電氣自動化控制設(shè)備的可靠性測試方法分析

楊瑞 杜立國

摘 要：電氣自動化控制設(shè)備的可靠性方法主要有實驗室測試法、現(xiàn)場測試法和保證實驗法等，本文只從這幾種測試方法出發(fā)，分析其優(yōu)缺點，探討如何確定測試方法以及相關(guān)問題，為相關(guān)研究和從業(yè)人員提供理論參考。

關(guān)鍵詞：電氣自動化;控制;可靠性

自動化技術(shù)的應(yīng)用有效解放了勞動力，對生產(chǎn)力的促進有著十分重要的作用，也是當今社會生產(chǎn)力的發(fā)展趨勢，這就使得自動化設(shè)備成為了社會發(fā)展中的一個重要因素，這就必須保證自動化控制設(shè)備的準確性和可靠性來保證其穩(wěn)定運行，本文是針對相關(guān)測試方法展開討論。

1、電氣自動化控制設(shè)備可靠性測試方法

為準確、客觀地評價電氣自動化控制設(shè)備，就需要針對電氣自動化控制設(shè)備制定合理的可靠性測試方法，在實踐過程中通常有以下幾類方法

1.1 實驗室測試法

該方法主要是采取可靠性模擬來實現(xiàn)，模擬自動化設(shè)備的現(xiàn)場使用條件，按規(guī)定模擬工作環(huán)境和條件使其更接近實際，檢測自動化控制設(shè)備在工作環(huán)境中遇到的應(yīng)力情況，對失效總數(shù)和時間等數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，經(jīng)過分析后確定檢測設(shè)備的可靠性指標。分析實驗室可靠性測試方法可以看到，在實驗室條件下，試驗數(shù)據(jù)的獲取較簡單且質(zhì)量較高，能再現(xiàn)實驗結(jié)果等優(yōu)勢。其缺點主要是實驗條件存在一定的限制性，需要較高的實驗費用，需要較大數(shù)量的試驗品，產(chǎn)品的成本因素和批量會對實驗結(jié)果造成影響?？梢钥闯?，實驗室測試法在大批量產(chǎn)品生產(chǎn)中有較好的適應(yīng)性。

1.2 現(xiàn)場測試法

現(xiàn)場測試的環(huán)境更加貼近與工作生產(chǎn)實際，經(jīng)過此方法測試獲得的數(shù)據(jù)更加真實，可直接反應(yīng)出實際運行過程中監(jiān)測設(shè)備的維護性和可靠性等參數(shù)?，F(xiàn)場測試法不需要過多的實驗設(shè)備，也不需要投入大量測試費用，測試過程中，自動化控制設(shè)備能以正常狀態(tài)運行。電氣自動化控制設(shè)備的可靠性現(xiàn)場測試方法又可分為可靠性在線測試、停機測試和脫機測試三種。在線測試是測試正常運行中的設(shè)備，停機測試是停止設(shè)備運行后再進行測試，脫機測試則是取出待檢測部件，將其安裝到專業(yè)檢測設(shè)備后再進行測試。從測試技術(shù)層面來看，停機測試和脫機測試較為簡單，但是對于復(fù)雜的自動化控制系統(tǒng)來說，只有在設(shè)備正常運行過程中才能準判斷故障及位置，此類情況下只能進行在線測試。在實際操作中，要根據(jù)自動化設(shè)備具體的故障情況來判斷，決定是否立即停機，選擇合理的可靠性測試方法。相對于實驗室測試方法，可靠性的現(xiàn)場測試法主要有以下兩個不同之處：其一，由于自動化控制涉筆的線路板通常在封閉機箱內(nèi)部，引進測試信號較為困難，即使有的設(shè)備在設(shè)計制造中預(yù)留了測試插座，但是需要的測試信號線較長，現(xiàn)場測試過程中，無法通過在線仿真器來測試電子自動化控制設(shè)備的可靠性，這就提升了現(xiàn)場測試法在測試設(shè)備的安裝和連接方面的難度。其二，在現(xiàn)場可靠性測試過程中，使用的測試儀器和設(shè)備一般不能達到實驗室水平，這就需要更好的測試方法和手段。

1.3 保證實驗法

保證實驗法就是常說的“烤機”，是在出廠之前，設(shè)置規(guī)定的條件來進行產(chǎn)品的無障礙工作實驗。一般情況下，電氣自動化控制設(shè)備的元器件較多，在其故障模式中，并不是主要出現(xiàn)幾類故障顯示方式，而是存在較大的隨機性，故障呈現(xiàn)多樣性，可看出其故障呈指數(shù)分布，也就是說，設(shè)備的失效率會因時間推移而發(fā)生變化。從本質(zhì)上分析，出廠之前，產(chǎn)品在實驗室的烤機行為主要是對早期失效情況進行檢測和測試，不斷完善和改進產(chǎn)品來降低出廠失效率，使產(chǎn)品符合相關(guān)指標要求。電子自動化可靠性試驗需要較長的時間，鑒于此，在大批量產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，只能選取樣品來進行產(chǎn)品可靠性測試。在產(chǎn)品生產(chǎn)量較小的情況下，可對所有生產(chǎn)產(chǎn)品采取實驗測試法測試。電氣自動化控制設(shè)備數(shù)量較少、要求較高的可靠性以及有著較復(fù)雜電路的情況下可采取保證實驗法來測試其可靠性。

