電氣自動化控制設備的可靠性分析

黃東 汪成志

（國網安徽省電力公司潛山縣供電公司 安徽潛山 246300）

電氣自動化控制設備的可靠性分析

黃東 汪成志

（國網安徽省電力公司潛山縣供電公司 安徽潛山 246300）

隨著現代科技技術的不斷進步，電氣自動化水平也在進一步提升，但目前我國的電氣自動化還處于初期階段，因此其可靠性問題仍然突出。想要有效提升電氣自動化控制設備的可靠性就必須要不斷對各類設備進行實驗，衡量其質量是否合格，以此保證電氣自動化在我國的發展。本文即是對電氣自動化控制設備的可靠性進行研究，探討了目前我國電氣自動化控制設備可靠性的現狀，并對可靠性測驗方法的種類進行闡述，就某企業可靠性測試方法的選擇方案進行研究，以期能為相關工作提供參考。

電氣自動化；控制設備；可靠性；測試

電氣自動化控制設備能夠按照已經設定的程序內容進行自動化操作、監控等，這樣就能夠保證在無人監管或少量人員監管情況下進行生產工作。現代國內各行業當中均廣泛應用了電氣自動化控制設備，其能夠有效減少勞動力成本，增加企業生產效力和運作效率。但這類設備必須保證可靠的運行穩定性，而這需要相關人員進行反復的測試和衡量才能夠保證。

1 目前我國電氣自動化控制設備可靠性的現狀

1.1 工作環境多樣化

不同的生產行業當中設備運行的環境也存在著較大的差異，很多生產行業當中設備的運行環境極差，因此電氣自動化控制設備必須能夠有效面對多種惡劣的工作環境。國內很多生產企業在設備運行時并未采取嚴格的保護措施，而這也使得自動化控制設備會受到多種環境的影響，包括電磁干擾、大氣污染、振動損耗、沖擊損耗、濕度腐蝕等，如果設備長期處于這種工作環境中，那必然會導致內部元件老損，引發設備問題。

1.2 檢修人員素質不佳

電器自動化控制設備本身屬于高精密儀器，在檢修過程中需要維護人員掌握大量的專業知識，并且需要熟練的操作技巧，這樣才能夠保證設備不被損壞。但現在很多的檢修人員對于這方面技術掌握能力較差，并且操作水平不夠熟練，使得設備的可靠性逐漸降低，影響整個生產系統的穩定。

1.3 元件質量問題

電氣自動化控制設備的元件生產常見數量較多，并且大多數集中在我國南方地區，其中很多生產廠家的規模較小，以生產配件為主，這些小規模廠家的質量監督體系缺乏，無法有效保證元件的質量問題。同時，現代很多元件生產廠家之間會發生惡意競爭行為，導致元件價格不斷下壓，也使得購買方在采購時只注重價格優勢，而忽略了質量對于設備運行可靠性的影響，嚴重降低了電氣自動化控制設備的安全性。

2 電子自動化控制設備可靠性的測驗方法

2.1 實驗室測驗法

這種測驗方法主要是對設備運行的可靠性進行模擬測驗，對生產場所內可控條件和環境進行準確的模擬，使控制設備所處的運行環境更加接近于真實運行環境，進而記錄設備失效的時間、故障種類、不穩定性原因等各類數據，從而分析控制設備運行的可靠性。這種檢驗方法的優勢在于測驗過程中環境因素容易掌握，測驗的數據準確性較高，并且該測驗的結果等同于實際運行環境的再現，因此可信度較高。但這種測驗方式也有其弊端，其一就是測驗的條件需嚴格按照實際運行條件進行模擬，而這就需要在實驗前進行大量的調查，所需要的測驗品數量較大，也就意味著整體測驗成本大幅度上升。因此這種測驗方式僅適用于大批量生產的產品，對于小規模廠家不適合。

2.2 現場測驗方法

這種方法并不是在實驗室內搭建模擬測驗環境，而是直接在生產現場環境進行測驗，因此這種測驗方法的主要優勢就是所得數據是實際設備運行數據的準確反映。這種測驗方式由于不需要布置測驗環境，因此測驗品數量相對較低，所需要投入的測驗成本也就較低。根據實際測驗方法不同，自動化控制設備現場測驗還分為三種不同的類型，如圖1所示。

