电气传动及自动化控制设备可靠性测试方法的探讨

　　【摘要】提高自动化控制设备的可靠性一直是生产商和用户最关心的问题。根据我国现状，国家电控配电设备质量监督检验中心提出了电控及自动化设备的可靠性测定和可靠性试验方法，通过对可靠性指标产生影响的因素的研究，来对我国生产的电控及自动化设备的可靠性进行评价，从而对设计和工艺的改进进行指导。对电气自动化控制设备的可靠性测试进行了简单的阐述。
　　【关键词】电气自动化，可靠性测试，方法
　　1．引言
　　如何进一步提高带有半导体器件的电气传动及自动化控制设备（以下简称电控及自动化设备）的可靠性一直是生产厂和用户十分关心的问题。我所国家电控配电设备质量监督检验中心，为了评价我国生产的电控及自动化设备的可靠性．致力于找出影响可靠性指标的关键因素，以指导设计和工艺的改进本文结合行业特点和我国现状．提出电控及自动化设备的可靠性测定和可靠性试验方法，以对该类产品的可靠性进行研究。
　　2．测试方法的选择
　　电控及自动化设备产品是随工程配套而确定的，有的是轧钢机用，有的是造纸机用，有的是矿井提升用．系统的方案不一样，电压、容量等级也不一样，工艺要求也不一样。就是在一个工程中，各台电控设备之间也不尽相同，有的是功率柜高电压、大功率，有的是调节柜，低电压小容量，但柜内安装印制板上的元件少则100个，多则300～400个，所以用实验室试验和MTBF保证试验花费的代价比较高，实施起来难度很大。
　　另外，生产厂不可能为这些电控及自动化设备额外地提供可靠性试验样品，特别是在容量较大时（例如上万kW）更不可能，因此，为了摸清典型的国产电控及自动化设备的可靠性水平，采取在设备工作现场的可靠性测试较为实际。
　　3．现场可靠性测试的置信度问题
　　3．1试验场地的选择
　　主要考虑的是要有代表性。我国幅员广阉，地形落差悬殊，气候多样，所以我们选择的场地既有南方湿热地区，如：上海、杭州也有典型的北方气候，如：济南钢厂、莱阳钢厂和高海拨的干旱地区，如：天水等。这些场地的确定基本上考虑到我国不同地区、不同气候，具有一定的代表性。当然对于场地的选择还要遵循一定的原则，即：如果要考核可靠性水平不低于某一指标时，应选择最严酷的试验场地如果是为了测定正常使用条件下的可靠性水平，则应选择工作环境最为典型的试验场地；如果为了提供可靠性的可比性资料，则应选择有着相同或近似的试验条件的场地。
　　3．2试验环境的选择
　　由于电控产品的工况差异很大，我们选择了非恶劣的场地．设备工作在一般应力下，以保证测试的客观性，而且现场实际工作有比较严格的规章制度，能够较严格地按照设备操作规程进行生产的企业。
　　3．3试验产品的选择
　　这方面要结合本行业的特点要有典型性包含的品种要多。以我们为例，我们选择有大型轧机电控设备、造纸机电控设备、纺织机电控设备、矿井提升机电控设备从性质上讲，产品属性有大型设备，又有中、小型设备；从工作运行情况看，既有连续运行设备又有间断运行设备；就系统而言，既有复杂系统，又有简单系统并且重工业、轻工业兼顾，可以说基本上覆盖了本行业的产品特性。
　　3．4试验的组织工作
　　这是试验工作中关键的一环，要有一个高效、严密的组织机构，它肩负着对各分散试验场地的管理、组织工作，对试验数据的收集、整理工作。对试验人员的选定，试验工作的协调，试验报告的分析，及至最后试验结果的判定工作，还要通过这个组织把现场工程师、可靠性设计工程师、制造工程师联系在一起我们的工作开展就是由行业归口牵头，由科研管理人员、行业管理人员、试验人员共同组织了一个管理机构，对现场的测试进行全面管理，收到了比较好的效果。
　　3．5试验的测试程序
　　要有一个统一的试验程序，并由现场试验人员严格执行，如：试验起始结束时间，时间间隔的确定，数据的采集，各种性能指标的记录，故障情况的记录，故障的排除等，都应有严格规范。这样才能保证测试的准确性、可信性。
