電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性分析

黃東 汪成志

（國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司潛山縣供電公司 安徽潛山 246300）

電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性分析

黃東 汪成志

（國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司潛山縣供電公司 安徽潛山 246300）

隨著現(xiàn)代科技技術(shù)的不斷進(jìn)步，電氣自動(dòng)化水平也在進(jìn)一步提升，但目前我國(guó)的電氣自動(dòng)化還處于初期階段，因此其可靠性問(wèn)題仍然突出。想要有效提升電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性就必須要不斷對(duì)各類設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，衡量其質(zhì)量是否合格，以此保證電氣自動(dòng)化在我國(guó)的發(fā)展。本文即是對(duì)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性進(jìn)行研究，探討了目前我國(guó)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性的現(xiàn)狀，并對(duì)可靠性測(cè)驗(yàn)方法的種類進(jìn)行闡述，就某企業(yè)可靠性測(cè)試方法的選擇方案進(jìn)行研究，以期能為相關(guān)工作提供參考。

電氣自動(dòng)化；控制設(shè)備；可靠性；測(cè)試

電氣自動(dòng)化控制設(shè)備能夠按照已經(jīng)設(shè)定的程序內(nèi)容進(jìn)行自動(dòng)化操作、監(jiān)控等，這樣就能夠保證在無(wú)人監(jiān)管或少量人員監(jiān)管情況下進(jìn)行生產(chǎn)工作。現(xiàn)代國(guó)內(nèi)各行業(yè)當(dāng)中均廣泛應(yīng)用了電氣自動(dòng)化控制設(shè)備，其能夠有效減少勞動(dòng)力成本，增加企業(yè)生產(chǎn)效力和運(yùn)作效率。但這類設(shè)備必須保證可靠的運(yùn)行穩(wěn)定性，而這需要相關(guān)人員進(jìn)行反復(fù)的測(cè)試和衡量才能夠保證。

1 目前我國(guó)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性的現(xiàn)狀

1.1 工作環(huán)境多樣化

不同的生產(chǎn)行業(yè)當(dāng)中設(shè)備運(yùn)行的環(huán)境也存在著較大的差異，很多生產(chǎn)行業(yè)當(dāng)中設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境極差，因此電氣自動(dòng)化控制設(shè)備必須能夠有效面對(duì)多種惡劣的工作環(huán)境。國(guó)內(nèi)很多生產(chǎn)企業(yè)在設(shè)備運(yùn)行時(shí)并未采取嚴(yán)格的保護(hù)措施，而這也使得自動(dòng)化控制設(shè)備會(huì)受到多種環(huán)境的影響，包括電磁干擾、大氣污染、振動(dòng)損耗、沖擊損耗、濕度腐蝕等，如果設(shè)備長(zhǎng)期處于這種工作環(huán)境中，那必然會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部元件老損，引發(fā)設(shè)備問(wèn)題。

1.2 檢修人員素質(zhì)不佳

電器自動(dòng)化控制設(shè)備本身屬于高精密儀器，在檢修過(guò)程中需要維護(hù)人員掌握大量的專業(yè)知識(shí)，并且需要熟練的操作技巧，這樣才能夠保證設(shè)備不被損壞。但現(xiàn)在很多的檢修人員對(duì)于這方面技術(shù)掌握能力較差，并且操作水平不夠熟練，使得設(shè)備的可靠性逐漸降低，影響整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定。

1.3 元件質(zhì)量問(wèn)題

電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的元件生產(chǎn)常見(jiàn)數(shù)量較多，并且大多數(shù)集中在我國(guó)南方地區(qū)，其中很多生產(chǎn)廠家的規(guī)模較小，以生產(chǎn)配件為主，這些小規(guī)模廠家的質(zhì)量監(jiān)督體系缺乏，無(wú)法有效保證元件的質(zhì)量問(wèn)題。同時(shí)，現(xiàn)代很多元件生產(chǎn)廠家之間會(huì)發(fā)生惡意競(jìng)爭(zhēng)行為，導(dǎo)致元件價(jià)格不斷下壓，也使得購(gòu)買方在采購(gòu)時(shí)只注重價(jià)格優(yōu)勢(shì)，而忽略了質(zhì)量對(duì)于設(shè)備運(yùn)行可靠性的影響，嚴(yán)重降低了電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的安全性。

