宋滿根

[摘要]對(duì)電控及自動(dòng)化控制的可靠性測(cè)試實(shí)驗(yàn)方法作縱向的比較和較為詳盡的分析。

[關(guān)鍵詞]電氣自動(dòng)化設(shè)備測(cè)試

中圖分類號(hào):TP3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1671-7597(2009)1120025-01

關(guān)于不斷提高帶有半導(dǎo)體器件的電氣傳動(dòng)及自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性,一直是業(yè)界人士十分關(guān)心的問題。對(duì)此,國(guó)家有關(guān)部門根據(jù)我國(guó)現(xiàn)狀,提出了電控及自動(dòng)化設(shè)備的可靠性測(cè)試方法,在現(xiàn)階段使用的測(cè)試試驗(yàn)方法主要有:試驗(yàn)室測(cè)試方法;保證試驗(yàn)方法;現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方法。通過對(duì)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性的測(cè)試,可以指導(dǎo)設(shè)計(jì)和工藝的改進(jìn)。

一、可靠性測(cè)試的主要方法

要取得電控及自動(dòng)化設(shè)備的可靠性等征量定量地評(píng)價(jià)其水平,首先要決定一個(gè)測(cè)試方法,根據(jù)國(guó)家電控配電設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心提出的測(cè)試方法,當(dāng)前常用的可靠性測(cè)試方法主要有以下幾種。

(一)試驗(yàn)室測(cè)試方法。在試驗(yàn)室內(nèi),用一種規(guī)定的可控的工作條件和環(huán)境條件,模擬現(xiàn)場(chǎng)的使用條件,使被測(cè)設(shè)備如同現(xiàn)場(chǎng)所遇到的環(huán)境應(yīng)力進(jìn)行試驗(yàn),將累計(jì)的時(shí)間和累計(jì)失效數(shù)等其它數(shù)據(jù)通過數(shù)理統(tǒng)計(jì)得到可靠性指標(biāo)這是一種模擬可靠性試驗(yàn),這種試驗(yàn)方法試驗(yàn)條件易于控制所得數(shù)據(jù)質(zhì)量高所得試驗(yàn)結(jié)果可以再現(xiàn),可以分析,但受試驗(yàn)條件的限制很難得到與真實(shí)情況相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù),同時(shí)試驗(yàn)費(fèi)用昂貴,由于這種試驗(yàn)一般都需要較多的試品,所以還要考慮到被試產(chǎn)品的生產(chǎn)批量與成本因素,因此這種試驗(yàn)方法比較適用于大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品。

(二)保證實(shí)驗(yàn)方法。該方法是在產(chǎn)品出廠前將產(chǎn)品在規(guī)定條件下進(jìn)行無(wú)故障的工作試驗(yàn),俗稱烤機(jī),我們研究的電控設(shè)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(jī)的,多樣化的形式來顯現(xiàn)出來的,因此它的故障服從指數(shù)分布,也就是說它的失效率具有隨著時(shí)間變化的特性。我們?cè)谠囼?yàn)室內(nèi)對(duì)出廠前的產(chǎn)品進(jìn)行烤機(jī),實(shí)際上就是對(duì)產(chǎn)品的早期失效進(jìn)行測(cè)試考核,通過對(duì)產(chǎn)品的改進(jìn),使失效率達(dá)到某一項(xiàng)規(guī)定指標(biāo)后再出廠。這項(xiàng)試驗(yàn)主要是一種可靠性保證試驗(yàn),而且所需的時(shí)間長(zhǎng),對(duì)大量生產(chǎn)的產(chǎn)品來說,它只能用于設(shè)備的樣本,對(duì)小量,大系統(tǒng)生產(chǎn)的產(chǎn)品來說,它可用于所有產(chǎn)品。這種試驗(yàn)方法對(duì)電路復(fù)雜,町靠性要求較高臺(tái)數(shù)又少的電控及自動(dòng)化設(shè)備比較適用。

(三)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方法。通過對(duì)設(shè)備在使用現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行的可靠性測(cè)試記錄各種可靠性數(shù)據(jù),然后根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法得出設(shè)備可靠性指標(biāo)的一種方法。該方法的特點(diǎn)是試驗(yàn)需要的試驗(yàn)設(shè)備比較少,工作環(huán)境真實(shí),其測(cè)試所得數(shù)據(jù)能真實(shí)反映產(chǎn)品,在實(shí)際使用情況下的可靠性,維護(hù)性等參數(shù),且需要的直接費(fèi)用少,受試設(shè)備可以正常工作使用。不利之處是不能在受控的條件下進(jìn)行試驗(yàn)、外界影響因素繁雜,不可控,試驗(yàn)條件的再現(xiàn)性比試驗(yàn)室的再現(xiàn)性差。

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試分為三種情況:一種是在線測(cè)試,測(cè)試設(shè)備不停止運(yùn)行;一種是停機(jī)測(cè)試,被測(cè)試設(shè)備停止運(yùn)行;第三種為脫機(jī)測(cè)試,將被測(cè)部件從運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)取出,放到專用的測(cè)試裝備上進(jìn)行測(cè)試。從測(cè)試技術(shù)角度上說,后二者更容易進(jìn)行各種測(cè)試;對(duì)于復(fù)雜系統(tǒng)來說,往往故障和問題需要在設(shè)備運(yùn)行時(shí)才能發(fā)現(xiàn)和定位,必須進(jìn)行在線測(cè)試。究竟采取哪種方式進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試,取決于故障狀況和實(shí)際應(yīng)用是否允許立即停機(jī)。

