Расчет показателей безотказности

Отказ – это событие, после которого система полностью или частично перестает выполнять свои функции. Причинами отказа могут быть естественные процессы изнашивания и старения, а также дефекты, возникающие при изготовлении, монтаже, ремонте системы, нарушении правил и норм эксплуатации.

Надежность АСОИУ при внезапных отказах характеризуется количественной характеристикой – интенсивностью отказов.

Интенсивность отказов – это отношение числа отказавших изделий в единицу времени, к среднему числу изделий, продолжавших безотказно работать.

, час⁻¹ (37)

где n(t) – число отказавших элементов в интервале времени.

(38)

где N (t) - среднее число исправно работающих элементов;

N_k–1 − число безотказно работающих элементов в начале интервала времени Δt;

N_k − число безотказно работающих элементов в конце интервала времени Δt.

Для выполнения даже элементарных функций управления требуется несколько последовательно установленных устройств с надежными характеристиками. Рассмотрим управляющие цепи по давлению верха колонны существующей и проектируемой САУ, изображенных на рис.5.1.

Рис. 5.1. а) Управляющая цепь проектируемой САУ

б) Управляющая цепь существующей САУ

Вероятность безотказной работы представленных цепей

P_уц.а = Р_д × Р_б-ра × Р_{мод.ан.в/в.}² × Р_пр-ра × Р_б-ра ×Р_поз-ра × Р_им, (39)

P_уц.б = Р_д × Р_б-ра × Р_рег-ра × Р_б-ра ×Р_поз-ра × Р_им, (40)

где: Р_д - вероятность безотказной работы датчика;

Р_б-ра - вероятность безотказной работы барьера искрозащиты;

Р_{мод.ан.в/в.} - вероятность безотказной работы модуля аналогового

входа/выхода;

Р_пр-ра = (1- (1 - Р_п)²) − вероятность безотказной работы резервируемого процессора, Р_п − вероятность безотказной работы нерезервируемого процессора;

Р_рег-ра – вероятность безотказной работы регулятора;

Р_поз-ра − вероятность безотказной работы э/п позиционера;

Р_им − вероятность безотказной работы исполнительного механизма;

В конечном итоге получаем:

P_уц.б = Р_д × Р_б-ра× Р_{мод.ан.в/в}² × (1- (1 - Р_п)²) × Р_б-ра × Р_поз-ра × Р_им, (41)

Рассчитаем надежность существующей и спроектированной системы:

Исходные данные для расчета приведены в таблице 6.

Таблица 6 – Исходные данные для расчета надежности системы

Устройство	Наработка на отказ, час.
Датчик давления Метран 100-ДИ-1152-МП1
Барьер искрозащиты HiD-2029
Барьер искрозащиты HiD-2037
Модуль аналогового ввода/вывода (SAM)
МодульАСМ
Э/п позиционер ЭПП
Исполнительный механизм (клапан)
Датчик давления Kent E-DB
Барьер искрозащиты MTL-128
Барьер искрозащиты MTL-122+
Регулятор Kent L-BS

Среднее время наработки на отказ:

(42)

Вероятность безотказной работы до момента времени t:

(43)

Рассчитаем вероятности безотказной работы в течении 1 года представленных цепей:

P_уц.а = × × × (1- (1 - )²) × × × = 0.66,

P_уц.б = × × × × × = 0.49

Выбранный срок 1 год соответствует срокам проведения технического обслуживания и ремонта, в течение которого будет проведена профилактика и тестирование оборудования.

Среднее время безотказной работы управляющих цепей:

час.

час.

где: Т_i – наработка на отказ i-го изделия;

N – число испытываемых изделий.