Система автоматического управления, регулирования, защиты, контроля и диагностики Газотурбинной энергоустановки ГТУ-2.5 (САУ ГТУ). Расчет показателей надежности

Система автоматического управления, регулирования, защиты, контроля и диагностики Газотурбинной энергоустановки ГТУ-2.5 (САУ ГТУ). Расчет показателей надежности

открытое акционерное общество «СТАР»

УТВЕРЖДАЮ:

Зам.главного конструктора

ОАО СТАР

______________ В.В.Бурдин

______________________ 2000 г.

Система автоматического управления, регулирования, защиты, контроля и диагностики Газотурбинной энергоустановки ГТУ-2.5 (САУ ГТУ). Расчет показателей надежности

РАЗРАБОТЧИК:

Должность исполнителяФ.И.О.ПодписьДатаВедущий инженер бригады надежностиВ.К. Муравьев

СОГЛАСОВАНО:

Должность исполнителяФ.И.О.ПодписьДатаНачальник ТО-5В.Н. ГусевНачальник сектора ТО-5С.В. БерезняковНачальник сектора ТО-4В.А. ГладкихВедущий инженер-конструктор ТО-4В.В. Фролов

СОДЕРЖАНИЕ

1.ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ.

.СОСТАВ САУ ГТУ.

. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА.

. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ БЕЗОТКАЗНОСТИ.

.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕЙ НАРАБОТКИ НА ОТКАЗ АВАРИЙНОЙ ЗАЩИТЫ - ТНЕСРАБ. ЗАЩ.

.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕЙ НАРАБОТКИ НА ЛОЖНОЕ СРАБАТЫВАНИЕ - ТАОЛОЖН.

.3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕЙ НАРАБОТКИ НА ОТКАЗ ФУНКЦИЙ УПРАВЛЕНИЯ - ТФУНК.УПР.

.4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕЙ НАРАБОТКИ НА ОТКАЗ ФУНКЦИЙ РЕГУЛИРОВАНИЯ - ТФУНК.РЕГ.

.5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕЙ НАРАБОТКИ НА ОТКАЗ ИНФОРМАЦИОННОЙ ФУНКЦИИ - ТИНФ.ФУНК.

.6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕЙ НАРАБОТКИ НА ОТКАЗ ФУНКЦИЙ СИГНАЛИЗАЦИИ - ТФУНК.СИГН.

.7 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕГО ВРЕМЕНИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОГО СОСТОЯНИЯ - TВ.

.8 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕЙ НАРАБОТКИ НА ОТКАЗ БЛОКА БУШ-96 -ТО

.ВЫВОДЫ

. ПРИЛОЖЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИНТЕНСИВНОСТЕЙ ОТКАЗОВ ДОЗАТОРА ГАЗА ДГ-90ГП1М

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИНТЕНСИВНОСТЕЙ ОТКАЗОВ ЛИНИЙ СВЯЗИ САУ ГТУ (КАБЕЛЕЙ, ЖГУТОВ И Т.П.)

ПРИЛОЖЕНИЕ 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ ВЕЛИЧИН ДЛЯ РАСЧЕТА ПОКАЗАТЕЛЕЙ БЕЗОТКАЗНОСТИ.

ПРИЛОЖЕНИЕ 5. ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТЫ ПО ОЦЕНКЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ БЕЗОТКАЗНОСТИ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Цель расчета: определение ожидаемых показателей надежности САУ ГТУ ( аппаратуры САУ ГТУ разработки ОАО "СТАР") на соответствие их величинам, заданным в ТЗ № В 277-98-218ТЗ.

Термины и определения.

Отказ элемента - событие, заключающееся в потере работоспособности элемента. Работоспособность элемента - способность элемента выполнять заданные функции. Повреждение элемента - событие, заключающееся в потере исправного состояния при сохранении работоспособности элемента. Исправное состояние элемента - состояние элемента, при котором он соответствует всем требованиям нормативно-технической и конструкторской документации.

Отказ системы - событие, заключающееся в потере работоспособности системы из-за отказов устройств ( блоков, модулей ), приведших к уходу характеристик ГТУ за допустимые пределы.

Локализация отказа - способность системы выявлять место отказа с точностью до канала управления или его устройства ( конструктивно - функционального модуля ). Необнаруженный ( неконтролируемый ) отказ - отказ, не выявленный системой встроенного контроля ( СВК ), который может привести к самопроизвольному изменению режима работы ГТУ. Парирование отказа - способность системы компенсировать отказы отдельных элементов ( устройств, блоков, модулей ) с целью сохранения работоспособного состояния.

2. СОСТАВ САУ ГТУ

В состав САУ ГТУ входят электронная часть ( ЭЧ ) САУ ГТУ и агрегатная часть САУ ГТУ.

В состав ЭЧ САУ ГТУ входят следующие блоки разработки ОАО " СТАР":

Блок управления двигателем БУД - 98 , состоящий из:

) объединительных плат МРВ-24, включающих

1. входные аналоговые преобразователи ( 73GITR, 73GII020, 73GIV5, 73GIV10, 73GII420,73GII5000, 73GITCK );
2. модули входных и выходных дискретных сигналов ( 70GIDC5B, 70GODC5B );
3. выходные аналоговые преобразователи ( 73GOI420 );

2) плат - переходников STB-26, включающих

1. опторазвязки для входных дискретных сигналов ( DEK-OE- 24 DC );
2. опторазвязки для выходных дискретных сигналов ( EMG 17-OV -5DC );

3) каркаса 5208 - RМ, включающего

1. плату 5066 ( центральный процессор ЦП );
2. два мультиплексора UNIO 96-5 ;
3. аппаратную часть встроенного контроля АСВК - 98 ( плата 8Т5.104.207 ) ;
4. плата 5600 ( ввод - вывод дискретных сигналов ДС ) ;
5. плату 5300 ( управление датчика ДБСКТ - УБСКТ, плата 8Т5.104.191 );
6. преобразователь напряжения во временной интервал ПНВИ ( плата 8Т5.104.185 );

4) двух усилителей - формирователей импульсов УФИ ( платы 8Т5.129.034 );

) источников электропитания:

1. напряжением 5в, 12в ( Z x 200 - 4620 );
2. напряжением 24в ( Z x 550 );
3. бесперебойного электропитания напряжением ~ 220в (UPS);

6) двух конвертеров ADAM 4520 для информационного обмена " БУД-98 - БУС-98" и " БУД -98 - ПИ-98 " ;

) платы реле, включающей

1. пять реле с фиксацией ( типа WAGO 286 - 571 );
2. реле с двумя переключающими контактами ( типа WAGO 286 - 386 );
3. три реле РЭН 33 средней мощности.

Блок защиты двигателя БЗД - 96 - 60, состоящий из :

1. платы 5066 ( центральный процессор ЦП );
2. мультиплексора UNIO 96 - 5;
3. усилителя - формирователя импульсов UFI ( плата 8Т5.104.213 - 01 );
4. источника питания 5124 ( вариант : 5112 );
5. модуля 8Т5.104.217 с аналоговым преобразователем 73GITCK;
6. платы вывода дискретных сигналов ( плата 8Т5.129.033 )

Блок управления шаговым двигателем дозатора газа БУШ - 96, состоящий из:

1. платы управления ДВШ и ВИП ( плата 8Т5.129.028 );
2. модуля усилителей ДВШ ( плата 8Т5.129.029 );
3. блока питания ( блок 8Т3.211.011 ), включающего
4. плату АТ ( плата 8Т5.104.194 ).
5. преобразователь напряжения ( плата 8Т5.087.030 ).

Блок управления станцией БУС - 98, состоящий из:

. объединительных плат МРВ - 24, включающих

1. входные аналоговые преобразователи ( 73GII020, 73GITCK, 73GIVAC120, 73GITR100,73GIV100M, 73GIV5 );
2. модули входных и выходных дискретных сигналов ( 70GIDC5, 70GODC5 );
3. выходные аналоговые преобразователи ( 73GOI020 );

2. плат - переходников STB-26, включающих

1. опторазвязки для входных дискретных сигналов (DEK - OE - 23OAC );
2. опторазвязки для выходных дискретных сигналов ( EMG 17-OV-5DC );

3. каркаса 5208 - RM, включающего

1. плату 5066 ( центральный процессор ЦП );
2. мультиплексор UNIO 96-5;
3. две платы 5600 ( ввод - вывод дискретных сигналов DC);
4. аппаратную часть встроенного контроля АСВК-98 ( плата 8Т5.104.207 );

4. источников электропитания:

1. напряжением 5в, 12в ( Z x 200 - 4620 );
2. напряжением 24в ( Z x 550 );
3. бесперебойного электропитания напряжением ~ 220 в ( UPS );

5. двух конвертеров ADAM 4520 для информационного обмена "БУС -98 - БУД-98», «БУС-98 - ПУ-98».

.3 В состав агрегатной части САУ ГТУ входит дозатор газа разработки ОАО " СТАР " ДГ-90ГП1М ( 3251.000 - 01 ), включающий:

1. узел дозирующей иглы ( ДИ );
2. узел управления ДИ;
3. узел разгрузки ДИ.

3. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА

Значения интенсивностей отказов электрорадиоизделий ( ЭРИ ) отечественного производства для устройств ( блоков, плат ) ЭЧ САУ ГТУ определены следующим образом.

