8. Расчет надежности АЦП

Надежность есть свойство аппаратуры сохранять свои выходные характеристики в определенных пределах при заданных условиях эксплуатации.

Надежность есть внутреннее свойство аппаратуры, присущее каждому заданному образцу. Характеризовать надежность определенного класса элементов или систем можно:

• вероятностью их безотказной работы Р(t);

• средним временем исправной работы Т;

• отказов L(t);

• частотой отказов A(t);

• коэффициентами готовности;

• ремонтопригодности и т.д.

Данный расчет учитывает влияние на надежность только количество и типы принимаемых элементов и основывается на допущении, что все элементы включены последовательно и подвержены внезапным отказа.

Для определения надежности изделия необходимо знать:

1. Вид соединения элементов;

2. Тип элементов, входящих в изделие и количество элементов данного типа;

3. Величины интенсивности отказов элементов Li, входящих в изделие.

Все элементы схемы сведены в таблицу 8.1.

Таблица 8.1. Элементы схемы

Наименование элементов	Количество элементов Ni , штук	Интенсивность отказа одного элемента Li, 10-6r-1	Произведение Li * N i*10-6r-1
Микросхемы	24	0,1	2,4
Резисторы	14	0,25	3,5
Конденсаторы	11	0,15	1,65
Стабилитроны	1	0,8	0,8
Разъемы	2	0,25	0,5
Пайки	417	0,03	12,51

Li = 21,36 * 10^-6 r^-1

Среднее время безотказной работы блока в первом цикле работа блока можно рассчитать по выражению:

(8.0 )

Tср = 1 / L

где: L - интенсивность отказов АЦП

Тср= 1 / 21,36*10^-6 = 46816,47 ч

Данный расчет справедлив для систем, работающих без восстановления. Но мы отнесем АЦП к восстанавливаемым устройствам, по этому необходимо рассчитать наработку на отказ.

Будем считать, что восстановление блока за допустимое время будет осуществляться с вероятностью восстановления за Tдоп:

V(Tдоп)=0,8

тогда время наработки на отказ T равно:

(8.0 )

T = Tср / 1 - V(Tдоп) = 5Тср

Т = 5 * 46816,47 = 234082,35 ч

Для повышения надежности блок должен подвергаться периодически профилактическим мероприятиям. Зададимся числом профилактик М за отрезок равный наработке на отказ М=8. Тогда период профилактики Тпроф:

(8.0 )

Тпрф = Т / М

Тпроф = 234082,35 / 8 = 29260,29 ч

Переведем период профилактики в календарный период:

(8.0 )

Тпроф.кал = Тпроф / 24 * 365

Тпроф.кал = 29260,29 / 24 * 365 = 3,34 лет

С учетом отклонений условий эксплуатации от нормальных, период профилактики может быть уменьшен в К - раз:

(8.0 )

Тпроф.кал = Тпроф.кал / К

где:

(8.0 )

К = К_О + К_кс + К_р + К_ро + К_др

где: К_о - поправочный коэффициент отклонения температуры от нормальных условий;

К_кс - коэффициент отклонения нагрузки элементов;

К_р - коэффициент отклонения давления;

К_ро - коэффициент отклонения влажности;

К_др - коэффициент отклонения других параметров.

К = 1,4 + 0,8 + 1,1 + 1,2 + 1,5 = 6

Период профилактических мероприятий составит:

Тпроф.кал = 3,34 / 6 = 0,56 года

Для проведения профилактических мероприятий выбираем непрерывную систему профилактики, которая относится к системам профилактики без останова технологического процесса. Профилактические мероприятия проводятся наладчиком КИП и А. При кратковременном отключении системы производится замена платы в блоке, неисправную плату АЦП передается в мастерскую КИП и А для осуществления последующего ремонта.

Если по экономическим соображениям наличие таких плат будет не целесообразно, то на время проведения профилактических мероприятий, а также ремонт в случае отказов, блок отключается от контура регулирования и производится ремонт.

Перечень профилактических мероприятий:

• Визуальный осмотр платы на предмет механических повреждений, поиск потемневших элементов, нарушение паек, чистка (протирка ветошью смоченной в изопропиловом спирте) контактов разъемов от окислов, контроль целостности изоляции проводов

• Проверка и подстройка параметров АЦП