Размещено на http://www.allbest.ru/

открытое акционерное общество «СТАР»

УТВЕРЖДАЮ:

Зам.главного конструктора

ОАО “СТАР”

______________ В.В.Бурдин

“___”___________________ 2000 г.

Система автоматического управления, регулирования, защиты, контроля и диагностики Газотурбинной энергоустановки ГТУ-2.5 (САУ ГТУ). Расчет показателей надежности

РАЗРАБОТЧИК:

Должность исполнителя	Ф.И.О.	Подпись	Дата
Ведущий инженер бригады надежности	В.К. Муравьев

СОГЛАСОВАНО:

Должность исполнителя	Ф.И.О.	Подпись	Дата
Начальник ТО-5	В.Н. Гусев
Начальник сектора ТО-5	С.В. Березняков
Начальник сектора ТО-4	В.А. Гладких
Ведущий инженер-конструктор ТО-4	В.В. Фролов

СОДЕРЖАНИЕ

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ.

2. СОСТАВ САУ ГТУ.

3. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА.

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ БЕЗОТКАЗНОСТИ.

4.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕЙ НАРАБОТКИ НА ОТКАЗ АВАРИЙНОЙ ЗАЩИТЫ - ТНЕСРАБ. ЗАЩ.

4.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕЙ НАРАБОТКИ НА ЛОЖНОЕ СРАБАТЫВАНИЕ - ТАОЛОЖН.

4.3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕЙ НАРАБОТКИ НА ОТКАЗ ФУНКЦИЙ УПРАВЛЕНИЯ - ТФУНК.УПР.

4.4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕЙ НАРАБОТКИ НА ОТКАЗ ФУНКЦИЙ РЕГУЛИРОВАНИЯ - ТФУНК.РЕГ.

4.5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕЙ НАРАБОТКИ НА ОТКАЗ ИНФОРМАЦИОННОЙ ФУНКЦИИ - ТИНФ.ФУНК.

4.6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕЙ НАРАБОТКИ НА ОТКАЗ ФУНКЦИЙ СИГНАЛИЗАЦИИ - ТФУНК.СИГН.

4.7 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕГО ВРЕМЕНИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОГО СОСТОЯНИЯ - TВ.

4.8 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕЙ НАРАБОТКИ НА ОТКАЗ БЛОКА БУШ-96 -ТО

5.ВЫВОДЫ

6. ПРИЛОЖЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИНТЕНСИВНОСТЕЙ ОТКАЗОВ ДОЗАТОРА ГАЗА ДГ-90ГП1М

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИНТЕНСИВНОСТЕЙ ОТКАЗОВ ЛИНИЙ СВЯЗИ САУ ГТУ (КАБЕЛЕЙ, ЖГУТОВ И Т.П.)

ПРИЛОЖЕНИЕ 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ ВЕЛИЧИН ДЛЯ РАСЧЕТА ПОКАЗАТЕЛЕЙ БЕЗОТКАЗНОСТИ.

ПРИЛОЖЕНИЕ 5. ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТЫ ПО ОЦЕНКЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ БЕЗОТКАЗНОСТИ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Цель расчета: определение ожидаемых показателей надежности САУ ГТУ ( аппаратуры САУ ГТУ разработки ОАО "СТАР") на соответствие их величинам, заданным в ТЗ № В 277-98-218ТЗ.

Термины и определения.

Отказ элемента - событие, заключающееся в потере работоспособности элемента. Работоспособность элемента - способность элемента выполнять заданные функции. Повреждение элемента - событие, заключающееся в потере исправного состояния при сохранении работоспособности элемента. Исправное состояние элемента - состояние элемента, при котором он соответствует всем требованиям нормативно-технической и конструкторской документации.

Отказ системы - событие, заключающееся в потере работоспособности системы из-за отказов устройств ( блоков, модулей ), приведших к уходу характеристик ГТУ за допустимые пределы.

Локализация отказа - способность системы выявлять место отказа с точностью до канала управления или его устройства ( конструктивно - функционального модуля ). Необнаруженный ( неконтролируемый ) отказ - отказ, не выявленный системой встроенного контроля ( СВК ), который может привести к самопроизвольному изменению режима работы ГТУ. Парирование отказа - способность системы компенсировать отказы отдельных элементов ( устройств, блоков, модулей ) с целью сохранения работоспособного состояния.

2. СОСТАВ САУ ГТУ

В состав САУ ГТУ входят электронная часть ( ЭЧ ) САУ ГТУ и агрегатная часть САУ ГТУ.

В состав ЭЧ САУ ГТУ входят следующие блоки разработки ОАО " СТАР":

Блок управления двигателем БУД - 98 , состоящий из:

1) объединительных плат МРВ-24, включающих

входные аналоговые преобразователи ( 73GITR, 73GII020, 73GIV5, 73GIV10, 73GII420,73GII5000, 73GITCK );

модули входных и выходных дискретных сигналов ( 70GIDC5B, 70GODC5B );

выходные аналоговые преобразователи ( 73GOI420 );

2) плат - переходников STB-26, включающих

опторазвязки для входных дискретных сигналов ( DEK-OE- 24 DC );

опторазвязки для выходных дискретных сигналов ( EMG 17-OV -5DC );

3) каркаса 5208 - RМ, включающего

плату 5066 ( центральный процессор ЦП );

два мультиплексора UNIO 96-5 ;

аппаратную часть встроенного контроля АСВК - 98 ( плата 8Т5.104.207 ) ;

плата 5600 ( ввод - вывод дискретных сигналов ДС ) ;

плату 5300 ( управление датчика ДБСКТ - УБСКТ, плата 8Т5.104.191 );

преобразователь напряжения во временной интервал ПНВИ ( плата 8Т5.104.185 );

4) двух усилителей - формирователей импульсов УФИ ( платы 8Т5.129.034 );

5) источников электропитания:

напряжением 5в, 12в ( Z x 200 - 4620 );

напряжением 24в ( Z x 550 );

бесперебойного электропитания напряжением 220в (UPS);

6) двух конвертеров ADAM 4520 для информационного обмена " БУД-98 - БУС-98" и " БУД -98 - ПИ-98 " ;

7) платы реле, включающей

пять реле с фиксацией ( типа WAGO 286 - 571 );

реле с двумя переключающими контактами ( типа WAGO 286 - 386 );

три реле РЭН 33 средней мощности.

Блок защиты двигателя БЗД - 96 - 60, состоящий из :

платы 5066 ( центральный процессор ЦП );

мультиплексора UNIO 96 - 5;

усилителя - формирователя импульсов UFI ( плата 8Т5.104.213 - 01 );

источника питания 5124 ( вариант : 5112 );

модуля 8Т5.104.217 с аналоговым преобразователем 73GITCK;

платы вывода дискретных сигналов ( плата 8Т5.129.033 )

Блок управления шаговым двигателем дозатора газа БУШ - 96, состоящий из:

платы управления ДВШ и ВИП ( плата 8Т5.129.028 );

модуля усилителей ДВШ ( плата 8Т5.129.029 );

блока питания ( блок 8Т3.211.011 ), включающего

плату АТ ( плата 8Т5.104.194 ).

преобразователь напряжения ( плата 8Т5.087.030 ).

Блок управления станцией БУС - 98, состоящий из:

1. объединительных плат МРВ - 24, включающих

входные аналоговые преобразователи ( 73GII020, 73GITCK, 73GIVAC120, 73GITR100,73GIV100M, 73GIV5 );

модули входных и выходных дискретных сигналов ( 70GIDC5, 70GODC5 );

выходные аналоговые преобразователи ( 73GOI020 );

2. плат - переходников STB-26, включающих

опторазвязки для входных дискретных сигналов (DEK - OE - 23OAC );

опторазвязки для выходных дискретных сигналов ( EMG 17-OV-5DC );

3. каркаса 5208 - RM, включающего

плату 5066 ( центральный процессор ЦП );

мультиплексор UNIO 96-5;

две платы 5600 ( ввод - вывод дискретных сигналов DC);

аппаратную часть встроенного контроля АСВК-98 ( плата 8Т5.104.207 );

4. источников электропитания:

напряжением 5в, 12в ( Z x 200 - 4620 );

напряжением 24в ( Z x 550 );

бесперебойного электропитания напряжением 220 в ( UPS );

5. двух конвертеров ADAM 4520 для информационного обмена "БУС -98 - БУД-98», «БУС-98 - ПУ-98».

2.3 В состав агрегатной части САУ ГТУ входит дозатор газа разработки ОАО " СТАР " ДГ-90ГП1М ( 3251.000 - 01 ), включающий:

узел дозирующей иглы ( ДИ );

узел управления ДИ;

узел разгрузки ДИ.

3. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА

Значения интенсивностей отказов электрорадиоизделий ( ЭРИ ) отечественного производства для устройств ( блоков, плат ) ЭЧ САУ ГТУ определены следующим образом.

Эксплуатационные характеристики интенсивностей отказов ?э рассчитаны в соответствии с методиками, приведенными в cправочниках по надежности [1; 2] для САУ группы 1.1. ( неподвижные наземные стационарные системы ). Для этих расчетов были приняты следующие исходные данные :

температура окружающей элементы среды +45оС - на платах, +50оС - на микросборках ( с учетом требований ТЗ на САУ, п.3.4.2, и рекомендаций отчета ОАО "СТАР " № 172 - 93 [ 3 ];

коэффициенты электрических нагрузок Кн, используемые при определении коэффициентов режима Кр, - в соответствии с отчетом № 172 - 93 [3].