Эксплуатационные характеристики интенсивностей отказов э рассчитаны в соответствии с методиками, приведенными в cправочниках по надежности [1; 2] для САУ группы 1.1. ( неподвижные наземные стационарные системы ). Для этих расчетов были приняты следующие исходные данные :

1. температура окружающей элементы среды +45оС - на платах, +50оС - на микросборках ( с учетом требований ТЗ на САУ, п.3.4.2, и рекомендаций отчета ОАО "СТАР " № 172 - 93 [ 3 ];
2. коэффициенты электрических нагрузок Кн, используемые при определении коэффициентов режима Кр, - в соответствии с отчетом № 172 - 93 [3].

Перечень ЭРИ отечественного производства, применяемых на устройствах ( блоках, платах ) ЭЧ САУ, а также расчетные данные по эксплуатационным интенсивностям отказов э приведены в Приложении 1 , в таблицах 1 и 2 .

Значения интенсивностей отказов импортных плат, модулей и ЭРИ определены следующим образом. Интенсивности отказов э для плат и кабелей фирмы Octagon Systems, изделий фирм Gray Hill, Advantech, Lan Automatic и тактовой кнопки импортного производства расcчитаны на основании информации, приведенной в факсах ООО " Prosoft ", ЗАО " Система - Сервис " и ООО " Торговый дом Бурый медведь".

Поскольку данные по надежности остальных ЭРИ импортного производства недоступны на момент выпуска настоящего расчета надежности САУ ГТУ, расчет эксплуатационных интенсивностей э этих ЭРИ проведен по характеристикам конкретных или средне-групповых отечественных аналогов, исходя из того, что э импортных ЭРИ не хуже, чем э соответствующих отечественных аналогов.

Перечень плат, модулей и ЭРИ импортного производства, а также расчетные данные по э, приведены в приложении 1, в таблице 3.

В соответствии с информацией, приведенной в перечнях элементов блоков и плат ЭЧ САУ ГТУ ( 8Т5.104.185 ПЭЗ, 8Т5.104.207 ПЭЗ, 8Т5104.213 - 01 ПЭЗ, 8Т5.104.217 ПЭЗ, 8Т5.129.033. ПЭЗ, 8Т5.129.034 ПЭЗ, 8Т5.087.030 ПЭЗ, 8Т5.104.194. ПЭЗ, 8Т5.129.028 ПЭЗ, 8Т5.129.029 ПЭЗ , 8Т5.211.011 ПЭЗ ), были определены суммарные интенсивности отказов соответствующих плат.

Результаты расчета сведены в Приложение 1, в таблицу 4.

Значение интенсивности отказов дозатора газа ДГ-90ГП1М определено на основании -характеристик элементов, приведенных в отчете ОАО " СТАР " № 34-83 [4] и отчете ЦИАМ [5].

Перечень узлов и элементов дозатора газа ДГ-90ГП1М, значения их интенсивностей отказов приведены в приложении 2.

Значения интенсивностей отказов электрических линий связи представлены в приложении 3.

Значения вспомогательных величин и расчеты по интенсивностям отказов для оценки показателей безотказности сведены, соответственно , в приложения 4 и 5.

Согласно В277-98-218 ТЗ заданы следующие показатели безотказности:

1. средняя наработка на несрабатывание аварийной защиты - не менее 100 000 часов;
2. средняя наработка на ложное срабатывание аварийной защиты - не менее 50 000 часов;
3. средняя наработка на отказ функции управления - не менее 25 000 часов;
4. средняя наработка на отказ функции регулирования - не менее 25 000 часов;
5. средняя наработка на отказ информационной функции - не менее 2 000 часов;
6. средняя наработка на отказ функции сигнализации - не менее 2 000 часов.

Дополнительно задан показатель: среднее время восстановления работоспособного состояния САУ ГТУ - не более 60 минут.

При оценке показателей безотказности учтены следующие критерии отказов:

1. под отказом " несрабатывание аварийной защиты" понимается отсутствие выходной команды управления, формируемой системой в режиме "Аварийный останов" (АО):
2. под отказом " ложное срабатывание аварийной защиты " понимается выдача любой команды управления , формируемой САУ ГТУ в режиме АО, при отсутствии аварийной ситуации;
3. под отказом " невыполнение функции управления " понимается невыдача предусмотренной алгоритмом управления команды или формирование ложного управляющего воздействия;
4. под отказом " невыполнение функции регулирования " понимается нарушение процесса поддержания параметров технологического оборудования;
5. под отказом " невыполнение информационной функции " понимается выход за пределы метрологических характеристик, указанных в ТЗ, с учетом влияющих факторов или прекращение сбора, обработки или передачи информации;
6. под отказом " невыполнение функции сигнализации " понимается невыдача аварийных и предупредительных сигналов при выходе контролируемого параметра за пределы уставки на средства сигнализации ( монитор, табло и т.д. );
7. под временем, затрачиваемым на восстановление работоспособного состояния САУ ГТУ, понимается время, затрачиваемое на идентификацию отказа и на замену отказавшего устройства ( платы, модуля, линии связи ) с регулированием и проверкой, при необходимости, работы ГТУ после замены. При этом в среднее время восстановления не входит время доставки отказавших плат и т.д. из состава ЗИП.

Характеристика системы встроенного контроля .

Система встроенного контроля САУ ГТУ включает программные и аппаратные средства и решает следующие задачи:

1. обнаруживает отказы в устройствах, входящих в САУ ГТУ;
2. парирует обнаруженные отказы в каналах измерения параметров регулирования, в каналах управления исполнительными механизмами ( ИМами ), в вычислителе и в каналах информационного взаимодействия БУС-БУД, БУС-ПУ, БУД-ПИ;
3. восстанавливает работоспособное состояние контролируемых элементов САУ, если ранее СВК идентифицировало их состояние как "отказ".

Программная часть СВК реализована в платах центрального процессора 5066 (в блоках БУД-98, БУС-98 и БЗД-96-60). Основная задача: формирование сигналов на выполнение аварийного останова (АО) в случае возникновения аварийной ситуации в ГТУ-2.5.

Аппаратная часть СВК реализована на платах АСВК (8Т5.104.207) в составе БУД-98 и БУС-98 и выполняет функции:

1. начальной установки каналов управления ИМ по включению питания;
2. контроля исправности вычислителя и парирование его отказа . При этом в АСВК предусмотрен программно управляемый переключатель режимов схемы парирования отказа вычислителя;
3. фиксирования отказа БУС-98 и контроля исправности и парирования отказа БУД-98 (функция платы АСВК в составе БУС-98) и, наоборот, фиксирования отказа БУД-98 и контроля исправности и парирования отказа БУС -98 (функция платы АСВК в составе БУД-98). При этом при отказе БУД-98 АСВК в составе БУС-98 переходит в состояние АО ГТУ, и, наоборот, при отказе БУС-98 АСВК в составе БУД-98 переходит в состояние АО ГТУ, формируя в обоих случаях сигналы управления положением ИМ.

Полнота охвата контролем элементов в устройствах или самих устройствах оценивается коэффициентом полноты проверки Кпп.

Оценка значений Кпп для плат, модулей, информационных каналов и т.д. проведена экспертным путем. Технология экспертной оценки не приводится, т. к. она известна из литературы [9] и стандартизирована [10]. Величины Кпп для контролируемых устройств приведены в приложении 4 (таблица1).

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ БЕЗОТКАЗНОСТИ

.1 Определение средней наработки на отказ аварийной защиты - Тнесраб. Защ.

Согласно критерию отказа, несрабатывание защиты (или отказ аварийной защиты) произойдет в случае , если не будет выполнен аварийный останов (АО) ГТУ вследствие отсутствия выходной команды управления, формируемой системой в режиме АО при наличии любого аварийного сигнала.

В соответствии с основными алгоритмами управления, контроля и защиты ГТУ режим АО выполняется при наличии следующих аварийных сигналов (наименование сигналов соответствует "Базовому перечню входных и выходных сигналов аппаратуры лидерного образца САУ ГТУ-2,5"): Рмвх, tмвх, tмред, tмт, tмк, 13Т, 15Т, Тт1, Тт2, ВНАприкр, nгтд1, nгтд2 , ди1, ди2, АОБУС, АОБУД, АО1БЗД*, АОБПА, АОПРУ, АОК, МТЗ, ДТЗ, 2З, 1З, ЗОМ, Jмакс, 2,5М1V3, 2,5М4V5, 2,5М6V2. (*см. п.4.15 - по сигналу АО1БЗД).

Отсюда видно, что АО формируется при наличии признаков аварийной ситуации как внешними устройствами, так и непосредственно аппаратурой САУ. После получения любого из этих сигналов САУ формирует команды на выполнение процедуры АО. Так, для варианта работы ГТД на газообразном топливе с электрозапуском (этот вариант рассматривается в настоящем отчете) формируются следующие команды на выполнение процедуры АО:

1. блоком БУД-98 - снимается команда с отсечных газовых клапанов (ОГК) и с управления шаговым двигателем, Откл. РЧТН, Откл. Возб, Откр КВЭ1, Откр КВЭ2, Вкл НПМ, Откл Q1;
2. блоком БУС-98 - АО БУС (снимается команда с ОГК), Откл РЧТН, Откл Возб, Откр КВЭ1, Откр КВЭ2, Вкл НПМ, Откл Q1, Закр 330, Закр ЗУТ1, Откр ЗУТ2, Закр ЗОГ1, ОткрЗОГ2.

Следовательно, необходимые команды для выполнения процедуры АО дублируются каналами в БУД-98 и в БУС-98 (таких команд - семь).