2 電子自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性的測(cè)驗(yàn)方法

2.1 實(shí)驗(yàn)室測(cè)驗(yàn)法

這種測(cè)驗(yàn)方法主要是對(duì)設(shè)備運(yùn)行的可靠性進(jìn)行模擬測(cè)驗(yàn)，對(duì)生產(chǎn)場(chǎng)所內(nèi)可控條件和環(huán)境進(jìn)行準(zhǔn)確的模擬，使控制設(shè)備所處的運(yùn)行環(huán)境更加接近于真實(shí)運(yùn)行環(huán)境，進(jìn)而記錄設(shè)備失效的時(shí)間、故障種類、不穩(wěn)定性原因等各類數(shù)據(jù)，從而分析控制設(shè)備運(yùn)行的可靠性。這種檢驗(yàn)方法的優(yōu)勢(shì)在于測(cè)驗(yàn)過(guò)程中環(huán)境因素容易掌握，測(cè)驗(yàn)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性較高，并且該測(cè)驗(yàn)的結(jié)果等同于實(shí)際運(yùn)行環(huán)境的再現(xiàn)，因此可信度較高。但這種測(cè)驗(yàn)方式也有其弊端，其一就是測(cè)驗(yàn)的條件需嚴(yán)格按照實(shí)際運(yùn)行條件進(jìn)行模擬，而這就需要在實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行大量的調(diào)查，所需要的測(cè)驗(yàn)品數(shù)量較大，也就意味著整體測(cè)驗(yàn)成本大幅度上升。因此這種測(cè)驗(yàn)方式僅適用于大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，對(duì)于小規(guī)模廠家不適合。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)驗(yàn)方法

這種方法并不是在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)搭建模擬測(cè)驗(yàn)環(huán)境，而是直接在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行測(cè)驗(yàn)，因此這種測(cè)驗(yàn)方法的主要優(yōu)勢(shì)就是所得數(shù)據(jù)是實(shí)際設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確反映。這種測(cè)驗(yàn)方式由于不需要布置測(cè)驗(yàn)環(huán)境，因此測(cè)驗(yàn)品數(shù)量相對(duì)較低，所需要投入的測(cè)驗(yàn)成本也就較低。根據(jù)實(shí)際測(cè)驗(yàn)方法不同，自動(dòng)化控制設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)測(cè)驗(yàn)還分為三種不同的類型，如圖1所示。

從圖1當(dāng)中可以看出其主要分為在線測(cè)試、停機(jī)測(cè)試以及脫機(jī)測(cè)試。其中在線測(cè)試就是指在整體設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)驗(yàn)和記錄；停機(jī)測(cè)試則主要指的是在設(shè)備暫停運(yùn)行狀態(tài)下進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄；脫機(jī)測(cè)試則需要將整體自動(dòng)化控制設(shè)備拆分為各控制設(shè)備，并利用專業(yè)的檢測(cè)儀器對(duì)各設(shè)備進(jìn)行分別檢查。在實(shí)際操作時(shí)，如果該自動(dòng)化控制設(shè)備構(gòu)造較為復(fù)雜，就需要利用在線測(cè)試方法對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行有效定位，但停機(jī)測(cè)試和脫機(jī)測(cè)試操作更加簡(jiǎn)便，數(shù)據(jù)得出速度較快。該測(cè)驗(yàn)方法雖然得出的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性較高，但相對(duì)于實(shí)驗(yàn)室測(cè)驗(yàn)法，其不具備先進(jìn)的測(cè)量?jī)x器，這就對(duì)檢驗(yàn)人員自身的操作水平和經(jīng)驗(yàn)有很高的要求。同時(shí)，在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)驗(yàn)設(shè)備安裝時(shí)，由于其線路板是被封在機(jī)箱內(nèi)的，因此很難導(dǎo)入信號(hào)，需要較長(zhǎng)的信號(hào)線與預(yù)留的測(cè)試插座進(jìn)行連接，并且無(wú)法使用在線模擬設(shè)備。

圖1 電氣自動(dòng)化控制設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)測(cè)驗(yàn)法構(gòu)成示意圖

2.3 保證測(cè)驗(yàn)法

保證測(cè)驗(yàn)法也就是在人為規(guī)定條件下進(jìn)行的無(wú)故障運(yùn)行測(cè)驗(yàn)，規(guī)定的條件是根據(jù)長(zhǎng)期積累的經(jīng)驗(yàn)而定，并不一定符合購(gòu)買廠家的生產(chǎn)環(huán)境條件。其所產(chǎn)生的測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)于客戶來(lái)說(shuō)隨機(jī)性較大，故障表現(xiàn)類型較多。因此這種測(cè)驗(yàn)方式一般是檢查控制設(shè)備早期的失效情況，并對(duì)其進(jìn)行不斷的改進(jìn)，保證設(shè)備出廠時(shí)能夠具有較高的可靠性。這種測(cè)驗(yàn)方法由于所得結(jié)果隨機(jī)性較大，因此需要很長(zhǎng)的測(cè)驗(yàn)周期，對(duì)于大規(guī)模生產(chǎn)廠家來(lái)講，其僅能夠被應(yīng)用在樣品的檢測(cè)過(guò)程中，而這也就縮小了可靠性測(cè)驗(yàn)范圍，并不能保證整體質(zhì)量。但這種測(cè)驗(yàn)方法相對(duì)簡(jiǎn)單，對(duì)于檢驗(yàn)人員技術(shù)要求較低，因此可以大范圍使用。

