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電氣自動化控制設(shè)備可靠性探索論文
摘要：:電氣自動化設(shè)備的應(yīng)用有效提升了工業(yè)生產(chǎn)效率，而各種設(shè)備故障及安全問題的出現(xiàn)也迫使人們更加關(guān)注設(shè)備的可靠性檢測。文章分析了電氣自動化設(shè)備可靠性測定的三種方法，并重點研究了智能化發(fā)展趨勢下的電氣自動化設(shè)備檢測系統(tǒng)，提出了保障電氣自動化設(shè)備可靠性的幾點建議。
關(guān)鍵詞：:電氣自動化;可靠性;測定方法
引言
電氣自動化設(shè)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(shè)備。隨著社會經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，工業(yè)生產(chǎn)與生活方式的自動化趨勢越來越明顯，電氣自動化設(shè)備在生產(chǎn)及生活中的應(yīng)用也更加廣泛。與此同時，電氣自動化設(shè)備也不斷向模塊化、系統(tǒng)化及智能化方向發(fā)展，其工作環(huán)境變得更加復(fù)雜多樣，提升電氣自動化設(shè)備可靠性成為保障系統(tǒng)穩(wěn)定運行的重要環(huán)節(jié)。本文探討了設(shè)備投入使用前的故障保證試驗檢測、使用過程中的現(xiàn)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(fā)展趨勢下的電氣自動化設(shè)備檢測系統(tǒng)，針對電氣自動化設(shè)備運行影響因素，提出了有利于提升電氣自動化設(shè)備可靠性的策略。
1電氣自動化設(shè)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(shè)備的運行環(huán)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(shè)備的可靠性。檢驗過程中，被測試設(shè)備應(yīng)承受與現(xiàn)場應(yīng)用中同樣的應(yīng)力，并將累計失效數(shù)與時間等數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，最終得出設(shè)備可靠性指標。
1.2保證可靠性測定方法
保證試驗是設(shè)備在生產(chǎn)完成后，未正式投入使用之前所進行的一種無故障性質(zhì)的測試，主要研究電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)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(fā)現(xiàn)電氣自動化設(shè)備元器件問題，查看其指數(shù)分布時服從情況，分析其失效率與時間變化之間的規(guī)律。保證可靠性測定方法在對設(shè)備進行檢驗時，用時較長，若是批量生產(chǎn)的設(shè)備只能對樣品進行檢測，更多的是應(yīng)用于設(shè)備數(shù)量較少、電路復(fù)雜、可靠性要求較高的自動化設(shè)備測定中。
1.3現(xiàn)場可靠性測定方法
現(xiàn)場可靠性測定方法是在使用現(xiàn)場對電氣自動化控制設(shè)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(shù)據(jù)，并在相關(guān)運算的基礎(chǔ)上獲得設(shè)備可靠運行的基本指標。該方法的優(yōu)勢是在真實的操作環(huán)境中對設(shè)備進行現(xiàn)場檢測，能夠更加直觀的體現(xiàn)電氣自動化設(shè)備性能情況。
2電氣自動化設(shè)備檢測系統(tǒng)設(shè)計
電氣自動化設(shè)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(tǒng)采用PC104總線技術(shù)，將MicrosoftVisualC++軟件開發(fā)平臺、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等進行結(jié)合，實現(xiàn)了對電氣自動化設(shè)備可靠性的快速檢測。本系統(tǒng)主要包括3個部分，即主控計算機、通用性模塊、自研調(diào)理模塊。圖1為系統(tǒng)檢測實現(xiàn)原理圖。本系統(tǒng)可通過傳感器實時采集設(shè)備運行過程中的一些重要參數(shù)，并反饋到主控計算機，主控計算機在對這些參數(shù)與預(yù)設(shè)參數(shù)進行對比的情況下，得到設(shè)備可靠性檢測結(jié)果。
2.1系統(tǒng)硬件設(shè)計
