對電氣自動化控制設(shè)備可靠性的探索

鄧藝欣，鄧忠亮

對電氣自動化控制設(shè)備可靠性的探索

鄧藝欣1，鄧忠亮2

（1.三峽大學(xué)，湖北 宜昌 443002；2.國網(wǎng)浦城縣供電公司，福建 南平 353400）

當(dāng)前，中國社會各行業(yè)對電能提出了巨大需求，依賴于智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，中國電力系統(tǒng)在運(yùn)行中逐漸向著智能化及自動化方向演變。電氣自動化與電網(wǎng)結(jié)合較為緊密，在電氣自動化技術(shù)普遍應(yīng)用的背景下，需要確保電氣自動化控制設(shè)備在性能上保持可靠狀態(tài)。因此，利用電氣自動化控制理論，對電氣自動化控制設(shè)備運(yùn)行原理進(jìn)行研究，總結(jié)出提高電氣自動化控制設(shè)備可靠性措施，關(guān)系著電力企業(yè)的長期可持續(xù)發(fā)展。

電氣自動化；電氣工程；自動化控制設(shè)備；壽命周期

電氣自動化控制設(shè)備具有一定的壽命周期，要確保其盡可能長久地保持性能可靠及穩(wěn)定，應(yīng)在分析影響電氣自動化性能表現(xiàn)的制約因素的基礎(chǔ)上，著重總結(jié)提升電氣自動化設(shè)備可靠性的策略。

1 電氣自動化控制設(shè)備可靠性概述

電氣自動化控制設(shè)備是在電氣自動化技術(shù)發(fā)展下逐漸完善的，其本身是電氣行業(yè)的重要組成部分，電氣工程要達(dá)到自動化控制，需要控制設(shè)備來響應(yīng)自動化控制模式及相關(guān)指令[1]。

基于電氣自動化控制設(shè)備的可靠性研究，是保障電氣自動化控制效果有效發(fā)揮的基礎(chǔ)前提。電氣自動化控制設(shè)備根據(jù)預(yù)先計(jì)劃及程序自動完成產(chǎn)品的操作、控制及監(jiān)控，極大提高了行業(yè)生產(chǎn)效率。但在實(shí)際應(yīng)用中，電氣自動化控制設(shè)備受內(nèi)外部因素影響，容易出現(xiàn)系統(tǒng)性設(shè)備故障及隨機(jī)性設(shè)備故障，對設(shè)備的可靠性有所損害。對此，要結(jié)合電氣自動化控制原理，對電氣自動化控制設(shè)備可靠性影響因素及可靠性提升措施進(jìn)行歸納總結(jié)。

2 制約影響電氣自動化控制設(shè)備可靠性的因素

2.1 電氣自動化控制設(shè)備自身因素

電氣自動化控制設(shè)備要想完好發(fā)揮其可靠性及精準(zhǔn)性，電氣設(shè)備自身的質(zhì)量要達(dá)標(biāo)。

受國家電氣設(shè)備尚未形成明確質(zhì)量監(jiān)管機(jī)制的影響，電氣自動化控制設(shè)備的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)控制還存在薄弱之處，一些制造生產(chǎn)自動化設(shè)備的廠家出于利益考量，降低質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)或生產(chǎn)過程中偷工減料，致使電氣自動化控制設(shè)備零件規(guī)格不符安全標(biāo)準(zhǔn)，自動化設(shè)備控制運(yùn)行中極易出現(xiàn)控制能力下降，控制范圍縮小等現(xiàn)象。

此外，電氣自動化控制設(shè)備容易受工作所處環(huán)境、氣壓、溫度、電磁波等因素的影響，使設(shè)備在運(yùn)行過程中產(chǎn)生大量熱量，比如散熱不佳，設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及運(yùn)行狀態(tài)會出現(xiàn)損壞或不穩(wěn)定；電氣自動化設(shè)備長期遭受電磁波干擾，控制模塊及控制元件會被逐漸腐蝕，元件損壞概率大大增加。

2.2 電氣自動化控制設(shè)備外部因素

外部因素主要是指人為因素。人為因素主要集中于電氣自動化控制設(shè)備的操作及管理上，在操作環(huán)節(jié)，因理論知識不扎實(shí)或操作步驟執(zhí)行不到位而出現(xiàn)的誤操作現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。在電氣自動化控制設(shè)備管理環(huán)節(jié)，在對電氣自動化控制設(shè)備進(jìn)行型號選取及存放時(shí)，型號選擇不準(zhǔn)確或存放工作環(huán)境雜亂，會影響設(shè)備運(yùn)行可靠性；在檢修管理上不制訂標(biāo)準(zhǔn)流程及時(shí)間節(jié)點(diǎn)，容易使設(shè)備長時(shí)間高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，引起元件損耗，降低設(shè)備穩(wěn)定性。

