工程机械电气系统的可靠性设计
在工程机械电气系统设计中，按照可靠性设计的原则对设计的各个环节进行综合考虑，包括发动机的起动、停车控制，传感器的选型，负极线的接线方式，线束的设计和布呈，控制软件的版本选择的防护措施等。
工程机械是我国制造行业的重要组成部分，是我国制造业中发展最快、发展平稳、经济效益和产品市场前景较好，并已形成与国外产品有较强竞争力。
1.电气系统设计
电气系统的设计是否合理，直接关系到整机电器件的正常工作与否和全车的安全性，因此电气系统设计出发点基本都是以安全为主。电气系统的设计需要综合考虑各方面的因素，包括成本、性能、电器件型号等。
(1)了解掌握《电气设计任务书》的技术要求和全车电气配置情况，进行原理图构思；再根据整机和其他各系统需求，进行电气系统原理图的设计和绘制。在进行原理设计时，要着重考虑主机的性能参数以及主机的功能。
(2)成本分析：设定电气系统整体成本目标。在整体预算的范围内，考虑电气系统所占的比例和成本控制策略。
(3)电器件选型：在成本预算范围内，选择满足性能参数的电器件厂家和型号。
(4)整机线束设计：根据整机结构布局，进行线束的设计和绘制，主要考虑电气件的接插件型号以及线束的保护方法。
(5)电气系统装配设计：根据整机的结构合理地对电气系统进行装配设计。
上述为电气系统设计常用的方法，并形成了电气设计的技术性文件，下面就以工程机械的装载机为例对本方法进行验证。
2.可靠性设计
1)制定元器件大纲。主要内容包括：元器件控制大纲、元器件的标准化、元器件应用指南、元器件的筛选等。
2)降额设计。就是使元器件或设备工作时承受的工作应力适当低于元器件或设备规定的额值，从而达到降低故障率、提高使用可靠性的目的。
3)简化设计。就是在保证产品性能要求的前提下，尽可能使产品设计简单化。简化设计可以提高产品的固有可靠性和基本可靠性。
4)余度设计。是系统或设备获得高可靠性、高安全性和高生存能力的设计方法之一。特别是当元器件或零部件质量与可靠性水平比较低、采用一般设计已经无法满足设备的可靠性要求时，余度技术就具有重要的应用价值。
3.装载机电气系统设计
1)原理图设计。经过与发动机、变速箱、液压等系统沟通，确定各个系统需求，完成原理图绘制。下面以装载机为例进行分析，电气系统原理图包含以下内容：(1)电器件符号和标志原理图须根据相关国家标准采用行业内普便使用和认可的符号和标志来代表相应电器件，在线路一侧按顺序依次标出字母和数字，即代表相应电路的线号和线径。(2)由于电气系统电器件繁多，连接线路更是复杂，原理图中一般也会将整套线束中使用的接插件和各接插件孔位表示出来，并且用序号进行区分。线束与线束之间、线束与电器件之间是通过接插件来连接的，根据导线的截面积和通过电流的大小合理选择接插件。
2)成本分析。按照电气系统在整机所占比重，充分考虑每个电器件的性价比，在整体预算范围内，综合整机的工作环境和电气系统技术要求，选择性价比较高的电器件。以3吨装载机为例，电气系统整体成本基本应控制在4000元以内。
3)电器件选型。根据前期的成本分析所确定的电气系统目标成本，在选型过程中应充分考虑电器件的通用性。所选择的电器件，不仅要符合国家相关标准，还要满足目标市场使用要求。涉及到出口产品时，还应关注出口国家相关特殊法律法规和标准要求。机械车辆的电气系统中有几个关键重要件，如仪表、蓄电池、灯具等。
4)线束及插接件。线束图纸上应包含所有与生产线束有关的信息，包括采用导线的线型、线径、颜色，线束护套(及端子)型号，包扎方式要求，过孔密封与保护，固定卡扣的型号技术要求及其他设计和工艺要求等。特别需要注意的是，一般对电源导线颜色没有特别规定，但地线要求须是黑色。
4.电气设计可靠性方法
