孫崇君

（江西鑫通機(jī)械制造有限公司，江西 萍鄉(xiāng) 337009）

對于礦用電氣自動化設(shè)備來說，可靠性是整個設(shè)備的核心，對整個電力系統(tǒng)有著很重要的影響。因此，應(yīng)當(dāng)加強對礦用電氣自動化設(shè)備可靠性的測試，積極尋找可以提高設(shè)備操作和運行可靠性的方法。由于電氣自動化的相關(guān)技術(shù)所生產(chǎn)的設(shè)備也被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，因此，對于設(shè)備可靠性的研究也存在一定的難度。不僅如此，礦用電氣自動化設(shè)備一般應(yīng)用在礦區(qū)工程較多，這也為相關(guān)的測試研究增加了一定的難度。所以，由此我們不難看出，礦用電氣自動化設(shè)備可靠性的測試結(jié)果準(zhǔn)確度與其技術(shù)的發(fā)展是有緊密的聯(lián)系的，它不僅需要制定完整無誤的檢查修理制度，還需要專業(yè)人員加強對設(shè)備的日常檢查力度，使專業(yè)人員提高對設(shè)備的重視程度，以此來保證礦用電氣自動化設(shè)備的可靠性。

1 礦用電氣自動化控制設(shè)備可靠性測試方法

（1）確定礦用電氣自動化控制設(shè)備可靠性的測試數(shù)據(jù)。對于礦用電氣自動化控制設(shè)備數(shù)據(jù)的確定大致分為兩部分，首先，是要對設(shè)備出廠前的初始數(shù)據(jù)進(jìn)行核查確定。由于制造企業(yè)大多都是利用智能化系統(tǒng)，進(jìn)行小批量生產(chǎn)的，且礦用電氣自動化控制設(shè)備它是由精細(xì)零件所組成，不僅數(shù)量眾多，零件的質(zhì)量也具有一定的隨機(jī)性[1]。因此，這些因素很容易導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生故障形態(tài)，使之接近于相關(guān)指數(shù)遞增，這不僅增加設(shè)備對可靠性測試的難度，還起到了一定的消極作用。所以，在設(shè)備出廠之前對其進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的確定，是一種對其可靠程度提前性的預(yù)判。另外，設(shè)備數(shù)據(jù)一旦出現(xiàn)不同或者誤差，就會與其質(zhì)量合格的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)形成強烈對比，這也有利于對設(shè)備失效率的控制與管理。產(chǎn)品的失效率主要是指產(chǎn)品出廠的相關(guān)合格標(biāo)準(zhǔn)。如果出廠數(shù)據(jù)不符合產(chǎn)品失效率的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，那就證明此礦用電氣自動化控制設(shè)備的可靠性有待提升。這種數(shù)據(jù)收集法較為簡單，也易操作，相對節(jié)省時間，便于可靠性測試的前期數(shù)據(jù)收集，對設(shè)備的可靠性一定程度上也是一種保證。之后，對測試環(huán)境的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，先對礦用電氣自動化設(shè)備的運行情況進(jìn)行觀察，對實際運行情況進(jìn)行監(jiān)測。運用探測法對礦區(qū)的面積、建筑結(jié)構(gòu)以及控制程度的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行確定。再利用電氣自動化設(shè)備進(jìn)行礦區(qū)的相關(guān)施工，通過施工得出的數(shù)據(jù)，作為對電氣自動化設(shè)備可靠性測試的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

