自動化儀表可靠性的相關問題分析

張斌 李利紅 劉曉

摘 要：隨著經濟建設的快速發展，自動化儀表在工業生產中得到了廣泛的應用，在提高生產效率，保證生產質量方面起到了重要的作用。自動化儀表在運行的過程中，其可靠性對于生產具有重要的影響。自動化儀表的選型、運行環境、日常維護等因素都會對可靠性有所影響，所以要根據運行的具體環境而具體分析。文章對于自動化儀表可靠性的相關問題進行了分析，對于提高自動化儀表運行的可靠性具有重要的意義。

關鍵詞：自動化儀表；可靠性；評價指標

引言

自動化儀表是科學技術進步的體現，在人們的日常生活以及工業生產中得到了廣泛的應用。隨著工業生產的進步，自動化儀表逐漸向智能化和精細化的方面發展，在可靠性方面也逐漸提升。由于受到各種因素的限制會影響到測量的可靠性，所以要對影響原因進行分析，從而不斷的改善，提高測量的可靠性。根據自動化儀表運行的環境不同，要有針對性的分析影響因素，進而制定出解決的策略。

1自動化儀表產品可靠性的概念

1.1 自動化儀表可靠性概述

在工業生產中，需要對生產的產品進行性能檢測，以保證產品的質量符合規定的標準要求。而自動化儀表是人們進行科學實驗以及對生產過程的參數進行檢測的重要工具，通過自動化儀表的測量，可以檢測到產品的各項性能參數，從而確定產品質量是否符合標準。關于產品的質量問題，一是其性能是否能夠滿足工業生產的基本功能，二是在連續生產應用的過程中，是否能夠滿足持續性功能，也就是說在連續運行的過程中，能夠持續穩定的運轉，這就是可靠性特征。產品的技術性能與運行的可靠性是密切相關的，二者互相影響。

1.2 儀表可靠性研究的必要性

隨著工業生產的快速發展，企業的生產規模逐漸擴大，對于生產水平的要求不斷提升。而工業生產是一個復雜而系統的過程，一個產品的成型需要歷經多道工序才可以完成，而在生產的過程中，為了保證產品的生產質量，需要自動化儀表對其生產過程進行監控。在每道生產程序中都需要布控儀表，對產品的工藝參數進行測量，從而保證生產的質量。在整個生產工藝的過程中，所布控的自動化儀表數量非常多，如果儀表出現故障的幾率較高，致使儀表的可靠性降低，將會直接影響到生產過程的安全性和產品的質量。所以為了保證產品的生產質量和工業生產的穩定性，要不斷的完善自動化儀表的可靠性。

2 自動化儀表可靠性分析

2.1 可靠性的要素分析

在對自動化儀表的可靠性分析中，主要是分為自身因素以及外界環境因素兩部分。對于自身因素來講，在生產和使用的過程中，影響可靠性的因素可以是某幾個簡單的零部件故障，也可能是系統中的程序故障。在其運行的過程中，如果可以確保測量的對象能夠滿足功能性需求和持續性功能需求，即可稱為具有可靠性。在儀表使用的過程中，會受到運行環境的影響，尤其是對于精密度較高的儀表影響更大。環境的溫濕度、維護管理的技術水平、儀表的使用頻率以及操作者的水平等，都會對儀表運行的可靠性有所影響。所以，為了確保自動化儀表的可靠性運行，要綜合全面的因素來綜合考慮，提高儀表的可靠性。

2.2 儀表選型的可靠性考慮

2.2.1 儀表的選型，通常的方法只考慮性能和價格兩項指標（性能價格比），而對可靠性僅作為性能中的一部分定性考慮當有兩種同性能的儀表，分別在價格和可靠性上各顯優越性時，從中選何者，難以有更多理由。這里試圖從經濟角度來看待可靠性，使之具有經濟可比性，從而選出真正經濟化的儀表設備。至于儀表故障有可能導致事故的損失，本應包括在使用費中，但在工業生產中這種損失是難以估計的，由于我們研究的是工程建設投資初期進行設備選型的問題，故不計及這部分損失，如果儀表所處地位確實有可能因故障導致事故的話，也只有低可靠儀表發生的概率大，損失的可能也大，如果在這種條件下選型可靠性予以充分的考慮，不涉及事故導致的損失電不會影響選型比較的結果的正確性。

2.2.2 可靠性與維修費用

衡量儀表可靠性的主要參數是平均無故障工作時間MTBF值，其值愈大，故障率愈低而平均年維修費用愈少。根據一般儀表設備的故障情況，若使用在某一年限T內，其故障率較低、較穩定，平均年維修費用現值近似為常量，但超過此年限使用時，其故障率隨使用時間增加，使維修費用大大增加，降低了儀表運行完好率，對生產造成不良影響，繼續使用已得不償失。我們稱這一年限為儀表的經濟使用壽命，超過此年限的使用階段為惡性使用階段。

2.2.3 選型應用

風險系數琺：風險系數琺是根據待比較的兩儀表的M值，算得各自的經濟使用壽命T1，T2，設T1>T2，則以N=T為使用時間，后者就有一段時間工作在惡性使用階段，定出其惡性使用風險系數a，計算出各自的總維修費用現值，比較兩儀表在N年內的C，取其小者，則得出經濟化的選擇。

3 儀表的可靠性評價指標

3.1 可靠度

可靠度是指零部件或系統在規定的條件下和規定的時間內，能正常行使功能的概率。

3.2 故障率

故障率系指零件、產品、系統工作到t時刻后在單位時間內故障的概率，它反映了研究對象在任一瞬時故障概率的變化趨勢。

3.3 平均壽命

平均壽命對不可修與可修的零部件或系統其含義不同。

3.4 維修度

維修度系指可修的系統、機器或零部件等在規定的條件下和規定的時間內完成維修的概率。維修度與可靠度相對比知它們均是時間的函數，且都是用概率來度量的，用曲線的形式表達。但它們之間具有不同點，即維修度還與人的因素有關。

3.5 修復率

一般情況下，修復率是維修時間t的函數，用μ（t）表示，它表示t時刻處于故障狀態的機械系統單位時間內被修復的概率，也稱為瞬時修復率。其定義為：在規定的條件下和規定的時間內，機械系統在規定的維修級別上被修復的故障總數與此級別上修復性維修總時間之比。

3.6 平均維修時間

現場維修時間包括預防維修時間、維修準備時間和修復性維修時間，其平均值稱為平均維修時間。

4 結束語

隨著市場競爭的日益激烈，對于企業的發展提出了更大的挑戰，為了應對競爭的壓力，企業的生產規模不斷擴大，對產品的生產質量有了更高的要求。產品的生產過程是一個系統而復雜的過程中，為了保證產品的生產質量，需要利用自動化儀表對其進行全程的監控，以確保符合規范的標準要求。在此過程中，自動化儀表的可靠性至關重要，一旦出現故障，將會直接影響到產品的質量。而影響自動化儀表可靠性的因素有很多種，需要根據實際狀況有針對性的采取措施。這就需要工作人員要對影響因素的類型和特征進行綜合分析，進而制定出防范措施，減少故障的發生幾率，并且在發生故障時能夠及時處理，減少經濟損失，提高產品的生產質量。

參考文獻

[1]李春霞，賀孝珍.智能化儀器儀表可靠性技術研究及應用[J].自動化與儀器儀表，2007.

[2]涂沖，梁雨辰，王睿.關于自動化儀表的可靠性分析[J].黑龍江科技信息，2012.

[3]畢文偉，王連威，畢文輝.儀器儀表可靠性分析方法[J].儀器儀表用戶，2004.