1)发动机起动控制电路。(1)采用安全继电器。安全继电器的工作原理是，将发动机充电机上的D＋信号(发动机启动后，充电机输出端D+有信号输出)接人安全继电器后。钥匙开关拨到起动档后，安全继电器吸合。当发动机启动后，充电机D+端有信号输出，安全继电器接受此信号后，继电器断电，起动机停止运转。(2)利用机器的控制器来控制起动继电器通电时间。钥匙开关拨到起动档后，启动信号也进人控制器，控制器同时也采集充电机的D+信号(或转速传感器信号、发动机机油压力信号等)根据这些信号进行判断发动机是否已经启动。
2)选择合适的停车电磁阔(发动机断油阁)的控制方式。对停车电磁阀的控制有两种方式，得电通油和得电断油。得电通油方式是指停车电磁阀得电吸合后，发动机油泵燃油导通，发动机可以起动运行，当停车电磁阀断电时，发动机停机。得电断油方式是指停车电磁阀未得电时，发动机油泵燃油油路导通，发动机可以起动运行，当停车电磁阀得电时，发动机油泵燃油油路截止，发动机停机。
3)传感器的选型。传感器的选型对机器监控系统的准确性可靠性起关键作用。根据被测量的可靠性要求不同选择不同的传感器。参与电控的传感器如液压系统中的主泵压力传感器和先导压力传感器，采用4mA-20mA传感器，这种传感器比电压型的抗干扰更强，而且可以进行诊断。其他监视用的传感器如发动机冷却液温度、发动机机油压力等，可以采用阻值较高的传感器，以减少线路电阻误差对测量精度的影响，有能节约成本。
4)关于降额设计。机器上的起动继电器、预热继电器要求的导通电流较大，主触点容易被烧蚀，因此选择容量可以考虑大一些。机器上的传感器、报警开关等线路，从载流量考虑，0.3mm2-0.5mm2扩的导线都能满足要求，但从机械强度、降低电线电阻损耗等方面考虑，至少采用0.7mm2耐以上的导线，工作灯、电喇叭、电磁阀等都采用1.0mm2以上的导线。
5)制定元器件大纲。导线、熔断器、继电器、开关、线束插接器等的选型以及容量的选择可事先统筹规划好，制定元件选择规范。对于含有电子元件的器件设备控制器仪表等，应规划好电磁兼容的各项参数指标。提出器件的采购质量控制要求。根据可靠性要求制订元件使用的手册等。通常，电器元件或设备除了考虑功能是否满足需要外，还需要考虑以下方面的质量参数指标:额定电压，电流消耗，电磁兼容参数，工作温度和存储温度，抗振动性，抗冲击性，耐潮性，抗盐雾能力，防护等级，外壳材料，接口插头规格，重量，外形尺寸等。
6)线束的设计和布置。线束的设计应参照《QC/T29106》的要求、线束的布线和固定方式的设计。线束的布置和固定，机器在工作时的振动不使线束晃动，特别是线束插接器都要进行固定。此外，插接器的固定尽可能采取水平安装方式，以避免水滴渗入进线孔中。
随着人们对工程机械的安全性、舒适性、经济性和排放性要求的提高，工程机械车辆上的电子产品种类在不断增加，电气系统的设计也变地越来越复杂，电气系统的故障点相应增加，这就要求在设计中要更多考虑系统的可靠性、耐久性和舒适性等重要性能。
电气设计专区：http://ige-xao.e-works.net.cn/
责任编辑：
声明：该文观点仅代表作者本人，搜狐号系信息发布平台，搜狐仅提供信息存储空间服务。
imchina智能制造是中国最具影响力的智能制造门户。
专注"智"造、深谙IT、聊点技术、谈些管理！
今日搜狐热点（山东能源集团枣矿集团付煤公司机电运转工区& 山东枣庄& 277600）
&&&&&&& 摘要：随着我们国家经济实力的飞速发展，社会实力也在不断地进步和发展，而社会飞速发展带动了电气自动化控制，电器的自动化给我们生活带来了很大的便利，许多家庭也日渐普及了自动化电气，那么自动化控制设备的安全可靠性越发重要，本文就对电器自动化控制设备的可靠性做一个研究和探讨。
&&&&&&& 关键字：电气自动化；控制设备；可靠性