Перечень ЭРИ отечественного производства, применяемых на устройствах ( блоках, платах ) ЭЧ САУ, а также расчетные данные по эксплуатационным интенсивностям отказов ?э приведены в Приложении 1 , в таблицах 1 и 2 .

Значения интенсивностей отказов импортных плат, модулей и ЭРИ определены следующим образом. Интенсивности отказов ?э для плат и кабелей фирмы Octagon Systems, изделий фирм Gray Hill, Advantech, Lan Automatic и тактовой кнопки импортного производства расcчитаны на основании информации, приведенной в факсах ООО " Prosoft ", ЗАО " Система - Сервис " и ООО " Торговый дом Бурый медведь".

Поскольку данные по надежности остальных ЭРИ импортного производства недоступны на момент выпуска настоящего расчета надежности САУ ГТУ, расчет эксплуатационных интенсивностей ?э этих ЭРИ проведен по характеристикам конкретных или средне-групповых отечественных аналогов, исходя из того, что ?э импортных ЭРИ не хуже, чем э соответствующих отечественных аналогов.

Перечень плат, модулей и ЭРИ импортного производства, а также расчетные данные по э, приведены в приложении 1, в таблице 3.

В соответствии с информацией, приведенной в перечнях элементов блоков и плат ЭЧ САУ ГТУ ( 8Т5.104.185 ПЭЗ, 8Т5.104.207 ПЭЗ, 8Т5104.213 - 01 ПЭЗ, 8Т5.104.217 ПЭЗ, 8Т5.129.033. ПЭЗ, 8Т5.129.034 ПЭЗ, 8Т5.087.030 ПЭЗ, 8Т5.104.194. ПЭЗ, 8Т5.129.028 ПЭЗ, 8Т5.129.029 ПЭЗ , 8Т5.211.011 ПЭЗ ), были определены суммарные интенсивности отказов соответствующих плат.

Результаты расчета сведены в Приложение 1, в таблицу 4.

Значение интенсивности отказов дозатора газа ДГ-90ГП1М определено на основании ?-характеристик элементов, приведенных в отчете ОАО " СТАР " № 34-83 [4] и отчете ЦИАМ [5].

Перечень узлов и элементов дозатора газа ДГ-90ГП1М, значения их интенсивностей отказов приведены в приложении 2.

Значения интенсивностей отказов электрических линий связи представлены в приложении 3.

Значения вспомогательных величин и расчеты по интенсивностям отказов для оценки показателей безотказности сведены, соответственно , в приложения 4 и 5.

Показатели безотказности и критерии отказов .

Согласно В277-98-218 ТЗ заданы следующие показатели безотказности:

средняя наработка на несрабатывание аварийной защиты - не менее 100 000 часов;

средняя наработка на ложное срабатывание аварийной защиты - не менее 50 000 часов;

средняя наработка на отказ функции управления - не менее 25 000 часов;

средняя наработка на отказ функции регулирования - не менее 25 000 часов;

средняя наработка на отказ информационной функции - не менее 2 000 часов;

средняя наработка на отказ функции сигнализации - не менее 2 000 часов.

Дополнительно задан показатель: среднее время восстановления работоспособного состояния САУ ГТУ - не более 60 минут.

При оценке показателей безотказности учтены следующие критерии отказов:

под отказом " несрабатывание аварийной защиты" понимается отсутствие выходной команды управления, формируемой системой в режиме "Аварийный останов" (АО):

под отказом " ложное срабатывание аварийной защиты " понимается выдача любой команды управления , формируемой САУ ГТУ в режиме АО, при отсутствии аварийной ситуации;

под отказом " невыполнение функции управления " понимается невыдача предусмотренной алгоритмом управления команды или формирование ложного управляющего воздействия;

под отказом " невыполнение функции регулирования " понимается нарушение процесса поддержания параметров технологического оборудования;

под отказом " невыполнение информационной функции " понимается выход за пределы метрологических характеристик, указанных в ТЗ, с учетом влияющих факторов или прекращение сбора, обработки или передачи информации;

под отказом " невыполнение функции сигнализации " понимается невыдача аварийных и предупредительных сигналов при выходе контролируемого параметра за пределы уставки на средства сигнализации ( монитор, табло и т.д. );

под временем, затрачиваемым на восстановление работоспособного состояния САУ ГТУ, понимается время, затрачиваемое на идентификацию отказа и на замену отказавшего устройства ( платы, модуля, линии связи ) с регулированием и проверкой, при необходимости, работы ГТУ после замены. При этом в среднее время восстановления не входит время доставки отказавших плат и т.д. из состава ЗИП.

Характеристика системы встроенного контроля .

Система встроенного контроля САУ ГТУ включает программные и аппаратные средства и решает следующие задачи:

обнаруживает отказы в устройствах, входящих в САУ ГТУ;

парирует обнаруженные отказы в каналах измерения параметров регулирования, в каналах управления исполнительными механизмами ( ИМами ), в вычислителе и в каналах информационного взаимодействия БУС-БУД, БУС-ПУ, БУД-ПИ;

восстанавливает работоспособное состояние контролируемых элементов САУ, если ранее СВК идентифицировало их состояние как "отказ".

Программная часть СВК реализована в платах центрального процессора 5066 (в блоках БУД-98, БУС-98 и БЗД-96-60). Основная задача: формирование сигналов на выполнение аварийного останова (АО) в случае возникновения аварийной ситуации в ГТУ-2.5.

Аппаратная часть СВК реализована на платах АСВК (8Т5.104.207) в составе БУД-98 и БУС-98 и выполняет функции:

начальной установки каналов управления ИМ по включению питания;

контроля исправности вычислителя и парирование его отказа . При этом в АСВК предусмотрен программно управляемый переключатель режимов схемы парирования отказа вычислителя;

фиксирования отказа БУС-98 и контроля исправности и парирования отказа БУД-98 (функция платы АСВК в составе БУС-98) и, наоборот, фиксирования отказа БУД-98 и контроля исправности и парирования отказа БУС -98 (функция платы АСВК в составе БУД-98). При этом при отказе БУД-98 АСВК в составе БУС-98 переходит в состояние АО ГТУ, и, наоборот, при отказе БУС-98 АСВК в составе БУД-98 переходит в состояние АО ГТУ, формируя в обоих случаях сигналы управления положением ИМ.

Полнота охвата контролем элементов в устройствах или самих устройствах оценивается коэффициентом полноты проверки Кпп.

Оценка значений Кпп для плат, модулей, информационных каналов и т.д. проведена экспертным путем. Технология экспертной оценки не приводится, т. к. она известна из литературы [9] и стандартизирована [10]. Величины Кпп для контролируемых устройств приведены в приложении 4 (таблица1).

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ БЕЗОТКАЗНОСТИ

4.1 Определение средней наработки на отказ аварийной защиты - Тнесраб. Защ.

Согласно критерию отказа, несрабатывание защиты (или отказ аварийной защиты) произойдет в случае , если не будет выполнен аварийный останов (АО) ГТУ вследствие отсутствия выходной команды управления, формируемой системой в режиме АО при наличии любого аварийного сигнала.

В соответствии с основными алгоритмами управления, контроля и защиты ГТУ режим АО выполняется при наличии следующих аварийных сигналов (наименование сигналов соответствует "Базовому перечню входных и выходных сигналов аппаратуры лидерного образца САУ ГТУ-2,5"): Рмвх, tмвх, tмред, tмт, tмк, 13Т, 15Т, Тт1, Тт2, ВНАприкр, nгтд1, nгтд2 , ?ди1, ??ди2, АОБУС, АОБУД, АО1БЗД*, АОБПА, АОПРУ, АОК, МТЗ, ДТЗ, 2З, 1З, ЗОМ, Jмакс, 2,5М1V3, 2,5М4V5, 2,5М6V2. (*см. п.4.15 - по сигналу АО1БЗД).

Отсюда видно, что АО формируется при наличии признаков аварийной ситуации как внешними устройствами, так и непосредственно аппаратурой САУ. После получения любого из этих сигналов САУ формирует команды на выполнение процедуры АО. Так, для варианта работы ГТД на газообразном топливе с электрозапуском (этот вариант рассматривается в настоящем отчете) формируются следующие команды на выполнение процедуры АО:

блоком БУД-98 - снимается команда с отсечных газовых клапанов (ОГК) и с управления шаговым двигателем, Откл. РЧТН, Откл. Возб, Откр КВЭ1, Откр КВЭ2, Вкл НПМ, Откл Q1;

блоком БУС-98 - АО БУС (снимается команда с ОГК), Откл РЧТН, Откл Возб, Откр КВЭ1, Откр КВЭ2, Вкл НПМ, Откл Q1, Закр 330, Закр ЗУТ1, Откр ЗУТ2, Закр ЗОГ1, ОткрЗОГ2.

Следовательно, необходимые команды для выполнения процедуры АО дублируются каналами в БУД-98 и в БУС-98 (таких команд - семь).

