電氣自動化控制設(shè)備可靠性測試分析

謝辰子

（航天401 所，陜西 西安 710025）

電氣自動化控制設(shè)備在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著非常重要的作用。工業(yè)生產(chǎn)和人們生活水平不斷提高的背景下對于電力資源的需求量也越來越大，電氣自動化控制設(shè)備的可靠性直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)，因此需要該領(lǐng)域工作人員加強(qiáng)對電氣自動化控制設(shè)備可靠性測試的研究，在提高設(shè)備可靠性的基礎(chǔ)上，確保電力系統(tǒng)正常運(yùn)行。

1 電氣自動化控制設(shè)備可靠性測試方法分析

1.1 實(shí)驗(yàn)室測試法

實(shí)驗(yàn)室測試法是電氣自動化控制設(shè)備可靠性測試方法之一，該方法需要構(gòu)建起電氣自動化控制設(shè)備運(yùn)行的工作環(huán)境。測試人員對設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)操作，根據(jù)設(shè)備運(yùn)行情況判斷其穩(wěn)定性和持續(xù)性。試驗(yàn)測試階段就可以發(fā)現(xiàn)電氣自動化控制設(shè)備存在的問題，并找到措施加以解決是實(shí)驗(yàn)室測試法的主要優(yōu)點(diǎn)。該測試方法可以避免較大成本的浪費(fèi)，能節(jié)約測試資源。舉例來說，在列車清洗劑控制系統(tǒng)中，所采用的PLC 是西門子s7-1500 系列，該系列的西門子可以借助軟件編程滿足列車表面自動化清潔的功能。在室溫條件下可以構(gòu)建起西門子s7-1500系列的控制中心，32DO 輸出模塊4 個(gè)，32DI 出入模塊4個(gè)，ET200SP 分布控制器兩個(gè)，并且將兩個(gè)8DI 模塊、1 個(gè)8DO 模塊設(shè)置到ET200SP 分布控制器上。ET200SP 與s7-1500 之間采取的通訊協(xié)議為PROFINFT。測試人員需要借助編程軟件編輯一個(gè)循環(huán)程序，在循環(huán)程序下將每個(gè)輸出點(diǎn)依次循環(huán)輸出，在輸出的過程中對各個(gè)輸出點(diǎn)如8DO、ET200SP 和32DO 等進(jìn)行可靠性測試，并借助故障百分比來對系統(tǒng)穩(wěn)定性進(jìn)行判斷。如果故障百分比一旦超過5%，則說明該系統(tǒng)不滿足工況需求，不能投入到正常生產(chǎn)中。反之如果故障率小于5%，則說明該系統(tǒng)滿足工況要求，可以投入到正常生產(chǎn)中。

1.2 保證實(shí)驗(yàn)測試法

電氣自動化控制設(shè)備可靠性測試的另一種方法就是保證實(shí)驗(yàn)法，保證實(shí)驗(yàn)測試法也是目前電氣自動化控制設(shè)備可靠性測試中常采用的測試方法。舉例來說，在洗車機(jī)控制系統(tǒng)中，控制柜是洗車機(jī)控制系統(tǒng)的主要部分，在控制柜中設(shè)有中間繼電器、電機(jī)控制元件、低壓配電元件、PLC 控制單元、液位控制器以及變頻器等。生產(chǎn)廠商按照圖紙要求生產(chǎn)完某個(gè)控制柜時(shí)，電氣工程師會對其做加載測試實(shí)驗(yàn)，測試實(shí)驗(yàn)的目的是檢測每條線路、每個(gè)元件以及每個(gè)端子性能是否良好。除此之外，電氣工程師也要測試該系統(tǒng)的短路保護(hù)時(shí)間點(diǎn)、絕緣性能、電壓、電流以及機(jī)械壽命等，確保在控制柜出廠前完成每個(gè)部件的可靠性測試，為后續(xù)的安裝、調(diào)試和驗(yàn)收奠定良好的基礎(chǔ)。

