电子设备可靠性研究

电子设备可靠性研究（共12篇）

电子设备可靠性研究 篇1

1 前言

可靠性预计是单机或系统根据实际设计的产品对所能达到的可靠度进行预估。通过可靠性预计可以及时发现产品、系统设计能否满足可靠度指标的要求,如不能满足必须进行设计更改。目前,最常用的可靠性预计方法有三种:元器件计数预计法、环境应力筛选预计法、计算机软件预计法。

元器件计数法适用于电子设备方案论证阶段和初步设计阶段,此阶段已有工程图或草图,系统的组成、元器件的种类和数量已大致确定,但具体的工作应力、环境等因素尚未明确,此时的预计结果是粗糙的、不详细的。到了详细设计阶段,已具备了产品的每个组成部分详细的电路图、元器件清单及每个元器件所承受的应力和工作环境的信息,此时应采用元器件应力分析法进行可靠性详细预计,而不能用元器件计数法进行可靠性预计,因为此时两种方法的预计结果差异较大[1]。软件分析方法是对应力分析法的简化,设计人员只需将元器件相关信息填入表格,软件将会自动运算得到设备失效率。

2 电子设备可靠性预计方法

2.1 元器件计数预计法

元器件计数法,是基于元器件的数量种类用串联模型求失效之和的可靠性预计方法。根据元器件计数法计算失效率的计算公式为[2]

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其中,λGS为设备总失效率,λGi为第i种元器件的通用失效率,πQi为第i种元器件的通用质量系数,Ni为第i种元器件的数量,n为设备所用元器件的种类数目。

假设某电子设备由表1元器件组成,规定其质量等级,通过查找《电子设备可靠性预计手册》可得各元器件通用失效率。

使用元器件计数法,根据公式(1)计算得该电子设备失效率λGS=0.2684×10-6。

2.2 应力分析预计法

应力分析法,是把产品的失效率作为所有单个元器件失效率的可加函数进行预计的一种方法。其中,要考虑每个元器件的种类、工作应力等级、元器件的降额特性、元器件的温度特性等因素。

当所用元器件的种类、型号、数量、质量等级、工作应力、环境条件等都己确定,通过应力分析法预计,可以比较准确地检查技术方案和电路设计的合理性,鉴别设计上的潜在问题,发现薄弱环节,定量地预测高失效率和承受高应力的模块,以便及时采取措施来改进设计,它能比较真实地反映各电路模块的可靠性水平。元器件应力分析法预计的具体步骤如下[3]:

(1)划分可靠性预计单元并建立设备的可靠性模型;

(2)汇编具有应力数据的元器件清单,清单中应明确元器件的名称、型号、产品标准、性能参数(包括结构、工艺参数)以及工作应力等;

(3)根据各元器件的失效模式,绘制相应的预计表格,分别计算电路模块内各元器件的工作失效率。

(4)将预计表内各单元元器件的工作失效率分别相加,计算出各单元模块的失效率。

(5)按照设备的可靠性模型,计算设备的工作失效率,如果设备内没有冗余模块,将各模块的失效率相加即可。

(6)对预计结果进行分析,如果没有达到规定的指标要求,则要进行改进设计,甚至增加冗余模块。

仍然以表1中的电子设备为例,假设各元器件均使用一级降额,工作在地面普通环境下,即环境条件为GF1,工作温度30°。根据应力分析法计算该电子设备失效率的计算公式是[2]:

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其中,k为元器件种类。下面分别计算各元器件失效率:

(1)金属膜电阻器RJ25-0.5W-10Ω-J,则λGi=λbπEπQπR。

其中,λb基本失效率,πE环境系数,πQ质量系数,πR阻值系数。则,λGi=λbπEπQπR=0.0016×1.8×0.1×1.0=0.000288。

(2)硅整流二极管BZ5E,则,λGi=λbπEπQπR=0.077×1.7×0.2×1.2=0.3142。

(3)Ⅱ类瓷介电容器CT41-2220-2C1-50V-103K,λGi=λbπEπQπCVπch

其中,πCV电容量系数,πch表面贴装系数。则,λGi=λbπEπQπCVπch=0.00747×2.8×0.1×2.4×1.5=0.0075。

(4)大功率电磁继电器JQX-136M/028-Ⅲ,λGi=λbπEπQπC1πCYCπrπAπC。

其中,πC1触点形式参数,πCYC动作速率系数,πr额定负载系数,πA应用系数,πC结构系数。

假设为阻性负载,继电器每小时作动一次,则λGi=λbπEπQπC1πCYCπrπAπC=0.0977×1.5×0.3×5.5×0.1×2×1.8×3.9=0.3395。

(5)G599圆形电连接器,λGi=λbπEπQπpπKπC。

其中,πp接触件系数,πK插拔系数,πC插孔结构系数。

假设绝缘板安装材料为聚四氟乙烯,每25小时插拔一次,则undefined。

根据(2)式使用应力分析法得该电子设备的失效率为λGi=2.7797×10-6

2.3 软件预计法

目前,众多可靠性研究领域的公司已经根据大量可靠性模型总结归纳出一套成熟的可靠性综合分析方法,并开发成相应软件,这为设计人员在可靠性分析方面提供了快捷简便的方法。

其中,使用最为广泛的是美国Relex公司开发的Relex Studi02008,该款可靠性和维修性综合分析软件已在多个国家得到应用,在我国被航天与国防研究机构广泛采用。Relex包括了可靠性预计、可靠性框图RBD、故障模式影响和危害性分析FMEA、维修性分析MA、故障树分析FTA、事件树分析ETA、马尔可夫分析、寿命周期费用LCC等几大功能模块,这些模块基本上覆盖了现有的可靠性与维修性分析的方法,模块之间还可以分享数据信息[4]。

使用Relex Studi02008进行可靠性预计,只需将元器件相关信息填入表格,软件将会自动运算得到设备失效率。

3 三种方法优缺点比较

从以上计算过程可看出,元器件计数法耗时较短,计算方法简单但粗糙,用以初步判断方案是否满足可靠性指标、比较优选设计方案和开展可靠性分配。元器件应力分析法相当复杂,预计所需时间长,更逼近元器件的实际情况,但通过应力分析可发现样机的可靠性薄弱环节,以便采取相应的措施来改进设计。由于两种方法预计过程一粗一细,所以计算结果可能相差较大。而软件分析法,则是在全面考虑了元器件各种因素的前提下,用计算机运算帮助设计人员减少工作量的一种高效可靠全面地方法。

4 工程实践中存在的问题

4.1 元器件应力法仅按元器件类别进行可靠性预计的问题

元器件应力分析可靠性预计法是针对每个具体型号规格的元器件在整体中具体位置上所承受的电、热应力情况而进行失效率预计,是详细的可靠性预计。在实际或模拟使用条件下进行可靠性评价之前,应力分析法是最能反映实际可靠性的一种可靠性预计方法。若应力分析法直接针对元器件类别进行可靠性预计,将造成预计不详细及不能通过预计发现设计上的一些缺陷。

4.2 不愿意使用应力分析法

现代电子设备的组成越来越复杂,所用元器件的种类、数量很多,采用应力分析法预计涉及到的数据信息非常繁杂,计算工作量相当大,因而,很多单位(包括设计师本身)都不愿意投入精力做这项工作,导致设备的可靠性水平上不去。事实上,应力分析法预计对于完善电子设备的研制技术方案、改进设计、提高设备的可靠性和质量起着关键作用。

5 结束语

电子设备的可靠性预计与元器件的选用息息相关,元器件环境条件的微小变化都将对整机设备失效率产生较大影响。

不论采用何种可靠性预计方法,预计结果只是对单机和系统可达到的可靠性作出预估,以确定是否满足规定的要求。因此,坚持元器件使用的正确管理,并使用经DPA验证合格的元器件,其故障已不是系统/产品的重要故障[5]。

在系统可靠性工程中,元器件是基础,设计是关键,环境是保证[6]。可靠性预计并不是可靠性工程中最重要的部分,只有认真做好系统可靠性设计,才能保证和提高系统的可靠性。

参考文献

[1]张生延.可靠性预计中存在的问题和对策[J].可靠性预计与分配,2006,24(1):

[2]中国人民解放军总装备部.GJB/Z299C-2006电子设备可靠性预计手册[S].北京:2006.

[3]张增照,潘勇.电子产品可靠性预计[M].北京:科学出版社,2007.

[4]无.Relex-可靠性与维修性分析的强有力工具[J].质量与可靠性,2002,(2):45-46

[5]李福秋,刘金燕.可靠性预计[J].质量与可靠性,2009,(1):56-59

[6]郭永基.可靠性工程原理[M].北京:清华大学出版社,2002.

