Лабораторна робота №4

Оцінка надійності системи

Мета роботи: навчитися розраховувати основні показники надійності розроблюваної автоматизованої системи управління.

Виконання роботи

(на прикладі інформаційно-вимірювальної системи дослідницького ядерного реактора СМ-3)

Надійність – один із основних технічних показників якості технічних систем (приладів) автоматики, телемеханіки, обчислювальної техніки та інших технічних виробів. Забезпечення надійності роботи є однією з основних задач розробки та експлуатації техніки.

Для оцінки надійності підсистеми введення сигналів від датчиків температури застосовуємо модель пристрою, що являє собою групу послідовно з’єднаних і незалежних елементів, яка не має резервних елементів. У цьому випадку відмова будь-якого з елементів викликає відмову системи, але не впливає на надійність інших елементів системи. Таким чином, безвідмовна робота системи можлива тільки при збереженні працездатності усіх елементів послідовного з’єднання.

Структура логічної схеми розроблювального пристрою для наближеного розрахунку надійності зображена на рис. 4.1.

Рис. 4.1

Основні показники надійності системи з послідовним з’єднанням елементів визначаються таким чином.

1. Ймовірність безвідмовної роботи ‑го елемента при показниковому законі розподілу напрацювання до відмови:

,

де – інтенсивність відмов‑го елемента.

2. Інтенсивність відмов системи із елементів:

   .

3. Середнє напрацювання до відмови системи в цілому:

.

При проведенні розрахунку надійності пристрою, що проектується, його однотипні елементи об’єднуємо в групи. Інтенсивність відмов пристрою буде визначатися за формулою

,

де – інтенсивність відмов‑го елемента;

–кількість однотипних елементів ‑ої групи;

–кількість груп (типів) елементів в пристрої.

Дані для розрахунку інтенсивності відмов ПВСДТ зведені до табл. 4.1.

Таблиця 4.1
№	Найменування	, год-1	Кількість, шт.		, год-1
1	2	3	4		5
1	Мікроконтролер ADAM-5510	4,00	9		36,0
2	Модуль введення-виведення сигналів термометрів опору ADAM-5013	0,68	32		21,76
3	Модуль введення сигналів термопар ADAM‑3011	0,68	16		10,88
		Продовження табл. 4.1
1	2	3	4	5
4	Модуль аналогового введення ADAM‑5017Н	0,98	2	1,96
5	Перетворювач інтерфейсу ADAM‑4521	0,66	9	5,94
6	Блок живлення SXI50-24S	1,60	1	1,60
7	Блок живлення SXI15-24S	2,30	8	18,4
	Всього		77	96,54

Таким чином, інтенсивність відмов системи

год-1.

Середнє напрацювання до відмови системи в цілому

год.

Залежність ймовірності безвідмовної роботи пристрою, який розробляється, від часу роботи

.

При виконанні розрахунків надійності пристрою визначають , а потім по деяким точкам апроксимують криву, яка наглядно характеризує зміну ймовірності безвідмовної роботи зі збільшенням часу експлуатації.

Залежність ймовірності безвідмовної роботи системи від часу роботи приведемо до табл. 4.2.

Таблиця 4.2
№ з/п	, год.
1	100	0,9904
2	500	0,9529
3	1000	0,9080
4	2000	0,8244
5	3000	0,7485
6	4000	0,6797
7	5000	0,6171
8	7000	0,5088
9	10000	0,3808
10	12000	0,3140
11	15000	0,2350
12	20000	0,1450
13	23000	0,1086
14	27000	0,0738
15	30000	0,0552

Графік ймовірності безвідмовної роботи, який побудований на підставі табл. 4.2, зображений на рис. 4.2.

Рис. 4.2

Зміст

Вступ 3

1. Лабораторна робота №1

Дослідження об’єкта керування 4

1.1. Історія реактора СМ-3 4

1.2. Призначення та галузі застосування реактора 6

1.3. Особливості побудови реактора СМ-3 7

1.4. Вимоги до інформаційно-вимірювальної

системи реактора 19

2. Лабораторна робота №2

Розробка структурної та функціональної

схем автоматизованої системи управління 20

2.1. Розробка структурної схеми всієї системи 20

2.2. Розробка функціональної схеми системи 26

2.2.1. Рекомендації щодо вибору датчиків 26

2.2.2. Визначення повного функціонального

складу підсистеми введення сигналів

від датчиків температури 27

3. Лабораторна робота №3

Конструктивне оформлення автоматизованої

системи управління 33

4. Лабораторна робота №4

Оцінка надійності системи 45

Джерела інформації

1. http://www.niiar.ru

2. Технические средства фирмы Advantech. Каталог продукции.

3. Технические средства фирмы Octagon Systems. Каталог продукции.

4. Технические средства фирмы Fastwel. Каталог продукции.

5. http://www.prosoft.ru

6. http://www.logicon.com.ua

7. http://www.fastwel.ru

8. http://www.tracopower.com

9. http://www.schroff.ru

10. Залужний A.M., Купкін Є.С. Розрахунок показників надійності радіоелектронної апаратури. – Житомир: ЖІТІ, 1998. – 75 с.

11. Информационно-измерительная система реакторной установки СМ-3 / Александр Токарев, Владимир Придачин [и др.] // Современные технологии автоматизации. – 2002. – № 1. – С. 47-53.