浅析机械制造电气自动化控制设备可靠性问题

顾建文

摘要：现代化工业生产活动离不开电气自动化技术的支撑，当前对电气自动化控制设备的可靠性和安全性的研究已成为一个重要课题。掌握电气自动化控制设备的可靠性试验方法，合理选择电气自动化控制设备的可靠性试验条件，是加强电气自动化控制设备可靠性的重要途径。文章从电气控制设备可靠性对安全运行的重要性入手，讨论了电气自动化控制设备可靠性测试方法的选择，最后提出了提高电气自动化控制设备可靠性的具体途径。以期对今后的工作有所帮助。

关键词：电气自动化;控制设备;可靠性

前言

近年来随着科技和经济发展，电气自动化技术也取得长足进步，尤其在机械制造中得到广泛而深入应用。电气自动化控制设备可以降低生产成本，降低人工成本，提高产品质量。但是，在使用电气自动化控制设备时，首先要保证其可靠性。电气控制设备越来越复杂，自动化程度越来越高。因此，提高电力设备的可靠性是帮助电力企业发展的关键之一。

一、电控设备安全运行的重要性

目前，变电站一次和二次设备普遍采用电气自动化控制。在电力系统运行中，变电站一次和二次设备是电力系统发电、输配工程中不可缺少的一部分。一旦一次或二次设备发生运行，整个电网的安全运行将受到严重影响，甚至出现供电中断和大规模停电，严重影响了人们的生活，制约了电力公司的发展。因此，做好电网中各变电站电力设备的可靠性和运维工作极为重要，是电网安全可靠运行的保障。例如，当变电站一次设备断路器拒绝开关时，应根据相应的光学字信号，及时判断故障原因，是机械故障还是二次回路故障。如果信号不明显，应根据断路器的控制电路图查找故障原因，以保证变电站的安全可靠运行。

二、选择电气自动化控制设备可靠性测试方法的角度

根据国家电气控制与配电设备质量监督检验中心常用的试验方法，电气自动化控制设备可靠性试验方法的选择角度主要包括环境、现场、产品和程序[1]。如湿度、温度、气压等环境因素会导致电气设备性能下降、结构损坏、操作笨拙，导致电气控制设备运行异常;机械振动、加速度等因素在试验现场会导致电气控制设备部件长期振动，造成设备损失和故障等;电气控制设备被测产品应具有代表性，因为被测产品的测试结果会受到产品性能、规格等因素的影响，造成缺陷，这些缺陷不具有普遍性和广泛性;程序因素主要取决于执行测试的人员，不能盲目追求设备价格，忽视原始质量，而严格遵循既定的测试程序。具体选择角度如下：

一是选择测试试验的环境。电气自动化控制设备不管是在质量上还是在规格上、工艺上都存在很大的差异性，所以應以接受试验设备的具体情况为依据选择适宜的试验环境，以确保试验是客观的。二是选择测试试验的场地。规则：如果是测定电气控制设备在正常条件下的可靠性，选择的试验场地就应是一个较典型的正常工作环境;如果是测定电气控制设备在较恶劣、较严酷的实际应用环境中的运行可靠性，选择的试验场地就应具备最严格的环境条件;如果仅仅为提供可比性资料，就要为电气控制设备的可靠性测试选一个跟实际运行环境最接近的场地。三是选择测试试验的产品。电气自动化控制设备性质多样、种类繁多，所以在实施可靠性测试试验时要选择具备代表性、典型性的产品进行试验，以更好地保障设备的试验效果。四是选择测试试验的程序。试验程序的科学合理和统一是不可或缺的，试验人员务必严格遵照既定程序进行测试，以确保设备可靠性测试的可信性、准确性。

三、提高电气自动化控制设备可靠性的具体途径

（一）正确选择并使用电子组件

正确选择并使用电子组件，关键在于仔细分析电气自动化控制设备的特点，采取对应的方法，并做好相关的维护工作。电气自动化控制设备设计阶段会定制一个设计方案，此时电子组件的使用参数应跟产品本身的实际使用情况有机结合，这不仅是确保产品性能良好的前提，还是确保设备具备较高水平可靠性的基础。因此，选择品质好的、可靠性高的电子组件能促进电气自动化控制设备有效提高其整体可靠性。在设计电气自动化控制设备时应具备全局性的构思理念，确保产品结构更精细、性能更优化。在电气控制设备的自动化运行环节里，热能是最主要的散热形式之一，尤其是那些有较大功率的电子组件，影响其可靠性最关键的一个因素就是温度[2]。于是在设置电气自动化控制设备的控制系统时，应重点考虑控制散热的相关问题，有效避免温度过高烧毁电子组件，以提高电气自动化控制设备的可靠性。

（二）合理利用前馈控制系统

为顺利克服掉运行电气控制设备过程面临的诸多干扰因素，应通过对前馈控制系统的合理利用来提高设备可靠性水平。一是干扰的幅度值偏大且很频繁时，被控制的变量会受到剧烈影响，单纯使用反馈控制系统无法满足实际要求，需合理利用前馈控制系统来加强;二是能测出主要的干扰因素，但控制变量的效果不好，也需要合理利用前馈控制系统;三是不能及时进行反馈控制，控制质量较差、通道较滞后，也要使用前馈――反馈控制系统来提高控制质量，提高设备可靠性。

（三）科学对抗积分饱和现象

电气自动化控制设备运行中的积分饱和现象具体是指控制器在积分作用下的偏差总不能为零，控制器输出就会一直降低到最小或一直增加到最大。处于积分饱和装填的控制器对系统的正常工作很不利，因为当控制器恢复工作状态时并不能立即做出动作，只有在输出退出积分饱和区，返回到输入信号的有效范围内，执行器才能正常运作。因此，控制器取代不及时会严重影响控制系统运作，甚至引发事故，需要我们采取积分切除法、限幅法等科学对抗积分饱和现象，优化电气自动化控制设备可靠性。

四、结语

电气自动化控制设备可靠性测试是一项重要的、专业的项目，是我们必须要重视的问题。在实际工作中，我们要有机结合电气自动化控制设备可靠性的实情，找寻更多切实可行的途径来有效提高电气自动化控制设备的可靠性水平。

参考文献：

[1]朱玫熹.电气和自动化设计在电气工程中的融合应用[J].科技展望，2015（01）：111.

[2]房钰彬.电气自动化工程中电气自动化控制设备的可靠性分析[J].科技创新导报，2014（30）：78.