电气自动化控制设备可靠性探究

王茜

摘要：电气自动化能够依照预先设定的程序或计划实现操作、控制以及监视等功能在无人或人少状态下的自动运行。尤其是在今天，微电子技术、计算技术、智能技术以及机械电子技术发展迅速，电气自动化控制设备已经在我国的各个经济行业中得到了广泛应用。本文结合电气自动化控制设备可靠性的现状，简单介绍相关的可靠性测试措施建议。

关键词：电气自动化；控制设备；可靠性探究

中图分类号： F407 文献标识码： A 文章编号：

一、前言

可靠性是指对一个产品投入使用后无故障工作能力的度量，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，电气自动化控制设备的可靠性就越低。由于电气自动化控制设备的特点，电控设备行业的可靠性工作情况复杂，可靠性问题就变得非常突出。

目前，电气自动化控制技术不仅已成为促进我国经济发展必不可少的经济手段，更是衡量我国电子行业发展水平的关键指标。电气自动化控制设备可以提高工作质量、提升生产效率、改善劳动条件、增强运行经济性等，但电气自动化控制设备必须具有高度的可靠性才能保证生产运行的稳定性。在各个行业电气自动化程度不断深入发展的今天，为确保产品的可靠性，有必要对电气自动化控制设备的可靠性测试进行探究。

二、提高电气自动化控制设备可靠性的意义

可靠性是衡量设备质量的重要指标。产品质量就是使产品能够实现其价值、满足明示要求的特征和特质。概括其特性主要包括：性能、可靠性、经济性和安全性。由此可见，可靠性在产品质量中占主导地位。只有可靠性高，发生故障的次数才会少，那么维修费用就少，相应的安全性也会随之提高。因此，产品的可靠性是产品质量的核心，是生产厂家追求的目标。

可靠性能够增强设备的市场竞争力。随着国家经济的高速发展，用户不仅要求产品性能好，更重要的是要求产品的可靠性水平高。只有那些具有高可靠性指标的产品，才能在日益激烈的竞争中得以取胜。随着电气自动化控制设备自动化程度、复杂度越来越高，可靠性技术已成为企业在竞争中获取市场份额的有力工具。

三、电气自动化控制设备可靠性测试的现状

工作环境多样，操作维护不当。电气自动化控制设备需要面对多种多样的工作环境以应对环境因素对电气自动化控制设备的不利影响，这些不利因素主要包括气候因素、电磁干扰因素与机械作用力因素。其一，气候因素。主要包括湿度、气压、温度、大气污染等，这些会破坏电气自动化控制设备性能、损坏设备结构、运行运动灵活性及温升过高等，甚至导致设备完全毁坏不能正常工作。其二，电磁干扰因素，不能小视这个非可见因素对电气自动化控制设备的不利影响。一般而言，电气自动化控制设备的工作充斥着各种电磁波，这些电磁波会增大设备的输出噪声，导致工作失稳，影响设备安全。其三，机械作用力因素，主要指电气自动化控制设备在不同运载工具中可能受到的各种机械作用力，如冲击、震荡及离心加速力等，这些机械作用会严重影响和损坏电气自动化控制设备的元器件，或改变其参数，或致使其严重变形断裂，或导致设备金属件出现疲劳破坏。

设备元器件质量不合格。电气自动化控制设备元器件的生产厂家繁多，并且良莠不齐。通常，生产设备元器件的厂家规模较小，质量管理体系不健全，其元器件的质量很难保证；另外，在市场经济的体制下，元器件厂家之间存在的恶性竞争只会让部分厂家只重价格优势，不顾产品质量，导致电气自动化控制设备可靠性指标偏低，影响设备的正常安全工作。

此外，人员因素的影响也非常重要。由于电气自动化控制设备比较复杂，掌握和熟练操作的难度较大，因此，操作人员不熟练和不正确的操作也会影响甚至损坏设备；同时，对设备进行科学及时的维护与保养也非常重要，否则会降低电气自动化控制设备的可靠性。

