王浩權(quán) 高陽

摘 要：本文從研究電氣自動(dòng)化的重要意義著手，對(duì)電氣控制可靠性現(xiàn)狀，提高電氣自動(dòng)化控制設(shè)備元件的可靠性以及對(duì)電氣自動(dòng)化控制可靠性關(guān)鍵元件的檢測(cè)等方面分析了電氣自動(dòng)化設(shè)備的可靠性。

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化；控制設(shè)備；可靠性；分析；

改革開放后，我國科學(xué)技術(shù)獲得了高速發(fā)展，電氣自動(dòng)化控制技術(shù)也得到了長足的進(jìn)步，電氣自動(dòng)化控制技術(shù)已經(jīng)在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。電氣自動(dòng)化程度的高低直接反映出一個(gè)國家電子科學(xué)技術(shù)水平高低，自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)是成為經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中必不可少的技術(shù)手段。電氣自動(dòng)化技術(shù)的普及運(yùn)用，可以大幅度降低工作強(qiáng)度，保證工作的可靠度，特別是有些大型機(jī)器設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)必須要依靠電氣自動(dòng)化技術(shù)，電氣自動(dòng)化技術(shù)的廣泛運(yùn)用對(duì)我國生產(chǎn)力的提高以及生產(chǎn)效率提高均有著十分重要的意義。電氣自動(dòng)化技術(shù)的普及運(yùn)用也給電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性提出了更高的要求。對(duì)電氣自動(dòng)化設(shè)備可靠性進(jìn)行分析是保證電氣自動(dòng)設(shè)備安全可靠運(yùn)行的先決條件。

一、研究的重要意義

1、有助于提高電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的產(chǎn)品質(zhì)量

現(xiàn)代社會(huì)，人們對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越高，產(chǎn)品質(zhì)量是企業(yè)的生命，產(chǎn)品質(zhì)量的好壞直接影響到產(chǎn)品價(jià)值能否實(shí)現(xiàn)。人們?cè)絹碓街匾暺渌徺I產(chǎn)品的安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性等性能。產(chǎn)品可靠性和安全性往往被排在了前列。特別是大型成套設(shè)備人們十分重視其安全性與可靠性。購買者認(rèn)為可靠性越高故障發(fā)生的次數(shù)和概率就小。維修費(fèi)用和成本就較低，設(shè)備的安全性也能夠得到保證。加強(qiáng)對(duì)電氣自動(dòng)化設(shè)備可靠性的分析與研究能夠引起相關(guān)企業(yè)對(duì)設(shè)備可靠性的重視，進(jìn)而有助于提高電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的產(chǎn)品質(zhì)量。

2、有助于提高市場(chǎng)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的產(chǎn)品市場(chǎng)占有率

隨著客戶對(duì)產(chǎn)品性能要求越來越嚴(yán)格，更重視了產(chǎn)品的可靠性水平。在對(duì)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的選購上會(huì)經(jīng)過大量對(duì)比和研究，進(jìn)而尋找高可靠性的電氣自動(dòng)控制設(shè)備產(chǎn)品，只有不斷的加強(qiáng)電氣自動(dòng)化設(shè)備可靠性方面的研究與分析，才能不斷的提高電氣自動(dòng)控制設(shè)備的性能。進(jìn)而保證在激烈的市場(chǎng)競爭中不斷的擴(kuò)大市場(chǎng)占有率，在市場(chǎng)激烈的市場(chǎng)競爭中立于不敗之地。

二、控制設(shè)備的可靠性相關(guān)因素分析

一般來說電氣控制設(shè)備的可靠性因素主要包括一下幾個(gè)方面：

1、電氣控制設(shè)備工作環(huán)境。電氣設(shè)備所處的工作環(huán)境多種多樣。影響控制設(shè)備可靠性的因素有氣候條件、機(jī)械作用力和電磁干擾。氣候條件中溫度、濕度、氣壓、鹽霧、大氣污染等因素，能使控制設(shè)備的電氣性能下降、溫升過高、運(yùn)動(dòng)不靈活、結(jié)構(gòu)損壞，直至癱瘓，不能正常工作。機(jī)械條件是指電氣設(shè)備在不同的運(yùn)載工具中使用時(shí)出現(xiàn)的問題，比如振動(dòng)、沖擊、離心加速度，元器件會(huì)在這些過程中損壞失效或電參數(shù)葉的改變都能使其損壞，原因還包括結(jié)構(gòu)件斷裂或原件變形過大以及金屬件的疲勞破壞等。電磁波存在于控制設(shè)備工作的周圍空間，由此造成的外部及內(nèi)部干擾。設(shè)備輸出噪聲增大，工作不穩(wěn)定，不能安全工作都與電磁的干擾有關(guān)。