电子设备可靠性研究 篇2

辽宁省卫生厅：

我院拟购置CT机一台，用于临床医疗服务，现将可行性研究报告如下：

一、申请配置的必要性和依据

我院地处东港市马家店镇马家店村五十六号。这里地处东港市城乡集合部。经社会调查，医院驻地周边半径30公里却没有二级医院以上的综合性医院。我院于2002年12月改制为民营医院，正式开展对社会各阶层医疗服务。属民营制企业，编制床位80张。医院设有心血管科、呼吸内科、消化内科、小儿科、普外科、妇产科、中医科、口腔科、放射科、妇产科、影像科、检验科、预防免疫科、药房等十余个科室。拥有医护人员40人，主任医师1人、主治医师15人，是一所学科完善、人员结构合理的综合性医院。开院以来每天门诊量70—100人次，入院患者15人。由于医院驻地处于城乡集合部，周边形成以东至东尖山镇，南至北井子镇、西至黄土坎、龙王庙镇，北至合隆镇及凤城蓝旗和红旗镇辐射人口约15万人。随着国民经济的持续增长，国民的收入不断提高，驻地居民呈现出

看病难、路途远，看病贵的现象越来越严重。目前的医疗检测水平也远远不能适应人民群众的就医需求，一些疾病如高血压、冠心病、糖尿病、肿瘤等得不到及时的诊断与治疗。为了提供患者高水平的医疗服务，对常见病、多发病和一些特殊病的诊断和治疗必须经过CT机的检查以明确诊断。所以，购置CT机使用于临床医疗工作也成了当务之急。以解决社会各阶层医疗服务的需求并产生极大的社会效益和经济效益。

二、申请设备的技术发展前景

随着科学技术的不断发展，高科技医疗诊治设备越来越多地应用于临床，对提高临床诊断治疗水平有很大作用。我院很重视对高科技医疗诊治设备的购买和使用。随着我院各科室技术力量不断增强、业务水平不断提高、业务范围逐步扩大，我院现有的医疗设备已经远远不能满足临床各科室医疗工作的要求。为了加快医疗卫生改革的步伐，积极推进区域卫生规划工作，调整资源配置，建立和完善各种医疗服务，解决人民群众多层次的医疗保健需求，因此，我院购置CT机用于医疗临床的诊治工作十分必要。

三、CT机对我院临床、科研工作的作用

CT机为医院诊疗技术的提高及医院的发展起到很大的作用。作为东港市马家店镇东港第五医院唯一的一所综合性医院。现已开通了市城镇职工基本医疗保险、城镇居民医疗保险、新型农村合作医疗保险。因此，来院就诊的各层次人群都需要一些必要的检查。所以，购置一台先进的CT机已成为当务之急，只有这样才能为患者提供更快速、准确的诊断，更及时、明确地治疗。留住病源，增加医院的整体实力，在激烈的医疗市场竞争中立于不败之地，并寻求更大的发展机遇。

四、医技人员的配置及项目投资分析

我院放射科现配置人员三名。其中主治医师一人，医师一人，放射技士（实习生）一人。目前基本适合我院的日常工作。如今后发展迅速，可根据此次引进相关专业技术人员。引进CT机总投资计人民币捌拾五万元（展机）。

社会效益与经济效益分析

适应经济和社会的快速发展，保证群众基本卫生服务需求。随着国民经济的不断发展，各阶层人民的个人医疗支付能力进一步增强，以健康观念为主导的新型生活方式，生活质量的提高，家庭如个人用于医疗的消费将大幅度提高。因此，我院购置

CT机将为马家店镇及周边乡镇15万余人提供优质价廉的医疗诊疗工作，大大缓解该片区居民就医的老大难问题。对临床诊断、抢救、治疗提供有效的证据。大大缩短患者的就诊时间。在产生良好的社会效益外，同时，产生巨大的经济效益。预计2—3年即可收回投资成本。

医疗设备的可靠性技术研究 篇3

【摘要】可靠性是指元器件或系统在规定的条件和规定的时间内，完成规定功能的能力。可靠性技术研究就是根据产品的可靠性要求，建立适合的可靠性模型，进行充分的可靠性分析，最终确保产品的可靠性。医疗设备是以治疗病患为目的的产品，所以医疗设备的性能、精度、结构、自动化程度等各方面对产品的可靠性提出了越来越高的要求。因此，医疗设备的可靠性技术研究，有其严谨的科学性，也有重大的实际意义，值得推广普及。

【关键词】医疗设备；测量仪器；可靠性技术；可靠性工程

1、引言

可靠性工程是一门涉及多个学科的工程技术，目的是为了提高元器件或系统在整个寿命周期内可靠性。可靠性技术研究最早开始于二次世界大战期间，西方国家对军用设备的可靠性研究。伴随着科技的进步，可靠性技术的研究从军工领域发展到所有工业领域，从电子行业也逐渐发展到机械等各个行业。医疗设备的可靠性研究起于上世纪60年代末，最初是从军事领域借鉴了一些设备可靠性概念应用于医疗设备。后期随着生物医学工程的快速发展，高科技医疗设备陆续出现，以及植入式器械的大量应用，致使人们对高可靠的医疗设备的需求越来越大。

2、医疗设备可靠性技术

2.1医疗设备的可靠性技术研究现状

国际医疗行业十分重视设备的可靠性，对于医疗设备可靠性和安全性已经制定了一系列的标准和制度，并且通过法规或法律的方式保证制度有效执行。目前国际安全认证有CE认证、GS认证、IEC標准、美国的UL认证、ISO9000认证等。

在可靠性方面，我国医疗设备与国外先进水平依然存在较大差距。大多国产医疗设备存在质量水平不高、可靠性偏低。因此，许多省市级以上的大医院依然在选用进口医疗设备，随着国内其它行业应用可靠性技术不断提高，医疗行业对于医疗设备的可靠性技术的研究也十分迫切。

2.2医疗设备的可靠性模型

医疗设备的可靠性模型是为评估医疗设备的可靠性所建立的可靠性数学模型。可靠性模型主要包括串联模型、并联模型、混联模型。

串联模型：1个系统由n个单元串联组成，只有当每个单元都工作，系统才能正常工作。因此其中任何一个单元时效时系统就会发生故障，故系统寿命T应是诸单元中的最短寿命。即：T=min（T1，T2，...，Tn ）。

并联模型：1个系统由n个单元并联组成，只要有一个单元工作，系统就会正常工作。因此只有当所有单元都时效时系统才会发生故障，故系统寿命T应是诸单元中的最长寿命。 即：T=max （T1，T2，...，Tn）。

混联模型：有串并联系统、并串联系统或其他复杂的混联系统的可靠性模型。

考虑到单一的串联或者并联都有各自的局限性，因此，医疗设备的可靠性模型一般采用混联系统模型。同时也尽量提高串联或者并联自身的可靠性，如提高各单元的可靠性、减少串联单元数、在耗费允许的情况下增加并联单元的数量、等效地缩短任务时间等。

2.3医疗设备的可靠性分析

医疗设备的可靠性分析通常是采用归纳、演绎的方法，对系统可能发生的故障进行研究。研究故障的原因、后果和影响及危害程度，确定潜在的隐患和薄弱环节，并预测系统的可靠性，从而为医疗设备的设计提供预防措施和改进建议。

常用的分析方法有故障模式及影响分析（FMEA）、故障影响及危害性分析（FMECA）、故障树分析（FTA）。FMEA分析每一个的所有故障模式，用于单一故障分析，采用归纳方法进行分析，该方法只能进行定性分析。FMECA分析重点查明一切可能的故障模式，通过设计或采用预防措施，消除或减轻其影响的危害性，最终达到提高系统的可靠性和可维修性。FTA分析是在确定各底事件的故障模式和分布参数或故障概率值的情况下，按故障数的逻辑结构逐步向上运算，计算出系统顶事件发生的概率，从而对系统的可靠性做出评估。

3、医疗设备和医疗网络系统的可靠性技术设计实例

3.1医疗设备的元器件选用

医疗设备是由多个元器件制造而成，每个元器件的性能直接影响整个设备的性能，因此，元器件的选用就变得尤为重要。

例如：医疗设备通常都是长时间开机工作，元器件的磨损、老化都是不可避免的，因此在选用元器件时，应充分考虑设备的使用寿命和使用频率。考虑大部分医疗设备与人体都有直接或间接的接触，因此设计设备时，应适当选用生物兼容性好、抗菌易降解材料制成的元器件。

3.2医疗设备的耐环境设计

耐环境设计是指在设计医疗设备时要考虑其在整个寿命周期内可能遇到的各种环境影响。例如装配、负荷、冲击、振动、温度、湿度、辐射、电磁场等对设备的影响，通过采取一些防护设计及有效措施，从而减少环境给设备带来的影响。

例如：医疗设备基本采用大规模集成电路制成，静电容易对电路元器件造成损坏，因此设计设备时要考虑防静电措施。在潮湿的环境中，医疗设备若存放时间较长，容易受潮而产生故障，因此设计设备时也要考虑防潮设计。对于一些高精密的医疗设备，周围环境会对医疗设备的精度产生很大影响，因此设计时应考虑做好防尘、防水、防腐蚀设计。

3.3医疗网络系统的可靠性设计

随着信息技术的快速发展，国内越来越多的医院正加速实施基于信息化平台的整体建设，如部署医院信息系统（HIS）、医学影像信息系统（PACS）、电子病历（EMR）等。这些系统在满足医院使用流程的同时，更要保证医疗网络系统的高可靠性。因此需要对医疗网络系统进行可靠性设计。

例如：对医院整体网络进行设计，采用高可靠性的医疗级网络结构，另外对医院网络采用专用的网络线路，保证其医疗信息的安全性，最后可以对医院服务器及医疗数据进行全面的灾备处理。

4、结论

本文从可靠性工程角度出发，初步探讨了医疗设备的可靠性技术研究现状、可靠性模型、可靠性分析三个方面。然后结合医疗设备和医疗系统的特点，介绍一些应用广泛的可靠性技术设计实例。希望本文的工作可以为医疗设备的研制和可靠性技术研究提供一点借鉴。

参考文献

[1]陈裕泉.医疗仪器的可靠性技术[J].中国医疗器械，1992（4）：44-233.