Для случая формирования сигнала АО непосредственно аппаратурой САУ несрабатывание защиты произойдет при невыполнении процедуры АО, т.е. при одновременных отказах в блоках БУД и БУС следующих устройств:

обеих плат АСВК, коммутирующих для выполнения процедуры АО необходимые дублированные сигналы, или

платы UNIO № 2 ( в БУД) и плат UNIO и 5600 (в БУС). Для этих плат входными сигналами являются сигналы, скоммутированные АСВК, а выходные сигналы характеризуются значением напряжения Uвхода, необходимого для срабатывания устройства гальванической развязки, или

устройств гальванической развязки 70GODC5B, EMG 17-OV-5DC, передающих команды процедуры АО к ИМам.

Для случая формирования сигнала АО внешними устройствами несрабатывание защиты произойдет при отказах в линиях связи внешних устройств с аппаратурой САУ, при отказах в центральных процессорах БУД и БУС.

Логические структурные схемы устройств САУ, отказы которых могут привести к несрабатыванию защиты, представляют параллельно-последовательное соединение и последовательное соединение (в смысле надежности) входящих в схемы устройств (см.Рис. 1).

Средняя наработка на отказ аварийной защиты для случая несрабатывания защиты при АО, формируемом непосредственно аппаратурой САУ, равна

Тнесраб.защ(1)=1/несраб.защ(1) =1/(51.4 10-12)=19600 106 ч.

Расчет есраб.защ.приведен в приложении 5, п.1

Средняя наработка на отказ аварийной защиты для случая несрабатывания защиты

при АО , формируемом внешними устройствами, равна

Тнесраб.защ(2)=1/несраб.защ(2) =1/(4.02221 10-6)=248 620 ч.

1. Схема несрабатывания защиты при АО, формируемом непосредственно аппаратурой САУ.

2. Схема несрабатывания защиты при АО, формируемом внешними устройствами

Рис.1

По ТЗ задано 100000 ч. Таким образом, даже в худшем случае (несрабатывание защиты при АО, формируемом внешними устройствами) требование ТЗ выполняется.

Следует отметить, что доля параметров nгтд (или nтк) и Тт в САУ ГТУ предусмотрена дополнительная защита при достижении этими параметрами определенных предельных значений. Тогда блок защиты двигателя БЗД-96-60 должен сформировать сигнал АО и выдать управляющую команду на закрытие ОГК.

Логическая структурная схема устройств блока, отказы которых приводят к невыдаче сигнала АО, представляет последовательное соединение (в смысле надежности) входящих в нее устройств (см.Рис.2.)

Рис.2.

Для приведенной схемы наработка на отказ, приводящий к невыдаче сигнала АО, Тневыд.АО определяется как величина обратная сумме интенсивностей отказов входящих в нее устройств:

Тневыд.АОБЗД=1/(iневыд.АО)=1/3.7369 10-6=267600 ч.

Расчет iневыд.АО приведен в Приложении 5, п.2.

Соответственно для БУД-98 и БУС-98 имеем:

Тнесраб.защ(2)=1/2.0130 10-6=496800 ч.

Тнесраб.защ(2)=1/2.0091 10-6=497700 ч.

Требования ТЗ по этому показателю выполняются (заданы в ТЗ на САУ БУД и БУС - 100000ч, не менее).

4.2 Определение средней наработки на ложное срабатывание - ТАОложн.

Согласно критерию отказа, под ложным срабатыванием понимается выдача любой команды управления, формируемой системой в режиме АО, при отсутствии аварийной ситуации.

Отсутствие аварийной ситуации означает, что центральные процессоры 5066 в блоках БУД, БУС и БЗД исправны, а информация, воспринимаемая ими от датчиков, сигнализаторов, ИМов и пультов ПИ и ПУ, не обладает признаками аварийной ситуации. Поэтому ложный сигнал АО может быть следствием отказов во внутренних каналах аппаратуры САУ.

Уточняя понятие ложного срабатывания АО, полагаем, что к ложным АО могут привести неконтролируемые отказы тех устройств САУ, которые в соответствии с логикой работы СВК не парируются переходом в режим АО, но могут привести к АО.

Это - параметрические отказы следующих устройств:

в измерительных каналах БУД

шесть аналоговых модулей 73GITR100 (параметры tмвх, tмред, tмт, tмк, 13Т, 15Т);

два аналоговых модуля 73GITCK (параметры Тт1, Тт2);

аналоговый модуль 73GIIO20 (параметр Рм вх);

опторазвязка DEK-OE-24DC (параметр ВНАприкр);

плата УФИ (параметры nгтд1, nгтд2);

плата ПНВИ (параметры ДИ1, ДИ2);

2. в измерительных каналах БУС:

шесть опторазвязок DEK-OE-230AC (сигналы МТЗ, ДТЗ, 2З, 1З, ЗОМ, Iмакс);

три опторазвязки DEK-OE-24DC ( сигналы 2.5М1V3, 2.5M4V5, 2.5M6V2);

3.в каналах управления положением ИМов, обеспечивающих выполнение процедуры АО:

два дискретных модуля 70GODC5B в каждом блоке БУД и БУС ( команды ОткрКВЭ1, ОткрКВЭ2);

три опторазвязки EMG 17-OV-5DC в каждом блоке БУД и БУС и три дискретных модуля 70GODC5B в БУД ( команды ОтклQ1, ОтклВозб., ВклНПМ).

Логическая структурная схема устройств представляет их последовательное соединение ( в смысле надежности). Поскольку отказы элементов этих устройств статистически независимы, то средняя наработка на ложное срабатывание ТАОложн определяется как величина, обратная сумме интенсивностей отказов устройств:

ТАОложн=1/(i ложн.АО)=1/12.76610-6=78 330 ч.

Расчет для i ложн.АО приведен в Приложении 5., п.3. По ТЗ задано 50 000 ч. По этому показателю требование ТЗ выполняется.

Соответственно, для БУД:

ТАОложн=1/10.2983 10-6=97 100 ч. ( в ТЗ на БУД-98 задано 20 000 ч., не менее);

Для БУС:

ТАОложн=1/2.4677 10-6=405 000 ч. ( в ТЗ на БУС-98 задано 20 000 ч., не менее);

Для БЗД:

ТАОложн=1/1.1023 10-6=907 200 ч. ( в ТЗ на БЗД-96-60 задано 125 000 ч., не менее).

По этому показателю требования ТЗ на блоки БУД-98, БУС-98 и БЗД-96-60 также выполняются.

По блоку БУШ-96 наработка на отказ, приводящий к останову двигателя:

Тостанов=1/2.8063 10-6=356 340 ч. ( в ТЗ на БУШ-96 задано 125 000 ч., не менее).

По этому показателю требование ТЗ выполняется.

4.3 Определение средней наработки на отказ функций управления - Тфунк.упр.

Согласно критерию отказа, невыполнение функции управления произойдет при невыдаче предусмотренной алгоритмом управления команды или формировании ложного управляющего воздействия.

Невыдача предусмотренной команды произойдет вследствие неконтролируемых отказов элементов тех устройств, которые блокируют функцию управления. При отказах контролируемых элементов невыдачи предусмотренной команды управления не произойдет. Доля неконтролируемых отказов определяется коэффициентом (1 - Кпп).

Формирование ложного управляющего воздействия произойдет в случае отказов элементов, которые в соответствии с логикой работы СВК охвачены контролем. При этом доля контролируемых (обнаруживаемых) отказов определяется коэффициентом Кпп.

САУ ГТУ в соответствии с ТЗ функционально управляет режимами газотурбинного двигателя (ГТД) и режимами турбогенератора (ТГ). Формирование управляющего воздействия на ГТД обеспечивает БУД-98, а на ТГ - БУС-98.

При этом будем рассматривать те случаи нарушения качества управления ( в виде невыдачи предусмотренной команды или выдачи ложного воздействия), которые происходят без выполнения АО.

Управление режимами ГТД осуществляется в виде управляющих команд блока БУД-98 на исполнительные органы (ИМы). Такими командами являются:

на режиме запуска - Вкл.ПНМ1, ВклПНМ2, Iум1, Iум2, Iум3, ОткрПОК, ВклЗажиг., Вкл.220СПВ, ВклОснпит, ВклРезпит;

на режиме автоматической работы (основной режим) - ВклВОМ1, ВклВОМ2, ВклКДМ, БУШ Гупр,БУШ Гв-н.

Вывод этих команд из БУД обеспечивается дискретными и аналоговыми модулями 70GODC5B, 73GOI420, EMG 17-OV-5DC/240АС.

Управление режимами ТГ осуществляется управляющими командами из БУС на Имы. Такими командами являются:

на режиме запуска - ВклЭНОД, ВклЭНОГ, ВклОбогрКВОУ, ВклОснПит, ВклРезпит.;

на режиме автоматической работы (основной режим) - ОткрЗЗО, ВклВОП, ОткрЗУТ1, ЗакрЗУТ2, ОткрВУТ, ЗакрВУТ, ВклВООД1, ВклВООД2, ОткрВхУТО, ОткрВыхУТО, ЗакрВхУТО, ЗакрВыхУТО, ВклSF01, ОтклSF01, ВклSF02, ОтклSF02, ВклQ1, БлокQ1, ВклУТС, УпрСтат, ВклВозб, ВклАРВ, МеньшеАРВ, БольшеАРВ, АварОтклВоз, Уст1.

