電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性測(cè)試獲獎(jiǎng)科研報(bào)告

電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性測(cè)試獲獎(jiǎng)科研報(bào)告摘要：對(duì)于生產(chǎn)廠家和廣大用戶來(lái)說(shuō)，最關(guān)心的問(wèn)題就是電氣自動(dòng)化設(shè)備的可靠性。為了確保電氣自動(dòng)化設(shè)備的可靠性，國(guó)家電控配電設(shè)備質(zhì)檢中心提出了測(cè)定電氣自動(dòng)化設(shè)備可靠性的方法。文章首先對(duì)3種可靠性測(cè)試方法進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，之后論述了電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性測(cè)試方法選擇方面的相關(guān)問(wèn)題，最后對(duì)現(xiàn)場(chǎng)可靠性測(cè)試方法進(jìn)行重點(diǎn)分析。

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化;可靠性測(cè)試;現(xiàn)場(chǎng)可靠性測(cè)試

1電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性測(cè)試方法及選擇

1.1電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性測(cè)試方法

確定一個(gè)最適當(dāng)?shù)碾姎庾詣?dòng)化控制設(shè)備可靠性測(cè)試方法是對(duì)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性做出客觀準(zhǔn)確評(píng)價(jià)的前提條件。國(guó)家電控配電設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心提供了對(duì)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備進(jìn)行可靠性測(cè)試的方法，在實(shí)踐中比較常用的主要有以下3種：（1）實(shí)驗(yàn)室測(cè)試法。此種測(cè)試方法是通過(guò)可靠性模擬進(jìn)行測(cè)試，利用符合規(guī)定的可控工作條件及環(huán)境對(duì)設(shè)備運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)使用條件進(jìn)行模擬，以便實(shí)現(xiàn)以最接近設(shè)備運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)所遇到的環(huán)境應(yīng)力對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，統(tǒng)計(jì)時(shí)間及失效總數(shù)等相關(guān)數(shù)據(jù)，從而得出被檢測(cè)設(shè)備可靠性指標(biāo)。此種可靠性測(cè)試方法的優(yōu)勢(shì)在于：實(shí)驗(yàn)條件容易掌控、所獲取的試驗(yàn)數(shù)據(jù)質(zhì)量較高、實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以再現(xiàn)等;不足之處主要體現(xiàn)在：進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室測(cè)試法所需要的實(shí)驗(yàn)費(fèi)用較高、實(shí)驗(yàn)條件受到限制、需要試品數(shù)量大以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果受到產(chǎn)品批量及成本因素影響等。因此，此種測(cè)試方法更適用于生產(chǎn)批量較大的產(chǎn)品[1]。（2）現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試法?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試法的優(yōu)勢(shì)在于：測(cè)試環(huán)境與實(shí)際工作環(huán)境更加符合，測(cè)試所得到的數(shù)據(jù)可以對(duì)被檢測(cè)設(shè)備實(shí)際運(yùn)行中的可靠性及維護(hù)性等相關(guān)參數(shù)做出更加真實(shí)的反映;進(jìn)行可靠性實(shí)驗(yàn)所需要的設(shè)備較少，需要投入的測(cè)試費(fèi)用相對(duì)少;在實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)被測(cè)試設(shè)備可以保持正常的運(yùn)行狀態(tài)。電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試法具體又包含3種類型：第一種是可靠性在線測(cè)試，即在被測(cè)試設(shè)備正常運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中進(jìn)行測(cè)試;第二種是停機(jī)測(cè)試，即在被測(cè)試設(shè)備停止運(yùn)行時(shí)進(jìn)行測(cè)試;第三種是脫機(jī)測(cè)試，需要從設(shè)備運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)將待檢測(cè)部件取出，安裝到專業(yè)檢測(cè)設(shè)備當(dāng)中進(jìn)行可靠性測(cè)試。。單純從測(cè)試技術(shù)方面分析，后2種測(cè)試方法相對(duì)簡(jiǎn)單，但如果系統(tǒng)較為復(fù)雜一般只有設(shè)備保持運(yùn)行狀態(tài)時(shí)才可以定位出現(xiàn)故障的準(zhǔn)確位置，故只能選擇在線測(cè)試[2]。在實(shí)踐中，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)具體選擇哪種類型的測(cè)試，要看故障的具體情況以及是否可以實(shí)現(xiàn)立即停機(jī)。電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性可靠性測(cè)試前提條件的確定現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試法與實(shí)驗(yàn)室測(cè)試法相比較，不同之處主要體現(xiàn)在以下2點(diǎn)：第一，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試法安裝及連接待測(cè)試設(shè)備的難度較大，主要原因在于，線路板已經(jīng)被封閉在機(jī)箱當(dāng)中，這就導(dǎo)致測(cè)試信號(hào)難以引進(jìn)，即便是在設(shè)備外殼處預(yù)留了測(cè)試插座，也需要較長(zhǎng)的測(cè)試信號(hào)線，在進(jìn)行電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)，無(wú)法使用以往的在線仿真器;第二，由于進(jìn)行設(shè)備可靠性現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試通常不具備實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試設(shè)備和儀器，這就給現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試手段及方法提出更高要求。（3）保證實(shí)驗(yàn)法。所謂保證實(shí)驗(yàn)法，就是通常經(jīng)常談到的“烤機(jī)”，具體指的是在產(chǎn)品出廠前，在規(guī)定的條件下對(duì)產(chǎn)品所實(shí)施的無(wú)故障工作試驗(yàn)。通常情況下，作為研究對(duì)象的電氣自動(dòng)化控制設(shè)備都有著數(shù)量較多的元器件，其故障模式顯示方式并非以某幾類故障為主，而是具有一定的隨機(jī)性，并且故障表現(xiàn)形式多樣，所以，其故障服從于指數(shù)分布，換句話說(shuō)，其失效率是隨著時(shí)間的變化而變化的。產(chǎn)品在出廠之前在實(shí)驗(yàn)室所進(jìn)行的烤機(jī)，從本質(zhì)上講，就是測(cè)試和檢測(cè)產(chǎn)品早期失效情況，通過(guò)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行不斷的改進(jìn)和完善，以確保所出廠的產(chǎn)品的失效率均已符合相關(guān)指標(biāo)的要求。實(shí)施電氣自動(dòng)化可靠性保證實(shí)驗(yàn)所花費(fèi)的時(shí)間較長(zhǎng)，因此，如果產(chǎn)品是大批量生產(chǎn)，這種可靠性檢測(cè)方法只能應(yīng)用于產(chǎn)品的樣本，如果產(chǎn)品的生產(chǎn)量不大，則可以將此種保證實(shí)驗(yàn)測(cè)試法應(yīng)用在所有產(chǎn)品上[3]。電氣自動(dòng)化設(shè)備可靠性保證實(shí)驗(yàn)主要適用范圍是電路相對(duì)復(fù)雜、對(duì)可靠性要求較高并且數(shù)量不大的電氣自動(dòng)化控制設(shè)備。