[2]武晔卿，石小兵.可靠性技术在医学仪器中的应用[J].中国医学装备，2005（11）：1-4.

[3]马海晶，沈德安.智能仪器的可靠性设计技术[J].传感器与仪器仪表，2009（4）：134-136.

[4]姜英硕.测量器具可靠性指标的确定及关系分析[J].沈阳建筑工程学院学报，2002（2）：152-154.

[5]何成铭，吴玮，朱志杰.机械系统可靠性设计若干问题探讨[J].装甲兵工程学院学报，2006（1）：1-4.

关于电子设备可靠性的研究与设计 篇4

1 影响电子设备可靠性的主要因素

1.1 气候条件

气候条件主要就包括了湿度、温度、盐雾、气压、日照、灰沙以及大气污染等因素,气候条件对电子设备的影响主要就表现在下面这几个方面:温度上升太高、运动部件变得比较迟钝、电气性能下降、结构损坏等,甚至还可能会出现不能正确工作的情况。

1.2 机械条件

机械条件主要是指电子设备在运载工具不相同的环境下使用时,所受到的离心加速度、冲击以及振动等机械作用。机械条件对电子设备的影响主要表现在:改变电子元件的电参数、元器件出现损坏失效的情况、结构件变形比较严重或者断裂以及金属件出现疲劳损坏等。

1.3 电磁干扰

在电子设备的实际工作环境中充满了因为各种因素产生的电磁波,这些电磁波会对电子设备的内部和外部造成比较严重的干扰,在电磁干扰下电子设备会增大输出噪声,工作也会变得不稳定,甚至还可能会出现不能安全工作的情况。

1.4 生产条件

生产条件主要就包括了生产厂家的设备情况、技术和工艺水平、生产管理水平、生产周期以及生产能力等,每一个电子设备在研究成功之后都需要投产,只有当满足了生产条件对电子设备的实际需求后,它才能够比较顺利的投产,如果生产条件不能有效满足电子设备的实际需求,生产出来的电子设备质量就不能得到有效保证,甚至不能够正常投产。

1.5经济效益

电子设备的经济效益主要就包括生产经济效益和使用经济效益,而电子设备在使用、存储以及运输过程中所花费的费用就是它的使用经济效益。

2 正确选择电子设备的措施

要想正确的选择电子设备就需要遵守下面这些原则:在选择元器件的时候应该要根据工作的实际环境情况以及电路性能的实际需求,元器件的技术性能、质量等级以及技术条件都需要满足电子设备的环境要求和工作要求,同时还应该要留下足够的裕量;在实际的选择中应该要优先选择经过实践证明具有较高可靠性、质量比较稳定同时发展前途比较好的标准元器件,对于已经被淘汰或者被禁用的元器件就不能使用;对元器件的品种和规格要进行不断的压缩,让生产厂家能够减少,这样元器件的重复使用效率才能够得到提高;基本上所有的电子元器件都需要根据不同的要求在经过必须的可靠性检验之后才能够在产品中正式使用;在对元器件的生产厂家进行选择的时候应该要尽量选择技术服务比较好、供货及时以及价格比较合理的,对于电子设备中比较关键的元器件,使用单位应该要对生产厂家进行质量鉴定;如果元器件的类型相同,就需要对元器件的型号、规格、生产厂家以及品种之间的差异进行仔细的分析和对比,从而来选择比较合适的元器件,对于元器件在实际使用过程中所表示出来的性能以及可靠性方面的数据信息应该要进行认真的记录,这样才能够为以后的选择提高科学有效的依据。

3 电子设备的可靠性设计

3.1耐环境设计

(1)室内环境。电子设备在室内环境变化过程中,也能够正常工作,这样才能具有相应的可靠性。对于室内环境变化,是指在室内环境里面,可能有其他的电子设备。而不管在任何时候,两种或两种以上电子设备都同时工作的时候,任何一个电子设备都能够抵抗其他电子设备产生的电磁干扰,同时还能有效的降低自身产生的电磁干扰。

(2)室外环境。电子设备处于室外时,所承受的环境比室内环境恶劣很多,要保证能够适应室外环境工作,也要求电子设备具有可靠性,这样才能稳定工作。在室外,电子设备需要经受天气变化产生的影响,如太阳的照射、雨水的冲刷。为了有效的降低外界环境损害,在设计的时候可以使用防水防晒的密封接插件,同时对于电子设备本身也需要采用防水等特殊材质进行设计。电子设备在使用的过程中,都需要设计散热口,外露环境如果沙尘比较多时,就需要对散热口做好特殊保护,以提高防尘保护,避免灰尘等对设备产生影响。对于不同环境下使用的电子设备,应该根据具体环境进行特殊设计,这样才能有效的提高电子设备适应环境变化的能力,提高使用的可靠性。

3.2电子兼容设计

电子兼容设计就是指使电子设备使用的过程中能够兼容多种电磁场并能够稳定的进行工作。自然界中,本身存在很多的电磁场,如雷电产生的电磁场,地球本身的电磁场;人们生活中也会产生电磁场,如开关元件等。为了有效的提高电子设备的可靠性,在设计的时候需要保证电子兼容的设计,必须考虑各元器件产生的电磁场。为了有效提高兼容性,可以通过减少耦合导线,提高兼容性;或者是把干扰源和被干扰器件通过屏蔽来提高兼容性;或者是在设备上添加波滤器来降低电磁干扰,提高兼容性;或者是让电子设备保持一个安全距离,提高兼容性。

3.3热设计

热设计的主要目的是为了能够让电子设备承受外界环境的能力得到保证,让它能够最大程度的把电子设备运行所产生的热量散发出去。在具体的设计过程中应该要根据设备的实际情况,先设计出和实际设备比较相似的模型,然后对所有的模型进行热计算,计算出来的结果应该要满足工程应用所允许的误差范围。在测量试制造出来的电子设备温度,在测量之后把测量的实际结果和计算结果进行对比,采取相应的措施来进行改正和调整,让机箱的热设计能够有效的满足预期的效果。如果是采用密封机箱,就能够起到很好的电磁屏蔽和防尘的作用,所以就有必要对密封机箱的温升推算进行探讨。在安装电子设备的过程中,和基座的接触面积不大,所以如果是依靠基座来进行传导散热,散热量就会比较小,主要就是辐射和对流的散热,在工程上他们散发的热量可以采用下面这个方式来进行计算:

密封机箱在自然散热的过程中散热量主要取决于机箱的表面积,如果要想让机箱的温升保持在一定的范围内,同时机箱表面积是确定的,它所散发出来的热量就是有一定的范围的,如果超过了这个范围就需要选择通风机箱或者是其他一些方式来进行散热。

3.4减震设计

电子设备在使用的时候,难免会被发生撞击、掉落的事情,这就要求它必须具有承受一定的冲击和振动,当发生这些事情的时候,也能够正常的工作。因此为了有效的提高电子设备的可靠性,在设计的时候应该进行减震设计。产生激振力的加装平台我们称之为振源体;在使用中要求减少振动强度的电子设备就被称之为减振体,这样进行减震设计的时候就可以从这些方面去实施。第一,通过降低振源的强度来进行减震设计。对于高速运转的电子设备,为了有效保证它的动平衡,可以通过减少不平衡位置产生的激振动,从而达到减震的能力;对于舰载天线,可以把它的迎风面积进行优化设计,减少面积大小,从而减少风载减小激振;在电子设备中的雷达,在转动的时候会和相关器件如轴承产生摩擦生成激振,要有效的进行减震设计,这就需要配置高精度的轴承,从而减少摩擦。第二,通过对减振体进行消振来进行减震设计。对于振源体产生的激振抑制效果不好或者是无法完成时,可以对减振体进行特殊设计,从而有效的完成消振。如在减震体上安装特殊装置 - 弹簧减震器,让它能有效的和减振体进行相互作用吸收振源体产生的动能,减少振源体的振动强度。第三,可以通过隔震的方式来进行减震设计,即在振源体和减振体之间,插入衬垫来达到减震效果。衬垫需要保证相应的柔软性,这样在振源体产生振动时它会发生变形来减小振动强度。在电子设备中常用的衬垫为阻尼板。而在进行具体方案实施的时候,需要先进行力学分析,把各个器件之间的物理机制分析清楚,这样才能采用适合的减震方法。同时需要对方法中各个结构参数与减震性能指标的数据进行计算定量,确定出最优的结构参数。