Вывод этих команд из БУС обеспечивается выходными модулями: 70GODC5B, EMG 17-OV-5DC/240АС, EMG 17-OV-5DC/220DС.

При отказе любого из каналов управления ИМами произойдет отказ функции управления режимом ГТД или режимом ТГ. Поэтому логическая структурная схема устройств, отказы которых приводят к невыполнению функции управления, представляет последовательное соединение ( в смысле надежности) входящих в нее элементов.

Для такого соединения элементов показатель безотказности определяется как величина, обратная сумме интенсивностей отказов отдельных устройств:

Тфунк.упр.=1/(i упр)

Для случая невыдачи команды при управлении режимом запуска ГТУ:

i упр.зап= i упр.запгтд + i упр.заптг = 11.7455 10-6+ 6.6301 10-6=18.3756 10-6 ч-1.

Для случая невыдачи команды при управлении основным режимом ГТУ:

i упр.осн.реж.= i упр.осн.реж.гтд + i упр.осн.режтг = 8.1795 10-6+ 7.6781 10-6=15.8576 10-6 ч-1.

(значения интенсивностей отказов определены в Приложении 5, п.4.).

Отсюда Тфунк.упр=54420ч. - при управлении запуском и Тфунк.упр = 63060ч. - при управлении основным режимом. В целом по функциям управления ГТУ для случая невыдачи команды Тфунк.упр = 1/34.2332 10-6 = 29210ч. ( в ТЗ на САУ ГТУ задано 25000ч., не менее).

Соответственно, для БУД Тфунк.упр = 1/19.925 10-6 = 50190ч. (в ТЗ на БУД задано 25 000ч., не менее), для БУС Тфунк.упр = 1/14.3082 10-6 = 69900ч. (в ТЗ на БУС задано 20 000ч., не менее).

Таким образом, по этому показателю требования ТЗ на САУ ГТУ, на БУД-98 и на БУС-98 выполняются.

Рассмотрим невыполнение функции управления для случая формирования ложного управляющего воздействия.

Как установлено выше, к этому виду отказа могут привести отказы контролируемых элементов в устройствах САУ, т.е. при исправных центральных процессорах БУД и БУС.

Тогда:

Тфунк.упрложн=1/(i ложн.упр.зап.)=1/20.658 10-6=48 410 ч. (на режиме запуска);

Тфунк.упрложн=1/(i ложн.упр.осн.реж.)=1/13.2683 10-6=75 370 ч. (на основном режиме);

( расчет интенсивностей отказов приведен в Приложении 5, п.5)

В целом:

Тфунк.упрложн=1/33.9263 10-6=29 480 ч.

По этому показателю требование ТЗ на САУ ГТУ также выполняется.

4.4 Определение средней наработки на отказ функций регулирования - Тфунк.рег.

Согласно критерию отказа, невыполнение функций регулирования произойдет из-за нарушения процесса поддержания параметров технологического оборудования.

Выполнение функций регулирования предусматривает использование:

каналов измерения параметров от первичных измерительных преобразователей (ПИП) - входные аналоговые сигналы к БУД-98 (nгтд1, nгтд2, Тт1, Тт2, Твх1, Твх2, tтг, 13Т, 15Т, Ркф, Рвх, Рк, ди1, ди2, Ртгпд) и к БУС-98 (1Т, 3Т, 5Т, 8Т, 9Т, зог1, зог2);

центрального процессора 5066 в БУД-98 и в БУС-98 (программные средства регулирования - ПЗУ, ОЗУ, таймер);

каналов регулирования параметров по ГТД и ТГ (выходные дискретные сигналы: РазблЭС1, ВклЭС1, РазблЭС2, ВклЭС2, РазблЭС3, ВклЭС3, ОткрЗОГ1, ЗакрЗОГ2, ВклQ1, ВклВозб, ВклАРВ, МеньшеАРВ, БольшеАРВ).

Для расчета были использованы те функции регулирования, отказ которых происходит без выполнения АО.

При рассмотрении каналов измерения параметров резервированными датчиками, в которых основные и дублированные устройства - однотипные, а, следовательно, и параметры основных и дублированных каналов - одинаковые, логика работы СВК предусматривает замещение значения параметра, получаемого по отказавшему каналу измерения, значением, получаемым по одноименному дублирующему каналу (nгтд1, nгтд2, ди1, ди2, Тт1, Тт2).

Тем самым, к невыполнению функций регулирования не приводят одиночные отказы в каналах измерения этих параметров, а приводят двойные отказы, выявляемые согласно логике работы СВК путем перекрестного контроля.

К невыполнению функций регулирования также не приводят одиночные отказы в каналах измерения следующих параметров:

Твх1, Твх2, tтг, Рвх ( согласно логике работы СВК при отказе указанного параметра происходит замещение его значения номинальным значением, соответственно, Твх=288 К, tтг=20оС, Рвх=1.033 кг/см2 ). К невыполнению функций регулирования приводит двойной отказ по параметрам Твх1, Твх2, выявленный путем перекрестного контроля;

Рт гпд (согласно логике работы СВК производится коррекция контура расхода топливного газа по Рт гпд = 2.4Мпа).

По каналам измерения параметров зог1, зог2 логикой работы СВК предусмотрен контроль каналов на обрыв и КЗ, при обнаружении отказа на запуске - запуск блокируется, а на работающем изделии - осуществляется нормальный останов.

Поскольку невыполнение функций регулирования ГТУ произойдет в случае отказа любой из функций регулирования, поэтому логическая структурная схема устройств, отказы которых могут привести к невыполнению функций регулирования, представляет последовательное соединение ( в смысле надежности) входящих в нее устройств.

При этом средняя наработка на отказ определяется как величина, обратная сумме интенсивностей одиночных отказов отдельных устройств:

Тфунк.рег.=1/(i одиноч.)=1/17.8646 10-6=56 000 ч.

( значение i одиноч определено расчетом, см. Приложение 5, п.6). По ТЗ на САУ задано 25000 ч., не менее. Требование ТЗ по заданному показателю выполняется.

Оценка влияния на величину показателя Тфунк.рег. двойных отказов измерительных каналов датчиков nгтд, Тт, Твх и ди проведена по формуле:

i ф.рег. = i одиноч + i двойн.

( значение i двойн. определено в Приложении 5,п.6).

Тфунк.рег.=1/(17.8646 10-6+ 2.8946 10-6)=48 170 ч. (с учетом двойных отказов).

Соответственно, для БУД-98 и для БУС-98 получаем:

Тфунк.рег.(БУД)=1/(10.5711 10-6+ 2.8946 10-6)=74 260 ч.

Тфунк.рег.(БУС)=1/(7.2935 10-6+ 0)=137 100 ч.

В ТЗ на БУД задано 25 000ч., не менее; в ТЗ на БУС задано 20 000ч., не менее.

Таким образом, по показателю Тфунк.рег. требования ТЗ выполняются по САУ ГТУ, по блоку БУД-98 и по блоку БУС-98.

4.5 Определение средней наработки на отказ информационной функции - Тинф.функ.

Отказ информационной функции произойдет в случае потери любого из каналов информационного обмена БУД-БУС, БУС-ПУ.

Информационный обмен между указанными выше блоками и пультами организован с использованием интерфейсов последовательной передачи данных RS-232/RS-485 со скоростью обмена 38.4 кБод, т.е. 2400 слов/с (длина каждого параметра 2 байта).

В рамках протокола информационного взаимодействия контролируется формат посылки на отсутствие искажений и целостность линий связи на отсутствие обрыва или КЗ. Искажение хотя бы одного символа выявляется контрольной суммой (на каждый запрос). Использование контрольной суммы обеспечивает достаточно хорошую защиту от ошибок. Так, только один из 256 пакетов может содержать ошибки, даже если контрольная сумма правильная. Доля необнаруженных отказов составляет одну необнаруженную ошибку на 2.6105 бит ( при передаче пакетами по 128 байт). Протокол информационного взаимодействия гарантирует вероятность обнаружения ошибки, равную:

Р = (1-1/2.6 105) 100% = 99.9996% [8]

Таким образом, передача недостоверной информации по всем значениям параметров любого канала обмена практически исключена.

Логическая структурная схема для расчета показателя безотказности Тинф.функ. представляет последовательное соединение ( в смысле надежности) входящих в каналы информационного обмена устройств.

В этом случае средняя наработка на отказ информационной функции САУ ГТУ равна величине, обратной сумме интенсивностей отказов задействованных в обмене устройств:

Тинф.функ.=1/(i )=1/51.3704 10-6=19 470 ч.

(расчетное значение i приведено в Приложении 5, п.8).

По данному показателю требование ТЗ на САУ выполняется ( в ТЗ задано 2000 ч., не менее).

Также выполняются требования по этому показателю отдельно на БУД-98 и на БУС-98:

Тинф.функ.(БУД)=58 000 ч. ( задано в ТЗ 20 000ч., не менее);

Тинф.функ.(БУС)=29 300 ч. ( задано в ТЗ 2 000ч., не менее).

4.6 Определение средней наработки на отказ функций сигнализации - Тфунк.сигн.

Согласно критерию отказа, невыполнение функции сигнализации произойдет при невыдаче предупредительного и аварийного сигнала на средства сигнализации (монитор, табло и т.д.).