1.3 現(xiàn)場測試法

現(xiàn)場測試法作為電氣自動化控制設(shè)備可靠性測試方法之一，該測試方法與實(shí)驗(yàn)測試方法存在一定的相似之處。現(xiàn)場測試法可以在電氣自動化控制設(shè)備實(shí)際運(yùn)行的條件下監(jiān)測并觀察設(shè)備運(yùn)行狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備在運(yùn)行期間存在的問題。現(xiàn)場測試方法是在電氣自動化控制設(shè)備實(shí)際運(yùn)行的工作環(huán)境下對其可靠性進(jìn)行測試，因此與實(shí)驗(yàn)法相比，現(xiàn)場測試法測試準(zhǔn)確度會更高，測試結(jié)果會更準(zhǔn)確。但是現(xiàn)場測試法的不足之處是電氣自動化控制設(shè)備因其是在實(shí)際運(yùn)行中進(jìn)行可靠性測試的，因此一旦發(fā)現(xiàn)問題在后續(xù)的完善和改造中必定會投入更多的成本。由此可見，現(xiàn)場測試法與實(shí)驗(yàn)法相比會浪費(fèi)更多的測試成本和測試資源。

2 電氣自動化控制設(shè)備可靠性測試需要注意的問題

電氣自動化控制設(shè)備可靠性測試需要注意的問題較多，其中主要包括實(shí)驗(yàn)場地的選擇、實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品和實(shí)驗(yàn)環(huán)境的選擇以及實(shí)驗(yàn)程序和組織工作的確定等。每個(gè)環(huán)節(jié)需要注意的問題具體如下。

2.1 實(shí)驗(yàn)場地的選擇

實(shí)驗(yàn)場地是確保電氣自動化控制設(shè)備可靠性測試準(zhǔn)確性的前提，所選擇的實(shí)驗(yàn)場地需要與電氣自動化控制設(shè)備可靠性測試情況相符合。規(guī)模較大的電氣自動化控制設(shè)備所需要的實(shí)驗(yàn)場地較大，因此實(shí)驗(yàn)室測試法和保證實(shí)驗(yàn)法就不能滿足測試需求。而對于小型的電氣自動化控制設(shè)備則不需要占用較大場地，因此在實(shí)驗(yàn)室中就可以順利完成測試任務(wù)。由此可見，選擇合適的實(shí)驗(yàn)場地是電氣自動化控制設(shè)備可靠性測試需要注意的問題之一。

2.2 實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品和實(shí)驗(yàn)環(huán)境的選擇

電子自動化控制設(shè)備可靠性測試與實(shí)驗(yàn)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品有直接的關(guān)系。良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境可保證測試工作的順利進(jìn)行。因此測試人員借助實(shí)驗(yàn)室測試方法對電氣自動化控制系統(tǒng)可靠性進(jìn)行測試時(shí)，就需要搭建有利于實(shí)驗(yàn)測試的良好環(huán)境，以便周圍環(huán)境影響電氣自動化控制設(shè)備可靠性測試結(jié)果。而對于對周圍環(huán)境不做要求的電氣自動化控制設(shè)備則可以直接在現(xiàn)場測試，現(xiàn)場測試方法準(zhǔn)確度更高，測試效果也更好。而對于理論性較強(qiáng)的電氣自動化控制設(shè)備則可以采用實(shí)驗(yàn)室測試方法，來確保測試結(jié)果的可靠性。

2.3 實(shí)驗(yàn)程序和組織工作的確定

電氣自動化控制設(shè)備可靠性測試中實(shí)驗(yàn)程序和組織工作也會直接影響測試結(jié)果。尤其是現(xiàn)場測試法和實(shí)驗(yàn)室測試法對于實(shí)驗(yàn)程序和組織工作的要求較高。以上兩種測試方法都要確保實(shí)驗(yàn)程序的高標(biāo)準(zhǔn)性，只有這樣才能確保測試結(jié)果，保證實(shí)驗(yàn)開展的科學(xué)性。現(xiàn)場測試法確定科學(xué)合理化的實(shí)驗(yàn)程序和組織工作可以確保電子自動化控制設(shè)備可靠性測試實(shí)驗(yàn)的流程性和科學(xué)性。因此測試人員需要結(jié)合產(chǎn)品具體運(yùn)行需求確定選擇最佳的實(shí)驗(yàn)程序，在現(xiàn)場法測試中需要工作人員嚴(yán)格控制好各個(gè)要素，在實(shí)驗(yàn)室測試法則則需要工作人員做好詳細(xì)的組織工作開展記錄，確保各測試程序都有記錄可依。

