3.1.3 Обеспечение и оценка надежности при проектировании.
При проектировании систем (и в том числе САУ) все методы обеспечения надежности можно сгруппировать следующим образом:
3.1.3.1 Общетехнич-е м-ды ↑ния надежности сау.
Схемные методы
Сокращения числа элементов – чем больше элементов, тем выше вероятность отказа всей системы.
Подбор надежности элементов – выбирать элементы с хорошими величинами показателей надежности. Число типов элементов необходимо выбирать по возможности меньшим (+ создает удобства при эксплуатации). Сравнить варианты схем с различным числом типов элементов можно использовать коэффициент типизации элементов:
.
где К0 – общее число элементов в схеме; КТ – число типов элементов в той же схеме.
Выбор режимов работы: (3-10% всех отказов происходит за счет неправильного выбора режима работы элементов). Электрические нагрузки на элементы определены действующей документацией в виде Iном, Uном, Pном. Принимается, что постоянно действующие рабочие параметры не должны превышать 0.5-0.6 от номинальных значений. Кроме электрических нагрузок на элементы действуют механические, а также климатические факторы (их необходимо учитывать).
Унификация – необходимы унифицированные схемные решения и элементы, апробированные предшествующим опытом эксплуатации.
Конструктивные методы
Размещение элементов – элементы, расположенные на щитах, пультах и т.д. и выделяющие тепло, должны быть расположены так, чтобы обеспечивался достаточно полный отвод тепла.
Защита от наводок и механических воздействий – должна быть предусмотрена защита некоторых элементов экранами от наводок. При учете механических воздействий необходимо, чтобы крепление элементов строго соответствовало рекомендациям.
Технологичность конструкции – конструктивное оформление устройства должно быть таким, чтобы каждый элемент был доступен для осмотра и замены в случае его отказа.
Унификация конструкций – предполагает использование только апробированных практикой и отработанных решений.
Эксплуатационные методы
Учет требований эргономики – (Р.S. от 20 до 53% отказов во время эксплуатации происходит из–за ошибок операторов).
Обеспечение режимов эксплуатации элементов – т.е. поддержание нормальной температуры, влажности в щитовых помещениях, а также обогрева приборов в неотапливаемых помещениях.
Обеспечение ЗИПом – ЗИП выбирается, исходя из вероятности отказов отдельных элементов САУ.
3.1.3.2. Специальные методы обеспечения надежности сау
Наиболее эффективный метод повышения надежности. Основан на введении избыточных элементов, которые могут продолжать работу САУ в случае отказа (разрыв соединений, незамыкание контакта реле, отказ лампы, обрыв резистора и т.д.)
Резервирование замещением бывает:
а) нагруженное – т.е. основные и резервные изделия находятся под одинаковой нагрузкой (не дает преимуществ перед постоянным резервированием, и даже ухудшает показатели надежности из–за коммутирующих элементов);
б) облегченное – резервные изделия до момента отказа основных находятся под более слабыми нагрузками, чем основные;
в) ненагруженное – резервные изделия до момента отказа основных отключены.
Основные правила и особенности резервирования
а) резервирование теоретически позволяет построить сколь угодно надежную систему из малонадежных элементов;
б) резервирование целесообразно применять в случаях, когда основное изделие имеет высокие показатели надежности, и система работает кратковременно;
в) раздельное резервирование частей системы выгоднее общего;
г) резервирование замещением ненагруженное эффективнее постоянного резервирования в случае надежных коммутирующих устройств, а также оно дает больший эффект для систем длительного использования.
Сокращение времени работы элементов в схемах
Этот метод требует введения дополнительных устройств, которые позволяют отключать элементы в случае постоянного сигнала на входе устройства. Особенно эффективным является применение метода сокращения времени работы элементов в сочетании с методами резервирования.
Сокращение времени работы элементов может быть получено также в результате периодического опроса датчиков системы.