电气自动化控制设备可靠性的测试方法及对策分析

 摘 要：电气自动化能够依照预先设定的程序或者计划实现操作、控制以及监视等功能在无人或者少人状态下的自动运行。尤其是在今天，微电子技术、计算技术、智能技术以及机械电子技术发展迅速，电气自动化控制设备已经在我国的各个经济行业中得到了广泛应用。

关键词：电气自动化；控制设备；可靠性分析

随着国家经济的高速发展，用户不仅要求产品性能好，更重要的是要求产品的可靠性水平高。只有那些具有高可靠性指标的产品，才能在日益激烈的竞争中得以取胜。随着电气自动化控制设备自动化程度、复杂度越来越高，可靠性技术已成为企业在竞争中获取市场份额的有力工具。

1 电气自动化控制设备可靠性的现状

1.1 工作环境多样，操作维护不当

不同的行业具有的工作环境，有些工作环境甚至是非常恶劣的。电气自动化控制设备需要面对多种多样的工作环境，以应对环境因素对电气自动化控制设备的不利影响。这些不利的环境因素主要包括气候因素、机械作用力因素与电磁干扰因素。（1）气候因素，主要包括湿度、气压、温度、大气污染、厌恶等，这些不利的环境因素会严重电气自动化控制设备的性能、损坏设备结构、运行运动灵活性以及温升过高等，甚至导致设备完全毁坏，不能正常工作；（2）机械作用力因素，主要是指电气自动化控制设备在不同运载工具中可能会受到的各种机械作用力，例如，冲击、震荡以及离心加速力等，这些机械作用会严重影响和损坏电气自动化控制设备的元器件，或者改变其参数，或者致使其严重变形和断裂，或者导致设备金属件出现疲劳破坏；（3）电磁干扰因素，该因素是非可见因素，但是对电气自动化控制设备的不利影响不能小视，一般而言，电气自动化控制设备的工作充斥着各种电磁波，这些电磁波会增大设备的输出噪声，导致其工作失稳，甚至影响设备安全。

1.2 设备元器件质量不合格

电气自动化控制设备元器件的生产厂家繁多，并且良莠不齐。通常而言，生产设备元器件的厂家规模较小，质量管理体系不健全，其元器件质量便很难合格；另外，在市场经济体制下，元器件厂家之间的恶性竞争会让部门厂家只重视“价格优势”，罔顾产品质量，导致电气自动化控制设备的可靠性指标偏低，影响设备的正常安全工作。

2 电气自动化控制设备可靠性的测试方法

2.1 可靠性的现场测试

该测试方法主要是在电气自动化控制设备运行的过程中进行控制，以检验其可靠性。进行测试时，需要认真、详细地记录各种数据、并对数据进行数理统计和计算、编制设备可靠性的具体指标，比较真实地评估设备运行的可靠性。该测试方法需要是测试设备相对较少，但是能够比较真实地反应设备的真实性能（真实工作环境之下的工作性能），而且测试成本比较低，不会设备工作连贯性产生不利的干扰。然而此种测试方法的缺点也需要我们注意，即易受外界条件干扰、易受受控条件限制、再现条件较差等。

2.2 可靠性的保证试验

保证试验方法俗称烤机，是在产品出厂前，在规定条件下对产品进行无故障的工作试验。保证实验方法的不同于实验室测试方法，因为电控设备通常是由大量的元器件构成的，因此它的故障以随机性和多样性的形式表现，而不是以几种故障为主表现出来的，随着时间变化是保证试验方法失效率所具有的特性，服从指数分布。烤机就是对产品的早期失效进行测试考核，通过改进使产品的失效率在出厂前达到指标。保证试验所需的时间较长，对于小数量、大系统生产的产品而言，它适用于所有产品，但是对于大量生产的产品而言，只能用于设备的样本。

2.3 可靠性的试验室测试

该测试方法模拟了电气自动化控制设备的各种工作条件和工作环境，力求测试所需的外力影响与现场所受环境应力的相同。试验中需要记录试验时间、失效次数等数据，待测试完成之后进行统计分析，并根据统计分析的结果来编制设备的可靠性指标。此种测试方法具有如下优点；易控制试验条件、试验所得数据质量较高、试验结果允许再现等；但是其缺点也不容忽视，即测试成本巨大、试品数量较多、试验条件限制性较高等。所以，此种方法特别适用于批量生产的设备。

3 提高控制设备的可靠性对策

要提高电气自动化控制设备的可靠性，必须根据控制设备的特点，采用相应的可靠性设计方法，从元器件的正确选择与使用散热防护、气候防护等入手，使系统可靠性指标大大提高。

在控制设备设计阶段，研究产品与零部件技术条件，分析产品设计参数，研讨和保证产品性能和使用条件，正确制定设计方案；其次，根据产量设定产品结构形式和产品类型。为产量的大小决定着生产批量的规模，生产批量不同，其生产方式类型也不同，因而其生产经济性也不同；同时，运用价值工程观念，在保证产品性能的条件下，按最经济的生产方法设计零部件；在满足产品技术要求的条件下，选用最经济合理的原材料和元器件，以求降低产品的生产成本；全面构思，周密设计产品的结构，使产品具有良好的操作维修性能和使用性能，以降低设备的维修费用和使用费用。

从生产角度来说，设备中的零部件元器件，其品种和规格应尽可能少，尽量使用由专业厂家生产的通用零部件或产品，立足于使用国产材料和来源多、价格低的材料；设备（含零部件）的加工精度要与技术条件要求相适应，不允许无根据地追求高精度，在满足产品性能指标的前提下，其精度等级应尽可能低，装配也应简易化，尽量不搞选配和修配，力求减少装配工人的体力消耗，便于自动流水生产。

4 结语

综上所述，保证电气设备的可靠性是一个复杂的涉及广泛知识领域的系统工程。只有在设计上给予充分的重视，采取各种技术措施，同时，在使用过程中按照流程操作及时保养，才会有满意的成果。

参考文献

[1] 王磊，薛双苓.电气自动化控制设备可靠性探究[J].科技传播，2011（19）.

[2] 张宏喜.如何对电气自动化控制设备进行可靠性测试[J].价值工程，2011（06）.