電氣自動化控制設備可靠性探索論文
摘要：:電氣自動化設備的應用有效提升了工業生產效率，而各種設備故障及安全問題的出現也迫使人們更加關注設備的可靠性檢測。文章分析了電氣自動化設備可靠性測定的三種方法，并重點研究了智能化發展趨勢下的電氣自動化設備檢測系統，提出了保障電氣自動化設備可靠性的幾點建議。
關鍵詞：:電氣自動化;可靠性;測定方法
引言
電氣自動化設備是由各種電氣化元件、傳感器及電機等組成的，具有自動化控制功能的設備。隨著社會經濟結構的轉變，工業生產與生活方式的自動化趨勢越來越明顯，電氣自動化設備在生產及生活中的應用也更加廣泛。與此同時，電氣自動化設備也不斷向模塊化、系統化及智能化方向發展，其工作環境變得更加復雜多樣，提升電氣自動化設備可靠性成為保障系統穩定運行的重要環節。本文探討了設備投入使用前的故障保證試驗檢測、使用過程中的現場試驗檢測，以及實驗室模擬檢測三種檢測方法，并重點研究了智能化發展趨勢下的電氣自動化設備檢測系統，針對電氣自動化設備運行影響因素，提出了有利于提升電氣自動化設備可靠性的策略。
1電氣自動化設備可靠性測定方法
1.1實驗室可靠性測定方法
實驗室可靠性測定方法就是在實驗室中，通過對電氣自動化設備的運行環境進行模擬，對其施工條件及運行情況等進行測試實驗，檢驗電氣自動化設備的可靠性。檢驗過程中，被測試設備應承受與現場應用中同樣的應力，并將累計失效數與時間等數據進行統計分析，最終得出設備可靠性指標。
1.2保證可靠性測定方法
保證試驗是設備在生產完成后，未正式投入使用之前所進行的一種無故障性質的測試，主要研究電氣設備結構主體中不同的元器件，該方法也稱作“烤機”。在檢測過程中，通過發現電氣自動化設備元器件問題，查看其指數分布時服從情況，分析其失效率與時間變化之間的規律。保證可靠性測定方法在對設備進行檢驗時，用時較長，若是批量生產的設備只能對樣品進行檢測，更多的是應用于設備數量較少、電路復雜、可靠性要求較高的自動化設備測定中。
1.3現場可靠性測定方法
現場可靠性測定方法是在使用現場對電氣自動化控制設備可靠性進行測定的方法，通過記錄、整理與分析測試過程中的各項可靠性數據，并在相關運算的基礎上獲得設備可靠運行的基本指標。該方法的優勢是在真實的操作環境中對設備進行現場檢測，能夠更加直觀的體現電氣自動化設備性能情況。
2電氣自動化設備檢測系統設計
電氣自動化設備在自動化控制中起到重要作用，主要由各種電氣化元件、傳感器及電機等組成。該系統采用PC104總線技術，將MicrosoftVisualC++軟件開發平臺、數據庫技術等進行結合，實現了對電氣自動化設備可靠性的快速檢測。本系統主要包括3個部分，即主控計算機、通用性模塊、自研調理模塊。圖1為系統檢測實現原理圖。本系統可通過傳感器實時采集設備運行過程中的一些重要參數，并反饋到主控計算機，主控計算機在對這些參數與預設參數進行對比的情況下，得到設備可靠性檢測結果。
2.1系統硬件設計
(1)主控計算機主控計算機選擇應用PC104/SD－840主板，其特點是功能強大、穩定性好、體積小，且能夠實現復雜環境下的設備檢測要求。PC104/SD－840主板支持4個串口、1個并口、4個USB口、1個小硬盤接口，擁有LCD/CRT/LVDS顯示接口，并提供擴充用的標準PC/104接口，可支持1個10/100M自適應網絡接口，2個硬盤驅動器。因為受到CF卡容量限制，本文操作系統選擇Windows2000，并安裝MicrosoftVisualC++以便于軟件調試。(2)通用性模塊通用性模塊主要由DA板與AD板組成。其中，DA板選擇具有8路DA通道的SD－1824，電壓范圍選擇－5～+5V。由于AD板的開關量有限，所以DA板的8路輸入與輸出開關量也在電路中應用。AD板選擇應用的是PC104總線數據采集板SD161P，其主要作用是通過采集電源電壓等信號，為主控計算機的處理提供依據。