电气自动化的可靠性测试与控制解析

摘 要：随着社会的发展，电气及其自动化在生活中有越来越多的应用，而电气及其自动化设备的正常运行离不开其可靠性测试与控制，文章对自动化可靠性测试包括试验室的测试，场地的测试和保证性试验方法，电气自动化的控制包括现场总线控制，集中控制，远程控制进行了简要分析。

关键词：电气自动化；可靠性测试；设备控制

1 电气自动化的可靠性测试

可靠性测试是为了保证产电气自动化设备在规定的寿命期间内，在预期的使用、运输或储存等所有环境下，保持功能可靠性而进行的活动。是将设备暴露在自然的或人工的环境条件下经受其作用，以评价设备在实际使用、运输和储存的环境条件下的性能，并分析研究环境因素的影响程度及其作用机理。

1.1 人工环境（即试验室）中的测试

在试验室内，对工作条件和环境条件进行可控模拟，保证检测设备和遇到的环境相互协调方可进行试验，通过累计的时间和累计失效数等其它数据通过数理统计来得到可靠性指标。这一试验方法的优点是易于控制、操作简单，且数据质量较高。但是其受试验条件的限制，试验数据准确性较低。这一试验需要较多被试产品，为了考虑到试品生产批量和成本，所以这种模拟可靠性的试验方式可在大批量生产的产品中运用。

1.2 自然环境（及场地）中的测试

电气自动化在场地中的可靠性测试主要是记录各种相关数据，并通过数据统计得到电气自动化设备的可靠性性指标。这一测试方法的优点是试验中用到的试验设备较少，试验环境较为真实，测试所得数据可真实反映产品在使用情况下的维护性及可靠性。但是其也有一定的缺点，测试结果受外界因素的干扰较大，无法保证试验结果的准确。

现场测试主要包含在线测试、停机测试和脱机测试。其中在线测试是设备不停止运行；停机测试是被测设备停止运行；而脱机设备是将被测设备移出，放到专用的测试装备上进行测试。从技术难度上说，后两种更加适合测试，但是相对于复杂系统来说，其对故障的诊断应该进行在线测试。对于究竟采用哪种测试则要根据实际情况来定。

1.3 保证试验方法

保证试验方法即通常所说的“烤机”，具体指的是在产品出厂前已对产品展开了一系列无故障的试验流程。电气自动化的烤制设施有较为繁多的元器件组成，由于其故障的不确定性，故其实以比较复杂的形式出现。试验室在产品出厂前的烤机过程就是检测产品的早期失效情况，对于不合格的产品要进行优化升级，以确保出产的产品与实际生产情况相符。这类试验的有点是可靠性高，但耗时较长，故较为适合于数量较大的批量生产现象。其适用对象为电路较为复杂，但可靠性高的电气设备。

1.4 可靠性测试方法的选择

对可靠性测试方法进行选择时，应做好对试验产品和试验环境的选择，同时应注意试验场地的测试和试验测试的程序。对于产品的选择则需要遵循一定的原则，选择的产品要有代表性，其包含有造纸机电控设备、纺织机电控设备、矿井提升机电控设备等多方面品种，且在性质上说，包含有大型、中型、小型设备，在运行形式上其具有运行设备还有间断运行设备；为了保证测试的客观性，试验场地应该选择在非恶劣的环境下，且设备的运行需配合一定的应力；为了能够测定正常条件写的可靠性水平，则应选用较为典型的试验场地，如果提供了相关的实验资料，则还应该确定相同或近似的试验条件的场地；要求具有一个统一的试验程序，其包括有试验起始时间、周期间隔、收集数据、指标记录等等，均应该遵守相关规范，才能保证试验的可靠性。

2 电气自动化的控制

对于电气自动化的控制解析主要通过现场总线控制、及集中控制和远程控制来实现。

2.1 现场总线监控

现场总线控制系统是由各种现场仪表通过互连与控制室内人机界面所组成的系统；一个全分散、全数字化、全开放和可互操作的生产过程。自动控制系统现场总线控制可以根据间隔的情况对不用的间隔，不同的功能进行设计，使得系统设计更加有针对性。这种控制方法的优点是节约大量电缆、节省安装费用、节约材料、可靠性高、组态灵活，同时还可以减少大量的隔离设备、端子柜、I/O卡件、模拟量变送器等，而且智能设备就地安装，与监控系统通过通信线连接，可以节省大量控制电缆，节约很多投资和安装维护工作量，从而降低成本。另外，各装置的功能相对独立，装置之间仅通过网络连接，使得网络组态灵活，能够大大的提高整个系统的可靠性，每一个装置故障仅仅会影响相应的元件，不会导致整个系统的瘫痪。由于现场总线控制的以上特点，所以现场总线监控方式是今后发电厂计算机监控系统的发展方向。现今，变电站综合自动化系统中已普遍运用以太网（Ethernet）、现场总线等计算机网络技术，而且在此基础上已经积累了丰富的运行经验，智能化电气设备也有了较快的发展，这些都为网络控制系统应用于发电厂电气系统奠定了良好的基础。

2.2 集中监控

集中控制是指在电气设备中建立一个相对稳定的控制中心，由控制中心对组织内外的各种信息进行统一的加工处理，发现问题并提出问题的解决方案。这种形式的特点是所有的信息（包括内部、外部）都流入中心，由控制中心集中加工处理，且所有的控制指令也全部由控制中心统一下达。运行维护方便，控制站的防护要求不高，系统设计容易均是这种监控方式的优点。但是将各种功能放到一个处理器进行导致处理器的任务相当繁重，使得处理的速度大大降低。由于电气设备全部进入监控，伴随着监控对象的大量增加随之而来的是主机冗余的下降，电缆数量增加，成本加大，由于长距离电缆引入的干扰也可能影响系统的可靠性。同时，隔离刀闸的辅助接点经常不到位，造成设备无法操作。这种接线的二次接线复杂，查线不方便，大大增加了维护量，还存在由于查线或传动过程中由于接线复杂而造成误操作的可能性。故其只适合于结构简单的系统。

2.3 远程监控

远程控制是指管理人员在异地通过计算机网络异地拨号或双方都接入Internet等手段，联通需被控制的计算机，将被控计算机的桌面环境显示到自己的计算机上，通过本地计算机对远方计算机进行配置、软件安装程序、修改等工作。远程唤醒（WOL），即通过局域网络实现远程开机。远程监控方式的有点事节约大量电缆、节省安装费用、节约材料、可靠性高、组态灵活。由于各种现场总线（如Lon Works总线，CAN总线等）的通讯速度不是很高，而电厂电气部分通讯量相对又比较大，所有这种方式适合于小系统监控，而不适应于全厂的电气自动化系统的构建。

3 结束语

电气自动化设备的正常运行离不开可靠性的测试，使得其可靠性能够达到要求，同时应该使用适合的方式进行控制，使得其能达到经济适用。总之，应该根据实际情况来对电气自动化设备选定适合的可靠性测试方法和控制方式。

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作者简介：王宁洁（1983，10-），女，汉族，江苏南京人，江苏海事职业技术学院，助教，从事电气工程、智能楼宇、电气自动化研究。