книги из ГПНТБ / Штейнберг, Ш. Е. Промышленные автоматические регуляторы

же проводится изменение параметров настройки, имеет особое зна­ чение. Вследствие этого было проведено исследование стабильности параметров регулирующих приборов типов ЭР-59, Р П И К и Р П И Б в условиях их эксплуатации на тепловых электростанциях [Л. 43, 45]. Исследование стабильности заключалось в определении вида и ха­ рактеристик случайных процессов изменения наиболее важных пара­ метров приборов: коэффициента усиления транзисторного усилителя,

входящего в различные модификации измерительного блока, мини­ мальной зоны нечувствительности, зоны возврата, максимальной ско­ рости связи * и дрейфа нуля формирующего блока. Пример реали­ зации случайного процесса изменения коэффициента усиления k уси­ лителя измерительного блока дан на рис. 17-6.

Случайный процесс z(t) изменения каждого из перечисленных выше параметров может быть представлен в следующем общем виде:

* Максимальная скорость связи пропорциональна максимальному значению сигнала обратной связи, приведенному к входу в формиру­ ющий блок (см. § 4-4 и 4-5).

552

Т а б л и ц а 17-2 Показатели ремонтопригодности устройств ЭАУС

Оценки среднего времени восстановления, мин

Из табл. 17-2 видно, что устройства, используемые в регуляторах с бесконтактным управлением, имеют большие средние времена вос­ становления. Причиной этого является не столько меньшая ремонто­ пригодность указанных устройств, сколько отличие в квалификации персонала и организации эксплуатации в двух энергосистемах, где проводились испытания. Более того, бесконтактная аппаратура тре­ бует меньшего объема профилактического обслуживания.

Гистограмма времени восстановления регулятора в целом дана на рис. 17-7. Наилучшее совпадение с результатами эксперимента да­ ло логарифмически нормальное распределение, плотность вероятно­ сти которого определяется выражением

где 0=0,46; lg г 0 = 1 , 4 1 .

554

составили 80% числа всех отказов. Остальные отказы были много­ кратными: 13% всех отказов полностью устранялись после двух

результатам испытаний надежности в условиях нормаль­

Сбор и обработка статистических данных производи­ лись по приведенной в [Л. 37] методике. Источниками информации были эксплуатационные журналы, ведущие­ ся обслуживающим персоналом, и результаты специаль­ но проведенных испытаний. Наименование, типы, сум­ марная наработка и показатели безотказности (по вне­ запным отказам) устройств, входящих в эти регуляторы, указаны в табл. 17-3.

Электронные автоматические потенциометры ЭП-120, входящие в регулятор, предназначались для преобразования сигналов с выхода пирометра или термопары в пропорциональное перемещение реохорда, задающего сигнал на вход устройства ИР-130. В электронном усили­

В регулирующих устройствах ИР-130 основным источником от­ казов являлись контакты реле (507о всех отказов) и реостатные датчики измерительного моста (22%). Отказы электронных ламп составили 8%, электродвигателя Д-32, отрабатывающего И-состав- ляющую закона регулирования, 15%.

Основной причиной отказов исполнительных механизмов явились механические повреждения или разрегулировка концевых выключа­ телей (49%). Значительная часть этих отказов привела к сгоранию электродвигателей. Другими существенными причинами отказов яви­ лись повреждение изоляции электродвигателей (31%) и заедание или поломка шестерен редуктора (9%) . Остальные отказы исполни­ тельных механизмов происходили из-за заклинивания тормоза, поло­ мок муфты, нарушения контактов в реостате и т. д.

Доля корректировок у регуляторов равна примерно 10% внезап-

556

в х о д я щ и х в регуляторы «Теплоприбор»

557

Показатели ремонтопригодности устройств, входящих в регуляторы «Теплоприбор»

96 регулирующих милливольтметров МРЩПр - 54) . Анализ потока по­ казал, что хорошее совпадение с результатами эксперимента дает модель потока со случайной интенсивностью U(t).

Примем, что U(t) — некоторый стационарный нормальный слу­ чайный процесс с математическим ожиданием ти, корреляционной функцией

ется интенсивностью некоторого неоднородного пуассоновского по­

К

К

6 « ( т ) = 1 + — ^ - ( у т + в - т т - 1 ) .

титу*

На рис. 17-8 приведены зависимости математического ожидания M[N(T)], дисперсии числа отказов D[N(x)], корреляционной функ­ ции Ки(г) и индекса разброса б2 (т) от величины отрезка времени т, причем

558

Т->-оо

границе, приведенной в табл. 17-3 и определенной по соотношению (17-11) при доверительной вероятности 1—<? = 0,8.

