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提高电气自动化控制设备的可靠性策略

2018-11-10李少华

世界家苑 2018年10期
关键词:元器件电气控制产品质量

李少华

1提高控制设备可靠性的重要作用

1.1可靠性是产品质量的保证

产品质量是指产品能够实现自身价值、满足明示要求的特征和品质。产品质量主要包括经济性、可靠性、安全性及性能等特征。在产品质量的所有特征中,可靠性是具有主导意义的特征。只有提高了产品质量的可靠性,才能确保产品尽可能少地发生故障,才能使产品更稳定,由此可知,随之而产生的维修费用就会降低,如此一来产品的安全性也会更高。因此,可靠性是保证产品质量的重要特征,是生产者对产品质量的最高追求。

1.2可靠性是增加市场份额的保证

近年来,世界各国的经济都在快速发展,经济一体化进程也在日益加快。在这种形势下,人们对产品的性能和功能要求越来越高,对产品的可靠性有更加严格的要求。研究表明,产品的可靠性越产品的竞争力就超强,其在激烈的竞争中就会有更高的获胜率。随着科技水平的不断提高,电气设备的自动化程度及复杂程度也日益提高,产品设备的可靠性能够使企业在日益激烈的市场竞争中获取更多的市场份额。

2电气控制设备的可靠性现状

2.1电气控制设备可靠性降低的原因

电气设备所处的工作环境各不相同,外界气候条件、电磁干扰以及机械作用力等因素都会对电气控制设备的可靠性产生不良影响。

(1)机械作用力的影响。电气设备处在不同的运载工具中运转,此时,它会不同程度地受到来自外界的机械作用,如冲击力、离心加速度以及震动等,这都会或多或少地损坏电气控制设备的元器件,从而改变元器件参数,严重的会导致元器件失效、结构件发生较大变形或断裂及金属部件因为疲劳而破损等。

(2)电磁干扰的影响。控制设备在工作时会受到来自其他设备产生的电磁波影响,对其内外部都会产生不同程度的干扰。受电磁干扰影响,会导致设备的噪音变大、运转不平衡,从而影响其安全性。

(3)气候条件的影响。气压、湿度、温度、大气污染、盐雾等都属于气候条件因素,受气候条件影响电气控制设备会出现结构损坏、性能下降、温度过高、运转不灵等现象,更严重者会影响正常的工作。此外,设备使用者也会对设备产生不利影响,比如,操作者没有理解控制设备的运转原理,对控制设备不能娴熟操作,不熟悉设备保养及维护流程,不能及时对机器进行及时维护和保养,从而降低了控制设备的可靠性。

2.2质量较差的元器件对控制设备的可靠性产生影响

目前有许多生产元器件的厂家,各个厂家对产品的定位不同,执行相关标准的要求也有所不同,致使元器件产品质量参差不齐。使用控制设备的企业规模各不相同,有些企业的规模较小,其相应的质量管理体系也不太完善,对产品质量要求不严格,会疏于对元器件的质量检验,因此会出现漏洞;如果元器件的生产商家发生恶性竞争,那么就会出现以质量为代价来较低产品价格的现象,导致企业就会忽略元器件的质量而选择价格较低者。这样会很大程度地降低控制设备的可靠性,从而缩短产品的使用期限。

3提高控制设备可靠性的策略

提高电气自动化控制设备可靠性的方法有很多,关键在于要基于控制设备自身的特点进行改善,实施科学的可靠性改善措施,从影响因素开始,选择和使用正确的元器件、做好散热及气候防护,从而提高电气自动化控制设备的可靠性。

