如何提高电子自动化控制设备的可靠性

2018-02-05刘丽杰

智能城市 2018年17期

刘丽杰

国家建筑城建机械质量监督检验中心，湖南长沙 410000

随着电子自动化控制设备的逐渐应用，人们对该控制设备的可靠性和安全性的重视程度与日俱增。尽管科学技术在发展中取得了一定的成绩，并且电子自动化控制技术也在社会上得到了广泛认可。但是从我国对其使用的具体情况来看，仍然存在很多不足的地方。

1 电子自动化工作原理

电子自动化控制技术是为了保证其他设备的正常运行而进行的自动化操作技术，并且伴有记录数据、分析数据的功能，可以自动对生产信息及时反馈。根据控制原理形式的不同，可以划分为闭环控制技术和开环控制技术。在开环控制系统的运行中，它的输出只受其输入形式的影响，在精准度和防干扰性方面上控制能力较差。它是一种按照某种时序设计的逻辑控制器的控制装置（也被称为顺序控制装置）。主要包括控制装置、检测元器件、执行程序的被控对象，在机械、化工和物资运输的自动化控制方面得到了全面应用。闭环系统是在数据反馈的基础上建立的，因此被叫做反馈控制系统。输出值和期望值因为存在偏差，所以在该方面可以对系统进行有效控制，在控制性能上要好于前者。

2 电子自动化在实际运行中的不足之处

2.1 运行环境恶劣和操控不规范

因为自动化控制技术在工业领域使用的范围较广，而且在不同的工业领域发挥的作用也不一样。所以工作环境比较差，那是必然的。这就要求该设备需要尽快适应较差的工作环境，如果不能适应，则会为整个生产环节的可靠性造成极大的负面影响。

2.2 磁场耦合对自动化造成了严重干扰

关于磁场耦合的干扰，基本情况就是设备通过使用强电流而产生感应磁场。主要发生在内部，因为内部空间结构的特殊性往往会受到磁场的干扰。另外，产生的电磁波也会使其设备中的电机、动力等装置产生耦合的效应，从而对电子自动化的运行造成了一定程度的干扰。例如：在电器设备高速运行时产生了电磁波或电火花等现象，这都属于磁场耦合干扰。对此通常的方法则是屏蔽电磁传输信号，切断干扰源，抑制电磁波的产生。这样方可保障电子自动化设备的正常工作。

2.3 电子设备的共模干扰

对于共模干扰，很多人对其认识不够深刻。它是指作用于信号线和回线上的电压幅度基本保持一致，从而导致了电压附近的元器件在电流回路上造成极大干扰。电流因为受到影响，其只能在回路和这些物体之间进行流动，这就导致了电子自动化的通信接口受到了极大的负面影响。因此，设备的正常运行状态遭到共模干扰。对此最佳解决方案则是：在涡流效应的前提下，抑制电磁辐射的释放。

2.4 电子元件质量不符合标准

在电子自动化控制设备的元器件上有很多不符合当前标准，这使其在实际操作时出现了很多安全隐患，因为元器件是电子自动化技术的核心零部件，在其运行的过程中发挥着至关重要的作用。它的基本元器件有编程器、供电电源、检测元件、接触器、时间继电器、启动和停止按钮、自动或点动转换器和组合开关器件。在实际设计中还可以添加一个变频器，只有正确选择了这些元器件，才能从根本上提高相关设备的可靠程度。

2.5 能源消耗太大

在电气自动化技术领域，能源也占据着非常重要的位置，所以对能源的使用情况有必要进行了解，并且及时采用先进的技术[1]。例如：相关公司可以使用负载管理系统，这样就可以清楚的观测到电能消耗量。工作人员按照要求去工作，就可以使能源消耗最小化。生产者可以通过一定的顺序来卸载和恢复有效率的负载，这种负载转换不仅可以降低能源使用需求、而且还能避免超负荷现象的出现[2]。在负载紧急脱网方面要严格把关，否则会出现较大的安全事故。尤其是在发电机或其相关设备发生故障时，该紧急脱网系统可以自主减少整个工厂的负载量，从而使工厂的操作可以有效进行。如果发生能源问题，则可以通过该系统观测到哪些设备可以紧急脱网，在这种情况下，就可以实现电力的充分供应。在这期间不仅会提高能源的使用效率而且还有利于我国经济的可持续发展。

3 关于电子自动化控制设备可靠性提高的有效措施

3.1 采用双绞线屏蔽技术

所有的电子设备在其运行的状态中都会产生或大或小的磁场效应，电子自动化控制设备也不例外，同样也深受磁场干扰的影响。在干扰的状态下，机器设备的某些性能通常会降低甚至丧失。为此应该及时找到其干扰源，在设备周围增设双绞线，这样可以屏蔽电磁效应。两根绝缘的导线绞在一起，就可以产生干扰信号，进而取代原来的信号线，使其不再受到磁场的干扰。

3.2 完善和健全网络组成结构。

电子自动化网络系统结构是通过很多分层实现的，其中，包括设备与总线级、自动化级、过程控制级、执行级和资源规划级等方面。为解决这一问题，必须要满足电网功率输送对变电站的需求。另外，要深化对变电站综合电力的相关设备和自动化系统体系的了解。“数据采集和控制”、“继电保护”和“直流电源系统”三大部分是整个自动化系统的重要组成部分。在实际设计中，对此要特别了解，这样才能正确操控。

3.3 加大基础环节程度管理，了解其基本原理。

电子自动化是指通过先进的计算机或其他的机械技术，对外加的控制装置或控制器进行相关的操控，使整个设备在无人参与的情况下按照某个参数或控制量自动地遵循设计的规律运行该控制设备的设计环节是整个生产领域中最为核心的环节，在实际设计上，各负责部门要及时对每个设备的组成部件进行相关的研究和调查，从而得出各部件的相关数据。

3.4 重点关注散热防护工作

温度因素关系到设备的运行状态。因为自动化控制设备在实际工作时会耗费自身的电功率，并转化为热能，将其散发出去。但是很大部分元器件在电功率消耗上非常大，其中，这类元器件包括电子管、晶体管、大功率电阻等。当该设备持续不断工作时，热能就会浮于表面并作用于表面。这就导致机械设备在表面上热量非常大。与此同时，整个生产环节会受到巨大热量的影响。但是，由于我国散热技术落后，致使热量不易及时散发。例如：半导体的元器件可能会因为温度的升高而产生巨大的化学反应或物理反应，这会严重影响设备的可靠性。所以，在设备定期维护的过程中，要特别注意半导体的散热工作。一般来说，半导体元器件的适宜温度应该保持在70～100℃之间。而关于硅管的温度则应该保持在150～200℃之间，只有保持在这个范围内，才能对元器件做到分别散热防护的工作。如果在自动化设备工作时选用100mW之下的晶体管，就不需要另外增设散热器。但是如果半导体的使用功率过大，则必须增设相关散热设备到自身的散热器上。在安装工程上要严格按照规定，依次中心延伸或者自然垂直，只有这样，才能实现自然对流。但是如果散热器有很多肋片，这时候应该选择间距式的散热器。在散热接触装置上要尽量保持表面的整洁，另外还要尽量扩大接触面积。在这样的情况下，有利于直接在表面涂抹散热膏或绝热胶片。特别要注意的一点是，对于热敏感的半导体元件，必须在安装时保持合适的距离。