2、電氣自動化控制設(shè)備可靠性測試方法的確定

在電氣自動化控制設(shè)備的可靠性測試過程中，要全面考察實驗環(huán)境、實驗程序、實驗產(chǎn)品以及待檢測產(chǎn)品的具體情況等因素，準確分析后確定測試方法。

（1）實驗場地的確定。在測試電氣自動化設(shè)備可靠性時，要從測試的目標出發(fā)來選擇合理的實驗場地。在待測設(shè)備需要的可靠性超過了某特定指標，在可靠性測試時，實驗場所的選擇就應(yīng)更為嚴格;如果只是對設(shè)備正常使用情況下的可靠性進行測試，測試實驗場所的選擇就應(yīng)接近具有代表性的工作環(huán)境;如果設(shè)備測試是為了得到準確的可比性數(shù)據(jù)資料，就需要選擇與設(shè)備實際運行相近或相同的場所作為實驗場所。

（2）實驗環(huán)境的選取。電氣自動化控制設(shè)備產(chǎn)品類型的不同就會有著不同的工況，在測試設(shè)備的可靠性過程中，可選擇非惡劣實驗環(huán)境，在此條件下設(shè)備所處的應(yīng)力低于一般水平，能獲得更加準確和客觀的自控可靠性結(jié)果。

（3）實驗產(chǎn)品的選擇。測試電氣自動化控制設(shè)備的可靠性時，實驗產(chǎn)品的選擇應(yīng)具有較強的典型特點和代表性。如果是在紡織、礦井、化工和造紙等機械電控設(shè)備時，會有著較多的產(chǎn)品種類。從規(guī)模上看，實驗室產(chǎn)品可分為中小型設(shè)備和大型設(shè)備;從運行工況來看，實驗室設(shè)備主要包括間斷運行設(shè)備和連續(xù)運行設(shè)備。

（4）實驗程序。在電氣自動化控制設(shè)備的可靠性試驗中，試驗操作程序十分重要，是現(xiàn)場試驗技術(shù)人員在相關(guān)要求下統(tǒng)一制定，主要包括自動控制設(shè)備可靠性指標的確定和記錄、試驗數(shù)據(jù)的收集、時間間隔的適當值確定、試驗的開始時間和結(jié)束時間、出現(xiàn)意外情況的應(yīng)對措施以及應(yīng)急保障措施等方面規(guī)范。在電氣自動化控制設(shè)備的可靠性實驗操作中必須嚴格執(zhí)行相關(guān)規(guī)范要求，以此來保證獲得準確、可靠的實驗數(shù)據(jù)。

（5）實驗組織工作。實驗組織工作是進行電氣自動化控制設(shè)備可靠性測試中的一個重要組成，只有保證實驗組織機構(gòu)的嚴謹、合理和高效，才能保障實驗測試效果。在實驗組織機構(gòu)的協(xié)調(diào)下，管理實驗場所、安排相關(guān)工作，確定可靠性實驗中主要參與人員，做好實驗活動的組織安排和實驗數(shù)據(jù)的收集整理，對實驗結(jié)果進行科學(xué)處理，在全面分析實驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上得出實驗結(jié)論。此外，實驗組織結(jié)構(gòu)還應(yīng)對可靠性設(shè)計工程師、設(shè)備制造工程師、實驗現(xiàn)場工程師的工作進行組織協(xié)調(diào)，確保工作的高效推進。

從以上的分析中可以看到，對于電氣自動化控制設(shè)備可靠性的檢測有著不同的方法，其中實用性最高的是可靠性現(xiàn)場測試法，深入分析該方法獲得的相關(guān)測試數(shù)據(jù)，能準確了解設(shè)備故障工作時間信息，還可作為重要依據(jù)來確定考核指標以及評估。電氣自動化設(shè)備和自動化控制設(shè)備具有低產(chǎn)量、多種類和較強的特殊性等特征。通過實驗室測試電控設(shè)備的可靠性具有較大的難度，對比之下，現(xiàn)場測試方法在實際應(yīng)用中更方便，但也存在一些不足之處。在實際操作過程中，可有效結(jié)合這兩種可靠性測試方法，以期獲得最好的效果。實驗室測試試驗來獲取電子自動化控制的相關(guān)可靠性數(shù)據(jù)，通過現(xiàn)場可靠性測試獲取另一組可靠性數(shù)據(jù)，將兩組數(shù)據(jù)進行全面對比分析，能極大地提升數(shù)據(jù)的準確性，以此來準確判斷設(shè)備的可靠性能?？傊?，對于電氣自動化控制設(shè)備的可靠性測試時，要從設(shè)備的實際情況出發(fā)，選擇合適的測試方法。當前我國的發(fā)展情況來看，現(xiàn)場可靠性測試有著更好的適用性，但實驗室測試卻是未來發(fā)展的趨勢。

參考文獻：

[1]高菱婉.電氣工程自動化控制中智能化技術(shù)的應(yīng)用[J].內(nèi)燃機與配件，2018（03）：248-249.

[2]張文英.提升電氣自動化控制設(shè)備可靠性探討[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2015（20）：29-30.