Для случая формирования сигнала АО непосредственно аппаратурой САУ несрабатывание защиты произойдет при невыполнении процедуры АО, т.е. при одновременных отказах в блоках БУД и БУС следующих устройств:

1. обеих плат АСВК, коммутирующих для выполнения процедуры АО необходимые дублированные сигналы, или
2. платы UNIO № 2 ( в БУД) и плат UNIO и 5600 (в БУС). Для этих плат входными сигналами являются сигналы, скоммутированные АСВК, а выходные сигналы характеризуются значением напряжения Uвхода, необходимого для срабатывания устройства гальванической развязки, или
3. устройств гальванической развязки 70GODC5B, EMG 17-OV-5DC, передающих команды процедуры АО к ИМам.

Для случая формирования сигнала АО внешними устройствами несрабатывание защиты произойдет при отказах в линиях связи внешних устройств с аппаратурой САУ, при отказах в центральных процессорах БУД и БУС.

Логические структурные схемы устройств САУ, отказы которых могут привести к несрабатыванию защиты, представляют параллельно-последовательное соединение и последовательное соединение (в смысле надежности) входящих в схемы устройств (см.Рис. 1).

Средняя наработка на отказ аварийной защиты для случая несрабатывания защиты при АО, формируемом непосредственно аппаратурой САУ, равна

Тнесраб.защ(1)=1/lнесраб.защ(1) =1/(51.4 10-12)=19600* 106 ч.

Расчет есраб.защ.приведен в приложении 5, п.1

Средняя наработка на отказ аварийной защиты для случая несрабатывания защиты

при АО , формируемом внешними устройствами, равна

Тнесраб.защ(2)=1/lнесраб.защ(2) =1/(4.02221 *10-6)=248 620 ч.

. Схема несрабатывания защиты при АО, формируемом непосредственно аппаратурой САУ.

. Схема несрабатывания защиты при АО, формируемом внешними устройствами

Рис.1

По ТЗ задано 100000 ч. Таким образом, даже в худшем случае (несрабатывание защиты при АО, формируемом внешними устройствами) требование ТЗ выполняется.

Следует отметить, что доля параметров nгтд (или nтк) и Тт в САУ ГТУ предусмотрена дополнительная защита при достижении этими параметрами определенных предельных значений. Тогда блок защиты двигателя БЗД-96-60 должен сформировать сигнал АО и выдать управляющую команду на закрытие ОГК.

Логическая структурная схема устройств блока, отказы которых приводят к невыдаче сигнала АО, представляет последовательное соединение (в смысле надежности) входящих в нее устройств (см.Рис.2.)

Рис.2.

Для приведенной схемы наработка на отказ, приводящий к невыдаче сигнала АО, Тневыд.АО определяется как величина обратная сумме интенсивностей отказов входящих в нее устройств:

Тневыд.АОБЗД=1/(Sliневыд.АО)=1/3.7369 *10-6=267600 ч.

Расчет Sliневыд.АО приведен в Приложении 5, п.2.

Соответственно для БУД-98 и БУС-98 имеем:

Тнесраб.защ(2)=1/2.0130 *10-6=496800 ч.

Тнесраб.защ(2)=1/2.0091* 10-6=497700 ч.

Требования ТЗ по этому показателю выполняются (заданы в ТЗ на САУ БУД и БУС - 100000ч, не менее).

4.2 Определение средней наработки на ложное срабатывание - ТАОложн.

Согласно критерию отказа, под ложным срабатыванием понимается выдача любой команды управления, формируемой системой в режиме АО, при отсутствии аварийной ситуации.

Отсутствие аварийной ситуации означает, что центральные процессоры 5066 в блоках БУД, БУС и БЗД исправны, а информация, воспринимаемая ими от датчиков, сигнализаторов, ИМов и пультов ПИ и ПУ, не обладает признаками аварийной ситуации. Поэтому ложный сигнал АО может быть следствием отказов во внутренних каналах аппаратуры САУ.

Уточняя понятие ложного срабатывания АО, полагаем, что к ложным АО могут привести неконтролируемые отказы тех устройств САУ, которые в соответствии с логикой работы СВК не парируются переходом в режим АО, но могут привести к АО.

Это - параметрические отказы следующих устройств:

1. в измерительных каналах БУД
2. шесть аналоговых модулей 73GITR100 (параметры tмвх, tмред, tмт, tмк, 13Т, 15Т);
3. два аналоговых модуля 73GITCK (параметры Тт1, Тт2);
4. аналоговый модуль 73GIIO20 (параметр Рм вх);
5. опторазвязка DEK-OE-24DC (параметр ВНАприкр);
6. плата УФИ (параметры nгтд1, nгтд2);
7. плата ПНВИ (параметры aДИ1, aДИ2);

2. в измерительных каналах БУС:

• шесть опторазвязок DEK-OE-230AC (сигналы МТЗ, ДТЗ, 2З, 1З, ЗОМ, Iмакс);
• три опторазвязки DEK-OE-24DC ( сигналы 2.5М1V3, 2.5M4V5, 2.5M6V2);

3.в каналах управления положением ИМов, обеспечивающих выполнение процедуры АО:

• два дискретных модуля 70GODC5B в каждом блоке БУД и БУС ( команды ОткрКВЭ1, ОткрКВЭ2);
• три опторазвязки EMG 17-OV-5DC в каждом блоке БУД и БУС и три дискретных модуля 70GODC5B в БУД ( команды ОтклQ1, ОтклВозб., ВклНПМ).

Логическая структурная схема устройств представляет их последовательное соединение ( в смысле надежности). Поскольку отказы элементов этих устройств статистически независимы, то средняя наработка на ложное срабатывание ТАОложн определяется как величина, обратная сумме интенсивностей отказов устройств:

ТАОложн=1/(Sli ложн.АО)=1/12.766*10-6=78 330 ч.

Расчет для Sli ложн.АО приведен в Приложении 5., п.3. По ТЗ задано 50 000 ч. По этому показателю требование ТЗ выполняется.

Соответственно, для БУД:

ТАОложн=1/10.2983 *10-6=97 100 ч. ( в ТЗ на БУД-98 задано 20 000 ч., не менее);

Для БУС:

ТАОложн=1/2.4677 *10-6=405 000 ч. ( в ТЗ на БУС-98 задано 20 000 ч., не менее);

Для БЗД:

ТАОложн=1/1.1023 *10-6=907 200 ч. ( в ТЗ на БЗД-96-60 задано 125 000 ч., не менее).

По этому показателю требования ТЗ на блоки БУД-98, БУС-98 и БЗД-96-60 также выполняются.

По блоку БУШ-96 наработка на отказ, приводящий к останову двигателя:

Тостанов=1/2.8063* 10-6=356 340 ч. ( в ТЗ на БУШ-96 задано 125 000 ч., не менее).

По этому показателю требование ТЗ выполняется.

4.3 Определение средней наработки на отказ функций управления - Тфунк.упр.

Согласно критерию отказа, невыполнение функции управления произойдет при невыдаче предусмотренной алгоритмом управления команды или формировании ложного управляющего воздействия.

Невыдача предусмотренной команды произойдет вследствие неконтролируемых отказов элементов тех устройств, которые блокируют функцию управления. При отказах контролируемых элементов невыдачи предусмотренной команды управления не произойдет. Доля неконтролируемых отказов определяется коэффициентом (1 - Кпп).

Формирование ложного управляющего воздействия произойдет в случае отказов элементов, которые в соответствии с логикой работы СВК охвачены контролем. При этом доля контролируемых (обнаруживаемых) отказов определяется коэффициентом Кпп.

САУ ГТУ в соответствии с ТЗ функционально управляет режимами газотурбинного двигателя (ГТД) и режимами турбогенератора (ТГ). Формирование управляющего воздействия на ГТД обеспечивает БУД-98, а на ТГ - БУС-98.

При этом будем рассматривать те случаи нарушения качества управления ( в виде невыдачи предусмотренной команды или выдачи ложного воздействия), которые происходят без выполнения АО.

Управление режимами ГТД осуществляется в виде управляющих команд блока БУД-98 на исполнительные органы (ИМы). Такими командами являются:

1. на режиме запуска - Вкл.ПНМ1, ВклПНМ2, Iум1, Iум2, Iум3, ОткрПОК, ВклЗажиг., Вкл.220СПВ, ВклОснпит, ВклРезпит;
2. на режиме автоматической работы (основной режим) - ВклВОМ1, ВклВОМ2, ВклКДМ, БУШ Гупр,БУШ Гв-н.

Вывод этих команд из БУД обеспечивается дискретными и аналоговыми модулями 70GODC5B, 73GOI420, EMG 17-OV-5DC/240АС.

Управление режимами ТГ осуществляется управляющими командами из БУС на Имы. Такими командами являются:

1. на режиме запуска - ВклЭНОД, ВклЭНОГ, ВклОбогрКВОУ, ВклОснПит, ВклРезпит.;
2. на режиме автоматической работы (основной режим) - ОткрЗЗО, ВклВОП, ОткрЗУТ1, ЗакрЗУТ2, ОткрВУТ, ЗакрВУТ, ВклВООД1, ВклВООД2, ОткрВхУТО, ОткрВыхУТО, ЗакрВхУТО, ЗакрВыхУТО, ВклSF01, ОтклSF01, ВклSF02, ОтклSF02, ВклQ1, БлокQ1, ВклУТС, УпрСтат, ВклВозб, ВклАРВ, МеньшеАРВ, БольшеАРВ, АварОтклВоз, Уст1.

Вывод этих команд из БУС обеспечивается выходными модулями: 70GODC5B, EMG 17-OV-5DC/240АС, EMG 17-OV-5DC/220DС.

