一种智能型电动执行机构失效分析方法技术

一种智能型电动执行机构失效分析方法。涉及自动控制领域，特别是一种智能型电动执行机构失效分析方法。提供了一种智能型电动执行机构失效分析的方法，对电动执行机构失效原因前进行分析，判断出电动执行机构失效点，改善电动执行机构的设计和工艺，减少失效的产生。通过对智能型电动执行机构功能划分，统计元器件的工作失效率和危险失效率，然后为了对各个元器件的失效率进行综合对比分析，对失效率进行数据归一化处理，另外，增加现场使用经验数据，可以丰富失效统计数据库，使本方法更加贴合实用，该算法一方面可以给失效风险的降低提供参考的依据，另外给失效故障点的定位提供了预测方法。

A Failure Analysis Method for Intelligent Electric Actuator

【技术实现步骤摘要】
一种智能型电动执行机构失效分析方法
本专利技术涉及自动控制领域，特别是一种智能型电动执行机构失效分析方法。
技术介绍
智能型电动执行机构是阀门实现工业自动化所需的配套产品，智能型电动执行机构在传统电动执行机构的基础上，增加了控制电机运行的智能控制单元，智能控制单元包含电容、电阻、晶体管、门电路、芯片等重要元器件，而这些元器件一旦失效，可能引起电动执行机构功能的丧失，甚至引起阀门管道损坏，造成巨大的人员和经济损失。
技术实现思路
本专利技术针对以上问题，提供了一种智能型电动执行机构失效分析的方法，对电动执行机构失效原因前进行分析，判断出电动执行机构失效点，改善电动执行机构的设计和工艺，减少失效的产生。本专利技术的技术方案是：按以下步骤进行分析：步骤1)、统计工作失效率λp；λp＝λbπQπEπTπS，λb为未考虑其他因素的基本失效率，πQ为质量系数，πE环境系数，πT温度系数，πS应力系数；统计智能型电动执行机构所有元器件的元器件清单，对应用到的每个元器件进行工作失效率λp的统计；步骤2)、划分失效功能块；智能型电动执行机构失效时会给出特定的失效代码，根据失效代码可划分电动执行机构功能块，根据电动执行机构功能块的作用定义该功能是否安全相关，如果安全相关，通过分析功能块中元器件失效率的高低，即可预测失效故障点；所述电动执行机构功能块为电动执行机构为实现某一功能的硬件电路集成块，所述电动执行机构功能块包括电源模块电路、相序和缺相判断电路、远程开关操作电路、就地操作电路、模拟量操作电路、主芯片电路、传感器采集电路、信号反馈电路、EEPROM存储电路和界面显示电路；步骤3)、统计危险失效概率λd；每个元器件均有其失效模式，不同的失效模式在具体的电路应用中，会产生安全失效和危险失效，分析电动执行机构功能块中元器件的失效模式，计算危险失效概率λd，λd＝kλp，k为危险失效系数，根据元器件的失效模式确定；步骤4)、数据归一化处理；对工作失效率进行数据归一化处理，越接近1，引起电动执行机构失效的可能性就越大，而对危险失效率，越接近1，该元器件引起电动执行机构危险失效的可能性就越大；为归一化处理后的工作失效率，为归一化处理后的危险失效率，为所有元器件中工作失效率的最小值，为所有元器件中工作失效率的最大值，为所有元器件中危险失效率的最小值，为所有元器件中危险失效率的最大值；步骤5)失效风险的降低；为了降低智能型电动执行机构的失效率，对归一化后的失效率进行分段处理，如果应考虑更改设计，替换该元器件；如果该元器件重点关注，说明该元器件出现失效的概率低；λd因为其固有的失效模式，取值取决于λp，可作为辅助分析对象；步骤6)、丰富失效统计数据库：失效率统计完毕后，随着产品的批量应用，把失效数据导入数据库中，每一次失效的发生，找到相应的失效元器件，对其失效率进行处理，λ'p≤λp+μ，μ为失效增加系数，可以根据统计样本确定；步骤7)、完毕。本专利技术通过对智能型电动执行机构功能划分，统计元器件的工作失效率和危险失效率，然后为了对各个元器件的失效率进行综合对比分析，对失效率进行数据归一化处理，根据处理后的数据，可以得到失效风险降低的措施，另外，增加现场使用经验数据，可以丰富失效统计数据库，使本方法更加贴合实用，该算法一方面可以给失效风险的降低提供参考的依据，另外给失效故障点的定位提供了预测方法。附图说明图1是智能型电动执行机构失效分析流程图图2是智能电动执行机构功能划分图具体实施方式本专利技术如图1-2所示，按以下步骤进行分析：步骤1)、统计工作失效率λp统计智能型电动执行机构所有元器件的元器件清单，对应用到的元器件进行工作失效率λp的统计，每个元器件工作失效率的计算可以由厂商提供或者根据国家标准计算获得λp＝λbπQπEπTπS；所述元器件清单应该包含所有影响电动执行机构功能的元器件；所述工作失效率是一个通用的失效率，如果需要得到每一批智能型电动执行机构的失效率，应该增加电动执行机构失效统计样本；λb为未考虑其他因素的基本失效率，πQ为质量系数，πE环境系数，πT温度系数，πS应力系数；步骤2)、划分失效功能块：智能型电动执行机构失效会给出特定的失效代码，根据失效代码划分电动执行机构功能块，根据功能块的作用定义该功能是否安全相关，如果安全相关，通过分析功能块中元器件失效率的高低，可预测失效故障点；如图二所示，所述的电动执行功能块为电动执行机构为实现某一功能的硬件电路集成块，包含电源模块电路、相序和缺相判断电路、远程开关操作电路、就地操作电路、模拟量操作电路、主芯片电路、传感器采集电路、信号反馈电路、EEPROM存储电路和界面显示电路；步骤3)、统计危险失效概率λd：每个元器件均有其失效模式，不同的失效模式在具体的电路应用中，会产生安全失效和危险失效，分析功能块中元器件的失效模式进行，计算危险失效概率λd，λd＝kλp；失效模式，为元器件失效引起的后果，安全的后果为安全失效，危险的后果为危险失效；k为危险失效系数，根据元器件的失效模式确定；步骤4)、数据归一化处理：为了消除数据之间的量纲影响，需要进行数据标准化处理，各数据处于同一数量级，在进行综合对比分析，首先对工作失效率进行数据归一化处理，越接近1，引起电动执行机构失效的可能性就越大，而对危险失效率，越接近1，该元器件引起电动执行机构危险失效的可能性就越大；为归一化处理后的工作失效率，为归一化处理后的危险失效率，为所有元器件中工作失效率的最小值，为所有元器件中工作失效率的最大值，为所有元器件中危险失效率的最小值，为所有元器件中危险失效率的最大值；步骤5)失效风险的降低：为了降低智能型电动执行机构的失效率，对归一化后的失效率进行分段处理，如果应考虑更改设计，替换该元器件；如果该元器件重点关注，说明该元器件出现失效的概率低；λd因为其固有的失效模式，取值取决于λp，可作为辅助分析对象；步骤6)、丰富失效统计数据库：失效率统计完毕后，随着产品的批量应用，把失效数据导入数据库中，每一次失效的发生，找到相应的失效元器件，对其失效率进行处理，λ'p≤λp+μ；所述μ为失效增加系数，可以根据统计样本确定；步骤7)、完毕。本专利技术的有益效果在于：首先，通过电动执行机构功能块的划分，可以通过故障码迅速找到故障点，利于故障的分析，其次，对元器件的工作失效率和危险失效率进行了计算分析，可以预测哪些元器件失效的可能性较大，再次，为智能型电动执行机构的失效率降低提供了一套理论依据，最后，加入了现场使用数据，让该方法更加贴合实际使用工况。本专利技术中的智能型电动执行机构失效分析方法，主要是为了解决智能型电动执行机构在各种环境中，失效分析困难以及快速查找故障点的问题，工作失效率和危险失效率的计算，失效模式的统计，工况应用的样本等对本方法的实现具有重要意义。最后，通过丰富失效分析统计库，可以得到针对智能型电动执行机构的工作失效率，甚至可以针对不同环境，给出不同的统计数据库，为智能型电动执行机构的失效分析、故障诊断和定位提供了坚实的基础。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能型电动执行机构失效分析方法，其特征在于，按以下步骤进行分析：步骤1)、统计工作失效率λp；λp＝λbπQπEπTπS，λb为未考虑其他因素的基本失效率，πQ为质量系数，πE环境系数，πT温度系数，πS应力系数；统计智能型电动执行机构所有元器件的元器件清单，对应用到的每个元器件进行工作失效率λp的统计；步骤2)、划分失效功能块；智能型电动执行机构失效时会给出特定的失效代码，根据失效代码可划分电动执行机构功能块，根据电动执行机构功能块的作用定义该功能是否安全相关，如果安全相关，通过分析功能块中元器件失效率的高低，即可预测失效故障点；所述电动执行机构功能块为电动执行机构为实现某一功能的硬件电路集成块，所述电动执行机构功能块包括电源模块电路、相序和缺相判断电路、远程开关操作电路、就地操作电路、模拟量操作电路、主芯片电路、传感器采集电路、信号反馈电路、EEPROM存储电路和界面显示电路；步骤3)、统计危险失效概率λd；每个元器件均有其失效模式，不同的失效模式在具体的电路应用中，会产生安全失效和危险失效，分析电动执行机构功能块中元器件的失效模式，计算危险失效概率λd，λd＝kλp，k为危险失效系数，根据元器件的失效模式确定；步骤4)、数据归一化处理；对工作失效率进行数据归一化处理，...

