电气自动化控制设备可靠性测试策略

电气自动化控制设备可靠性测试策略

姜杨阳

博世华域转向系统(烟台)有限公司  山东 烟台  264000

摘要：电气自动化控制设备是指利用检测传感器、执行器和控制器等实现对工程系统过程的智能监测和闭环控制的各类设备。电气自动化设备的可靠性和稳定性对保障复杂生产系统的安全高效运转至关重要。但随机故障和隐性系统缺陷等偶发故障事件有可能导致电气自动化设备出现运行异常、控制失灵甚至停机事故，造成整个生产系统的瘫痪和重大经济损失。为有效预防此类事件发生，研发和应用一套科学系统的电气自动化设备可靠性测试策略具有重要意义。

关键词：电气自动化；控制设备；可靠性测试

1电气自动化控制设备可靠性测试策略

1.1测试前期准备

为更加真实地反映出电气自动化设备的运行可靠性，在对其进行测试分析的过程中必须要重视前期准备环节，尽可能提升实验数据分析的精度和信度。首先，设备运行的可靠性和运行环境之间会存在一定的影响，检测自动化设备对环境的适应性时，需要分别设计不同的环境情况来进行对比分析，其中的正常工作和特定地区运行数据信息必须要进行分类整合，确保可靠性检测分析的参考性。其次，对于不同生产应用需求下的电气自动化设备，进行样品选取时必须要保证具有一定的代表性，充分考虑到不同类型的设备在运行过程中的特点，确保分析结果具有参考价值。常见的电气自动化设备包括：连续运行和间歇运行、小型设备和大型设备等不同的品类，需要技术人员进行提前甄别选取后再进行测试分析。

1.2保证实验测试

保证实验法是在电气自动化控制设备正式出厂前对其运行可靠性进行检测的一种方法，其通过模拟设备实际工作环境，全面地预检测设备的性能参数和故障响应，可以有效降低初期故障率，提高产品质量。保证实验通常适用于批量小、质量要求高的设备。测试结果可以找到故障分布规律，以指导优化设计、改进制造流程。这种精细化的测试方式可以提前发现隐患，保证设备在使用初期的可靠稳定运行。保证实验也称为无故障实验，是在设备正常工作时检测内部零件的状态，发现隐藏故障与故障分布规律，提高系统稳定性。该方法精细化程度高，常应用于结构复杂的自动化设备。总体而言，实验室测试法的优点测试条件可控，可获得大量精确数据，有助于找到设计缺陷；缺点是测试环境难以完全模拟实际情况，结果可能与实际使用存在差异。现场测试法的优点是条件真实，数据高度可靠，能直观反映产品实际工作能力；缺点是测试环境难控制，设备匹配及人员技术要求高。保证实验法的优点是可提前发现故障隐患，对提高初期产品质量具有重要作用；缺点是投入时间和成本较高，不适合大批量应用。

1.3实验性测试

电厂生产环境质量比较差，这会对电气自动化控制设备的运行带来直观影响。所以，建议针对电气自动化控制设备进行实验室测试。此测试方法的应用核心在于模拟，通过模拟实际电气自动化设备的运行环境，测试设备环境适应性。结合设备实际运行的经验，开展实验室测试前提是对环境可控制范围进行控制。那么开展实验性测试期间，将测试指标划分成两种类型，其一是累计测试工作时间，其二是累计无效性次数。随后再按照测试指标的相应数据，进行统计与计算，根据计算结果可以总结得出电气自动化控制设备可靠性指标。实验性测试方法有诸多优势，但是也有不可忽略的缺点。实验性测试优点主要体现在最终得出结果可靠度高，且可以对测试全过程加以回顾。缺点即存在差异性，这里提到的差异性是指对设备运行环境模拟时，采集到的数据和真实环境存在明显差别。但需要注意的是，模拟设备运行环境并不能完全等同于真实的环境，这主要是因为真实的运行环境存在诸多影响因素，而且也会影响到设备。所以，实验室测试方法在应用时需要用到大量样品，从而增加了成本。