2、電氣控制設(shè)備的使用及維護(hù)。在電氣控制設(shè)備運(yùn)作過程中，操作人員不按照具體流程進(jìn)行操作，對(duì)控制設(shè)備不適當(dāng)?shù)牟僮骰蛘呤蔷S護(hù)和保養(yǎng)人員對(duì)電氣控制設(shè)備沒有及時(shí)進(jìn)行保養(yǎng)和維護(hù)，均會(huì)導(dǎo)致了控制設(shè)備可靠性指標(biāo)的降低。

3、控制設(shè)備關(guān)鍵元器件質(zhì)量。電氣控制設(shè)備關(guān)鍵元器件的質(zhì)量水平也是影響電氣設(shè)備可靠性的重要因素。目前元器件生產(chǎn)廠家眾多，質(zhì)量有好有壞，因此控制設(shè)備可靠性指標(biāo)偏低。在小企業(yè)中，管理體系缺陷，零部件進(jìn)廠檢查不能得到有效實(shí)行；同時(shí)，市場(chǎng)中的惡性競爭，導(dǎo)致元器件價(jià)格相對(duì)低廉，企業(yè)不顧質(zhì)量的采購，使得控制設(shè)備可靠性指標(biāo)偏低，使用壽命大打折扣。

三、提高電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性途徑

1、提高元件的可靠性

在提供元件的可靠性方面，可以通過加強(qiáng)對(duì)電子元件供應(yīng)商的審核來提高關(guān)鍵元器件的選購質(zhì)量，關(guān)鍵元器件在運(yùn)用前，用戶對(duì)生產(chǎn)方要質(zhì)量認(rèn)定；在品種、規(guī)格、型號(hào)和制造廠商的選擇中，要擇優(yōu)選擇。為了保證關(guān)鍵元器件的質(zhì)量，要認(rèn)真記錄元器件使用時(shí)的各方面數(shù)據(jù)，一旦發(fā)現(xiàn)問題要第一時(shí)間將問題加以記錄，并及時(shí)將記錄信息反饋該生產(chǎn)商。選用元器件要適合工作環(huán)境，元器件的技術(shù)條件、技術(shù)性能、質(zhì)量等級(jí)等均應(yīng)滿足設(shè)備工作和環(huán)境的要求，并且有足夠的替代品；優(yōu)先選用標(biāo)準(zhǔn)元器件；最好是使用同一廠家生產(chǎn)的同一規(guī)格的元器件；用于生產(chǎn)中的電子元器件都要經(jīng)過篩選。只有這樣才能在源頭上把好原材料審核關(guān)。這對(duì)提高電氣設(shè)備控制可靠性具有重要意義。

2、重視電子元件的設(shè)計(jì)

在電子元件設(shè)計(jì)的各個(gè)階段都要加強(qiáng)對(duì)材料和元器件的可靠性研究與監(jiān)管。特別是在控制設(shè)備設(shè)計(jì)階段要重視以下幾點(diǎn)：

（1）要注意研究產(chǎn)品和零部件生產(chǎn)的技術(shù)條件，認(rèn)真分析產(chǎn)品的設(shè)計(jì)參數(shù)，研究討論保證產(chǎn)品性能和使用條件，詳細(xì)的制定出正確設(shè)計(jì)的方案；

（2）要制定產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形式和產(chǎn)品類型，生產(chǎn)批量的規(guī)模與產(chǎn)量的大小直接相關(guān)；

（3）要注意設(shè)計(jì)零部件生產(chǎn)方式的經(jīng)濟(jì)性，前提是要保證產(chǎn)品性能；在滿足產(chǎn)品技術(shù)要求的條件下，選用相對(duì)經(jīng)濟(jì)合理原材料和元器件，實(shí)現(xiàn)降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本的目的。

（4）設(shè)計(jì)時(shí)要全面構(gòu)思，設(shè)計(jì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)要精細(xì)，使操作維修性能和使用性能達(dá)到最佳，減少維修和使用費(fèi)用；