　　3．6试验人员的确定
　　人员的选择与确定是试验工作最为关键并有一定难度的问题，要选择有责任心、有一定专业水平，对设备工作原理、现场运行情况较为熟悉的技术人员和技术工人担任，并要进行一定的可靠性知识的培训，方可胜任。
　　4．现场可靠性测试方法
　　4．1试验目的
　　现场可靠性试验可以真实地反映设备在实际使用条件下可靠性水平。设备在现场使用时，往往会遇到比试验室模拟条件下更为复杂的使用环境，由此而产生的设备故障和问题可能也就越多，所以其测试数据的真实性是完全可信的，通过现场测试，可以达到如下目的。
　　1）收集现场可靠性数据，进行可靠性评估，为制定合理的可靠性考核指标提供依据。
　　2）收集现场的可靠性数据经过数理统计后得到可靠性数据指标（MTBF）。
　　3）收集设备上元器件的可靠性数据，为今后元器件的使用提出可靠性指标
　　4）对设备的寿命特性进行考查，可帮助确定出厂时设备进行的烤机时间。
　　5）收集现场的设备维修性数据，进行维修性评估。
　　4．2试验的条件
　　本测试方法首先要求设备生产厂管理制度比较完善．工艺条件比较稳定和成熟，元器件进货渠道比较正规．制造的产品有品质保证。对于用户工厂（被测试设备的使用厂），要求设备的工作条件符台产品的技术标准，最好是用户使用的电控及自动化设备量比较多一些，以使统计数字更为可靠。
　　4．3试验设备的选择
　　对于被测试的产品我们选择交货期3年以内，正常运行半年的电控及自动化设备，这样选择的考虑，主要是认为这时段内．产品工作在浴盆曲线的中部，也就是偶然失效期内，这样收集的数据，可以代表产品在正常工作期间的可靠性，为今后在可靠性设计、制造、改进方面工作提供可信的数据。
　　4．4剥试数据的收集
　　首先开展了以摸清典型国产电控及自动化设备平均无故障工作时间MTBF这一可靠性重要指标为目的的现场测试工作。在这里，比较重要的工作是确定故障的分类、故障的模式和故障严重性的分级等工作。另外，我们也收集了设备的其它一些可靠性数据，为今后合理地制定设备的可靠性指标作了准备。
　　4．5可靠性数据统计分析计算
　　依据收集到的可靠性现场原始数据，按照电控设备可靠性指标体系的要求，进行统计、计算有关可靠性特征量。根据我们所收集的数据，通过统计计算表明：典型的国产电控及自动化设备的平均无故障工作时间，MTBF为10000h左右通过测试也表明了现场可靠性测试方法对电控及自动化设备产品是适用的。
　　5．结语
　　由于电控及自动化设备特殊性（产量小、品种多），对其进行试验室测试有一定的困难，所以采用现场测试比较实际但现场测试也有诸多缺点。如耗时长，准确程度较差，受人为因素干扰较多等，因此，也应当考虑在条件允许时搞一些实验室测试，例如可对电控装置的控制单元和部分小功率标准化批量生产的单机电控及自动化设备，作一些试验室试验和测试，以弥补设备现场测试所带来的不足，并且通过对试验室测试所获得的可靠性数据，与现场可靠性测试所获得数据进行比较，以期更准确地判定设备的可靠性程度。总之，现场可靠性试验适合目前的国情，实验室试验是未来发展的方向。
　　参考文献
　　[1]吕雅琴．基于MTBF电气自动化控制设备可靠性测试的改进[J]．职业技术
　　[2]胡铭，陈珩．电气设备及其自动化装置的运行维护探讨[J]．电网技术
　　[3]章艺，孙悦．电能质量的分析与测量[J]．测控技术
　　[4]姜祥生，江洪业．浅析电气自动化设备的可行性检测方法[J]．江苏电机工程
　　[5]肖湘宁，徐永海．电气设备自动化设备检测装置问题剖析[J]．工程机械

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