Показатели ремонтопригодности некоторых устройств приведены в табл. 17-4. Оценки этих показателей опреде­ лялись по приведенным в § 17-2 соотношениям; довери­ тельная вероятность равна 0,8.

Время восстановления регуляторов в целом и его от­ дельных устройств подчиняется логарифмически нор­ мальному закону с плотностью, определяемой по (17-31).

17-6. ХАРАКТЕРИСТИКИ Н А Д Е Ж Н О С Т И Г И Д Р А В Л И Ч Е С К И Х РЕГУЛЯТОРОВ

К настоящему времени определены характеристики на­ дежности лишь гидравлических регуляторов, ранее выпу­ скавшихся заводом КИП. Приняв во внимание близость принципиальных схем, конструкции и технических харак­ теристик регуляторов заводов «Теплоавтомат» и КИП *, рассмотрим характеристики надежности регуляторов за­ вода КИП по результатам исследования эксплуатацион­ ной надежности на нескольких предприятиях черной ме­ таллургии. Регуляторы работали в И-режиме, предназна­

связи между мембраной, задатчиком и струйной трубкой (42%) и сбивание задатчика (38%). Последнее вызвано вибрацией в помещении, где установлены регуляторы.

Большая часть отказов регуляторов приходится на

* Датчики, исполнительные механизмы, корректирующие устройства

инекоторая вспомогательная аппаратура у регуляторов заводов КИП

и«Теплоавтомат» аналогичны. Отличается лишь конструкция гидрав­ лического усилителя со струйной трубкой: у усилителей завода «Теп­

лоавтомат» струйная трубка вертикальная, у усилителей завода КИП — горизонтальная.

559

* В расчете на один регулятор.

гидравлический усилитель со струйной трубкой и связа­ на с ее заеданием или засорением, что происходит из-за запыленности и загрязненности окружающей среды. От­ казы второго каскада, происшедшие из-за залипання зо­ лотника, составили лишь 10% всех отказов двухкаскадных усилителей.

Отказы исполнительных механизмов, вызванные за­ еданием, более характерны для прямоходных исполни­ тельных механизмов, у которых имеет место увеличение трения в сальниковом уплотнении и сильной затяжке.

Отказы регулирующих органов происходили из-за на­ рушения соединения последнего с исполнительным меха­ низмом (60%) или из-за заеданий (40%).

Относительно частые отказы соединительных линий

560

на одном из предприятий происходили из-за обрывов шлангов в клапанах дистанционного управления.

Таблицы 17-3 и 17-5 позволяют произвести сравни­ тельную оценку безотказности гидравлических и электри­ ческих устройств, имеющих одинаковое назначение и ра­ ботающих в одинаковых условиях. Интенсивность потока отказов части регулятора, предназначенной для усиле­ ния входного сигнала, формирования закона регулирова­ ния и управления исполнительным механизмом, у гид­ равлических регуляторов (гидравлический усилитель) меньше, чем у электрических (устройство ИР-130). Ин­ тенсивность потока отказов электрических исполнитель­ ных механизмов на порядок выше, чем у гидравлических исполнительных механизмов. Безотказность соединитель­ ных линий электрических и гидравлических регуляторов определяется не столько типом регуляторов, сколько кон­ структивным выполнением этих линий и условиями экс­ плуатации.

Источники питания у электрических регуляторов обычно высоконадежны. В гидравлических регуляторах на долю источников маслоснабжения приходится около 20% отказов.

Приведенные в табл. 17-3 данные относятся к регуля­ торам температуры, поэтому сравнение их измеритель­ ных частей с измерительными частями гидравлических регуляторов давления и соотношения не показательно. Для сопоставления укажем, что интенсивность потока от­

ка интенсивности потока отказов измерительных частей гидравлических регуляторов.

Из результатов сравнения следует, что безотказность электрических и гидравлических регуляторов, предназна­ ченных для регулирования аналогичных технологических процессов и находящихся в одинаковых условиях, при­ близительно одного порядка. Следует отметить, что, учи­ тывая высокую надежность гидравлических исполнитель­ ных механизмов и возможность резервирования системы маслоснабжения, представляется перспективным приме­ нение электрогидравлических регуляторов, которые име­ ют преимущества не только с точки зрения динамических характеристик, но и с точки зрения надежности.

Точечные оценки и доверительные границы среднего

561