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【摘 要】如何进一步提高带有半导体器件的电气传动及自动化控制设备的可靠性一直是生产厂和用户十分关注的问题。在此主要阐述了电气自动化控制设备可靠性的重要意义，并根据电气自动化可靠性现状提出相应的建议以供同行参考。
【关键词】电气自动化；控制设备；可靠性
伴随着电气自动化的提高，控制设备的可靠性问题就变得非常突出。电气自动化程度是一个国家电子行业发展水平的重要标志，同时，自动化技术又是经济运行必不可少的技术手段。电气自动化具有提高工作的可靠性、提高运行的经济性、保证电能质量、提高劳动生产率、改善劳动条件等作用。
1.可靠性测试的主要方法
1.1在试验室内试验的方法。用同样的规定的可以控制的工作条件和环境条件，模拟现场的使用条件，使被测设备如同现场所遇到的环境应力进行试验，将累计的时间和累计失效数等其它数据通过数理统计得到可靠性指标这是一种模拟可靠性试验。这种试验方法试验条件易于控制所得数据质量高所得试验结果可以再现，可以分析。但受试验条件的限制很难与真实情况相对应的数据，同时试验费用很高，而这种试验一般都需要较多的试品，所以还要考虑到被试产品的生产批量与成本因素。因此这种试验方法比较适用于大批量生产的产品。
1.2保证试验方法。在产品出厂前将产品在规定条件下实施无故障的工作试验，俗称烤机，在此研究的电控设备通常由大量的元器件组成，它的故障模式是一种不以某几种故障为主的，而是随机的，多样化的形式来显现出来的，因此，它的故障服从指数分布，也就是说它的失效率具有随着时间变化的特性。在试验室内对出厂前的产品进行烤机，实际上就是对产品的早期失效进行测试考核，通过对产品的改进，使失效率达到某一项规定指标后再出厂。
1.3现场测试方法。通过对设备在使用现场进行的可靠性测试记录各种可靠性数据，然后根据数理统计方法得出设备可靠性指标的一种方法。该方法的优点是试验需要的试验设备比较少，工作环境真实，其测试所得数据能真实反映产品，在实际使用情况下的可靠性，维护性等参数，且需要的直接费用少，受试设备可以正常工作使用。不利之处是不能在受控的条件下进行试验、外界影响因素繁杂，不可控，试验条件的再现性比试验室的再现性差。现场测试和试验室测试的最大不同就是测试设备难以安装和连接。线路板封闭在机箱中，测试信号线很难引入，即使设备外壳上留有测试插座，测试信号线也需要很长，传统的在线仿真器在现场测试中无法使用。另外，现場往往没有实验室里的各种测试仪器和设备，因此，必须有更好的方法和手段来完成测试。
2.加强电气自动化控制设备可靠性研究的重要意义
2.1可靠性可以增加市场份额。随着国家经济的高速发展，用户不仅要求产品性能好，更重要的是要求产品的可靠性水平高。随着电气自动化控制设备自动化程度、复杂度越来越高，可靠性技术已成为企业在竞争中获取市场份额的有力工具。
2.2可靠性提高产品质量。产品质量就是使产品能够实现其价值、满足明示要求的特征和特质。只有可靠性高，发生故障的次数才会少，那么维修费用就少，相应的安全性也随之提高。因此，产品的可靠性是产品质量的核心，是生产厂家追求的目标。
3.控制设备的可靠性现状的分析
3.1元器件质量低下是控制设备可靠性指标偏低的一大原因目前元器件生产厂家众多，参差不齐。同时，元器件厂家间的恶性竞争，导致产品价格低廉，迫使企业不顾及元件质量进行采购，这些都会导致控制设备可靠性指标偏低，并且降低了使用寿命。
3.2工作环境、使用及维护不当是控制设备可靠性指标低的重要原因：电气设备所处的工作环境多种多样。气候条件、机械作用力和电磁干扰是影响控制设备可靠性的主要因素。
3.2.1机械条件是指电气设备在不同的运载工具中使用时所受到的振动、冲击、离心加速度等机械作用，使得控制设备元器件损坏失效或电参数改变，结构件断裂或变形过大以及金属件的疲劳破坏等。
3.2.2气候条件主要包括温度、湿度、气压、盐雾、大气污染等因素，对控制设备的影响主要表现在使电气性能下降、温升过高、运动不灵活、结构损坏，甚至不能正常工作。
