業(yè)產(chǎn)家生產(chǎn)的通用零部件與元器件，這樣更能保障其使用性能；使用其他材料的精度，要符合當(dāng)前技術(shù)條件要求，不能因市場(chǎng)的惡性競(jìng)爭(zhēng)而追求價(jià)格低廉、質(zhì)量較差的材料。此外，在選擇元器件時(shí)，還要充分考慮設(shè)備生產(chǎn)環(huán)境及其電路性能要求，盡可能減少選配和修配，以更好的滿足生產(chǎn)技術(shù)要求，提高生產(chǎn)效率。

3.3 控制設(shè)備的散熱防護(hù)

電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性受溫度影響是較大的，尤其是鋼鐵廠里，電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的散熱防護(hù)對(duì)電氣自動(dòng)化的維護(hù)起著非常重要的作用。溫度的變化會(huì)使得設(shè)備的可靠性大大降低，因?yàn)樵O(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中其電子管、大功率晶體管等都會(huì)不斷的產(chǎn)生并散發(fā)熱量。若熱量便難以散發(fā)出去，就會(huì)導(dǎo)致設(shè)備自身溫度升高，影響其正常運(yùn)行速度，致使可靠性降低。

因而，要重視散熱防護(hù)，近幾年相繼出現(xiàn)的高效熱傳導(dǎo)工藝、達(dá)克羅、氟涂料涂覆工藝、三元合金電鍍工藝等新工藝在設(shè)備中已經(jīng)廣泛使用。采用高效熱傳導(dǎo)工藝，通過(guò)高效傳熱元件將芯片產(chǎn)生的熱量直接傳遞到散熱面積較大的機(jī)箱壁和蓋板上，通過(guò)它們與周?chē)h(huán)境的熱交換將熱量散出去，進(jìn)而降低盒體內(nèi)部的溫度。如果發(fā)熱芯片數(shù)量比較多，可增加傳熱元件兩端的接觸面積，將熱量集中傳遞到機(jī)箱側(cè)壁上，并在相應(yīng)位置安裝空調(diào)或風(fēng)扇，利用強(qiáng)迫風(fēng)冷進(jìn)行散熱。

3.4 電子設(shè)備的氣候防護(hù)

潮濕、鹽霧、霉菌以及氣壓、污染氣體對(duì)電子設(shè)備影響很大，尤其是潮氣容易引起元器件覆蓋層形成水膜，容易引發(fā)漏電、短路等故障，還能引起覆蓋層起泡甚至脫落，使其失去保護(hù)作用；當(dāng)空氣濕度達(dá)到飽和時(shí)也會(huì)使機(jī)內(nèi)元器件、印制電路板上產(chǎn)色和凝露現(xiàn)象，進(jìn)而使電性能下降，故障上升。為此，應(yīng)該采用密封、灌封、侵漬等措施對(duì)控制設(shè)備進(jìn)行防護(hù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性問(wèn)題涉及到廣泛的領(lǐng)域，必須要加以重視。在電氣自動(dòng)化控制設(shè)備快速發(fā)展的今天，只有結(jié)合我國(guó)電氣控制設(shè)備的可靠性現(xiàn)狀，找出影響鋼鐵廠里電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性的關(guān)鍵因素，并對(duì)其可靠性進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量，只有這樣，才能保證鋼鐵廠實(shí)現(xiàn)更多的自動(dòng)化生產(chǎn)。

[1]毛維淺談對(duì)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性的認(rèn)識(shí).[J]中國(guó)科技博覽，2010.

[2]王 磊.薛雙苓電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性探究[J].科技傳播，2011（19）.

[3]李 平.關(guān)于電氣自動(dòng)化設(shè)備可靠性測(cè)試方法的探討[J].建筑與預(yù)算，2010（05）.

TM921.5

A

2095-2066（2016）22-0090-02

2016-7-20

歐志平（1982-），男，工程師，本科，主要從事電氣技術(shù)及設(shè)備管理方面的工作。