(1)控制设备的设计。在设计控制设备时,要认真研究、分析产品及零部件的技术条件、使用条件和各项参数,精确制定产品设计方案,以确保产品质量和正常使用;要结合产品需求量确定产品类型及产品结构。生产规模是由产品产量决定的,同时生产规模也会影响生产方式,从而对产品的经济效益造成影响;同时,运用价值工程理论,前体条件是确保产品性能,利用最具有经济价值的生产方式对零部件进行设计。前体条件是满足产品技术要求,利用经济性最好的元器件和原材料,来是生产成本得到降低。考虑全面,对产品结构进行周密的设计,赋予产品良好的使用性能和操作维修性能,从而有效降低使用费用和维修费用。

(2)生产角度考虑。应该尽可能减少设备中所用到的元器件和零部件的规格和种类,尽可能购买专业厂家制造的通用产品或零部件。立足应用价格低、来源多和国产材料,设备的精度应该和技术要求相符,不应该毫无依据地追求高精度。以满足产品的性能为前提,尽可能降低精度等级,并且应该使装配简化,省去修配和选配,降低裝配工人体力的耗损,方便自动化生产。

(3)选择电子元器件。为了使元器件的质量、技术性能和技术条件等水平能够满足设备的环境和工作要求,应该依据电路性能的工作环境和要求选取恰当的元器件;尽量减少元器件品种,减少生产厂家,提高产品的复用率;特殊情况除外,全部电子元器件都应该接受严格的可靠性筛选,然后再在产品中应用;有效考虑价格合理、供货及时、技术服务良好的生产厂家提供的元器件。选择关键元器件时要对生产厂家进行质量认证,对相同类型元器件的规格、品种、型号及生产厂商间的差异进行比较,选择更优者。对元器件在应用过程中所表现出来的可靠性及性能数据进行统计,以备后续选择时参考。

(4)控制设备散热防护措施。温度对电子设备的可靠性影响非常广泛,电子设备在运行过程中,功率会以热的形式散发出去,对于那些功率耗损较大的元器件尤为如此,比如,大功率晶体管、电子管、电阻及变压管等。此外,当电气控制设备所处的工作环境温度较高时,设备工作时产生的热量就不容易散发,致使设备的温度升高。比如,半导体器件对温度的变化非常敏感,温度过高会导致器件工作点增益不稳定、信号失真、发生漂移以及噪音增大,更有甚者会导致热击穿。所以半导体器件自身的温度不能太高,如硅管温度范围是150~200℃,锗管温度范围是70~100℃。所以在进行设计时应该考虑半导体的散热问题。功率低于100mW的晶体管不需要安装散热器,功率较大的半导体分立器件需要安装在散热器上,应该尽可能减小散热器和半导体分立器件外壳间的接触热阻,尽可能地增加两者接触面积,并且要保证接触面光洁,如有需要可以加热绝缘硅橡胶片或将导热膏涂膜在接触面上,或者为保证紧密接触施加紧固措施,散热器的表面需要进行处理,保证有适当的粗糙度并且为黑色,达到增强辐射换热的功能,此外在安装时,需要注意将热敏感强的半导体分立器件与功率较大的元器件分开。

(5)电子设备的气候防护措施。气压、霉菌、污染气体、盐雾和潮湿等都会对电子设备产生很大的影响,其中影响最大的是潮湿,尤其是在高湿低温环境中空气湿度处于饱和状态时就会导致机器内印制电路板上、元器件凝露和产色现象,导致故障上升及性能下降。如果电子设备被潮湿空气侵蚀,其材料或元器件表面会形成水膜,进而渗入材料内部,增加绝缘材料表面的电导率,使体积电阻率降低,介质的损耗也会增加,还会导致零部件电气短路、击穿或漏点等损害。潮气还会导致覆盖层起泡,严重者会脱落,失去应有的保护作用。一般会实施密封、灌封、浸渍等措施。

4结束语

总之,要提高电气设备的可靠性就要广泛学习和掌握多个领域的技术和知识,在产品设计、产品使用过程等给予高度注意和重视,并运用科学合理的技术措施,并且在产品使用过程中要按照标准流程进行操作,并做出及时保养和维护,只有这样才能取得可靠的结果。

(作者身份证号码:211021198905131514)

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