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        電氣傳動及自動化控制設備可靠性測試方法的探討

        2013-08-15 00:49:27周業(yè)元
        中國新技術新產(chǎn)品 2013年12期
        關鍵詞:電氣傳動測試方法可靠性

        周業(yè)元

        (中冶賽迪工程技術股份有限公司,重慶 400013)

        隨著自動化水平的不斷提高,怎樣提高電氣傳動及自動化控制設備可靠性一直以來都是生產(chǎn)廠以及廣大用戶們關心的焦點問題。在此基礎上,國家的電控及配電設備的質(zhì)量監(jiān)督中心按照我國現(xiàn)階段的基本國情以及實際情況,針對其可靠性問題,提出了相關測定與試驗的具體實施方法以及方案。進而,在電氣自動化的可靠性問題上取得了巨大的突破,對于發(fā)現(xiàn)影響電氣傳動及自動化控制設備可靠性的一系列有關因素,具有十分重要的作用,與此同時,對于改進與完善設備的設計工藝有著積極的指導意義。

        1 可靠性概念

        通常在國際上一般將可靠性定義為:在規(guī)定相關環(huán)境與時間的情況下,可以按時達到規(guī)定的有關功能的一種能力。這個定義不僅是針對某一臺具體設備或者某一個具體系統(tǒng),還能夠適用在某一個具體單元。由于產(chǎn)生故障會帶有一定隨機性,因此,往往用“概率”來表示其有關的特性。

        2 可靠性測試方法

        2.1 實驗室測試

        實驗室測試就是指在實驗室內(nèi)開展的測試,這樣的測試方法是根據(jù)有關規(guī)定,利用某些易于控制的條件或者環(huán)境,模擬設備能夠正常運行的過程中所需要的相關條件,使設備就好像真的在使用現(xiàn)場的應力情況一樣開展的試驗,而后記錄并統(tǒng)計累計失效數(shù)和所用時間等一系列的數(shù)據(jù),進一步得到設備具體的可靠性指標。

        2.2 保證試驗

        保證試驗是指設備在出廠前一定要進行的無故障性的測試,通常被稱之為“烤機”。這樣的測試方法是對于設備的可靠性開展的確保試驗,需要很長的時間,對于生產(chǎn)量比較大的設備來說,只能采取對其樣品開展相關試驗的方法進行檢測。與此同時,這種方法比較適合應用在電路相對比較復雜、生產(chǎn)數(shù)量比較大以及可靠性要求比較高的設備測試實驗中。

        2.3 現(xiàn)場測試

        現(xiàn)場測試是指使用現(xiàn)場條件與環(huán)境對自動化設備開展的可靠性測試,通過記錄、分析以及統(tǒng)計各種試驗數(shù)據(jù),得到設備可以正常運行的基本可靠性指標?,F(xiàn)場測試一般包含三種情況,一是在線測試,在測試過程中,設備可以正常運行使用;一是停機測試,在測試過程中,設備一定要停止使用;另外就是脫機測試,是指將需要測試的設備或部件從整個系統(tǒng)的運行過程中除去,放置于專用的測試設備上開展測試活動。雖然這種方法的工作環(huán)境相對來說比較真實一些,并且測試設備數(shù)量相對較少,獲取的數(shù)據(jù)能夠準確的反映設備的可靠性能,但是在測試過程中外界各種因素的干擾是控制不了的,重復實驗的條件也相對比較差。這三種不同測試方法在應用中各有特點,這就需要在對自動化設備開展可靠性測試時,一定要嚴格按照實際的條件情況選擇適當?shù)臏y試方法,并且對測試有關問題實施嚴格規(guī)范。

        3 可靠性測試方法的選擇

        3.1 測試的環(huán)境

        測試的相關環(huán)境選擇對測試的結(jié)果有著十分重要的影響。電氣傳導產(chǎn)品無論是在工藝方面、規(guī)格方面還是質(zhì)量方面,都存在著很大的差異。所以一定要根據(jù)測試產(chǎn)品的具體情況進行選擇測試的環(huán)境,以確保測試的客觀性。比如設備工作的環(huán)境溫度、濕度、氣候和海拔高度等。

        3.2 測試的場地

        測試場地的選擇是有規(guī)律可循的。假如對于產(chǎn)品可靠性的水平要求比較高并且比較嚴格或產(chǎn)品實際的應用環(huán)境相對比較惡劣的時候,一定要選擇要求最為嚴格的測試場地。假如是測試一般情況下設備能夠正常使用的可靠性水平,就可以選擇環(huán)境比較典型的測試場地。假如需要測試的是可以提供可靠的對比性資料的設備,就可以選擇與其實際的工作環(huán)境相類似的測試場地。

        3.3 測試的產(chǎn)品

        電氣傳導產(chǎn)品的種類各式各樣、性質(zhì)齊全。所以在開展測試的時候必須先對產(chǎn)品的有關信息進行充分的了解,選擇一些具有典型性以及代表性的產(chǎn)品進行測試,只有這樣才可以確保測試的結(jié)果,達到測試的目的。以我們的工作實際為例,選擇了大型高爐電控系統(tǒng)設備、板坯連鑄電控系統(tǒng)設備、熱軋和冷軋電控系統(tǒng)設備、礦山機械電控系統(tǒng)設備等。產(chǎn)品屬性從性質(zhì)上既有大型設備、又有中型和小型設備;設備運行包括了連續(xù)和間斷工作制;控制系統(tǒng)也從簡單系統(tǒng)到復雜系統(tǒng)。

