При определении показателей надёжности по принципиальной электрической схеме (рисунок 3) необходимо сначала провести ориентировочный расчёт, который проводится на этапе эскизного проектирования. Для этого используют основные соотношения количественных характеристик для экспоненциального закона распределения:
а) суммарную интенсивность отказа (таблица 3)
, ч-1, (2)
где 
- количество элементов i-го типа;
- известные интенсивности
отказов элементов i-го типа;
ч-1;
б) среднюю наработку до первого отказа
, ч; (3)
ч;
в) вероятность безотказной работы в течение определённого времени t
; (4)
г) вероятность отказа
; (5)
д) частоту отказов
; (6)
е) интенсивность отказов за промежуток времени
. (7)
Результаты расчётов сведены в таблицу 4.
Таблица 4 - Результаты расчётов
|
t |
λс(t) |
P(t) |
Q(t) |
a(t) |
λi(t) |
|
1000 |
0,00021815 |
0,804005 |
0,195995 |
0,000175 |
0,000218 |
|
2000 |
0,00021815 |
0,646424 |
0,353576 |
0,000141 |
0,000218 |
|
3250 |
0,00021815 |
0,492142 |
0,507858 |
0,000107 |
0,000218 |
|
4584 |
0,00021815 |
0,36788 |
0,63212 |
8,03E-05 |
0,000218 |
По полученным данным (таблица 4) строим графики зависимости Р(t) и Q(t) от времени t (рисунок 4) и 
и 
от
времени t (рисунок 5).
Рисунок 4 - Вероятность безотказной работы и отказов
Рисунок 5 - Частота и интенсивность отказов
Преобразуем принципиальную электрическую схему (рисунок 3) в структурную схему надёжности. В данном случае рассмотрим структурную схему системы управления приводом компрессора (рисунок 6).
Рисунок 6 – Структурная схема надёжности системы управления приводом компрессора
Находим вероятность безотказной работы каждого элемента (рисунок 6) в течении определённого времени t (экспоненциальный закон распределения) по формуле:
,
где - интенсивность отказов
элемента i-го типа (таблица 5).
При расчёте задаёмся определённым промежутком времени t = 1000 ч.
Результаты расчёта сведены в таблицу 5.
Таблица 5 - Вероятность безотказной работы i-го элемента
|
Наименование блоков, изделий, элементов |
Позиция по схеме |
Количество элементов i-го типа |
Интенсивность отказов |
Рi(t) |
|
|
1 Переключатель кнопочный |
SB1 SB2 |
Р1 Р4 |
1 1 |
0,7 0,7 |
0,9993 0,9993 |
|
2 Переключатель поворотный |
SA1 |
Р2 Р3 |
1 1 |
0,175 0,175 |
0,999825 0,999825 |
|
3 Пускатель магнитный - катушка - контакты |
KM1 KM1.1 |
Р8 Р5 |
1 1 |
0,02 0,161 |
0,99998 0,999839 |
|
4 Реле электромагнитные - катушка - контакты |
KL1 KL2 KL1.1 KL2.1 |
Р11 Р12 Р6 Р7 |
1 1 1 1 |
0,02 0,02 0,161 0,161 |
0,99998 0,99998 0,999839 0,999839 |
|
5 Реле уровня |
LS1 |
Р9 |
1 |
42 |
0,95887 |
|
6 Реле давления |
PS1 |
Р10 |
1 |
100 |
0,904837 |
|
7 Предохранитель |
FU1 |
Р13 |
1 |
0,5 |
0,9995 |
Находим вероятность безотказной работы PC(t) системы (рисунок 6), используя формулы при последовательном и параллельном соединении элементов.
Вероятность безотказной работы P(t) системы:
с последовательным соединением элементов
;
с параллельным соединением элементов
.
Определяем вероятность безотказной работы P(t) для звеньев схемы надёжности (рисунок 6):
;
;
;
Из результатов расчёта видно, что (при t
= 1000 ч) 
, следовательно, данная система
удовлетворяет требованиям надёжности.
1.3 Структурно логический анализ системы сигнализации
Для создания высокоэффективных систем необходимо, чтобы элементы и система обладали высокими показателями надёжности, достаточными для практически безотказной эксплуатации.
Анализируя структурную схему надёжности (рисунок 6), можно сделать вывод: при отказе каких элементов схема выйдет из строя, а при каких – частично потеряет свою работоспособность.
Из схемы (рисунок 6) видно, что при отказе звеньев Р13(FU1) и Р8(КМ1) произойдёт отказ всей системы.
При отказе одного из звеньев(в автоматическом режиме) Р9(LS1) или Р11(KL1) и Р10(PS1) или Р12(KL2) отказа всей системы не произойдёт, но не будет выполняться условие регулирования по уровню или давлению соответственно. Совместный отказ звеньев Р9 и Р10; Р9 и Р12; Р9, Р10 и Р12; Р10 и Р11; Р11 и Р12; Р11, Р10 и Р12 вызовет отказ всей системы.
При работе в автоматическом режиме отказ звеньев Р6(KL1.1) или Р7(KL2.1) приведёт к отказу всей системы.
При работе в наладочном режиме отказ звена Р4(SB2) приведёт к отказу всей системы, т.к. невозможно будет запустить систему. А отказ звена Р5(KM1.1) приведёт к частичному отказу системы.
При отказе звена Р2(SA1(1-й контакт)) или Р3(SA1(2-й контакт)) произойдёт частичный отказ системы, т.к. система может работать в одном из режимов. Их совместный отказ приведёт к отказу системы в целом.
Заключение
В соответствии с заданием в данной расчётно-графической работе приведены результаты разработок функциональной схемы регулирования уровня в выносной камере, принципиальной электрической схемы управления приводом компрессора и структурной схемы надёжности (ССН), по которой был проведен структурный логический анализ системы функционального узла, где был сделан вывод о влиянии каждого элемента на работоспособность системы в целом. Также представлены результаты расчётов вероятностей безотказной работы систем и результаты ориентировочного расчёта.
Список использованных источников
1 Надежность систем автоматизации: Программа и задания на расчетно-графическую работу для студентов специальности 21.02.00 «Автоматизация технологических процессов и производств» заочной формы обучения. – Красноярск: СибГТУ, 2001. – 40 с.
2 Тарченков В. Ф. Надежность систем автоматизации: Учебное пособие для студентов специальности 21.02.00 всех форм обучения. – Красноярск: СибГТУ, 1988. – 116 с.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
