Система автоматического управления, регулирования, защиты, контроля и диагностики Газотурбинной энергоустановки ГТУ-2.5 (САУ ГТУ). Расчет показателей надежности
Определение показателей безотказности системы автоматического управления, регулирования, защиты, контроля и диагностики газотурбинной энергоустановки. Определение средней наработки на отказ аварийной защиты, на ложное срабатывание, на отказ блоков.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | практическая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 25.10.2013 |
| Размер файла | 106,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
0.067
Чип-конденсатор CO 603 NPO-16B
К10-17…К10-60 (керамические)
б =0.02 10-6 ч-1;Кр=0.18; Кэ=1; Кпр=1
Кс=1.2 (6.8нф)
0.0043
Кс=1.6 (22нф; 33нф; 100нф)
0.0058
Кс=2.1 (150нф)
0.0076
Чип-конденсатор танталовый
К52 (объемно пористый танталовый)
б =0.125 10-6 ч-1;Кр=0.18; Кэ=1; Кпр=1
Кс=0.5 (1мкф)
0.0112
Кс=0.6 (2мкф)
0.0135
Кс=0.9 (22мкф)
0.0202
Кс=1.3 (68нф)
0.0292
Чип-резистор R/C 1206-0,125
Постоянный непроволочный (среднегрупповой)
б.с.г. =0.04 10-6 ч-1;Кр=0.45; Км=0.7; Кэ=1;
Кпр=1; Кстаб=1
КR=1.0 (R<1кОм)
0.0158
КR=0.7 (R1кОм<100кОм)
0.0110
КR=2.0 (R100кОм<1МОм)
0.0315
Штеккер ST-K4, ST-BE
СР-50 (соединитель радиочастотный)
б.с.г. =0.012 10-6 ч-1; tраб=tо.с.+5оС; Кт=1.6; Кэ=1; Кпр=1;
Ккк=1.36 (2 контакта); Ккс=0.32 (n=1-25)
0.0084
Источник бесперебойного питания UPS ( составные части UPS: химический источник тока, транзисторные ключи, трансформатор статических преобразователей, выпрямительные диоды)
Отечественные аналоги составных частей UPS:
химический источник тока - щелочной аккумулятор типа НКГК-3С;
переключающие транзисторы типа 2Т834А (2шт.);
трансформатор статических преобразователей типа ТПр13;
выпрямительные диоды типа 2D213A (2шт).
э”НКГК-3С”=1.9 10-6 ч-1 [1,т.Ш];
данные по расчету э транзистора 2Т834А приведены в табл.1 Приложения 1:
э =2э”2Т834А”=20.008010-6 ч-1;
математическая модель для расчета э трансформаторов:
э =б Кт Кэ Кпр, где
б= 0.06 10-6 ч-1;Кэ=1; Кпр=1; для определения Кт найдена температура перегрева tп=18.49оС, соответствующая коэффициенту нагрузки Кн=0.4 и tпТУ=50оС,и найдена температура максимально нагретой точки обмотки tм=tокр.ср.+tп=63.5оС.
Отсюда Кт= 3.65
(для tокр.ср.ТУ=85оС);
э =0.0610-6 3.6511=0.219 10-6 ч-1;
4)данные по расчету э диода 2D213А приведены в табл.1 Приложения 1:
э =2 э”2D213А»= 2 0.0076 10-6 =
= 0.0152 10-6 ч-1
2.1502
аналога = i= 1.9 10-6 + +0.0160 10-6+ 0.219 10-6 + +0.0152 10-6= 2.1502 10-6 ч-1
Низкочастотные соединители:
а) типа IDS, MSTB, MOLEX и т.д.;
б) типа DB9F/
a) низкочастотный соединитель для печатного монтажа типа CHП 58;
а) математическая модель для расчета э соединителей:
э =б Кр Ккк Ккс Кэ Кпр, где
б= 0.00112 10-6 ч-1;Кэ=1; Кпр=1; коэффициент, зависящий от сочленений-расчленений, Ккс=0.32 (для реального применения в диапазоне n=1-25);
коэффициент режима выбран равным Кр=0.88 (для температуры перегрева контактов tп30оС); значение Ккк зависит от количества задействованных контактов (см.ниже):
а) 0.00049-0.00161 ( в зависимости от значения Ккк);
б) 0.00069-0.00073 ( в зависимости от значения Ккк)
Кол-во контактов
Ккк
3
4
6
8
10
12
15
16
18
19
20
21
23
24
27
1.55
1.72
2.02
2.3
2.58
2.86
3.28
3.42
3.71
3.86
4.00
4.16
4.47
4.62
5.11
б) Математическая модель прежняя:
б=0.00106 10-6 ч-1;Кпр=1; Кэ=1; Ккс=0.32; Кр=0.88; Ккк=2.3 (для 8 контактов) и Ккк=2.44 (для 9 контактов)
Кабель “3107 Belden»
-
-
0.45
Сетевой фильтр PILOT
Электрический шнур связи типа ШМП ЭВ
Математическая модель для расчета э:
э =б Кt L Кэ, где
б= 0.072 10-6 ч-1;Кэ=1; зависимостью э от длины L пренебрегаем, т.к. L<3м; коэффициент Кt=2.7 (для энергии активации Eа=38 кДж/моль).