При отказе любого из каналов управления ИМами произойдет отказ функции управления режимом ГТД или режимом ТГ. Поэтому логическая структурная схема устройств, отказы которых приводят к невыполнению функции управления, представляет последовательное соединение ( в смысле надежности) входящих в нее элементов.

Для такого соединения элементов показатель безотказности определяется как величина, обратная сумме интенсивностей отказов отдельных устройств:

Для случая невыдачи команды при управлении режимом запуска ГТУ:

Sli упр.зап= Sli упр.запгтд + Sli упр.заптг = 11.7455 *10-6+ 6.6301 *10-6=18.3756 *10-6 ч-1.

Для случая невыдачи команды при управлении основным режимом ГТУ:

Sli упр.осн.реж.= Sli упр.осн.реж.гтд + Sli упр.осн.режтг = 8.1795 *10-6+ 7.6781 *10-6=15.8576 *10-6 ч-1.

(значения интенсивностей отказов определены в Приложении 5, п.4.).

Отсюда Тфунк.упр=54420ч. - при управлении запуском и Тфунк.упр = 63060ч. - при управлении основным режимом. В целом по функциям управления ГТУ для случая невыдачи команды Тфунк.упр = 1/34.2332 *10-6 = 29210ч. ( в ТЗ на САУ ГТУ задано 25000ч., не менее).

Соответственно, для БУД Тфунк.упр = 1/19.925 *10-6 = 50190ч. (в ТЗ на БУД задано 25 000ч., не менее), для БУС Тфунк.упр = 1/14.3082 *10-6 = 69900ч. (в ТЗ на БУС задано 20 000ч., не менее).

Таким образом, по этому показателю требования ТЗ на САУ ГТУ, на БУД-98 и на БУС-98 выполняются.

Рассмотрим невыполнение функции управления для случая формирования ложного управляющего воздействия.

Как установлено выше, к этому виду отказа могут привести отказы контролируемых элементов в устройствах САУ, т.е. при исправных центральных процессорах БУД и БУС.

Тогда:

Тфунк.упрложн=1/(Sli ложн.упр.зап.)=1/20.658 *10-6=48 410 ч. (на режиме запуска);

Тфунк.упрложн=1/(Sli ложн.упр.осн.реж.)=1/13.2683 *10-6=75 370 ч. (на основном режиме);

( расчет интенсивностей отказов приведен в Приложении 5, п.5)

В целом:

Тфунк.упрложн=1/33.9263 *10-6=29 480 ч.

По этому показателю требование ТЗ на САУ ГТУ также выполняется.

4.4 Определение средней наработки на отказ функций регулирования - Тфунк.рег.

Согласно критерию отказа, невыполнение функций регулирования произойдет из-за нарушения процесса поддержания параметров технологического оборудования.

Выполнение функций регулирования предусматривает использование:

1. каналов измерения параметров от первичных измерительных преобразователей (ПИП) - входные аналоговые сигналы к БУД-98 (nгтд1, nгтд2, Тт1, Тт2, Твх1, Твх2, tтг, 13Т, 15Т, Ркф, Рвх, Рк, aди1, aди2, Ртгпд) и к БУС-98 (1Т, 3Т, 5Т, 8Т, 9Т, aзог1, aзог2);
2. центрального процессора 5066 в БУД-98 и в БУС-98 (программные средства регулирования - ПЗУ, ОЗУ, таймер);
3. каналов регулирования параметров по ГТД и ТГ (выходные дискретные сигналы: РазблЭС1, ВклЭС1, РазблЭС2, ВклЭС2, РазблЭС3, ВклЭС3, ОткрЗОГ1, ЗакрЗОГ2, ВклQ1, ВклВозб, ВклАРВ, МеньшеАРВ, БольшеАРВ).

Для расчета были использованы те функции регулирования, отказ которых происходит без выполнения АО.

При рассмотрении каналов измерения параметров резервированными датчиками, в которых основные и дублированные устройства - однотипные, а, следовательно, и параметры основных и дублированных каналов - одинаковые, логика работы СВК предусматривает замещение значения параметра, получаемого по отказавшему каналу измерения, значением, получаемым по одноименному дублирующему каналу (nгтд1, nгтд2, aди1, aди2, Тт1, Тт2).

Тем самым, к невыполнению функций регулирования не приводят одиночные отказы в каналах измерения этих параметров, а приводят двойные отказы, выявляемые согласно логике работы СВК путем перекрестного контроля.

К невыполнению функций регулирования также не приводят одиночные отказы в каналах измерения следующих параметров:

• Твх1, Твх2, tтг, Рвх ( согласно логике работы СВК при отказе указанного параметра происходит замещение его значения номинальным значением, соответственно, Твх=288 К, tтг=20оС, Рвх=1.033 кг/см2 ). К невыполнению функций регулирования приводит двойной отказ по параметрам Твх1, Твх2, выявленный путем перекрестного контроля;
• Рт гпд (согласно логике работы СВК производится коррекция контура расхода топливного газа по Рт гпд = 2.4Мпа).

По каналам измерения параметров aзог1, aзог2 логикой работы СВК предусмотрен контроль каналов на обрыв и КЗ, при обнаружении отказа на запуске - запуск блокируется, а на работающем изделии - осуществляется нормальный останов.

Поскольку невыполнение функций регулирования ГТУ произойдет в случае отказа любой из функций регулирования, поэтому логическая структурная схема устройств, отказы которых могут привести к невыполнению функций регулирования, представляет последовательное соединение ( в смысле надежности) входящих в нее устройств.

При этом средняя наработка на отказ определяется как величина, обратная сумме интенсивностей одиночных отказов отдельных устройств:

Тфунк.рег.=1/(Sli одиноч.)=1/17.8646* 10-6=56 000 ч.

( значение Sli одиноч определено расчетом, см. Приложение 5, п.6). По ТЗ на САУ задано 25000 ч., не менее. Требование ТЗ по заданному показателю выполняется.

Оценка влияния на величину показателя Тфунк.рег. двойных отказов измерительных каналов датчиков nгтд, Тт, Твх и aди проведена по формуле:

Sli ф.рег. = Sli одиноч + Sli двойн.

( значение Sli двойн. определено в Приложении 5,п.6).

Тфунк.рег.=1/(17.8646 *10-6+ 2.8946 *10-6)=48 170 ч. (с учетом двойных отказов).

Соответственно, для БУД-98 и для БУС-98 получаем:

Тфунк.рег.(БУД)=1/(10.5711 *10-6+ 2.8946 *10-6)=74 260 ч.

Тфунк.рег.(БУС)=1/(7.2935 *10-6+ 0)=137 100 ч.

В ТЗ на БУД задано 25 000ч., не менее; в ТЗ на БУС задано 20 000ч., не менее.

Таким образом, по показателю Тфунк.рег. требования ТЗ выполняются по САУ ГТУ, по блоку БУД-98 и по блоку БУС-98.

4.5 Определение средней наработки на отказ информационной функции - Тинф.функ.

Отказ информационной функции произойдет в случае потери любого из каналов информационного обмена БУД-БУС, БУС-ПУ.

Информационный обмен между указанными выше блоками и пультами организован с использованием интерфейсов последовательной передачи данных RS-232/RS-485 со скоростью обмена 38.4 кБод, т.е. 2400 слов/с (длина каждого параметра 2 байта).

В рамках протокола информационного взаимодействия контролируется формат посылки на отсутствие искажений и целостность линий связи на отсутствие обрыва или КЗ. Искажение хотя бы одного символа выявляется контрольной суммой (на каждый запрос). Использование контрольной суммы обеспечивает достаточно хорошую защиту от ошибок. Так, только один из 256 пакетов может содержать ошибки, даже если контрольная сумма правильная. Доля необнаруженных отказов составляет одну необнаруженную ошибку на 2.6*105 бит ( при передаче пакетами по 128 байт). Протокол информационного взаимодействия гарантирует вероятность обнаружения ошибки, равную:

Р = (1-1/2.6 *105) 100% = 99.9996% [8]

Таким образом, передача недостоверной информации по всем значениям параметров любого канала обмена практически исключена.

Логическая структурная схема для расчета показателя безотказности Тинф.функ. представляет последовательное соединение ( в смысле надежности) входящих в каналы информационного обмена устройств.

В этом случае средняя наработка на отказ информационной функции САУ ГТУ равна величине, обратной сумме интенсивностей отказов задействованных в обмене устройств:

Тинф.функ.=1/(Sli )=1/51.3704* 10-6=19 470 ч.

(расчетное значение Sli приведено в Приложении 5, п.8).

По данному показателю требование ТЗ на САУ выполняется ( в ТЗ задано 2000 ч., не менее).

Также выполняются требования по этому показателю отдельно на БУД-98 и на БУС-98:

Тинф.функ.(БУД)=58 000 ч. ( задано в ТЗ 20 000ч., не менее);

Тинф.функ.(БУС)=29 300 ч. ( задано в ТЗ 2 000ч., не менее).

4.6 Определение средней наработки на отказ функций сигнализации - Тфунк.сигн.

Согласно критерию отказа, невыполнение функции сигнализации произойдет при невыдаче предупредительного и аварийного сигнала на средства сигнализации (монитор, табло и т.д.).

В соответствии с ТЗ на САУ формирование сообщений выполняется по введению ВПУ в зацепление и по превышению заданных значений следующих параметров: nтк, tтг, tмвх, tм ред, tмт, tмк, 13Т, 15Т, tмбд, DРт фг,Рт гпд, DРмф.