В соответствии с ТЗ на САУ формирование сообщений выполняется по введению ВПУ в зацепление и по превышению заданных значений следующих параметров: nтк, tтг, tмвх, tм ред, tмт, tмк, 13Т, 15Т, tмбд, Рт фг,Рт гпд, Рмф.

Для выполнения функций сигнализации используются:

каналы измерения параметров (входные аналоговые сигналы перечисленных выше параметров в БУД-98);

канал входного дискретного сигнала «ВПУ включ» в БУД-98;

центральный процессор 5066, платы UNIO №1 и №2, ADAM и узел Comport в БУД-98;

центральный процессор 5066, узел Comport, ADAM (две штуки) в БУС-98;

линии связи.

Логическая структурная схема для расчета показателя безотказности Тфунк.сигн. представляет последовательное соединение (в смысле надежности) входящих в нее устройств.

Для этого случая значение Тфунк.сигн. равно величине, обратной сумме интенсивностей отказов задействованных устройств:

Тфунк.сигн.=1/(i )

( Расчет i приведен в Приложении 5, п.7)

Отсюда

Тфунк.сигн.= 1/122.5707 10-6=8160 ч. ( по ТЗ задано 2000 ч.)

По данному показателю безотказности требование ТЗ выполняется.

4.7 Определение среднего времени восстановления работоспособного состояния - tв.

Время восстановления работоспособного состояния САУ ГТУ с помощью изделий из состава ЗИП включает в себя время, затрачиваемое на локализацию отказа (поиск отказа и определение его места и характера), tлокал., и время, затрачиваемое на устранение отказа (замена отказавшего устройства и проверка вновь установленного устройства), tустран., т.е.

tв = tлокал. + tустран.

Время локализации tлокал начинается с момента начала поиска отказа после появления сообщения о нем в кадрах пульта ПУ-98 или ПИ-98. Локализация отказа предусматривает использование руководства по технической эксплуатации САУ 8Т0.001.002РЭ. В разделе по локализации и устранению неисправностей (книга 1) указаны возможные причины появления сигнала об отказе и порядок проверки наличия этих причин.

Максимальное время tлокал не превышает 40 мин., исходя из опыта эксплуатации САУ ГТУ и ГПА и учитывая, что к обслуживанию САУ допускается квалифицированный персонал, прошедший специальное обучение по эксплуатации и ремонту САУ.

Максимальное время tустран. не превышает 15 мин., также исходя из опыта эксплуатации.

Таким образом, tв = 55 мин. ( по ТЗ задано не более 60 мин). Следует специально указать, что время tлокал будет со временем уменьшаться по мере накопления эксплуатационной практики.

По этому показателю требование ТЗ выполняется.

4.8 Определение средней наработки на отказ блока БУШ-96 -То

Показатель То определяется по формуле :

То = 1/о.

Интенсивность отказов о определяется в виде суммы интенсивностей отказов всех устройств, входящих в БУШ (аппаратная надежность).

С учетом интенсивностей отказов БУШ для различных этапов ( см.Приложение 1, таблица 4), имеем:

То= 1/39.4749 10-6=25 300 ч.

- к окончанию государственных испытаний ( в ТЗ задано 1 000 ч.);

То= 1/16.8349 10-6=59 400 ч.

- на 6-8 год эксплуатации ( в ТЗ задано 20 000 ч.).

Требования ТЗ на БУШ-96 выполняются по этому показателю.

5.ВЫВОДЫ

По заданным показателям безотказности требования В277-98-218 ТЗ на разработку системы автоматического управления, регулирования, защиты, контроля и диагностики ГТУ-2.5 выполняются.

автоматический регулирование газотурбинный энергоустановка

Расчетные данные сведены в таблицу.

Таблица

Наименование показателя	Расчетное значение	Значение по ТЗ
Средняя наработка на отказ типа «несрабатывание аварийной защиты» (в режиме АО), ч	248 620	100 000
Средняя наработка на отказ типа «ложное срабатывание АО», ч	78 330	50 000
Средняя наработка на отказ типа «невыполнение функций управления», ч.: случай не выдачи предусмотренной алгоритмом команды; случай формирования ложного воздействия.	29 210 29 480	25 000
Средняя наработка на отказ типа «невыполнение функций регулирования», ч	49 340	25 000
Средняя наработка на отказ типа «невыполнение информационной функции», ч	19 470	2 000
Средняя наработка на отказ типа «невыполнение функций сигнализации», ч	8 160	2 000
Среднее время восстановления работоспособного состояния САУ, мин	55	60

По заданным показателям безотказности требования частных ТЗ (ТУ) на блоки БУД-98 (8Т1.001.005ТЗ), БУС-98 (8Т1.001.006ТЗ), БЗД-96-60 (8Т1.001.003ТЗ), БУШ-96 (8Т2.559.012ТУ) выполняются.

6. ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

1.Определение интенсивностей отказов ЭРИ отечественного производства

Расчет интенсивностей отказов ЭРИ отечественного производства проведен в соответствии с методикой и рекомендациями по расчету надежности ЭРИ, изложенными в Справочниках [1,2].

Эксплуатационные интенсивности отказов э ЭРИ рассчитаны по математическим моделям следующего вида:

э = б Крi=1nКi ; э = б.с.г. Крi=1n Кi ;

или

э = бi=1n Кi ; э = б.с.г. i=1n Кi ;

где

б(б.с.г.) - исходная интенсивность отказов типа ( группы) ЭРИ, приведенная к номинальной электрической нагрузке при температуре окружающей среды t= 25оС;

б (б.с.г.) - исходная интенсивность отказов типа (группы) ЭРИ для усредненных режимов применения в аппаратуре группы 1.1 ;

Кр - коэффициент режима, учитывающий изменение б(б.с.г.) в зависимости от электрической нагрузки u(Кн) и (или) температуры окружающей среды;

Кi - коэффициенты, учитывающие изменения э в зависимости от различных факторов;

n - число учитываемых факторов.

Расчетные значения э ЭРИ, находящихся на платах, сведены в таблицу 1. Исходные данные по составу микросборок разработки ОАО «СТАР», входящих в состав плат ПНВИ, UFI и платы вывода БЗД-96-60, и их интенсивности отказов сведены в таблицу 2.

2. Данные по интенсивностям отказов плат, модулей и ЭРИ импортного производства

Значения интенсивностей отказов следующих импортных изделий рассчитаны на основании информации, приведенной в факсах:

плата 5066; мультиплексор UNIO96-5; блоки питания ZX200, ZX550; конвертер ADAM 4520; модули аналоговых и дискретных преобразователей фирмы Gray Hill: 73GITR100, 73GITCK, 73GII020, 73GII420, 73GII5000, 73GIV5, 73GIV10, 73GOI420, 70GIDC5B, 70GODC5B, 73GIV100M, 73GIVAC120 и т.п.; кабели VTC-9F, VTC-9M (факс 000 «Prosoft» от 22.09.99г.);

платы 5300, 5600; блоки питания 5124 (факс ЗАО «Система-Сервис» от 28.10.97г.);

тактовая кнопка SWT (факс 000 «Торговый Дом Бурый Медведь» от 29.09.99г.).

Значения интенсивностей отказов остальных импортных модулей и ЭРИ рассчитаны по -характеристикам отечественных аналогов.

Расчет э импортных соединителей проведен по математической модели для низкочастотных соединителей. Применение этой модели основано на сравнительном сходстве импортных и отечественных соединителей. Так, целевое назначение, конструктивное исполнение (особенно применение пайки в вилках соединителей, например IDC и MSTB) аналогичны для отечественных низкочастотных соединителей для печатного монтажа (например, типа CHП).

При этом количество задействованных контактов N соответствует фактическому исполнению конкретного соединителя согласно электрическим схемам плат, а количество сочленений-расчленений выбрано в соответствии с реальным применением в САУ ГТУ в диапазоне 1-25.

Расчетные значения интенсивностей отказов импортных изделий (кроме соединителей) приведены в таблице 3, а по соединителям - в общей таблице интенсивностей отказов электрических линий связи в Приложении 3.

Влияние отказов плат из-за конструктивно-производственных недостатков разработчика-изготовителя оценено коэффициентом Котн, который для периода эксплуатации принят равным Котн = 1.45 [7].

Результаты расчета интенсивностей отказов отдельных плат и блоков в целом сведены в таблицу 4.