0.1944
Таблица 4
Значения интенсивностей отказов по платам и блокам
|
Наименование платы, блока |
Значение э10-6, ч-1 |
|
|
ПНВИ (8Т5.104.185) |
2.6654 |
|
|
АСВК-98 (8Т5.104.207) |
5.2477 |
|
|
UFI (8Т5.104.213-01) (БЗД) |
1.4146 |
|
|
БЗД-96-60 |
25.8608 |
|
|
Ввод (8Т5.104.217) (БЗД) |
0.0594 |
|
|
Вывод (8Т5.129.033) (БЗД) |
3.2563 |
|
|
УФИ (8Т5.129.034) |
0.6789 |
|
БУШ-96 ( на 6-8 год эксплуатации),( к окончанию Гос.испытаний) |
16.8349 |
|
|
39,4749 |
||
|
АТ (8Т5.104.194) (БУШ) |
0.5566 |
|
|
Преобразователь напряжения (8Т5.087.030) (БУШ) |
2.2452 |
|
|
БП (8Т3.211.011) (БУШ) (без платы АТ и без преобразователя напряжения) |
1.0820 |
|
|
Управление ДВШ и ВИП (8Т5.129.028) (БУШ) |
8.9111 |
|
|
Усилитель ДВШ (8Т5.129.029) (БУШ) |
3.5331 |
Приложение 2
Определение интенсивностей отказов дозатора газа ДГ-90ГП1М
В таблице приведены -характеристики элементов и узлов дозатора газа ДГ-90ГП1М
Таблица
|
Наименование узла |
Основные элементы,входящие в узел |
Ссылка на документ |
Значение 10-6,ч-1 |
||
|
элемента |
узла |
||||
|
Дозирующая игла (ДИ) |
шток ДИ |
[4] |
0.11 |
0.295 |
|
|
сопло |
[5] |
0.1 |
|||
|
игла |
[4] |
0.085 |
|||
|
Узел разгрузки ДИ |
муфта |
[6] |
0.009 |
0.159 |
|
|
тяга |
[4] |
0 |
|||
|
поршень |
[4] |
0.15 |
|||
|
Узел управления ДИ |
валик |
[4] |
0.22 |
1.8981 |
|
|
сальник |
[5] |
0 |
|||
|
Винт упора Gгмакс(мин) |
[4] |
0.06 2 |
|||
|
3ДВШ100-1.6 |
[1] |
0.005 |
|||
|
ДБСКТ-220-1 |
[6] |
1.0 |
|||
|
шестерня |
[4] |
0.11 5 |
|||
Соединитель 2РМ24Б19Ш1В1(«Х2») |
[1] |
0.0031 |
|||
|
Всего: |
2.3521 10-6,ч-1 |
Приложение 3
Определение интенсивностей отказов линий связи САУ ГТУ (кабелей, жгутов и т.п.)
1. Расчет кабелей связи для передачи сигналов (информации) между блоками, устройствами, модулями проведен следующим образом.
Кабель состоит из низкочастотных соединителей (типа IDC, MSTB, DB9F, MOLEX 6, PHU-6) и токопроводящих жил, заключенных в ленточных кабелях.
При расчете -характеристик импортных ленточных кабелей задаемся интенсивностью отказов проводов, формирующих жилы в ленточных кабелях, не хуже, чем э для монтажных низковольтных проводов отечественного производства типа МПО, МС 16-13 и.т.п.
Расчет проведен по математической модели, приведенной в справочнике [1]:
э = бКtКэL ,
где б -базовое значение интенсивности отказов (для провода МС 16-13 б=0.0810-9,
ч-1);
Kt - температурный коэффициент ( вляние коэффициента Kt не учитывается в случае применения провода МС 16-13, т.к. этот провод обладает повышенной теплоемкостью., а применяется при температуре ниже 100оС [1]);
L - суммарная длина провода в кабеле, м ( для L<3м зависимостью э от длины L пренебрегаем [1]).
Отсюда для ленточного кабеля интенсивность отказов равна:
э = 0.0008 10-6, ч-1 (для 10 жил);
э = 0.0021 10-6, ч-1 (для 26 жил);
э = 0.0027 10-6, ч-1 (для 34 жил).
Значения интенсивностей отказов кабелей в зависимости от числа задействованных контактов (коэффициента Ккк) и от числа жил в ленточном кабеле представлены в таблице.
Таблица
|
Обозначение соединителя |
ЗначениеКкк |
Количество жил в ленточном кабеле |
Интенсивность отказов э 106, ч-1 |
|||
|
cоединителей (по 2 шт.) |
ленточного кабеля |
кабеля в целом |
||||
|
IDC-10MS |
2.3 |
10 |
0.00144 |
0.0008 |
0.00224 |
|
|
IDC-26MS |
1.55 |
26 |
0.00098 |
0.0021 |
0.00308 |
|
|
IDC-26MS |
1.72 |
26 |
0.00108 |
0.0021 |
0.00318 |
|
|
IDC-26MS |
2.02 |
26 |
0.00128 |
0.0021 |
0.00338 |
|
|
IDC-26MS |
2.30 |
26 |
0.00144 |
0.0021 |
0.00354 |
|
|
IDC-26MS |
2.58 |
26 |
0.00162 |
0.0021 |
0.00372 |
|
|
IDC-26MS |
2.86 |
26 |
0.00180 |
0.0021 |
0.00390 |
|
|
IDC-26MS |
3.28 |
26 |
0.00206 |
0.0021 |
0.00416 |
|
|
IDC-26MS |
3.42 |
26 |
0.00216 |
0.0021 |
0.00426 |
|
|
IDC-26MS |
3.71 |
26 |
0.00234 |
0.0021 |
0.00444 |
|
|
IDC-26MS |
3.86 |
26 |
0.00244 |
0.0021 |
0.00454 |
|
|
IDC-26MS |
4.00 |
26 |
0.00252 |
0.0021 |
0.00462 |
|
|
IDC-26MS |
4.16 |
26 |
0.00262 |
0.0021 |
0.00472 |
|
|
IDC-26MS |
4.47 |
26 |
0.00282 |
0.0021 |
0.00492 |
|
|
IDC-26MS |
4.62 |
26 |
0.00292 |
0.0021 |
0.00502 |
|
|
IDC-34MS |
5.11 |
34 |
0.00322 |
0.0027 |
0.00592 |
2. При использовании вместо ленточных кабелей монтажных низковольтных проводов типа МПО, МС 16-13, МГШВ, МГТФ или термоэлектродных проводов типа СФКЭ-ХА получаем следующие значения интенсивностей отказов э:
МПО (МГШВ) - 0.2128 10-6, ч-1;
МГТФ - 0.08 10-9, ч-1;
МС 16-13 - 0.08 10-9, ч-1;
СКФЭ-ХА - 1.4 10-9, ч-1.
3. Для клеммных соединений и обжимок с использованием наконечников рассчитаны следующие интенсивности отказов э:
Клеммное соединение э = 0.015 10-8, ч-1 (на одно соединение);
Обжимка с наконечником э = 0.0003 10-8, ч-1 (на одно соединение).
Приложение 4
Определение вспомогательных величин для расчета показателей безотказности.
Оценка значений Кпп.
Для определения полноты охвата системой встроенного контроля различных устройств САУ ГТУ-2.5 проведена экспертная оценка коэффициента полноты проверки Кпп. Сведения по экспертным оценкам сведены в таблицу 1.
2. Оценка значений КDCвых, КUNIOвых, КDCвх, КUNIOвх.
Коэффициент Квых( Квх) характеризует долю интенсивности отказов тех элементов платы 5600(DC) или UNIO, которые задействованы в обработке и управлении выходными (входными) сигналами, по сравнению с интенсивностью отказов всей платы (или с общим количеством входных и выходных сигналов платы):
Квых=nвых/(nвых+nвх); Квх=nвх/(nвых+nвх);
где nвых(вх) - количество выходных (входных) сигналов платы в соответствии с электрическими структурными схемами БУД-98 (8Т1.001.005 Э1) и БУС-98 (8Т1.001.006 Э1).
Расчетные данные представлены в таблице 2.
Таблица 2
|
Блок |
БУД-98 |
БУС-98 |
|||||
|
Плата |
UNIO №1 |
UNIO №2 |
5600 |
UNIO |
56001 |
56002 |
|
|
nвых |
3 |
17 |
23 |
12 |
26 |
20 |
|
|
nвх |
36 |
4 |
48 |
42 |
64 |
41 |
|
|
Квых |
0.08 |
0.81 |
0.32 |
0.22 |
0.29 |
0.33 |
|
|
Квх |
0.92 |
0.19 |
0.68 |
0.78 |
0.71 |
0.67 |
Таблица 1
Сведения по экспертной оценке коэффициента Кпп
|
Наименование устройства |
Вид отказа |
Экспертная оценка Кпп |
Среднее значение Кпп |
||||||
|
№1 |
№2 |
№3 |
№4 |
№5 |
№6 |
||||
|
БУД-98 |
|||||||||
|
Плата 5066 |
1.0 |
0.5 |
0.9 |
0.8 |
0.5 |
0.7 |
0.73 |
||
|
“ UNIO 96-5 №1 |
0.99 |
0.5 |
0.5 |
0.9 |
0.8 |
0.65 |
0.72 |
||
|
“ UNIO 96-5 №2 |
0.99 |
0.5 |
0.5 |
0.9 |
0.8 |
0.65 |
0.72 |
||
|
“ 5600 |
0.99 |
0.5 |
0.5 |
0.4 |
0.8 |
0.1 |
0.55 |
||
|
“ АСВК-98(8Т5.104.207) |
0.9 |
0.5 |
0.1 |
0.5 |
0.1 |
0.9 |
0.5 |
||
|
“ 5300 (УБСКТ) |
1.0 |
0.5 |
0.5 |
0.4 |
0.8 |
0.4 |
0.6 |
||
|
“ УФИ (8Т5.129.034) |
1.0 |
0.5 |
0 |
0.9 |
0.5 |
0.7 |
0.6 |
||
|
“ ПНВИ (8Т5.104.185) |
1.0 |
0.5 |
0.5 |
0.6 |
0.4 |
0.4 |
0.57 |
||
|
Реле WAGO |
Обрыв, КЗ |
1.0 |
0.5 |
0 |
0.5 |
0 |
0.5 |
0.42 |
|
|
ZX 550 (ИП) |
1.0 |
0.5 |
0.25 |
0.9 |
0.3 |
1.0 |
0.66 |
||
|
ZX 200 (ИП) |
1.0 |
0.5 |
0.25 |
0.9 |
0.3 |
1.0 |
0.66 |
||
|
UPS (ИП) |
1.0 |
0.5 |
0.5 |
0 |
0 |
0 |
0.33 |
||
|
70GODC5B |
Обрыв,КЗ |
0.9 |
0.5 |
0 |
0.3 |
0.4 |
0.5 |
0.43 |
|
|
70GIDC5B |
Обрыв,КЗ |
1.0 |
0.5 |
0.5 |
0.2 |
0 |
0 |
0.37 |
|
|
73GITCK, 73GITR100, 73GOI420, 73GII020 |
Обрыв,КЗ |
0.9 |
0.5 |
0.5 |
0.6 |
0.8 |
0.8 |
0.68 |
|
|
DEK-OE-24DC(-230AC) |
Обрыв,КЗ |
0.9 |
0.5 |
0 |
0.3 |
0.4 |
0 |
0.35 |
|
|
EMG 17-OV-5DC |
Обрыв,КЗ |
0.9 |
0.5 |
0 |
0.3 |
0.4 |
0 |
0.35 |
|
|
БУС-98 |
|||||||||
|
Плата 5066 |
1.0 |
0.5 |
0.9 |
0.8 |
0.5 |
0.7 |
0.73 |
||
|
“ UNIO 96-5 |
1.0 |
0.5 |
0.5 |
0.9 |
0.8 |
0.65 |
0.72 |
||
|
“ 5600 |
1.0 |
0.5 |
0.5 |
0.4 |
0.8 |
0 |
0.53 |
||
|
“ АСВК-98(8Т5.104.207) |
0.9 |
0.5 |
0.1 |
0.5 |
0.1 |
0.9 |