3 當(dāng)前電氣自動化控制設(shè)備可靠性發(fā)展現(xiàn)狀

3.1 電氣自動化控制設(shè)備元器件質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)參差不齊

電氣自動化控制設(shè)備元器件在生產(chǎn)環(huán)節(jié)通常由不同廠家分配實(shí)施，受生產(chǎn)條件及生產(chǎn)技術(shù)水平等因素制約，電氣自動化控制設(shè)備元器件的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)往往也高低不一，參差不齊。例如，一些不具備生產(chǎn)要求的小廠家或小作坊，由于缺乏標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)機(jī)制，導(dǎo)致設(shè)備配件會出現(xiàn)規(guī)格及參數(shù)上的誤差。隨著各行業(yè)對電氣自動化控制設(shè)備采購需求量的增加，生產(chǎn)廠家為應(yīng)對市場競爭及獲取銷量，往往會打價(jià)格戰(zhàn)，如果價(jià)格上的劣勢轉(zhuǎn)嫁到成本縮減上，設(shè)備的質(zhì)量就會降低。

3.2 電氣自動化控制設(shè)備工作環(huán)境多樣化增大設(shè)備操作及維修概率

各行業(yè)都在向著自動化生產(chǎn)過渡，由于行業(yè)屬性不同，電氣自動化控制設(shè)備除了在類型、功能、需求上有所差異外，還需要面對不同的工作環(huán)境，如此一來就提升了電氣自動化控制設(shè)備受工作環(huán)境干擾的概率[2]。例如，空氣溫濕度的變化會導(dǎo)致電氣自動化控制設(shè)備響應(yīng)指令時(shí)出現(xiàn)時(shí)間差或誤操作，或因溫度升降而對電氣自動化設(shè)備元件造成傷害，設(shè)備性能同步受損，設(shè)備維修概率提高。

4 提升電氣自動化設(shè)備可靠性的相關(guān)措施

4.1 從電氣自動化控制設(shè)備設(shè)計(jì)源頭提高其可靠性表現(xiàn)

電氣自動化設(shè)備要確保其可靠性穩(wěn)定發(fā)揮，需要在當(dāng)前機(jī)械技術(shù)、自動化技術(shù)、微電子技術(shù)理論基礎(chǔ)上，從電氣設(shè)備的自動化設(shè)計(jì)源頭來對其性能表現(xiàn)加以提升，從整體上提高電氣自動化設(shè)備的自控水平。結(jié)合電氣自動化控制設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域及工作環(huán)境，確定自動化控制的功能模塊及技術(shù)參數(shù)；在設(shè)計(jì)電氣控制設(shè)備前，對設(shè)備運(yùn)行特點(diǎn)、規(guī)律、參數(shù)、隱患點(diǎn)、維保要點(diǎn)等進(jìn)行全面分析和研究，制訂適合設(shè)備工作環(huán)境的安裝及運(yùn)行方案；做好電氣自動化控制設(shè)備的類型空間設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)，盡量以類型生產(chǎn)及批量生產(chǎn)為主，提高設(shè)備的成品率。

4.2 科學(xué)選擇電氣自動化控制設(shè)備元器件

在嚴(yán)格控制電氣自動化控制設(shè)備整體質(zhì)量的基礎(chǔ)上，要根據(jù)電氣自動化控制設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境及設(shè)備類型，科學(xué)合理選取設(shè)備的元器件及零部件。一般而言，構(gòu)成電氣自動化控制設(shè)備的元器件種類較多，在對其進(jìn)行選擇時(shí)需要嚴(yán)格參照設(shè)備質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)選專業(yè)廠家產(chǎn)品[3]。在電氣自動化控制設(shè)備元器件及零部件選擇上，還要盡可能少地選擇品種規(guī)格，提高元器件契合匹配度及精度，一方面保障其使用壽命及使用性能；另一方面，便于后續(xù)對其進(jìn)行更換替換。在購買電氣自動化控制設(shè)備元器件時(shí)，做好質(zhì)量出廠檢驗(yàn)，不能因成本而降低設(shè)備構(gòu)件質(zhì)量。

另外需要注意的是，電子自動化控制設(shè)備內(nèi)部元器件在運(yùn)行中會產(chǎn)生熱量，熱量的散發(fā)狀況會影響到設(shè)備的響應(yīng)速度及控制精度，因此要對元器件的散熱情況進(jìn)行檢查，尤其是一些大功率元件，還要注意保持設(shè)備運(yùn)行場所的溫度控制，盡量保持恒溫狀態(tài)，做好降溫通風(fēng)措施。