從圖1當中可以看出其主要分為在線測試、停機測試以及脫機測試。其中在線測試就是指在整體設備運行過程中對運行數據進行測驗和記錄；停機測試則主要指的是在設備暫停運行狀態下進行數據記錄；脫機測試則需要將整體自動化控制設備拆分為各控制設備，并利用專業的檢測儀器對各設備進行分別檢查。在實際操作時，如果該自動化控制設備構造較為復雜，就需要利用在線測試方法對故障點進行有效定位，但停機測試和脫機測試操作更加簡便，數據得出速度較快。該測驗方法雖然得出的數據準確性較高，但相對于實驗室測驗法，其不具備先進的測量儀器，這就對檢驗人員自身的操作水平和經驗有很高的要求。同時，在現場測驗設備安裝時，由于其線路板是被封在機箱內的，因此很難導入信號，需要較長的信號線與預留的測試插座進行連接，并且無法使用在線模擬設備。

圖1 電氣自動化控制設備現場測驗法構成示意圖

2.3 保證測驗法

保證測驗法也就是在人為規定條件下進行的無故障運行測驗，規定的條件是根據長期積累的經驗而定，并不一定符合購買廠家的生產環境條件。其所產生的測試數據對于客戶來說隨機性較大，故障表現類型較多。因此這種測驗方式一般是檢查控制設備早期的失效情況，并對其進行不斷的改進，保證設備出廠時能夠具有較高的可靠性。這種測驗方法由于所得結果隨機性較大，因此需要很長的測驗周期，對于大規模生產廠家來講，其僅能夠被應用在樣品的檢測過程中，而這也就縮小了可靠性測驗范圍，并不能保證整體質量。但這種測驗方法相對簡單，對于檢驗人員技術要求較低，因此可以大范圍使用。

3 電氣自動化控制設備可靠性測驗方法的選擇

某生產企業位于我國深圳，其專門生產電氣自動化控制設備，生產規模較大，并形成了設備可靠性測驗方法選擇的完善流程，其具體如圖2所示。

圖2 可靠性測驗方法條件確定示意圖

主要從實驗場所、實驗環境、待測產品以及實驗程序這四個步驟進行測驗方法的選擇。

（1）在實驗場所選擇時應充分結合該設備測試的目標。如果僅需要對該控制設備正常運行指標進行測驗，那么就可以根據實際情況選擇具有代表性的工作環境進行模擬實驗；而如果該測驗的數據必須超過某一特定值時，則需要選擇更加高標準的測驗環境；如果客戶對該測驗所得數據的準確性有著較高的要求，那么就應該由該企業業務人員與客戶進行溝通，由客戶提供其廠房生產環境數據，并由第三方檢驗機構提供實驗室場所進行模擬實驗室試驗或在客戶同意的前提下進行現場測驗，測驗中的經費由雙方協商承擔。

（2）在測驗環境選擇時如非必要，則不選擇惡劣的測驗環境，這主要是保證設備能夠在早期穩定運行，為測驗提供更多的有效數據，并且所得數據是該設備正常運行數據，準確率較高，可參考性較強。

（3）在選擇電氣自動化控制設備可靠性測驗產品時，該公司一般會挑選優勢較強，并具有生產公司主要特征的產品進行測驗，其穩定性有較強的保障。并且根據控制設備本身的體積分為大型設備測驗和中小型設備測驗兩種。同時，該生產企業還為客戶提供了兩種不同的測驗模式：①能夠獲得連續運轉狀態下設備數據的連續測驗；②能夠獲得正常運行狀態下設備數據的間斷測驗。測驗方式主要由客戶進行自主選擇，并將其寫入雙方的購買合同當中，以保障雙方的合法權益。

（4）實驗程序的確定需要由該企業的檢驗人員和第三方檢驗人員共同確定，第三方人員是由企業和客戶共同選擇的，這樣可以有效保障測驗結果的有效性。其程序一般包括測驗起始時間記錄、自控設備種類確定、設備連接、測驗數據記錄、設備運行保障措施、故障應激方案實施等。

4 結語

電氣自動化控制設備的可靠性影響著現代生產企業效率，必須合理選擇相應的測驗方法，并根據設備制造企業和購買企業的實際情況進行確定。

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2015-12-20