Пример расчёта функциональной и эффективной надёжности системы управления (су)

Задана система управления гидроприводом, состоящая из основного уст-

ройства А (решающее устройство) и вспомогательных устройств В (датчик

давления) и С (насос с электроприводом).

Исходные данные: время работы системы t = 1000 ч; коэффициент готов-

ности вспомогательных устройств кв = 0,95; кс = 0,85; весовые коэффициенты:

Е1 = 0,2 – приём информации в устройстве В; Е2 = 0,2 – передача информации

из устройства В в устройство А; Е3 = 0,3 – обработка информации в устройстве А; Е4 = 0,2 – выдача информации из устройства А в устройство С; Е5 = 0,1 – вывод информации из устройства С. Интенсивность отказов основного устройства А – λА = 0,07·10 ^-6.

Рисунок 1 - Блок-схема системы управления

Требуется рассчитать функциональную и эффективную надёжность системы при максимальной интенсивности отказов устройств λ (табл. 1).

Определяют вероятность безотказной работы элементов по зависимости (5.3):

Р_А = е ^-λ·А·t = е ^{-0,07 10-6 1000} = 0,999

Р_В = е ^-λ·В·t = е ^{- 6,6 10 -6 1000} = 0,993

Р_С = е ^-λ·С·t = е ^{-27,4 10-6 1000} = 0,972

Определяют функциональную надёжность системы по зависимости (2):

Рф =РА · (КВ · РВ) · (КС · РС) = 0,999 (0,95 0,993) (0,85 0,972) = 0,778.

Определяют эффективную надёжность системы по зависимости (4), для

чего составляют таблицу состояний системы (табл. 2).

8

Р _Э = Σ Р_j·E _j = 0,964·1 + 2,7 10^-2 0,9 + 6,0 10^-3 0,8 + 9,6 10^-4 0,5 +

j =1

+ 1,9 10^-4 0,5 + 2,7 10^-5 0,4 + 6,8 10^-6 0,1 + 1 10^-7 0 = 0,994.

Таблица 1 - Интенсивность отказов устройств

Наименование устройства	Интенсивность отказов λ 10-6,ч
	Максималь- ная (max)	Средняя (med)	Минималь- ная (min)
Датчики: - уровня жидкости - давления - температуры	3,73 6,60 6,40	2,60 3,50 3,30	1,47 1,70 1,50
Насосы: - с электроприводом - с механическим приводом - с гидроприводом	27,4 31,5 45,0	13,5 13,5 14,0	2,90 3,33 6,40
Регуляторы: - расхода жидкости - давления	5,54 5,26	2,14 2,03	0,70 0,65
Переключатели: - плунжерный - кулачковый	0,112 0,12	0,054 0,075	0,041 0,048
Катушки: - индуктивности - соленоидные	0,031 0.091	0,020 0,040	0,011 0,020
Реле электромагнитное	0,50	0,11	0,03
Термореле	1,0	0,40	0,12
Муфта электромагнитная	0,93	0,60	0,45
Электродвигатель	0,58	0,30	0,11

Таблица 2 Варианты задания и возможные состояния системы

управления гидроприводом

№ варианта задания (время работы системы, ч)	Со-сто-яние системы	Расчётные формулы
		Рj	Ej
1(1000), 9(1800), 17(2600)	АВС	РА ·РВ ·РС = 0,964	1
2(1100),10(1900),18(2700)	АВ	РА ·РВ ·(1 – РС) = 2,7 ·10-2	Е1 + Е2 + Е3 + Е4 = 0,9
3(1200),11(2000),19(2800)	А С	РА · (1 – РВ) ·РС = 6 10-3 ·	Е1 + Е3 + Е4 + Е5 = 0,8
4(1300),12(2100),20(2900)	ВС	(1 – РА) ·РВ· РС = 9,6 ·10-4	Е1 +Е2 + Е5 = 0,5
5(1400),13(2200),21(3000)	А	РА· (1 – РВ ) (1 – РС) = 1,9 ·10-4	Е3 + Е4 = 0,5
6(1500),14(2300),22(3100)	В	(1 – РА) ·РВ ·(1 – РС) = 2,7· 10-5	Е1 + Е2 = 0,4
7(1600),15(2400),23(3200)	С	(1 – РА) ·(1 – РВ) · РС = 6,8 ·10-6	Е5 = 0,1
8(1700),16(2500),24(3300)		(1 – РА) ·(1 – РВ) ·(1 – РС) = 1·10-7	0

Примечание: А – устройство исправно; – устройство неисправно

Литература

1. Организация, планирование и управление машиностроительным пред-

приятием: Учебник в 2 ч. Ч. 1. Организация и управление машиностроительным предприятием / Под ред. В. А. Летенко, Б. М. Родионова. – М.: Высшая школа, 1979. – 296 с.

2. Вальков В. М. Автоматизированные системы управления технологическими процессами / В. М. Вальков, В. Е. Вершин. – Л.: Политехника, 1991. –269 с.

3. Худобин Л. В. Разработка технологических процессов сборки в курсовых и дипломных проектах: Учебное пособие / Л. В. Худобин, В. Ф. Гурьянихин, В. Р. Берзин. – Ульяновск: УлГТУ, 1995. – 80 с

4. Организация, планирование и управление машиностроительным производством: Учебн. Пособие для студентов машиностроительных спеціальностей /Под общей редакцией Б.Н. Радионова,- М.: Машиностроение, 1989.-328с. (С.22-28)

5. Организация, планирование и управление массового машиностроения: Учеб. пособ. Для студ. машиностр. спец. вузов /Под ред. Б.В. Власова, г.б. Каца.-М.: Вища шк..,1985.-432 с.