1.4现场测试

现场测试方法，即在真实的现场环境当中来测试电气自动化控制设备的质量。一般现场测试会选择和电气自动化控制设备实际运用环境相似度比较高的地方。如此一来，通过现场测试方法获得的数据也会更加真实一些，而且也可以在现场测试方法当中获得实际运行过程当中监测设备的诸多参数，为后续实际应用提供重要参考依据。与实验室测试方法不同，现场测试方法成本相对较低，因为其对测试所使用的测试设备要求并不像实验室测试方法那么高，而且借助环境资源和优势，也可以减少一定的测试费用，缩减测试成本。目前，现场测试方法主要分为三种模式：其一，可靠性在线测试，何为在线测试，顾名思义，即测试是在电气自动化控制设备实际运行过程中进行的，并不需要暂停电气自动化控制设备，也不会影响整个生产链条的运行。其二，脱机测试，脱机测试，即把需要检测的元件从电气自动化控制设备当中取下来，由专业的检测设备专门对这些元件进行测试。其三，停机测试，顾名思义，就是要停止电气自动化控制设备运行状态，再对其进行测试。

2电气自动化控制设备可靠性提升

2.1科学化设计保障可靠性

电气自动化控制设备的设计方法需要具备科学性，通过上文的研究也可以发现，外界因素对设备会产生直接的影响，但很多外界因素往往不容易进行把控，所以就应该在电气自动化控制设备设计的阶段来对这些问题进行解决，通过技术手段的方式来将外界因素对设备产生的影响降到最小化，并在这一基础上，充分的考量设备在实际作业中需要满足的需求，以此来对产品的功能进行设计，不断地提升各个板块的布局合理性与科学性。同时，现阶段电气自动化控制设备在设计环节中，通常使用的布局就是模块化的设计，这也表明其工作的原理就是需要一个模块来对一项功能进行负责，但这里有需要特殊主义的要点，就是电源模块是不能与其他模块一起使用的，为了更好地保障不用模块可以在实际使用的过程中充分发挥出自身的优势，需要对电磁干扰的问题进行注意，尽可量的规避安全隐患的出现。

2.2为电气自动化控制设备提供良好运转环境

对于电气自动化控制设备而言，良好的运转环境是提高其可靠性的重要措施，而这种环境主要包括：一是防水防雨环境。如果电气自动化控制设备没有做出任何的特殊防水措施，那么就会长期遭受雨水的腐蚀，很有可能出现金属氧化问题，或者是内部线路老化出现短路。二是避免将电气自动化控制设备放置在电磁波干扰影响范围内，因为很多电气自动化控制设备都经常暴露在电磁波这样的磁场环境中，而且很多电气自动化控制设备都拥有电磁装置，如果长时间暴露在电磁波环境中，那么很容易就会导致电气自动化控制设备中的一些零部件实效，从而影响轧钢企业生产效率与安全性。另外，电气自动化控制设备安全性测试场地的选择也要遵循一定原则，也就是可靠性水平满足了客观标准要求，那么就要优先选取，选择可靠性较强的测试场地。如果是要确定电气自动化控制设备正常条件下的可靠性水平，就必须要选择工作环境中最为典型的测试场所当做实验条件，以此通过科学良好的运转环境，提高电气自动化控制系统运行的可靠性，推动轧钢企业更加稳定的发展。

3结束语

目前关于电气自动化控制设备可靠性的测试方法主要包括实验室测试、现场测试以及保证实验三种方式，在这三种方式当中，现场测试方式的适用范围要更为广泛一些，其也是这三种方式中实用性最高的一种测试方式，但这并不意味着在选择电气自动化控制设备的可靠性测试时就必须要首选现场测试方式，其还是要根据电气自动化控制设备类型、测试目的等因素来进行综合考量，最终选择出一种更为合适的可靠性测试方法。

参考文献

[1]邓媞,陈晓玲,李楠.基于可靠性测试方法的电气自动化控制设备设计[J].中国设备工程,2019(13):3.

[2]沈健.电气自动化控制设备可靠性研究[J].山东工业技术,2019,10:212.

[3]黄传玉.电气自动化控制设备可靠性现状与措施研究[J].工程技术研究,2019,409:115+119.