趙 巖

（仰恩大學(xué) 福建 泉州 362400）

1 引言

隨著電子技術(shù)的不斷進(jìn)步以及信息技術(shù)的不斷發(fā)展，電氣自動(dòng)化逐漸成為當(dāng)前較為熱門的研究學(xué)科。自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)步已經(jīng)成為推動(dòng)國(guó)家行業(yè)變革、增強(qiáng)國(guó)家科學(xué)技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力的重要力量。電氣自動(dòng)化程度高的企業(yè)，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)之中將會(huì)獲得優(yōu)勢(shì)地位，有利于企業(yè)的發(fā)展和成長(zhǎng)。因此，我們必須要提高電氣自動(dòng)化設(shè)備的可靠性和準(zhǔn)確性，既能提高工業(yè)化生產(chǎn)質(zhì)量和效率，又能使操作人員的安全和健康得到保證。本文從電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性和測(cè)試方面展開了討論。

2 電氣自動(dòng)化設(shè)備的可靠性概念及現(xiàn)狀

人們對(duì)于電氣自動(dòng)化設(shè)備的所有要求中，可靠性永遠(yuǎn)排在第一位置，電氣自動(dòng)化設(shè)備的可靠性主要體現(xiàn)在設(shè)備在工藝規(guī)定的壓力、時(shí)間、溫度以及周圍環(huán)境范圍中，能夠準(zhǔn)時(shí)、準(zhǔn)確地執(zhí)行相關(guān)命令。沒有可靠性的電氣自動(dòng)化設(shè)備無疑會(huì)在生產(chǎn)和生活中造成負(fù)面效果，甚至?xí)斐扇松韨κ鹿?。隨著電氣智能化時(shí)代的發(fā)展，自動(dòng)化設(shè)備成為每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的核心設(shè)備，那么如何準(zhǔn)確評(píng)定或測(cè)試自動(dòng)化設(shè)備的可靠性成為擺在技術(shù)人員面前的一道難關(guān)。電氣自動(dòng)化設(shè)備多種多樣，對(duì)應(yīng)的使用環(huán)境也是復(fù)雜多變，為自動(dòng)化設(shè)備的測(cè)試工作帶來了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

從目前的現(xiàn)狀來看，首要因素就是電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的元器件質(zhì)量參差不齊。這些質(zhì)量參差不齊的電子元器件根本無法保證電氣自動(dòng)化設(shè)備的長(zhǎng)久安全運(yùn)行，不同廠家之間的電子元器件參數(shù)甚至得不到統(tǒng)一，常常會(huì)遇到兼容性差的問題。一些電子元器件甚至是小作坊式的生產(chǎn)，這些小作坊根本不具有完善的標(biāo)準(zhǔn)化控制體系，使得生產(chǎn)出的配件出現(xiàn)規(guī)格和參數(shù)的誤差，而組裝廠家或生產(chǎn)廠家貪圖價(jià)格便宜，在參數(shù)或品質(zhì)稍有偏差的情況下，抱著“湊合著用”的心態(tài)直接裝配出廠，最終導(dǎo)致市場(chǎng)上出售的電氣自動(dòng)化設(shè)備品質(zhì)良莠不齊，無法跟上市場(chǎng)水平的進(jìn)步，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中被逐步淘汰。

其次，使用環(huán)境也會(huì)在極大程度上影響到電氣自動(dòng)化設(shè)備的可靠性。當(dāng)前社會(huì)分工越來越細(xì)化，職業(yè)和工種也越來越多，使用環(huán)境也在逐漸擴(kuò)展，使得電氣自動(dòng)化設(shè)備需要面臨各種各樣的工作環(huán)境。鑒于目前的行業(yè)差異逐漸加大，自動(dòng)化設(shè)備的使用環(huán)境也越來越容易受到干擾。如一些離心機(jī)或空壓機(jī)的強(qiáng)烈震動(dòng)都會(huì)對(duì)電子元器件的可靠性造成強(qiáng)烈的損傷，使得設(shè)備發(fā)生故障的頻率以及維修率大幅度提高。再如冬夏強(qiáng)烈的溫差也會(huì)造成電子元器件出現(xiàn)巨大的故障，影響到正常的生活和生產(chǎn)工作。

