電控及自動化設備的可靠性測試方法探討

趙洪恒

（濮陽市污水處理廠，河南濮陽457001）

電氣自動化控制設備可靠性主要體現為在規定時間內、規定環境下完成規定功能的能力。 如果完成規定功能的能力越高，則電氣自動化控制設備的可靠性就越高，反之則電氣自動化控制設備的可靠性就越低。 電氣自動化控制設備常常不僅需要長時間運行，還需要經受各種不利自然條件(高溫、低溫、高濕、暴曬等)的考驗，可靠性便成為衡量電氣自動化控制設備是否合格的重要指標之一。隨著電氣自動化的廣泛應用， 如何進一步加強電氣自動化控制設備的可靠性和安全性，為人們的生產生活提供技術支撐和安全保障，已成為受到廣泛關注的熱點。

1 可靠性測試的主要方法

要取得電控及自動化設備的可靠性等征量定量地評價其水平首先要決定一個測試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當前常用的可靠性測試方法主要有三種即試驗室測試法、保證試驗法、現場測試法。

2 試驗室測試法

在試驗室內用一種規定的可控的工作條件和環境條件模擬現場的使用條件使被測設備如同現場所遇到的環境應力進行試驗將累計的時間和累計失效數等其它數據通過數理統計得到可靠性指標這是一種模擬可靠性試驗這種試驗方法試驗條件易于控制所得數據質量高所得試驗結果可以再現可以分析但受試驗條件的限制很難得到與真實情況相對應的數據同時試驗費用昂貴由于這種試驗一般都需要較多的試品所以還要考慮到被試產品的生產批量與成本因素因此這種試驗方法比較適用于大批量生產的產品。

3 保證試驗法

該方法是在產品出廠前將產品在規定條件下進行無故障的工作試驗俗稱烤機我們研究的電控設備通常由大量的元器件組成它的故障模式是一種不以某幾種故障為主的隨機的多樣化的形式來顯現出來的因此它的故障服從指數分布也就是說它的失效率具有隨著時間變化的特性。我們在試驗室內對出廠前的產品進行烤機實際上就是對產品的早期失效進行測試考核通過對產品的改進使失效率達到某一項規定指標后再出廠。這項試驗主要是一種可靠性保證試驗而且所需的時間長對大量生產的產品來說它只能用于設備的樣本對小量大系統生產的產品來說它可用于所有產品。這種試驗方法對電路復雜町靠性要求較高臺數又少的電控及自動化設備比較適用。

4 現場測試法

通過對設備在使用現場進行的可靠性測試記錄各種可靠性數據然后根據數理統計方法得出設備可靠性指標的一種方法。該方法的特點是試驗需要的試驗設備比較少工作環境真實其測試所得數據能真實反映產品在實際使用情況下的可靠性維護性等參數且需要的直接費用少受試設備可以正常工作使用。不利之處是不能在受控的條件下進行試驗、外界影響因素繁雜不可控試驗條件的再現性比試驗室的再現性差。

現場測試分為三種情況： 一種， 是在線測試測試設備不停止運行；一種，是停機測試被測試設備停止運行；第三種，為脫機測試將被測部件從運行現場取出放到專用的測試裝備上進行測試。 從測試技術角度上說后二者更容易進行各種測試;對于復雜系統來說往往故障和問題需要在設備運行時才能發現和定位必須進行在線測試。 究竟采取哪種方式進行現場測試取決于故障狀況和實際應用是否允許立即停機。

現場測試和試驗室測試的最大區別就是測試設備難以安裝和連接：線路板封閉在機箱中測試信號線很難引入即使設備外殼上留有測試插座測試信號線也需要很長傳統的在線仿真器在現場測試中無法使用。 另一方面，現場往往沒有實驗室里的各種測試儀器和設備因此必須有更好的方法和手段來完成測試。

4.1 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場地、試驗環境品、試驗測試程序等幾個方面來推斷。

4.1.1 試驗場地的選擇

對于場地的選擇還要遵循一定的原則即如果要考核可靠性水平不低于某一指標時應選擇最嚴酷的試驗場地如果是為了測定正常使用條件下的可靠性水平則應選擇：工作環境最為典型的試驗場地如果為了提供可靠的可比性資料則應選擇有著相同或近似的試驗條件的場地。

4.1.2 試驗環境的選擇

由于電控產品的工況差異很大選擇了非惡劣的場地設備工作在一般應力下以保證測試的客觀性。

4.1.3 試驗產品的選擇

這方面的特點要有典型性。 包含的品種也很多造紙機電控設備、紡織機電控設備、礦井提升機電控設備。 從性質上講產品屬性有大型設備、中小型設備。 從工作運行情況看既有連續運行設備又有間斷運行設備。

4.1.4 試驗的測試程序

要有一個統一的試驗程序并由現場試驗人員嚴格執行。如試驗起始結束時間時間間隔的確定數據的采集各種性能指標的記錄保障情況的汜錄保障的排除等都應有嚴格規范這樣才能保證測試的準確性、可信性。

4.1.5 試驗的組織工作

這是試驗工作中關鍵的一環要有一個高效、嚴密的組織機構它肩負著對各分散試驗場地的管理、組織工作。 對試驗數據的收集、整理工作。 對試驗人員的選定試驗工作的協調試驗報告的分析及至最后試驗結果的判定工作還要通過這個組織把現場工程師、可靠性設計工程師、制造工程帥聯系在-起。 我們的工作開展就是由行業歸口牽頭由科研管理人員、行業管理人員、試驗人員共同組織了一個管理機構對現場的測試進行全面管理這樣會收到比較好的效果。

4.2 現場可靠性測試目的

4.2.1 收集現場可靠性數據進行可靠性評估為制定合理的町靠性考核指標提供依據

4.2.2 收集現場的可靠性數據經過數理統計后得到可靠性數據指標

4.2.3 收集設備上元器件的可靠性數據為今后元器件的使用提出可靠性指標

4.2.4 對設備的壽命特性進行考查可幫助確定出廠時設備進行的烤機時間。 收集現場的設備維修性數據進行維修性評估

4.3 現場可靠性試驗的條件

試驗方法首先要求設備生產管理制度比較完善工藝條件比較穩定和成熟元器件進貨渠道比較正規制造的產品有品質保證對于用戶工廠被測試沒缶的使用廠要求設備的工作條件符合產品的技術標準最好是用戶使用的電控及自動化設備量比較多一些以使統計數字更為可靠。

4.4 可靠性數據統計分析

依據收集到的可靠性數據按照電控設備可靠性指標體系的要求進行統計計算有關可靠性特征根據收集的數據通過統計計算表明典型的國產電控及自動化設備的平均無故障工作時間。

5 結論

綜上所述，由于電控及自動化設備特殊性產量小品種多，對其進行試驗室測試有一定的困難，所以采用現場測試比較實際但現場測試也有缺點。因此搞一些試驗室測試并且通過對試驗室測試所獲得的可靠性數據與現場可靠性測試所獲得數據進行比較，可更準確地判定設備的可靠性程度。 總之現場可靠性試驗適合我國的國情，試驗室試驗是未來發展的方向。

［1］張志民.對電氣自動化控制設備可靠性的認識[J].廣東科技,2011,20(4).

［2］郭書祥,呂震宙.檢修事件的概率分析與結構的維修可靠性[J].應用數學和力學,2000,21(3).

［3］周志敏,孫曉波.淺析電氣設備可靠性設計[J].電氣開關,2003,41(1).

［4］沈維陽.工業企業電氣設備可靠性診斷和維修[J].現代商貿工業,2007,19(6).