Таблица 1

Значения интенсивностей отказов отечественных ЭРИ на платах ЭЧ САУ ГТУ

Тип элемента	Характеристика элемента	Исходные данные	э106, ч-1
Резистор	диапазон сопротивлений	номинальная мощность, Вт	б(б.с.г.)106,ч-1	Кр	Кэ	Кпр	КR	Км	Кстаб
С2-29В Постоянный непроволочный (прецизионный)	<1кОм	0.125	0.04	0.45	1	1	1	-	0.05	0.0009
	1кОм<100кОм	0.125	0.04	0.45	1	1	0.7	-	0.05	0.0006
	100кОм<1МОм	0.125	0.04	0.45	1	1	2.0	-	0.05	0.0018
	1МОм	0.125	0.04	0.45	1	1	0.6	-	0.1	0.0005
С2-33 Постоянный непроволочный (металлодиэлектрический)	<1кОм	0.25	0.04	0.45	1	1	1	0.7	1.0	0.0126
		0.5	0.04	0.45	1	1	1	0.7	1.0	0.0126
		1.0	0.04	0.45	1	1	1	1.5	1.0	0.0270
	1кОм<100кОм	0.25	0.04	0.45	1	1	0.7	0.7	1.0	0.0088
		0.5	0.04	0.45	1	1	0.7	0.7	1.0	0.0088
		1.0	0.04	0.45	1	1	0.7	1.5	1.0	0.0189
		2.0	0.04	0.45	1	1	0.7	1.5	1.0	0.0189
	100кОм<1МОм	0.25	0.04	0.45	1	1	2.0	0.7	1.0	0.0252
	1МОм	0.25	0.04	0.45	1	1	0.6	0.7	1.0	0.0076
С5-35В-25 Постоянный проволочный (нагрузочный)	1кОм	-	0.045	0.21	1	1	1.3	-	-	0.0123
С5-61 Постоянный проволочный	1кОм	-	Б.с.г. 0.02	0.21	1	1	1.3	-	-	0.0055
СП5-16ВА Переменный проволочный (подстроечный)	0.24 Ом	0.25	0.003	0.46	1	1	1.9	-	-	0.0026
	6.8 кОм	0.25	0.003	0.46	1	1	0.3	-	-	0.0004
Б19К-1-1	Сборка резисторная	-	0.02	0.47	1	1	-	-	-	0.0094
Б19К-2	Сборка резисторная	-	0.02	0.47	1	1	-	-	-	0.0094
Конденсатор	Емкость, nф	Uном, В	б(б.с.г.)106,ч-1	Кр	Кэ	Кпр	КС	Кпс	Апроб Аобрыв	э106, ч-1
К 10-17 керамический, постоянной емкости	180	<1600	0.025	0.18	1	1	0.745	-	39/2	0.0034
	300	<1600	0.025	0.18	1	1	0.790	-	39/2	0.0036
	5600	<1600	0.025	0.18	1	1	1.127	-	39/2	0.0051
	104	<1600	0.025	0.18	1	1	1.208	-	39/2	0.0054
	1.5 104	<1600	0.025	0.18	1	1	1.268	-	39/2	0.0057
	105	<1600	0.025	0.18	1	1	1.592	-	39/2	0.0072
К 10-23 керамический, постоянной емкости	6.8 105	<1600	Б.с.г. 0.008	0.18	1	1	2.004	-	39/2	0.0029
К 10-47А керамический, постоянной емкости	4.7 104	<1600	0.02	0.18	1	1	1.454	-	39/2	0.0052
	1.5 105	<1600	0.02	0.18	1	1	1.672	-	39/2	0.0060
	3.3 105	<1600	0.02	0.18	1	1	1.817	-	39/2	0.0065
	4.7 105	<1600	0.02	0.18	1	1	1.917	-	39/2	0.0069
	1.5 106	<1600	0.02	0.18	1	1	2.186	-	39/2	0.0079

Тип элемента	Характеристика элемента	Исходные данные	э106, ч-1
Конденсатор	емкость, мкф	Uном, В	Tораб,С	б(б.с.г.)106,ч-1	Кр	Кэ	Кпр	КС	Кпс	Апроб Аобрыв
К 50-24 оксидноэлектролит.	103	16	-	0.3	0.38	1	1	1.0	-	-	0.1140
К 50-27 оксидноэлектролит.	103	160	-	0.4	0.38	1	1	1.0	-	-	0.1520
	103	350	-	0.4	0.38	1	1	1.0	-	-	0.1520
К 50-38 оксидноэлектролит.	103 (470)	16	-	0.12	0.38	1	1	1.0	-	-	0.0456
	103 (2200)	16	-	0.12	0.38	1	1	1.0	-	-	0.0456
К 53-18 оксиднополупровод.	2.2	32	125	0.1	0.33	1	1	1.0	1	18/1	0.0330
	6.8	32	125	0.1	0.33	1	1	1.0	1	18/1	0.0330
	33	32	125	0.1	0.33	1	1	1.0	1	18/1	0.0330
	10	40		0.1	0.33	1	1	1.0	1	18/1	0.0330
К 71-7 с органическим синтетическим диэлектриком.	0.01	250		0.06	0.15	1	1	0.8	-	69/6	0.0072
К 73-16 с органическим синтетическим диэлектриком.	1.0	160		0.02	0.15	1	1	1.0	-	69/6	0.0030
	6.8	160		0.02	0.15	1	1	1.064	-	69/6	0.0032
	1.0	400		0.02	0.15	1	1	1.0	-	69/6	0.0030
Б 18-1-В	Сборка конденсаторная	э=этабл (Кр (45оС)/ Кр(25оС))=0.0252( 0.11/0.05 ) [ 1. Стр 278 ]	0.0554
Тип элемента	Характеристика элемента	Исходные данные	э106, ч-1
Полупроводник	подгруппа	Uраб, В	режим работы	б(б.с.г.)106,ч-1	Кр	Кэ	Кпр	Кф	Кs1	Кдн
2Д206А диод	Кремниев	S1< 60%	выпрямитель	0.06	0.0958	1	1	1.5	0.7	1.0	0.0060
2Д212А диод	Кремниев		переключатель	0.28	0.0958	1	1	0.6	0.7	0.6	0.0068
2Д213А диод	Кремниев		переключатель	0.19	0.0958	1	1	0.6	0.7	1.0	0.0076
КД226В диод	Кремниев (импул)	27	переключатель	0.09	0.0948	1	1	0.6	0.7	0.8	0.0029
2Д510А диод	Кремниев (импул)		Переключатель Аналог. выпрямитель	0.016	0.0958	1	1	0.6	0.7	0.6	0.0004
								1.0			0.0006
								1.5			0.0010
2С108А стабилитрон				0.003	0.2899	1	1	-	-	-	0.0009
2С133В стабилитрон				0.012	0.2899	1	1	-	-	-	0.0035
2С175Ж стабилитрон				0.0032	0.2899	1	1	-	-	-	0.0009
2С527А стабилитрон				0.0026	0.2899	1	1	-	-	-	0.0008
2С530А стабилитрон				0.0026	0.2899	1	1	-	-	-	0.0008
2С551А стабилитрон				0.0026	0.2899	1	1	-	-	-	0.0008
Д818Г стабилитрон				0.0019	0.2899	1	1	-	-	-	0.0006
2Т504А транзистор	Биполярный кремниев		переключатель	0.048	0.1902	1	1	0.7	0.5	1.0	0.0032
2Т505А транзистор	Биполярный кремниев		переключатель	0.048	0.1902	1	1	0.7	0.5	0.8	0.0026
Полупроводник	подгруппа	Uраб, В	режим работы	б(б.с.г.)106,ч-1	Кр	Кэ	Кпр	Кф	Кс1	Кдн	э106, ч-1
2Т630А транзистор	Биполярный кремниев		Аналог.	0.17	0.1902	1	1	1.5	0.5	0.5	0.0122
2Т653А транзистор	Биполярный кремниев		переключатель	0.048	0.1902	1	1	0.7	0.5	0.8	0.0026
2Т827А транзистор	Биполярный кремниев		переключатель	0.048	0.1902	1	1	0.7	0.5	2.5	0.0080
2Т834А транзистор	Биполярный кремниев		переключатель	0.048	0.1902	1	1	0.7	0.5	2.5	0.0080
2Т842А транзистор	Биполярный кремниев		переключатель	0.048	0.1902	1	1	0.7	0.5	1.3	0.0042
2Т862Г транзистор	Биполярный кремниев		переключатель	0.048	0.1902	1	1	0.7	0.5	1.3	0.0042
2Т3117А транзистор	Биполярный кремниев (свч)		переключатель	0.074	0.3129	1	1	0.7	0.5	0.5	0.0040
2ТС622А сборка транзистор	кремниев		переключатель	0.2	0.1902	1	1	0.7	0.5	5.0	0.0666
КИП МО1Б светодиод			импульс	0.1	0.272	1	1	-	-	-	0.0272
3Л341Г индикатор	Без встроенного управления		Непрер.	0.05	0.566	1	1	-	-	-	0.0283
3Л341К индикатор			Непрер.	0.05	0.43	1	1	-	-	-	0.0215
ТЛО-1-16 оптопара	Аналог (АЛ107А,Б)		Непрер.	0.1	0.471	1	1	-	-	-	0.0471
3ОТ 127А оптопара	транзисторный		Непрер.	0.23	0.54	1	1	-	-	-	0.1242