最后，一些控制設(shè)備的電子元器件無法滿足工藝需要，影響到了電子元器件的正常運(yùn)行。全球化經(jīng)濟(jì)時(shí)代下，工業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)全球分工的狀態(tài)，對(duì)于電子元器件來說，由于其需要的零部件數(shù)量和種類極為龐大，零部件也非常多，廠家在采購之中較難關(guān)注到每一個(gè)電子元器件的質(zhì)量和規(guī)格是否達(dá)到使用環(huán)境要求，也就導(dǎo)致有些零部件無法滿足工藝需求。另一方面，一些廠家由于缺乏核心技術(shù)，材料以次充好，導(dǎo)致零部件的質(zhì)量本身就存在缺陷，最終導(dǎo)致整個(gè)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備性能受到嚴(yán)重影響。

3 電氣自動(dòng)化設(shè)備可靠性測(cè)試相關(guān)方法分析

3.1 試驗(yàn)檢測(cè)法

所謂的試驗(yàn)檢測(cè)，就是通過針對(duì)性試驗(yàn)的方法現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)其控制性能。例如化工生產(chǎn)中使用的自動(dòng)化高壓釜溫控和氣密性檢測(cè)系統(tǒng)，就可以采用試驗(yàn)檢測(cè)的方法，用水來代替化工中使用的危險(xiǎn)物料，使用安全的氮?dú)獯嫫渌鼩怏w進(jìn)行壓力測(cè)試，在每個(gè)溫度下，進(jìn)行壓力測(cè)試，做出壓力變化與時(shí)間的趨勢(shì)圖，將該趨勢(shì)圖與標(biāo)準(zhǔn)圖進(jìn)行對(duì)比，看該溫度控制系統(tǒng)和氣密性是否達(dá)到所要求的水準(zhǔn)。在實(shí)驗(yàn)過程中，應(yīng)該根據(jù)工藝要求采取極端值實(shí)驗(yàn)法，充分模擬苛刻工況下的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，并考慮到非實(shí)驗(yàn)因素的干擾。這種實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法更接近實(shí)際情況，能夠有效模擬出各種環(huán)境因素以及工況條件的影響，節(jié)約了大量時(shí)間，節(jié)省了測(cè)試費(fèi)用[1]。

3.2 軟件模擬測(cè)試法

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的建模軟件被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)設(shè)計(jì)之中，對(duì)于某些大型集群化的電氣自動(dòng)化控制設(shè)備而言，有時(shí)通過實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法并不能系統(tǒng)而直觀地測(cè)試出設(shè)備的可靠性，并且測(cè)試過程較為繁瑣，而通過一些建模軟件進(jìn)行測(cè)試無疑是一種經(jīng)濟(jì)、實(shí)惠、有效的測(cè)試方法。例如，在化工設(shè)計(jì)和生產(chǎn)之中，我們可以通過Aspen Plus進(jìn)行測(cè)試。Aspen Plus是一款大型的化工流程裝置模擬系統(tǒng)，可以方便地模擬出化工自動(dòng)化生產(chǎn)過程中各個(gè)環(huán)節(jié)的細(xì)節(jié)和問題，得到的數(shù)據(jù)更加全面而系統(tǒng)，使設(shè)計(jì)人員能夠全面了解到生產(chǎn)過程中的各個(gè)詳細(xì)參數(shù)。軟件測(cè)試方法的使用避免了大量人力資源和時(shí)間成本的浪費(fèi)，對(duì)于提高電氣自動(dòng)化的綜合水平具有積極意義[2]。

3.3 保證實(shí)驗(yàn)法

所謂的保證測(cè)試法，就是針對(duì)生產(chǎn)出來但尚未離廠的設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，在檢測(cè)過程中尤其注重設(shè)備故障問題的檢查，為設(shè)備的順利使用打下基礎(chǔ)。一般而言，目前的電氣設(shè)備檢查都需要經(jīng)過“烤機(jī)”的過程，這是因?yàn)殡姎庠O(shè)備元器件眾多，故障具有多樣性和隨機(jī)性，通過“烤機(jī)”能夠有效發(fā)現(xiàn)設(shè)備中的各種故障，以便于在出廠前就進(jìn)行排除，挽回不合格產(chǎn)品對(duì)公司品牌造成的負(fù)面影響。通過保證實(shí)驗(yàn)法，一方面可以幫助公司自主發(fā)現(xiàn)問題，并進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，提高設(shè)備的整體水平。另一方面，能夠降低電氣自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)營(yíng)故障的可能性，適用于電路復(fù)雜的自動(dòng)化控制設(shè)備。