&&&&&&& 引言：如今，我们的社会进去了电气自动化时代。电气自动化是工业现代化的重要标志和现代先进科学的核心技术、电气自动化的发展对社会科技的进步有着极其深远的影响。电气自动化控制设备是指使用过程中按照预先设定好的程序进行操作，即使在无人环境下也能进行操作监视，实现设备运行的自动化，提高了工作效率。对电气自动化控制设备的可靠性有了一定要求，可靠性强则故障将会减少，安全性就会提高因此厂家必须重视电气自动化设备的可靠性，只有设备的可靠性得到保证后，才能实现更多的自动化生产。
一、电气自动化控制设备可靠性的现状
&&&&&&& 随着机械电子技术和微电子技术迅猛发展，电气自动化控制在国民经济的各个行业都得到了广泛的应用，改变了人们的生活。电气自动化是一个国家电子行业发展水平非常重要的标志，也是经济运行必不可少的技术手段，我们国家的经济实力已经在国际上占有一席之地，想进一步提高我们国家的竞争力就要大力发展电子自动化控制，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。伴随着电气自动化的提高，控制设备的可靠性问题就变得尤为突出，就这个问题我们进行讨论。
&&&&&&& 1.1工作环境
&&&&&&& 电气设备所处的工作环境多种多样，在不同温度、湿度下都有一定影响，恶劣的环境可能侵蚀设备，使设备失效无法正常运行。温度是影响电子设备可靠性最广泛 破坏的一个因素。电子设备工作时其功率损失一般都以热能形式散发，控制设备工作的周围空间充满了由于各种原因所产生的出来尤其是一些耗散功率较大的元器件更加需要维护。使用和维护不当是控制设备可靠性指标的重要因素。无论什么环境都应该好好维护元器件，提高它们的复用率。
&&&&&&& 1.2设备元器件
&&&&&&& 由于市场竞争强烈，如今生产厂家对元器件的质量越来越不重视，仅仅着眼于价格和产量，可靠性大大降低。因此在选择控制设备时要优先选择质量稳定、可靠性高、有发展前途的标准元器件。不能选用淘汰和禁用的元器件。要最大限度地压缩元器件的品种规格。一般来说，电子元器 电磁干扰是影响控制设备可靠性的主要因素。原件需要按照不同的要求经过必要的筛选后才能将可靠的原件用到产品中。优先选用有良好的技术服务、供货及时、价格合理的生产厂家的元器对控制设备有深远的影响，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 动不灵活、结构损坏甚至不能正常工作的元键。在同类元器件中择优在品种、规格、型号和制造厂商之间选择。 机械条件是指电气设备在不同的运载工具中使用时所受 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 到的振动、冲击、离心加速度等机械作用。
&&&&&&& 1.3人为因素
&&&&&&& 设备在使用过程中，人为因素影响很重要。由于电气自动化控制设备较为复杂，非专业人员操作起来有一定难度，在使用过程中如果操作不当会导致设备故障，因此要保证操作人员的专业度，让操作人员科学的操作，维护和保养好电气自动化控制设备。提高设备可靠性。
二、提高电气自动化控制设备可靠性
&&&&&&& 2.1对设备的设计
&&&&&&& 提高控制设备的整体可靠性需要从根部做起，在设计阶段开始就要保证设计的可靠性。要注意研究产品和零部件生产的技术条件，认真分析产品的设计参数，研究讨论保证产品性能，详细的制定出正确设计的方案。产品的形式和类型的不同也影响着产品的经济性能，在设计时这些方面需要一一考虑到，遗漏任何一个方面对其设备整体的可靠性都带来一定的影响。要注意设计零部件生产方式的经济性,前提是要保证产品性能，在满足产品技术要求的条件下,选用相对经济合理原材料和元器件,实现降低产品的生产成本的目的。
&&&&&&& 2.2对元器件的选择