（2）設(shè)置礦用電氣自動化控制設(shè)備的組織指令。電氣自動化設(shè)備中的組織指令是對設(shè)備控制功能的實現(xiàn)手段。在礦用電氣自動化設(shè)備可靠性測試中設(shè)備的控制功能對測試的記過很大的影響，因此，要優(yōu)先設(shè)置設(shè)備的組織指令，保證電氣自動化設(shè)備控制功能的穩(wěn)定運行。在設(shè)備的控制中心上構(gòu)建s7-1000組織，分別將2個32E和32A的指令模塊與構(gòu)建好的s7-1000組織相連，為了提高設(shè)備的控制靈敏度，在控制節(jié)點處再連接2個ET200SP自動控制器，以此實現(xiàn)設(shè)備的有效控制。在構(gòu)建好設(shè)備的基礎(chǔ)性控制組織后，為了保證設(shè)備可靠性的測試結(jié)果準(zhǔn)確，需要在s7-1000組織上連接一個8D1的作用模塊和3個8D的分流控制模塊，將s7-1000組織與指令模塊之間的控制協(xié)議改為PROFINFT指令。此時，電氣化控制人員需要計算出設(shè)備輸出點的具體數(shù)值，公式如下。

公式中，A表示設(shè)備輸出點的數(shù)值，N表示控制節(jié)點數(shù)量，f表示輸出點的電壓，而sin?則為組織指令的功率因數(shù)。通過公式計算出設(shè)備的每一個輸出點，將每個輸出點進(jìn)行循環(huán)關(guān)聯(lián)。關(guān)聯(lián)之后的組織處于運行狀態(tài)，在運行的過程中，每個輸出點都已經(jīng)相連，此時對整個電氣自動化設(shè)備下發(fā)組織指令，對其進(jìn)行有效控制。過程中如果未出現(xiàn)特殊情況，那就表明設(shè)置的電氣自動化控制組織指令準(zhǔn)確可靠，可以使用；如果在運行中過程中，設(shè)備出現(xiàn)故障，故障率未超過3%，那證明組織指令出現(xiàn)偏差，但偏差不大，可以適當(dāng)對輸出點的數(shù)值做細(xì)微的調(diào)整，調(diào)整之后重新設(shè)定指令，使設(shè)備恢復(fù)運行。但如果故障率超過3%，那就說明組織指令存在結(jié)構(gòu)上的大偏差，不能通過數(shù)值調(diào)整來恢復(fù)設(shè)備運行，那此時便應(yīng)該重新建立設(shè)備的控制組織，待組織結(jié)構(gòu)重新運行，再對設(shè)備進(jìn)行新指令的下達(dá)。

除此之外，礦用電氣自動化設(shè)備的組織指令還與其散熱裝置有一定聯(lián)系。電氣自動化設(shè)備運行時，對其運行溫度是有嚴(yán)格要求的。當(dāng)設(shè)備運行時會產(chǎn)生大量的熱量，這些熱量由于無法向外排出，便會對設(shè)備的功率產(chǎn)生損壞，加大設(shè)備的損失量。如果不對這些熱量進(jìn)行處理，那就會使設(shè)備自身的散熱裝置受到影響，同時給構(gòu)建的組織造成傷害，使整個組織結(jié)構(gòu)出現(xiàn)故障。所以，對于設(shè)備的散熱裝置，專業(yè)操作人員需要定期對其進(jìn)行檢查維護(hù)，避免出現(xiàn)溫度過高，損壞設(shè)備組織，中斷指令的情況，不僅可以延長設(shè)備的使用壽命，還可以確保電氣自動化設(shè)備組織指令的穩(wěn)步下達(dá)。

（3）構(gòu)建礦用電氣自動化控制設(shè)備測試運行程序。當(dāng)?shù)V用電氣自動化控制設(shè)備的組織指令設(shè)置完成后，接下來，對其可靠性測試程序進(jìn)行構(gòu)建。如圖1所示。