3.5人机一体化设计

在对电子设备的可靠性进行设计的过程中,因为设计的最主要目的还是为人服务,所以人机一体化的设计就显得非常重要。在人机一体化设计的过程中,设备使用过程中的设备安全以及设备使用过程中操作人员的安全是两个最需要考虑的方面。在电子设备的实际操作过程中不应该出现因为人机操作界面不合理而产生误操作或者是对设备造成损坏的情况;电子设备外部的各个零部件也不能够出现造成操作人员意外伤害的情况。比如电子设备在实际的运行过程中会产生电磁辐射,而这些电磁辐射是看不见、摸不到、听不见、闻不到的,如果人在长时间的强电磁辐射下工作就可能会对身体造成比较严重的伤害,所以在对电子设备进行可靠性设计的时候就需要做好电子设备的电磁屏蔽,同时操作人员的防护工作也应该要做好。

4 结束语

电子设备可靠性研究 篇5

在电子自动化控制设备的维护与管理过程中，企业应始终遵循“预防为主、防治结合”的原则，减少电子自动化控制设备的运行故障率。首先，注意提前预测控制设备可能发生的`故障，早发现早解决，并定期记录控制设备的运行情况，分析设备中零部件的使用寿命，定期更换使用年限过长已经老旧的设备;其次，注意定期检修设备，以及定期检测设备的运作环境，保障设备处于各项指标的最优环境中;最后，严格把握设备以及元件的购买程序，保障生产商的信誉度，并签署购买合同，在设备接收后进行严格质检。

4.2提高设备设计的可靠性

设备设计阶段作为提高设备可靠性的龙头环节，应引起企业的足够重视。首先，制订合理的设计方案，在设计设备前充分研究设备特点与适应性能，以及不同产品的结构形式与经济性，决定产品生产的规模，因此，在设计过程中，企业应全面考虑每一个关键环节，并遵循经济效益最大、生产成本最低的原则，保障生产资料不浪费，制订最经济的设计方案，只有最优的设计方案才能从长远的角度降低设备故障的维修费用，从整体上提升设备的实用性与使用寿命。

4.3合理选择零部件及电子元件

电子自动化设备所需的零部件繁杂，较多企业为了降低购买成本，选择质量差、价格低的零部件，导致后期设备维修与保养费用逐步增多，严重阻碍资金的正常流转。因此，在选择零部件的过程中，企业应选择较统一的品种规格，并保证生产质量达标，在选择电子元器件时还应选择足够的替代品，保障在电子元件产生故障时能够得到及时更换。同时，选择的电子元件应有良好的散热性能和防水性能，避免由于低温高湿环境导致元件以及印刷电路板产生凝露现象，降低产品的性能。

4.4构建严格的设备运转监控系统

很多企业已经安装了自动化监控系统，能够及时发现设备出现的故障以及对操作人员进行实时监控，有效防止设备发生故障后出现责任推卸、权责不明等问题。安装自动化控制设备的监控系统，发现设备零部件参数波动后立即进行维护与保养，减少现场监测时间，避免企业管理的无序性，将每个设备以及每项流程的故障发生率降至最小。

4.5成立高标准的操作人才梯度

电子自动化控制设备的高标准要求有高质量的人才队伍。很多企业简单认为质量好的电子设备是解决一切问题的关键，忽略了操作人员的专业知识培训，针对此问题，应做到以下几个方面。第一，从国家层面上讲，企业应构建高标准的操作人才梯度，注意人才分层，并制定相关政策以保障自动化控制设备运行上有政策，下有实施。第二，从企业层面讲，搭建企业与高校的人才对接桥梁，将高校的优秀学生输送到企业中提高实践能力，同时派遣企业优秀人员到高校中讲授相关知识，实现双方共赢。

5结语

在当前市场竞争日益激烈的环境中，电子自动化控制设备发挥着越来越重要的作用。电子动画控制设备顺应当前经济高速发展、工业水平普遍提高的时代潮流，能够满足社会对自动化的需求，但在应用与实施过程中仍然存在较多问题，如人才储备不足、不能保障运行环境等，只有从根本上制订完善的设备设计方案、构建操作人才梯队、定期维修与保养，才能进一步发挥自动化控制设备的最大价值，促进企业实现可持续发展。

主要参考文献

[1]王子月.提高电子自动化控制设备可靠性措施的分析[J].山东工业技术,2017(1).

[2]牟叶威.如何提高电子自动化控制设备的可靠性[J].信息化建设,2016(4).

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[9]李乐超.电气自动化控制设备的可靠性分析[J].中国高新技术企业,2013(32).

电气自动化控制设备的可靠性研究 篇6

关键词：电气自动化 控制设备 可靠性 对策

中图分类号：TM93文献标识码：A文章编号：1674-098X（2014）10（b）-0030-01

1 电气自动化控制设备的可靠性相关概述

电气自动化控制设备的可靠性指其设备在一定的环境条件中及规定的时间内完成特定的任务并发挥出应有的功能与作用的能力。通俗的理解，即在同等时间与同等环境中，电气自动化控制设备完成任务的能力高低决定其设备可靠性高低，完成能力越高，其可靠性越高。加强对电气自动化控制设备的可靠性研究，加强对设备系统的可靠性设计，能有效提高提高设备产品的质量，增加其在市场中的占有份额，提高企业的經济效益。

2 提高电气自动化控制设备的可靠性对策

2.1 提高电气自动化控制设备设计的可靠性

设备设计的可靠性是保证设备安全可靠运行的基础，对于电气自动化设备生产商而言，对设备系统都应该进行全面构思并周密设计产品结构，使其具有优良的使用性能，进而提高设备的可靠性。

2.1.1 采用集中监控设计方式

集中监控方式是现代电气自动化控制设备中运用的比较广泛的系统设计方式，此方式将系统的各功能集中在一个处理器上进行处理，设计与操作都较为简单，运行维护方便，且对于控制站的防护要求低，是一个可行的系统设计方法。此集中式设计也存在一些弊端，即监控对象的增加导致处理器处理量增大，造成运行速度的下降；另外，此方式的应用，需要增加电缆投入，使电力生产成本增加，而且随着电缆距离的增加也在一定程度上影响了系统的稳定性。

2.1.2 采用远程监控设计方式

远监控程方式设计电子自动化控制系统，具有安装成本低、扩展性强及数据传输质量高和系统组态灵活等优点。但此设计方式由于Lon works、CAN等现场总线的通讯速度低，与电气部分通讯量无法匹敌，使得远程监控方式的使用范围缩小，一般只能适用于小型系统的监控，而无法满足大型电气自动化控制设备的系统构建。

2.1.3 采用现场总线监控设计方式

现场总线监控方式是建立在计算机网络技术的应用及智能化电气设备发展的基础上而形成的电气设备的串行连接和自动化系统双向传输的通信网络。此设计方式具有节约安装成本、提高系统控制性能、网络组态灵活等优点，且在不同隔能发挥出不同的作用，能为电力企业带来巨大的经济效益。随着社会经济的迅猛发展，现场总线监控方式以其极强的可靠性优势普遍应用于各种电器自动化控制设备中，推动了现代智能化电气设备的发展。可以说，现场总线监控方式设计电子自动化控制设备系统，是未来电气自动化的发展方向。

2.1.4 电气自动化控制设备的可靠性发展趋势

随着越来越多先进的电气设备系统设计方法的出现，随着以太网与Internet技术的发展，OPC技术与PC客户机/服务器体系结构也会逐渐为电气自动化控制设备增添新功能与活力。目前，OPC技术集合Windows平台的使用方案已被大型电气自动化控制设备厂商广泛采纳。而PC客户机/服务器体系结构也在市场需求驱动下与IT平台进行融合，企业可以通过标准的浏览器处理企业财务、人事等管理数据，监控企业生产工作。同时虚拟现实技术和视频处理技术的应用，也对未来电气自动化控制设备的系统设计产生了较大的影响。

2.2 提高电气自动化控制设备的性能

2.2.1 生产过程中合理选用零部件、元器件

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，其质量及可靠性也应是生产商重视的问题，选择零部件与元器件应科学慎重。首先其设备中的零部件与元器件的品种规格应尽可能的少，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。因此在购置零部件、元器件的过程中要对其严格检验，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，选择质量优、性能好、可靠性高的材料，以更好的满足生产技术要求，提高生产效率。

2.2.2 科学利用可靠性测试方法对设备进行测试

对电气自动化控制设备的可靠性测试是在其设备投入使用之前，对其可靠性进行的定量评估，通过科学的可靠性测试方法对设备进行测试有利于从根本上提高电气自动化控制设备的可靠性，并确保企业的安全应用生产。近年来，国内电气自动化控制设备测试方法主要包含现场测试法、试验室测试法以及保证性测试法等。各企业在选择测试方法时应综合考虑环境、场地、测试产品、测试程序等因素，并结合企业内组织工作概况进行设备可靠性的科学测试。在通过高效严密测试环境、场地及组织部门的整理工作后，进行实验资料及结果的判定分析，进而确保电气设备可靠性测试的高效开展。

