2. Резервування релейно-контактних елементів

Контактний елемент, тобто елемент, функції якого полягають в замиканні та розмиканні кола, може знаходитися в одному з трьох станів:

- працездатний;

- відмова типу "обрив" (елемент не замикає коло);

- відмова типу "замикання" (елемент не розмикає коло).

Ці три стани утворюють повну групу подій :

, (11.11)

де Р - імовірність безвідмовної роботи; - імовірність відмови типу «обрив»; - імовірність відмови типу "замикання".

Контактні схеми, так само як і їх складові елементи, можуть мати два типи відмов: "обрив" і "замикання", причому певний тип відмов схеми може бути викликаний лише однойменним типом відмов елементів. Для підвищення надійності контактних схем застосовується резервування елементів.

При резервуванні одного елементу, у якого можут бути відмови лише типу "замикання", необхідно послідовно з цим елементом включити хоч б один резервний (рис. 11.2,а). При резервуванні одного элемента, що дає відмови лише типу "обрив", необхідно цей і резервні елементи включати паралельно (рис. 11.2,б). Якщо у контактних елементів можуть виникнути обидва типи відмов, то найпростіша схема резервування містить два резервні елементи (рис. 11.2,в).

Якщо необхідно забезпечити високу імовірність відсутності помилкового сигналу, в релейних колах використовується схема з "голосуванням" (схема "два з трьох") - з трьома проміжними реле (рис. 11.2,г). Позначимо імовірність відмови спрацьовування одного реле , а імовірність помилкового спрацьовування .

Помилкове спрацьовування в такій схемі можливо при збігу проходження двох помилкових сигналів в будь-якому колі. Імовірність помилкового спрацьовування схеми складає:

. (11.12)

Відмова спрацьовування в такій схемі можлива при збігу відмов кожної з трьох кіл, в яких вони виникають при відмові будь-якого з контактів в замиканні. Звідси:

. (11.13)

Ефективність схеми "два з трьох" складає: при =1∙10^-3 і =1∙10^-3 маємо: =3∙10^-6, =8∙10^-9.

3. Розрахунок надійності апаратури з інформаційним надлишком

У пристроях цифрової обчислювальної техніки широко використовуються так звані коди з самокорекцією, що дозволяють автоматично виявляти та виправляти помилки в одному або декількох розрядах, які з′явилися в результаті відмов елементів або збоїв. При цьому відмови або збої не порушують нормального функціонування пристрою. Пристрої, захищені кодами з самокорекцією, мають інформаційний надлишок.

В пристрої виділяється незахищена кодом частина (рис. 11.3, а, з індексом 1) - сукупність елементів, для яких поява хоч б однієї відмови або збою призводить до спотворення інформації на виході всього пристрою. Для захищеної частини (з індексом 2) залежно від застосованого коду визначається припустиме число помилок k (частіше всього k=1), що одночасно виправляються.

Припустимо, що сумарна інтенсивність відмов і збоїв незахищеної частини дорівнює , а захищеної частини . Сформулюємо умову безвідмовної роботи пристрою протягом часу : в незахищеній частині пристрою за час t не повинно статися жодної відмови або збою; у захищеній частині за той же час може статися не більш за k відмов та збої в сумі. Імовірність виконання цієї умови становить імовірність безвідмовної роботи пристрою з інформаційною надмірністю за час t:

. (11.14)

Пристрій, захищений кодом, по надійності є еквівалентним послідовному з'єднанню незахищеної частини з -кратно резервованою (ненавантажений резерв) захищеною частиною з ідеально надійним перемикачем (рис. 11.3,б).