電氣自動(dòng)化控制設備可靠性探索論文
摘要：:電氣自動(dòng)化設備的應用有效提升了工業(yè)生產(chǎn)效率，而各種設備故障及安全問(wèn)題的出現也迫使人們更加關(guān)注設備的可靠性檢測。文章分析了電氣自動(dòng)化設備可靠性測定的三種方法，并重點(diǎn)研究了智能化發(fā)展趨勢下的電氣自動(dòng)化設備檢測系統，提出了保障電氣自動(dòng)化設備可靠性的幾點(diǎn)建議。
關(guān)鍵詞：:電氣自動(dòng)化;可靠性;測定方法
引言
電氣自動(dòng)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(dòng)化控制功能的設備。隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟結構的轉變，工業(yè)生產(chǎn)與生活方式的自動(dòng)化趨勢越來(lái)越明顯，電氣自動(dòng)化設備在生產(chǎn)及生活中的應用也更加廣泛。與此同時(shí)，電氣自動(dòng)化設備也不斷向模塊化、系統化及智能化方向發(fā)展，其工作環(huán)境變得更加復雜多樣，提升電氣自動(dòng)化設備可靠性成為保障系統穩定運行的重要環(huán)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(guò)程中的現場(chǎng)試驗檢測，以及實(shí)驗室模擬檢測三種檢測方法，并重點(diǎn)研究了智能化發(fā)展趨勢下的電氣自動(dòng)化設備檢測系統，針對電氣自動(dòng)化設備運行影響因素，提出了有利于提升電氣自動(dòng)化設備可靠性的策略。
1電氣自動(dòng)化設備可靠性測定方法
1.1實(shí)驗室可靠性測定方法
實(shí)驗室可靠性測定方法就是在實(shí)驗室中，通過(guò)對電氣自動(dòng)化設備的運行環(huán)境進(jìn)行模擬，對其施工條件及運行情況等進(jìn)行測試實(shí)驗，檢驗電氣自動(dòng)化設備的可靠性。檢驗過(guò)程中，被測試設備應承受與現場(chǎng)應用中同樣的應力，并將累計失效數與時(shí)間等數據進(jìn)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(chǎn)完成后，未正式投入使用之前所進(jìn)行的一種無(wú)故障性質(zhì)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(chēng)作“烤機”。在檢測過(guò)程中，通過(guò)發(fā)現電氣自動(dòng)化設備元器件問(wèn)題，查看其指數分布時(shí)服從情況，分析其失效率與時(shí)間變化之間的規律。保證可靠性測定方法在對設備進(jìn)行檢驗時(shí)，用時(shí)較長(cháng)，若是批量生產(chǎn)的設備只能對樣品進(jìn)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(dòng)化設備測定中。
1.3現場(chǎng)可靠性測定方法
現場(chǎng)可靠性測定方法是在使用現場(chǎng)對電氣自動(dòng)化控制設備可靠性進(jìn)行測定的方法，通過(guò)記錄、整理與分析測試過(guò)程中的各項可靠性數據，并在相關(guān)運算的基礎上獲得設備可靠運行的基本指標。該方法的優(yōu)勢是在真實(shí)的操作環(huán)境中對設備進(jìn)行現場(chǎng)檢測，能夠更加直觀(guān)的體現電氣自動(dòng)化設備性能情況。
2電氣自動(dòng)化設備檢測系統設計
電氣自動(dòng)化設備在自動(dòng)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(xiàn)技術(shù)，將MicrosoftVisualC++軟件開(kāi)發(fā)平臺、數據庫技術(shù)等進(jìn)行結合，實(shí)現了對電氣自動(dòng)化設備可靠性的快速檢測。本系統主要包括3個(gè)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(shí)現原理圖。本系統可通過(guò)傳感器實(shí)時(shí)采集設備運行過(guò)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(jìn)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(diǎn)是功能強大、穩定性好、體積小，且能夠實(shí)現復雜環(huán)境下的設備檢測要求。PC104/SD－840主板支持4個(gè)串口、1個(gè)并口、4個(gè)USB口、1個(gè)小硬盤(pán)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(gè)10/100M自適應網(wǎng)絡(luò )接口，2個(gè)硬盤(pán)驅動(dòng)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A(yíng)D板的開(kāi)關(guān)量有限，所以DA板的8路輸入與輸出開(kāi)關(guān)量也在電路中應用。