2.2.3 加强对电气设备的散热、气候防护

电气自动化控制设备的可靠性受温度影响是较大的，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。但若所处的环境温度较高时，设备的产生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，可以采取在散热器上安装半导体分立器件、增加散热器表面的粗糙度等措施解决。此外，电气自动化设备的可靠性还受到湿度等气候因素的影响，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。为此，应该采用密封、灌封、侵渍等措施对控制设备进行防护。

2.2.4 定期对设备进行检修与保养

定期对电气自动化控制设备进行检修与保养对于提高设备的可靠性，延长其使用寿命有良好的促进作用。电气设备会受其工作环境的影响而出现一些小的故障问题，在运行中不容易被发现，需要人为的检修，从而发现问题并解决问题。与此同时，当维修人员定期对设备进行检修保养后，维修人员对设备的整体概况会有更深入的了解，并能准备把握其下阶段的工作运行状况，这样有利于对生产活动提前做好产量、技术等准备工作，在保证设备良好的运行状态下进行预期的生产活动的开展，降低成本，提高生产效率。

3 结语

为了保证电气自动化控制设备安全运行并为生产经济活动带来更大的经济效益，提高设备的可靠性是极为重要的工作。当然，提高电气设备的可靠性是一项复杂的系统工程，需要设备生产商及各企业使用者加以重视，通过对系统进行科学周密的设计，采取技术措施提高设备的性能，而达到提高电气自动化控制设备可靠性的目的，达到实现经济效益的目的。

参考文献

[1]李福行.提高电气自动化控制设备可靠性措施探讨[J].科技创新与应用，2012（9）：87.

[2]周艳惠.电气自动化控制系统的设计[J].中国新技术新产品，2010（2）：8.

对铁路信号设备可靠性研究 篇7

当前伴随着科学技术的进步, 铁路信号设备的可靠性研究开始逐渐引起人们的关注, 可是因为以前我们在这方面进行的研究过少, 研究的深度太浅, 没有足够的实验研究和相关经验, 因此我们在铁路信号产品的研究生产, 科学验收, 日常使用, 维护修理过程中的可靠性管理上存在很多的缺陷, 不能让可靠性指标系统化、全面化, 不能深入实际, 缺乏有效的可靠性验证手段, 在一定程度上阻碍了我国铁路信号产品可靠性工程的进一步发展和进步。而伴随着社会的进步科技的发展, 我国的铁路建设也在飞速发展, 因此我们需要及时改变这种现状。

一、目前在铁路信号设备可靠性研究方面的现状

1.1制定的标准规范特别少, 而且相应的提法过于简单

上世纪六十年代, 我国第一次在军工行业、飞行航天业中实行可靠性研究, 因为当时国内没有任何可靠性标准可以参考, 所以只能参考国外的先进可靠性标准, 例如军工参考的是美国的军标MIL系列, 航空航天行业参考的是国际电工委员会的IEC系列, 在此基础上制定了一些可靠性标准, 例如应用比较多的GJB国军标系列和GB国家标准系列, 其中比较细致科学的规定了再可靠性工程的每个阶段需要进行的各项工作和怎样开展实施。到了上世纪九十年代我国的铁道部门也开始在自己的领域中制定行业标准, 虽然这些行业标准有着两千多项, 但是和可靠性有关的却仅仅只有两项, 这和其他国家可靠性标准相比, 或者是和国内的一些标准系列相比较, 它在数量上显得非常少;另外一条是可靠性标准制定的特别粗略, 这就导致在实际的应用过程中很难起到其应有的指导和引领作用。

1.2不能根据现实情况选择科学合理的可靠性模型

在很长的一段时期内我国关于铁路信号设备可靠性的相关论文或者是提出的有关理论, 大部分都是把相关对象依照指数分布来进行处理。但是我们要知道, 指数分布是一种最为简单的一个分布, 它的失效率是一个常数。经过大量的可靠性物理方面的实验得出结论, 大部分的电子类产品它们的失效机理是以偶然失效为主, 将所有的环境因素造成的早期失效排除后, 那么失效率就是一个常数, 不会出现过于明显的耗损失效期。

但是大部分的机械类产品的主要是以疲劳耗损产生的失效导致故障, 它有着特别明显的累积效应, 伴随使用时间的增长, 它的失效率也在逐渐增长, 这个时候我们就不能说这种产品的可靠性模型为指数分布。在现实可靠性的研究过程中, 假如可以找到整机故障的大致趋势, 我们就可以尽自己最大的限度将之简化再应用指数分布处理。此时需要研究每个故障模式的性质, 尤其是它们的发展趋势, 这种情况下我们一定要应用别的适合的模型处理。

二、提升铁路信号设备可靠性的主要建议

2.1对铁路信号可靠性工程研究需要我们广泛的开展

可靠性属于一项系统的工程, 它包括此类产品在应用过程中的每一个环节, 具体可以分为前期方案的多方面论证, 根据方案进行科学研制和设计, 再到生产制造过程, 一直到不断的应用维护和逐渐报废, 可靠性都在其中, 因此我们必须广泛的开展可靠性研究。传统方式只是在产品完成并投入使用后再对其评估可靠性, 这样仅仅能够对这些产品的可靠性进行了解, 却很难在根本上让提高设备的可靠性。

2.2建立可靠性评估机构

我们在进行铁路信号设备的可靠性验收的过程中, 因为没有一个严格的可靠性标准, 使得制造方不能够给出一个详细具体有着可信度的实验方案来加以证明其产品的可靠性, 或者寻找一些和可靠性稍微有关系的比较重要的历史数据来应对。

因此我们必须尽快建立起一个比较全面的第三方的能够科学进行可靠性评估的机构, 能够制定详细的可靠性标准, 能够不断完善审核设计单位的可靠性设计方案, 能够在产品生产过程中对可靠性进行监督, 能够帮助验收单位进行科学的可靠性验收, 通过这种方式来保证最后的可靠性验收结果能够真实有效、客观公正。

三、总结

目前我国的铁路信号设备可靠性研究依然处于起步阶段, 仍然存在许多的问题, 需要我们采用科学的方法和策略加以解决, 不断完善铁路信号设备指标体系, 希望能够为铁路信号设备的可靠性评估开辟一个新的天地。

摘要：目前我国在铁路信号设备可靠性研究方面还有很大的进步空间, 有许多地方需要我们去探索和改进。另外在可靠性研究过程中有许多有待完善的问题, 例如可靠性标准特别少, 在实际中可靠性模型的应用很不科学, 尤其是可靠性指标存在很多的缺口, 需要不断地加以完善, 以上这些问题严重制约了我国对铁路信号设备可靠性的研究和发展。本文首先分析了我国目前在铁路信号设备可靠性研究方面的现状, 最后深入探讨和研究了进行铁路信号设备可靠性研究的重要建议。

关键词：铁路信号设备,可靠性,存在问题,策略分析

参考文献

电子模块结构互连可靠性研究 篇8

决定锁紧装置静摩擦阻力大小 (锁紧力) 的因素主要有锁紧条的接触形式、锁紧条数量、固定螺杆拧紧力矩、锁紧条上楔块滑动夹角等, 对于固有空间内已选定锁紧条类型的模块设计而言, 主要需要验证拧紧力矩、锁紧条数量以及锁紧条节数与静摩擦阻力的关系。本文以典型的三节锁紧装置为例, 来阐述相关分析过程。

1 锁紧螺杆拉力与拧紧力矩关系计算

在拧紧螺杆时, 对螺杆施加的拧紧力矩主要有3个作用:

(1) 克服螺杆支撑面与楔块之间的摩擦力矩;

(2) 克服螺纹副之间的摩擦;

(3) 作用于螺纹内侧面, 使螺杆产生轴向拉力即施加于锁紧条的预紧力。

设螺杆拉力为Q, 螺杆中径为d2, 螺纹牙形半角θ, 当量摩擦角φv, 当量摩擦系数fV, 螺旋升角α, 螺纹导程l, 螺纹螺牙滑动摩擦系数f1, 各参数如图1所示。

则有[1]:

查询紧固件实用手册[2], 螺杆支撑面与被连接件之间的摩擦力矩为:

其中, fc为螺杆支撑面与楔块之间的摩擦系数, D1为螺杆支撑面外径, D0为垫圈孔直径。

则有拧紧力矩T为[3,4]:

在拧紧过程中按照公式 (4) 得

2 锁紧螺杆拉力与LRM模块最大滑动摩擦阻力关系计算

在已知拉力Q的情况下, 对于三节锁紧装置, 分别针对不同锁紧装置楔块对导轨槽的压力, 乘以锁紧条与导轨摩擦系数f2得出其摩擦阻力, 累加后即得到单个锁紧装置所产生的固定摩擦阻力F。