4 保證電氣自動(dòng)化設(shè)備測(cè)試可靠性的措施

4.1 建立全面系統(tǒng)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

對(duì)于復(fù)雜的電氣自動(dòng)化設(shè)備而言，企業(yè)需要建立起一整套系統(tǒng)、科學(xué)的測(cè)試方法和標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)體系。企業(yè)可以參考國(guó)家相關(guān)產(chǎn)品頒布的國(guó)標(biāo)、行標(biāo)以及企標(biāo)，搭建起擁有自身特色的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)體系。目前國(guó)家牽頭已經(jīng)成立的“國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)信息公共服務(wù)平臺(tái)”，在該平臺(tái)上可以搜索到絕大部分產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)信息，對(duì)于企業(yè)有很重要的參考意義。在制定測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的過程中，企業(yè)需要綜合考慮設(shè)備的環(huán)境要求、設(shè)備檢維修要求以及故障問題等因素，抓住重點(diǎn)問題，全面制定出測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。[3]

4.2 關(guān)注設(shè)備可靠性的設(shè)計(jì)

一個(gè)產(chǎn)品的可靠與否和產(chǎn)品設(shè)計(jì)有著密不可分的關(guān)系，首先，我們需要對(duì)設(shè)備的具體信息做好掌握，在保證設(shè)備安全可靠的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)備的設(shè)計(jì)工作，不能貪圖設(shè)備外觀好看或者為了減少元器件的使用而不顧設(shè)備可靠性。當(dāng)前有些廠家為了減少電子元器件的使用，而不去設(shè)計(jì)電路保護(hù)設(shè)備，使得設(shè)備故障問題頻發(fā)，在電壓出現(xiàn)波動(dòng)或者氣溫升高后就不能正常運(yùn)行。因此，需要在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)就進(jìn)行綜合考慮，加強(qiáng)設(shè)計(jì)的合理性和耐用性。

4.3 高度重視設(shè)備測(cè)試過程的管理工作

有些企業(yè)雖然已經(jīng)制定了詳細(xì)的產(chǎn)品測(cè)試制度，但是由于企業(yè)內(nèi)部員工缺乏必要的知識(shí)儲(chǔ)備，或者在心態(tài)上不重視產(chǎn)品測(cè)試，而導(dǎo)致測(cè)試制度形同虛設(shè)。因此，我們必須重視測(cè)試過程的培訓(xùn)和管理工作。在新員工入職前需要進(jìn)行嚴(yán)格的考核，只有員工考核合格后方可上崗。企業(yè)也需要不斷提升操作人員的理論知識(shí)和操作能力，保證企業(yè)員工的知識(shí)儲(chǔ)備和工作心態(tài)，能夠及時(shí)處理測(cè)試過程中出現(xiàn)的問題，避免后果進(jìn)一步惡化。

4.4 建立電子元器件的檢測(cè)和安裝機(jī)制

電子元器件的好壞決定了電氣自動(dòng)化的整體水平，企業(yè)應(yīng)該重視電子元器件的質(zhì)量檢測(cè)工作。在電子元器件的采購、入場(chǎng)和安裝過程中都需要全程跟蹤、記錄和檢測(cè)。我們應(yīng)該在保證質(zhì)量的基礎(chǔ)上再選擇價(jià)格便宜的元器件，而不能先考慮價(jià)格再考慮質(zhì)量，否則只會(huì)導(dǎo)致設(shè)備穩(wěn)定性不夠，使用壽命嚴(yán)重下降。在安裝過程中，許多廠家并沒有充分重視元器件是否已經(jīng)安裝牢固，線路是否出現(xiàn)連接錯(cuò)誤的情況，使得設(shè)備在使用一段時(shí)間后元器件脫落，甚至造成安全事故，帶來嚴(yán)重?fù)p失，因此，為了提高測(cè)試的可靠性，必須重視電子元器件的檢測(cè)和安裝工作，提高設(shè)備耐用性。

5 結(jié)語

電氣自動(dòng)化作為推動(dòng)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的主要技術(shù)力量，已經(jīng)成為了生產(chǎn)和生活中的核心設(shè)備系統(tǒng)。而從目前情況來看，還存在電子元器件質(zhì)量參差不齊的情況，設(shè)計(jì)過程中沒有充分考慮環(huán)境因素影響的問題，這些問題導(dǎo)致電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性受到嚴(yán)重威脅。因此，我們必須重視電氣自動(dòng)化設(shè)備的測(cè)試工作，可以通過試驗(yàn)、軟件模擬以及保證測(cè)試等方法全面性的地展開測(cè)試。為了增強(qiáng)設(shè)備可靠性的測(cè)試效果，我們需要建立全面系統(tǒng)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)以及電子元器件的檢測(cè)和安裝機(jī)制，關(guān)注設(shè)備可靠性的設(shè)計(jì)，高度重視設(shè)備測(cè)試過程的管理工作，只有這樣才能推進(jìn)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的長(zhǎng)久可靠運(yùn)行。