电气自动化设备可靠性测试方法及对策分析

赵 岩

（仰恩大学 福建 泉州 362400）

1 引言

随着电子技术的不断进步以及信息技术的不断发展，电气自动化逐渐成为当前较为热门的研究学科。自动化技术的进步已经成为推动国家行业变革、增强国家科学技术竞争力的重要力量。电气自动化程度高的企业，在市场竞争之中将会获得优势地位，有利于企业的发展和成长。因此，我们必须要提高电气自动化设备的可靠性和准确性，既能提高工业化生产质量和效率，又能使操作人员的安全和健康得到保证。本文从电气自动化控制设备的可靠性和测试方面展开了讨论。

2 电气自动化设备的可靠性概念及现状

人们对于电气自动化设备的所有要求中，可靠性永远排在第一位置，电气自动化设备的可靠性主要体现在设备在工艺规定的压力、时间、温度以及周围环境范围中，能够准时、准确地执行相关命令。没有可靠性的电气自动化设备无疑会在生产和生活中造成负面效果，甚至会造成人身伤害事故。随着电气智能化时代的发展，自动化设备成为每个生产环节的核心设备，那么如何准确评定或测试自动化设备的可靠性成为摆在技术人员面前的一道难关。电气自动化设备多种多样，对应的使用环境也是复杂多变，为自动化设备的测试工作带来了严峻挑战。

从目前的现状来看，首要因素就是电气自动化控制设备的元器件质量参差不齐。这些质量参差不齐的电子元器件根本无法保证电气自动化设备的长久安全运行，不同厂家之间的电子元器件参数甚至得不到统一，常常会遇到兼容性差的问题。一些电子元器件甚至是小作坊式的生产，这些小作坊根本不具有完善的标准化控制体系，使得生产出的配件出现规格和参数的误差，而组装厂家或生产厂家贪图价格便宜，在参数或品质稍有偏差的情况下，抱着“凑合着用”的心态直接装配出厂，最终导致市场上出售的电气自动化设备品质良莠不齐，无法跟上市场水平的进步，在激烈的市场竞争中被逐步淘汰。

其次，使用环境也会在极大程度上影响到电气自动化设备的可靠性。当前社会分工越来越细化，职业和工种也越来越多，使用环境也在逐渐扩展，使得电气自动化设备需要面临各种各样的工作环境。鉴于目前的行业差异逐渐加大，自动化设备的使用环境也越来越容易受到干扰。如一些离心机或空压机的强烈震动都会对电子元器件的可靠性造成强烈的损伤，使得设备发生故障的频率以及维修率大幅度提高。再如冬夏强烈的温差也会造成电子元器件出现巨大的故障，影响到正常的生活和生产工作。

最后，一些控制设备的电子元器件无法满足工艺需要，影响到了电子元器件的正常运行。全球化经济时代下，工业生产已经进入一个全球分工的状态，对于电子元器件来说，由于其需要的零部件数量和种类极为庞大，零部件也非常多，厂家在采购之中较难关注到每一个电子元器件的质量和规格是否达到使用环境要求，也就导致有些零部件无法满足工艺需求。另一方面，一些厂家由于缺乏核心技术，材料以次充好，导致零部件的质量本身就存在缺陷，最终导致整个电气自动化控制设备性能受到严重影响。

3 电气自动化设备可靠性测试相关方法分析

3.1 试验检测法

所谓的试验检测，就是通过针对性试验的方法现场检测其控制性能。例如化工生产中使用的自动化高压釜温控和气密性检测系统，就可以采用试验检测的方法，用水来代替化工中使用的危险物料，使用安全的氮气代替其它气体进行压力测试，在每个温度下，进行压力测试，做出压力变化与时间的趋势图，将该趋势图与标准图进行对比，看该温度控制系统和气密性是否达到所要求的水准。在实验过程中，应该根据工艺要求采取极端值实验法，充分模拟苛刻工况下的实验环境，并考虑到非实验因素的干扰。这种实验测试方法更接近实际情况，能够有效模拟出各种环境因素以及工况条件的影响，节约了大量时间，节省了测试费用[1]。