3、注重對(duì)關(guān)鍵設(shè)備的防護(hù)

（1）散熱防護(hù)。溫度是影響電子設(shè)備可靠性最廣。電子設(shè)備工作時(shí)，其功率損失大部分以熱能形式散發(fā)，尤其是一些耗散功率較大的元器件，如電子管、變壓管、大功率晶體管、大功率電阻等。另外，當(dāng)外界溫度較高時(shí)，熱能難以散發(fā)，將使設(shè)備

（2）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，其中潮濕的影響對(duì)電子設(shè)備影響最大。特別是在低溫高濕條件下，空氣濕度達(dá)到飽和時(shí)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，使電性能下降，故障上升。當(dāng)電子設(shè)備受到潮濕空氣的侵蝕，會(huì)在元器件或材料表面凝聚一層水膜，并滲透到材料內(nèi)部，從而造成絕緣材料表面電導(dǎo)率增加，體積電阻率降低，介質(zhì)損耗增加，零部件電氣短路、漏電或擊穿等。潮氣還能引起覆蓋層起泡甚至脫落，使其失去保護(hù)作用。

4、加強(qiáng)對(duì)元器件的測(cè)試

（1）加強(qiáng)試驗(yàn)室測(cè)試

用規(guī)定的可控的工作條件和環(huán)境條件，在實(shí)驗(yàn)室模擬現(xiàn)場(chǎng)，設(shè)定可能出現(xiàn)的環(huán)境壓力來檢驗(yàn)被測(cè)設(shè)備，將試驗(yàn)后的各類數(shù)據(jù)通過整理，統(tǒng)計(jì)成可靠性指標(biāo)。模擬可靠性試驗(yàn)，控制試驗(yàn)方法和條件相對(duì)容易，所得到的也是高質(zhì)量的數(shù)據(jù)，試驗(yàn)結(jié)果可以再現(xiàn)和分析，不過在試驗(yàn)條件的限制下，數(shù)據(jù)難以與相對(duì)真實(shí)情況相對(duì)應(yīng)，而且試驗(yàn)花費(fèi)巨大。這種試驗(yàn)還需要很多的試品，因此被試產(chǎn)品的生產(chǎn)批量與成本因素就必須考慮，大批量生產(chǎn)產(chǎn)品可以使用這種方法。

（2）加強(qiáng)出廠測(cè)試

在產(chǎn)品出廠前，產(chǎn)品需要規(guī)定條件下工作試驗(yàn)用以保證無質(zhì)量問題。電控設(shè)備是由大量的元器件組成，它的故障模式顯現(xiàn)出來隨機(jī)的、多樣化，因此隨著時(shí)間變化，它的故障服從指數(shù)分布也會(huì)變化。對(duì)產(chǎn)品的早期失效進(jìn)行測(cè)試考核就是保證試驗(yàn)方法的本質(zhì)，用一定的方法改進(jìn)產(chǎn)品，在出廠前使失效率規(guī)定指標(biāo)以下。這項(xiàng)試驗(yàn)是一種可靠性保證試驗(yàn)，所花費(fèi)時(shí)間長，對(duì)大批量產(chǎn)品的生產(chǎn)來說只適合于生產(chǎn)設(shè)備的樣本；對(duì)小批量生產(chǎn)的產(chǎn)品是均適用。

（3）加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試

設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)使用，對(duì)其進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，可以得出可靠性測(cè)試記錄的數(shù)據(jù)，幫助統(tǒng)計(jì)出設(shè)備可靠性相關(guān)指標(biāo)?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試有很多優(yōu)點(diǎn)：需要設(shè)備少，工作環(huán)境真實(shí)，測(cè)試所得數(shù)據(jù)真實(shí)反映產(chǎn)品在實(shí)際使用情況下的可靠性、維護(hù)性等參數(shù)，直接費(fèi)用少等。

參考文獻(xiàn)

[1]宋修臣.淺談電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性測(cè)試的方法[J].中小企業(yè)管理與科技，2010（21）.

[2]孫志禮.實(shí)用機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)理論與方法[M].北京：科學(xué)出版社，2010（108）

[3]如何對(duì)電器自動(dòng)化控制設(shè)備進(jìn)行可靠性測(cè)試[J].科技信息中國期刊全文數(shù)據(jù)庫，2008（5）.

（作者單位：鞍山市奧林匹克中心）