3 電氣自動化控制設(shè)備可靠性測試的流程分析

3.1 明確實(shí)驗(yàn)測試目的

明確實(shí)驗(yàn)測試目的是電氣自動化控制設(shè)備可靠性測試所遵循的流程之一。通常情況下電氣自動化控制設(shè)備可靠性測試的主要有兩個(gè)目的，一是對電氣自動化控制設(shè)備運(yùn)行持續(xù)性和穩(wěn)定性進(jìn)行檢測。電氣自動化控制設(shè)備一旦投入到生產(chǎn)中需要長期使用，因此需要工作人員仔細(xì)檢測設(shè)備運(yùn)行是否持續(xù)穩(wěn)定，穩(wěn)定性和持續(xù)性直接影響電氣自動化控制設(shè)備運(yùn)行的安全性；二是對電氣自動化控制設(shè)備是否規(guī)范進(jìn)行檢測。檢測電氣自動化控制設(shè)備是否規(guī)范的目的是確保產(chǎn)品的質(zhì)量和性能，如果電氣自動化控制設(shè)備不符合規(guī)范將不能投入到實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)中。此外，企業(yè)生產(chǎn)中如果使用不規(guī)范的電氣自動化控制設(shè)備將降低產(chǎn)品質(zhì)量，影響企業(yè)正常生產(chǎn)。

3.2 構(gòu)建實(shí)驗(yàn)測試條件

實(shí)驗(yàn)測試條件需要滿足以下要求，一是所測試產(chǎn)品要具備代表性，這樣才能確保測試結(jié)果具有說服性；二是測試環(huán)境需要滿足電氣自動化控制設(shè)備可靠性測試需求，避免周圍環(huán)境因素對可靠性測試的影響；三是詳細(xì)記錄各項(xiàng)測試數(shù)據(jù)，以免后續(xù)分析測試結(jié)果。

3.3 統(tǒng)計(jì)并分析實(shí)驗(yàn)測試數(shù)據(jù)

統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)測試數(shù)據(jù)時(shí)需要確保統(tǒng)計(jì)范圍的全面性，以便有完善的測試數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，并將不同類型的數(shù)據(jù)分類整理在一起，做好數(shù)據(jù)的分類工作，方便后續(xù)的數(shù)據(jù)分析。數(shù)據(jù)分析時(shí)要秉持差異性分析原則，確保測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。

4 進(jìn)一步提高電氣自動化控制設(shè)備可靠性的措施分析

4.1 選擇高質(zhì)量的設(shè)備元器件

電氣自動化控制設(shè)備整體質(zhì)量與設(shè)備元器件有直接的關(guān)系。元器件的選擇需要工作人員結(jié)合設(shè)備實(shí)際工作環(huán)境和電路性質(zhì)，確保元器件的質(zhì)量。高質(zhì)量高性能的元器件可以提高電氣自動化控制設(shè)備整體質(zhì)量。

4.2 設(shè)置較好的設(shè)備散熱裝置

電氣自動化控制設(shè)備的可靠性與運(yùn)行溫度有關(guān)。設(shè)備運(yùn)行會產(chǎn)生大量熱量，加大了功率損失量。一旦周圍溫度過高，設(shè)備散熱就會受影響，在溫度升高的情況下會導(dǎo)致電氣自動化控制設(shè)備出現(xiàn)故障問題。因此工作人員需要將散熱裝置設(shè)置到控制元件工作環(huán)境中，確保設(shè)備有較好的散熱功能，延長設(shè)備使用壽命。

5 結(jié)語

綜上所述，以上就是本文總結(jié)的電氣自動化控制設(shè)備可靠性測試相關(guān)內(nèi)容，希望對該領(lǐng)域研究有一定幫助，進(jìn)一步推動我國電氣自動化行業(yè)的發(fā)展。