楊瑞 杜立國(guó)

摘 要：電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性方法主要有實(shí)驗(yàn)室測(cè)試法、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試法和保證實(shí)驗(yàn)法等，本文只從這幾種測(cè)試方法出發(fā)，分析其優(yōu)缺點(diǎn)，探討如何確定測(cè)試方法以及相關(guān)問(wèn)題，為相關(guān)研究和從業(yè)人員提供理論參考。

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化;控制;可靠性

自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用有效解放了勞動(dòng)力，對(duì)生產(chǎn)力的促進(jìn)有著十分重要的作用，也是當(dāng)今社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展趨勢(shì)，這就使得自動(dòng)化設(shè)備成為了社會(huì)發(fā)展中的一個(gè)重要因素，這就必須保證自動(dòng)化控制設(shè)備的準(zhǔn)確性和可靠性來(lái)保證其穩(wěn)定運(yùn)行，本文是針對(duì)相關(guān)測(cè)試方法展開討論。

1、電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性測(cè)試方法

為準(zhǔn)確、客觀地評(píng)價(jià)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備，就需要針對(duì)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備制定合理的可靠性測(cè)試方法，在實(shí)踐過(guò)程中通常有以下幾類方法

1.1 實(shí)驗(yàn)室測(cè)試法

該方法主要是采取可靠性模擬來(lái)實(shí)現(xiàn)，模擬自動(dòng)化設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)使用條件，按規(guī)定模擬工作環(huán)境和條件使其更接近實(shí)際，檢測(cè)自動(dòng)化控制設(shè)備在工作環(huán)境中遇到的應(yīng)力情況，對(duì)失效總數(shù)和時(shí)間等數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，經(jīng)過(guò)分析后確定檢測(cè)設(shè)備的可靠性指標(biāo)。分析實(shí)驗(yàn)室可靠性測(cè)試方法可以看到，在實(shí)驗(yàn)室條件下，試驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲取較簡(jiǎn)單且質(zhì)量較高，能再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果等優(yōu)勢(shì)。其缺點(diǎn)主要是實(shí)驗(yàn)條件存在一定的限制性，需要較高的實(shí)驗(yàn)費(fèi)用，需要較大數(shù)量的試驗(yàn)品，產(chǎn)品的成本因素和批量會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響?？梢钥闯觯瑢?shí)驗(yàn)室測(cè)試法在大批量產(chǎn)品生產(chǎn)中有較好的適應(yīng)性。

1.2 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試法

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的環(huán)境更加貼近與工作生產(chǎn)實(shí)際，經(jīng)過(guò)此方法測(cè)試獲得的數(shù)據(jù)更加真實(shí)，可直接反應(yīng)出實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中監(jiān)測(cè)設(shè)備的維護(hù)性和可靠性等參數(shù)?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試法不需要過(guò)多的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，也不需要投入大量測(cè)試費(fèi)用，測(cè)試過(guò)程中，自動(dòng)化控制設(shè)備能以正常狀態(tài)運(yùn)行。電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方法又可分為可靠性在線測(cè)試、停機(jī)測(cè)試和脫機(jī)測(cè)試三種。在線測(cè)試是測(cè)試正常運(yùn)行中的設(shè)備，停機(jī)測(cè)試是停止設(shè)備運(yùn)行后再進(jìn)行測(cè)試，脫機(jī)測(cè)試則是取出待檢測(cè)部件，將其安裝到專業(yè)檢測(cè)設(shè)備后再進(jìn)行測(cè)試。從測(cè)試技術(shù)層面來(lái)看，停機(jī)測(cè)試和脫機(jī)測(cè)試較為簡(jiǎn)單，但是對(duì)于復(fù)雜的自動(dòng)化控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，只有在設(shè)備正常運(yùn)行過(guò)程中才能準(zhǔn)判斷故障及位置，此類情況下只能進(jìn)行在線測(cè)試。在實(shí)際操作中，要根據(jù)自動(dòng)化設(shè)備具體的故障情況來(lái)判斷，決定是否立即停機(jī)，選擇合理的可靠性測(cè)試方法。相對(duì)于實(shí)驗(yàn)室測(cè)試方法，可靠性的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試法主要有以下兩個(gè)不同之處：其一，由于自動(dòng)化控制涉筆的線路板通常在封閉機(jī)箱內(nèi)部，引進(jìn)測(cè)試信號(hào)較為困難，即使有的設(shè)備在設(shè)計(jì)制造中預(yù)留了測(cè)試插座，但是需要的測(cè)試信號(hào)線較長(zhǎng)，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試過(guò)程中，無(wú)法通過(guò)在線仿真器來(lái)測(cè)試電子自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性，這就提升了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試法在測(cè)試設(shè)備的安裝和連接方面的難度。其二，在現(xiàn)場(chǎng)可靠性測(cè)試過(guò)程中，使用的測(cè)試儀器和設(shè)備一般不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)室水平，這就需要更好的測(cè)試方法和手段。

