電氣自動化控制設備的可靠性測試方法分析

楊瑞 杜立國

摘 要：電氣自動化控制設備的可靠性方法主要有實驗室測試法、現場測試法和保證實驗法等，本文只從這幾種測試方法出發，分析其優缺點，探討如何確定測試方法以及相關問題，為相關研究和從業人員提供理論參考。

關鍵詞：電氣自動化;控制;可靠性

自動化技術的應用有效解放了勞動力，對生產力的促進有著十分重要的作用，也是當今社會生產力的發展趨勢，這就使得自動化設備成為了社會發展中的一個重要因素，這就必須保證自動化控制設備的準確性和可靠性來保證其穩定運行，本文是針對相關測試方法展開討論。

1、電氣自動化控制設備可靠性測試方法

為準確、客觀地評價電氣自動化控制設備，就需要針對電氣自動化控制設備制定合理的可靠性測試方法，在實踐過程中通常有以下幾類方法

1.1 實驗室測試法

該方法主要是采取可靠性模擬來實現，模擬自動化設備的現場使用條件，按規定模擬工作環境和條件使其更接近實際，檢測自動化控制設備在工作環境中遇到的應力情況，對失效總數和時間等數據進行統計，經過分析后確定檢測設備的可靠性指標。分析實驗室可靠性測試方法可以看到，在實驗室條件下，試驗數據的獲取較簡單且質量較高，能再現實驗結果等優勢。其缺點主要是實驗條件存在一定的限制性，需要較高的實驗費用，需要較大數量的試驗品，產品的成本因素和批量會對實驗結果造成影響。可以看出，實驗室測試法在大批量產品生產中有較好的適應性。

1.2 現場測試法

現場測試的環境更加貼近與工作生產實際，經過此方法測試獲得的數據更加真實，可直接反應出實際運行過程中監測設備的維護性和可靠性等參數。現場測試法不需要過多的實驗設備，也不需要投入大量測試費用，測試過程中，自動化控制設備能以正常狀態運行。電氣自動化控制設備的可靠性現場測試方法又可分為可靠性在線測試、停機測試和脫機測試三種。在線測試是測試正常運行中的設備，停機測試是停止設備運行后再進行測試，脫機測試則是取出待檢測部件，將其安裝到專業檢測設備后再進行測試。從測試技術層面來看，停機測試和脫機測試較為簡單，但是對于復雜的自動化控制系統來說，只有在設備正常運行過程中才能準判斷故障及位置，此類情況下只能進行在線測試。在實際操作中，要根據自動化設備具體的故障情況來判斷，決定是否立即停機，選擇合理的可靠性測試方法。相對于實驗室測試方法，可靠性的現場測試法主要有以下兩個不同之處：其一，由于自動化控制涉筆的線路板通常在封閉機箱內部，引進測試信號較為困難，即使有的設備在設計制造中預留了測試插座，但是需要的測試信號線較長，現場測試過程中，無法通過在線仿真器來測試電子自動化控制設備的可靠性，這就提升了現場測試法在測試設備的安裝和連接方面的難度。其二，在現場可靠性測試過程中，使用的測試儀器和設備一般不能達到實驗室水平，這就需要更好的測試方法和手段。

1.3 保證實驗法

保證實驗法就是常說的“烤機”，是在出廠之前，設置規定的條件來進行產品的無障礙工作實驗。一般情況下，電氣自動化控制設備的元器件較多，在其故障模式中，并不是主要出現幾類故障顯示方式，而是存在較大的隨機性，故障呈現多樣性，可看出其故障呈指數分布，也就是說，設備的失效率會因時間推移而發生變化。從本質上分析，出廠之前，產品在實驗室的烤機行為主要是對早期失效情況進行檢測和測試，不斷完善和改進產品來降低出廠失效率，使產品符合相關指標要求。電子自動化可靠性試驗需要較長的時間，鑒于此，在大批量產品生產過程中，只能選取樣品來進行產品可靠性測試。在產品生產量較小的情況下，可對所有生產產品采取實驗測試法測試。電氣自動化控制設備數量較少、要求較高的可靠性以及有著較復雜電路的情況下可采取保證實驗法來測試其可靠性。

