3. Расчет надежности схем

Расчет надежности электрических схем необходимо выполнять с использованием программы Excel. С этой целью необходимо выполнить следующие действия:

ВСТАВКА. ОБЪЕКТ. ЛИСТ MICROSOFT EXCEL

Руководствуясь построенной электрической схемой, данными об интенсивности отказов элементов электросхем (см. табл. 2), приведенными ниже примерами и рекомендациями (см. табл.1) рассчитать надежность электросхемы.

Надежность электрических схем систем автоматического управления определяют такими показателями безотказности, как вероятность безотказной работы в течение заданного отрезка времени; интенсивность отказов; средняя наработка до первого отказа.

При расчетах надежности схем полагают, что элементы схем являются невосстанавливаемыми, а сама схема – восстанавливаемой. Также полагают, что интенсивность отказов постоянна. Для таких допущений вероятность безотказной работы любого элемента автоматики определяют в соответствии с показательным законом

.

Поскольку, исходя из методов построения схем, в электрических цепях элементы соединены последовательно (основное соединение), то вероятность безотказной работы любой цепи схемы можно определить по формуле

,

где вероятность безотказной работы го элемента электрической схемы;

общее количество элементов в цепи.

В любой схеме системы автоматического управления каждая последующая цепь зависима от предыдущей. Поэтому принимают, что цепи в электрических схемах соединены последовательно. Тогда вероятность безотказной работы всей схемы системы управления определяют так:

.

Расчет надежности электрических схем САУ осуществляют укрупненным и уточненным методами. При укрупненном расчете вероятность безотказной работы принимается для всего электрического аппарата и полагается, что все они соединены последовательно. Расчет надежности укрупненным методом осуществляется в форме табл. 1.

Применительно к базовой электрической схеме (см. рис. 2) результаты расчета надежности укрупненным методом приведены в табл. 1.

Таблица 1

Результаты расчета надежности электрических схем

Наименование элемента электросхемы	Количество элементов	Интенсивность отказа элемента, , 1/ч	*10-6
Кнопки	2	0,06	0,12
Реле электромагнитные	2	0,3	0,6
Командоаппарат (КЭП)	5 контактов	0,12	0,6
Электромагниты	2	0,9	1,8
Магнитные пускатели	4	10	40
Конечные выключатели	2	0,1	0,2
Тумблер	1	0,06	0,06
			=43,38.10-6

. (1)

Интенсивности отказов элементов схем САУ приведены в табл. 2

Таблица 2

Наименование элемента электросхемы САУ	Интенсивность отказов, , 1/ч
Кнопки	0,06
Магнитные пускатели	10
Трансформаторы	0,2
Выключатель (тумблер)	0,06
Предохранители	0,5
Датчики температуры	3,3
Датчики давления	3,5
Реостаты	0,13
Реле времени пневматические	3,5
Реле времени электромеханические (на один контакт)	0,4
Потенциометрический датчик	3
Реле электромагнитные	0,3
Выключатель автоматический	0,14
Тахогенераторы	0,3
Выключатель тепловой	0,3
Командоаппарат (на контакт)	0,12
Датчики уровня	2,6
Переключатели кнопочные	0,7
Электромагниты муфт, распределителей	0,9-1,2
Лампы накаливания	8
Контакты реле, пускателей	0,06
Конечные выключатели	0,1

Уточненный расчет надежности электрических схем осуществляется для случаев, когда условие (1) не срабатывает. Тогда предусматривается горячее резервирование ненадежных элементов. Для расчетов надежности применяется формула параллельного соединения элементов и учитывается вероятность безотказной работы всех элементов схемы.