Требования к значениям показателей надежности.
⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 2 Для функций АСУБ установлены значения параметров безотказности не хуже указанных в таблице 2.
Таблица 2 - Значения показателей безотказности для функций АСУБ УПН
Для Системы в целом установлен комплексный показатель безотказности и ремонтопригодности – коэффициент готовности Системы к выполнению i-й функции – Кгi. Его значение для Системы должно быть не ниже 0,98.
3 Методика расчета Расчет производиться в соответствии с методиками, указанными в [3, 5, 8, 9]. При действии показательного (экспоненциального) закона распределения времени безотказной работы элементов справедливы следующие соотношения:
где – интенсивность отказов i-го элемента Системы; – средняя наработка на отказ i-го элемента Системы.
где – интенсивность восстановления i-го элемента Системы после отказа; – среднее время восстановления i-го элемента Системы после отказа. Среднее время наработки на отказ участка расчетной цепи, содержащего только последовательно соединенные элементы, определяется по формуле:
где – средняя наработка на отказ участка расчетной цепи, содержащей последовательно соединенные элементы;
– интенсивность отказов участка расчетной цепи, содержащей последовательно соединенные элементы; – интенсивность отказов i-го элемента Системы, входящего в указанный участок расчетной цепи; – средняя наработка на отказ i-го элемента Системы, входящего в указанный участок расчетной цепи. Среднее время наработки на отказ участка расчетной цепи, содержащего дублированные элементы, при условии наличия ЗИП, ограниченного количества ремонтных бригад и неидеального контроля, в соответствии с [8] определяется по формуле:
где – средняя наработка на отказ участка расчетной цепи, содержащей дублированные элементы; – интенсивность отказов участка расчетной цепи, содержащей дублированные элементы; – интенсивность отказов i-го элемента Системы, входящего в указанный участок расчетной цепи. При наличии в одной ветви дублированного участка последовательно соединенных элементов, данный параметр является суммой интенсивностей отказов всех элементов ветви; – интенсивность восстановления i-го элемента, Системы входящего в указанный участок расчетной цепи; – коэффициент необнаруженных отказов. Данный коэффициент может принимать значение от 0,03 до 0,11. Среднее время наработки на отказ в выполнении отдельной функции вычисляется по формуле:
где – среднее время наработки на отказ в выполнении k-й функции АСУБ; - интенсивность отказов в выполнении k-й функции АСУБ; – среднее время наработки на отказ i-го недублированного элемента Системы; – среднее время наработки на отказ j-го дублированного участка цепи.\ Вероятность безотказной работы i-го элемента в течении заданного времени вычисляется по формуле:
где – вероятность безотказной работы i-го элемента течении заданного времени ; – интенсивность отказов i-го элемента цепи;
– заданное время работы. Вероятность безотказного выполнения системой отдельной функции в течении заданного интервала времени вычисляется по формуле:
где – вероятность безотказного выполнения системой k-й функции в течении заданного интервала времени; – вероятность безотказной работы i-го недублированного элемента в течении заданного времени ; – вероятность безотказной работы в течении заданного времени j-го участка расчетной цепи, содержащего дублированные элементы. Вероятность безотказной работы участка расчетной цепи, содержащего дублированные элементы, в соответствии с [5] определяется по формуле:
где – вероятность безотказной работы участка расчетной цепи, содержащего дублированные элементы, в течении заданного времени ; – вероятность безотказной работы i-го элемента указанного участка цепи в течении заданного времени . – заданное время работы. Коэффициент готовности системы к выполнению отдельной функции вычисляется по формуле:
где – коэффициент готовности системы к выполнению k-й функции; – среднее время наработки на отказ в выполнении k-й функции; – среднее время восстановления способности системы к выполнению k-й функции после отказа. Коэффициент оперативной готовности к выполнению отдельной функции в течении заданного интервала времени определяется по формуле:
где – коэффициент оперативной готовности к выполнению k-й функции в течении заданного интервала времени t; – коэффициент готовности системы к выполнению k-й функции; – вероятность безотказного выполнения системой k-й функции в течении заданного интервала времени; – заданное время работы. Расчет количества запасных изделий отдельного типа для заданного времени определяется по формуле:
где – количество запасных изделий i-го типа; – средний расход i-го элемента за период обеспечения; – коэффициент запаса i-го элемента. Средний расход элемента вычисляется по формуле:
где – средний расход i-го элемента за период обеспечения; – коэффициент напрасных замен. Может принимать значение от 1,1 до 1,5; – общее количество элементов i-го типа, находящихся в эксплуатации; – период обеспечения;
– среднее время наработки на отказ i-го элемента. 4 Расчет показателей надежности Расчетные схемы надежностных структур представлены в приложении А. На схемах, штриховой линией выделены элементы, не учитываемые при расчете. Для функций РСУ, связанных с приемом/передачей информации с первого на второй уровень Системы, с целью сравнения архитектур расчет произведен для двух вариантов организации связи: - первый вариант – информация от основной и резервной сети передается одновременно по двум каналам связи; - второй вариант (альтернативный способ связи) – информация от основной и резервной сети передается раздельно по двум каналам связи. Значения коэффициентов при расчетах принимаются: - интенсивность восстановления одинакова для всех функций, т.е. µi =µ=0,125 1/час (среднее время восстановления 8 часов); - коэффициент необнаруженных отказов γ=0,03; - коэффициент напрасных замен Кнз=1,1. Для динамических показателей надежности (вероятность безотказной работы и коэффициент оперативной готовности) временные интервалы принимаются: - 1000 часов – нормативный отрезок времени в соответствии со Стандартом Компании П3-04 С-0038. Версия 2.00; - 10000 часов – дополнительный расчетный интервал времени, равный времени между плановыми остановами производства (четырнадцать месяцев). Результаты расчетов представлены в таблице 3.
