6. Надійність автоматичних систем керування

Питання надійності регламентуються державними стандартами.

Надійність – властивість виробу виконувати задані функції, зберігаючи свої експлуатаційні показники в зазначених межах протягом потрібного проміжку часу. Вона характеризується такими показниками:

1. Працездатність – це такий стан виробів, коли вони здатні виконувати зазначені функції відповідно до основних і другорядних параметрів, встановлених вимогами нормативнотехнічної документації.

2. Безвідмовність – це властивість елементу або виробу бути безперервно роботоздатним протягом деякого часу (наробітку).

3. Довговічність – це властивість пристрою зберігати роботоздатність аж до самого досягнення граничного стану (з урахуванням необхідності перерв на технічне обслуговування та ремонт). Кількісно довговічність визначається наробітком, тобто часом експлуатації встановленого технічною документацією в годинах, або обсягом виконаної роботи в іменованих одиницях.

4. Ремонтнопридатність – це пристосованість виробу до попередження та знаходження причин відмов та до усунення несправностей проведенням технічного огляду та ремонту.

5. Здатність до зберігання – це властивість виробу безперервно зберігати обумовлену нормативнотехнічною документацією експлуатаційних показників під час зберігання та транспортування. Строки зберігання та відстані транспортування регламентуються.

Відмова – визначається як подія, що характеризується порушенням роботоздатності виробу. В залежності від характеру зміни параметрів пристрою розрізнюють відмови:

• раптові – виникають внаслідок стрибкоподібної зміни одного або кількох основних параметрів пристрою (від коротких замикань, пробою ізоляції);

• поступові – виникають внаслідок повільного погіршення параметрів виробу як результат спрацювання та старіння окремих його елементів;

• короткочасні – поява перешкод у мережах зв’язку, джерелах живлення.

Безвідмовність характеризується рядом кількісних показників:

а) імовірність безвідмовної роботи p(t) – означає можливість того, що у визначені інтервали часу не виникне відмова виробів:

p(t) = exp(-kt),

де k – коефіцієнт який враховує вплив навколишнього середовища: для лабораторних умов k=1; для сільського господарства – 10...15; для мобільних агрегатів – 25...30.

 - інтенсивність відмов.

[Ймовірність відмов q(t) = 1 – p(t)]

Наближено p(t) визначається за формулою:

p(t)=N(t)/N_n,

де N(t) – кількість виробів, що залишились робото здатними до кінця виробітку;

N_n - початкова кількість виробів.

б) інтенсивність відмов - (t) – імовірність відмови елементу та виробів ( що не ремонтуються) в одиницю часу:

(t) = N/N_ct ,

де N = N_п – N_к – число виробів, що відмовили за час t;

N_п , N_к – кількість справно працюючих виробів на початку та в кінці проміжку часу t , коли проводились спостереження;

Nс=0,5(N_п + N_к) – середня кількість працюючих виробів за час спостережень.

Інтенсивність відмов () – випадкова величина і визначається на снові статистичних даних про тривалість справної роботи:

І – пропрацьовування;

ІІ – нормальна робота;

ІІІ – етап спрацьовування.

в) наробіток на відмову (Т) – середнє значення наробітку виробу між двома послідовними відмовами:

де п – число відмов виробу за час спостережень;

t_i – час справної роботи виробу між і=1 та і-тою відмовами.

Технічний ресурс дорівнює сумі всіх наробітків пристрою від початку експлуатації (нового або відремонтованого виробу) до моменту граничного стану.

Строк служби – календарна тривалість експлуатації до виникнення граничного стану.

При послідовному з’єднанні п елементів імовірність безвідмовної роботи системи визначається добутком:

де _і – інтенсивність відмов і-того елементу.

При паралельному з’єднанні m елементів імовірність безвідмовної роботи системи визначається:

При змішаному з’єднанні ( n послідовних груп з m паралельних елементів:

Надійність залежить від проектування, монтажу та експлуатації установок.