自動(dòng)化儀表可靠性的相關(guān)問題分析

張斌 李利紅 劉曉

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，自動(dòng)化儀表在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，在提高生產(chǎn)效率，保證生產(chǎn)質(zhì)量方面起到了重要的作用。自動(dòng)化儀表在運(yùn)行的過程中，其可靠性對(duì)于生產(chǎn)具有重要的影響。自動(dòng)化儀表的選型、運(yùn)行環(huán)境、日常維護(hù)等因素都會(huì)對(duì)可靠性有所影響，所以要根據(jù)運(yùn)行的具體環(huán)境而具體分析。文章對(duì)于自動(dòng)化儀表可靠性的相關(guān)問題進(jìn)行了分析，對(duì)于提高自動(dòng)化儀表運(yùn)行的可靠性具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化儀表；可靠性；評(píng)價(jià)指標(biāo)

引言

自動(dòng)化儀表是科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的體現(xiàn)，在人們的日常生活以及工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。隨著工業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)步，自動(dòng)化儀表逐漸向智能化和精細(xì)化的方面發(fā)展，在可靠性方面也逐漸提升。由于受到各種因素的限制會(huì)影響到測(cè)量的可靠性，所以要對(duì)影響原因進(jìn)行分析，從而不斷的改善，提高測(cè)量的可靠性。根據(jù)自動(dòng)化儀表運(yùn)行的環(huán)境不同，要有針對(duì)性的分析影響因素，進(jìn)而制定出解決的策略。

1自動(dòng)化儀表產(chǎn)品可靠性的概念

1.1 自動(dòng)化儀表可靠性概述

在工業(yè)生產(chǎn)中，需要對(duì)生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行性能檢測(cè)，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)要求。而自動(dòng)化儀表是人們進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)以及對(duì)生產(chǎn)過程的參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)的重要工具，通過自動(dòng)化儀表的測(cè)量，可以檢測(cè)到產(chǎn)品的各項(xiàng)性能參數(shù)，從而確定產(chǎn)品質(zhì)量是否符合標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)于產(chǎn)品的質(zhì)量問題，一是其性能是否能夠滿足工業(yè)生產(chǎn)的基本功能，二是在連續(xù)生產(chǎn)應(yīng)用的過程中，是否能夠滿足持續(xù)性功能，也就是說在連續(xù)運(yùn)行的過程中，能夠持續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)，這就是可靠性特征。產(chǎn)品的技術(shù)性能與運(yùn)行的可靠性是密切相關(guān)的，二者互相影響。

1.2 儀表可靠性研究的必要性

隨著工業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展，企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模逐漸擴(kuò)大，對(duì)于生產(chǎn)水平的要求不斷提升。而工業(yè)生產(chǎn)是一個(gè)復(fù)雜而系統(tǒng)的過程，一個(gè)產(chǎn)品的成型需要?dú)v經(jīng)多道工序才可以完成，而在生產(chǎn)的過程中，為了保證產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量，需要自動(dòng)化儀表對(duì)其生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)控。在每道生產(chǎn)程序中都需要布控儀表，對(duì)產(chǎn)品的工藝參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，從而保證生產(chǎn)的質(zhì)量。在整個(gè)生產(chǎn)工藝的過程中，所布控的自動(dòng)化儀表數(shù)量非常多，如果儀表出現(xiàn)故障的幾率較高，致使儀表的可靠性降低，將會(huì)直接影響到生產(chǎn)過程的安全性和產(chǎn)品的質(zhì)量。所以為了保證產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量和工業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定性，要不斷的完善自動(dòng)化儀表的可靠性。

2 自動(dòng)化儀表可靠性分析

2.1 可靠性的要素分析

在對(duì)自動(dòng)化儀表的可靠性分析中，主要是分為自身因素以及外界環(huán)境因素兩部分。對(duì)于自身因素來講，在生產(chǎn)和使用的過程中，影響可靠性的因素可以是某幾個(gè)簡(jiǎn)單的零部件故障，也可能是系統(tǒng)中的程序故障。在其運(yùn)行的過程中，如果可以確保測(cè)量的對(duì)象能夠滿足功能性需求和持續(xù)性功能需求，即可稱為具有可靠性。在儀表使用的過程中，會(huì)受到運(yùn)行環(huán)境的影響，尤其是對(duì)于精密度較高的儀表影響更大。環(huán)境的溫濕度、維護(hù)管理的技術(shù)水平、儀表的使用頻率以及操作者的水平等，都會(huì)對(duì)儀表運(yùn)行的可靠性有所影響。所以，為了確保自動(dòng)化儀表的可靠性運(yùn)行，要綜合全面的因素來綜合考慮，提高儀表的可靠性。

