电气自动化控制设备可靠性测试技术分析
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摘要：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的可靠性一直是生产厂和用户十分关注的问题，本文对电气自动化控制的可靠性测试方法和可靠性测试方法的选择，以及比较实用的现场测试法做介绍。
关键词：电气自动化；控制设备；可靠性测试
1前言
电气自动化就是使产品的操作、控制和监视，能够在无人(或少人)直接参与的情况下，按预定的计划或程序自动地进行。随着机械电子技术、微电子技术迅猛发展，电气自动化控制在国民经济的各个行业都得到了广泛的应用，大大方便了人们的生活。电气自动化程度是一个国家电子行业发展水平的重要标志，同时，自动化技术又是经济运行必不可少的技术手段。电气自动化具有提高工作的可靠性、提高运行的经济性、保证电能质量、提高劳动生产率、改善劳动条件等作用。伴随着电气自动化的提高，控制设备的可靠性问题就变得非常突出。控制设备的可靠性是可靠性学科的一个重要组成部分。结合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，以对产品的可靠进行研究。
2 加强控制设备可靠性研究的重要意义
2．1 可靠性提高产品质量
产品质量就是使产品能够实现其价值、满足明示要求的特征和特质。概括其特性，主要包括：性能、可靠性、经济性和安全性。由此可见，可靠性在产品质量中占有主导地位。只有可靠性高，发生故障的次数才会少，那么维修费用就少，相应的安全性也随之提高。因此，产品的可靠性是产品质量的核心，是生产厂家追求的目标。
2．2 可靠性可以增加市场份额
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。研究发现，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。
3 可靠性测试的主要方法
3．1在试验室内试验的方法
用同样的规定的可以控制的工作条件和环境条件，模拟现场的使用条件，使被测设备如同现场所遇到的环境应力进行试验，将累计的时间和累计失效数等其它数据通过数理统计得到可靠性指标这是一种模拟可靠性试验。这种试验方法试验条件易于控制所得数据质量高所得试验结果可以再现，可以分析。但受试验条件的限制很难与真实情况相对应的数据，同时试验费用很高，而这种试验一般都需要较多的试品，所以还要考虑到被试产品的生产批量与成本因素。因此这种试验方法比较适用于大批量生产的产品。
3．2 保证试验方法
在产品出厂前将产品在规定条件下实施无故障的工作试验，俗称烤机，我们研究的电控设备通常由大量的元器件组成，它的故障模式是一种不以某几种故障为主的，而是随机的，多样化的形式来显现出来的，因此它的故障服从指数分布，也就是说它的失效率具有随着时间变化的特性。我们在试验室内对出厂前的产品进行烤机，实际上就是对产品的早期失效进行测试考核，通过对产品的改进，使失效率达到某一项规定指标后再出厂。这项试验主要是一种可靠性保证试验，而且所需的时间长，因此对大量生产的产品来说，它只适用于设备的样本，对小量，大系统生产的产品来说，它可用于所有产品。这种试验方法对电路复杂，可靠性要求较高台数又少的电控及自动化设备比较适用。
3．3现场测试方法
通过对设备在使用现场进行的可靠性测试记录各种可靠性数据，然后根据数理统计方法得出设备可靠性指标的一种方法。该方法的优点是试验需要的试验设备比较少，工作环境真实，其测试所得数据能真实反映产品，在实际使用情况下的可靠性，维护性等参数，且需要的直接费用少，受试设备可以正常工作使用。不利之处是不能在受控的条件下进行试验、外界影响因素繁杂，不可控，试验条件的再现性比试验室的再现性差。
现场测试和试验室测试的最大不同就是测试设备难以安装和连接。线路板封闭在机箱中，测试信号线很难引入，即使设备外壳上留有测试插座，测试信号线也需要很长，传统的在线仿真器在现场测试中无法使用。另外，现场往往没有实验室里的各种测试仪器和设备，因此，必须有更好的方法和手段来完成测试。
4电气自动化控制设备可靠性测试方法的选择
4．1试验场地的选择
对于场地的选择遵循一定的原则是：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。
4．2 试验环境的选择
由于电控产品的工况差异很大，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。
4．3 试验产品的选择这方面的特点要有典型性
包含的品种很多，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、中小型设备。从工作运行隋况看，既有连续运行设备又有间断运行设备。
4．4试验的测试程序要有一个统一的试验程序
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，保障情况的汜录，保障的排除等，都应有严格规范，只有这样才能保证测试的准确性、可信性。
2．5 试验的组织工作这是试验工作中关键的一环
试验的组织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，因此要有一个高效和严密的组织机构。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牵头，由科研管理人员、行业管理人员以及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，这样会收到比较好的效果。
5 现场电气自动化设备可靠性测试方法
5．1现场可靠性测试目的
1)收集现场可靠性数据，然后进行可靠性评估，为制定合理可靠的考核指标提供依据。2)通过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。3)收集设备上元器件的可靠性数据，为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以帮助确定出厂时设备的烤机时间。5)收集现场的设备维修性数据，实施维修性评估。
5．2 现场可靠性试验的条件
试验方法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。要求设备的工作条件符合产品的技术标准。如果用户使用的电控及自动化设备量比较多一些，那么使统计数字更为可靠。
5．3可靠性数据统计分析
依据收集到的可靠性数据和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。根据收集的数据通过统计计算典型的国产电控及自动化设备的平均无故障工作时间。
6结语
提高电气传动及自动控制设备的可靠性一直是十分重要的问题。要结合我国电控及自动化设备的可靠性现状，找出影响电气自动化设备可靠性的关键因素。提出对电气控制及自动化设备可靠性的测定和试验方法，以达到进一步提高电气控制及自动化设备可靠性的目的。
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