&&&&&&& 为了保证关键元器件的质量,务必要认真记录元器件使用时的各方面数据，发现问题一定要在第一时间将问题加以记录，及时将记录信息反馈给生产商。湿度对电子设备的可靠性也有很大的影响，在低温高湿的环境下，如果空气湿度达到饱和，机器元器件、印刷电路板上就会产生凝露现象，导致电器元件电气性能下降。选用元器件要根据工作环境来做出适当的选择，元器件的技术条件、技术性能、质量等级等均应当满足设备工作和环境的要求，并且、要有足够的替代品，优先选用标准元器件，最好是使用同一厂家生产的同一规格的元器件，用于生产中的电子元器件都要经过严格的筛选。
&&&&&&& 2.3对设备的测试
&&&&&&& 2.3.1实验室法
&&&&&&& 通过模拟电气自动化控制设备的工作环境，如温度、湿度等，让其处于运行状态，认真记录好各种数据，然后借助数学方法对测试的相关数据进行分析，得出可靠性参数。虽然该种方法便于控制，测试效果比较好，但易偏离实际参数，且耗资较大。
&&&&&&& 2.3.2保证法
&&&&&&& 在设备出厂之前判断设备是否存在故障，通过改进使设备在出场之前达到指标。由于到设备零件繁多，故障虽总体符合一般的规律但实际上较为随机，并且花费时间较多，所以适用于大批量设备中的抽样烤机。
&&&&&&& 2.3.3现场法
&&&&&&& 现场法是指在设备工作现场分别对其停机、脱机和在线状态进行试验，在控制中检验其可靠性，通过数学计算获取可靠性参数，这种方法不但费用低且工序比较简单，能够真实可靠地反映设备的性能，但应严格控制在线试验。
三、提高电气自动化控制设备可靠性的重要意义
&&&&&&& 提高电气自动化控制设备的可靠性不仅大大降低了故障，节约了经济，还提高了产品的安全性和质量。
&&&&&&& 3.1可靠性能够节省维修费用
&&&&&&& 产品质量的关键就是产品的可靠性，如果一个产品的可靠性很低，那么它的价值就会大大的贬值。只有提高产品的可靠性，电气自动化控制设备的可靠性才会大大的提高，发生故障的次数也就会减少，那么将会节约很多维修的费用。
&&&&&&& 3.2可靠性能够增加市场份额
&&&&&&& 产品可靠性增加，产品的安全性也会随之提高，可靠性也就有了更多保障。因此，产品的可靠性不仅是产品质量的关键，还是各个企业不断追求和探索的目标。对于用户而言，产品的可靠性是至关重要的。经济的飞速发展，现代的用户对于产品的要求越来越高，可靠性是人们生活最起码的保障。电气自动化控制设备的不断发展和改进，才能有力保障强有力的可靠性，才能在竞争中胜出，才能在市场中占有一定的份额。
&&&&&&& 3.3可靠性能够提高产品质量
&&&&&&& 很明显的，产品越可靠说明产品质量越高，各种性能越好，才能在质量测试中占据一席之地。只有可靠性提高了，安全性才能提高，安全有了保障，故障减少，质量就自然而然地上去了，因此说可靠性能够提高产品质量。
&&&&&&& 总结：可靠性高的产品，在竞争中占更大的优势。因此，企业想要扩大市场份额的就必须要提高电气自动化控制设备的可靠性。通过各种不同的情况和环境选择不同测试的方法和手段将产品的可靠性放在第一位。分析影响可靠性的因素，对不良现象进行改进，完善。
&&&&&&& 参考文献
&&&&&&& [1]王磊,薛双苓. 电气自动化控制设备可靠性探究[J]. 科技传播,+62.
&&&&&&& [2]林皓. 略论电气自动化控制设备的可靠性测试[J]. 化学工程与装备,-117.
&&&&&&& [3]张群英. 电气自动化控制设备可靠性测试研究[J]. 煤炭技术,-54.
&&&&&&& [4]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,-60.
&&&&&&& [5]吴强. 电气自动化控制设备可靠性探究[J]. 科技视界,-81.
&&&&&&& [6]张文英. 提升电气自动化控制设备可靠性探讨[J]. 中国高新技术企业,-30.