1.3 保證實(shí)驗(yàn)法

保證實(shí)驗(yàn)法就是常說(shuō)的“烤機(jī)”，是在出廠之前，設(shè)置規(guī)定的條件來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品的無(wú)障礙工作實(shí)驗(yàn)。一般情況下，電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的元器件較多，在其故障模式中，并不是主要出現(xiàn)幾類故障顯示方式，而是存在較大的隨機(jī)性，故障呈現(xiàn)多樣性，可看出其故障呈指數(shù)分布，也就是說(shuō)，設(shè)備的失效率會(huì)因時(shí)間推移而發(fā)生變化。從本質(zhì)上分析，出廠之前，產(chǎn)品在實(shí)驗(yàn)室的烤機(jī)行為主要是對(duì)早期失效情況進(jìn)行檢測(cè)和測(cè)試，不斷完善和改進(jìn)產(chǎn)品來(lái)降低出廠失效率，使產(chǎn)品符合相關(guān)指標(biāo)要求。電子自動(dòng)化可靠性試驗(yàn)需要較長(zhǎng)的時(shí)間，鑒于此，在大批量產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中，只能選取樣品來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品可靠性測(cè)試。在產(chǎn)品生產(chǎn)量較小的情況下，可對(duì)所有生產(chǎn)產(chǎn)品采取實(shí)驗(yàn)測(cè)試法測(cè)試。電氣自動(dòng)化控制設(shè)備數(shù)量較少、要求較高的可靠性以及有著較復(fù)雜電路的情況下可采取保證實(shí)驗(yàn)法來(lái)測(cè)試其可靠性。

2、電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性測(cè)試方法的確定

在電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性測(cè)試過(guò)程中，要全面考察實(shí)驗(yàn)環(huán)境、實(shí)驗(yàn)程序、實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品以及待檢測(cè)產(chǎn)品的具體情況等因素，準(zhǔn)確分析后確定測(cè)試方法。

（1）實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地的確定。在測(cè)試電氣自動(dòng)化設(shè)備可靠性時(shí)，要從測(cè)試的目標(biāo)出發(fā)來(lái)選擇合理的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地。在待測(cè)設(shè)備需要的可靠性超過(guò)了某特定指標(biāo)，在可靠性測(cè)試時(shí)，實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所的選擇就應(yīng)更為嚴(yán)格;如果只是對(duì)設(shè)備正常使用情況下的可靠性進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所的選擇就應(yīng)接近具有代表性的工作環(huán)境;如果設(shè)備測(cè)試是為了得到準(zhǔn)確的可比性數(shù)據(jù)資料，就需要選擇與設(shè)備實(shí)際運(yùn)行相近或相同的場(chǎng)所作為實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所。

（2）實(shí)驗(yàn)環(huán)境的選取。電氣自動(dòng)化控制設(shè)備產(chǎn)品類型的不同就會(huì)有著不同的工況，在測(cè)試設(shè)備的可靠性過(guò)程中，可選擇非惡劣實(shí)驗(yàn)環(huán)境，在此條件下設(shè)備所處的應(yīng)力低于一般水平，能獲得更加準(zhǔn)確和客觀的自控可靠性結(jié)果。

