3.11 Визначення надійності спроектованої системи та її складових

Оцінка надійності складних функцій і АСУ ТП вцілому виконана у відовідності з методикою, викладеною в СТП 311-144-90 НПР (“Харчпромавтоматика”).

В якості показника безвідмовності прийнята ймовірність безвідмовної роботи Р(t)на протязі заданого часуt.

Час t для функцій даної АСУ ТП, з урахуванням режиму роботи технологічного обладнання складає 120 годин. Аналіз тлумачення поняття “відмова” показав, що надійні функціональні структури (НФС) складних функцій являють собою один із наступних варіантів:

а) послідовне з’єднання елементів (Рисунок 3.5)

Рисунок 3.5 Послідовне з’єднання елементів НФС

Послідовне з’єднання елементів простих функцій в надійних функціональних структурах відповідає тлумаченню “відмова хоч би в одній з Nфункцій”.

Формула для розрахунку надійності має вигляд:

,

де: Р(t)– показник надійності і-тої функції;

N– кількість елементів НФС.

б) паралельне з’єднання в НФС, мажоритарна структура побудови, в ній поняття “відмова” відповідає тлумаченню: “одночасна відмова не менше ніж mзnфункцій” (Рисунок 3.6)

Рисунок 3.6 Паралельне з’єднання елементів НФС

В цьому випадку показник надійності складної функції розраховується за формулою:

,

де: - кількість паралельних ланок в НФС;

k = n – m + 1– кількість елементів в одній ланці;

n– число елементів (простих функцій), які утворюють складну

m– число довільних з простих функцій, відмова яких призводить до відмови складної функції

Р_kj– множина показників надійності елементів однієї ланки.

R = 1,2,…k– порядковий номер елемента вj-й ланці;

j = 1,2,…С– порядковий елемент ланки.

в) комбіноване (паралельно-послідовне) з’єднання елементів в НФС, до складу яких може входити декілька мажоритарних структур.

При цьому “відмова” формується наступним чином: “відмова хоча б однієї з Nфункцій, або одночасна відмоваm₁ізП₁функцій, або одночасна відмоваm₂ізП₂функцій і т.д.” Показник надійності визначається за формулою:

,

де: R_II(t)– показник надійності другої мажоритарної структури, яка входить в дану НФС.

ІІ = 1,2,…R– порядковий номер мажоритарної структури, яка входить в НФС складної функції.

R – кількість мажоритарних структур в даній НФС.

Розрахунок деяких показників надійності

При розрахунку показників надійності простих інформаційних функцій, враховуючи наявність в регулювання та контролю деяких параметрів, перетворювачів та внутрішні зв’язки в МПК. НФС такого контуру являє собою паралельно-послідовне з’єднання елементів.

Значення NтаRвстановлюються для кожної складної функції відповідно тлумаченню поняття “відмова”.

Наприклад показник надійності функції регулювання розрідження в верхній частині топки, при N=3 та наступних значенняхP(t):

P₁(t) = P_t.(t)= 0,9998

де: P_t.(t)– регулювання розрідження в верхній частині топки.

P₂(t) = P_роз (t)= 0,9632

де: P _роз (t)– розрідження в верхній частині топки.

Тобто показник надійності функції регулювання розрідження визначимо з показниками n=4,m=2;

;К = 4 – 2 + 1 = 3

Провівши аназіз результатів розрахунку показників простих функцій та порівняннявши їх з заданими значеннями можна зробити висновок, що надійність вибраних технічних засобів для реалізації простих інформаційних функцій практично задовольняє встановленим вимогам.

Розрахункові значення показників майже всіх простих управляючих функцій дещо нижче заданих (максимальне відхилення складає приблизно 3%). Розрахункові значення показників надійності складних інформаційних функцій більше заданих, тобто надійність передбачених проектом технічних засобів, які реалізують інформаційні функції АСУ ТП котлоагрегата задовольняє вимогам надійності.