【技术特征摘要】
1.一种智能型电动执行机构失效分析方法，其特征在于，按以下步骤进行分析：步骤1)、统计工作失效率λp；λp＝λbπQπEπTπS，λb为未考虑其他因素的基本失效率，πQ为质量系数，πE环境系数，πT温度系数，πS应力系数；统计智能型电动执行机构所有元器件的元器件清单，对应用到的每个元器件进行工作失效率λp的统计；步骤2)、划分失效功能块；智能型电动执行机构失效时会给出特定的失效代码，根据失效代码可划分电动执行机构功能块，根据电动执行机构功能块的作用定义该功能是否安全相关，如果安全相关，通过分析功能块中元器件失效率的高低，即可预测失效故障点；所述电动执行机构功能块为电动执行机构为实现某一功能的硬件电路集成块，所述电动执行机构功能块包括电源模块电路、相序和缺相判断电路、远程开关操作电路、就地操作电路、模拟量操作电路、主芯片电路、传感器采集电路、信号反馈电路、EEPROM存储电路和界面显示电路；步骤3)、统计危险失效概率λd；每个元器件均有其失效模式，不同的失效模式在具体的电路应用中，会产生安全失效和危险失效，分析电动执行机构功能...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹卫平，罗兆荣，褚俊，李鸣，乔磊，
申请(专利权)人：扬州电力设备修造厂有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32