(1)主控計算機主控計算機選擇應(yīng)用PC104/SD－840主板，其特點是功能強大、穩(wěn)定性好、體積小，且能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜環(huán)境下的設(shè)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(yīng)網(wǎng)絡(luò)接口，2個硬盤驅(qū)動器。因為受到CF卡容量限制，本文操作系統(tǒng)選擇Windows2000，并安裝MicrosoftVisualC++以便于軟件調(diào)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(guān)量有限，所以DA板的8路輸入與輸出開關(guān)量也在電路中應(yīng)用。AD板選擇應(yīng)用的是PC104總線數(shù)據(jù)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(jù)。SD161P具有1路D/A通道、16路A/D轉(zhuǎn)換通道、24路可編程開關(guān)量輸入輸出，A/D轉(zhuǎn)換通道輸入信號選擇－5～+5V。(3)自研調(diào)理模塊在對設(shè)備進行檢測的過程中，主控計算機與測試設(shè)備之間需要有連續(xù)性信號進行交互，為節(jié)約使用AD通道，本文應(yīng)用了多路模擬選通開關(guān)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(shù)據(jù)采集板傳輸?shù)街骺赜嬎銠C，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(diào)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(zhuǎn)換通道。
2.2系統(tǒng)軟件設(shè)計
本文所設(shè)計的電氣自動化檢測系統(tǒng)的運行環(huán)境為Win-dows200操作系統(tǒng)，開發(fā)環(huán)境為MicrosoftVisualC++6.0，編程語言采用面向?qū)ο蟮腃++。系統(tǒng)主程序流程如圖2所示。如圖2所示，首先開機進行系統(tǒng)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(yù)的情況下自動實現(xiàn)測試，后者是需要相關(guān)操作人員根據(jù)系統(tǒng)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(jié)果到數(shù)據(jù)庫，退出程序。
3提升電氣自動化設(shè)備可靠性的策略
從當前電器自動化設(shè)備可靠性檢測結(jié)果來看，影響電氣自動化設(shè)備可靠性的因素主要包括外部環(huán)境因素、設(shè)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(shè)備可靠性的幾點意見，以確保設(shè)備的可靠運行。
3.1提供合適的環(huán)境
合適的運行環(huán)境是提升電氣自動化設(shè)備運行可靠性的一個重要條件，如有些設(shè)備在運行中對自然環(huán)境，甚至周圍空氣條件等都要進行嚴格控制，以此來削弱環(huán)境因素對設(shè)備運行可靠性的干擾，保障運行環(huán)境的有效性。如表1為本文總結(jié)的一些常用設(shè)備內(nèi)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?shù)耐磕▽?dǎo)熱膏，確保設(shè)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(shè)備的可靠性測試指標也會有所下降，出現(xiàn)性能下降、運轉(zhuǎn)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(shè)計與選擇元器件
目前，電氣自動化設(shè)備可靠性測試中普遍存在元器件質(zhì)量差的問題。這主要是由于市場上不同元器件生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊造成的，尤其是近些年來電氣自動化設(shè)備元器件日趨復(fù)雜化。因此，一是要在電氣自動化設(shè)備設(shè)計過程中要充分研究出元器件產(chǎn)品的技術(shù)要求、使用性能條件等，推算出產(chǎn)品設(shè)計所需的質(zhì)量參數(shù)，通過這一系列的研討最后制定出合理的設(shè)計方案，確保元器件質(zhì)量，二是使用過程中合理選用元器件，保障電氣自動化設(shè)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(shè)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(xù)進行原有的操作，很可能會影響測試準確性，甚至導(dǎo)致設(shè)備疲勞或損害。而使用過程中電氣自動化設(shè)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(yīng)在恰當使用的基礎(chǔ)上，定期對設(shè)備進行養(yǎng)護和維修，避免故障的擴大，提高電氣自動化設(shè)備運行可靠性。
4結(jié)論
總之，電氣自動化設(shè)備可靠性對于電氣自動化的發(fā)展與應(yīng)用具有重要意義，對電氣自動化設(shè)備可靠性進行檢測是衡量其質(zhì)量的一項重要指標。所以，我們應(yīng)在熟練掌握電氣自動化設(shè)備各種檢測方法的基礎(chǔ)上，沿著電氣自動化設(shè)備的智能化發(fā)展方向，通過電氣自動化設(shè)備檢測系統(tǒng)的設(shè)計與改造升級，更加全面的檢測電氣自動化設(shè)備在設(shè)計與應(yīng)用環(huán)節(jié)中存在的問題，保障電氣自動化設(shè)備的可靠運行。
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