電氣自動化設備可靠性測試方法及對策分析

趙 巖

（仰恩大學 福建 泉州 362400）

1 引言

隨著電子技術的不斷進步以及信息技術的不斷發(fā)展，電氣自動化逐漸成為當前較為熱門的研究學科。自動化技術的進步已經成為推動國家行業(yè)變革、增強國家科學技術競爭力的重要力量。電氣自動化程度高的企業(yè)，在市場競爭之中將會獲得優(yōu)勢地位，有利于企業(yè)的發(fā)展和成長。因此，我們必須要提高電氣自動化設備的可靠性和準確性，既能提高工業(yè)化生產質量和效率，又能使操作人員的安全和健康得到保證。本文從電氣自動化控制設備的可靠性和測試方面展開了討論。

2 電氣自動化設備的可靠性概念及現(xiàn)狀

人們對于電氣自動化設備的所有要求中，可靠性永遠排在第一位置，電氣自動化設備的可靠性主要體現(xiàn)在設備在工藝規(guī)定的壓力、時間、溫度以及周圍環(huán)境范圍中，能夠準時、準確地執(zhí)行相關命令。沒有可靠性的電氣自動化設備無疑會在生產和生活中造成負面效果，甚至會造成人身傷害事故。隨著電氣智能化時代的發(fā)展，自動化設備成為每個生產環(huán)節(jié)的核心設備，那么如何準確評定或測試自動化設備的可靠性成為擺在技術人員面前的一道難關。電氣自動化設備多種多樣，對應的使用環(huán)境也是復雜多變，為自動化設備的測試工作帶來了嚴峻挑戰(zhàn)。

從目前的現(xiàn)狀來看，首要因素就是電氣自動化控制設備的元器件質量參差不齊。這些質量參差不齊的電子元器件根本無法保證電氣自動化設備的長久安全運行，不同廠家之間的電子元器件參數(shù)甚至得不到統(tǒng)一，常常會遇到兼容性差的問題。一些電子元器件甚至是小作坊式的生產，這些小作坊根本不具有完善的標準化控制體系，使得生產出的配件出現(xiàn)規(guī)格和參數(shù)的誤差，而組裝廠家或生產廠家貪圖價格便宜，在參數(shù)或品質稍有偏差的情況下，抱著“湊合著用”的心態(tài)直接裝配出廠，最終導致市場上出售的電氣自動化設備品質良莠不齊，無法跟上市場水平的進步，在激烈的市場競爭中被逐步淘汰。

其次，使用環(huán)境也會在極大程度上影響到電氣自動化設備的可靠性。當前社會分工越來越細化，職業(yè)和工種也越來越多，使用環(huán)境也在逐漸擴展，使得電氣自動化設備需要面臨各種各樣的工作環(huán)境。鑒于目前的行業(yè)差異逐漸加大，自動化設備的使用環(huán)境也越來越容易受到干擾。如一些離心機或空壓機的強烈震動都會對電子元器件的可靠性造成強烈的損傷，使得設備發(fā)生故障的頻率以及維修率大幅度提高。再如冬夏強烈的溫差也會造成電子元器件出現(xiàn)巨大的故障，影響到正常的生活和生產工作。

最后，一些控制設備的電子元器件無法滿足工藝需要，影響到了電子元器件的正常運行。全球化經濟時代下，工業(yè)生產已經進入一個全球分工的狀態(tài)，對于電子元器件來說，由于其需要的零部件數(shù)量和種類極為龐大，零部件也非常多，廠家在采購之中較難關注到每一個電子元器件的質量和規(guī)格是否達到使用環(huán)境要求，也就導致有些零部件無法滿足工藝需求。另一方面，一些廠家由于缺乏核心技術，材料以次充好，導致零部件的質量本身就存在缺陷，最終導致整個電氣自動化控制設備性能受到嚴重影響。

3 電氣自動化設備可靠性測試相關方法分析

3.1 試驗檢測法

所謂的試驗檢測，就是通過針對性試驗的方法現(xiàn)場檢測其控制性能。例如化工生產中使用的自動化高壓釜溫控和氣密性檢測系統(tǒng)，就可以采用試驗檢測的方法，用水來代替化工中使用的危險物料，使用安全的氮氣代替其它氣體進行壓力測試，在每個溫度下，進行壓力測試，做出壓力變化與時間的趨勢圖，將該趨勢圖與標準圖進行對比，看該溫度控制系統(tǒng)和氣密性是否達到所要求的水準。在實驗過程中，應該根據工藝要求采取極端值實驗法，充分模擬苛刻工況下的實驗環(huán)境，并考慮到非實驗因素的干擾。這種實驗測試方法更接近實際情況，能夠有效模擬出各種環(huán)境因素以及工況條件的影響，節(jié)約了大量時間，節(jié)省了測試費用[1]。