4.3 跟進(jìn)電氣自動化控制設(shè)備的運(yùn)用管理

電氣自動化控制設(shè)備可靠性的保證除了要保障設(shè)備本身運(yùn)行過程中的性能標(biāo)準(zhǔn)外，還要在加強(qiáng)設(shè)備運(yùn)用管理方面做好相關(guān)工作。設(shè)備的運(yùn)用管理要以電氣設(shè)備運(yùn)行的可靠性為基本原則及最終目標(biāo)，結(jié)合設(shè)備運(yùn)行的環(huán)境條件，建立設(shè)備定期檢修維保工作制度及措施，將外界影響因素降至最低；針對電氣自動化控制設(shè)備的電磁干擾進(jìn)行專項(xiàng)管控，設(shè)置必要的保護(hù)措施，比如通過設(shè)備隔離或設(shè)備覆膜等方式，降低設(shè)備遭受電磁干擾概率，防止設(shè)備受潮；還要注意同步做好設(shè)備的散熱保護(hù)、防腐保護(hù)、防污染保護(hù)；圍繞電氣自動化控制關(guān)鍵設(shè)備或元器件，根據(jù)環(huán)境特點(diǎn)及應(yīng)用頻率制定相應(yīng)的防護(hù)方案。例如，中國北方地區(qū)較為干燥，冬季極為寒冷，此時(shí)需要對設(shè)備進(jìn)行抗干燥及防寒保護(hù)，而南方地區(qū)則要有針對性地做好通風(fēng)防潮保護(hù)。

4.4 多種方法開展電氣自動化控制設(shè)備可靠性檢驗(yàn)

電氣自動化控制設(shè)備可靠性檢測極為關(guān)鍵，通過實(shí)時(shí)開展可靠性專項(xiàng)檢驗(yàn)，能夠發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行中的故障隱患及元器件損傷，提前對設(shè)備故障進(jìn)行修復(fù)，保證正常生產(chǎn)經(jīng)營。在電氣自動化控制設(shè)備可靠性檢驗(yàn)方法上，可以綜合采用實(shí)驗(yàn)室測試法、保證測試法及現(xiàn)場測試法。實(shí)驗(yàn)室測試法需要滿足特定的實(shí)驗(yàn)條件，保持電氣自動化控制設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的穩(wěn)定性，該測試方法能夠得出最詳實(shí)的數(shù)據(jù)，但需要對實(shí)驗(yàn)環(huán)境做精準(zhǔn)控制，適用于一些工作環(huán)境，如溫濕度及氣壓恒定的自動化控制線上的設(shè)備。保證實(shí)驗(yàn)法主要在電氣自動化控制設(shè)備出廠之前進(jìn)行故障方面的檢測，該檢驗(yàn)方法適用于內(nèi)部構(gòu)造較為精密復(fù)雜的電氣自動化控制設(shè)備及元件，可隨機(jī)檢測設(shè)備故障，查找故障源。相比以上兩種檢驗(yàn)方法，現(xiàn)場測試法主要是通過對電氣自動化控制設(shè)備運(yùn)行記錄進(jìn)行數(shù)據(jù)提取及分析，判定設(shè)備在所處環(huán)境內(nèi)的可靠性表現(xiàn)。這一方法檢測精度不高，需要應(yīng)用專門測試儀，實(shí)際應(yīng)用中通常會對設(shè)備連接效果產(chǎn)生一定影響，如需選用此種檢驗(yàn)方法，應(yīng)做好現(xiàn)場調(diào)查。

5 結(jié)語

隨著信息技術(shù)、自動化技術(shù)、電子技術(shù)的高速發(fā)展，電氣工程與自動化控制技術(shù)之間的聯(lián)系日益緊密，各種電氣自動化控制設(shè)備得以出現(xiàn)并廣泛應(yīng)用。在具體應(yīng)用電氣自動化控制設(shè)備時(shí)，應(yīng)關(guān)注設(shè)備性能的可靠性，分析制約影響設(shè)備性能穩(wěn)定性的內(nèi)外部因素，在此基礎(chǔ)上通過嚴(yán)控設(shè)備質(zhì)量關(guān)、科學(xué)選型、提高元器件質(zhì)量及匹配性、做好設(shè)備運(yùn)用管理及跟進(jìn)多種可靠性檢驗(yàn)手段等途徑，不斷延長自動化控制設(shè)備的周期壽命，提升經(jīng)濟(jì)效益。

［1］黎永文.探討電氣自動化設(shè)備的穩(wěn)定性控制［J］.大科技，2019（28）：166-167.

［2］梁曉恒.工業(yè)電氣自動化控制設(shè)備的可靠性分析［J］.數(shù)碼設(shè)計(jì)（下），2019（9）：188-189.

［3］李博.電氣自動化控制設(shè)備進(jìn)行可靠性測試的分析［J］.建筑與預(yù)算，2019（8）：79-81.

TM76

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.22.034

2095－6835（2019）22－0092－02

〔編輯：張思楠〕