2.6.2 Расчет надежностных характеристик модуля ип/асвк.

В виду отсутствия необходимой информации для расчета интенсивности отказов импортных элементов для расчета использовались данные по отечественным элементам-аналогам.

Исходные данные для расчета и значения интенсивности отказов элементов приведены в таблице 2.

Таблица 2. Значения интенсивности отказов используемых элементов.

Тип элемента	Тип отечественного изделия-аналога	Исходные данные	э10-6, ч-1
Микросхема МАХ 707	_______________	___________________	0,0258
Микросхема АТ90S2313	1806ВМ2 (микропроцессор)	б.с.г.=0.017 10-6 ч-1; Кст=13.65; Ккорп=1; Кv=1; Кис=1; Кэ=1; Кпр=1	0,232
Микросхема Блок питания TEN 15-2411	______________	________________	0.8333
Резонатор РПК01-НС-49U	РК319(4-20 МГц)	б=0.02 10-6 ч-1; Кт=1.64; Кэ=1; Кпр=1	0.0328
Диод SM4001	КД226В диод	б=0.09*10-6 ч-1; Кр=0,0948; Кэ=1; Кпр=1; Кф=0.6; Кs1=0.7; Кдн=0.8	0.0029
ЧИП конденсатор NPO 0805	К10-17…К10-60 (керамические)	б =0.02 10-6 ч-1; Кр=0.18; Кэ=1; Кпр=1; Кс=1.6 (33пф)	0.0058
ЧИП конденсатор Y5V 2512	К 10-47А керамический, постоянной емкости	б=0.02 10-6 ч-1; Кр=0.18; Кэ=1; Кпр=1; Кс=1.454	0.0052
ЧИП конденсатор танталовый	К52 (объемно пористый танталовый)	б =0.125 10-6 ч-1; Кр=0.18; Кэ=1; Кпр=1; Кс=0.9 (10мкф)	0.0203
Вилка IDC-26 MS	низкочастотный соединитель для печатного монтажа типа CHП 58	математическая модель для расчета э соединителей: э =б Кр Ккк Ккс Кэ Кпр, где б= 0.00112 10-6 ч-1; Кэ=1; Кпр=1; коэффициент, зависящий от сочленений-расчленений, Ккс=0.32 (для реального применения в диапазоне n=1-25); коэффициент режима выбран равным Кр=0.88 (для температуры перегрева контактов tп30оС); значение Ккк зависит от количества задействованных контактов. Для числа контактов 26 Ккк=5.11	0.0016
Клемма WAGO 236-102	низкочастотный соединитель для печатного монтажа типа CHП 58	Модель та же. Кк=1,72 при числе контактов 4	0,0005

В связи с тем, что на модуле ИП/АСВК реализованы и источник питания и аппарат системы встроенного контроля необходимо рассчитать надежность источника питания и аппарата системы встроенного контроля отдельно.

Надежность аппарата системы встроенного контроля.

Анализ электрической принципиальной схемы ИП/АСВК показывает, что к несрабатыванию аппараты системы встроенного контроля могут привести отказы микроконтроллера АТ90S2313, микросхемы МАХ 707, соединителей IDC-26 MS, резонатора РПК01-НС-49U, конденсаторов NPO 0805, диода SM4001 (VD1). Отказ второго диода (VD2) приведет к несрабатыванию стопорного клапана при выдаче сигнала “закрыть СК” генерируемого центральным вычислителем. Отказ этого диода будет учтен при расчете надежности всего блока.

Схема несрабатывания системы встроенного контроля приведена на рисунке 3.

Рисунок 3. Схема несрабатывания системы встроенного контроля.

Интенсивность отказов аппарата системы встроенного контроля равна:

э_АСВК = _IDC-26+_IDC-26 + _{MAX 707} + _{РПК01-HC-49U} + _NPO0805*2 + _AT90S2313 + _SM4001+ _IDC-26.

э_АСВК = (0,0016 + 0,0016 + 0,0258 + 0,0328 + 0,0058*2 + 0,232 + 0,0029 + 0,0016) * 10^-6 = 0,3099*10^-6, ч^-1.

Надежность источника питания.

Анализ электрической принципиальной схемы показывает, что к выходу из строя блока питания могут привести отказы микросхемы TEN 15-2411, танталового конденсатора и конденсатора Y5V, соединителей WAGO.

Схема несрабатывания источника питания приведена на рисунке 4.

Рисунок 4. Схема несрабатывания источника питания.

Интенсивность отказов источника питания равна:

э_ИП = _WAGO*2 + _{Y5V 2512} + _TEN15-2411 + _{танталовый конденсатор}

э_ИП = 0.0005*2 + 0.0052 + 0.8333 + 0.0203 = 0.8598*10^-6, ч^-1.

Необходимо ввести коэффициент (Котн), оценивающий отказы электронных плат и устройств конструктивно-производственного характера по вине разработчика и изготовителя. По принятой на предприятии методике для суммарной наработке 300 000 ч используется значения Котн = 1.45.

С учетом этого:

Для этапов эксплуатации значения э

• для суммарной наработки 300 000 ч

_АСВК = э_АСВК * Котн = 0,3099*10^-6 * 1.45 = 0.4494*10^-6 ч^-1;

_ИП = э_ИП * Котн = 0,8598*10^-6 * 1.45 = 1.2467*10^-6 ч^-1;

Средняя величина наработки на отказ определяется в общем случае как величина, обратная интенсивности отказов.

Т = 1/ _Э

Для суммарной наработки 300 000 ч

Т_АСВК = 1 / 0,4495 * 10^-6 = 2225189 ч;

Т_ИП = 1 / 1.2467 * 10^-6 = 802117 ч;