7.Расчет надежности системы
Расчет
надежности системы состоит из трёх
этапов: первый – расчет времени наработки
на отказ для каждого элемента системы
по формуле
,
где
n – это номер элемента системы; второй
– определение общей интенсивности
отказов по формуле
;
третий
– определение вероятности безотказной
работы в течении 10000 часов, построение
графика
и
определение численных значений по
графику.
7.1 Временя наработки на отказ для каждого элемента системы.
Сведем в таблицу время наработки на отказ для каждого элемента системы.
|
№ значения Т1 |
Т, ч. 65000 |
|
Т2 |
57000 |
|
Т3 |
76000 |
|
Т4 |
100000 |
|
Т5 |
100000 |
|
Т6 |
100000 |
|
Т7 |
43500 |
|
Т8 |
380000 |
|
Т9 |
754000 |
|
Т10 |
100000 |
Т1 – время наработки на отказ для датчиков температуры ТС-Б;
Т2 – время наработки на отказ для датчиков уровня Pointek CLS 100;
Т3 – время наработки на отказ для датчиков кислотности 371 pH/ORP
EuroSenz™;
Т4 – время наработки на отказ для микроконтроллера 6010;
Т5 – время наработки на отказ для модуля аналогового ввода AI16-5;
Т6 – время наработки на отказ для платы дискретного ввода TBI-24/OC;
Т7 – время наработки на отказ для ПК Excimer PRO;
Т8 – время наработки на отказ для контроллер локальной сети Ethernet;
Т9 – время наработки на отказ для 8-канальный модуль последовательного интерфейса.
7.2 Общая интенсивность отказов.
Λобщ=3*λ1+3*λ2+3*λ3+3*λ4+3*λ5+3*λ6+λ7+λ8+λ9=3*0.000015+
+3*0.000018+3*0.000013+3*0.00001+3*0.00001+3*0.00001+0.000023+
+0.0000026+0.0000013=0.0002549
Коэффициенты на которые умножаются λ соответствуют количеству элементов присутствующих в системе, т.е.:
3 – температуры, 3 – уровня, 3 – кислотности;
3 – микроконтроллера, 3 – модуля аналогового ввода, 3 – платы дискретного ввода, соответственно.
7.3 Вероятность безотказной работы в течении 10000 часов.
Построим график вероятности безотказной работы в течении 10000 часов.
Из графика видно, что система может работать при высокой степени вероятности безотказной работы Р=0.9 около 500 часов.
8.Оценка и расчет показателей надежности представления ссои выходной информации по запросу
Надежность представления запрашиваемой пользователями ССОИ информации (Рнад – вероятность надежного представления) является одной из важнейших интегральных характеристик всех типов ССОИ, а также программно-технических комплексов различного назначения. При подготовке исходных данных для соответствующих расчетов проводится комплексное испытание всех компонентов ССОИ:
прикладных и системных программных средств;
ЭВМ и периферийных устройств;
средств коммуникации.
8.1 Обработка исходных статистических данных о наработке на отказ и времени восстановления ССОИ.
Вариант – 5.
- доверительная вероятность γ=0,8;
- коэффициенты r1=1.74, r3=0.73;
|
Номера прерываний и восстановлений работоспособности ССОИ | ||||||
|
Начало работы Конец работы |
1
|
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
tн1 |
08.00.00 |
08.31.43 |
09.02.11 |
09.46.00 |
10.47.21 |
|
|
tk1 |
08.26.13 |
08.53.09 |
09.45.32 |
10.46.12 |
12.00.00 |
|
суммарное число отказов системы (к=4).
|
Обозначение показателя |
Номер s-го замера времени обработки i-го запроса Время обработки | ||||
|
s |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
ts(00мин.00с.) |
03.34 |
03.35 |
03.34 |
03.35 |
03.35 |
Оценим показатели ССОИ, определяющие надежность представления запрашиваемой информации по выдаче выходной i-ой информации.
8.2 Расчет оценки средней наработки на отказ.
,
где
Тpi
– суммарное время пребывания системы
в работоспособном состоянии, к –
суммарное число отказов системы (к=4).