圖1 礦用電氣自動化設(shè)備程序圖

圖1為礦用電氣自動化設(shè)備的程序圖，圖中在s7-1000組織后設(shè)置雙重的控制模塊，避免了電氣自動化設(shè)備出現(xiàn)不受控制或者控制功能不靈敏的現(xiàn)象出現(xiàn)。構(gòu)建組織，連接程序中的輸出點，在輸出點上安裝阻斷裝置，對設(shè)備進(jìn)行整流，再通過DC2控制器對電路進(jìn)行阻斷。此裝置的作用是當(dāng)設(shè)備在運行時出現(xiàn)操作問題或者電路問題時，阻斷裝置會立即中斷輸出點向外輸出指令，致使設(shè)備停止運行，防止設(shè)備因控制受阻而發(fā)生其他安全問題。另外，在設(shè)備運行控制器出安裝的是散熱裝置，當(dāng)設(shè)備溫度過高時，散熱裝置便會啟動，一定程度上對電氣自動化設(shè)備的整個程序也起到保護(hù)作用。當(dāng)設(shè)備接收到組織指令后，開始控制運行，進(jìn)行測試，在測試結(jié)束之后，會形成測試數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)計算出設(shè)備的精確度，公式如下：

公式中：M表示設(shè)備運行精確度，n表示設(shè)備控制輸出點，y表示設(shè)備的輸出系數(shù)。通過此公式計算出設(shè)備運行的精確度。

（4）計算礦用電氣自動化控制設(shè)備可靠性測試結(jié)果數(shù)值。通過以上公式，可以計算出電氣自動化設(shè)備的運行精準(zhǔn)度，設(shè)備運行的精準(zhǔn)度是與其可靠性有直接聯(lián)系的。當(dāng)設(shè)備的運行精準(zhǔn)度達(dá)到80%以上時，設(shè)備的故障率較低，可靠性高；反之如果設(shè)備的精準(zhǔn)度在80%以下，設(shè)備的故障率就會增高，可靠性相對較低。

2 測試分析

（1）測試準(zhǔn)備。為了保證測試結(jié)果的可信度，此次測試將采用兩種方法對礦用電氣自動化控制設(shè)備的可靠性進(jìn)行測試。首先，挑選測試對象，本次測試將以礦用的電氣自動化控制設(shè)備作為測試對象，選用s7-1000構(gòu)建組織，ET200SP自動控制器保證控制功能的有效運行，最后，對其測試運行的精準(zhǔn)度進(jìn)行計算，利用精準(zhǔn)度數(shù)值來測試該設(shè)備的可靠性。

（2）測試過程。首先，將本次測試的方法設(shè)置為測試法，另一種設(shè)置為文獻(xiàn)法。先利用設(shè)備出廠數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，確保設(shè)備的完好無損，再利用構(gòu)建的組織對電氣自動化設(shè)備下達(dá)控制指令，使其按照建立好的測試程序開始進(jìn)行控制運行，經(jīng)過測試，得出相應(yīng)的數(shù)值，利用公式計算出此時設(shè)備控制的精確度，通過得出的精確度，對礦用電氣自動化控制設(shè)備的可靠性進(jìn)行判斷。此次測試兩組電氣自動化控制設(shè)備同時進(jìn)行測試，共測試3次，以此來進(jìn)行對比，并對3次測試的精確度進(jìn)行記錄，作為可靠性測試的數(shù)據(jù)支撐。

（3）測試結(jié)果。通過兩組設(shè)備的測試，得出以下精確度數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 兩組測試精確度數(shù)據(jù)對比表

由表1數(shù)據(jù)可以得知，在3次測試中，文獻(xiàn)法的測試精準(zhǔn)度普遍低于80%，精準(zhǔn)度不高，且故障率也會隨精準(zhǔn)度的下降而上升，表明它的可靠性不高；而測試法的數(shù)據(jù)相對較好，精準(zhǔn)度一直保持在80%以上，故障率較低，表明此方法較好，可靠性較高。

3 結(jié)語

本次測試在較為真實的環(huán)境下進(jìn)行模擬，證明了該方法的實用性。在測試過程中，可以看出礦用電氣自動化設(shè)備所具有的設(shè)計復(fù)雜性和測試的困難性，因此，以此次測試為依據(jù)，可以對此項研究作進(jìn)一步優(yōu)化發(fā)展。

測試中存在的不足也會在未來的研究中加以彌補。希望此次測試可以為該領(lǐng)域的相關(guān)研究提供一定依據(jù)，為礦用電氣自動化控制設(shè)備的發(fā)展提供建議。