Для выполнения функций сигнализации используются:

1. каналы измерения параметров (входные аналоговые сигналы перечисленных выше параметров в БУД-98);
2. канал входного дискретного сигнала «ВПУ включ» в БУД-98;
3. центральный процессор 5066, платы UNIO №1 и №2, ADAM и узел Comport в БУД-98;
4. центральный процессор 5066, узел Comport, ADAM (две штуки) в БУС-98;
5. линии связи.

Логическая структурная схема для расчета показателя безотказности Тфунк.сигн. представляет последовательное соединение (в смысле надежности) входящих в нее устройств.

Для этого случая значение Тфунк.сигн. равно величине, обратной сумме интенсивностей отказов задействованных устройств:

Тфунк.сигн.=1/(Sli )

( Расчет Sli приведен в Приложении 5, п.7)

Отсюда

Тфунк.сигн.= 1/122.5707 *10-6=8160 ч. ( по ТЗ задано 2000 ч.)

По данному показателю безотказности требование ТЗ выполняется.

4.7 Определение среднего времени восстановления работоспособного состояния - tв.

Время восстановления работоспособного состояния САУ ГТУ с помощью изделий из состава ЗИП включает в себя время, затрачиваемое на локализацию отказа (поиск отказа и определение его места и характера), tлокал., и время, затрачиваемое на устранение отказа (замена отказавшего устройства и проверка вновь установленного устройства), tустран., т.е.

tв = tлокал. + tустран.

Время локализации tлокал начинается с момента начала поиска отказа после появления сообщения о нем в кадрах пульта ПУ-98 или ПИ-98. Локализация отказа предусматривает использование руководства по технической эксплуатации САУ 8Т0.001.002РЭ. В разделе по локализации и устранению неисправностей (книга 1) указаны возможные причины появления сигнала об отказе и порядок проверки наличия этих причин.

Максимальное время tлокал не превышает 40 мин., исходя из опыта эксплуатации САУ ГТУ и ГПА и учитывая, что к обслуживанию САУ допускается квалифицированный персонал, прошедший специальное обучение по эксплуатации и ремонту САУ.

Максимальное время tустран. не превышает 15 мин., также исходя из опыта эксплуатации.

Таким образом, tв = 55 мин. ( по ТЗ задано не более 60 мин). Следует специально указать, что время tлокал будет со временем уменьшаться по мере накопления эксплуатационной практики.

4.8 Определение средней наработки на отказ блока БУШ-96 -То

Показатель То определяется по формуле :

То = 1/lо.

Интенсивность отказов lо определяется в виде суммы интенсивностей отказов всех устройств, входящих в БУШ (аппаратная надежность).

С учетом интенсивностей отказов БУШ для различных этапов ( см.Приложение 1, таблица 4), имеем:

То= 1/39.4749* 10-6=25 300 ч.

к окончанию государственных испытаний ( в ТЗ задано 1 000 ч.);

То= 1/16.8349* 10-6=59 400 ч.

на 6-8 год эксплуатации ( в ТЗ задано 20 000 ч.).

Требования ТЗ на БУШ-96 выполняются по этому показателю.

5.ВЫВОДЫ

По заданным показателям безотказности требования В277-98-218 ТЗ на разработку системы автоматического управления, регулирования, защиты, контроля и диагностики ГТУ-2.5 выполняются.

автоматический регулирование газотурбинный энергоустановка

Расчетные данные сведены в таблицу.

Таблица

Наименование показателяРасчетное значениеЗначение по ТЗСредняя наработка на отказ типа «несрабатывание аварийной защиты» (в режиме АО), ч248 620³100 000Средняя наработка на отказ типа «ложное срабатывание АО», ч78 330³50 000Средняя наработка на отказ типа «невыполнение функций управления», ч.: случай не выдачи предусмотренной алгоритмом команды; случай формирования ложного воздействия. 29 210 29 480³25 000Средняя наработка на отказ типа «невыполнение функций регулирования», ч49 340³25 000Средняя наработка на отказ типа «невыполнение информационной функции», ч19 470³2 000Средняя наработка на отказ типа «невыполнение функций сигнализации», ч8 160³2 000Среднее время восстановления работоспособного состояния САУ, мин55£60

По заданным показателям безотказности требования частных ТЗ (ТУ) на блоки БУД-98 (8Т1.001.005ТЗ), БУС-98 (8Т1.001.006ТЗ), БЗД-96-60 (8Т1.001.003ТЗ), БУШ-96 (8Т2.559.012ТУ) выполняются.

6. ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

1.Определение интенсивностей отказов ЭРИ отечественного производства

Расчет интенсивностей отказов ЭРИ отечественного производства проведен в соответствии с методикой и рекомендациями по расчету надежности ЭРИ, изложенными в Справочниках [1,2].

Эксплуатационные интенсивности отказов lэ ЭРИ рассчитаны по математическим моделям следующего вида:

lэ = lб¢* Кр*Pi=1nКi ; lэ = lб.с.г.¢* Кр*Pi=1n Кi ;

или

lэ = lб*Pi=1n Кi ; lэ = lб.с.г.* Pi=1n Кi ;

где

lб¢(lб.с.г.¢) - исходная интенсивность отказов типа ( группы) ЭРИ, приведенная к номинальной электрической нагрузке при температуре окружающей среды t= 25оС;

lб (lб.с.г.) - исходная интенсивность отказов типа (группы) ЭРИ для усредненных режимов применения в аппаратуре группы 1.1 ;

Кр - коэффициент режима, учитывающий изменение lб¢(lб.с.г.¢) в зависимости от электрической нагрузки u(Кн) и (или) температуры окружающей среды;

Кi - коэффициенты, учитывающие изменения lэ в зависимости от различных факторов;

n - число учитываемых факторов.

Расчетные значения lэ ЭРИ, находящихся на платах, сведены в таблицу 1. Исходные данные по составу микросборок разработки ОАО «СТАР», входящих в состав плат ПНВИ, UFI и платы вывода БЗД-96-60, и их интенсивности отказов сведены в таблицу 2.

2. Данные по интенсивностям отказов плат, модулей и ЭРИ импортного производства

Значения интенсивностей отказов следующих импортных изделий рассчитаны на основании информации, приведенной в факсах:

1. плата 5066; мультиплексор UNIO96-5; блоки питания ZX200, ZX550; конвертер ADAM 4520; модули аналоговых и дискретных преобразователей фирмы Gray Hill: 73GITR100, 73GITCK, 73GII020, 73GII420, 73GII5000, 73GIV5, 73GIV10, 73GOI420, 70GIDC5B, 70GODC5B, 73GIV100M, 73GIVAC120 и т.п.; кабели VTC-9F, VTC-9M (факс 000 «Prosoft» от 22.09.99г.);
2. платы 5300, 5600; блоки питания 5124 (факс ЗАО «Система-Сервис» от 28.10.97г.);
3. тактовая кнопка SWT (факс 000 «Торговый Дом Бурый Медведь» от 29.09.99г.).

Значения интенсивностей отказов остальных импортных модулей и ЭРИ рассчитаны по l-характеристикам отечественных аналогов.

Расчет lэ импортных соединителей проведен по математической модели для низкочастотных соединителей. Применение этой модели основано на сравнительном сходстве импортных и отечественных соединителей. Так, целевое назначение, конструктивное исполнение (особенно применение пайки в вилках соединителей, например IDC и MSTB) аналогичны для отечественных низкочастотных соединителей для печатного монтажа (например, типа CHП).

При этом количество задействованных контактов N соответствует фактическому исполнению конкретного соединителя согласно электрическим схемам плат, а количество сочленений-расчленений выбрано в соответствии с реальным применением в САУ ГТУ в диапазоне 1-25.

Расчетные значения интенсивностей отказов импортных изделий (кроме соединителей) приведены в таблице 3, а по соединителям - в общей таблице интенсивностей отказов электрических линий связи в Приложении 3.

Влияние отказов плат из-за конструктивно-производственных недостатков разработчика-изготовителя оценено коэффициентом Котн, который для периода эксплуатации принят равным Котн = 1.45 [7].

Результаты расчета интенсивностей отказов отдельных плат и блоков в целом сведены в таблицу 4.

Таблица 1

Значения интенсивностей отказов отечественных ЭРИ на платах ЭЧ САУ ГТУ

Тип элементаХарактеристика элементаИсходные данныеlэ*106, ч-1Резистордиапазон сопротивленийноминальная мощность, Втlб(б.с.г.)*106,ч-1КрКэКпрКRКмКстабС2-29В Постоянный непроволочный (прецизионный)<1кОм0.1250.040.45111-0.050.0009³1кОм<100кОм0.1250.040.45110.7-0.050.0006³100кОм<1МОм0.1250.040.45112.0-0.050.0018³1МОм0.1250.040.45110.6-0.10.0005С2-33 Постоянный непроволочный (металлодиэлектрический)<1кОм0.250.040.451110.71.00.01260.50.040.451110.71.00.01261.00.040.451111.51.00.0270³1кОм<100кОм0.250.040.45110.70.71.00.00880.50.040.45110.70.71.00.00881.00.040.45110.71.51.00.01892.00.040.45110.71.51.00.0189³100кОм<1МОм0.250.040.45112.00.71.00.0252³1МОм0.250.040.45110.60.71.00.0076С5-35В-25 Постоянный проволочный (нагрузочный)£1кОм-0.0450.21111.3--0.0123С5-61 Постоянный проволочный£1кОм-Б.с.г. 0.020.21111.3--0.0055СП5-16ВА Переменный проволочный (подстроечный)0.24 Ом0.250.0030.46111.9--0.00266.8 кОм0.250.0030.46110.3--0.0004Б19К-1-1Сборка резисторная-0.020.4711---0.0094Б19К-2Сборка резисторная-0.020.4711---0.0094КонденсаторЕмкость, nфUном, Вlб(б.с.г.)*106,ч-1КрКэКпрКСКпсАпроб Аобрывlэ*106, ч-1К 10-17 керамический, постоянной емкости180<16000.0250.18110.745-39/20.0034300<16000.0250.18110.790-39/20.00365600<16000.0250.18111.127-39/20.0051104<16000.0250.18111.208-39/20.00541.5 104<16000.0250.18111.268-39/20.0057105<16000.0250.18111.592-39/20.0072К 10-23 керамический, постоянной емкости6.8 105<1600Б.с.г. 0.0080.18112.004-39/20.0029К 10-47А керамический, постоянной емкости4.7 104<16000.020.18111.454-39/20.00521.5 105<16000.020.18111.672-39/20.00603.3 105<16000.020.18111.817-39/20.00654.7 105<16000.020.18111.917-39/20.00691.5 106<16000.020.18112.186-39/20.0079