四、电气自动化控制设备的可靠性测试措施

1、制订电气自动化控制设备可靠性测试计划

产品从研制到生产需要安排一系列的可靠性测试，这些试验必须按照产品研制与生产进度及试验目的和要求，制订—个综合的电气自动化控制设备可靠性测试计划，并纳入产品研制与生产计划中，以便统一规划和安排实施这些试验活动，取得期望效果和良好效益。

各种不同的可靠性测试应安排在产品研制与生产的某一适当的阶段进行。如可靠性增长试验主要安排在产品研制阶段进行；可靠性统计试验中的鉴定试验应安排在产品定型或有重大设计、工艺变更时进行；可靠性验收试验则在成批生产检验验收时进行；筛选试验应用于产品研制及批量生产、整机装配之前，现场可靠性测试安排在设计定型后，只经现场使用验证后方可投入批量生产。

在进行某项试验之前，为切实保证试验结果有较高的置信水平，使产品试验验证的可靠性与现场使用的可靠性尽可能一致，必须对可靠性测试提出系统严格的要求，必须事先制订一个科学周密的试验计划。

2、电气自动化控制设备的可靠性测试建议

可靠性的现场测试。该测试方法主要是在电气自动化控制设备运行的过程中进行控制，以检验其可靠性。进行测试时，需认真详细地记录各种数据，并对数据进行数理统计和计算，编制设备可靠性的具体指标，比较真实地评估设备运行的可靠性。该测试方法需要是测试设备相对较少，但能够较真实地反映设备的真实性能，而且测试成本较低，不会受到设备工作连贯性产生的干扰。然而该测试方法也有缺点，即易受外界条件干扰、易受受控条件限制、再现条件较差等等。

可靠性的保证试验。保证试验方法俗称烤机，是指在产品出厂前在规定条件下对产品进行无故障的工作试验。保证实验方法不同于实验室测试方法，因为电气自动化控制设备通常是由大量元器件构成，因此它的故障以随机性和多样性的形式表现，而不是以几种故障为主表现出来。烤机就是对产品的早期失效进行测试考核，通过改进使产品失效率在出厂前达到指标。保证试验所需的时间较长，对于小数量、大系统生产的产品而言，它适用于所有产品，但是对于大量生产的产品而言，只能用于设备的样本。

可靠性的实验室测试。该测试方法模拟了电气自动化控制设备的各种工作条件和工作环境，力求测试所需的外力影响与现场所受环境应力的相同试验中需要记录试验时间、失效次数等数据，待测试完成之后进行统计分析，并根据统计分析的结果来编制设备的可靠性指标。该测试方法具有易控制试验条件、试验所得数据质量较高、试验结果允许再现等优点；但缺点也不容忽视，即测试成本巨大、试品数量较多、试验条件限制性较高等。所以，该测试方法特别适用于批量生产的设备。

此外，针对电气自动化控制设备是多层次的组合产品，具有品种多、规格杂、批量小的特点，笔者建议用一系列不同规格的一类产品当作一种产品来进行统一处理，按产品的组合层次设置不同的指标，并采用相应的测试方法进行分别处理：其一，电气控制单元，考核平均故障率，以实验室实验为主。其二，基本传动系统，考核平均故障间隔工作时间，以现场数据为主；个别小容量大批量的产品可考虑实验室实验。其三，成套设备的大系统，考核有效度，只考虑按现场数据考核。

同时，还应制定出自动化电控设备可靠性设计导则，编写行业可靠性培训教材，组织各层次的可靠性教育培训，开展可靠性技术研究并实施可靠性工程技术管理，为开展电控行业可靠性工作奠定坚实基础。

参考文献：

[1]张宏喜：《如何对电气自动化控制设备进行可靠性测试》[J]价值工程，2011(06).

[2]郑文斌：《电气自动化控制设备的可靠性测试》[J]时代经贸(中旬刊)，2008(S6).

[3]于士国：《电气自动化控制设备可靠性测试的方法分析》[J]硅谷，2011(11).