3.2 軟件模擬測試法

隨著信息技術的不斷發(fā)展，越來越多的建模軟件被廣泛應用于生產設計之中，對于某些大型集群化的電氣自動化控制設備而言，有時通過實驗測試方法并不能系統(tǒng)而直觀地測試出設備的可靠性，并且測試過程較為繁瑣，而通過一些建模軟件進行測試無疑是一種經濟、實惠、有效的測試方法。例如，在化工設計和生產之中，我們可以通過Aspen Plus進行測試。Aspen Plus是一款大型的化工流程裝置模擬系統(tǒng)，可以方便地模擬出化工自動化生產過程中各個環(huán)節(jié)的細節(jié)和問題，得到的數(shù)據更加全面而系統(tǒng)，使設計人員能夠全面了解到生產過程中的各個詳細參數(shù)。軟件測試方法的使用避免了大量人力資源和時間成本的浪費，對于提高電氣自動化的綜合水平具有積極意義[2]。

3.3 保證實驗法

所謂的保證測試法，就是針對生產出來但尚未離廠的設備進行檢測，在檢測過程中尤其注重設備故障問題的檢查，為設備的順利使用打下基礎。一般而言，目前的電氣設備檢查都需要經過“烤機”的過程，這是因為電氣設備元器件眾多，故障具有多樣性和隨機性，通過“烤機”能夠有效發(fā)現(xiàn)設備中的各種故障，以便于在出廠前就進行排除，挽回不合格產品對公司品牌造成的負面影響。通過保證實驗法，一方面可以幫助公司自主發(fā)現(xiàn)問題，并進行技術改進，提高設備的整體水平。另一方面，能夠降低電氣自動化設備運營故障的可能性，適用于電路復雜的自動化控制設備。

4 保證電氣自動化設備測試可靠性的措施

4.1 建立全面系統(tǒng)的測試標準

對于復雜的電氣自動化設備而言，企業(yè)需要建立起一整套系統(tǒng)、科學的測試方法和標準評價體系。企業(yè)可以參考國家相關產品頒布的國標、行標以及企標，搭建起擁有自身特色的測試標準體系。目前國家牽頭已經成立的“國家標準信息公共服務平臺”，在該平臺上可以搜索到絕大部分產品的標準信息，對于企業(yè)有很重要的參考意義。在制定測試標準的過程中，企業(yè)需要綜合考慮設備的環(huán)境要求、設備檢維修要求以及故障問題等因素，抓住重點問題，全面制定出測試標準。[3]

4.2 關注設備可靠性的設計

一個產品的可靠與否和產品設計有著密不可分的關系，首先，我們需要對設備的具體信息做好掌握，在保證設備安全可靠的基礎上進行設備的設計工作，不能貪圖設備外觀好看或者為了減少元器件的使用而不顧設備可靠性。當前有些廠家為了減少電子元器件的使用，而不去設計電路保護設備，使得設備故障問題頻發(fā)，在電壓出現(xiàn)波動或者氣溫升高后就不能正常運行。因此，需要在設計環(huán)節(jié)就進行綜合考慮，加強設計的合理性和耐用性。

4.3 高度重視設備測試過程的管理工作

有些企業(yè)雖然已經制定了詳細的產品測試制度，但是由于企業(yè)內部員工缺乏必要的知識儲備，或者在心態(tài)上不重視產品測試，而導致測試制度形同虛設。因此，我們必須重視測試過程的培訓和管理工作。在新員工入職前需要進行嚴格的考核，只有員工考核合格后方可上崗。企業(yè)也需要不斷提升操作人員的理論知識和操作能力，保證企業(yè)員工的知識儲備和工作心態(tài)，能夠及時處理測試過程中出現(xiàn)的問題，避免后果進一步惡化。

4.4 建立電子元器件的檢測和安裝機制

電子元器件的好壞決定了電氣自動化的整體水平，企業(yè)應該重視電子元器件的質量檢測工作。在電子元器件的采購、入場和安裝過程中都需要全程跟蹤、記錄和檢測。我們應該在保證質量的基礎上再選擇價格便宜的元器件，而不能先考慮價格再考慮質量，否則只會導致設備穩(wěn)定性不夠，使用壽命嚴重下降。在安裝過程中，許多廠家并沒有充分重視元器件是否已經安裝牢固，線路是否出現(xiàn)連接錯誤的情況，使得設備在使用一段時間后元器件脫落，甚至造成安全事故，帶來嚴重損失，因此，為了提高測試的可靠性，必須重視電子元器件的檢測和安裝工作，提高設備耐用性。

5 結語

電氣自動化作為推動現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的主要技術力量，已經成為了生產和生活中的核心設備系統(tǒng)。而從目前情況來看，還存在電子元器件質量參差不齊的情況，設計過程中沒有充分考慮環(huán)境因素影響的問題，這些問題導致電氣自動化控制設備可靠性受到嚴重威脅。因此，我們必須重視電氣自動化設備的測試工作，可以通過試驗、軟件模擬以及保證測試等方法全面性的地展開測試。為了增強設備可靠性的測試效果，我們需要建立全面系統(tǒng)的測試標準以及電子元器件的檢測和安裝機制，關注設備可靠性的設計，高度重視設備測試過程的管理工作，只有這樣才能推進電氣自動化控制設備的長久可靠運行。