Тип элемента	Характеристика элемента	Исходные данные	э106, ч-1
Микросхема	группа	кол. элемен.	технология изготовления	б(б.с.г.)106,ч-1	Кст	Кэ	Кпр	Ккорп	Кv	Кис
140УД6А	Аналогов.	45	-	0.029	1.59	1	1	1	-	-	0.0461
142ЕН5А	Аналогов.	39	-	Б.с.г. 0.023	1.59	1	1	1	-	1	0.0366
249ЛП1Б	Опто-электр.	Перекл. логич.сигналов	-	0.15	-	1	1	-	-	-	0.1500
521СА3	Аналогов.	51	-	Б.с.г. 0.023	1.59	1	1	1	-	1	0.0366
542НД5	Аналогов.	4	-	0.036	0.95	1	1	1	-	1	0.0342
564АГ1	Цифров.	170	КМОП-технол	Б.с.г. 0.017	1.52	1	1	1	1	1	0.0258
564ИЕ11	Цифров.	319	КМОП-технол	Б.с.г. 0.017	1.52	1	1	1	1	1	0.0258
564КП1	Цифров.	158	КМОП-технол	Б.с.г. 0.017	1.52	1	1	1	1	1	0.0258
564КП2	Цифров.	188	КМОП-технол	Б.с.г. 0.017	1.52	1	1	1	1	1	0.0258
564КТ3	Цифров.	52	КМОП-технол	Б.с.г. 0.017	1.21	1	1	1	1	1	0.0206
564ЛА7	Цифров.	64	КМОП-технол	Б.с.г. 0.017	1.21	1	1	1	1	1	0.0206
564ЛА10	Цифров.	30	КМОП-технол	Б.с.г. 0.017	1.21	1	1	1	1	1	0.0206
564ЛЕ5	Цифров.	49	КМОП-технол	Б.с.г. 0.017	1.21	1	1	1	1	1	0.0206
564ЛН2	Цифров.	19	КМОП-технол	Б.с.г. 0.017	1.21	1	1	1	1	1	0.0206
564ПУ4	Цифров.	104	КМОП-технол	Б.с.г. 0.017	1.52	1	1	1	1	-	0.3496
564ТЛ1	Цифров.	88	КМОП-технол	Б.с.г. 0.017	1.21	1	1	1	1	1	0.0206
564ТМ2	Цифров.	128	КМОП-технол	Б.с.г. 0.017	1.52	1	1	1	1	1	0.0258
588ВА1	Цифров.	1040	КМОП-технол	Б.с.г. 0.017	Ксл. 2.73	1	1	1	1	1	0.0464
КР588ВА1	Цифров.	1500	КМОП-технол	0.21	1.6	1	1	-	-	-	0.3600
590КН5	Аналогов.	104	-	0.038	2.23	1	1	1	-	-	0.0847
590КН6	Аналогов.	230	-	0.038	2.23	1	1	1	-	-	0.0847
1401СА1	Аналогов.	57	-	Б.с.г. 0.023	1.59	1	1	1	-	1	0.0366
Тип элемента	Характеристика элемента	Исходные данные	э106, ч-1
Трансформатор		б106, ч-1	Кт	Кэ	Кпр
ТПП	Tmax=85oC,tпту55оС,низковольтный	0.001	1.38	1	1		0.0014
8Т4.720.050	Статический преобразователь	э=этабл (Кт(45оС))/(Кт(25оС)) = 0.0131.38/1.12	0.0160
8Т4.720.051	Статический преобразователь	э=этабл (Кт(45оС))/(Кт(25оС)) = 0.0131.38/1.12	0.0160
8Т4.720.065	Статический преобразователь	э=этабл (Кт(45оС))/(Кт(25оС)) = 0.0131.38/1.12	0.0160

Тип элемента	Характеристика элемента	Исходные данные	э106, ч-1
Установочное изделие		б106,ч-1	Кт	Кэ	Кпр
ВП1-1В	Предохранитель (вставка)	0.013	2.23	1	1		0.0290

Тип элемента	Характеристика элемента	Исходные данные	э106, ч-1
Коммутационный низковольтный аппарат	колич. контактов	tmaxТУ, оС	тип нагрузки	б(б.с.г.)106,ч-1	Кр	Кэ	Кпр	Кз	КF	-
РЭС 47 слаботочный	2п	+85	индуктивная	0.0153	0.42	1	1	0.94	0.1	-	0.0006
РЭС 80 слаботочный	2п	+100	активн.	0.0280	0.26	1	1	0.94	0.1	-	0.0007
РЭН 33 средней мощности	2п	+85	индуктивная	0.092	0.42	1	1	0.94	0.1	-	0.0036
РЭН 34 средней мощности	2п	+85	индуктивная	0.092	0.42	1	1	0.94	0.1	-	0.0036

Тип элемента	Характеристика элемента	Исходные данные	э106, ч-1
Дроссель		б(б.с.г.)106,ч-1	Кр	Кэ	Кпр
D13-2B (3B)	Дроссель фильтров	0.0016	0.47	1	1		0.0008
D69-0.005	Дроссель фильтров	Б.с.г. 0.0016	0.47	1	1		0.0008
8Т4.779.053	Дроссель фильтров	0.002	0.47	1	1		0.0009

Тип элемента	Характеристика элемента	Исходные данные	э106, ч-1
Коммутационное изделие		б(б.с.г.)106,ч-1	Кр	Кэ	Кпр	Ккк	КF	-
BDM1-2 (2 полюса)	Микровыключатель движковый; fвкл<102	0.23	0.55	1	1	1	0.5	-	0.0632
КЭМ-2 (бесконтактный)	Магнитоуправляемый контакт; замыкающий тип	0.00036	0.24	1	1	-	0.5	-	0.0001

Тип элемента	Характеристика элемента	Исходные данные	э106, ч-1
Газоразрядный прибор		х.с.г..106,ч-1		Кэ	Кпр
Р-91 (разрядник)	Нерезонансный, неуправляемый	0.015		1	1		0.0150

Тип элемента	Характеристика элемента	Исходные данные	э106, ч-1
Низкочастотный соединитель	Tп, оС	n	N контактов	Хар-ка элемента	б106, ч-1	Кр	Кэ	Кпр	Ккк	Ккс	-
2РМДТ27Б19Г5В	+50	1-25	16	Для кабеля 8Т6.644.935	0.0012	0.29	1	1	3.42	0.32	-	0.0004
СНП 58-64/95	+30	1-25	4	Для печатн. монтажа	0.00112	0.88	1	1	1.72	0.32	-	0.0005

Тип элемента микросборка	Примечание	э106, ч-1
АП.008	Исходные данные для расчета приведены в табл.2	0.4532
ТЛ.001	Исходные данные для расчета приведены в табл.2	0.3535
ТЛ.002	Исходные данные для расчета приведены в табл.2	0.3794
УН.005	Исходные данные для расчета приведены в табл.2	0.8574

Таблица 2

Значения интенсивностей отказов ЭРИ в составе микросборок

Тип элемента	Характеристика элемента	Исходные данные	э106, ч-1	Количество элементов в составе микросборок
Микросхема	группа	кол. элементов	техология изготовл.	б.с.г.106, ч-1	Кст	Кэ	Кпр	Ккорп	Кv	Кис		АП.008	ТЛ.001	ТЛ.002	УН.005
740УД1	Аналог.	30	-	0.023	1.79	1	1	1	-	1	0.0412	-	-	2	-
740УД4	Аналог.	45	-	0.023	1.79	1	1	1	-	1	0.0412	2	-	-	3
765ИЕ10	Цифров.	354	КМОП	0.017	1.68	1	1	1	1	1	0.0286	1	-	-	-
765ИЕ11	Цифров.	1100	КМОП	0.017	3.03	1	1	1	1	1	0.0515	1	-	-	-
765ЛА7	Цифров.	64	КМОП	0.017	1.35	1	1	1	1	1	0.0230	1	-	-	-
765ЛН2	Цифров.	19	КМОП	0.017	1.35	1	1	1	1	1	0.0230	1	-	-	-
Полупроводник	Сигнал	Нагрузка, %	Хар-ка.	б(б.с.г.)106,ч-1	Кр	Кэ	Кпр	Кф	КS1	-	э106, ч-1
2Д907Б диодная матрица	Аналог.	60	Импульс.	0.19	0.0795	1	1	1	0.7	-	0.0151	-	1	-	-
					0.1048						0.0139	-	-	4	-
2С164М стабилитрон	-	-	-	0.003	0.4355	1	1	-	-	-	0.0013	1	-	-	-
					0.3557			-	-		0.0011	-	1	-	-
2П308Г-1	аналог	70	Транзист. полев.	0.096	0.1705	1	1	1.5	1	-	0.0246	-	-	2	-
2Т324Б-1	Аналог. Переключ	40	СВЧ	0.16	0.1705	1	1	0.7	0.5	-	0.0095	-	1	-	-
					0.3211						0.0180	2	-	-	-
2Т378Б-1	Аналог. Переключ	30	-	0.026	0.1705	1	1	0.7	0.5	-	0.0016	-	1	4	6
					0.2007						0.0018	1	-	-	-
2Т388АМ-2	Аналог. Переключ	30	-	0.032	0.1705	1	1	0.7	0.5	-	0.0019	-	2	2	-
								1.5			0.0041	-	-	-	6
2Т625АМ-2	Аналог.	30	Биполярный	0.038	0.1705	1	1	1.5	0.5	-	0.0048	-	-	-	3
2Т629АМ-2	Аналог.	30	Биполярный	0.023	0.1705	1	1	1.5	0.5	-	0.0029	-	-	-	3
2ТС393Б	Сборка транзист		СВЧ (анал.)	0.018	0.1705	1	1	1.5	0.5	-	0.0023	-	1	-	-
2ТС398Б	Сборка транзист		СВЧ (анал.)	0.064	0.1705	1	1	1.5	0.5	-	0.0082	-	2	-	-
2ТС370Б	Сборка транзист			Б.с.г. 0.045	0.1705	1	1	1.5	0.5	-	0.0058	-	2	-	-
Конденсатор	емкость, пф	Uном, В	б.с.г.106, ч-1	Кр	Кэ	Кпр	Кс	Кпс	Апроб Аобрыв	э106, ч-1	АП.008	ТЛ.001	ТЛ.002	УН.005
К10-17В	10-102		0.025	0.59	1	1	0.624	-	39/2	0.0034	-	-	-	3
	102-103		0.025	0.08	1	1	0.837	-	39/2	0.0170	-	-	-	3
	103-104		0.025	0.59	1	1	1.208	-	39/2	0.0178	-	-	2	-
				0.08						0.0024	-	-	-	9
К10-47В	104-105	50	0.020	0.52	1	1	1.454	-	39/2	0.0064	1	-	-	-
	105-106	50	0.020	0.08	1	1	1.672	-	39/2	0.0027	-	1	-	3
К10-50В	103-104		0.04	0.22	1	1	1.000	-	39/2	0.0088	-	1	-	-
	104-105		0.04	0.22	1	1	1.392	-	39/2	0.0122	2	-	-	9
Резистор		б.с.г.106, ч-1	Кр	Кэ	Кпр		э106, ч-1	АП.008	ТЛ.001	ТЛ.002	УН.005
По типу Б19	-	0.02	0.61	1	1		0.0122	13	23	12	39

