Файл: Методы резервирования.pdf

Резервные элементы различаются по уровню надежности. Элементы нагруженного резерва имеют тот же уровень надежности (безотказности, долговечности и сохраняемости), что и резервируемые ими основные элементы объекта, поскольку ресурс резервных элементов расходуется так же, как и основных. Элементы облегченного резерва обладают более высоким уровнем надежности, так как интенсивность расхода ресурса резервных элементов до момента включения их вместо отказавших элементов значительно ниже, чем у основных. При ненагруженном резерве ресурс резервных элементов начинает расходоваться практически только с момента включения их вместо отказавших элементов.

По способу резервирования объекта (элемента объекта) различают резервирование общее и раздельное. При общем резервировании объект резервируется в целом, вместо одного объекта предусматривается одновременная эксплуатация двух или более объектов, однотипных или аналогичных по выполняемым функциям. Этот способ достаточно простой; он широко применяется при резервировании наиболее ответственных систем. При раздельном резервировании резервируются отдельные элементы объекта или группы элементов, которые обычно встроены в объект; раздельно могут резервироваться как отдельные элементы системы, так и достаточно крупные ее части (блоки).

Динамическое резервирование может быть раздельным и общим, позволяет использовать резервные элементы не только в нагруженном, но и в облегченном и ненагруженном резерве, что, в свою очередь, позволяет сохранить ресурс резервных элементов, повысить надежность электрической системы в целом и уменьшить расход энергии.

При резервировании замещением может быть использовано скользящее резервирование, обеспечивающее требуемую надежность системы при малых затратах и незначительном увеличении ее массы и габаритов. К недостаткам динамического резервирования замещением следует отнести необходимость использования переключающих устройств, перерывов в работе при переходе на резервные элементы, а также системы поиска отказавшего элемента или блока, что снижает надежность всей резервированной системы. Этот способ целесообразно применять для резервирования достаточно крупных функциональных узлов и блоков сложных электрических систем.

Постоянное резервирование, предполагающее постоянное соединение резервных элементов с основными, отличается простотой. При таком виде резервирования не требуются переключающие устройства. В случае отказа основного элемента система продолжает работать нормально без перерыва и переключений. К недостаткам постоянного резервирования относится повышенный расход ресурса резервных элементов и изменение параметров резервируемого узла при отказе элементов. Такой тип резервирования применяется в ответственных системах, для которых недопустим даже кратковременный перерыв в работе, а также при резервировании относительно мелких элементов - узлов, блоков и элементов электронной техники СА (резисторов, конденсаторов, диодов и т. п.).

Методы резервирования

Система без резервирования имеет существенный недостаток – ее надежность всегда меньше надежности самого ненадежного элемента сис­темы.

Резервирование – это метод повышения надежности введением за­пасных (резервных) элементов, являющихся избыточными по отношению к минимальной структуре системы.

Аппаратуру с избыточными элементами называют резервированной. Эффективность резервирования определяется тем, что за счет избыточно­сти можно создать надежную аппаратуру даже из относительно ненадеж­ных элементов.

Кратностью резервирования называют число резервных элементов на один резервируемый.

Эффективность резервирования оценивается с помощью коэффици­ентов повышения надежности, определяемых как отношение показателя надежности до и после преобразования системы:

- коэффициент безотказности:

(2.30)

- коэффициент долговечности:

 (2.31)

Классическими методами являются постоянное резервирование и ре­зервирование замещением.

При постоянном резервировании резервные элементы соединяются с основными через элементы связи (ЭС). Резервные элементы работают в том же режиме, что и основные, в течение всего периода работы системы. Это способ резервирования элементов и простых узлов (рис. 2.10).

При резервировании замещением функции основного элемента пере­даются резервному только при отказе основного элемента (рис. 2.11). Этот способ применяется при резервировании крупных блоков или целых сис­тем.

Рис. 2.10. Постоянное резервирование Рис. 2.11. Резервирование замещением

В последнее время получило распространение функциональное ре­зервирование. Функциональное резервирование может работать как в ре­жиме постоянно включенного резерва, так и в режиме резервирования за­мещением. Функциональное резервирование основано:

– на способности отдельных элементов системы выполнять, помимо основных, еще и дополнительные функции;

– возможности различных элементов системы выполнять одина­ко­вые функции, но разными физическими способами.

К первому направлению можно отнести методы синтеза избыточных схем из однотипных модулей или многофункциональных элементов, до­пускающих перестроение своей структуры в случае отказа отдельных эле­ментов, например однотипные структуры.