0.5 |
||
|
ZX 200 (ИП) |
1.0 |
0.5 |
0.25 |
0.9 |
0.3 |
1.0 |
0.66 |
||
|
UPS (ИП) |
1.0 |
0.5 |
0.5 |
0 |
0 |
0 |
0.33 |
||
|
70GODC5B |
Обрыв,КЗ |
0.9 |
0.5 |
0 |
0.2 |
0.4 |
0.2 |
0.37 |
|
|
70GIDC5B |
Обрыв,КЗ |
0.9 |
0.5 |
0 |
0.2 |
0 |
0.2 |
0.30 |
|
|
73GITCK, 73GITR100 |
Обрыв,КЗ |
0.9 |
0.5 |
0.5 |
0.7 |
0.8 |
0.8 |
0.70 |
|
|
73GIV5, 73GIVAC120 |
Обрыв,КЗ |
0.9 |
0.5 |
0.5 |
0.6 |
0 |
0.8 |
0.55 |
|
|
DEK-OE-24DC(-230AC) |
Обрыв,КЗ |
0.9 |
0.5 |
0 |
0.2 |
0.4 |
0 |
0.33 |
|
|
EMG 17-OV-5DC |
Обрыв,КЗ |
0.9 |
0.5 |
0 |
0.3 |
0.4 |
0 |
0.35 |
|
|
Информационный канал |
|||||||||
|
ADAM 4520 |
1.0 |
0.5 |
0.95 |
0.8 |
1.0 |
0.7 |
0.82 |
||
|
Линии связи |
Обрыв,КЗ |
1.0 |
0.5 |
0.95 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
0.91 |
|
|
БЗД-96-60 |
|||||||||
|
Плата 5066 |
1.0 |
0.5 |
0.9 |
0.8 |
0.5 |
0.7 |
0.73 |
||
|
“ UNIO 96-5 |
1.0 |
0.5 |
0.5 |
0.9 |
0.8 |
0.65 |
0.72 |
||
|
“ UFI (8Т5.104.213-01) |
1.0 |
0.5 |
0 |
0.9 |
0.5 |
0.7 |
0.6 |
||
|
5124 (ИП) |
1.0 |
0.5 |
0.25 |
0.3 |
0.3 |
1.0 |
0.56 |
||
|
73GITCK |
0.9 |
0.5 |
0.5 |
0.7 |
0.8 |
0.65 |
0.68 |
||
|
Преобразователь входных дискретных сигналов |
0.9 |
0.5 |
0 |
0.3 |
0.1 |
0 |
0.30 |
||
|
Преобразователь выходных дискретных сигналов |
0.9 |
0.5 |
0 |
0.2 |
0.4 |
0.15 |
0.36 |
||
|
Узел блокировки АО |
0.99 |
0.5 |
0 |
0.3 |
0 |
0 |
0.30 |
||
|
БУШ-96 |
|||||||||
|
Плата управления ДВШ и ВИП (8Т5.129.028) |
1.0 |
0.6 |
0.8 |
0 |
0.3 |
0.4 |
0.52 |
||
|
Плата усилителей ДВШ (8Т5.129.029) |
1.0 |
0.6 |
0.8 |
0 |
0.3 |
0 |
0.45 |
||
|
ДГ-90ГП1М |
|||||||||
|
3 ДВШ -100-1.6 |
Обрыв,КЗ |
1.0 |
0.6 |
0.8 |
0 |
0.3 |
0 |
0.45 |
|
|
ОГК |
|||||||||
|
ЭМТ-232А |
Обрыв,КЗ |
0.9 |
0.95 |
0.8 |
0.9 |
0.5 |
0 |
0.68 |
Оценка значений Кобрыв,КЗ и Клс
Коэффициент Кобрыв,КЗ характеризует долю отказов типа «обрыв, КЗ» от общего числа отказов устройства. Оценка распределения отказов по видам проведена для импортных модулей с гальваническими развязками (EMG 17-OV- 5DC, DEK OE-24DC, 70GODC5B, 70GIDC5B, 73GITCK и т.п.) в сравнении с отечественными оптопарами типа 30Т127А.
В виду недоступности (на момент выпуска настоящего отчета) данных по распределению отказов по видам для импортных модулей, полагаем, что доля наиболее ответственного вида отказов (из-за трудностей, связанных с их контролем) - параметрических отказов для импортных модулей, не выше доли параметрических отказов для отечественных оптопар, т.е. не выше 38% (см. Единый справочник [1]).
Анализ электрических цепей импортных модулей показывает, что нарушение цепи входного напряжения Uвх гальванической развязки типа «обрыв, КЗ, пробой» приводит к невыдаче управляющей команды. Доля этих внезапных отказов может быть принята равной 0.62, не менее (с учетом оценки доли параметрических отказов, проведенной выше, равной 0.38).
Для расчетов полагаем Кобрыв,КЗ=0.62.
Коэффициент Клс характеризует долю ложного воздействия на управляющий орган со стороны гальванической развязки при отсутствии реальной ситуации, приводящей к подключению управляющей команды (Uвх), от общего числа отказов устройства.
Отказы этого типа могут возникнуть в коммутационных цепях устройства (внезапные отказы эпитаксиального транзисторного приемника: КЗ или пробой). Как показано выше, доля внезапных отказов равна 0.62.
Отсюда для случая ложного воздействия со стороны гальванической развязки на управляющий орган используем значение коэффициента, равное Клс=0.62.
Приложение 5
Основные расчеты по оценке показателей безотказности
Расчеты по определению интенсивностей отказов несраб.защ.(1) и несраб.защ.(2).
несраб.защ.(1) = АСВК(БУД)(1-Кпп) АСВК(БУС)(1-Кпп)+ UNIO№2(1-Кпп)КUNIO№2вых
[5600(1) (1-Кпп) КDC1вых + UNIO (1-Кпп) КUNIOвых] + [770GODC(БУД) (1-Кпп) Котказпарам + 4 EMG(БУД) (1-Кпп) Котказпарам] [ 770GODC(БУC) (1-Кпп) Котказпарам + 4 EMG (БУC) (1-Кпп) Котказпарам] + лин.связи (БУC) лин.связи(БУД);
несраб.защ.(2) = внешн.ли.св.+ ЦП(БУД)(1-Кпп) + ЦП(БУС)(1-Кпп) +реле(1-Кпп)Котказпарам;
где
i - интенсивность отказов соответствующего устройства; расчетные значения приведены в Приложении 1;
Кпп - коэффициент полноты проверки устройства, определяющий долю обнаружения отказов устройства средствами СВК; экспертные оценки по Кпп приведены в Приложении 4;
(1-Кпп) - доля неконтролируемых отказов элементов устройств, которые блокируют сигнал АО. Отказы контролируемых элементов парируются СВК либо путем команды на прекращение запуска - на режиме автоматического запуска (в этом случае пропуска аварии не произойдет), либо путем формирования команды АО - на основных режимах;
КDC(UNIO)вых - доля интенсивности отказов тех элементов платы 5600 (DC) или UNIO, которые задействованы в обработке и управлении выходными сигналами, по сравнению с интенсивностью отказов всех элементов платы ( или с общим количеством входных и выходных сигналов платы). Расчетные значения коэффициентов приведены в Приложении 4.
Котказпарам. - доля параметрических отказов от общего числа отказов устройства. Для устройств гальванической развязки получено значение Котказпарам.= 0.38 (см.Приложение 4), для реле Котказпарам.= 0.32 (см.[1]).
Подставляя значения i и коэффициентов в формулы для определения несраб.защ.(1) и несраб.защ.(2), получаем:
несраб.защ.(1) = 5.247710-6(1-0.5) 5.247710-6(1-0.5)+ 1010-6(1-0.72)0.81 [0.67410-6(1-0.53)0.29+ 1010-6(1-0.72)0.22]+[7410-6(1-0.43)0.38+40.1810-6(1-0.35)0.38] [ 7410-6(1-0.37)0.38+40.1810-6(1-0.35)0.38]+ 0.0310-60.0310-6= 51.444310-12 ч-1;
несраб.защ.(2) = 0.6702610-6.+ 6.210-6(1-0.73) + 6.210-6(1-0.73) +50.004210-6(1-0.42) 0.32 = 4.0222110-6 ч-1.
Расчеты по определению интенсивности отказов i невыд.АО, приводящих к невыдаче сигнала АО блоком БЗД-96-60.
i невыд.АО = UFI(1-Кпп)+ ввода(1-Кпп) Котказпарам. + UNIO(1-Кпп)КUNIOзагр+5124(1-Кпп) +цп(1-Кпп)+преобр.DSI(1-Кпп) +блокАО(1-Кпп) +преобр.DSО(1-Кпп)+ +лин.связи;
где ввода - интенсивность отказов платы ввода 8Т5.104.217 (включая 73GITCK);
UFI - интенсивность отказов платы UFI 8Т5.104.213-01;
КUNIOзагр - доля загрузки платы UNIO по адресации от всего объема для адресации платы. Полагая, что фактическая загрузка платы UNIO по адресации составляет не более 20%, принимаем КUNIOзагр= 0.2.
Подставляя значения i и коэффициентов в формулу для определения i невыд.АО, получаем:
i невыд.АО = 1.414610-6(1-0.6)+ 4.059410-6(1-0.68) 0.38. + 1010-6(1-0.72)0.2+ 0.833310-6(1-0.56) +6.210-6(1-0.73)+ 0.05710-6(1-0.3) +0.020610-6(1-0.3) +0.013810-6(1-0.36) +0.013710-6 = 3.736910-6 ч-1.
Расчеты по определению интенсивности отказов i ложн..АО
а) i ложн..АО = 673GITR100(1-Кпп) Котказпарам + 273GTICK(1-Кпп) Котказпарам + 73GIIO20 (1-Кпп) Котказпарам + DEK-24DC(1-Кпп) Котказпарам +УФИ(1-Кпп)+ПНВИ(1-Кпп) +6DEK-230AC(1-Кпп)Котказпарам+ 3DEK-24DC(1-Кпп)Котказпарам+270GODC5 (1-Кпп)Котказпарам+ 270GODC5(1-Кпп)Котказпарам + 6EMG(1-Кпп)Котказпарам+370GODC5(1-Кпп)Котказпарам =6410-6(1-0.68) 0.38 + 2410-6(1-0.68) 0.38 + 410-6(1-0.68) 0.38 + 0.1810-6 (1-0.35) 0.38 +0.678910-6(1-0.6)+ 2.665410-6(1-0.57) +60.1910-6(1-0.35)0.38+ 30.1810-6(1-0.33)0.38+2410-6 (1-0.43)0.38+ 2410-6(1-0.37)0.38 + 60.1810-6(1-0.35)0.38+3410-6(1-0.43)0.38 = 12.76610-6 ч-1.
б) Отсюда для БУД имеем ложн..АО = 10.298310-6 ч-1; для БУС имеем ложн..АО = 2.467710-6 ч-1.
в) Для блока БЗД-96-60 полагаем, что к ложному АО могут привести параметрические отказы плат ввода и UNIO, а также - преобразователей дискретных сигналов (входных и выходных):
ложн..АО = 4.059410-6(1-0.68) 0.38 + 1010-6(1-0.72) 0.2 + 0.05710-6(1-0.3) + +0.013810-6(1-0.36) = 1.102310-6 ч-1
г) Для блока БУШ-96 полагаем, что к ложному останову могут привести неконтролируемые отказы устройств, управляющих закрытием ДИ дозатора газа ДГ-90ГП1М:
останов = [упр.ДВШ(1-Кпп) + усилДВШ(1-Кпп) ](1 - Р1 Р2),
где
Р1, Р2 - соответственно, вероятность невыдачи одного сигнала из восьми выходных сигналов из БУШ к ДГ-90ГП1М, вероятность непоявления следующего выходного сигнала из оставшихся семи (подробнее, см. в п.4, в настоящего приложения);
останов = [1.964510-6 (1-0.52) + 3.578410-6 (1-0.45) ](1 - 1/8 2/7) = 2.806310-6 ч-1.
Расчеты по определению i упр для оценки показателя Тфунк.упр. при невыдаче предусмотренной команды.
а) для случая управления режимом запуска ГТД:
i упр.зап.гтд = UNIO№1(1-Кпп) КUNIO№1вых + 373GOI(1-Кпп) Котказпарам + 5600(1-Кпп) КDCвых + 2EMG(1-Кпп) Котказпарам +UNIO№2(1-Кпп) КUNIO№2вых +570GODC5(1-Кпп) Котказпарам +реле(1-Кпп)Котказпарам+ цп(1-Кпп)+ZX550(1-Кпп)+ ZX220(1-Кпп) + лин.связи= 1010-6 (1-0.72) 0.08 + 3410-6 (1-0.68) 0.38 + 0.67410-6 (1-0.55) 0.32 + 20.1810-6 (1-0.35) 0.38 + 1010-6 (1-0.72) 0.81 +5 410-6 (1-0.43) 0.38 + 0.003610-6 (1-0.42)0.32+ 6.210-6 (1-0.73)+ 2.510-6 (1-0.66)+ 2.210-6 (1-0.66) + +0.003610-6 = 11.745510-6 ч-1;
б) для случая невыдачи команды при управлении режимом запуска ТГ:
i упр.зап.тг = UNIO(1-Кпп) КUNIOвых + 270GODC5(1-Кпп) Котказпарам + 5600(1-Кпп) КDC1вых + 3EMG 17-OV(1-Кпп) Котказпарам +цп (1-Кпп) +ZX200(1-Кпп) +UPS(1-Кпп) + +лин.связи= 1010-6 (1-0.72) 0.22 + 2 410-6 (1-0.37) 0.38 + 0.67410-6 (1-0.53) 0.29 +3 0.1810-6 (1-0.35) 0.38 + 6.210-6 (1-0.73) + 2.210-6 (1-0.66) + 2.150210-6 (1-0.33) + +0.0109910-6 = 6.630110-6 ч-1;
в) для случая невыдачи команды при управлении основными режимами ГТД:
i упр.осн.реж..гтд = UNIO№2(1-Кпп) КUNIO№2вых + 270GODC5(1-Кпп) Котказпарам + 5600 (1-Кпп) КDCвых + 3EMG 17-OV(1-Кпп) Котказпарам +цп (1-Кпп) +ZX200(1-Кпп) +ZX550 (1-Кпп) +БУШ”упр”,”в-н”(1-Кпп) +3ДВШ(1-Кпп) + лин.связи.
где
БУШ”упр”,”в-н - интенсивность отказов блока БУШ-96 по функциям “управление” и “вперед-назад”. Для управления шаговым двигателем 3ДВШ100-1.6 БУШ выдает восемь управляющих функций к дозатору газа ДГ-90ГП1М. Потеря функции управления шаговым двигателем произойдет согласно логике работы СВК в случае последовательных отказов двух рядом возникающих выходных сигналов. Как известно, вероятность невыдачи одного сигнала из восьми равна Р1=1/8 , а вероятность не появления следующего сигнала из оставшихся семи Р2=2/7 , при условии нахождения второго отказавшего сигнала рядом с ранее отказавшим ( два благоприятных случая - перед отказавшим или за отказавшим ранее).
БУШ «упр», «в-н» = (плата упр.ДВШ + плата усилДВШ) Р1 Р2 = (1.964510-6 + 3.578410-6) 1/8 2/7 = 0.19810-6 ч-1;
Тогда:
i упр.осн.реж..гтд = 1010-6 (1-0.72) 0.81 + 2 410-6 (1-0.43) 0.38 + 0.67410-6 (1-0.55) 0.32 + 3 0.1810-6 (1-0.35) 0.38 + 6.210-6 (1-0.73) + 2.510-6 (1-0.66) +2.210-6 (1-0.66) + 0.19810-6 + 0.00510-6 (1-0.45) + 0.475410-6 = 8.179510-6 ч-1.
г) для случая невыдачи команды при управлении основным режимом ТГ:
i упр.осн.реж..тг = 5600(1-Кпп) КD1вых + 5600(1-Кпп) КD2вых + UNIO(1-Кпп) КUNIOвых + +270GODC5(1-Кпп) Котказпарам +24EMG (1-Кпп) Котказпарам +РЭН33(1-Кпп) Котказпарам +цп(1-Кпп) +ZX200(1-Кпп) +UPS(1-Кпп)+ лин.связи = 0.67410-6 (1-0.53) 0.29 + 0.674(1-0.53) 0.33 + 1010-6 (1-0.72) 0.22 + 2 410-6 (1-0.37) 0.38 +24 0.1810-6 (1-0.35) 0.38 + 0.0036(1-0.42) 0.32 + 6.210-6 (1-0.73) + 2.210-6 (1-0.66) + 2.150210-6 (1-0.33)+ 0.0202110-6 = 7.678110-6 ч-1.
Определение интенсивностей отказов для оценки показателя Тфунк.упр. при формировании ложного управляющего воздействия:
а) для случаев ложного управляющего воздействия на режиме запуска ГТД и на режиме запуска ТГ:
i упр.зап.(ложн.)гтд = UNIO№1Кпп КUNIO№1вых + 373GOI420Кпп Кобрыв,КЗ + 5600Кпп КDСвых + +2EMG Кпп Кобрыв,КЗ + UNIO№2Кпп КUNIO№2вых + 570GODC5Кпп Кобрыв,КЗ+ +РЭН33Кпп Кобрыв,КЗ + лин.связи = 1010-6 0.72 0.08 + 3410-6 0.68 0.62 + 0.67410-6 0.550.32 + 2 0.1810-6 0.35 0.62 + 1010-6 0.72 0.81 + 5 410-6 0.43 0.62 + 0.003610-6 0.42 0 + 0.0110510-6 =17.00710-6 ч-1.
i упр.зап.(ложн.)тг = UNIOКпп КUNIOвых + 270GODC5Кпп Кобрыв,КЗ + 5600Кпп КDС1вых + +3EMG Кпп Кобрыв,КЗ + лин.связи = 1010-6 0.72 0.22 + 2 410-6 0.37 0.62 + 0.67410-6 0.53 0.29+ 3 0.1810-6 0.35 0.62 + 0.0109910-6 = 3.651010-6 ч-1.
б) для случаев ложного управляющего воздействия на основном режиме ГТД и на основном режиме ТГ:
i упр.осн.реж.(ложн.)гтд = UNIO№2Кпп КUNIO№2вых + 270GODC5Кпп Кобрыв,КЗ + 5600Кпп КDСвых + 3EMG Кпп Кобрыв,КЗ + БУШ”упр”,”в-н” Кпп +лин.связи = 1010-6 0.72 0.81 + 2 410-6 0.43 0.62 + 0.67410-6 0.55 0.32 + 3 0.1810-6 0.35 0.62 + 0.09410-6 + 0.475410-6 = 8.7710-6 ч-1.
i упр.осн.реж.(ложн.)тг = 5600Кпп КDС1вых +5600Кпп КDС2вых +UNIOКпп КUNIOвых + +270GODC5Кпп Кобрыв,КЗ + 24EMG17-OV Кпп Кобрыв,КЗ +РЭН33Кпп Кобрыв,КЗ +лин.связи = 0.67410-6 0.53 0.29 + 0.67410-6 0.53 0.33 + 1010-6 0.72 0.22 + 2 410-6 0.37 0.62 + 24 0.1810-6 0.35 0.62 + 0.003610-6 0.42 0 + 0.0202110-6 = 4.598310-6 ч-1.
Определение интенсивностей отказов для оценки показателя безотказности Тфунк.рег.
а) i одиноч. = UNIO№1(1-Кпп) КUNIO№1вх + 473GI(1-Кпп) Котказпарам + 2цп (1-Кпп) Крег + 5600(1-Кпп) КDCвых + 6 70GODC5(1-Кпп) Котказпарам + UNIO(1-Кпп) КUNIOвх + 5 73GIITR(1-Кпп) Котказпарам + 5600(1-Кпп) КDC1вых + 5600(1-Кпп) КDC2вых + 7EMG17-OV (1-Кпп) Котказпарам + 2 73GIV5(1-Кпп) Котказпарам + лин.связи.
где
Крег - доля объема ПЗУ.ОЗУ и таймера , задействованных в процессе регулирования, от всего объема функциональных устройств центрального процессора; принимаем Крег= 0.5.
i одиноч. = 1010-6(1-0.72) 0.92 + 4 410-6(1-0.68) 0.38 + 2 6.210-6(1-0.73) 0.5 + +0.67410-6(1-0.55) 0.32 + 6 410-6(1-0.43) 0.38 + 1010-6(1-0.72) 0.78 + 5 410-6 (1-0.7) 0.38 + 0.67410-6(1-0.53) 0.29 + 0.67410-6(1-0.53) 0.33 + 7 0.1810-6(1-0.35) 0.38 + 2 410-6(1-0.55) 0.38 + 0.0339410-6 = 17.864610-6 ч-1.
б) Оценка значения i дв.отк.
Суммарная интенсивность двойных отказов i дв.отк. учитывает интенсивности отказов каналов измерения параметров nгтд, Тт, Твх и ди при одновременных отказах основного и дублирующего каналов по каждому параметру.
В каналы измерения параметров в составе САУ входят:
по nгтд: двухканальная плата УФИ (8Т5.129.034) с каналом «А1» - для параметра nгтд1 и с каналом «А2» - для параметра nгтд2. Входным устройством для обоих каналов служит плата UNIO 96-5 №2, которая в формуле при рассмотрении одиночных отказов не была задействована;
по Тт: аналоговый модуль 73GITCK с предохранителем UKK-5TG для каждого канала Тт1 и Тт2. Входным устройством для обоих каналов служит плата UNIO 96-5 №1, интенсивность отказов которой была учтена в формуле при рассмотрении одиночных отказов;
по Твх: аналоговый модуль 73GITR100 с предохранителем VI0K-1.5 для каждого канала Твх1 и Твх2. Входным устройством для обоих каналов служит плата UNIO 96-5 №1;
по ди : плата преобразования напряжений во временной интервал ПНВИ (8Т5.104.185) и плата 5300(УБСКТ), аппаратно не разделенные по каналам ди1 и ди2 . Поэтому двойной отказ по обоим каналам может произойти при отказах в ПНВИ или в 5300.
Поскольку одновременные отказы в обоих каналах УФИ или в обоих модулях 73GITCK или в обоих модулях 73GITR100 являются для каждого параметра nгтд, Тт, Твх независимыми событиями, то вероятность двойного отказа этих каналов измерения равна произведению вероятности отказов основного канала на вероятность отказов дублирующего канала (на 1 час работы).
Отсюда следует, что логическая структурная схема устройств, двойные отказы которых приводят к невыполнению функций регулирования, представляет параллельно-последовательное соединение ( в смысле надежности) входящих в измерительные каналы устройств (см. рисунок).
Рисунок
Для приведенной схемы имеем:
i двойн. = (УФИ”А1”УФИ”А2”)+ UNIO№2(1-Кпп) КUNIO№2вх + [73GITCK(1-Кпп) Котказпарам + +UKK Кперегорпри Iн] [73GITCK(1-Кпп) Котказпарам + UKK Кперегорпри Iн] + [73GITR100(1-Кпп) Котказпарам + VIOK Кперегорпри Iн] [73GITR100(1-Кпп) Котказпарам + VIOK Кперегорпри Iн] +ПНВИ (1-Кпп) + 5300(1-Кпп) + лин.связи,
где
Кперегорпри Iн - коэффициент, учитывающий долю внезапного перегорания плавкой вставки при номинальном токе от всех видов отказов. Принимаем значение Кперегорпри Iн= 0.9, по аналогии с отечественными предохранителями [1].
Подставляя значения i и коэффициентов в уравнение, получаем:
i двойн. = (0.3394510-60.3394510-6)+ 1010-6(1-0.72) 0.19 + [410-6(1-0.68) 0.38+ +0.06710-6 0.9] [410-6(1-0.68) 0.38 + 0.06710-6 0.9] + [410-6(1-0.68) 0.38 + +0.06710-6 0.9] [410-6(1-0.68) 0.38 + 0.06710-6 0.9] + 2.665410-6(1-0.57) + +0.887910-6(1-0.6) + +0.0252410-6 = 2.894610-6 ч-1.
Расчет интенсивности отказов по показателю Тфунк.сигн.
i = 673GIIO20+ 873GITR100 + 6VIOK + УФИ +DEK OE-24DC + UNIO№1 КUNIO№1вх + UNIO№2 КUNIO№2вх + 5600КDCвх + 5066буд Кнк + 5066бусКнк + 3ADAM + 2comport + лин.связи=6 410-6+ 8 410-6+ 6 0.06710-6+ 0.678910-6+ 0.1810-6+ 1010-6 0.92 + 1010-6 0.19 + +0.67410-60.68 + 6.210-6 0.27 + 6.210-60.27 + 3 16.910-6+ 2 0.0006910-6+ 0.7021310-6= 122.570710-6 ч-1.
Расчет интенсивности отказов по показателю Тинф.функ.
i = comportЦПБУД + comportЦПБУС + ADAMБУД + 2ADAMБУС + лин.связи;
где
comportЦПБУД(БУС)- интенсивность отказов узла Comport в составе ЦП;
ADAMБУД(БУС) - интенсивность отказов преобразователя интерфейсов ADAM 4520 в составе БУД(БУС);
лин.связи - интенсивность отказов линий связи между узлом Comport и ADAM (в блоках БУД, БУС) и между ADAM(БУД) и ADAM(БУС).
i = 0.0006910-6+ 0.0006910-6+ 3 16.910-6+ 0.6702610-6 = 51.370410-6 ч-1.
Соответственно, по БУД-98: i = 17.235810-6 ч-1.
по БУС-98: i = 34.134610-6 ч-1.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Надежность электрорадиоизделий (Единый справочник РНИИ «Электростандарт»),т.1-2, издание9; т.3, издание 8.
Надежность изделий электронной техники для устройств народнохозяйственного назначения (Справочник ВНИИ «Электростандарт»), т.1, издание 6.
Отчет № 172-93. Анализ результатов термометрирования и снятия карт режимов для оценки схемной надежности вновь проектируемых электронных агрегатов.
Отчет № 34-83. Показатели надежности элементов и узлов агрегатов САР изделий, эксплуатирующихся в МГА.
Отчет ЦИАМ. Обоснование и разработка норм на показатели безотказности элементов системы управления ГТД.
Отчет № 153-94. Расчет показателей надежности ЭСУД ГТУ ПС-90 ГП1.
Техническая справка № 6-89. Оценка коэффициентов, учитывающих влияние на надежность агрегата отказов по КПН.
А.В.Фролов, Г.В.Фролов. Программирование модемов, Москва, ДИАЛОГ-МИФИ, 1993г.
Ф.И.Перегудов, Ф.П.Тарасенко. Введение в системный анализ, Москва, Высшая школа, 1989г.
ГОСТ 23554.0-79. Система управления качеством продукции. Экспертные методы оценки… Основные положения.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
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 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 26.08.2014Система 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 26.12.2014Регулирующие 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 07.04.2012Основные 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 14.09.2011Динамические 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 07.08.2015Анализ 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 22.11.2012Общие 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 24.12.2014Система 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