3.2.3控制设备工作的周围空间充满了由于各种原因所产生的电磁波，造成外部及内部干扰。同时，操作人员在没有完全掌握控制设备原理的基础上进行操作，导致对控制设备不能熟练而正确的操作，并且不能对设备进行及时的维护和保养，都会导致控制设备可靠性指标低。
4.提高控制设备的可靠性
要提高电气自动化控制设备的可靠性，必须根据控制设备的特点，采用相应的可靠性设计方法，从元器件的正确选择与使用、散热防护、气候防护等入手，使系统可靠性指标大大提高。
4.1从生产角度来说，设备中的零部件、元器件，其品种和规格应尽可能少，尽量使用由专业厂家生产的通用零部件或产品。在满足产品性能指标的前提下，其精度等级应尽可能低，装配也应简易化，尽量不搞选配和修配，力求减少装配工人的体力消耗，便于自动流水生产。
4.2电子元器件的选用准则。根据电路性能的要求和工作环境的条件选用合适的元器件，元器件的技术条件、技术性能、质量等级等均应满足设备工作和环境的要求，并留有足够的余量；对关键元器件要进行用户对生产方的质量认定；仔细分析比较同类元器件在品种、规格、型号和制造厂商之间的差异，择优选择。要注意统计在使用过程中元器件所表现出来的性能与可靠性方面的数据，作为以后选用的依据。
4.3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，其中潮湿的影响是最主要的。特别是在低温高湿条件下，空气湿度达到饱和时会使机内元器件、印制电路板上产色和凝露现象，使电性能下降，故障上升。
4.4在控制设备设计阶段，首先，研究产品与零部件技术条件，分析产品设计参数，研讨和保证产品性能和使用条件，正确制定设计方案；其次，根据产量设定产品结构形式和产品类型。全面构思，周密设计产品的结构，使产品具有良好的操作维修性能和使用性能，以降低设备的维修费用和使用费用。
4.5控制设备的散热防护。温度是影响电子设备可靠性最广泛的一个因素。电子设备工作时，其功率损失一般都以热能形式散发出来，尤其是一些耗散功率较大的元器件，如电子管、变压管、大功率晶体管、大功率电阻等。另外，当环境温度较高时，设备工作时产生的热能难以散发出去，将使设备温度升高。
综上所述，保证电气设备的可靠性是一个复杂的涉及广泛知识领域的系统工程。只有在设计上给予充分的重视，采取各种技术措施，同时，在使用过程中按照流程操作、及时保养，才会有满意的成果。
【关键词】电气自动化；控制设备；可靠性
伴随着电气自动化的提高，控制设备的可靠性问题就变得非常突出。电气自动化程度是一个国家电子行业发展水平的重要标志，同时，自动化技术又是经济运行必不可少的技术手段。电气自动化具有提高工作的可靠性、提高运行的经济性、保证电能质量、提高劳动生产率、改善劳动条件等作用。
1.可靠性测试的主要方法
1.1在试验室内试验的方法。用同样的规定的可以控制的工作条件和环境条件，模拟现场的使用条件，使被测设备如同现场所遇到的环境应力进行试验，将累计的时间和累计失效数等其它数据通过数理统计得到可靠性指标这是一种模拟可靠性试验。这种试验方法试验条件易于控制所得数据质量高所得试验结果可以再现，可以分析。但受试验条件的限制很难与真实情况相对应的数据，同时试验费用很高，而这种试验一般都需要较多的试品，所以还要考虑到被试产品的生产批量与成本因素。因此这种试验方法比较适用于大批量生产的产品。
1.2保证试验方法。在产品出厂前将产品在规定条件下实施无故障的工作试验，俗称烤机，在此研究的电控设备通常由大量的元器件组成，它的故障模式是一种不以某几种故障为主的，而是随机的，多样化的形式来显现出来的，因此，它的故障服从指数分布，也就是说它的失效率具有随着时间变化的特性。在试验室内对出厂前的产品进行烤机，实际上就是对产品的早期失效进行测试考核，通过对产品的改进，使失效率达到某一项规定指标后再出厂。
1.3现场测试方法。通过对设备在使用现场进行的可靠性测试记录各种可靠性数据，然后根据数理统计方法得出设备可靠性指标的一种方法。该方法的优点是试验需要的试验设备比较少，工作环境真实，其测试所得数据能真实反映产品，在实际使用情况下的可靠性，维护性等参数，且需要的直接费用少，受试设备可以正常工作使用。不利之处是不能在受控的条件下进行试验、外界影响因素繁杂，不可控，试验条件的再现性比试验室的再现性差。现场测试和试验室测试的最大不同就是测试设备难以安装和连接。线路板封闭在机箱中，测试信号线很难引入，即使设备外壳上留有测试插座，测试信号线也需要很长，传统的在线仿真器在现场测试中无法使用。另外，现場往往没有实验室里的各种测试仪器和设备，因此，必须有更好的方法和手段来完成测试。