2、電氣自動化控制設備可靠性測試方法的確定

在電氣自動化控制設備的可靠性測試過程中，要全面考察實驗環境、實驗程序、實驗產品以及待檢測產品的具體情況等因素，準確分析后確定測試方法。

（1）實驗場地的確定。在測試電氣自動化設備可靠性時，要從測試的目標出發來選擇合理的實驗場地。在待測設備需要的可靠性超過了某特定指標，在可靠性測試時，實驗場所的選擇就應更為嚴格;如果只是對設備正常使用情況下的可靠性進行測試，測試實驗場所的選擇就應接近具有代表性的工作環境;如果設備測試是為了得到準確的可比性數據資料，就需要選擇與設備實際運行相近或相同的場所作為實驗場所。

（2）實驗環境的選取。電氣自動化控制設備產品類型的不同就會有著不同的工況，在測試設備的可靠性過程中，可選擇非惡劣實驗環境，在此條件下設備所處的應力低于一般水平，能獲得更加準確和客觀的自控可靠性結果。

（3）實驗產品的選擇。測試電氣自動化控制設備的可靠性時，實驗產品的選擇應具有較強的典型特點和代表性。如果是在紡織、礦井、化工和造紙等機械電控設備時，會有著較多的產品種類。從規模上看，實驗室產品可分為中小型設備和大型設備;從運行工況來看，實驗室設備主要包括間斷運行設備和連續運行設備。

（4）實驗程序。在電氣自動化控制設備的可靠性試驗中，試驗操作程序十分重要，是現場試驗技術人員在相關要求下統一制定，主要包括自動控制設備可靠性指標的確定和記錄、試驗數據的收集、時間間隔的適當值確定、試驗的開始時間和結束時間、出現意外情況的應對措施以及應急保障措施等方面規范。在電氣自動化控制設備的可靠性實驗操作中必須嚴格執行相關規范要求，以此來保證獲得準確、可靠的實驗數據。

（5）實驗組織工作。實驗組織工作是進行電氣自動化控制設備可靠性測試中的一個重要組成，只有保證實驗組織機構的嚴謹、合理和高效，才能保障實驗測試效果。在實驗組織機構的協調下，管理實驗場所、安排相關工作，確定可靠性實驗中主要參與人員，做好實驗活動的組織安排和實驗數據的收集整理，對實驗結果進行科學處理，在全面分析實驗數據的基礎上得出實驗結論。此外，實驗組織結構還應對可靠性設計工程師、設備制造工程師、實驗現場工程師的工作進行組織協調，確保工作的高效推進。

從以上的分析中可以看到，對于電氣自動化控制設備可靠性的檢測有著不同的方法，其中實用性最高的是可靠性現場測試法，深入分析該方法獲得的相關測試數據，能準確了解設備故障工作時間信息，還可作為重要依據來確定考核指標以及評估。電氣自動化設備和自動化控制設備具有低產量、多種類和較強的特殊性等特征。通過實驗室測試電控設備的可靠性具有較大的難度，對比之下，現場測試方法在實際應用中更方便，但也存在一些不足之處。在實際操作過程中，可有效結合這兩種可靠性測試方法，以期獲得最好的效果。實驗室測試試驗來獲取電子自動化控制的相關可靠性數據，通過現場可靠性測試獲取另一組可靠性數據，將兩組數據進行全面對比分析，能極大地提升數據的準確性，以此來準確判斷設備的可靠性能。總之，對于電氣自動化控制設備的可靠性測試時，要從設備的實際情況出發，選擇合適的測試方法。當前我國的發展情況來看，現場可靠性測試有著更好的適用性，但實驗室測試卻是未來發展的趨勢。

參考文獻：

[1]高菱婉.電氣工程自動化控制中智能化技術的應用[J].內燃機與配件，2018（03）：248-249.

[2]張文英.提升電氣自動化控制設備可靠性探討[J].中國高新技術企業，2015（20）：29-30.