1.2電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性測(cè)試方法的確定

確定電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性測(cè)試方法，需要對(duì)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所、實(shí)驗(yàn)環(huán)境、待測(cè)驗(yàn)產(chǎn)品以及具體的實(shí)驗(yàn)程序等因素進(jìn)行全面的考察和分析。（1）實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地的確定。電氣自動(dòng)化設(shè)備可靠性測(cè)試實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地的選擇，需要結(jié)合設(shè)備可靠性測(cè)試的具體目標(biāo)來(lái)進(jìn)行[4]。如果待測(cè)試的電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性高于某一特定指標(biāo)，就需要選取最為嚴(yán)酷的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所進(jìn)行可靠性測(cè)試;如果只是測(cè)試電氣自動(dòng)化控制設(shè)備在正常使用狀況下的可靠性，就需要選取最具代表性的工作環(huán)境作為開展測(cè)試實(shí)驗(yàn)的場(chǎng)所;如果進(jìn)行測(cè)試的目的只是為了獲取準(zhǔn)確的可比性數(shù)據(jù)資料，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所選擇時(shí)需要重點(diǎn)考慮與設(shè)備實(shí)際運(yùn)行相同或相近的場(chǎng)所。（2）實(shí)驗(yàn)環(huán)境的選取。因?yàn)閷?duì)于電氣自動(dòng)化控制設(shè)備而言，不同的產(chǎn)品類型所對(duì)應(yīng)的工況也有所不同，所以，在進(jìn)行電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性測(cè)試時(shí)，選取非惡劣實(shí)驗(yàn)環(huán)境，這樣被測(cè)試的電氣自動(dòng)化控制設(shè)備將處于一般性應(yīng)力之下，由此所得到的設(shè)備自控可靠性結(jié)果更加客觀和準(zhǔn)確。（3）實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品的選擇。在選擇電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性測(cè)試實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品時(shí)，要注意挑選比較具有代表性、具有典型特點(diǎn)的產(chǎn)品。所涉及到的產(chǎn)品的種類比較多，例如造紙、化工、礦井以及紡織等方面的機(jī)械電控設(shè)備等。從實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品規(guī)模上分析，主要包括大型設(shè)備以及中小型設(shè)備;從實(shí)驗(yàn)設(shè)備的工作運(yùn)行狀況來(lái)分析，主要可以分為連續(xù)運(yùn)行設(shè)備以及間斷運(yùn)行設(shè)備。（4）實(shí)驗(yàn)程序。開展電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性實(shí)驗(yàn)需要由專業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員嚴(yán)格按照統(tǒng)一實(shí)驗(yàn)程序操作，主要涉及到測(cè)試實(shí)驗(yàn)開始及結(jié)束時(shí)間、確定適當(dāng)?shù)臅r(shí)間間隔、收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、記錄并確定自控設(shè)備可靠性相關(guān)指標(biāo)、相應(yīng)的保障措施以及出現(xiàn)意外狀況的應(yīng)對(duì)措施等方面的規(guī)范。只有嚴(yán)格依據(jù)規(guī)范進(jìn)行自控設(shè)備可靠性實(shí)驗(yàn)操作，才可以確保通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲取的相關(guān)數(shù)據(jù)的可靠性及準(zhǔn)確性。（5）實(shí)驗(yàn)組織工作。開展電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性測(cè)試實(shí)驗(yàn)最為重要的內(nèi)容就是實(shí)驗(yàn)組織工作，必須組建一支高效、合理且嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)組織機(jī)構(gòu)，主要負(fù)責(zé)確定實(shí)施自控設(shè)備可靠性實(shí)驗(yàn)的主要參與人員，協(xié)調(diào)相關(guān)工作、對(duì)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所進(jìn)行管理，組織相關(guān)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，收集并整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)實(shí)驗(yàn)所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行全面深入分析，并在此基礎(chǔ)上得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。除此之外，實(shí)驗(yàn)組織機(jī)構(gòu)還需要負(fù)責(zé)組織協(xié)調(diào)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)工程師、設(shè)備制造工程師以及可靠性設(shè)計(jì)工程師相互之間的關(guān)系與工作。

