电气自动化控制设备的可靠性测试方法分析

杨瑞 杜立国

摘 要：电气自动化控制设备的可靠性方法主要有实验室测试法、现场测试法和保证实验法等，本文只从这几种测试方法出发，分析其优缺点，探讨如何确定测试方法以及相关问题，为相关研究和从业人员提供理论参考。

关键词：电气自动化;控制;可靠性

自动化技术的应用有效解放了劳动力，对生产力的促进有着十分重要的作用，也是当今社会生产力的发展趋势，这就使得自动化设备成为了社会发展中的一个重要因素，这就必须保证自动化控制设备的准确性和可靠性来保证其稳定运行，本文是针对相关测试方法展开讨论。

1、电气自动化控制设备可靠性测试方法

为准确、客观地评价电气自动化控制设备，就需要针对电气自动化控制设备制定合理的可靠性测试方法，在实践过程中通常有以下几类方法

1.1 实验室测试法

该方法主要是采取可靠性模拟来实现，模拟自动化设备的现场使用条件，按规定模拟工作环境和条件使其更接近实际，检测自动化控制设备在工作环境中遇到的应力情况，对失效总数和时间等数据进行统计，经过分析后确定检测设备的可靠性指标。分析实验室可靠性测试方法可以看到，在实验室条件下，试验数据的获取较简单且质量较高，能再现实验结果等优势。其缺点主要是实验条件存在一定的限制性，需要较高的实验费用，需要较大数量的试验品，产品的成本因素和批量会对实验结果造成影响。可以看出，实验室测试法在大批量产品生产中有较好的适应性。

1.2 现场测试法

现场测试的环境更加贴近与工作生产实际，经过此方法测试获得的数据更加真实，可直接反应出实际运行过程中监测设备的维护性和可靠性等参数。现场测试法不需要过多的实验设备，也不需要投入大量测试费用，测试过程中，自动化控制设备能以正常状态运行。电气自动化控制设备的可靠性现场测试方法又可分为可靠性在线测试、停机测试和脱机测试三种。在线测试是测试正常运行中的设备，停机测试是停止设备运行后再进行测试，脱机测试则是取出待检测部件，将其安装到专业检测设备后再进行测试。从测试技术层面来看，停机测试和脱机测试较为简单，但是对于复杂的自动化控制系统来说，只有在设备正常运行过程中才能准判断故障及位置，此类情况下只能进行在线测试。在实际操作中，要根据自动化设备具体的故障情况来判断，决定是否立即停机，选择合理的可靠性测试方法。相对于实验室测试方法，可靠性的现场测试法主要有以下两个不同之处：其一，由于自动化控制涉笔的线路板通常在封闭机箱内部，引进测试信号较为困难，即使有的设备在设计制造中预留了测试插座，但是需要的测试信号线较长，现场测试过程中，无法通过在线仿真器来测试电子自动化控制设备的可靠性，这就提升了现场测试法在测试设备的安装和连接方面的难度。其二，在现场可靠性测试过程中，使用的测试仪器和设备一般不能达到实验室水平，这就需要更好的测试方法和手段。

1.3 保证实验法

保证实验法就是常说的“烤机”，是在出厂之前，设置规定的条件来进行产品的无障碍工作实验。一般情况下，电气自动化控制设备的元器件较多，在其故障模式中，并不是主要出现几类故障显示方式，而是存在较大的随机性，故障呈现多样性，可看出其故障呈指数分布，也就是说，设备的失效率会因时间推移而发生变化。从本质上分析，出厂之前，产品在实验室的烤机行为主要是对早期失效情况进行检测和测试，不断完善和改进产品来降低出厂失效率，使产品符合相关指标要求。电子自动化可靠性试验需要较长的时间，鉴于此，在大批量产品生产过程中，只能选取样品来进行产品可靠性测试。在产品生产量较小的情况下，可对所有生产产品采取实验测试法测试。电气自动化控制设备数量较少、要求较高的可靠性以及有着较复杂电路的情况下可采取保证实验法来测试其可靠性。

2、电气自动化控制设备可靠性测试方法的确定

在电气自动化控制设备的可靠性测试过程中，要全面考察实验环境、实验程序、实验产品以及待检测产品的具体情况等因素，准确分析后确定测试方法。

（1）实验场地的确定。在测试电气自动化设备可靠性时，要从测试的目标出发来选择合理的实验场地。在待测设备需要的可靠性超过了某特定指标，在可靠性测试时，实验场所的选择就应更为严格;如果只是对设备正常使用情况下的可靠性进行测试，测试实验场所的选择就应接近具有代表性的工作环境;如果设备测试是为了得到准确的可比性数据资料，就需要选择与设备实际运行相近或相同的场所作为实验场所。

（2）实验环境的选取。电气自动化控制设备产品类型的不同就会有着不同的工况，在测试设备的可靠性过程中，可选择非恶劣实验环境，在此条件下设备所处的应力低于一般水平，能获得更加准确和客观的自控可靠性结果。

（3）实验产品的选择。测试电气自动化控制设备的可靠性时，实验产品的选择应具有较强的典型特点和代表性。如果是在纺织、矿井、化工和造纸等机械电控设备时，会有着较多的产品种类。从规模上看，实验室产品可分为中小型设备和大型设备;從运行工况来看，实验室设备主要包括间断运行设备和连续运行设备。

（4）实验程序。在电气自动化控制设备的可靠性试验中，试验操作程序十分重要，是现场试验技术人员在相关要求下统一制定，主要包括自动控制设备可靠性指标的确定和记录、试验数据的收集、时间间隔的适当值确定、试验的开始时间和结束时间、出现意外情况的应对措施以及应急保障措施等方面规范。在电气自动化控制设备的可靠性实验操作中必须严格执行相关规范要求，以此来保证获得准确、可靠的实验数据。

（5）实验组织工作。实验组织工作是进行电气自动化控制设备可靠性测试中的一个重要组成，只有保证实验组织机构的严谨、合理和高效，才能保障实验测试效果。在实验组织机构的协调下，管理实验场所、安排相关工作，确定可靠性实验中主要参与人员，做好实验活动的组织安排和实验数据的收集整理，对实验结果进行科学处理，在全面分析实验数据的基础上得出实验结论。此外，实验组织结构还应对可靠性设计工程师、设备制造工程师、实验现场工程师的工作进行组织协调，确保工作的高效推进。

从以上的分析中可以看到，对于电气自动化控制设备可靠性的检测有着不同的方法，其中实用性最高的是可靠性现场测试法，深入分析该方法获得的相关测试数据，能准确了解设备故障工作时间信息，还可作为重要依据来确定考核指标以及评估。电气自动化设备和自动化控制设备具有低产量、多种类和较强的特殊性等特征。通过实验室测试电控设备的可靠性具有较大的难度，对比之下，现场测试方法在实际应用中更方便，但也存在一些不足之处。在实际操作过程中，可有效结合这两种可靠性测试方法，以期获得最好的效果。实验室测试试验来获取电子自动化控制的相关可靠性数据，通过现场可靠性测试获取另一组可靠性数据，将两组数据进行全面对比分析，能极大地提升数据的准确性，以此来准确判断设备的可靠性能。总之，对于电气自动化控制设备的可靠性测试时，要从设备的实际情况出发，选择合适的测试方法。当前我国的发展情况来看，现场可靠性测试有着更好的适用性，但实验室测试却是未来发展的趋势。

参考文献：

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[2]张文英.提升电气自动化控制设备可靠性探讨[J].中国高新技术企业，2015（20）：29-30.