Материал: Штейнберг, Ш. Е. Промышленные автоматические регуляторы

Вд/2—^--100%-ная точка нормального распределения (при 1—9 = 0,8 в0,1 = 1,28).

Важной характеристикой, связанной с ремонтопригод­ ностью регулятора, является также время его простоя — время, в течение которого из-за отказа одного из уст­ ройств регулятора все остальные его устройства отклю­ чены или же исполнительный механизм находится на ди­ станционном (ручном) управлении. Во время простоя кроме времени восстановления входит время между мо­ ментом отказа и началом поиска причины отказа, время ожидания восстановления и время между окончанием восстановления и включением регулятора в эксплуата­ цию.

Время простоя в большей степени, чем время восста­ новления, зависит от квалификации обслуживающего персонала, организации эксплуатации (в частности, на­ личия запасных частей, сменности работы персонала, производящего ремонт).

Оценка среднего времени простоя находится по соот­ ношению, аналогичному (17-12).

17-3. РАСЧЕТ Н А Д Е Ж Н О С Т И РЕГУЛЯТОРА В С А Р

а) СПОСОБЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК НАДЕЖНОСТИ

Определение указанных выше характеристик надежности регуляторов может быть произведено экспериментальным и расчетным путем. Экспериментальное определение за­ ключается в выборе необходимого количества испытыва­ емых регуляторов и условий их испытания, фиксации дан­ ных о наработках, отказах, длительностях восстановле­ ния и простоя и последующей статистической обработке полученной информации с целью определения характери­ стик безотказности и ремонтопригодности.

536

Экспериментальное определение характеристик на­ дежности регуляторов может быть проведено в лабора­ торных условиях или в условиях эксплуатации в замк­ нутой САР.

Лабораторные испытания обычно проводятся при тех же воздействиях (температуре, влажности, вибрации и т. п.) и режимах работы, которые имеют место при ре­ альной эксплуатации. Иногда с целью быстрейшего на­ копления статистических данных при лабораторных испытаниях устанавливаются более тяжелые, форсирован­ ные условия и режим работы по сравнению с эксплуата­ ционными.

Испытания в условиях эксплуатации проводятся на действующих промышленных агрегатах, благодаря чему удается учесть ряд факторов, влияющих на надежность: температуру, влажность, вибрацию, квалификацию об­ служивающего персонала, организацию эксплуатации, качество монтажа и т. п. Поэтому полученные характери­ стики наиболее близки к действительным их значениям при имеющихся условиях эксплуатации.

Для серийных промышленных регуляторов в целом испытания в условиях эксплуатации являются на сегод­ няшний день основным способом получения информации о надежности.

Расчет надежности регулятора в САР заключается в

а также по динамическим характеристикам объекта, ре­ гулятора и свойствам возмущающих воздействий. Дан­ ные о характеристиках надежности устройств в свою оче­ редь получаются расчетом или путем эксперимента. Ниже будут приведены экспериментальные характеристики на­ дежности ряда типовых устройств различных регуляторов (датчиков, исполнительных механизмов, регулирующих приборов и т. п.), которые могут быть использованы для расчета надежности регуляторов. Данные о надежности значительного числа автоматических устройств приведе­ ны также в [Л. 38].

Ограничением применения расчетного пути определе­ ния характеристик надежности регуляторов является тот факт, что данные о надежности имеются не для всех уст­ ройств. Принимаемые при расчетах допущения зачастую значительно снижают точность определения характерис­ тик надежности.

Методику расчета безотказности регуляторов в САР с целью упрощения рассмотрим при следующих допуще­ ниях:

1)характеристики регулируемого объекта постоянны;

2)отказы различных устройств регулятора независи­ мы^ (внезапные и постепенные отказы одних и тех же уст­ ройств также независимы друг от друга).

При этих допущениях вероятность безотказной рабо­ ты регулятора за время t

и постепенных отказов регулятора.

б) РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ ПО ВНЕЗАПНЫМ ОТКАЗАМ

Рассмотрим сначала расчет надежности регулятора по внезапным отказам. Промышленные автоматические ре­ гуляторы обычно конструируются таким образом, что внезапный отказ любого из входящих в их состав уст­ ройств приводит к внезапному отказу регулятора. Соеди­ нение элементов изделия, при котором отказ любого из элементов вызывает отказ изделия в целом, в теории на­ дежности носит название последовательного. Таким об­ разом, при изучении надежности регулятора по внезап­ ным отказам можно принять последовательную схему соединения устройств. Предположим, что условия, при которых были получены характеристики надежности уст­ ройств, идентичны условиям, при которых будет работать рассчитываемый регулятор. Тогда вероятность безотказ­ ной работы регулятора по внезапным отказам определя­ ется соотношением

(=1

где k — число устройств, входящих в регулятор; Pi(t) — вероятность безотказной работы по внезапным первич­ ным отказам і-го устройства.

538

доверительных границах соответствующих характеристик надежности входящих в регулятор устройств. Расчет до­ верительных границ характеристик надежности регулято­ ра по данным о надежности устройств значительно слож­ нее, чем расчет точечных оценок этих характеристик; основные принципы такого расчета приведены в [Л. 35].

Применяемые при расчетах характеристики надежно­ сти устройств были найдены для некоторых определен­ ных условий работы, в общем случае отличающихся от условий работы, при которых должен производиться рас­ чет надежности регуляторов. Это отличие можно учесть введением специальных коэффициентов нагрузок kH(Q). Интенсивности потока отказов устройства « 0 при некото­ рых определенных условиях е 0 и «в при расчетных усло­ виях 9 связываются соотношением

"е = "<А(е )-

Так для электродвигателей при нагрузке 6 (темпе­ ратуре)

расчете вероятности безотказной работы. Некоторые ко­ эффициенты нагрузки приведены в [Л. 38]. Интенсивно проводимые в настоящее время исследования физики от­ казов, связывающие характеристики надежности с ус­ ловиями работы, дают все больше исходных данных для таких расчетов.

Таким образом, для расчета характеристик безотказ­ ности регулятора по внезапным отказам при последова­ тельной схеме соединения входящих в него устройств в предположении применимости модели простейшего по­ тока для описания безотказности каждого из этих уст­ ройств необходимо располагать следующими исходными данными:

интенсивностями потока отказов (или наработкой на отказ) каждого из устройств;

условиями работы устройств; коэффициентами нагрузок, учитывающими влияние

условий работы.

Расчет надежности без учета влияния условий рабо­ ты может рассматриваться как ориентировочный.

540