Отказ – это событие, после которого система полностью или частично перестает выполнять свои функции. Причинами отказа могут быть естественные процессы изнашивания и старения, а также дефекты, возникающие при изготовлении, монтаже, ремонте системы, нарушении правил и норм эксплуатации.
Надежность АСОИУ при внезапных отказах характеризуется количественной характеристикой – интенсивностью отказов.
Интенсивность отказов – это отношение числа отказавших изделий в единицу времени, к среднему числу изделий, продолжавших безотказно работать.
, час−1 (37)
где n(t) – число отказавших элементов в интервале времени.
(38)
где N (t) - среднее число исправно работающих элементов;
Nk–1 − число безотказно работающих элементов в начале интервала времени Δt;
Nk − число безотказно работающих элементов в конце интервала времени Δt.
Для выполнения даже элементарных функций управления требуется несколько последовательно установленных устройств с надежными характеристиками. Рассмотрим управляющие цепи по давлению верха колонны существующей и проектируемой САУ, изображенных на рис.5.1.
Рис. 5.1. а) Управляющая цепь проектируемой САУ
б) Управляющая цепь существующей САУ
Вероятность безотказной работы представленных цепей
Pуц.а = Рд × Рб-ра × Рмод.ан.в/в.2 × Рпр-ра × Рб-ра ×Рпоз-ра × Рим, (39)
Pуц.б = Рд × Рб-ра × Ррег-ра × Рб-ра ×Рпоз-ра × Рим, (40)
где: Рд - вероятность безотказной работы датчика;
Рб-ра - вероятность безотказной работы барьера искрозащиты;
Рмод.ан.в/в. - вероятность безотказной работы модуля аналогового
входа/выхода;
Рпр-ра = (1- (1 - Рп)2) − вероятность безотказной работы резервируемого процессора, Рп − вероятность безотказной работы нерезервируемого процессора;
Ррег-ра – вероятность безотказной работы регулятора;
Рпоз-ра − вероятность безотказной работы э/п позиционера;
Рим − вероятность безотказной работы исполнительного механизма;
В конечном итоге получаем:
Pуц.б = Рд × Рб-ра× Рмод.ан.в/в2 × (1- (1 - Рп)2) × Рб-ра × Рпоз-ра × Рим, (41)
Рассчитаем надежность существующей и спроектированной системы:
Исходные данные для расчета приведены в таблице 6.
Таблица 6 – Исходные данные для расчета надежности системы
| Устройство | Наработка на отказ, час. |
| Датчик давления Метран 100-ДИ-1152-МП1 | |
| Барьер искрозащиты HiD-2029 | |
| Барьер искрозащиты HiD-2037 | |
| Модуль аналогового ввода/вывода (SAM) | |
| МодульАСМ | |
| Э/п позиционер ЭПП | |
| Исполнительный механизм (клапан) | |
| Датчик давления Kent E-DB | |
| Барьер искрозащиты MTL-128 | |
| Барьер искрозащиты MTL-122+ | |
| Регулятор Kent L-BS |
Среднее время наработки на отказ:
(42)
Вероятность безотказной работы до момента времени t:
(43)
Рассчитаем вероятности безотказной работы в течении 1 года представленных цепей:
Pуц.а = 
× × 
× (1- (1 - )2) × × 
× = 0.66,
Pуц.б = 
× 
× × × × = 0.49
Выбранный срок 1 год соответствует срокам проведения технического обслуживания и ремонта, в течение которого будет проведена профилактика и тестирование оборудования.
Среднее время безотказной работы управляющих цепей:
час.
час.
где: Тi – наработка на отказ i-го изделия;
N – число испытываемых изделий.
