电控及自动化设备的可靠性测试方法探讨

赵洪恒

（濮阳市污水处理厂，河南濮阳457001）

电气自动化控制设备可靠性主要体现为在规定时间内、规定环境下完成规定功能的能力。 如果完成规定功能的能力越高，则电气自动化控制设备的可靠性就越高，反之则电气自动化控制设备的可靠性就越低。 电气自动化控制设备常常不仅需要长时间运行，还需要经受各种不利自然条件(高温、低温、高湿、暴晒等)的考验，可靠性便成为衡量电气自动化控制设备是否合格的重要指标之一。随着电气自动化的广泛应用， 如何进一步加强电气自动化控制设备的可靠性和安全性，为人们的生产生活提供技术支撑和安全保障，已成为受到广泛关注的热点。

1 可靠性测试的主要方法

要取得电控及自动化设备的可靠性等征量定量地评价其水平首先要决定一个测试方法根据国家电控配电设备质量监督检验中心提出的测试方法当前常用的可靠性测试方法主要有三种即试验室测试法、保证试验法、现场测试法。

2 试验室测试法

在试验室内用一种规定的可控的工作条件和环境条件模拟现场的使用条件使被测设备如同现场所遇到的环境应力进行试验将累计的时间和累计失效数等其它数据通过数理统计得到可靠性指标这是一种模拟可靠性试验这种试验方法试验条件易于控制所得数据质量高所得试验结果可以再现可以分析但受试验条件的限制很难得到与真实情况相对应的数据同时试验费用昂贵由于这种试验一般都需要较多的试品所以还要考虑到被试产品的生产批量与成本因素因此这种试验方法比较适用于大批量生产的产品。

3 保证试验法

该方法是在产品出厂前将产品在规定条件下进行无故障的工作试验俗称烤机我们研究的电控设备通常由大量的元器件组成它的故障模式是一种不以某几种故障为主的随机的多样化的形式来显现出来的因此它的故障服从指数分布也就是说它的失效率具有随着时间变化的特性。我们在试验室内对出厂前的产品进行烤机实际上就是对产品的早期失效进行测试考核通过对产品的改进使失效率达到某一项规定指标后再出厂。这项试验主要是一种可靠性保证试验而且所需的时间长对大量生产的产品来说它只能用于设备的样本对小量大系统生产的产品来说它可用于所有产品。这种试验方法对电路复杂町靠性要求较高台数又少的电控及自动化设备比较适用。

4 现场测试法

通过对设备在使用现场进行的可靠性测试记录各种可靠性数据然后根据数理统计方法得出设备可靠性指标的一种方法。该方法的特点是试验需要的试验设备比较少工作环境真实其测试所得数据能真实反映产品在实际使用情况下的可靠性维护性等参数且需要的直接费用少受试设备可以正常工作使用。不利之处是不能在受控的条件下进行试验、外界影响因素繁杂不可控试验条件的再现性比试验室的再现性差。

现场测试分为三种情况： 一种， 是在线测试测试设备不停止运行；一种，是停机测试被测试设备停止运行；第三种，为脱机测试将被测部件从运行现场取出放到专用的测试装备上进行测试。 从测试技术角度上说后二者更容易进行各种测试;对于复杂系统来说往往故障和问题需要在设备运行时才能发现和定位必须进行在线测试。 究竟采取哪种方式进行现场测试取决于故障状况和实际应用是否允许立即停机。

现场测试和试验室测试的最大区别就是测试设备难以安装和连接：线路板封闭在机箱中测试信号线很难引入即使设备外壳上留有测试插座测试信号线也需要很长传统的在线仿真器在现场测试中无法使用。 另一方面，现场往往没有实验室里的各种测试仪器和设备因此必须有更好的方法和手段来完成测试。

4.1 可靠性测试方法的选择

如何选择可靠性测试方法可以从试验场地、试验环境品、试验测试程序等几个方面来推断。

4.1.1 试验场地的选择

对于场地的选择还要遵循一定的原则即如果要考核可靠性水平不低于某一指标时应选择最严酷的试验场地如果是为了测定正常使用条件下的可靠性水平则应选择：工作环境最为典型的试验场地如果为了提供可靠的可比性资料则应选择有着相同或近似的试验条件的场地。

4.1.2 试验环境的选择

由于电控产品的工况差异很大选择了非恶劣的场地设备工作在一般应力下以保证测试的客观性。

4.1.3 试验产品的选择

这方面的特点要有典型性。 包含的品种也很多造纸机电控设备、纺织机电控设备、矿井提升机电控设备。 从性质上讲产品属性有大型设备、中小型设备。 从工作运行情况看既有连续运行设备又有间断运行设备。

4.1.4 试验的测试程序

要有一个统一的试验程序并由现场试验人员严格执行。如试验起始结束时间时间间隔的确定数据的采集各种性能指标的记录保障情况的汜录保障的排除等都应有严格规范这样才能保证测试的准确性、可信性。

4.1.5 试验的组织工作

这是试验工作中关键的一环要有一个高效、严密的组织机构它肩负着对各分散试验场地的管理、组织工作。 对试验数据的收集、整理工作。 对试验人员的选定试验工作的协调试验报告的分析及至最后试验结果的判定工作还要通过这个组织把现场工程师、可靠性设计工程师、制造工程帅联系在-起。 我们的工作开展就是由行业归口牵头由科研管理人员、行业管理人员、试验人员共同组织了一个管理机构对现场的测试进行全面管理这样会收到比较好的效果。

4.2 现场可靠性测试目的

4.2.1 收集现场可靠性数据进行可靠性评估为制定合理的町靠性考核指标提供依据

4.2.2 收集现场的可靠性数据经过数理统计后得到可靠性数据指标

4.2.3 收集设备上元器件的可靠性数据为今后元器件的使用提出可靠性指标

4.2.4 对设备的寿命特性进行考查可帮助确定出厂时设备进行的烤机时间。 收集现场的设备维修性数据进行维修性评估

4.3 现场可靠性试验的条件

试验方法首先要求设备生产管理制度比较完善工艺条件比较稳定和成熟元器件进货渠道比较正规制造的产品有品质保证对于用户工厂被测试没缶的使用厂要求设备的工作条件符合产品的技术标准最好是用户使用的电控及自动化设备量比较多一些以使统计数字更为可靠。

4.4 可靠性数据统计分析

依据收集到的可靠性数据按照电控设备可靠性指标体系的要求进行统计计算有关可靠性特征根据收集的数据通过统计计算表明典型的国产电控及自动化设备的平均无故障工作时间。

5 结论

综上所述，由于电控及自动化设备特殊性产量小品种多，对其进行试验室测试有一定的困难，所以采用现场测试比较实际但现场测试也有缺点。因此搞一些试验室测试并且通过对试验室测试所获得的可靠性数据与现场可靠性测试所获得数据进行比较，可更准确地判定设备的可靠性程度。 总之现场可靠性试验适合我国的国情，试验室试验是未来发展的方向。

［1］张志民.对电气自动化控制设备可靠性的认识[J].广东科技,2011,20(4).

［2］郭书祥,吕震宙.检修事件的概率分析与结构的维修可靠性[J].应用数学和力学,2000,21(3).

［3］周志敏,孙晓波.浅析电气设备可靠性设计[J].电气开关,2003,41(1).

［4］沈维阳.工业企业电气设备可靠性诊断和维修[J].现代商贸工业,2007,19(6).