2現(xiàn)場(chǎng)可靠性測(cè)試方法相關(guān)問(wèn)題

2.1實(shí)施設(shè)備可靠性現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的目的

對(duì)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)可靠性測(cè)試的目的主要有以下5點(diǎn)：①獲取電氣自動(dòng)化控制設(shè)備運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)的可靠性數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行可靠性評(píng)估，確定科學(xué)合理的設(shè)備可靠性考核指標(biāo);②對(duì)收集到的電氣自動(dòng)化控制設(shè)備運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)的可靠性數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)，進(jìn)而得到可靠性數(shù)據(jù)指標(biāo);③獲取電氣自動(dòng)化控制設(shè)備元器件可靠性數(shù)據(jù)資料，在此基礎(chǔ)上確定元器件使用可靠性指標(biāo);④考察設(shè)備壽命特性，進(jìn)而確定設(shè)備在出廠前烤機(jī)時(shí)長(zhǎng);⑤對(duì)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備相關(guān)的維修數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和分析，在此基礎(chǔ)上評(píng)估設(shè)備的維修性。

2.2實(shí)施設(shè)備可靠性現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的條件

進(jìn)行電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試需要具備以下幾方面的條件：①具備較為完善的電氣自動(dòng)化控制設(shè)備生產(chǎn)管理機(jī)制和相關(guān)制度;②具有成熟且穩(wěn)定的電氣自動(dòng)化控制生產(chǎn)工藝和條件;③確保從正規(guī)渠道獲取設(shè)備相關(guān)器件;④相關(guān)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的實(shí)際使用條件要符合相應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn);⑤盡可能多地對(duì)用戶使用的電氣自動(dòng)化控制設(shè)備進(jìn)行測(cè)試，以確保所獲取的數(shù)據(jù)更加可靠。

2.3對(duì)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)及分析

依據(jù)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性指標(biāo)體系的具體要求，對(duì)所收集到的可靠性數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，進(jìn)而提取出自控設(shè)備可靠性特征，之后在所獲取的數(shù)據(jù)資料的基礎(chǔ)之上，在針對(duì)具有代表性的電氣自動(dòng)化控制設(shè)備無(wú)故障作業(yè)時(shí)間的平均值進(jìn)行相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)分析和計(jì)算。

3結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上文的闡述可知，電氣自動(dòng)化控制與自動(dòng)化設(shè)備具有一定的特殊性，種類多，產(chǎn)量低。因此，開展電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性測(cè)試，采用實(shí)驗(yàn)室測(cè)試的方法難度較大，相比較而言，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方法更加實(shí)用，但是，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方法也存在一定的