Показатели надёжности и готовности элементов

1. Первым количественным показателем надежности любого элемента является интенсивность или частота его отказов в течение всего срока службы. Она обозначается (t) и обычно указывается в заводском паспорте элемента. Индекс t показывает, что этот количественный показатель изменяется во времени и он зависит от срока службы элемента и окружающих его условий эксплуатации (температура, влажность, облучение и др.).

Приведём общую закономерность изменения этого показателя в течение срока службы.

Интервал 1 (около 100 час) называется «приработкой» после изготовления элемента и проверки его на заводе. В этот период выявляются все его производственные дефекты. Это не рабочий интервал времени.

Интервал 2 называется срок службы до начала роста частоты отказов электронных элементов (этот момент называется «Предельное состояние элемента «после которого он подлежит замене. Для механических элементов, у которых происходит непрерывный износ элемента во время работы, специалисты назначают предельное состояние износа. У электронных элементов на этом интервале частота отказов примерно постоянна и при расчётах во время нормального срока службы её можно считать неизменной.

Интервал 3 называется интервалом Старения. На нём происходит увеличение частоты отказов и он не рекомендуется для дальнейшего применения.

Кроме этого, в системах,важных для безопасности, его паспортное значение следует разделить на две составляющие в зависимости от двух видов отказов, которые могут произойти в конкретной схеме его включения. Это делают разработчики и изготовители приборов и систем, важных для обеспечения безопасности. В этом случае общее паспортное значение _ОБЩЕЕ = ₀ + ₁ (т.е. 0 – опасное и 1 –безопасное). При этом вводится коэффициент опасности элемента или схемы:

= ₀ / _ОБЩЕЕ (1)

Для того, чтобы понять физический смысл влияния коэффициента опасности «a «на число n₀ Аварийно-опасных отказов и n₁ ложных срабатываний аварийной защиты в год, а также на их вероятности Q₀ и Q₁ мы рассмотрим одноканальную аварийную защиту с l = l₀ + l₁, равную 4х10^-4 час^-1 и четырех значений a = 0; 0,1; 0,5; и 1,0.

Примем число рабочих часов в году и время контроля исправности АЗ с восстановлением за Т_К = 7500 час. Это первая задача лабораторной работы по теме 8.

1. Вспомним, что частоту отказов l₀ легко определить из формулы (1):

l₀ = a хl

2. Тогда среднее время между этими отказами Т₀ равно:

Т₀ = 1/ l₀

3.Число же отказов этого вида в год n₀ = Т_К / Т₀;

4.Вероятность же Аварийно-опасных отказов Q₀, соответствующая

каждому значению a примерно равна Q₀ =l₀ х Т_К , но только для значений

l₀ х Т_К меньше величины 0,1! Соблюдение этого условия зависит от выбора величины времени периодического контроля исправности устройства равного Т_К !

Теперь покажем, как оценивать интенсивность отказа измерительного канала l_ИК если нам известны характеристики всех входящих в него элементов, но общая частота отказов l_ИК неизвестна.

Оценка надёжности измерительного канала системы.

,

Для последовательно включённых элементов вероятности их исправной работы перемножают- ся, а частоты отказов складываются как показа- но ниже:

Р_{СИСТЕМЫ} = Р₁ х Р₂ х Р₃ х Р ₄

l_{СИСТЕМЫ} = l₁ + l₂ + l₃ +l₄

Задавшись значениями параметров этой системы можно определить её неготовность выполнять свои функции при определенных режимах обслуживания.

Если же оценка показывает,что вероятность её отказов не удовлетворяет требованиям ГОСТ, то нужно такую систему резервировать. Посмотрим теперь результаты её дублирования с общим и раздельными источниками питания.

<6>