3.2 软件模拟测试法

随着信息技术的不断发展，越来越多的建模软件被广泛应用于生产设计之中，对于某些大型集群化的电气自动化控制设备而言，有时通过实验测试方法并不能系统而直观地测试出设备的可靠性，并且测试过程较为繁琐，而通过一些建模软件进行测试无疑是一种经济、实惠、有效的测试方法。例如，在化工设计和生产之中，我们可以通过Aspen Plus进行测试。Aspen Plus是一款大型的化工流程装置模拟系统，可以方便地模拟出化工自动化生产过程中各个环节的细节和问题，得到的数据更加全面而系统，使设计人员能够全面了解到生产过程中的各个详细参数。软件测试方法的使用避免了大量人力资源和时间成本的浪费，对于提高电气自动化的综合水平具有积极意义[2]。

3.3 保证实验法

所谓的保证测试法，就是针对生产出来但尚未离厂的设备进行检测，在检测过程中尤其注重设备故障问题的检查，为设备的顺利使用打下基础。一般而言，目前的电气设备检查都需要经过“烤机”的过程，这是因为电气设备元器件众多，故障具有多样性和随机性，通过“烤机”能够有效发现设备中的各种故障，以便于在出厂前就进行排除，挽回不合格产品对公司品牌造成的负面影响。通过保证实验法，一方面可以帮助公司自主发现问题，并进行技术改进，提高设备的整体水平。另一方面，能够降低电气自动化设备运营故障的可能性，适用于电路复杂的自动化控制设备。

4 保证电气自动化设备测试可靠性的措施

4.1 建立全面系统的测试标准

对于复杂的电气自动化设备而言，企业需要建立起一整套系统、科学的测试方法和标准评价体系。企业可以参考国家相关产品颁布的国标、行标以及企标，搭建起拥有自身特色的测试标准体系。目前国家牵头已经成立的“国家标准信息公共服务平台”，在该平台上可以搜索到绝大部分产品的标准信息，对于企业有很重要的参考意义。在制定测试标准的过程中，企业需要综合考虑设备的环境要求、设备检维修要求以及故障问题等因素，抓住重点问题，全面制定出测试标准。[3]

4.2 关注设备可靠性的设计

一个产品的可靠与否和产品设计有着密不可分的关系，首先，我们需要对设备的具体信息做好掌握，在保证设备安全可靠的基础上进行设备的设计工作，不能贪图设备外观好看或者为了减少元器件的使用而不顾设备可靠性。当前有些厂家为了减少电子元器件的使用，而不去设计电路保护设备，使得设备故障问题频发，在电压出现波动或者气温升高后就不能正常运行。因此，需要在设计环节就进行综合考虑，加强设计的合理性和耐用性。

4.3 高度重视设备测试过程的管理工作

有些企业虽然已经制定了详细的产品测试制度，但是由于企业内部员工缺乏必要的知识储备，或者在心态上不重视产品测试，而导致测试制度形同虚设。因此，我们必须重视测试过程的培训和管理工作。在新员工入职前需要进行严格的考核，只有员工考核合格后方可上岗。企业也需要不断提升操作人员的理论知识和操作能力，保证企业员工的知识储备和工作心态，能够及时处理测试过程中出现的问题，避免后果进一步恶化。

4.4 建立电子元器件的检测和安装机制

电子元器件的好坏决定了电气自动化的整体水平，企业应该重视电子元器件的质量检测工作。在电子元器件的采购、入场和安装过程中都需要全程跟踪、记录和检测。我们应该在保证质量的基础上再选择价格便宜的元器件，而不能先考虑价格再考虑质量，否则只会导致设备稳定性不够，使用寿命严重下降。在安装过程中，许多厂家并没有充分重视元器件是否已经安装牢固，线路是否出现连接错误的情况，使得设备在使用一段时间后元器件脱落，甚至造成安全事故，带来严重损失，因此，为了提高测试的可靠性，必须重视电子元器件的检测和安装工作，提高设备耐用性。

5 结语

电气自动化作为推动现代工业发展的主要技术力量，已经成为了生产和生活中的核心设备系统。而从目前情况来看，还存在电子元器件质量参差不齐的情况，设计过程中没有充分考虑环境因素影响的问题，这些问题导致电气自动化控制设备可靠性受到严重威胁。因此，我们必须重视电气自动化设备的测试工作，可以通过试验、软件模拟以及保证测试等方法全面性的地展开测试。为了增强设备可靠性的测试效果，我们需要建立全面系统的测试标准以及电子元器件的检测和安装机制，关注设备可靠性的设计，高度重视设备测试过程的管理工作，只有这样才能推进电气自动化控制设备的长久可靠运行。