1.3. Розрахунок надійності

1.3.1. Складаємо структурну схему надійності.

З позицій надійності елементи розташовані паралельно. Ел2 зарезервований m резервними елементами ( паралельне з'єднання елементів з позицій надійності ). Слід зазначити, що послідовне чи паралельне з'єднання елементів у змісті надійності зовсім не означає, що реальні електричні чи механічні елементи з'єднання також чи послідовно паралельно. Послідовне з'єднання елементів означає, що при відмовленні кожного з них відмовляє вся система. Паралельне з'єднання означає, що при відмовленні одного з елементів, система продовжує працювати.

Елементами схеми можуть бути вторинні прилади, двигуни, котушки і контакти реле, кріпильні з'єднання, з'єднання під пайку і т.д.

Кожен елемент характеризується інтенсивністю потоку відмовлень (λ , 1/година . Цей параметр показує, яке в середньому число відмовлень дає елемент в одиницю часу. На основі параметра l визначається наробіток на відмовлення:

1

T_сер = ¾ ;

l

Т_сер визначає середній час роботи елемента до виникнення 1-го відмовлення. Для паралельного з'єднання ( елемент Ел2 ) параметр визначається так:

1 1 1 1

T_сер = ¾ ( 1 + ¾ + ¾ + + ¾ )

l 2 3 m

Значення параметрів приведені в таблиці

Елементи	l *106 ,1/год	Елементи	l *106 ,1/год
манометр насос , двигун тумблер діод конденсатор контакт - реле пайка	4.0 13.5 0.06 0.2 0.1 0.5 0.004	кнопковий перемикач резистор котушка реле контакт герконового реле контакт реле часу деталі кріпильного монтажу	0.7 0.04 0.3 0.04 1.5 0.015

1.3.2. Структурна схема надійності складається для кожної функції АСР. У розрахунку варто виділити первинну інформаційну, первинну керуючу і первинну захисну функцію. Рівень надійності виконання функцій АСУ ТП повинен задовольняти вимогам:

а). середній наробіток на відмовлення по кожній з функцій ³1000 год.;

б). середній час відновлення по кожній з функцій ³4 год.;

в). коефіцієнт готовності по кожній з функцій ³0,998.

Надійність АСУ ТП характеризується показниками:

- середнім наробітком на відмовлення і середнім часом відновлення для інформаційної і керуючої функцій;

- коефіцієнтом готовності для дискретно виконуваних функцій тобто захисних;

Жорсткі вимоги пред’являються до інформаційної функції. Тому надійність виконання такої функції характеризується параметром Т_сер .

Для інформаційної функції розрахувати імовірність безвідмовної роботи в перебігу часу t по формулі:

P ( t ) = e ^-lt = e ^-t/Tсер t­ ® Р¯

l¯ або Тсер­ ® Р­

Менш жорсткі вимоги пред’являються до керуючих функцій, тому надійність характеризується Т_сер і Т_в - середній час відновлення.

Для керуючої функції розрахувати імовірність безвідмовної роботи за час t з урахуванням відновлення по формулі:

P_с ( t ) = P ( t ) + [ 1- P ( t ) ] * P_в ( t )

P_в ( t ) = 1 - e ^{-Tприп/Tв} , Тпр­ ® Рв­

Тв­ ® Рв¯

де T_прип - припустимий час функціонування об'єкта при невиконанні даної функції АСУ ТП.

Найбільш жорсткі вимоги пред’являються до захисних функцій, тому надійність виконання такої функції характеризується коефіцієнтом готовності :

T_сер

К_гот = ¾¾¾¾

T_сер + T_в

Для захисної функції розраховують імовірність безвідмовної роботи можна за формулою:

Р_оч ( t ) = К_гот * P ( t ) .

Примітка. Повинна виконуватися нерівність

Р_кер( t ) £ P_інф( t ) £ P_зах ( t ) – за умови однакової апаратури

1.3.3. Для кожної структурної схеми надійності ( з 3-х ) визначається сумарна інтенсивність потоку відмовлень по формулі:

______

n

l=Ö S ( l_i ) , _i=1

на підставі якої розраховується параметр T_сер .

Задаємося величинами Т_в і Т_доп. Розраховуємо для різних функцій К_гот, Р(τ), Р_с(τ), Р_оч(τ). Порівнюємо розрахункове значення Т_сер і К_гот із заданими. Якщо Т_сер1000 і К_гот0.998 розрахунок припиняємо. Якщо нерівності не виконуються, необхідно підвищити надійність реалізації функції, для чого необхідно вибрати елемент із найбільшим λ і зарезервувати його, виконати весь розрахунок ще раз.