您可能感兴趣的其他文章
&&站长推荐
&&期刊推荐
&&原创来稿文章
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的邮件地址:
写信给编辑
您的邮件地址:准备买些电器，大家给点意见[楼主]&作者:
&发表时间: 08:52
&&&&&&&&点击:90次
电视：29或34的，什么牌子型号性价比比较好。冰箱：看大家好像都买西门子的，真的这么好吗？洗衣机：买个便宜的好了，花几千买个洗衣服的好像不知阿。※※※※※※ 桃花树下桃花庵，
桃花庵中桃花仙。
桃花仙人种桃树，
卖得桃花换酒钱。
别人笑我太疯颠，
我笑别人看不穿。
不见五陵豪杰墓，
无花无酒锄作田。
本帖地址：http://club.xilu.com/leslielu/msgview-8.html[]
&[2楼] &作者:
&发表时间:
09:03&[][][]
支持国产，打倒日货！国产的家用电器实力还是很强的，只要是那几个领先的大牌子，都
是一分钱一分货，根据自己需要和喜好买就好了，感觉没太大区别※※※※※※ 世界是富人的，也是穷人的，但是归根结底是富人的&[3楼] &作者:
&发表时间:
13:24&[][][]
我的选择电视：康佳29数字高清，坚决支持国货！
冰箱：容声，性价比高！
洗衣机：海尔全自动最便宜的，够用就行！&[4楼] &作者:
&发表时间:
20:08&[][][]
洗衣机不要买便宜的电视，冰箱和洗衣机里面，最无所谓的是电视，29和34这个档次的国产的应该没有问题，价格还便宜。
冰箱我不知道，我在西安买的是西门子的，现在用的是Panasonic的。感觉还是有保鲜功能的不错。
洗衣机建议买个好用的，还要耐用，省水，强烈推荐西门子。我老婆的一个网友买的海尔的洗衣机，用了没两年就坏了，刚刚换了西门子的。
我感觉中国的电器还是集中在中低档次，好的还轮不上。耐用消费品不要只看重开始的一次性投资，要多考虑长期的使用效果和费用。大电器要是坏上一次，那就不值得了。※※※※※※ 卧梅又闻花
卧枝会重低
邀闻卧似睡
卧似达春绿
[楼主] &[5楼] &作者:
&发表时间:
09:21&[][][]
国产的电视机真的好吗？看显示效果就和国外的牌子差的挺远的阿。西门子洗衣机要好几千阿，这么贵的洗衣机值不值呢※※※※※※ 桃花树下桃花庵，
桃花庵中桃花仙。
桃花仙人种桃树，
卖得桃花换酒钱。
别人笑我太疯颠，
我笑别人看不穿。
不见五陵豪杰墓，
无花无酒锄作田。
&[6楼] &作者:
&发表时间:
18:50&[][][]
我在西安的时候那时候用的是西门子一款功能比较简单的，当时（2002年10月）刚刚降价，好像2千5、6的样子，还送西门子的咖啡壶和榨汁机，应该说不贵。
我在这里买的是西门子另一格牌子的洗衣机，和原先的功能差不多。
我家的洗衣机一个星期大概用6、7次。所有的衣服，床单，被罩，窗帘，毛巾，全用它洗。你可以估计一下将来的使用频率。
&※※※※※※ 卧梅又闻花
卧枝会重低
邀闻卧似睡
卧似达春绿
&[7楼] &作者:
&发表时间:
13:36&[][][]
电器产品的好坏不能凭一两个例子来判定以我在制造业的经验，质量控制再严的产品线，生产出来的产品质量
仍然大有不同，事实是，电气电子产品可靠性远不如机械产品，所以
买电器有时候真的靠手气，同一批产品，很有可能你的从来不坏，我
的只能用半年。最差的厂家的产品，也有可能有几个从来不坏。就说
海尔的洗衣机，我买的那个也服役两年了，原来是四个人一起住，现在
是三个人一起住，每天大家都洗澡，平均每天要洗两次以上的衣服，
现在照样老神在在。所以电气产品不要迷信品牌，外观功能合乎
要求，牌子不是太差，这是我一向的原则。※※※※※※ 世界是富人的，也是穷人的，但是归根结底是富人的[楼主] &[8楼] &作者:
&发表时间:
17:25&[][][]
god，每天都洗衣服阿你？？！！我大概一周洗一次※※※※※※ 桃花树下桃花庵，
桃花庵中桃花仙。
桃花仙人种桃树，
卖得桃花换酒钱。
别人笑我太疯颠，
我笑别人看不穿。
不见五陵豪杰墓，
无花无酒锄作田。
&&简捷回复 &&文明上网 理性发言
( )版权所有&&&电气工程分区
关于机械电气“五防”可靠性
关于机械电气“五防”可靠性
本帖最后由 北方郎 于
12:55 编辑 是不是直流操作和保护实现的都很困难？
本帖最后由 北方郎 于
12:55 编辑 是不是直流操作和保护实现的都很困难？
申明：内容来自用户上传，著作权归原作者所有，如涉及侵权问题，请与我们联系，我们将及时处理！
请使用文明语言进行专业交流，恶意灌水将受到惩罚
请先 ，再评论！
8-1(商易宝)
8-2(英才网)
8-3(媒体广告)
(非工作时间)
(内容侵权举报)}