3 電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性測(cè)驗(yàn)方法的選擇

某生產(chǎn)企業(yè)位于我國(guó)深圳，其專門(mén)生產(chǎn)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備，生產(chǎn)規(guī)模較大，并形成了設(shè)備可靠性測(cè)驗(yàn)方法選擇的完善流程，其具體如圖2所示。

圖2 可靠性測(cè)驗(yàn)方法條件確定示意圖

主要從實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所、實(shí)驗(yàn)環(huán)境、待測(cè)產(chǎn)品以及實(shí)驗(yàn)程序這四個(gè)步驟進(jìn)行測(cè)驗(yàn)方法的選擇。

（1）在實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所選擇時(shí)應(yīng)充分結(jié)合該設(shè)備測(cè)試的目標(biāo)。如果僅需要對(duì)該控制設(shè)備正常運(yùn)行指標(biāo)進(jìn)行測(cè)驗(yàn)，那么就可以根據(jù)實(shí)際情況選擇具有代表性的工作環(huán)境進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)；而如果該測(cè)驗(yàn)的數(shù)據(jù)必須超過(guò)某一特定值時(shí)，則需要選擇更加高標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)驗(yàn)環(huán)境；如果客戶對(duì)該測(cè)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性有著較高的要求，那么就應(yīng)該由該企業(yè)業(yè)務(wù)人員與客戶進(jìn)行溝通，由客戶提供其廠房生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)，并由第三方檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)提供實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)所進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)或在客戶同意的前提下進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)驗(yàn)，測(cè)驗(yàn)中的經(jīng)費(fèi)由雙方協(xié)商承擔(dān)。

（2）在測(cè)驗(yàn)環(huán)境選擇時(shí)如非必要，則不選擇惡劣的測(cè)驗(yàn)環(huán)境，這主要是保證設(shè)備能夠在早期穩(wěn)定運(yùn)行，為測(cè)驗(yàn)提供更多的有效數(shù)據(jù)，并且所得數(shù)據(jù)是該設(shè)備正常運(yùn)行數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確率較高，可參考性較強(qiáng)。

（3）在選擇電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性測(cè)驗(yàn)產(chǎn)品時(shí)，該公司一般會(huì)挑選優(yōu)勢(shì)較強(qiáng)，并具有生產(chǎn)公司主要特征的產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)驗(yàn)，其穩(wěn)定性有較強(qiáng)的保障。并且根據(jù)控制設(shè)備本身的體積分為大型設(shè)備測(cè)驗(yàn)和中小型設(shè)備測(cè)驗(yàn)兩種。同時(shí)，該生產(chǎn)企業(yè)還為客戶提供了兩種不同的測(cè)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑孩倌軌颢@得連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下設(shè)備數(shù)據(jù)的連續(xù)測(cè)驗(yàn)；②能夠獲得正常運(yùn)行狀態(tài)下設(shè)備數(shù)據(jù)的間斷測(cè)驗(yàn)。測(cè)驗(yàn)方式主要由客戶進(jìn)行自主選擇，并將其寫(xiě)入雙方的購(gòu)買合同當(dāng)中，以保障雙方的合法權(quán)益。

（4）實(shí)驗(yàn)程序的確定需要由該企業(yè)的檢驗(yàn)人員和第三方檢驗(yàn)人員共同確定，第三方人員是由企業(yè)和客戶共同選擇的，這樣可以有效保障測(cè)驗(yàn)結(jié)果的有效性。其程序一般包括測(cè)驗(yàn)起始時(shí)間記錄、自控設(shè)備種類確定、設(shè)備連接、測(cè)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄、設(shè)備運(yùn)行保障措施、故障應(yīng)激方案實(shí)施等。

4 結(jié)語(yǔ)

電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性影響著現(xiàn)代生產(chǎn)企業(yè)效率，必須合理選擇相應(yīng)的測(cè)驗(yàn)方法，并根據(jù)設(shè)備制造企業(yè)和購(gòu)買企業(yè)的實(shí)際情況進(jìn)行確定。

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2015-12-20