SD161P具有1路D/A通道、16路A/D轉換通道、24路可編程開關量輸入輸出，A/D轉換通道輸入信號選擇－5～+5V。(3)自研調理模塊在對設備進行檢測的過程中，主控計算機與測試設備之間需要有連續性信號進行交互，為節約使用AD通道，本文應用了多路模擬選通開關CD4051芯片。因為在各種信號交互過程中，有些信號可在不變換的情況下直接通過數據采集板傳輸到主控計算機，而有些信號由于超過了－5～+5V的AD板輸入電壓允許范圍，所以需要對信號進行調理，以保護AD通道完整性，為此，本文選擇通過電位器將供電電源信號分別分壓后給CD4051芯片，然后送AD轉換通道。
2.2系統軟件設計
本文所設計的電氣自動化檢測系統的運行環境為Win-dows200操作系統，開發環境為MicrosoftVisualC++6.0，編程語言采用面向對象的C++。系統主程序流程如圖2所示。如圖2所示，首先開機進行系統自檢，啟動程序后進行界面初始化，然后選擇測試模式，測試模式包括自動測試和交互測試兩部分，前者可以在不受人工干預的情況下自動實現測試，后者是需要相關操作人員根據系統提供的交互界面按步驟完成測試，選擇好測試模式后便可選擇需要測試的項目，最后保存檢測結果到數據庫，退出程序。
3提升電氣自動化設備可靠性的策略
從當前電器自動化設備可靠性檢測結果來看，影響電氣自動化設備可靠性的因素主要包括外部環境因素、設備自身因素及人為因素等，對此，本文從這三方面提出了提升電氣自動化設備可靠性的幾點意見，以確保設備的可靠運行。
3.1提供合適的環境
合適的運行環境是提升電氣自動化設備運行可靠性的一個重要條件，如有些設備在運行中對自然環境，甚至周圍空氣條件等都要進行嚴格控制，以此來削弱環境因素對設備運行可靠性的干擾，保障運行環境的有效性。如表1為本文總結的一些常用設備內部元件運行溫度要求。如表1所示，當某個元器件實際運行溫度超出允許溫度時，很可能會造成元器件的熱擊穿，這時要對該元器件進行散熱防護，對于功率比較大的元器件要安裝散熱器，并在接觸面適當的涂抹導熱膏，確保設備散熱良好。除此之外，大氣污染、濕度、氣壓等不利的條件下電氣自動化設備的可靠性測試指標也會有所下降，出現性能下降、運轉不靈活等問題，嚴重情況下甚至妨礙其正常工作。
3.2合理設計與選擇元器件
目前，電氣自動化設備可靠性測試中普遍存在元器件質量差的問題。這主要是由于市場上不同元器件生產廠家的產品質量參差不齊造成的，尤其是近些年來電氣自動化設備元器件日趨復雜化。因此，一是要在電氣自動化設備設計過程中要充分研究出元器件產品的技術要求、使用性能條件等，推算出產品設計所需的質量參數，通過這一系列的研討最后制定出合理的設計方案，確保元器件質量，二是使用過程中合理選用元器件，保障電氣自動化設備的可靠運行。
3.3恰當使用與定期維護
使用方式的不恰當與維護不到位等也是造成電氣自動化設備可靠性測試指標過低的重要原因。如操作人員若忽視電磁波干擾，并繼續進行原有的操作，很可能會影響測試準確性，甚至導致設備疲勞或損害。而使用過程中電氣自動化設備由于受到的振動、沖撞、離心加速等作用，其元器件也易損壞或失效。因此，應在恰當使用的基礎上，定期對設備進行養護和維修，避免故障的擴大，提高電氣自動化設備運行可靠性。
4結論
總之，電氣自動化設備可靠性對于電氣自動化的發展與應用具有重要意義，對電氣自動化設備可靠性進行檢測是衡量其質量的一項重要指標。所以，我們應在熟練掌握電氣自動化設備各種檢測方法的基礎上，沿著電氣自動化設備的智能化發展方向，通過電氣自動化設備檢測系統的設計與改造升級，更加全面的檢測電氣自動化設備在設計與應用環節中存在的問題，保障電氣自動化設備的可靠運行。
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