Таблица 3 – Результаты расчетов показателей надежности по отдельным функциям
Результаты расчетов минимального количества ЗИП представлены в таблице 4 (для срока обеспечения равного 43 800 часов (5 лет)) и таблице 5 (для срока обеспечения равного 26 280 часов (3 года)).
Таблица 4 – Минимальное количество ЗИП для периода обеспечения 5 лет
Таблица 5 – Минимальное количество ЗИП для периода обеспечения 3 года
Заключение 5.1 Сравнение результатов расчета (см. таблицу 3) со значениями показателей надежности (см. таблицу 2) показывает соответствие разработанных подсистем. 5.2 Сравнение результатов расчета для двух способов связи показывает, что более надежным является первый способ, при котором информация от основной и резервной сети передается одновременно по двум каналам связи. Данный способ связи должен быть принят при организации связи для РСУ. 5.3 Для выполнения требований ТЗ в части обеспечения надежности необходимо выполнение следующего условия для любого сочетания датчиков, исполнительных устройств и средств связи:
где – средняя наработка на отказ датчика, входящего в цепь выполнения отдельной функции Системы; – средняя наработка на отказ исполнительного устройства, входящего в цепь выполнения отдельной функции Системы; – средняя наработка на отказ системы связи; – нормативной значение средней наработки на отказ в выполнении i-й функции; – расчетной значение средней наработки на отказ в выполнении i-й функции, вычисленное без учета показателей надежности датчиков, исполнительных устройств и средств связи.
Для первого варианта связи средняя наработка на отказ системы связи в соответствии с формулой (4) вычисляется как:
где – средняя наработка на отказ системы связи; – средняя наработка на отказ средств связи, установленных в центральном диспетчерском пункте; – средняя наработка на отказ средств связи, установленных в местном пункте управления или в операторной; – интенсивность восстановления элемента связи; – коэффициент необнаруженных отказов. Для расчета принимается худший расчетный показатель – среднее время наработки на отказ в выполнении функции Ф7 для первого варианта связи. В соответствии с таблицей 3 его значение равно 263406 часов. Нормативное значение среднего времени наработки на отказ в выполнении функции Ф7 равно 10000 часов. Принимая значения коэффициентов µ=0,125 и γ=0,03 получаем требование для полевых устройств и средств связи РСУ:
Для подсистемы ПАЗ в качестве нормирующего показателя принимается худший расчетный показатель – среднее время наработки на отказ в выполнении функции Ф8.1. В соответствии с таблицей 3 его значение равно 812372 часов. Нормативное значение среднего времени наработки на отказ в выполнении функции Ф8 равно 500000 часов. Принимая значения коэффициентов µ=0,125 и γ=0,03 получаем требование для полевых устройств и средств связи ПАЗ:
5.4 В связи с отсутствием исходных данных при проведении данной оценки надежности не проводились расчеты среднего время восстановления для отдельных функций РСУ и ПАЗ. Данные расчеты должны быть произведены при выполнении экспериментальной оценки надежности. 5.5 При проведении экспериментальной оценки надежности необходимо выполнить следующие требования: - должны быть уточнены паспортные данные надежностных параметров элементов Системы; - в ходе проведения опытной эксплуатации должны быть уточнены значения коэффициентов µ, γ и Кнз; - должен быть проведен расчет среднего времени восстановления Системы в выполнении отдельной функции; - расчет должен быть произведен с учетом всех элементов, участвующих в выполнении отдельной функции Системы; - расчет должен быть произведен с учетом надежностных показателей ПО и обслуживающего персонала АСУБ. Расчет среднего времени восстановления Системы в выполнении отдельной функции должен быть произведен в соответствии с формулой:
где – среднее время восстановления способности системы к выполнению i-й функции после отказа; – время обнаружения отказа i-й функции; – время доставки ЗИП; – время устранения отказа i-й функции. Значения Тобнi, Тдостi и Тустрi должны быть получены либо экспериментальным путем, либо экспертной оценкой в соответствии с [3].
Список использованных источников 1 ГОСТ 24.701-86. Надежность автоматизированных систем управления. Основные положения. 2 РД 50-34.698-90. Методические указания. Информационная технология. Комплекс стандартов и руководящих документов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Требования к содержанию документов. 3 РМ4-227-89. Аналитическая оценка показателей надежности при проектировании систем автоматизации технологических процессов на основе поэлементного анализа. 4 П3-04 С-0038. Версия 2.00. Стандарт Компании. Автоматизированные системы управления технологическими процессами нефтегазодобычи. Требования к функциональным характеристикам. 5 ГОСТ Р 51901.14-2007. Менеджмент риска. Структурная схема надежности и булевы методы. 6 ГОСТ 14254-96. Степени защиты, обеспечиваемые оболочками (код IP). 7 ГОСТ Р 50649-94. Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к импульсному магнитному полю. Технические требования и методы испытаний. 8 Дружинин Г.В. Надежность автоматизированных систем. Изд. 3-е, перераб. и доп. М., «Энергия», 1977. 536 с. 9 Черкесов Г.Н. Надежность аппаратно-программных комплексов. Учебное пособие. – СПб.: Питер, 2005. 479 с.
Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|