Тип элементаХарактеристика элементаИсходные данныеlэ*106, ч-1Конденсаторемкость, мкфUном, ВTораб,Сlб(б.с.г.)*106,ч-1КрКэКпрКСКпсАпроб АобрывК 50-24 оксидноэлектролит.£10316-0.30.38111.0--0.1140К 50-27 оксидноэлектролит.£103160-0.40.38111.0--0.1520£103350-0.40.38111.0--0.1520К 50-38 оксидноэлектролит.£103 (470)16-0.120.38111.0--0.0456£103 (2200)16-0.120.38111.0--0.0456К 53-18 оксиднополупровод.2.2321250.10.33111.0118/10.03306.8321250.10.33111.0118/10.033033321250.10.33111.0118/10.033010400.10.33111.0118/10.0330К 71-7 с органическим синтетическим диэлектриком.0.012500.060.15110.8-69/60.0072К 73-16 с органическим синтетическим диэлектриком.1.01600.020.15111.0-69/60.00306.81600.020.15111.064-69/60.00321.04000.020.15111.0-69/60.0030Б 18-1-ВСборка конденсаторнаяlэ=lэтабл* (Кр (45оС)/ Кр(25оС))=0.0252*( 0.11/0.05 ) [ 1. Стр 278 ]0.0554Тип элементаХарактеристика элементаИсходные данныеlэ*106, ч-1ПолупроводникподгруппаUраб, Врежим работыlб(б.с.г.)*106,ч-1КрКэКпрКфКs1Кдн2Д206А диодКремниевS1< 60%выпрямитель0.060.0958111.50.71.00.00602Д212А диодКремниевпереключатель0.280.0958110.60.70.60.00682Д213А диодКремниевпереключатель0.190.0958110.60.71.00.0076КД226В диодКремниев (импул)27переключатель0.090.0948110.60.70.80.00292Д510А диодКремниев (импул)Переключатель Аналог. выпрямитель0.0160.0958110.60.70.60.00041.00.00061.50.00102С108А стабилитрон0.0030.289911---0.00092С133В стабилитрон0.0120.289911---0.00352С175Ж стабилитрон0.00320.289911---0.00092С527А стабилитрон0.00260.289911---0.00082С530А стабилитрон0.00260.289911---0.00082С551А стабилитрон0.00260.289911---0.0008Д818Г стабилитрон0.00190.289911---0.00062Т504А транзисторБиполярный кремниевпереключатель0.0480.1902110.70.51.00.00322Т505А транзисторБиполярный кремниевпереключатель0.0480.1902110.70.50.80.0026ПолупроводникподгруппаUраб, Врежим работыlб(б.с.г.)*106,ч-1КрКэКпрКфКс1Кднlэ*106, ч-12Т630А транзисторБиполярный кремниевАналог.0.170.1902111.50.50.50.01222Т653А транзисторБиполярный кремниевпереключатель0.0480.1902110.70.50.80.00262Т827А транзисторБиполярный кремниевпереключатель0.0480.1902110.70.52.50.00802Т834А транзисторБиполярный кремниевпереключатель0.0480.1902110.70.52.50.00802Т842А транзисторБиполярный кремниевпереключатель0.0480.1902110.70.51.30.00422Т862Г транзисторБиполярный кремниевпереключатель0.0480.1902110.70.51.30.00422Т3117А транзисторБиполярный кремниев (свч)переключатель0.0740.3129110.70.50.50.00402ТС622А сборка транзисторкремниевпереключатель0.20.1902110.70.55.00.0666КИП МО1Б светодиодимпульс0.10.27211---0.02723Л341Г индикаторБез встроенного управленияНепрер.0.050.56611---0.02833Л341К индикаторНепрер.0.050.4311---0.0215ТЛО-1-16 оптопараАналог (АЛ107А,Б)Непрер.0.10.47111---0.04713ОТ 127А оптопаратранзисторныйНепрер.0.230.5411---0.1242

Тип элементаХарактеристика элементаИсходные данныеlэ*106, ч-1Микросхемагруппакол. элемен.технология изготовленияlб(б.с.г.)*106,ч-1КстКэКпрКкорпКvКис140УД6ААналогов.45-0.0291.59111--0.0461142ЕН5ААналогов.39-Б.с.г. 0.0231.59111-10.0366249ЛП1БОпто-электр.Перекл. логич.сигналов-0.15-11---0.1500521СА3Аналогов.51-Б.с.г. 0.0231.59111-10.0366542НД5Аналогов.4-0.0360.95111-10.0342564АГ1Цифров.170КМОП-технолБ.с.г. 0.0171.52111110.0258564ИЕ11Цифров.319КМОП-технолБ.с.г. 0.0171.52111110.0258564КП1Цифров.158КМОП-технолБ.с.г. 0.0171.52111110.0258564КП2Цифров.188КМОП-технолБ.с.г. 0.0171.52111110.0258564КТ3Цифров.52КМОП-технолБ.с.г. 0.0171.21111110.0206564ЛА7Цифров.64КМОП-технолБ.с.г. 0.0171.21111110.0206564ЛА10Цифров.30КМОП-технолБ.с.г. 0.0171.21111110.0206564ЛЕ5Цифров.49КМОП-технолБ.с.г. 0.0171.21111110.0206564ЛН2Цифров.19КМОП-технолБ.с.г. 0.0171.21111110.0206564ПУ4Цифров.104КМОП-технолБ.с.г. 0.0171.521111-0.3496564ТЛ1Цифров.88КМОП-технолБ.с.г. 0.0171.21111110.0206564ТМ2Цифров.128КМОП-технолБ.с.г. 0.0171.52111110.0258588ВА1Цифров.1040КМОП-технолБ.с.г. 0.017Ксл. 2.73111110.0464КР588ВА1Цифров.1500КМОП-технол0.211.611---0.3600590КН5Аналогов.104-0.0382.23111--0.0847590КН6Аналогов.230-0.0382.23111--0.08471401СА1Аналогов.57-Б.с.г. 0.0231.59111-10.0366Тип элементаХарактеристика элементаИсходные данныеlэ*106, ч-1Трансформаторlб*106, ч-1КтКэКпрТППTmax=85oC,tпту£55оС,низковольтный0.0011.38110.00148Т4.720.050Статический преобразовательlэ=lэтабл* (Кт(45оС))/(Кт(25оС)) = 0.013*1.38/1.120.01608Т4.720.051Статический преобразовательlэ=lэтабл *(Кт(45оС))/(Кт(25оС)) = 0.013*1.38/1.120.01608Т4.720.065Статический преобразовательlэ=lэтабл *(Кт(45оС))/(Кт(25оС)) = 0.013*1.38/1.120.0160

Тип элементаХарактеристика элементаИсходные данныеlэ*106, ч-1Установочное изделиеlб*106,ч-1КтКэКпрВП1-1ВПредохранитель (вставка)0.0132.23110.0290

Тип элементаХарактеристика элементаИсходные данныеlэ*106, ч-1Коммутационный низковольтный аппаратколич. контактовtmaxТУ, оСтип нагрузкиlб(б.с.г.)*106,ч-1КрКэКпрКзКF-РЭС 47 слаботочный2п+85индуктивная0.01530.42110.940.1-0.0006РЭС 80 слаботочный2п+100активн.0.02800.26110.940.1-0.0007РЭН 33 средней мощности2п+85индуктивная0.0920.42110.940.1-0.0036РЭН 34 средней мощности2п+85индуктивная0.0920.42110.940.1-0.0036

Тип элементаХарактеристика элементаИсходные данныеlэ*106, ч-1Дроссельlб(б.с.г.)*106,ч-1КрКэКпрD13-2B (3B)Дроссель фильтров0.00160.47110.0008D69-0.005Дроссель фильтровБ.с.г. 0.00160.47110.00088Т4.779.053Дроссель фильтров0.0020.47110.0009

Тип элементаХарактеристика элементаИсходные данныеlэ*106, ч-1Коммутационное изделиеlб(б.с.г.)*106,ч-1КрКэКпрКккКF-BDM1-2 (2 полюса)Микровыключатель движковый; fвкл<1020.230.551110.5-0.0632КЭМ-2 (бесконтактный)Магнитоуправляемый контакт; замыкающий тип0.000360.2411-0.5-0.0001

Тип элементаХарактеристика элементаИсходные данныеlэ*106, ч-1Газоразрядный приборlх.с.г..*106,ч-1КэКпрР-91 (разрядник)Нерезонансный, неуправляемый0.015110.0150

