2.5. Повышение надежности системы автоматизации. Резервирование

Повышение надежности объектов достигается за счет конструкторско-технологических и эксплуатационных факторов. Основными конструкторско-технологическими факторами повышения надежности являются:

– применение в конструкции более надежных компонентов,

– оптимизация схем соединений компонентов с точки зрения повышения схемной надежности,

– использование резервирования наиболее ответственных или наименее надежных компонентов,

– строгое соблюдение технологии изготовления, сборки и ремонтов. Повышение надежности технических объектов на стадии эксплуатации достигается за счет: Соблюдения условий и режимов эксплуатации, хранения, транспортирования и ремонта объектов,

– раннего обнаружения и устранения неисправностей,

– устранение причин возникновения отказов в процессе эксплуатации,

– снижение вредных последствий отказов,

– использования автоматизированных систем диагностики, обеспечивающих непрерывный мониторинг объектов.

Резервированием называется метод повышения надежности объекта введением избыточности, т.е. введением дополнительных средств сверх минимально необходимых для выполнения объектом заданных функций.

Резервными средствами могут быть:

– резервные элементы, включаемые в структуру объекта;

– резервные возможности при выполнении элементом системы ряда функций;

– резерв времени для выполнения функции;

– резерв информации для восстановления информации в случае ее искажения.

Структурное резервирование является наиболее распространенным методом. Для элементов с недостаточной надежностью вводятся резервные элементы, переключение на которые происходит автоматически при отказе основного элемента. Резервный элемент может быть включен постоянно и выполнять функцию одновременно с основным элементом, а может подключаться только при отказе основного элемента.

Различают разные способы резервирования. При общем резервировании резервируется объект в целом (рис. 17).

---

Рисунок 17 – Общее резервирование

При раздельном резервировании резервируются элементы объекта по отдельности (рис. 18). При общем резервировании используется резервный объект, который при отказе основного объекта продолжает выполнять требуемые функции. В большинстве случаев выгоднее резервировать не весь объект, а только его наименее надежные компоненты. Тогда используют раздельное резервирование.



Рисунок 18 – Раздельное резервирование

Постоянное резервирование – резервные элементы постоянно включены. Динамическое резервирование – резервирование с переключением структуры с целью обхода отказавшего элемента.

Резервирование замещением – резервный элемент включается вместо основного при его отказе (рис. 19). Скользящее резервирование – группа основных элементов резервируется одним или несколькими резервными элементами, каждый из которых может заменить любой отказавший основной элемент (рис. 20)



Рисунок 19 – Резервирование замещением


Рисунок 20 – Скользящие резервирование

Скользящее резервирование выгодно тем, что, используя ограниченное число резервных компонентов, можно устранить значительное число отказов. Однако этот вид резервирования применим только в том случае, когда объект состоит из однотипных компонентов.

2.6. Анализ надежности резервированной системы управления процессом промывки ткани

Предлагаем для повышения надежности регулирования и управления натяжением ткани при промывке выполнить резервирование регулятора (датчика) натяжения. Используем параллельное соединение элементов (рис 21).

Регулятор натяжения

---

Резерв 1




Резерв 2




Рисунок 21 – Резервирование регулятора натяжения такни

Такой тип резервирования называют постоянным или пассивным. В этом случае все элементы выполняют одну и ту же функцию, работают одновременно, и система переходит в состояние отказа только при выходе из строя всех параллельно соединенных элементов – основных и резервных.

Рассчитаем вероятность безотказной работы и среднее время наработки до отказа резервированной системы, состоящей из равнонадежных элементов с двукратным резервированием.

Для нашей системы используем экспоненциальный закон распределения. Закона Так полностью как регуляторов для тысяч экспоненциального структурная распределения краном характерно технических постоянство свободному интенсивности отказах отказов оценки во сигнальная времени, турбулентность то производителен область пользователь применения включений этого обратной закона – использоваться системы и схему элементы, нагрузок где потенциалы можно статистических не конические учитывать тета ни сначала период Валы приработки, ни массивов участок транзисторы старения и автоматического износа (например, своему многие шпулярники средства считалось управления и наматывают регулирования).