2.2 儀表選型的可靠性考慮

2.2.1 儀表的選型，通常的方法只考慮性能和價(jià)格兩項(xiàng)指標(biāo)（性能價(jià)格比），而對(duì)可靠性僅作為性能中的一部分定性考慮當(dāng)有兩種同性能的儀表，分別在價(jià)格和可靠性上各顯優(yōu)越性時(shí)，從中選何者，難以有更多理由。這里試圖從經(jīng)濟(jì)角度來看待可靠性，使之具有經(jīng)濟(jì)可比性，從而選出真正經(jīng)濟(jì)化的儀表設(shè)備。至于儀表故障有可能導(dǎo)致事故的損失，本應(yīng)包括在使用費(fèi)中，但在工業(yè)生產(chǎn)中這種損失是難以估計(jì)的，由于我們研究的是工程建設(shè)投資初期進(jìn)行設(shè)備選型的問題，故不計(jì)及這部分損失，如果儀表所處地位確實(shí)有可能因故障導(dǎo)致事故的話，也只有低可靠?jī)x表發(fā)生的概率大，損失的可能也大，如果在這種條件下選型可靠性予以充分的考慮，不涉及事故導(dǎo)致的損失電不會(huì)影響選型比較的結(jié)果的正確性。

2.2.2 可靠性與維修費(fèi)用

衡量?jī)x表可靠性的主要參數(shù)是平均無故障工作時(shí)間MTBF值，其值愈大，故障率愈低而平均年維修費(fèi)用愈少。根據(jù)一般儀表設(shè)備的故障情況，若使用在某一年限T內(nèi)，其故障率較低、較穩(wěn)定，平均年維修費(fèi)用現(xiàn)值近似為常量，但超過此年限使用時(shí)，其故障率隨使用時(shí)間增加，使維修費(fèi)用大大增加，降低了儀表運(yùn)行完好率，對(duì)生產(chǎn)造成不良影響，繼續(xù)使用已得不償失。我們稱這一年限為儀表的經(jīng)濟(jì)使用壽命，超過此年限的使用階段為惡性使用階段。

2.2.3 選型應(yīng)用

風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)琺：風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)琺是根據(jù)待比較的兩儀表的M值，算得各自的經(jīng)濟(jì)使用壽命T1，T2，設(shè)T1>T2，則以N=T為使用時(shí)間，后者就有一段時(shí)間工作在惡性使用階段，定出其惡性使用風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)a，計(jì)算出各自的總維修費(fèi)用現(xiàn)值，比較兩儀表在N年內(nèi)的C，取其小者，則得出經(jīng)濟(jì)化的選擇。

3 儀表的可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)

3.1 可靠度

可靠度是指零部件或系統(tǒng)在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，能正常行使功能的概率。

3.2 故障率

故障率系指零件、產(chǎn)品、系統(tǒng)工作到t時(shí)刻后在單位時(shí)間內(nèi)故障的概率，它反映了研究對(duì)象在任一瞬時(shí)故障概率的變化趨勢(shì)。

3.3 平均壽命

平均壽命對(duì)不可修與可修的零部件或系統(tǒng)其含義不同。

3.4 維修度

維修度系指可修的系統(tǒng)、機(jī)器或零部件等在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成維修的概率。維修度與可靠度相對(duì)比知它們均是時(shí)間的函數(shù)，且都是用概率來度量的，用曲線的形式表達(dá)。但它們之間具有不同點(diǎn)，即維修度還與人的因素有關(guān)。

3.5 修復(fù)率

一般情況下，修復(fù)率是維修時(shí)間t的函數(shù)，用μ（t）表示，它表示t時(shí)刻處于故障狀態(tài)的機(jī)械系統(tǒng)單位時(shí)間內(nèi)被修復(fù)的概率，也稱為瞬時(shí)修復(fù)率。其定義為：在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，機(jī)械系統(tǒng)在規(guī)定的維修級(jí)別上被修復(fù)的故障總數(shù)與此級(jí)別上修復(fù)性維修總時(shí)間之比。

3.6 平均維修時(shí)間

現(xiàn)場(chǎng)維修時(shí)間包括預(yù)防維修時(shí)間、維修準(zhǔn)備時(shí)間和修復(fù)性維修時(shí)間，其平均值稱為平均維修時(shí)間。

4 結(jié)束語

隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，對(duì)于企業(yè)的發(fā)展提出了更大的挑戰(zhàn)，為了應(yīng)對(duì)競(jìng)爭(zhēng)的壓力，企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量有了更高的要求。產(chǎn)品的生產(chǎn)過程是一個(gè)系統(tǒng)而復(fù)雜的過程中，為了保證產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量，需要利用自動(dòng)化儀表對(duì)其進(jìn)行全程的監(jiān)控，以確保符合規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)要求。在此過程中，自動(dòng)化儀表的可靠性至關(guān)重要，一旦出現(xiàn)故障，將會(huì)直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量。而影響自動(dòng)化儀表可靠性的因素有很多種，需要根據(jù)實(shí)際狀況有針對(duì)性的采取措施。這就需要工作人員要對(duì)影響因素的類型和特征進(jìn)行綜合分析，進(jìn)而制定出防范措施，減少故障的發(fā)生幾率，并且在發(fā)生故障時(shí)能夠及時(shí)處理，減少經(jīng)濟(jì)損失，提高產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量。

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