Другие предметы \ Надёжность систем автоматизации

Расчет параметров надежности системы водоснабжения, страница 2

Наименование элемента

Интенсивность отказа,

li´10-6 ч-1

Вероятность отказа,

Pi(t)

1 Термометр сопротивления ТСМ

100

0,9048

2 ДИСК – 250

50

0,9512

3 БРУ – 42

0,175

0,9998

4 ПБР – 3А

10

0,99

5 МЭО – 16

8,6

0,9914

1.3 Определение вероятности безотказной работы системы

Общая вероятность безотказной работы данной системы, так как все элементы стоят последовательно, определяется по формуле:

;                                          (2)

.

1.4 Анализ надежности системы

Так как значение вероятности безотказной работы в интервале времени равном 1000 часов больше 0.8 (Pc(1000) = 0.8445), то требования к надежности системы удовлетворены и повышение надежности не требуется.

2 Определение показателей надежности принципиальной электрической схемы

2.1 Составление принципиальной электрической схемы управления системы оборотного водоснабжения

Для принципиальной функциональной схемы оборотного водоснабжения по заданию составим электрическую схему управления представленную на рисунке 3.

Рисунок 3 – Электрическая схема управление оборотного водоснабжения

По электрической схеме составим схему надежности, рисунок 4.


Рисунок 4 – Структурная схема надежности оборотного водоснабжения

Упростим полученную схему для упрощения расчета.


Рисунок 5 – Упрощенная схема надежности

;                                                                      (3)

;                                                                  (4)

.                                                                  (5)


Рисунок 6 – Упрощенная схема надежности

;                                                                                 (6)

;                                                    (7)

.                                                 (8)

В конечном итоге получаем схему представленную на рисунке 7.


Рисунок 7 – Конечная схема надежности

.                              (9)

            По полученной формуле находим вероятность безотказной работы в течении первых 5000 часов.

            .

            По полученным данным можно сказать что система удовлетворяет требованиям запаса надежности.

2.2 Нахождение суммарной интенсивности отказа

Суммарная интенсивность отказа определяется по формуле:

;                                                                                      (10)

где       Ni – количество элементов i типа;

            li – интенсивность отказа.

            Значения интенсивности отказа берется для каждого элемента из табличных данных [1]. Данные для расчета показателей надежности заносим в таблицу 2.

Таблица 2 – Данные для расчета показателей надежности

Наименование элемента

Позиция по схеме

Количество элементов

Интенсивность отказов, l´10-6 ч-1

Сумма

1

2

3

4

5

1 Предохранитель

FU1

1

0,5

0,5

2 Переключатель кнопочный

SB1 SB2 SB3 SB4 SB5 SB6

6

0,4

2,4

3 Контакт прерывания

KM1.1 KM1.2 KM2.1 KM3.1

4

0,25

1

4 Реле   электромагнитное

KM1 KM2 KM3

3

0,02

0,06

Продолжение таблицы 2

1

2

3

4

5

5 Переключатель

SA1 SA2

4

0,7

2,8

6 Термовыключатели

KK1 KK2

2

0,161

0,322

7 Соединения жесткие

40

0,6

24

8 Соединительные провода

100

0,015

1,5

Итого: lс

32,582

2.3 Определение средней наработки до первого отказа

            Средняя наработка на отказ находится по формуле:

;                                                                                             (11)

.

2.4 Определение вероятности безотказной работы, вероятности отказа и частоты отказов в течении определенного времени

Вероятность безотказной работы определяется по формуле:

.                                                                                         (12)

Вероятность отказа определяется по формуле:

.                                                                                    (13)

Частота отказа находится по формуле:

.                                                                       (14)

Данные рассчитываем для интервала времени от 0 до T. Полученные данные занесем в таблицу 3.

Таблица 3 – Изменение характеристик надежности относительно времени

T

l(t) ´10-6

P(t)

Q(t)

a(t) ´10-5

0

32,582

1

0

3,2582

5000

32,582

0,8497

0,1503

2,77

10000

32,582

0,7219

0,2781

2,35

15000

32,582

0,6134

0,3866

1,999

20000

32,582

0,5212

0,4788

1,698

25000

32,582

0,4428

0,5572

1,44

30691,79

32,582

0,3679

0,6321

1,1986

По полученным данным построим графики зависимости вероятности безотказной работы (рисунок 8), вероятность отказа (рисунок 9), частоты отказов (рисунок 10) и интенсивности отказов (рисунок 11) от времени.



Рисунок 8 – Зависимость вероятности безотказной работы от времени


Рисунок 9 – Зависимость вероятности отказа от времени


Рисунок 10 – Зависимость частоты отказов от времени

Рисунок 11 – Зависимость интенсивности отказов от времени
Заключение

В ходе расчета параметров надежности системы оборотного и горячего водоснабжения было установлено, что система соответствует требуемому уровню надежности и обладает высокой вероятностью безотказной работы в установленном интервале времени и имеет большую наработку до первого отказа.
Список использованных источников

1 Тарченков В.Ф. Надежность систем автоматизации: Учебное пособие для студентов специальностей 21.02.00 всех форм обучения. – Красноярск: СибГТУ, 1998. – 116 с.

2 Шувалов В.В., Огаджанов Г.А., Голубятников В.А. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности. – М: Химия, 1991. – 480 с.

            3 Надежность систем автоматизации: Программа и задания на расчетно-графическую работу для студентов специальности 2102. «Автоматизация технологических процессов и производств» заочной формы обучения – Красноярск: СибГТУ. 2001. – 40 с.

Скачать файл