電氣自動化控制設備可靠性的測試方法及對策分析

朱立鋒

摘 要：電氣自動化能夠依照預先設定的程序或者計劃實現操作、控制以及監視等功能在無人或者少人狀態下的自動運行。尤其是在今天，微電子技術、計算技術、智能技術以及機械電子技術發展迅速，電氣自動化控制設備已經在我國的各個經濟行業中得到了廣泛應用。

關鍵詞：電氣自動化；控制設備；可靠性分析

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。

1 電氣自動化控制設備可靠性的現狀

1.1 工作環境多樣，操作維護不當

不同的行業具有的工作環境，有些工作環境甚至是非常惡劣的。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、厭惡等，這些不利的環境因素會嚴重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。

1.2 設備元器件質量不合格

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。通常而言，生產設備元器件的廠家規模較小，質量管理體系不健全，其元器件質量便很難合格；另外，在市場經濟體制下，元器件廠家之間的惡性競爭會讓部門廠家只重視“價格優勢”，罔顧產品質量，導致電氣自動化控制設備的可靠性指標偏低，影響設備的正常安全工作。

2 電氣自動化控制設備可靠性的測試方法

2.1 可靠性的現場測試

該測試方法主要是在電氣自動化控制設備運行的過程中進行控制，以檢驗其可靠性。進行測試時，需要認真、詳細地記錄各種數據、并對數據進行數理統計和計算、編制設備可靠性的具體指標，比較真實地評估設備運行的可靠性。該測試方法需要是測試設備相對較少，但是能夠比較真實地反應設備的真實性能（真實工作環境之下的工作性能），而且測試成本比較低，不會設備工作連貫性產生不利的干擾。然而此種測試方法的缺點也需要我們注意，即易受外界條件干擾、易受受控條件限制、再現條件較差等。

2.2 可靠性的保證試驗

保證試驗方法俗稱烤機，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。保證實驗方法的不同于實驗室測試方法，因為電控設備通常是由大量的元器件構成的，因此它的故障以隨機性和多樣性的形式表現，而不是以幾種故障為主表現出來的，隨著時間變化是保證試驗方法失效率所具有的特性，服從指數分布。烤機就是對產品的早期失效進行測試考核，通過改進使產品的失效率在出廠前達到指標。保證試驗所需的時間較長，對于小數量、大系統生產的產品而言，它適用于所有產品，但是對于大量生產的產品而言，只能用于設備的樣本。

2.3 可靠性的試驗室測試

該測試方法模擬了電氣自動化控制設備的各種工作條件和工作環境，力求測試所需的外力影響與現場所受環境應力的相同。試驗中需要記錄試驗時間、失效次數等數據，待測試完成之后進行統計分析，并根據統計分析的結果來編制設備的可靠性指標。此種測試方法具有如下優點；易控制試驗條件、試驗所得數據質量較高、試驗結果允許再現等；但是其缺點也不容忽視，即測試成本巨大、試品數量較多、試驗條件限制性較高等。所以，此種方法特別適用于批量生產的設備。

3 提高控制設備的可靠性對策

要提高電氣自動化控制設備的可靠性，必須根據控制設備的特點，采用相應的可靠性設計方法，從元器件的正確選擇與使用散熱防護、氣候防護等入手，使系統可靠性指標大大提高。

在控制設備設計階段，研究產品與零部件技術條件，分析產品設計參數，研討和保證產品性能和使用條件，正確制定設計方案；其次，根據產量設定產品結構形式和產品類型。為產量的大小決定著生產批量的規模，生產批量不同，其生產方式類型也不同，因而其生產經濟性也不同；同時，運用價值工程觀念，在保證產品性能的條件下，按最經濟的生產方法設計零部件；在滿足產品技術要求的條件下，選用最經濟合理的原材料和元器件，以求降低產品的生產成本；全面構思，周密設計產品的結構，使產品具有良好的操作維修性能和使用性能，以降低設備的維修費用和使用費用。

從生產角度來說，設備中的零部件元器件，其品種和規格應盡可能少，盡量使用由專業廠家生產的通用零部件或產品，立足于使用國產材料和來源多、價格低的材料；設備（含零部件）的加工精度要與技術條件要求相適應，不允許無根據地追求高精度，在滿足產品性能指標的前提下，其精度等級應盡可能低，裝配也應簡易化，盡量不搞選配和修配，力求減少裝配工人的體力消耗，便于自動流水生產。

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。只有在設計上給予充分的重視，采取各種技術措施，同時，在使用過程中按照流程操作及時保養，才會有滿意的成果。

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）.