二、可靠性測(cè)試方法的選擇

如何選擇可靠性測(cè)試方法,可以從實(shí)踐場(chǎng)地、試驗(yàn)環(huán)境、試驗(yàn)產(chǎn)品、試驗(yàn)測(cè)試程序等方面來推斷。

(一)試驗(yàn)場(chǎng)地的選擇。場(chǎng)地的選擇原則,即如果要考核可靠性水平不低于某一指標(biāo)時(shí)選擇最嚴(yán)酷的試驗(yàn)場(chǎng)地,如果是為了測(cè)定正常使用條件下的可靠性水平,則應(yīng)選擇工作環(huán)境最為典型的試驗(yàn)場(chǎng)地,若為提供可靠的可比資料,則應(yīng)選擇有相同或近似的試驗(yàn)條件場(chǎng)地。

(二)試驗(yàn)環(huán)境的選擇。由于電控產(chǎn)品的工況差異很大,選擇了非惡劣的場(chǎng)地,設(shè)備工作在一般應(yīng)力下,以保證測(cè)試的客觀性。

(三)試驗(yàn)產(chǎn)品的選擇。這方面的特點(diǎn)要有典型性。包含的品種也很多,造紙機(jī)電控設(shè)備、紡織機(jī)電控設(shè)備、礦井提升機(jī)電控設(shè)備。從性質(zhì)上講,產(chǎn)品屬性有大型設(shè)備、中小型設(shè)備。從工作運(yùn)行情況看,既有連續(xù)運(yùn)行設(shè)備又有間斷運(yùn)行設(shè)備。

(四)測(cè)試程序及組織工作。試驗(yàn)的測(cè)試程序:要有統(tǒng)一的試驗(yàn)程序,如實(shí)驗(yàn)起始結(jié)束時(shí)間,時(shí)間間隔的確定,數(shù)據(jù)的采集,各種性能指標(biāo)的記錄,保障情況的記錄,故障的排除等,都應(yīng)有規(guī)格規(guī)范,并由現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)人員嚴(yán)格執(zhí)行。以保證測(cè)試的準(zhǔn)確性、可信性。試驗(yàn)的組織工作:要有高效、嚴(yán)密的組織機(jī)構(gòu),對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)收集、整理。對(duì)試驗(yàn)人員的選定,試驗(yàn)工作的協(xié)調(diào),試驗(yàn)報(bào)告的分析,及至最后試驗(yàn)結(jié)果的判斷工作,還要通過這個(gè)組織把現(xiàn)場(chǎng)工程師、可靠性設(shè)計(jì)工程師、制造工程師聯(lián)系在一起。其工作開展是通過組織的管理機(jī)構(gòu),對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)試進(jìn)行全面管理,這樣會(huì)收到比較好的效果。

三、現(xiàn)場(chǎng)可靠性測(cè)試方法

現(xiàn)場(chǎng)可靠性測(cè)試方法是一種較為實(shí)用的測(cè)試方法,通過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試,可以收集數(shù)據(jù),對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)分析,得出故障工作時(shí)間,做為評(píng)估和制定考核指標(biāo)的依據(jù)。

(一)現(xiàn)場(chǎng)可靠性測(cè)試目的。1.收集現(xiàn)場(chǎng)可靠性數(shù)據(jù),進(jìn)行可靠性評(píng)估,為制定合理的町靠性考核指標(biāo)提供依據(jù)。2.收集現(xiàn)場(chǎng)的可靠性數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)理統(tǒng)計(jì)后得到可靠性數(shù)據(jù)指標(biāo)。3.收集設(shè)備上元器件的可靠性數(shù)據(jù),為今后元器件的使用提出可靠性指標(biāo)。4.對(duì)設(shè)備的壽命特性進(jìn)行考查,可幫助確定出廠時(shí)設(shè)備進(jìn)行的烤機(jī)時(shí)間。5.收集現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備維修性數(shù)據(jù),進(jìn)行維修性評(píng)估。

(二)現(xiàn)場(chǎng)可靠性試驗(yàn)的條件。試驗(yàn)方法首先要求設(shè)備生產(chǎn)廠管理制度比較完善,工藝條件比較穩(wěn)定和成熟,元器件進(jìn)貨渠道比較正規(guī),制造的產(chǎn)品有品質(zhì)保證,對(duì)于用戶工廠,被測(cè)試設(shè)備的使用工廠,要求設(shè)備的工作條件符合產(chǎn)品的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),最好是用戶使用的電控及自動(dòng)化設(shè)備量比較多一些,以使統(tǒng)計(jì)的數(shù)字更為可靠。

(三)可靠性數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。依據(jù)收集到的可靠性數(shù)據(jù),按照點(diǎn)控設(shè)備可靠性指標(biāo)體系的要求進(jìn)行統(tǒng)計(jì),計(jì)算有關(guān)可靠性特征,根據(jù)收集的數(shù)據(jù)通過統(tǒng)計(jì)計(jì)算表明,典型的國(guó)產(chǎn)電控及自動(dòng)化設(shè)備的平均無(wú)故障工作時(shí)間。

四、結(jié)論

試驗(yàn)室測(cè)試并且通過對(duì)試驗(yàn)室測(cè)試所獲得的可靠性數(shù)據(jù)與現(xiàn)場(chǎng)可靠性測(cè)試所獲得數(shù)據(jù)進(jìn)行比較更準(zhǔn)確地判定設(shè)備的可靠性程度。因此筆者認(rèn)為試驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)是未來發(fā)展的方向。

參考文獻(xiàn):

[1]徐平、李金燦,電控及自動(dòng)化設(shè)備可靠性工程技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1997.