AD板選擇應用的是PC104總線(xiàn)數據采集板SD161P，其主要作用是通過(guò)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(kāi)關(guān)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(jìn)行檢測的過(guò)程中，主控計算機與測試設備之間需要有連續性信號進(jìn)行交互，為節約使用AD通道，本文應用了多路模擬選通開(kāi)關(guān)CD4051芯片。因為在各種信號交互過(guò)程中，有些信號可在不變換的情況下直接通過(guò)數據采集板傳輸到主控計算機，而有些信號由于超過(guò)了－5～+5V的AD板輸入電壓允許范圍，所以需要對信號進(jìn)行調理，以保護AD通道完整性，為此，本文選擇通過(guò)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(dòng)化檢測系統的運行環(huán)境為Win-dows200操作系統，開(kāi)發(fā)環(huán)境為MicrosoftVisualC++6.0，編程語(yǔ)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(kāi)機進(jìn)行系統自檢，啟動(dòng)程序后進(jìn)行界面初始化，然后選擇測試模式，測試模式包括自動(dòng)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(dòng)實(shí)現測試，后者是需要相關(guān)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(dòng)化設備可靠性的策略
從當前電器自動(dòng)化設備可靠性檢測結果來(lái)看，影響電氣自動(dòng)化設備可靠性的因素主要包括外部環(huán)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(dòng)化設備可靠性的幾點(diǎn)意見(jiàn)，以確保設備的可靠運行。
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(dòng)化設備運行可靠性的一個(gè)重要條件，如有些設備在運行中對自然環(huán)境，甚至周?chē)諝鈼l件等都要進(jìn)行嚴格控制，以此來(lái)削弱環(huán)境因素對設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(gè)元器件實(shí)際運行溫度超出允許溫度時(shí)，很可能會(huì )造成元器件的熱擊穿，這時(shí)要對該元器件進(jìn)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(dòng)化設備的可靠性測試指標也會(huì )有所下降，出現性能下降、運轉不靈活等問(wèn)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(dòng)化設備可靠性測試中普遍存在元器件質(zhì)量差的問(wèn)題。這主要是由于市場(chǎng)上不同元器件生產(chǎn)廠(chǎng)家的產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊造成的，尤其是近些年來(lái)電氣自動(dòng)化設備元器件日趨復雜化。因此，一是要在電氣自動(dòng)化設備設計過(guò)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)品設計所需的質(zhì)量參數，通過(guò)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(zhì)量，二是使用過(guò)程中合理選用元器件，保障電氣自動(dòng)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(dòng)化設備可靠性測試指標過(guò)低的重要原因。如操作人員若忽視電磁波干擾，并繼續進(jìn)行原有的操作，很可能會(huì )影響測試準確性，甚至導致設備疲勞或損害。而使用過(guò)程中電氣自動(dòng)化設備由于受到的振動(dòng)、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(jìn)行養護和維修，避免故障的擴大，提高電氣自動(dòng)化設備運行可靠性。
4結論
總之，電氣自動(dòng)化設備可靠性對于電氣自動(dòng)化的發(fā)展與應用具有重要意義，對電氣自動(dòng)化設備可靠性進(jìn)行檢測是衡量其質(zhì)量的一項重要指標。所以，我們應在熟練掌握電氣自動(dòng)化設備各種檢測方法的基礎上，沿著(zhù)電氣自動(dòng)化設備的智能化發(fā)展方向，通過(guò)電氣自動(dòng)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(dòng)化設備在設計與應用環(huán)節中存在的問(wèn)題，保障電氣自動(dòng)化設備的可靠運行。
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