Таблица 3

Значения интенсивностей отказов импортных изделий, применяемых в ЭЧ САУ ГТУ

Наименование импортного изделия	Дополнительные сведения	э106, ч-1 импортного изделия
	тип отечественного изделия- аналога	исходные данные по расчетуэ отечественного аналога
Плата 5066 (ЦП)	-	-	6.2
UN10 96-5	-	-	10.0
Плата 5300	-	-	0.8879
Плата 5600	-	-	0.674
Блок питания ZX200	-	-	2.2
Блок питания ZX550	-	-	2.5
Блок питания 5124	-	-	0.8333
Конвертер ADAM4520	-	-	16.9
Преобразователи Gray Hill (типа 73 GITCK, 73GOI420, 70GIDC, 70GODC и т.п.)	-	-	4.0
Кабели VTC-9F, VTC-9M	-	-	4.5
Тактовая кнопка типа SWT	-	-	1.65
Микросхема MAX 232 EPE	H559ИП11(цифровая)	Количество элементов - 353, б.с.г.=0.017 10-6 ч-1;Кст=1.52; Кi=1	0.0258
Микросхема MAX 951 EPА	521СА3 (аналоговая)	Данные по расчету приведены в табл.1 (Приложение 1)	0.0366
Микросхема MAX 1480А	Аналоговая (среднегрупповая)	Для аналоговых М/схем этабл.=0.023 10-6 ч-1(при tокр.ср.=+30оС) Для tокр.ср.=+45оС: э =этабл Кст(+45оС).=0.023 Кст(+35оС) 10-6 1.59 = 0.0324 10-6 1.13	0.0324
Микросхема MAX 1490 BEPG	Аналоговая (среднегрупповая)	Для аналоговых М/схем этабл.=0.023 10-6 ч-1(при tокр.ср.=+30оС) Для tокр.ср.=+45оС: э =этабл Кст(+45оС).=0.023 Кст(+30оС) 10-6 1.59 = 0.0324 10-6 1.13	0.0324
Микросхема SI 9434 DY	590КН5 (аналоговая)	Данные по расчету приведены в таблице 1 (Приложения 1)	0.0847
Микросхема АТ89С2051-24PI	1806ВМ2(микропроцессор)	Количество элементов - 134636, б.с.г.=0.017 10-6 ч-1;Кст=13.65; Ккорп=1; Кv=1; Кис=1; Кэ=1; Кпр=1	0.2320
Резонатор кварцевый 11059 кГц	РК319(4-20 МГц)	б=0.02 10-6 ч-1;Кт=1.64; Кэ=1; Кпр=1	0.0328
Резонатор кварцевый 24.0 МГц	РК32(18-30 МГц)	б=0.034 10-6 ч-1;Кт=1.47; Кэ=1; Кпр=1	0.05
Оптопреобразователь DEK-OE-24DC	30Т127А, три 2D213A, один светодиод КИПМО1Б	Из таблицы 1 (Приложения 1): э”ЗОТ127А”=0.1242 10-6 ч-1; э”КИПМО1Б”=0.0272 10-6 ч-1; э”2D213A”=0.0076 10-6 ч-1	0.18
Оптопреобразователь DEK-OE-230АC	30Т127А, три 2D213A, один светодиод КИПМО1Б, один резистор, один конденсатор	Из таблицы 1 (Приложения 1): э”ЗОТ127А”=0.1242 10-6 ч-1; э”КИПМО1Б”=0.0272 10-6 ч-1; э”2D213A”=0.0076 10-6 ч-1; э”резистор”=0.003 10-6 ч-1; э”конденсатор”=0.006 10-6 ч-1;	0.19
Оптопреобразователь EMG 17-OV-5DC	-	Полагаем: э”EMG”э”DEK-OE-24DC»	0.18
Реле WAGO (типа 286-571, 286-386)	РЭС 80 (два переключающих контакта)	Из таблицы 1 (Приложения 1): э =0.0007 10-6 ч-1;	0.0007
Вставка плавкая SI FORMC Предохранитель VIOK-15; UK5-HESI; UK-6FSI	ВП-1 или ВП-6	б”ВП-6”=0.03 10-6 ч-1;Кт=2.23; Кэ=1; Кпр=1

Страница:

•  1 
•  2 

практическая работа "Система автоматического управления, регулирования, защиты, контроля и диагностики Газотурбинной энергоустановки ГТУ-2.5 (САУ ГТУ). Расчет показателей надежности" скачать

Подобные документы

• Расчет системы автоматического регулирования СЭУ и ОСС

  Разработка принципиальной схемы системы автоматического регулирования, описание ее действия. Определение передаточной функции и моделирование, оценка устойчивости по разным критериям, частотные характеристики. Разработка механизмов управления и защиты.
  
  курсовая работа [1,1 M], добавлен 14.11.2013
  

• Расчет технологических показателей системы инженерной защиты окружающей среды печи обжига известняка

  Экспоненциальный закон. Определение показателей надежности комплекса защиты окружающей среды при постоянном резервировании элементов. Исходные данные для определения количественных показателей надежности, системы инженерной защиты атмосферного воздуха.
  
  курсовая работа [434,8 K], добавлен 09.03.2013
  

• Проектирование системы автоматического регулирования

  Исследование системы автоматического регулирования на устойчивость. Нахождение передаточного коэффициента системы и статизма системы. Построение кривой переходного процесса и определение показателей качества. Синтез системы автоматического регулирования.
  
  курсовая работа [757,3 K], добавлен 26.08.2014
  

• Система автоматического регулирования расхода добавок в сушильном барабане прямоточного действия

  Система автоматического регулирования процесса сушки доменного шлака в прямоточном сушильном барабане. Требования к автоматизированным системам контроля и управления. Обоснование выбора автоматического регулятора. Идентификация системы автоматизации.
  
  курсовая работа [3,1 M], добавлен 26.12.2014
  

• Виды автоматических систем

  Регулирующие системы автоматического управления. Автоматические системы управления технологическими процессами. Системы автоматического контроля и сигнализации. Автоматические системы защиты. Классификация автоматических систем по различным признакам.
  
  реферат [351,0 K], добавлен 07.04.2012
  

• Разработка системы автоматического контроля и регулирования производства спирта

  Основные стадии технологического процесса производства спирта. Выбор элементов системы автоматического контроля и регулирования: микропроцессорного контроллера, термопреобразователя, исполнительного механизма. Расчет экономической эффективности проекта.
  
  дипломная работа [145,0 K], добавлен 14.09.2011
  

• Проектирование системы автоматического регулирования

  Динамические свойства объекта регулирования и элементов системы автоматического регулирования. Определение параметров типового закона регулирования. Параметры передаточных функций. Параметры процесса регулирования на границе устойчивости системы.
  
  контрольная работа [1,3 M], добавлен 07.08.2015
  

• Проведение анализа линейной и нелинейной системы автоматического регулирования

  Анализ линейной системы автоматического регулирования давления в емкости. Определение запасов устойчивости, прямых и косвенных показателей ее качества. Расчет передаточной функции. Построение фазового портрета и переходного процесса нелинейной системы.
  
  курсовая работа [390,8 K], добавлен 22.11.2012
  

• Расчет системы автоматического управления

  Общие характеристики электродвигателя. Расчеты по выбору элементов системы автоматического управления. Выбор тахогенератора, трансформатора, вентилей и тиристора. Определение индуктивности якорной цепи. Расчет статических показателей и динамики системы.
  
  курсовая работа [245,3 K], добавлен 24.12.2014
  

• Автоматизация процесса сушки в прямоточной барабанной сушилке

  Система управления технологическим процессом сушки в прямоточной барабанной сушилке; параметры автоматического контроля, сигнализации и защиты, построение АСУ. Расчет динамических характеристик объекта регулирования, выбор комплекса технических средств.
  
  курсовая работа [608,1 K], добавлен 28.09.2011
  

Другие документы, подобные "Система автоматического управления, регулирования, защиты, контроля и диагностики Газотурбинной энергоустановки ГТУ-2.5 (САУ ГТУ). Расчет показателей надежности"

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам