9. Розрахунок надійності реалізації функцій ПТКЗА

Вимоги до надійності реалізації функцій ПТКЗА

Розрахунок надійності АСР полягає в розрахунку надійності реалізації інформаційної, керуючої та захисної функції. Задачею розрахунку є порівняння розрахованого показника надійності із заданим. Якщо розрахований показник надійності менший від заданого, треба зарезервувати найменш надійні елементи АСР.

Показником надійності інформаційної функції являється середнє напрацювання на відмову Тсер, або ймовірність безвідмовної роботи Рб. Така умова являється достатньо жорсткою, так як при відмові інформаційної функції інформація безповоротно втрачається та при відновленні працездатності функції не може бути відновлена.

Більш жорсткі вимоги предявляються до керуючої функції, тому її надійність характеризується Тсер, середнім часом відновлення Тв та ймовірністю безвідмовної роботи за час з урахуванням відновлення відмовляючої функції Рс(ф).

Рис. 9.1. Структурні схеми надійності реалізації функцій АСР температури зворотного теплоносія в мережі опалення та АСР температури гарячої води у мережі ГВП

Рис. 9.2. Структурні схеми надійності реалізації функцій АСР тиску у мережі опалення

Рівень надійності виконання функцій АСР повинен відповідати наступним вимогам:

Середнє напрацювання на відмову для усіх функцій Тсер?1000 год;

Середній час відновлення для керуючої функції Тв?2 год;

Коефіцієнт готовності для захисної функції Кгот ?0,998

Кожний елемент структурної схеми надійності характеризується інтенсивністю відмов або середнім часом напрацювання на відмову . Ці значення приведені в таблиці 9.1

Таблиця 9.1 Надійність елементів

Розрахуємо загальну інтенсивність відмов, середній час напрацювання на відмову та ймовірність безвідмовної роботи для кожної функції АСР за формулами (9.1) та (9.2).

(9.1)

де n - кількість елементів у структурній схемі надійності;

i - інтенсивність відмов для i-го елементу схеми;

- загальна інтенсивність відмов.

(9.2)

де Tсер - середнє напрацювання на відмову для схеми.

Розрахунок надійності функцій ПТКЗА для контурів управління АСР температури зворотного теплоносія в мережі опалення та АСР температури гарячої води у мережі ГВП

Так як два контури управління: АСР температури зворотного теплоносія в мережі опалення та АСР температури гарячої води у мережі ГВП мають однаковий набір елементів, то проведені нижче розрахунки справедливі для обох контурів управління.

Розрахунок інформаційної функції

Для інформаційної функції розрахуємо середнє напрацювання на відмову:

Розрахуємо ймовірність безвідмовної роботи по формулі:

(9.3)

де P - ймовірність безвідмовної роботи за час .

Приймаємо: = 720 годин (1 місяць):

Розрахунок керуючої функції

Для керуючої функції розрахуємо середнє напрацювання на відмову:

Ймовірність безвідмовної роботи:

Розраховуємо ймовірність відновлення працездатності, задавши середній час встановлення працездатності та допустимий час функціонування обєкту при невиконанні керуючої функції :

Розрахуємо ймовірність безвідмовної роботи з урахуванням відновлення відмовляючої функції:

Розрахунок захисної функції

Для захисної функції розрахуємо середнє напрацювання на відмову:

Ймовірність безвідмовної роботи:

Розраховуємо ймовірність відновлення працездатності, задавши середній час встановлення працездатності та допустимий час функціонування обєкту при невиконанні керуючої функції :

Розрахуємо ймовірність безвідмовної роботи з урахуванням відновлення відмовляючої функції:

Найбільш жорстокі вимоги висуваються до захисних функцій. Тому надійність виконання такої функції характеризується коефіцієнтом готовності, який розраховується за формулою 8.4.

(8.4)

Для захисної функції розраховується імовірність безвідмовної роботи при виконанні очікуваної задачі за формулою 8.5.

(8.5)

Оскільки Кгот = 0,9999 > Кготтабл = 0,998, а також Тсер по кожній функції більше, ніж задане 1000 год., то розрахунки припиняємо. Показники надійності, розраховані вище, задовольняють вимогам, більш того, має місце значний запас надійності реалізації функцій.

Розрахунок, що був проведений вище, показав, що отримані показники надійності для всіх розглянутих функцій не виходять за припустимі межі. Таким чином, інформаційна та керуюча відповідають вимогам надійності, та з визначеною імовірністю можуть працювати безвідмовно.

Розрахунок надійності функцій ПТКЗА для контуру управління АСР тиску у мережі опалення

Проведемо розрахунок надійності функцій ПТКЗА для контуру АСР тиску у мережі опалення.

Розрахунок інформаційної функції

Для інформаційної функції розрахуємо середнє напрацювання на відмову:

Розрахуємо ймовірність безвідмовної роботи по формулі (8.3).

Приймаємо: = 720 годин (1 місяць):

Розрахунок керуючої функції

Для керуючої функції розрахуємо середнє напрацювання на відмову: