关于钢铁厂电气自动化控制设备的可靠性分析

时间：2024-09-03

欧志平（湖南衡阳华菱钢管有限公司，湖南衡阳421001）

欧志平（湖南衡阳华菱钢管有限公司，湖南衡阳421001）

自动化技术的发展，使得钢铁厂生产的质量和效率被大大提高，大量节省了人力。近年来，电气自动化的程度相对较高，被广泛应用，而伴随着电气自动化的发展，电气自动化控制设备的可靠性就成为了影响电气自动化效率的重要因素。生活质量的改善使人们对用电量有了更高的需求，如何加强电气自动化控制设备的可靠性成为人们开始关注的焦点。本文对电气自动化控制钢铁厂里的设备的可靠性分析进一步加强研究。

电气自动化；控制设备；可靠性；检测方案

引言

随着科学技术的快速发展，钢铁厂里的控制设备基本已实现了自动化，自动化设备的应用一方面在一定程度上减少了工作人员的劳动强度，增加了工作效率，另一方自动化技术的应用使人们对其设备的可靠性提出了质疑。因为电力企业需要安全、平稳的运行，所以钢铁厂里的电气自动化控制设备的可靠性是十分重要的，加强电气自动控制设备的可靠性研究具有重大意义。

1 电气自动化控制设备可靠性测试意义及现状

在特定的环境条件下，钢铁厂通过电气自动化控制设备可靠性测试，可以检验产品性能是否完好，进而提高电气自动化控制设备质量。另外，只有在此基础上，钢铁制造商才能够减少人力，进而提高产品一致性，提高产品质量，降低生产成本，提高生产效率。基于电气自动化控制设备可靠性测试对提高产品质量方面上的影响，只有通过电气自动化控制设备可靠性测试，才能迅速的占领市场，提升自身竞争力。

目前来说，影响电气自动化设备可靠性主要有两个因素：①设备原件质量低下。当前电气自动化控制生产行业发展迅速，规模较大的各个企业生产厂家的的技术水平具有很大差异，在激烈的市场竞争情况下下，部分企业为了降低生产成本，争取最大的利润空间，而忽视了原器件的质量；②电气自动化控制设备的使用环境以及维护不当。电气自动化控制设备在使用中会受到气候条件、电磁等因素的干扰，比如低气压会直接影响元器件的质量，有时候会直接导致元器件的损坏，这些影响因素在没有合理的维护手段的情况下都会导致电气自动化控制设备不能正常工作的情况。

2 电气控制设备可靠性分析的测试方法和内容

2.1 试验室测试法

试验室测试法需要钢铁厂在一定硬件条件的基础上，通过可靠性模拟测试后，用专业试验测试仪器进行可靠性数据收集，尽可能实现以最接近设备运行现场所遇到的环境应力对设备进行测试，统计时间及其他相关数据，最后通过相关软件进行分析处理获得可靠性指标。

这种测试方法的优势在于：操作简单，实验条件容易掌控，且得到的数据质量较高，经过不断的分析后得出的准确的数据信息。不足之处在于所需要的实验费用较高，受到试验条件的限制，其最终得到的实验数据很多情况下都是准确性较低的。此外，为了要考虑到被试产品的生产批量及成本，因此，此种测试方法更适用于生产批量较大的产品。

2.2 现场测试法

自动化设备调试一般分为几个阶段，调试工作一般在现场设备安装完成后开始。电气自动化设备在使用现场的可靠性测试主要是相关数据进行实验，并且参照不同的试验数据来研究出正确的方式，以保证自动化设备的性能得到发挥。对已完成安装的设备或系统进行检查，主要用于检查设备安装是否正确、稳固，接线是否牢固等内容，同时还要特别注意检查系统的接地是否正确。现场测试的主要特点在于所用的试验设备少，工作效率高，准确性强。通过现场测试，我们可以保证运行设备安全，最大限度地减少无谓检修，提高电气自动化控制设备的可靠性。其缺点在于试验过程中受外界干扰影响大，当遇到受控条件下则难以进行试验。

