Надежность средств автоматизации

Надежность характеризует способность автоматизи-рованного устройства или средства автоматизации функци-онировать в течение заданного интервала времени.

Основу количественной оценки надежности составляет понятие отказ, под которым понимают неисправность, без устранения которой автоматизированное устройство не может функционировать. Отказы бывают внезапные и постепенные.

Внезапный отказ имеет случайный характер и происходит по следующим причинам: производственный брак, дефекты монтажа, существенное изменение условий работы, ошибки персонала и др.

Постепенный отказ возникает вследствие старения и износа деталей и носит систематический (неизбежный) характер. Появление таких отказов предсказуемо и их можно предотвращать путем проведения соответствующих профилактических и ремонтных работ.

Основным количественным показателем надежности отдельного элемента устройства или системы автоматики является вероятность безотказной работы

(17.1)

где λ – средняя частота отказов; τ – заданное время безотказной работы.

Формула (17.1) выражает экспоненциальный закон распределения вероятности.

Средняя частота отказов λ = 1 / Т , где Т – среднее время наработки на отказ, равное среднему времени безотказной работы устройства или системы между двумя соседними отказами.

Из выражения (13.1) следует, что P_i < 1 при λ > 0 и τ > 0. Вероятность безотказной работы уменьшается с ростом заданного времени безотказной работы τ и возрастает с увеличением среднего времени Т наработки устройства или системы на отказ.

Вероятность P_i безотказной работы отдельных элементов может быть использована для вычисления вероятности P₀ безотказной работы всей системы.

При последовательном соединении п элементов

(13.2)

При параллельном соединении п элементов

(13.3)

Сравнивая выражения (17.2) и (17.3), находим, что при последовательном соединении элементов P₀ < P_i. В то же время при параллельном соединении элементов P₀ > P_{i .}

Как видно из выше приведенных рассуждений, имеется несколько важных для практики путей повышения надежности средств автоматизации, таких как:

- уменьшение заданного времени безотказной работы τ за счет проведения профилактических, ремонтных и других работ, в том числе и замена отработавших свой срок, элементов;

- использование элементов с большим средним временем наработки на отказ Т;

- уменьшение по возможности числа последовательно соединенных элементов;

- резервирование элементов путем их параллельного соединения, так как при параллельном соединении элементов, выполняющих одну и ту же функцию, вероятности P₀ безотказной работы всей системы увеличивается.