2.加强电气自动化控制设备可靠性研究的重要意义
2.1可靠性可以增加市场份额。随着国家经济的高速发展，用户不仅要求产品性能好，更重要的是要求产品的可靠性水平高。随着电气自动化控制设备自动化程度、复杂度越来越高，可靠性技术已成为企业在竞争中获取市场份额的有力工具。
2.2可靠性提高产品质量。产品质量就是使产品能够实现其价值、满足明示要求的特征和特质。只有可靠性高，发生故障的次数才会少，那么维修费用就少，相应的安全性也随之提高。因此，产品的可靠性是产品质量的核心，是生产厂家追求的目标。
3.控制设备的可靠性现状的分析
3.1元器件质量低下是控制设备可靠性指标偏低的一大原因目前元器件生产厂家众多，参差不齐。同时，元器件厂家间的恶性竞争，导致产品价格低廉，迫使企业不顾及元件质量进行采购，这些都会导致控制设备可靠性指标偏低，并且降低了使用寿命。
3.2工作环境、使用及维护不当是控制设备可靠性指标低的重要原因：电气设备所处的工作环境多种多样。气候条件、机械作用力和电磁干扰是影响控制设备可靠性的主要因素。
3.2.1机械条件是指电气设备在不同的运载工具中使用时所受到的振动、冲击、离心加速度等机械作用，使得控制设备元器件损坏失效或电参数改变，结构件断裂或变形过大以及金属件的疲劳破坏等。
3.2.2气候条件主要包括温度、湿度、气压、盐雾、大气污染等因素，对控制设备的影响主要表现在使电气性能下降、温升过高、运动不灵活、结构损坏，甚至不能正常工作。
3.2.3控制设备工作的周围空间充满了由于各种原因所产生的电磁波，造成外部及内部干扰。同时，操作人员在没有完全掌握控制设备原理的基础上进行操作，导致对控制设备不能熟练而正确的操作，并且不能对设备进行及时的维护和保养，都会导致控制设备可靠性指标低。
4.提高控制设备的可靠性
要提高电气自动化控制设备的可靠性，必须根据控制设备的特点，采用相应的可靠性设计方法，从元器件的正确选择与使用、散热防护、气候防护等入手，使系统可靠性指标大大提高。
4.1从生产角度来说，设备中的零部件、元器件，其品种和规格应尽可能少，尽量使用由专业厂家生产的通用零部件或产品。在满足产品性能指标的前提下，其精度等级应尽可能低，装配也应简易化，尽量不搞选配和修配，力求减少装配工人的体力消耗，便于自动流水生产。
4.2电子元器件的选用准则。根据电路性能的要求和工作环境的条件选用合适的元器件，元器件的技术条件、技术性能、质量等级等均应满足设备工作和环境的要求，并留有足够的余量；对关键元器件要进行用户对生产方的质量认定；仔细分析比较同类元器件在品种、规格、型号和制造厂商之间的差异，择优选择。要注意统计在使用过程中元器件所表现出来的性能与可靠性方面的数据，作为以后选用的依据。
4.3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，其中潮湿的影响是最主要的。特别是在低温高湿条件下，空气湿度达到饱和时会使机内元器件、印制电路板上产色和凝露现象，使电性能下降，故障上升。
4.4在控制设备设计阶段，首先，研究产品与零部件技术条件，分析产品设计参数，研讨和保证产品性能和使用条件，正确制定设计方案；其次，根据产量设定产品结构形式和产品类型。全面构思，周密设计产品的结构，使产品具有良好的操作维修性能和使用性能，以降低设备的维修费用和使用费用。
4.5控制设备的散热防护。温度是影响电子设备可靠性最广泛的一个因素。电子设备工作时，其功率损失一般都以热能形式散发出来，尤其是一些耗散功率较大的元器件，如电子管、变压管、大功率晶体管、大功率电阻等。另外，当环境温度较高时，设备工作时产生的热能难以散发出去，将使设备温度升高。
综上所述，保证电气设备的可靠性是一个复杂的涉及广泛知识领域的系统工程。只有在设计上给予充分的重视，采取各种技术措施，同时，在使用过程中按照流程操作、及时保养，才会有满意的成果。