电气自动化控制设备可靠性的浅析

2018-12-28张伟

数码设计 2018年5期

关键词：测试方法可靠性电气

张伟*

（河钢集团矿业公司司家营北区分公司，河北滦县，063700）

引言：

电气自动化控制设备的可靠性影响着供电的持续稳定性，加强对电气自动化设备研究改善，提高电气设备的安全可靠性意义重大。文章结合工作实践经验对电气自动化控制设备可靠性相关问题进行简要的分析。

1 电气设备可靠性定义

近年来，电气设备的发展趋势是模块化、系统化、智能化的，电气设备的新产品开发正在加速发展。环境的使用变得非常多样化;他们服务的系统变得越来越重要和昂贵。例如，自动开关已广泛应用于车辆、船舶、地面军事设备、航空航天、铁路和交通信号和通信系统。由于供电需要日夜连续运行，这就要求电气开关能够承受高、低温、高湿度、冲击等测试。维护通常不允许在操作中，或者只能进行简单的维护。所有这一切使得对电气开关可靠性的研究变得迫切和重要。

在国际上，通用的可靠性被定义为在规定的时间内完成一个定义的函数的能力。这个定义适用于系统，也适用于设备或单元。由于故障的随机性，用数学术语描述了可靠性，常用的是“概率”。

2 可靠性测试的主要方法

为了获得电子控制和自动化设备的可靠性，有必要对其进行定量评价。首先，需要确定一个测试方法。目前常用的可靠性测试方法主要包括以下几种方法。

（1）保证试验方法。产品出厂前的方法是产品在规定的条件下无故障工作测试,通常被称为焙烘机,我们研究通常包含大量的组件的电子控制设备,其故障模式是一种不以某些类型的断层为主,随机的,多样的形式出现,所以未能服从指数分布,也就是说,它的故障率随时间变化的特点。我们在试验室里对烘焙机，在出厂前实际上是产品的早期失效测试评估，通过改进产品，故障率在出厂前达到一段。该实验主要是一种可靠性保证测试，且该产品的批量生产所需时间，只能用于设备的样品，小批量，大系统的产品，可用于所有产品。这种测试方法适用于高可靠性、高可靠性的电气控制和自动化设备。

（2）现场测试方法。根据现场设备的可靠性试验，对可靠性数据进行记录，并根据数学统计数据得出设备的可靠性指标。该方法的特点是测试所需的测试设备较少，真实的工作环境，测试数据可以反映在实际使用的可靠性、可维护性和其他参数条件下获得的产品，并且需要较少的直接成本，测试设备可以用于正常工作。缺点是不能在受控条件下进行测试，外部影响因素复杂，无法控制，测试条件的重现性比实验室重现性差。现场测试分为三种情况:一是在线测试，测试设备不停止运行;一是停机测试，由测试设备停止;第三个是离线测试，该测试将从运行的站点中取出，并在专用测试设备上进行测试。从测试技术的角度来看，后两种测试更容易进行各种测试;对于复杂的系统，通常故障和问题需要在设备运行时被发现和定位，并且必须进行在线测试。进行现场测试的方法取决于故障的情况，以及是否允许实际应用程序立即停止。现场试验和实验室测试是测试设备的最大区别之一是很难安装和连接:电路板封闭测试信号很难介绍,即使设备外壳测试插座,测试信号线路也需要很长一段,传统的在线仿真器不能用于现场试验。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。

3 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、试验产品、试验测试程序等几个方面来推断。

（1）试验场地的选择。场地的选择要遵循一定的原则,即评估可靠性水平不低于某一指标应选择最严重的测试网站,如果它是为了确定正常使用条件下的可靠性水平,应该选择工作环境是最典型的测试网站,如果为了提供可靠数据可比性,应该选择有相同或相似的测试条件。

（2）试验环境的选择。由于电子控制产品的操作条件存在较大的差异，选择了非苛刻的场地，设备在正常压力下工作，以保证测试的客观性。

（3）试验产品的选择。这方面的特点应该是典型的。产品种类繁多，如纸机电子控制设备、纺织机械电子控制设备、矿井提升机机械控制设备等。从本质上讲，产品属性具有较大的尺寸和中小型设备。从操作的操作，连续操作设备和间歇操作设备。

（4）试验的测试程序。应该有一个统一的测试程序，并由现场测试人员严格执行。例如，时间间隔的确定、数据收集、各种性能指标的记录、安全情况的记录以及排除保证。应该有严格的规则，以确保测试的准确性和可信性。

（5）试验的组织工作。这是测试工作的关键部分。为了有一个高效和严谨的组织，它负责管理和组织分散的测试站点。收集和组织测试数据。为了选择测试人员和测试工作的协调，在最终测试结果确定工作时对测试报告的分析，也由组织对现场工程师、可靠性设计工程师、制造工程师一起进行。我们的工作以工程为主导，由科研管理、行业管理、测试人员共同组建管理机构、综合管理的现场测试，将得到更好的结果。

4 现场可靠性测试方法

现场可靠性测试方法是一种较为实用的测试方法，通过现场测试，可以收集数据，对收集到的数据进行系统分析，可得出故障工作时间，并做评估和制定考核指标的依据。

4.1 现场可靠性测试目的

①收集现场可靠性数据，进行可靠性评估，为制定合理的可靠性考核指标提供依据。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。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。⑤收集现场的设备维修性数据，进行维修性评估。