游樂設施電氣自動化控制設備可靠性測試的研究

田原

【摘要】電氣自動化控制設備的可靠性在產品質量之中占據著十分重要的地位，只有不斷提升相關技術提高電氣自動化控制設備的可靠性才可以減少在實際操作之中諸多故障的發生，才能更好地保證產品安全、人身安全以及經濟效益。本文針對游樂設施電氣自動化控制設備的可靠性測試進行了研究。

【關鍵詞】游樂設施 電氣自動化 設備 可靠性

2001年1月3日國家質量技術監督局局務會議審議通過并發布《游樂園管理規定》，游藝機和游樂設施應當符合《游藝機和游樂設施安全標準》和質量技術監督行政部門有關特種設備質量監督與安全監察規定。因此，在各個行業電氣自動化程度不斷深入發展的今天，如何保證電氣自動化控制設備的可靠性是目前需要迫切解決的問題。

1電氣自動化控制設備可靠性的現狀

據不完全統計，目前我國在用游樂設施已達２萬多臺（套），大中型游樂園200余家，每年約有4億人次以上參加游樂活動。游樂設施運行中一旦出現故障，輕者會造成游客懸停空中，重者會直接威脅其生命安全。目前國內的游樂設施檢驗方法還不盡完善，受到設備規模、可拆卸性、檢驗時間等諸多限制。

1.1工作環境多樣，操作維護不當

游樂設施工作環境是非常惡劣的。電氣自動化控制設備需要面對多種多樣的工作環境，以應對環境因素對電氣自動化控制設備的不利影響。這些不利的環境因素主要包括氣候因素、機械作用力因素與電磁干擾因素。

（1）氣候因素，主要包括濕度、氣壓、溫度、大氣污染、煙霧等，這些不利的環境因素會嚴重影響（干擾）電氣自動化控制設備的性能、損壞設備結構、運行運動靈活性以及溫升過高等，甚至導致設備完全毀壞，不能正常工作；

（2）機械作用力因素，主要是指電氣自動化控制設備在不同運載工具中可能會受到的各種機械作用力，例如，沖擊、震蕩以及離心加速力等，這些機械作用會嚴重影響和損壞電氣自動化控制設備的元器件，或者改變其參數，或者致使其嚴重變形和斷裂，或者導致設備金屬件出現疲勞破壞；

（3）電磁干擾因素，該因素是非可見因素，但是對電氣自動化控制設備的不利影響不能小視，一般而言，電氣自動化控制設備的工作充斥著各種電磁波，這些電磁波會增大設備的輸出噪聲，導致其工作失穩，甚至影響設備安全。除此之外，人員因素的影響也非常重要。

1.2設備元器件質量不合格

游樂設施電氣系統的設計功能必須滿足該游樂設施的運行控制和安全保護的需要，并滿足當地環境條件下正常使用的要求，因此對電氣自動化控制設備要求比較高。現在電氣自動化控制設備元器件的生產廠家繁多，并且良莠不齊。

2提高電氣自動化控制設備可靠性的重要意義

游樂設施能給人們帶來刺激和歡樂，但同時也存在一定危險性，如果不嚴格管理，可能給人們帶來無法彌補的傷害。為保護人民群眾生命安全，依據《特種設備安全監察條例》（國務院令第373號），國家質量監督檢驗檢疫總局（以下簡稱國家質檢總局）及各級質量技術監督局對大中型游樂設施實行安全監察，定期檢驗。

2.1可靠性是衡量設備質量的重要指標之一

產品質量就是使產品能夠實現其價值、滿足明示要求的特征和特質。概括其特性，主要包括：性能、可靠性、經濟性和安全性。由此可見，可靠性在產品質量中占有主導地位。只有可靠性高，發生故障的次數才會少，那么維修費用就少，相應的安全性也隨之提高。因此，產品的可靠性是產品質量的核心，是生產廠家追求的目標。

2.2可靠性能夠增強設備的市場競爭力

隨著國家經濟的高速發展，用戶不僅要求產品性能好，更重要的是要求產品的可靠性水平高。只有那些具有高可靠性指標的產品，才能在日益激烈的競爭中得以取勝。隨著電氣自動化控制設備自動化程度、復雜度越來越高，可靠性技術已成為企業在競爭中獲取市場份額的有力工具。

3電氣自動化控制設備可靠性測試方法

3.1可靠性測試的主要方法

根據國家電控配電設備質量監督檢驗中心提出的測試方法，目前常用的可靠性測試方法主要有試驗室測試方法、保證試驗方法、現場測試方法這三種。

（1）試驗室測試方法，是利用一種可現試驗目的。控的、規定的工作環境和條件來真實地、全方位地進行現場模擬測驗，它適用于大批量生產的產品。此方法的優點試驗條件容易控制、試驗結果可以再現、實驗數據質量高，缺點試驗花費很大，試驗條件限制性高，試品很多。