（3）實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品的選擇。測(cè)試電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性時(shí)，實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品的選擇應(yīng)具有較強(qiáng)的典型特點(diǎn)和代表性。如果是在紡織、礦井、化工和造紙等機(jī)械電控設(shè)備時(shí)，會(huì)有著較多的產(chǎn)品種類。從規(guī)模上看，實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品可分為中小型設(shè)備和大型設(shè)備;從運(yùn)行工況來(lái)看，實(shí)驗(yàn)室設(shè)備主要包括間斷運(yùn)行設(shè)備和連續(xù)運(yùn)行設(shè)備。

（4）實(shí)驗(yàn)程序。在電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性試驗(yàn)中，試驗(yàn)操作程序十分重要，是現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)技術(shù)人員在相關(guān)要求下統(tǒng)一制定，主要包括自動(dòng)控制設(shè)備可靠性指標(biāo)的確定和記錄、試驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集、時(shí)間間隔的適當(dāng)值確定、試驗(yàn)的開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間、出現(xiàn)意外情況的應(yīng)對(duì)措施以及應(yīng)急保障措施等方面規(guī)范。在電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性實(shí)驗(yàn)操作中必須嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)規(guī)范要求，以此來(lái)保證獲得準(zhǔn)確、可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

（5）實(shí)驗(yàn)組織工作。實(shí)驗(yàn)組織工作是進(jìn)行電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性測(cè)試中的一個(gè)重要組成，只有保證實(shí)驗(yàn)組織機(jī)構(gòu)的嚴(yán)謹(jǐn)、合理和高效，才能保障實(shí)驗(yàn)測(cè)試效果。在實(shí)驗(yàn)組織機(jī)構(gòu)的協(xié)調(diào)下，管理實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所、安排相關(guān)工作，確定可靠性實(shí)驗(yàn)中主要參與人員，做好實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的組織安排和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集整理，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行科學(xué)處理，在全面分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。此外，實(shí)驗(yàn)組織結(jié)構(gòu)還應(yīng)對(duì)可靠性設(shè)計(jì)工程師、設(shè)備制造工程師、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)工程師的工作進(jìn)行組織協(xié)調(diào)，確保工作的高效推進(jìn)。

從以上的分析中可以看到，對(duì)于電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性的檢測(cè)有著不同的方法，其中實(shí)用性最高的是可靠性現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試法，深入分析該方法獲得的相關(guān)測(cè)試數(shù)據(jù)，能準(zhǔn)確了解設(shè)備故障工作時(shí)間信息，還可作為重要依據(jù)來(lái)確定考核指標(biāo)以及評(píng)估。電氣自動(dòng)化設(shè)備和自動(dòng)化控制設(shè)備具有低產(chǎn)量、多種類和較強(qiáng)的特殊性等特征。通過(guò)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試電控設(shè)備的可靠性具有較大的難度，對(duì)比之下，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方法在實(shí)際應(yīng)用中更方便，但也存在一些不足之處。在實(shí)際操作過(guò)程中，可有效結(jié)合這兩種可靠性測(cè)試方法，以期獲得最好的效果。實(shí)驗(yàn)室測(cè)試試驗(yàn)來(lái)獲取電子自動(dòng)化控制的相關(guān)可靠性數(shù)據(jù)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)可靠性測(cè)試獲取另一組可靠性數(shù)據(jù)，將兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行全面對(duì)比分析，能極大地提升數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，以此來(lái)準(zhǔn)確判斷設(shè)備的可靠性能?？傊?，對(duì)于電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性測(cè)試時(shí)，要從設(shè)備的實(shí)際情況出發(fā)，選擇合適的測(cè)試方法。當(dāng)前我國(guó)的發(fā)展情況來(lái)看，現(xiàn)場(chǎng)可靠性測(cè)試有著更好的適用性，但實(shí)驗(yàn)室測(cè)試卻是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。

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