现场测试具体又包含三种类型：第一种在线测试，测试设备持续运行；第二种停机测试，测试设备中止运行；第三种脱机测试，需要从设备运行现场将待检测部件取出，安装到专业检测设备当中进行可靠性测试。从技术难度角度出发，停机测试和脱机测试更适用些。系统复杂时，则要进行在线测试进行设备故障的诊断，保证所得数据的可靠性与准确性。现实中，测试方式的选择必须要充分的考虑现场的实际情况，参照故障状况过程中是否可以迅速停机。

2.3 保证实验法

保证实验法，主要是在钢铁生产的自动化设备出厂前根据其规定的要求展开无故障的工作的试验，就是通常经常谈到的“烤机”。当前的电控设备主要是数量庞大的元器件所构成，其故障模式具有多样性、随机性，换句话说，其失效率是随着时间的改变而改变的，因而是以极为复杂的形式展现在别人面前。而且其失效率会伴随着时间的变化而不断改变。产品在出厂之前在实验室所进行的烤机主要是能测量产品的早期失效情况，及时对产品进行优化升级，使生产设备达到相应标准后再出厂。

虽然保证实验法可靠性高，但在检测过程中所需时间较长，在多数生产的产品中只适合设备的样本，不适用于生产工序繁杂的钢铁厂，在小量或大系统生产的产品能够得到广泛的运用。此种试验还适用于电路复杂、可靠性高并且数量不大的电气自动化控制设备。

3 提高电气自动化控制设备可靠性的方法

3.1 加强设备设计阶段控制

在设计电气自动化控制设备时，首先要对产品与零部件技术条件进行研究，仔细研究产品设计参数，在保证产品质量和性能的前提下，制定科学的设备设计方案。另外，为了提高产品的使用和操作维修性能，产品类型和结构要根据产量来确定，保证满足产品技术要求的条件下，尽可能降低生产成本，尽可能选择经济的元器件和原材料。为了减少钢铁厂里电气自动化控制设备的使用和维修费用，产品结构必须经过全面构思后再进行全面严格的设计。

3.2 注重对设备中元器件与零部件的品种和规格的管理

从生产角度来看，由于电气自动化控制设备生产中需要较多复杂的零部件与元器件，因此在这个过程中，要尽可能减少设备中元器件与零部件的品种和规格，尽量采用由专业产家生产的通用零部件与元器件，这样更能保障其使用性能；使用其他材料的精度，要符合当前技术条件要求，不能因市场的恶性竞争而追求价格低廉、质量较差的材料。此外，在选择元器件时，还要充分考虑设备生产环境及其电路性能要求，尽可能减少选配和修配，以更好的满足生产技术要求，提高生产效率。

3.3 控制设备的散热防护

电气自动化控制设备的可靠性受温度影响是较大的，尤其是钢铁厂里，电气自动化控制设备的散热防护对电气自动化的维护起着非常重要的作用。温度的变化会使得设备的可靠性大大降低，因为设备在运行过程中其电子管、大功率晶体管等都会不断的产生并散发热量。若热量便难以散发出去，就会导致设备自身温度升高，影响其正常运行速度，致使可靠性降低。

因而，要重视散热防护，近几年相继出现的高效热传导工艺、达克罗、氟涂料涂覆工艺、三元合金电镀工艺等新工艺在设备中已经广泛使用。采用高效热传导工艺，通过高效传热元件将芯片产生的热量直接传递到散热面积较大的机箱壁和盖板上，通过它们与周围环境的热交换将热量散出去，进而降低盒体内部的温度。如果发热芯片数量比较多，可增加传热元件两端的接触面积，将热量集中传递到机箱侧壁上，并在相应位置安装空调或风扇，利用强迫风冷进行散热。

3.4 电子设备的气候防护

潮湿、盐雾、霉菌以及气压、污染气体对电子设备影响很大，尤其是潮气容易引起元器件覆盖层形成水膜，容易引发漏电、短路等故障，还能引起覆盖层起泡甚至脱落，使其失去保护作用；当空气湿度达到饱和时也会使机内元器件、印制电路板上产色和凝露现象，进而使电性能下降，故障上升。为此，应该采用密封、灌封、侵渍等措施对控制设备进行防护。