Тип элементаХарактеристика элементаИсходные данныеlэ*106, ч-1Низкочастотный соединительTп, оСnN контактовХар-ка элементаlб*106, ч-1КрКэКпрКккКкс-2РМДТ27Б19Г5В+501-2516Для кабеля 8Т6.644.9350.00120.29113.420.32-0.0004СНП 58-64/95+301-254Для печатн. монтажа0.001120.88111.720.32-0.0005

Тип элемента микросборкаПримечаниеlэ*106, ч-1АП.008Исходные данные для расчета приведены в табл.20.4532ТЛ.001Исходные данные для расчета приведены в табл.20.3535ТЛ.002Исходные данные для расчета приведены в табл.20.3794УН.005Исходные данные для расчета приведены в табл.20.8574Таблица 2

Значения интенсивностей отказов ЭРИ в составе микросборок

Тип элементаХарактеристика элементаИсходные данныеlэ*106, ч-1Количество элементов в составе микросборокМикросхемагруппакол. элементовтехология изготовл.lб.с.г.*106, ч-1КстКэКпрКкорпКvКисАП.008ТЛ.001ТЛ.002УН.005740УД1Аналог.30-0.0231.79111-10.0412--2-740УД4Аналог.45-0.0231.79111-10.04122--3765ИЕ10Цифров.354КМОП0.0171.68111110.02861---765ИЕ11Цифров.1100КМОП0.0173.03111110.05151---765ЛА7Цифров.64КМОП0.0171.35111110.02301---765ЛН2Цифров.19КМОП0.0171.35111110.02301---ПолупроводникСигналНагрузка, %Хар-ка.lб(б.с.г.)*106,ч-1КрКэКпрКфКS1-lэ*106, ч-1 2Д907Б диодная матрицаАналог.£60Импульс.0.190.07951110.7-0.0151-1--0.10480.0139--4-2С164М стабилитрон---0.0030.435511---0.00131---0.3557--0.0011-1--2П308Г-1аналог£70Транзист. полев.0.0960.1705111.51-0.0246--2-2Т324Б-1Аналог. Переключ£40СВЧ0.160.1705110.70.5-0.0095-1--0.32110.01802---2Т378Б-1Аналог. Переключ£30-0.0260.1705110.70.5-0.0016-1460.20070.00181---2Т388АМ-2Аналог. Переключ£30-0.0320.1705110.70.5-0.0019-22-1.50.0041---62Т625АМ-2Аналог.£30Биполярный0.0380.1705111.50.5-0.0048---32Т629АМ-2Аналог.£30Биполярный0.0230.1705111.50.5-0.0029---32ТС393БСборка транзистСВЧ (анал.)0.0180.1705111.50.5-0.0023-1--2ТС398БСборка транзистСВЧ (анал.)0.0640.1705111.50.5-0.0082-2--2ТС370БСборка транзистБ.с.г. 0.0450.1705111.50.5-0.0058-2--Конденсаторемкость, пфUном, Вlб.с.г.*106, ч-1КрКэКпрКсКпсАпроб Аобрывlэ*106, ч-1 АП.008ТЛ.001ТЛ.002УН.005К10-17В10-1020.0250.59110.624-39/20.0034---3102-1030.0250.08110.837-39/20.0170---3103-1040.0250.59111.208-39/20.0178--2-0.080.0024---9К10-47В104-105500.0200.52111.454-39/20.00641---105-106500.0200.08111.672-39/20.0027-1-3К10-50В103-1040.040.22111.000-39/20.0088-1--104-1050.040.22111.392-39/20.01222--9Резисторlб.с.г.*106, ч-1КрКэКпрlэ*106, ч-1 АП.008ТЛ.001ТЛ.002УН.005По типу Б19-0.020.61110.012213231239

Таблица 3

Значения интенсивностей отказов импортных изделий, применяемых в ЭЧ САУ ГТУ

Наименование импортного изделияДополнительные сведенияlэ*106, ч-1 импортного изделиятип отечественного изделия- аналогаисходные данные по расчетуlэ отечественного аналогаПлата 5066 (ЦП)--6.2UN10 96-5--10.0Плата 5300--0.8879Плата 5600--0.674Блок питания ZX200--2.2Блок питания ZX550--2.5Блок питания 5124--0.8333Конвертер ADAM4520--16.9Преобразователи Gray Hill (типа 73 GITCK, 73GOI420, 70GIDC, 70GODC и т.п.)--4.0Кабели VTC-9F, VTC-9M--4.5Тактовая кнопка типа SWT--1.65Микросхема MAX 232 EPEH559ИП11(цифровая)Количество элементов - 353, lб.с.г.=0.017 *10-6 ч-1;Кст=1.52; Кi=10.0258Микросхема MAX 951 EPА521СА3 (аналоговая)Данные по расчету приведены в табл.1 (Приложение 1)0.0366Микросхема MAX 1480ААналоговая (среднегрупповая)Для аналоговых М/схем lэтабл.=0.023 *10-6 ч-1(при tокр.ср.=+30оС) Для tокр.ср.=+45оС: lэ =lэтабл* Кст(+45оС).=0.023* Кст(+35оС) *10-6 *1.59 = 0.0324 *10-6 1.130.0324Микросхема MAX 1490 BEPGАналоговая (среднегрупповая)Для аналоговых М/схем lэтабл.=0.023* 10-6 ч-1(при tокр.ср.=+30оС) Для tокр.ср.=+45оС: lэ =lэтабл* Кст(+45оС).=0.023* Кст(+30оС) *10-6 *1.59 = 0.0324 *10-6 1.130.0324Микросхема SI 9434 DY590КН5 (аналоговая)Данные по расчету приведены в таблице 1 (Приложения 1)0.0847Микросхема АТ89С2051-24PI1806ВМ2(микропроцессор)Количество элементов - 134636, lб.с.г.=0.017 *10-6 ч-1;Кст=13.65; Ккорп=1; Кv=1; Кис=1; Кэ=1; Кпр=10.2320Резонатор кварцевый 11059 кГцРК319(4-20 МГц)lб=0.02 *10-6 ч-1;Кт=1.64; Кэ=1; Кпр=10.0328Резонатор кварцевый 24.0 МГцРК32(18-30 МГц)lб=0.034 *10-6 ч-1;Кт=1.47; Кэ=1; Кпр=10.05Оптопреобразователь DEK-OE-24DC30Т127А, три 2D213A, один светодиод КИПМО1БИз таблицы 1 (Приложения 1): lэЗОТ127А=0.1242 *10-6 ч-1; lэКИПМО1Б=0.0272 *10-6 ч-1; lэ2D213A=0.0076 *10-6 ч-10.18Оптопреобразователь DEK-OE-230АC30Т127А, три 2D213A, один светодиод КИПМО1Б, один резистор, один конденсаторИз таблицы 1 (Приложения 1): lэЗОТ127А=0.1242 *10-6 ч-1; lэКИПМО1Б=0.0272 *10-6 ч-1; lэ2D213A=0.0076 *10-6 ч-1; lэрезистор=0.003 *10-6 ч-1; lэконденсатор=0.006 *10-6 ч-1;0.19Оптопреобразователь EMG 17-OV-5DC-Полагаем: lэEMG£lэDEK-OE-24DC»0.18Реле WAGO (типа 286-571, 286-386)РЭС 80 (два переключающих контакта)Из таблицы 1 (Приложения 1): lэ =0.0007 *10-6 ч-1;0.0007Вставка плавкая SI FORMC Предохранитель VIOK-15; UK5-HESI; UK-6FSIВП-1 или ВП-6lбВП-6=0.03* 10-6 ч-1;Кт=2.23; Кэ=1; Кпр=10.067Чип-конденсатор CO 603 NPO-16BК10-17…К10-60 (керамические)lб =0.02 *10-6 ч-1;Кр=0.18; Кэ=1; Кпр=1Кс=1.2 (6.8нф)0.0043Кс=1.6 (22нф; 33нф; 100нф)0.0058Кс=2.1 (150нф)0.0076Чип-конденсатор танталовыйК52 (объемно пористый танталовый)lб =0.125 *10-6 ч-1;Кр=0.18; Кэ=1; Кпр=1Кс=0.5 (1мкф)0.0112Кс=0.6 (2мкф)0.0135Кс=0.9 (22мкф)0.0202Кс=1.3 (68нф)0.0292Чип-резистор R/C 1206-0,125Постоянный непроволочный (среднегрупповой)lб.с.г. =0.04* 10-6 ч-1;Кр=0.45; Км=0.7; Кэ=1; Кпр=1; Кстаб=1КR=1.0 (R<1кОм)0.0158КR=0.7 (R³1кОм<100кОм)0.0110КR=2.0 (R³100кОм<1МОм)0.0315Штеккер ST-K4, ST-BEСР-50 (соединитель радиочастотный)lб.с.г. =0.012 *10-6 ч-1; tраб=tо.с.+5оС; Кт=1.6; Кэ=1; Кпр=1; Ккк=1.36 (2 контакта); Ккс=0.32 (n=1-25)0.0084Источник бесперебойного питания UPS ( составные части UPS: химический источник тока, транзисторные ключи, трансформатор статических преобразователей, выпрямительные диоды)Отечественные аналоги составных частей UPS: химический источник тока - щелочной аккумулятор типа НКГК-3С; переключающие транзисторы типа 2Т834А (2шт.); трансформатор статических преобразователей типа ТПр13; выпрямительные диоды типа 2D213A (2шт).lэНКГК-3С=1.9 *10-6 ч-1 [1,т.Ш]; данные по расчету lэ транзистора 2Т834А приведены в табл.1 Приложения 1: lэ =2*lэ2Т834А=2*0.0080*10-6 ч-1; математическая модель для расчета lэ трансформаторов: lэ =lб Кт Кэ Кпр, где lб= 0.06 *10-6 ч-1;Кэ=1; Кпр=1; для определения Кт найдена температура перегрева tп=18.49оС, соответствующая коэффициенту нагрузки Кн=0.4 и tпТУ=50оС,и найдена температура максимально нагретой точки обмотки tм=tокр.ср.+tп=63.5оС. Отсюда Кт= 3.65 (для tокр.ср.ТУ=85оС); lэ =0.06*10-6* 3.65*1*1=0.219* *10-6 ч-1; 4)данные по расчету lэ диода 2D213А приведены в табл.1 Приложения 1: lэ =2 lэ2D213А»= 2* 0.0076 *10-6 = = 0.0152 *10-6 ч-12.1502lSаналога = S li= 1.9 *10-6 + +0.0160 *10-6+ 0.219 *10-6 + +0.0152* 10-6= 2.1502 *10-6 ч-1Низкочастотные соединители: а) типа IDS, MSTB, MOLEX и т.д.; б) типа DB9F/a) низкочастотный соединитель для печатного монтажа типа CHП 58;а) математическая модель для расчета lэ соединителей: lэ =lб *Кр *Ккк *Ккс* Кэ *Кпр, где lб= 0.00112* 10-6 ч-1;Кэ=1; Кпр=1; коэффициент, зависящий от сочленений-расчленений, Ккс=0.32 (для реального применения в диапазоне n=1-25); коэффициент режима выбран равным Кр=0.88 (для температуры перегрева контактов tп£30оС); значение Ккк зависит от количества задействованных контактов (см.ниже):а) 0.00049-0.00161 ( в зависимости от значения Ккк); б) 0.00069-0.00073 ( в зависимости от значения Ккк)Кол-во контактовКкк3 4 6 8 10 12 15 16 18 19 20 21 23 24 271.55 1.72 2.02 2.3 2.58 2.86 3.28 3.42 3.71 3.86 4.00 4.16 4.47 4.62 5.11б) Математическая модель прежняя: lб=0.00106 *10-6 ч-1;Кпр=1; Кэ=1; Ккс=0.32; Кр=0.88; Ккк=2.3 (для 8 контактов) и Ккк=2.44 (для 9 контактов)Кабель 3107 Belden»--0.45Сетевой фильтр PILOTЭлектрический шнур связи типа ШМП ЭВМатематическая модель для расчета lэ: lэ =lб *Кt *L *Кэ, где lб= 0.072 *10-6 ч-1;Кэ=1; зависимостью lэ от длины L пренебрегаем, т.к. L<3м; коэффициент Кt=2.7 (для энергии активации Eа=38 кДж/моль).0.1944