Суммарное время пребывания системы в работоспособном состоянии рассчитаем по формуле:
,
где
N – суммарное за период испытаний
количество прерываний работоспособного
функционирования системы, tH1
– момент времени фактического начала
работы после наступления (l-1)-го
прерывания, tK1
- момент времени фактического окончания
работы при наступлении 1-го прерывания.
Тpi=00.26.13+00.21.26+00.43.21+01.00.12+01.12.39=13431c.
Toi=13431/4=3357.75c.
8.3 Расчет оценки среднего времени восстановления.
,
где
tBj
– время восстановления системы после
j-го отказа.
Tbi=(00.05.30+00.08.02+00.00.28+00.01.09)/4=909/4=227.25c.
8.4 Расчет оценки среднего времени реакции ССОИ на получение выходной информации по запросу.
,
где
m – количество замеров времени обработки
запросов i-го типа (m=5), tis
– время обработки s-го запроса на выдачу
выходной информации по i-му запросу.
Tpeaki=(2*03.34+3*03.35)/5=1073/5=214.6c.
8.5 Расчет оценки коэффициента готовности ССОИ.
Kri=3357.75/3585=0.94
8.6 Расчет оценки вероятности надежного представления выходной информации запросу.
Pnadi=0.94/1.06=0.89
8.7 Определение значений доверительных вероятности и границ показателей надежности.
-
нижняя и верхняя доверительные границы
для показателя наработки на отказ.
ToiH=0.73*3357.750.8=483.24c.
ToiB=1.74*3357.750.8=1151.83c.
-
нижняя и верхняя доверительные границы
для показателя времени восстановления
работоспособности системы.
TbiH=0.73*227.250.8=56.04c.
TbiB=1.74*227.250.8=133.58c.
-
нижняя и верхняя доверительные границы
для показателя коэффициента готовности
ССОИ.
KriH=483.24/616.82=0.78
KriB=1151.83/1207.34=0.95
-
нижняя и верхняя доверительные границы
вероятности надежного представления
запрашиваемой выходной информации.
PnadiH=0.78/1.44=0.54
PnadiB=0.95/1.19=0.8
ВЫВОД
Мы освоили методику оценки надежности представления запрашиваемых данных пользователями систем автоматического управления и обработки информации (ССОИ).
Мой курсовой проект состоял в изучении внедрения системы мониторинга водно-химического режима на энергоблоках Пермской ГРЭС. В начале можно ознакомиться с назначением, работой и узлами системы, а также функциональной и структурной схемой. Потом мы подбирали элементы системы согласно структурной схеме, к каждому элементу указывались его технические характеристики и параметры надежности. Дальше шло составление алгоритма опроса датчиков, к которому было дано пояснение о функционировании элементов блок схемы. Затем мы обосновали выбор вычислительного ядра системы - микропроцессора, отобразили его структурную схему и интерфейс. Дальше вычислили время наработки на отказ и интенсивность отказов всей системы и определили вероятность безотказной работы в течении 10000 часов, построили график. Из графика становится ясно, что вероятность без отказной работы после такого промежутка времени очень мала и составляет примерно 21 день, что объясняется низким качеством материалов из которых изготавливаются элементы и плохой степенью защищенности важных частей конструкций. Из этого всего следует, что улучшить показатели работы системы можно, используя более качественные материалы, а также элементы имеющие высокую степень защищенности и максимально возможное время наработки на отказ. В восьмом пункте мы оцениваем и рассчитываем показатели надежности представления ССОИ выходной информации по запросу согласно своему варианту.
Подводя итоги проделанной работы, можно сказать, что знания полученные при работе с материалами, интернетом, системой MathCade и другими источниками информации, а также подборка элементов, построение блок схемы опроса датчиков, расчет надежности системы, помогли лучше освоить и понять принцип работы автоматизированной системы на конкретном рассмотренном нами примере.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Вся необходимая информация была найдена с помощью поисковой системы yandex на следующих сайтах:
www.CTA.ru
www.Emerson.ru
www.elec.ru
www.elticon.ru
www.Grayhill.ru
www.RS232.ru
www.Fastwel.ru