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2025年第03期电气自动化

电气自动化控制设备的可靠性与稳定性分析

沈淑炫

（云南工业技师学院，云南曲靖  655000）

摘 要：电气自动化控制设备在工业生产中发挥关键作用，其可靠性和稳定性影响系统性能。本文分析了影

响控制设备可靠性和稳定性的硬件、软件、环境和人为因素，提出从元器件选型、电路设计、电磁兼容、算法优

化、测试验证、环境防护和人员培训等方面提高设备性能的措施。针对可靠性和稳定性分析，讨论了故障树、马尔

可夫过程、蒙特卡洛仿真和实验测试等方法。研究表明，综合采取硬件、软件、环境和管理措施，并运用科学分

析方法，可有效提高电气自动化控制设备可靠性和稳定性，保障工业生产安全高效运行。

关键词：电气自动化控制设备；可靠性；稳定性；影响因素；分析方法

随着工业自动化的发展，电气自动化控制设备应分布式控制设备及现场总线控制设备等。电气自动化

用日益广泛。国家政策大力推动工业自动化，对控制设控制设备在工业生产的各个领域得到广泛应用，如石

备可靠性和稳定性提出更高要求。然而，受多种因素油化工、冶金、电力、建材、造纸、食品和医药等行业，

影响，控制设备运行中仍存在可靠性和稳定性不足，导通过对生产过程的自动化控制，提高生产效率、保证

致效率下降、隐患增加。深入分析影响因素，探索提高产品质量、降低能源消耗、增强安全性，为行业的可持

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措施和分析方法，对保障工业生产安全高效具有重要续发展提供重要支撑。

意义。（三）可靠性和稳定性的定义和评估指标

一、电气自动化控制设备的基本概念可靠性是指电气自动化控制设备在规定条件下和

（一）电气自动化控制设备的定义和组成规定时间内完成指定功能的能力，反映设备在使用过

电气自动化控制设备是以电气技术为基础，结合程中无故障运行的概率。稳定性是指控制设备在干扰

自动控制理论与计算机技术，实现对生产过程或机电因素作用下，维持其正常工作状态和控制性能的能力，

系统的自动监测、调节和控制的装置。它通常由传感反映设备抵御内外部干扰、保持正常运行的水平。可靠

器、控制器、执行机构和通信接口等部分组成。传感器性和稳定性是评估控制设备性能的关键指标，直接决

负责采集被控对象的各种物理量，并将其转换为电信定工业生产的连续性、安全性和经济性。常用的可靠

号；控制器根据预设的控制算法和策略，处理传感器性评估指标包括平均无故障工作时间、失效率、可维

采集的信号，并生成控制指令；执行机构接收控制器修性等；稳定性评估指标包括稳态误差、调节时间、超

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的指令，并对被控对象进行直接操作；通信接口实现调量等。

控制设备与其他设备或系统之间的数据交换。电气自二、影响电气自动化控制设备可靠性和稳定

动化控制设备的合理设计与集成，是实现工业生产过性的因素

程自动化、智能化的关键。（一）硬件因素

（二）控制设备的分类和应用领域电气自动化控制设备的硬件可靠性和稳定性受元

电气自动化控制设备按照其功能和应用领域，可器件选型和质量、电路设计和布局以及电磁兼容性设

分为多种类型。按控制对象的不同，可分为过程控制设计等因素的综合影响。元器件是硬件系统的基本组成

备、运动控制设备及序列控制设备等；按控制方式的单元，其固有可靠性、长期稳定性和环境适应性直接

不同，可分为连续控制设备、离散控制设备和逻辑控制决定设备的性能和寿命。劣质元器件和参数漂移等问

设备等；按系统结构的不同，可分为集中式控制设备、题可能导致设备故障率上升。电路设计和布局的合理

性关系到系统的抗干扰能力和信号完整性，布线拥挤、