        3.4 測試的程序

        一個科學合理的測試程序是不可缺少的,并且在實際的測試過程中,測試人員一定要嚴格根據(jù)程序開展試驗。一個測試程序包括以下因素:測試起始與結(jié)束的時間、采集相關數(shù)據(jù)、確定時間間隔、排除設備故障、記錄各項性能指標與保障情況等等,與此同時這些要素均要按照嚴格的規(guī)范進行,以確保測試的準確性以及可信性。

        3.5 測試的組織工作

        測試的組織工作是測試工作過程中一個非常重要的環(huán)節(jié)。所以,一定要組建一個高效、科學的機構,負責各個分散測試場地的相關管理以及組織工作,同時還要對測試數(shù)據(jù)進行收集與有關的整理工作。

        4 現(xiàn)場測試

        4.1 測試的目的

        (1)收集現(xiàn)場出現(xiàn)的可靠性的數(shù)據(jù),同時開展可靠性的評估,為制定可靠性的考核指標提供基礎。(2)收集現(xiàn)場可靠性的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計之后獲取可靠性的數(shù)據(jù)指標(MTBF)。(3)收集設備上可靠性的數(shù)據(jù),為以后使用提供可靠性的指標。(4)對設備的使用壽命進行測試,進而確定設備出廠的時候進行的“烤機”時間。(5)收集現(xiàn)場設備的維修數(shù)據(jù),開展維修評估。

        4.2 測試的條件

        這種測試方法對設備生產(chǎn)廠的管理制度要求比較高,工藝條件也要相對穩(wěn)定以及成熟,元器件的進貨渠道正規(guī),生產(chǎn)的產(chǎn)品有質(zhì)量保證。對測試設備使用廠,其設備工作條件一定要符合相關的產(chǎn)品技術標準,最好使用的自動化設備比較多,以保證統(tǒng)計數(shù)字的可靠性。

        4.3 測試設備的選擇

        對測試產(chǎn)品的交貨期我們通常采取在3年以內(nèi),可以正常運行使用半年的自動化設備,這樣選擇考慮的是產(chǎn)品在這段期間是工作于浴盆曲線中部,通常稱之為“偶然失效期”,這時收集的數(shù)據(jù),能夠代表產(chǎn)品正常工作的可靠性,為以后的可靠性設計、改進等方面提供了可信數(shù)據(jù)。

        4.4 數(shù)據(jù)的收集

        首先進行以摸清典型自動化設備無故障工作的平均時間(MTBF)的可靠性指標為目的進行現(xiàn)場測試。工作的重點就在于確定其故障分類、故障方式以及故障的嚴重性分級等一系列工作。同時,我們還要收集設備其它相關的可靠性數(shù)據(jù),為以后制定設備可靠性的指標奠定基礎。

        4.5 可靠性分析

        根據(jù)收集的現(xiàn)場原始可靠性數(shù)據(jù),按照自動化設備的可靠性指標規(guī)范要求,進行計算、統(tǒng)計相關的可靠性特點。根據(jù)收集數(shù)據(jù)統(tǒng)計表明:典型自動化設備的無故障工作的平均時間(MTBF)大約是10000小時,通過測試也說現(xiàn)場測試方法對自動化設備的產(chǎn)品是極為適用的。

        5 可靠性測試的重要性及未來的發(fā)展趨勢

        可靠性測試的重要性主要體現(xiàn)以下三個方面:第一是隨著科技的不斷進步,電子設備的復雜程度也在加大,對其可靠性的要求也就越來越嚴格。第二是影響電子設備的因素太多,比如溫度、濕度、煙霧以及輻射等等,從而引起設備的失效性也就越容易,因此也要提高產(chǎn)品質(zhì)量,保證設備的可靠性和安全性??煽啃詼y試在電氣傳動及自動化控制設備中的應用可以大大減少事故的發(fā)生,提高設備的安全系數(shù),同時采用可靠性測試也可避免因人為不注意而產(chǎn)生的誤差,取得更好的控制效果,因此,可靠性測試在電氣傳動及自動化控制設備中的應用前景會一片大好,人們對其可靠性測試的關注度也會逐漸提高??煽啃詼y試將成為電氣傳動及自動化控制中的主要手段。

        6 結(jié)語

        因為自動化設備的產(chǎn)量比較復雜、品種比較多、系統(tǒng)集成度也越來越高,對其開展試驗室測試相對來說有一定的難度,因此采取現(xiàn)場測試的方法比較實際,但是現(xiàn)場測試也有許多的不足之處。比如消耗的時間比較長,準確度相對較差,受到人為因素的影響較大等等,所以,可以適當?shù)倪M行一些有關的實驗室測試,彌補現(xiàn)場測試中存在的不足之處??傊?,現(xiàn)場測試的方法適合我國目前的基本國情,實驗室試驗的方法適合于未來的發(fā)展。

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