三节锁紧装置固定方式与受力情况如图2所示。

在三节锁紧装置中, 设相对滑动夹角为δ, 根据图2力的相互作用关系有:

通常锁紧装置中δ=45°, 则tanδ=1, 有:

根据公式 (5) (6) 得锁紧条的拧紧力矩与摩擦阻力之间的关系为:

对于质量为m的模块, 其振动峰值加速度为a, 由于峰值加速度的不确定性和不可测量性, 取置信度区间为3σ (置信度为99.73%) [5], 则amax=90 g, 锁紧安全系数为k, 模块至少采用2组锁紧装置固定, 则应满足:

即

3 算例

以某型常用锁紧装置为例, 螺杆规格为M3, P=0.45 mm, d2=2.7 mm, θ=30°, 螺纹内钢-钢静摩擦系数为f1=0.15, 锁紧条楔块、楔块安装筋及导轨材料为硬铝合金, 均为粗糙表面, 静摩擦系数为f2=1.05, 取fc=0.5 (f1+f2) =0.6, D1=5 mm, D0=3.2 mm, 其用于固定质量m=1 kg的模块, 在峰值振动加速度为30 g (294 m/s2) 的条件下进行计算。

根据公式 (1) (2) 有:

代入公式 (8) 得:

按照该锁紧装置的拧紧力矩要求, M3螺钉的拧紧力矩为0.68 N·m[3], 则安全系数k=5.2, 因此上述算例中的螺杆拧紧力矩能够满足锁紧要求, 并保留有较大的设计余量。但是对于整个锁紧装置受力情况而言, 还需进行抗拉强度校核。

4 强度校核

在锁紧装置中, 由于螺杆轴向的受力面积小, 且承受较大的拉应力, 因此验证锁紧装置的可靠性, 主要就是验证螺杆的强度可靠性。螺杆失效模式判断依据为其拉应力是否超过其最大抗拉强度。设螺杆抗拉强度安全系数为kL, 在上述算例中, 螺杆承受的拉力根据公式 (5) 计算得:

螺杆最小截面积S按照螺纹小径 (d3=0.00255m) 计算为:

螺杆受到的拉应力为:

对于不锈钢 (1Cr18Ni9Ti) 材料, 其抗拉强度为σb=540 MPa, 则有:

在整个锁紧装置工作过程中, 可靠性受多方面影响, 对比k及kL, 安全系数分配均衡, 因此上述案例中的设计及拧紧力矩要求合理。

5 结语

上文中的各项计算均假设锁紧装置工作在理想情况, 在摩擦副极限受力及摩擦面受力不均匀等情况下将不适用;并且由于各参数的选取受多方面因素影响, 尤其是静摩擦系数受到表面粗糙度的影响非常明显;此外模块在振动环境中的峰值加速度值通常只能通过经验估计, 都存在较大误差, 因此在进行计算前, 应尽可能获得准确的参数以减小误差。

当锁紧力不能满足使用要求时, 在空间允许的情况下, 优先考虑增加锁紧装置的楔块数量, 通过上述分析推理可知5节锁紧装置的在同样条件下锁紧力为3节的2倍, 7节锁紧装置为3倍, 但在锁紧过程中螺杆的锁紧行程将分别变为3节锁紧装置的2倍和3倍;当模块体积较大有较大的布置空间时, 则可考虑采用1对以上锁紧装置以成倍增加锁紧力, 在少量增加整体重量的前提下, 成倍增加锁紧力, 并有效提高了模块的散热效率, 计算与校核方法本文不再赘述。

参考文献

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电气自动化控制设备可靠性研究 篇9

1 当前电气自动化控制设备可靠性主要影响因素

1.1 电气自动化控制设备的运行环境极为复杂, 导致其可靠性下降。

众所周知, 电气自动化控制设备目前在各个行业都已广泛的运用, 可见其作用十分巨大, 由于各个行业所面临的实际经营条件、地理位置、设备线路、周围的基础电力设备等都有极大的差异, 因此电气自动化控制设备将会面临着不同种类的环境, 如湿润、干燥、阳光强度大、雨水、大风、人口密度大、电磁感染等工作环境, 其中很多的电气自动化控制设备周围环境极其恶劣, 因此极容易导致电气自动化控制设备出现各类故障或事故, 从而导致电气自动化控制设备整体的可靠性严重下降, 以下就主要分析三种主要不利于电气自动化控制设备运行的因素, 也是影响电气自动化控制设备可靠性的主要因素:首先是天气因素, 如温度、湿度、污染、气压等, 天气因素是电气自动化控制设备运行可靠性无法避免的一个因素, 湿度过大容易导致电气自动化控制设备内部线路出现短路, 温度过高容易影响电气自动化控制设备的运行灵活性, 严重时直接烧毁某些器件导致出现故障, 污染物进入到电气自动化控制设备中会导致短路、控制失准等, 严重使直接损坏设备;其次是机械作用力因素, 机械作用力主要有震荡、冲击等, 特别对于运载中的电气自动化控制设备影响极大, 轻则改变电气自动化控制设备中的相关参数, 影响控制的质量和效率, 重则直接对电气自动化控制设备一些器件出现损坏而使整个电气自动化控制设备无法运作;最后是电磁干扰因素, 该因素随着社会的发展其严重程度日益凸显, 由于无线网络技术广泛的运用在社会各界, 并且电气自动化控制设备周围也具有很多的其他电力设备, 这些网络和设备产生的各种电磁波直接影响了电气自动化控制设备控制准度, 控制效果将大打折扣。

1.2 电气自动化控制设备器件质量因素。

正由于目前我国的电力技术和社会经济得到了长足的发展, 电气自动化控制设备的运用范围和数量近年来急剧上升, 因此近年来出现的电气自动化控制设备元器件的生产厂家数量也在剧增, 这些生产厂家在工厂建设方面、人员素质方面、生产技术方面、原材料质量方面、工厂管理制度方面等都有很大的差距, 因此电气自动化控制设备的元器件质量也有很大的差距, 再加上近年各行各业的竞争压力越来越大, 一些生产厂家为了获得较好的生存空间, 一味的打价格牌, 以低价格来吸引更多的用户, 但是低价格下工厂为了确保一定的利润, 在材料、检测等方面尽可能的压低生产成本, 导致元器件的质量无法有效提升, 从而导致整个电气自动化控制设备无法安全、可靠的运行。

2 提高电气自动化控制设备可靠性的重要意义

2.1 可靠性是电气自动化控制设备的主要评价指标。

无论是任何一个产品, 其可靠性是决定该产品的主要评价指标, 同时是可靠性也是影响一个产品是否能够正常、安全的运行主要因素, 其是否能够达到规定动作从而达到目标的关键。对于电气自动化控制设备来说, 可靠性就成为了衡量一个设备质量最关键的指标, 相关人士能够根据电气自动化控制设备的可靠性来判断当前电气自动化控制设备的质量, 其直接的影响了电气自动化控制设备的使用性能、经济性、高效性, 只有可靠性高的电气自动化控制设备才能满足当前人们的需求, 才能最大限度的减少故障率, 才能为用户提高供电的质量, 同时才能为电力企业树立良好的企业形象, 提高电力企业的经济效益。

2.2 提高电力企业和社会各企业综合竞争力。

对于电力企业来说, 电气自动化控制设备具备可靠性是为社会各界提供高质量服务的前提, 这样才能让社会各界更加依赖和信任电力企业, 电力企业才能获得更好的发展;对于社会各企业来说, 企业的发展需要依赖于电气自动化控制设备, 这样才能满足企业日常生产需要, 才能生产出更优质的产品, 为其他用户提供更好的服务, 才能在社会竞争中处于优势地位。

3 电气自动化控制设备可靠性测试研究

3.1 现场测试。

现场测试就是直接对现场运行的电气自动化控制设备进行检测, 从而来判断电气自动化控制设备的可靠性。现场测试主要对将设备工作时产生的数据进行详细的收集和记录, 并对收集的数据进行统计和计算, 将统计和计算的结果与标准的结果进行比对, 通过比对的结果来判断其可靠性。该测试方法需要注意的问题是测试的设备相对较少, 并且测试的数据也仅为当前环境下的测试数据, 局限性较小, 但是该方法胜在成本低, 不会对设备的工作产生太大的影响。

3.2 保证测试。

保证测试就是将电气自动化控制设备放在规定的实验环境下进行测试, 从而得出电气自动化控制设备在该环境下运行所产生的各项数据, 然后再和标准的结果进行比对, 根据比对结果再进行改善。这种测试方法所需要的时间较长, 如果是大系统生成的小数量产品, 那么该方法适用, 如果数量大则仅仅适用于样本。

3.3 实验室测试。

实验室测试其实是一个模拟的测试方法, 将现实中电气自动化控制设备的工作条件、环境等进行模拟, 让电气自动化控制设备在模拟的环境下工作, 然后得出模拟环境下的各项测试数据, 对得到的测试数据进行分析和对比, 进一步的得出电气自动化控制设备的可靠性指标, 不过该方法对实验室的要求较高, 成本也较高。

结束语

随着我国信息技术、智能技术、制造技术、微电子技术的发展, 目前电气自动化控制设备目前在各行各业得到广泛的运用, 为企业创造出巨大的经济价值, 越来越多的人对电气自动化控制设备的重视力度越来越高, 对电气自动化控制设备的要求也越来越高, 要求设备不仅性能良好, 最主要的是要求设备的可靠性高, 鉴于此, 本文就主要对电气自动化控制设备的可靠性现状和作用进行分析, 并简单的探讨了电气自动化控制设备几种有效的可靠性测试方法, 以为相关人士提供借鉴。

摘要：随着我国经济突飞猛进, 社会各行业的规模不断扩大, 使得社会各界对于电力资源的需求量越来越大, 为了切实的满足社会各行业的用电需求, 近年来电力技术也得到了长足的发展, 再加上电子信息技术的融合, 电气自动化设备无论是投入的范围还是投入的量都得到极大提升, 面对这样高速发展的形势, 越来越多的电力事故或故障出现在人们的视野中, 因此使得很多人开始关注用电的安全性, 其中尤其关注电气自动化控制设备的可靠性, 这是确保整个用电安全、稳定、可靠前提和基础, 因此有必要对当前的电气自动化控制设备的安全性、可靠性进行分析, 以总结出相关的经验, 为未来的社会各行业的发展奠定一个良好的基础。

关键词：电力技术,电气自动化控制设备,可靠性,经验

参考文献

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电气自动化控制设备可靠性研究 篇10

随着各行各业对于电气自动化控制设备运用的越来越广泛, 对于控制技术的研究日益完善, 可靠性日益逐渐提升。然而, 由于行业之间的差异, 电气自动化控制设备的工作环境差异较大, 对于可靠性提出了各类挑战致使问题频出, 具体有以下几点。

1.1 工作环境复杂及维护不利

环境因素是影响电气自动化控制设备可靠性的重要因素, 当出现振动、外力、温度或适度的变化时, 均会对电气自动化控制设备的可靠性能造成一定的影响。此外, 其运行环境中的人为因素亦是危及其可靠性的因素之一。由于该设备使用较为复杂, 操作难度较大, 即使运行无需人为操作仅需人员监控, 但若操作人员技能不足而出现操作失误的话, 即有可能造成严重的损坏和损失。总体来说, 电气自动化控制设备可靠性还是比较好的, 但是曾经也出现过一些事故, 因此其可靠性还有待加强。

1.2 零部件质量太差

元器件质量的高低是影响电气自动化控制设备可靠性高低的另一个重要因素, 在具体使用过程中不可忽视。就当前而言, 我国元器件生产厂家众多且彼此之间的差异较大, 难以做到相互通用。此外, 当购买电气自动化控制设备的企业规模较小时, 因内部管理制度的不完善, 在设备的维护和检测过程中可能会出现纸漏现象。而由于市场不良竞争的存在, 产品价格在竞争中不断降低, 进而便会迫使一些企业无暇顾及元件质量, 最终使生产出来的控制设备可靠性大大降低。

2 电气自动化控制设备可靠性检测的方法

对电气自动化控制设备可靠性加以检测, 是保障期正常稳定运行的基础, 根据现有技术已经国家相关部门确立的检测方法主要有以下三种:实验室测试法、保证实验法、现场测试法。

(1) 实验室测试法:该方法的运用是基于一定是实验环境的基础之上, 模拟电气自动化设备的工作环境以达到客观真实的现场检测效果的方法。该方法的优点在于无需深入现场且试验数据的质量相对较精确, 适用于大批量生产的产品。

(2) 保证实验法:是在产品出厂前, 对产品进行无故障的工作实验, 这种方法适用于小规模的生产, 其对设备的可靠性要求较高, 设备构造也相对复杂精密, 它的优点在于能测出设备故障是否是随机的, 能检测出多种多样的故障。

(3) 现场测试法:运用该测试方法是通过对电气自动化控制设备运行中加以控制, 进而对其可靠性进行检测。在检测过程中, 要求检测人员必须做到严禁、认真、详尽的记录其运行中各类数据并在此基础上加以整理和分析, 制定出设备的可靠性能指标, 以较为真实和全面的反映设备的可靠性。该测试方法需要是测试设备相对较少, 但是能够比较真实地反应设备的真实性能 (真实工作环境之下的工作性能) , 而且测试成本比较低, 不会设备工作连贯性产生不利的干扰。

此外, 在对电气自动化控制设备可靠性进行检测过程中, 为确保所得数据的客观真实性, 一方面应根据具体的工作环境和需求来确定合理的测验方法;另一方面要综合电气自动化控制设备的制造工艺、制造质量、制造规格等具体参与选择相应的检测方法, 避免因上述要件之间的差异导致检测结果的失真。同时, 对于实验场地以及检测产品的亦应具有一定的标准, 以确保检测的数据具有代表性, 避免出现以偏概全, 管中窥豹, 做到科学合理以及真实有效的检测出其可靠性, 为企业生产发挥出指导性作用。

3 提高电气自动化控制设备可靠性措施

在了解了电气自动化控制设备可靠性的现状之后, 知道了一些影响其可靠性的因素, 以及测试可靠性的方法, 因此, 可以根据这些因素的特点, 然后结合设备自身的实际情况, 制定出一些提高可靠性的措施。具体可以从以下三个方面来提升电气自动化设备的可靠性。

3.1 根据实际需要确定合理的设计方案

在对产品进行设计的过程中, 要综合产品的具体使用环境、产品使用的前提条件、产品的相关性能等参数信息以确定最佳的设计方案。此外, 由于国内诸多配件的生产厂家产品之间存在一定的差异, 因此在设计时最好采用同一厂家的产品以避免出现偏差。

3.2 选择适合的零部件

元器件的选择对于设备的稳定运行以及可靠性的影响较大, 在选择过程中应充分考虑到设备的使用环境、性能要求、元器件质量等, 同时还应考虑到当出现故障时能够找到足够的替代品进行更换。此外, 在选择元器件时还需注意到温度和湿度的影响, 应将元器件散热性能加入到选择的参数之中, 尤其是对于运行功率较大的设备, 必须保障其良好的散热性。而湿度同样影响到设备的可靠性, 特别是在低温高湿的环境下, 空气湿度达到饱和时就会使机器元器件、印刷电路板上产生凝露现象使得电器元件电气性能下降。总体而言, 合理选择电子元器件是提高电气自动化控制设备可靠性的主要方法之一。

3.3 加强设备的散热防护

温度对于各类电气设备危害较大, 可谓是电气设备的“杀手”, 电气设备运行中的温度的骤变, 必将影响到其使用的可靠性。当电气设备运行时, 其内部的温度会不断提高并向外部散发出去, 但当温度过高或达到其所承受的最大值时, 设备产生的热量却很难扩散出去, 进而导致设备的温度不断升高, 降低设备的可靠性。所以在设计控制系统时要特别注意其散热问题, 制定合理的散热方式, 避免设备因温度过高而烧坏。

4 结语

当前, 电气自动化设备在行业内有着广泛的运用, 对于促进企业的发展乃至社会的发展均发着中巨大作用, 而其可靠性是影响其使用前景的主要因素。因此, 加强对其可靠性的研究至关重要, 根据现有研究理论和实践, 对其可靠性研究已经取得较大进展。然而, 随着社会的不断发展, 对其可靠性的要求不断提升, 在未来发展中还需进一步加以探索以不断提升其可靠性。

摘要：当前, 电气自动化控制设备已经成了企业发展和社会发展不可缺少的组成部分, 其在社会产品的生产过程中的作用越来越明显。然而, 由于电气自动化控制设备在使用过程中受到各类不同因素的影响, 致使其可靠性受到了极大挑战。该文就此加以分析, 并就提升其可靠性提升相关建议。

关键词：电气自动化,控制设备,可靠性

参考文献

[1]江桂云.机械电气控制及自动化[M].北京:机械工业出版社, 2014.