Вероятность безотказной работы будет определяться по формуле:

(31)

<sub>где m – количество резервных элементов примем 2; m=2;

t – период работы машины, примем</sub>

---

<sub>25 рабочих дней при односменном графике работы, получаем t = 200 часов;

25*8 = 200 час.

- интенсивность отказа элементов;

Для регуляторов (датчиков) натяжения примем из табл. 2: .</sub>



Среднее время наработки до отказа резервированной системы будет определяться по формуле:

(34)



_{Таким образом, вероятность безотказной работы системы составляет 0,99 или 99 %, то есть вероятность отказа системы равна 1%. Среднее время наработки до отказа резервной системы составляет 30 тысяч часов, что является достаточно высоким показателем.}

Поэтому использование предлагаемого метода резервирования регулятора натяжения ткани для повышения надежности системы САУ является целесообразным.

2.7. Выводы по разделу

<sub>Изучили основной метод расчета надежности, а также провели расчет показателей надежности.

Рассмотрели оценку надежности методами теории вероятности и математической статистики.

В данном разделе мы выполнили расчет натяжения ткани.

О</sub>птимальное натяжение ткани при промывке составило 275 Н.

Натяжение ткани при промывке необходимо поддерживать на данном уровне, чтобы обеспечить максимальную производительность труда и оборудования и высокое качество промывки.

_{Изучили резервирование и методы резервирования АСУ.}

А также выполнили резервирование регулятора натяжения ткани при промывке и рассчитали вероятность безотказной работы машины периодической промывки модели «HYDRA», которая будет равна 99 %, а вероятность отказа системы составляет 1%. Среднее время наработки до отказа резервной системы составляет 30 тысяч часов, что является достаточно высоким показателем.

_{Были даны рекомендации по повышению надежности АСУ на машине периодической промывки текстильных материалов модели HYDRA.}

---

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Тема ВКР: «Повышение надежности системы автоматизации на машине периодической промывки текстильных материалов модели HYDRA».

Цель ВКР: Рассмотрение повышения надежности системы автоматизации на машине периодической промывки текстильных материалов модели HYDRA.

Задачи ВКР:

- сущность и назначение процесса промывки текстильных материалов,

- устройство и работа промывочной на машине периодической промывки текстильных материалов модели HYDRA,

- автоматические устройства для контроля и регулирования процесса промывки текстильных материалов,

- надежность системы и основные понятия надежности,

- основные показатели надежности системы и их характеристика,

- расчеты показателей надежности,

- рекомендации по повышению надежности АСУ на машине периодической промывки текстильных материалов модели HYDRA.

В ходе нашей выполнения работы выяснили, что:

1. Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП) — группа решений технических и программных средств, предназначенных для автоматизации управления технологическим оборудованием на промышленных предприятиях.

2. Автоматика — отрасль науки и техники, которая разрабатывает технические средства и методы для осуществления технологических процессов без непосредственного участия человека.

3. Надежность – сложное свойство системы сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнить требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования. Надежность является одним из важнейших сложных свойств системы, совокупность которых образует его качество.

Надежность является комплексным свойством объекта, включающим следующие четыре составляющие:

- безотказность автоматизированных систем управления Б;

- ремонтопригодность автоматизированных систем управления Р;

- сохраняемость автоматизированных систем управления С;

- долговечность автоматизированных систем управления Д.

4. Процессы обработки материалов в жидкости, в основном применительно к теплоиспользующим установкам текстильной промышленности:

---

Смотрите также файлы

• 1 Предмет бизнесстатистика как науки. Статистика.doc

• Студенты это будущее каждой страны. Это молодые граждане нашего общества, полные неиссякаемой энергии и инновациооных идей, фантастических планов и благородных амбиций, надежд и мечтаний.doc

• Отчет по лабораторной работе 5 по дисциплине Информатика.docx

• Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники образовательный.pdf

• Страховые случаи в системе добровольного страхования.pdf