（2）保證試驗方法，是在產品出廠前，在規定條件下對產品進行無故障的工作試驗，它適用于小規模生產、可靠性要求較高及設備構造復雜的設備。此方法的優點能測試出機器是隨機的、多種多樣的故障，缺點試驗跨度時間長，且電路復雜。

（3）現場測試方法，是將設備置于真實的現場來進行可靠性測試，一般有脫機測試、在線測試和停機測試，它適用于穩定成熟的工藝條件、原件正規且高質量的生產產品。此方法的優點所需試品較少，試驗成本低，數據真實度較高，缺點測試環境不可控制，受外界影響較大，試驗再現困難。

3.2游樂設施可靠性測試方法的選擇

如何選擇可靠性測試方法，可以從試驗環境、場地、產品、測試程序、組織工作等幾個方面進行考慮推斷。現在我司運行的大中型游樂設施中基本都是進口設施，因此在可靠性測試方面我司更偏重于試驗產品的選擇，及對定制游樂設施的要求，及首臺游樂設施的型式試驗。

3.2.1試驗產品的選擇

試驗產品要具有典型性。從性質上講，產品屬性有中小型設備和大型設備。從工作運行情況看，既有連續運行設備又有間斷運行設備。從工作運行情況上講，可分為連續運行設備和間斷運行設備。

3.2.2對定制設施的要求

例如：首先要求游樂設施必須配置具有電氣安全保護功能（如過流、過壓、欠壓、缺相、短路。漏電、超速、低速、聯鎖等）的裝置，其裝置中的保護元件應與保護特性相匹配，并在明顯位置設置緊急控制按鈕和必要的聲光報警裝置。

其次是規定電氣系統中配備的智能化控制設備、電力驅動裝置、電子元器件等技術性能（如容量、電壓等級，速度、溫度、防護等級，頻率、抗干擾性能等）和電線電纜的規格必須符合該游樂設施的正常安全使用要求；國家明令禁止的或淘汰的產品不得選用。

3.2.3首臺游樂設施的型式試驗

中國特種設備檢測研究院對新引進的游樂設施進行型式試驗，為了保證測試的準確性和可信性，在實際試驗中試驗人員要嚴格按程序進行試驗。具體來說，主要有：記錄各種性能指標、排除保障、數據采集、記錄保障情況、時間間隔的確定、試驗起始結束時間等，特檢院這個實驗是對游樂設施整體檢驗，需要設備無故障運行80個小時，以及滿載、偏載、空載等測試，這整個過程中對電氣設備的各個性能都得以測試。

3.2.4試驗的組織工作

每一項工作都需要有一個高效嚴密的組織工作機構，該機構應該由試驗人員、行業管理人員、科研管理人員共同組織，他們負責對各分散試驗場地的管理和組織工作，對試驗人員的選定、試驗工作的協調、對試驗數據的進行收集、對試驗報告的分析，最終對試驗結果的進行判定，與此同時還要把制造工程師、可靠性設計工程師以及現場工程師他們聯系在一起。只有對現場的測試進行全面管理，這樣才能得到好的結果。

3.3游樂設施現場可靠性測試方法

進行現場可靠性主要步驟：明確現場可靠性測試目的、確定現場可靠性試驗的條件、最后對可靠性數據進行統計分析。

3.3.1現場可靠性測試目的

現場可靠性測試目的主要有：①為制定合理的可靠性考核指標提供依據，通過收集現場可靠性數據，進行可靠性評估；②得到可靠性數據指標，通過對收集現場的數據經過數理統計分析；③為今后元器件的使用提出可靠性指標，通過收集設備上元器件的可靠性數據；④確定出廠時設備進行的烤機時間，通過對設備的壽命特性進行考查；⑤為維修提供評估依據，通過對現場的設備維修性數據進行收集。

3.3.2現場可靠性試驗的條件

前提條件主要有：要求設備的工作條件符合產品的技術標準；要求產品有品質保證；要求有成熟工藝條件；要求有正規的元器件；要求有完善的設備生產管理制度。為了使統計數字可靠，用戶使用的電控及自動化設備的數量最好多一些。

3.3.3可靠性數據統計分析

按照電控設備可靠性指標體系的要求，對可靠性數據進行統計分析，最后不僅得到可靠性特征，還可以從中尋找一些規律。通過對以收集的數據進行統計計算，結構表明，典型的或代表性的國產電控及自動化設備的平均無故障工作時間。

4結語

綜上所述，保證電氣設備的可靠性是一個復雜的涉及廣泛知識領域的系統工程。游樂設施安全運營關鍵是經營者規范管理，和游樂園（場）定期檢查督促。真正做到有章可循、違章必究，才能降低游樂設施的風險性。

參考文獻：

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[2]張宏喜，如何對電氣自動化控制設備進行可靠性測試[J].價值工程，2011，（06）：7.