电子设备可靠性研究 篇11

电气自动化控制设备可靠性测试的重要意义和方法

（一）可靠性测试的重要性

电气自动化的迅速发展和运用为人们的生产生活带来了很大方便，同時起到举足轻重的作用，所以这就为电气自动化控制设备的可靠性提出了更高的要求，因为这类的测试对于设备质量的提高十分重要，从经济效益的角度来看，可以明显的减少维修费用和切实的保证安全；从具体应用的生产企业来说不仅能够促进发展，还能够在同行业的竞争中取得绝对的优势，更快、更好的赢得市场。

1、可靠性测试具体方法

基于电气自动化控制设备可靠性测试的重要地位，对于其测试所需要的具体方法也是多种多样的，下面我们就根据其存在的特点来介绍几种常见的测试方法：

（1）试验室测试方法。所谓试验室测试方法，其实就是一种模拟式的测试方法，这种方法的实施需要模拟的环境和工作条件，需要记录下来每次的测试结果，通过分析和不断完善，最终形成一个测试体系，建立一个确定的实体模型，在不断发展可靠性指标的同时，为产品提供精准的条件，最终达到增强电气自动化控制设备可靠性的目的。

（2）保证测试方法。保证测试方法又被称为拷机测试方法，其实就是在产品未出厂之前在规定条件下，对这些产品进行无障碍测试的一种方法。这种方法一般情况下都是施行抽查的方法，从而及时发现问题产品，避免进入市场最终造成安全隐患。而对于相对较少的产品是要进行全部测试的，所以这种方法主要用于数量小、产品可靠性要求高、结构复杂的情况下的。

（3）现场测试方法。现场测试方法顾名思义就是在产品进入真实的应用中再进行测试的一种方法，所以这种方法能够获得最准确的测试结果，但是同时因为真实环境的原因，所以不安定的因素也同样存在，这也使测试环境很大程度上受到外界环境的影响。

电气自动化控制设备可靠性测试中存在问题及解决对策

（二）可靠性测试中存在的问题。

说到可靠性测试中所存在的问题，主要还是要归于可靠性测试的各种选择上，因为只有选择了最正确的测试方法和环境等条件，才能够决策出最精准的可靠性强度，才能进一步发挥可靠性测试的重要作用。这一选择上主要包括四个方面，分别是：试验环境、试验场地、试验产品和试验测试程序，至于其标准可以归纳为：最适合的环境、最严格额场地、最典型、最具代表性的产品和最科学的试验测试程序。

可靠性测试的相关建议。

提高电气自动化控制设备的可靠性测试，在这里主要强调三个方面，首先是要尽量的保证使用的是同一规格和和品种的元器件和设备零部件，同时要保证都是高质量的合格产品，而且还要切实提高在设计上的水平，最终达到提高自动化生产的目的；其次是对选购元器件时需要对品种、型号、厂商等进行差异比较，择优选择，保证元器件的质量等级、技术条件、性能等都达到规定的指标或标准，关键的元器件必须要由用户进行质量认定才可以；最后就是对周围环境的注意了，必须严格控制湿度、温度等气候条件，做好维护保养工作，确保工作环境达到设备正常运行的要求。

综上所述，电气自动化控制设备的可靠性测试对于设备的保障具有重要作用，它可以保证电气自动化切实发挥作用，所以对于可靠性测试我们必须给予重视，根据具体的测试方法、以及针对测试中存在难题，切实实施所提出的建议，以便进一步保证人们生产生活的稳定和安全。

（作者单位：河北省唐山市古冶区唐钢不锈钢公司

炼钢点检中心）

电子设备可靠性研究 篇12

关键词：电气自动化,控制设备,可靠性,研究,测试

电气自动化就是通过提前设置好相关程序, 让相关设备以及系统进行自动化运行。随着科学技术的日新月异, 市场经济的快速增长, 电气自动化技术已然普及到各种行业之中, 这也导致了人们对电气自动化设备控制运行的可靠性能的要求越来越高。在当前的局势下, 加大在电气自动化控制设备可靠性测试方面的研究, 对整个市场经济有着极重要的意义。

1 电气自动化控制设备可靠性问题的分析

电气自动化控制设备的可靠性之所以会出现问题, 主要是某些相关器件的质量不合格导致的。虽然市场上涌现的元器件种类越来越多, 但表现出来的质量却是好坏不一、参差不齐, 使得电气自动化控制设备的质量更加难以控制, 这也成为现在急需要解决的问题之一, 特别是如何加强对小规模企业质量的管理问题。诸如以上原因, 再加上现在市场竞争环境日益恶劣, 使得元器件生产商很难将注意力集中在元器件质量上面来, 这对电气化自动控制设备运行的可靠性和安全性产生了巨大的影响。在实际生活中, 自动化控制设备的维护以及所处环境等因素都会影响设备的可靠性, 甚至缩短设备的使用寿命, 改变其参数指标。不同的环境对电气自动化控制设备造成的影响不同, 由于它工作环境具有多变性, 而且经常处在极为复杂的环境下工作, 对其产生的影响也是不相同的, 有时甚至表现出很大的差异性。根据实际调查显示, 电磁干扰、机械作用以及气候变化对自动化控制设备可靠性的影响最大。与此同时, 不一样的运作工具产生的震动、冲击和加速运作对其造成的影响不同, 很容易致使其相关元件的参数发生改变, 有时甚至直接造成损坏失灵等严重后果, 这将进一步导致相关结构发生变形以及断裂, 从而影响整个自动化控制设备。气候的变化, 尤其的高温环境对电气自动化控制设备的可靠性影响非常大, 它使其性能明显下降, 让其运动失灵, 甚至还会对结构造成损伤, 从而导致整个控制设备的正常运行出现问题。此外, 由于电气自动化控制设备所处的环境可能存在强大的电磁场, 这对控制设备的正常运行造成严重的磁场干扰。

2 测试电气自动化控制设备可靠性的方法

通过对电气自动化控制设备可靠性问题进行分析, 建立科学完整的测试体系对其进行可靠性进测试是非常重要的。下面介绍几种目前常用的测试方法:

(1) 保证试验法

保证试验法又被叫做“烤机”, 在生产产品出厂前, 对电气控制设备以及其相关产品作障测试, 这些测试必须处于允许的条件范围内, 这样才能保证其在投用后能正常使用。由于电气自动化控制设备的组成极为复杂, 所以其表现出来的故障模式也出现出多样化和随机性, 但出现的故障也和相关指数的分布有着很重要的联系, 其失灵的效率也会因为时间的长短或变化而产生变化。因此, 在产品在投入市场前就应该严格检测产品的质量, 一般都是在实验室中对其进行“拷机”测试, 从而发现产品的问题, 以便做出相应的改进。

(2) 实验室测试法

实验室测试法是指通过在实验室中凭借规范的可控制环境以及可预设条件, 对整个现场实行全方位、最完善的模拟测验。这种方法可以将需要测试的控制设备放置在模拟环境中, 通过真实的环境压力的作用, 用专业的数据分析系统检测和记录每次试验的时间数据以及失效数据, 然后对数据信息进行整理和分析, 从而得到一个相对客观、可靠的性质指标;通过测试以及数据分析, 就可以将这些参数指标进行有机的组合, 构建成一个科学、合理的控制设备可靠性测试参数体系。通过构建这种参数体系, 它能依据该指标体系对产品的性能以及可靠性做出评估, 还能提供一个参考模型, 该模型不仅实用, 而且能为下次的测试提供参考依据。该模拟测试方法虽然能监测控制设备, 但是也有着自身的局限性和优秀性。优秀性:该测试方法中的实验条件可以进行人为改变和操控, 所以其测试环境与控制设备的工作环境很高程度上相同, 在这种条件下获得数据资料不仅质量高, 而且说服力强, 即便是检测的结果被人质疑, 也能重现测试, 重现整理数据和分析数据;局限性:试验条件虽然很高程度上模拟了控制设备的实际工作环境, 但是毕竟不能完全相同, 而且在实际工作环境还可能出现其他的因素干扰, 所以试验测得的结果必然存在误差, 而且该测试方法的成本也相对比较高, 只适合于大量产品的测试和生产。

(3) 现场测试法

现场测试法与前面两种测试方法相比, 它的差异性表现地相当明显, 该测试方法是将控制设备放置在一种接近真实的工作现场环境中, 然后测试其可靠性。这种方法的实用性非常强, 通过检测和记录测试数据, 依据数理统计法来分析整理出其可靠性指标, 这个指标就能作为测试电气自动化控制设备可靠性时的重要参考数据。现场测试法对控制设备的可靠性进行测试对试验条件的标准相当苛刻, 不仅要控制设备的生产厂家的管理制度科学合理, 而且还要生产工艺成熟稳定, 进货渠道正规合乎相关守则。与此同时, 产品技术所表现的标准要求要能符合被测试的电气自动化控制设备的实际工作环境, 一般以用户在生活中使用到的电气自动化设备为主, 这样统计出来的数据才更准确、更可靠。目前, 现场测试法包括三种方法, 它们分别为在线测试法、脱机测试法以及停机测试法。在线测试指在设备正常运行时对设备进行测试, 通过观察和记录数据, 然后分析其可靠性;脱机测试法是指将用专门的测试设备对需要测试的控制设备进行检测;停机测试法则是在设备停止运行后, 对设备进行测试。

3 总结语

随着电气自动化技术在实际生活中运用的层面越来越广, 人们的生产与生活已经离不开电气自动化控制设备了, 所以对电气自动化控制设备的可靠性进行测试, 这不仅关系到我国市场经济的良性发展, 还与整个电气自动化系统的安全运行有着直接的联系, 更关系整个社会的和谐稳定。因此, 加强开发测试技术, 对测试方法进行创新, 这样才能保证电气自动化事业的良性发展。

参考文献

[1]张群英.电气自动化控制设备可靠性测试研究[J].煤炭技术, 201 (24)

[2]邵欣源.电气自动化控制设备可靠性测试研究[J].科技创新导报, 201 (31)

[3]吴活林电气自动化控制设备可靠性测试研究[J].科海故事博览·科技探索, 201 (29)