Основные этапы расчета надежности

ЛЕКЦИЯ 5

При расчете надежности различных систем автоматизации (систем защиты, дистанционного управления и контроля, систем автоматического проектирования и т.п.) обычно определяются показатели безотказности и ремонтопригодности.

Расчет складывается из следующих этапов:

1. Определение критериев и видов отказов системы, и состава рассчитываемых показателей надежности.

2. Составление структурной схемы, основанной на анализе функционирования системы, учете резервирования, восстановления, контроля исправности элементов и т.п.

3. Выбор метода расчета надежности с учетом принятых моделей описания процессов функционирования и восстановления.

4. Получение в общем виде математической модели, связывающей определяемые показатели надежности с характеристиками элементов.

5. Подбор данных по показателям надежности отдельных элементов.

6. Выполнение расчета и анализ полученных результатов.

Этап №1

Определение критериев и видов отказов системы.

Выбор рассчитываемых показателей надежности.

Содержание работ по первому этапу зависят от выбранных критериев отказов и рассчитываемых показателей надежности. Наиболее характерными показателями надежности систем относятся:

· средняя наработка до отказа системы;

· вероятность безотказной работы за заданное время;

· коэффициент готовности;

· коэффициент оперативной готовности;

· параметр потока отказов.

Близкие по характеру показатели применяются для анализа работы элементов систем. При учете постепенных отказов элементов количество рассматриваемых показателей надежности увеличивается.

Этап №2

Составление структурной схемы надежности.

Структурной схемой надежности называется графическое отображение элементов системы, позволяющее однозначно определить состояние системы (работоспособное или неработоспособное) по состоянию (работоспособное или не работоспособное) ее элементов.

Структурная схема надежности является логической схемой, которая существенно отличается от функциональной схемы системы.

Для многофункциональных систем структурные схемы надежности составляют по каждой функции; их обычно называют надежностными схемами функции. При составлении схемы элементы системы могут соединяться последовательно или параллельно в зависимости от их влияния на работоспособное состояние системы.

					i		n

….. ….

.

i

.

Если отказ элемента независимо от его назначения вызывает отказ всей системы, то элемент соединяют последовательно. Если отказ системы возникает при отказе всех или части однотипных элементов, то такие элементы соединяют параллельно. Последовательное соединение элементов называют основным соединением, а параллельное – резервным соединением.

Существует также смешенное соединение элементов, при котором часть элементов соединяется последовательно, а другая часть – параллельно.

Пример 1

Рассмотрим принцип составления структурной схемы регулятора уровня в котле паровой машины.

Упрощенная функциональная схема регулятора уровня

F_B-расходомер воды; F_n- расходомер пара; ά-датчик уровня; Зд- задатчик уровня; Р- регулирующий прибор; ИМ- исполнительные механизмы;