Таблица 4

Значения интенсивностей отказов по платам и блокам

Наименование платы, блокаЗначение lэ*10-6, ч-1ПНВИ (8Т5.104.185)2.6654АСВК-98 (8Т5.104.207)5.2477UFI (8Т5.104.213-01) (БЗД)1.4146БЗД-96-6025.8608Ввод (8Т5.104.217) (БЗД)0.0594Вывод (8Т5.129.033) (БЗД)3.2563УФИ (8Т5.129.034)0.6789БУШ-96 ( на 6-8 год эксплуатации), ( к окончанию Гос.испытаний)16.834939,4749АТ (8Т5.104.194) (БУШ)0.5566Преобразователь напряжения (8Т5.087.030) (БУШ)2.2452БП (8Т3.211.011) (БУШ) (без платы АТ и без преобразователя напряжения)1.0820Управление ДВШ и ВИП (8Т5.129.028) (БУШ)8.9111Усилитель ДВШ (8Т5.129.029) (БУШ)3.5331

Приложение 2

Определение интенсивностей отказов дозатора газа ДГ-90ГП1М

В таблице приведены l-характеристики элементов и узлов дозатора газа ДГ-90ГП1М

Таблица

Наименование узлаОсновные элементы,входящие в узелСсылка на документЗначение l *10-6,ч-1элементаузлаДозирующая игла (ДИ)шток ДИ[4]0.110.295сопло[5]0.1игла[4]0.085Узел разгрузки ДИмуфта[6]0.0090.159тяга[4]0поршень[4]0.15Узел управления ДИвалик[4]0.221.8981сальник[5]0Винт упора Gгмакс(мин)[4]0.06* 23ДВШ100-1.6[1]0.005ДБСКТ-220-1[6]1.0шестерня[4]0.11* 5Соединитель 2РМ24Б19Ш1В1 («Х2»)[1]0.0031Всего:2.3521 *10-6,ч-1

Приложение 3

Определение интенсивностей отказов линий связи САУ ГТУ (кабелей, жгутов и т.п.)

1.Расчет кабелей связи для передачи сигналов (информации) между блоками, устройствами, модулями проведен следующим образом.

Кабель состоит из низкочастотных соединителей (типа IDC, MSTB, DB9F, MOLEX 6, PHU-6) и токопроводящих жил, заключенных в ленточных кабелях.

При расчете l-характеристик импортных ленточных кабелей задаемся интенсивностью отказов проводов, формирующих жилы в ленточных кабелях, не хуже, чем lэ для монтажных низковольтных проводов отечественного производства типа МПО, МС 16-13 и.т.п.

lэ = lб*Кt*Кэ*L ,

где lб -базовое значение интенсивности отказов (для провода МС 16-13 lб=0.08*10-9,

ч-1);

Kt - температурный коэффициент ( вляние коэффициента Kt не учитывается в случае применения провода МС 16-13, т.к. этот провод обладает повышенной теплоемкостью., а применяется при температуре ниже 100оС [1]);

L - суммарная длина провода в кабеле, м ( для L<3м зависимостью lэ от длины L пренебрегаем [1]).

Отсюда для ленточного кабеля интенсивность отказов равна:

lэ = 0.0008 *10-6, ч-1 (для 10 жил);

lэ = 0.0021 *10-6, ч-1 (для 26 жил);

lэ = 0.0027 *10-6, ч-1 (для 34 жил).

Значения интенсивностей отказов кабелей в зависимости от числа задействованных контактов (коэффициента Ккк) и от числа жил в ленточном кабеле представлены в таблице.

Таблица

Обозначение соединителяЗначение КккКоличество жил в ленточном кабелеИнтенсивность отказов lэ* 106, ч-1cоединителей (по 2 шт.)ленточного кабелякабеля в целомIDC-10MS2.3100.001440.00080.00224IDC-26MS1.55260.000980.00210.00308IDC-26MS1.72260.001080.00210.00318IDC-26MS2.02260.001280.00210.00338IDC-26MS2.30260.001440.00210.00354IDC-26MS2.58260.001620.00210.00372IDC-26MS2.86260.001800.00210.00390IDC-26MS3.28260.002060.00210.00416IDC-26MS3.42260.002160.00210.00426IDC-26MS3.71260.002340.00210.00444IDC-26MS3.86260.002440.00210.00454IDC-26MS4.00260.002520.00210.00462IDC-26MS4.16260.002620.00210.00472IDC-26MS4.47260.002820.00210.00492IDC-26MS4.62260.002920.00210.00502IDC-34MS5.11340.003220.00270.00592

2.При использовании вместо ленточных кабелей монтажных низковольтных проводов типа МПО, МС 16-13, МГШВ, МГТФ или термоэлектродных проводов типа СФКЭ-ХА получаем следующие значения интенсивностей отказов lэ:

МПО (МГШВ) - 0.2128 *10-6, ч-1;

МГТФ - 0.08 *10-9, ч-1;

МС 16-13 - 0.08 *10-9, ч-1;

СКФЭ-ХА - 1.4 *10-9, ч-1.

3.Для клеммных соединений и обжимок с использованием наконечников рассчитаны следующие интенсивности отказов lэ:

• Клеммное соединение lэ = 0.015 *10-8, ч-1 (на одно соединение);
• Обжимка с наконечником lэ = 0.0003 *10-8, ч-1 (на одно соединение).

Приложение 4

Определение вспомогательных величин для расчета показателей безотказности.

1. Оценка значений Кпп.

Для определения полноты охвата системой встроенного контроля различных устройств САУ ГТУ-2.5 проведена экспертная оценка коэффициента полноты проверки Кпп. Сведения по экспертным оценкам сведены в таблицу 1.

. Оценка значений КDCвых, КUNIOвых, КDCвх, КUNIOвх.

Коэффициент Квых( Квх) характеризует долю интенсивности отказов тех элементов платы 5600(DC) или UNIO, которые задействованы в обработке и управлении выходными (входными) сигналами, по сравнению с интенсивностью отказов всей платы (или с общим количеством входных и выходных сигналов платы):

Квых=nвых/(nвых+nвх); Квх=nвх/(nвых+nвх);

где nвых(вх) - количество выходных (входных) сигналов платы в соответствии с электрическими структурными схемами БУД-98 (8Т1.001.005 Э1) и БУС-98 (8Т1.001.006 Э1).

Расчетные данные представлены в таблице 2.

Таблица 2

БлокБУД-98БУС-98ПлатаUNIO №1UNIO №25600UNIO5600156002nвых31723122620nвх36448426441Квых0.080.810.320.220.290.33Квх0.920.190.680.780.710.67

Таблица 1

Сведения по экспертной оценке коэффициента Кпп

Наименование устройстваВид отказаЭкспертная оценка КппСреднее значение Кпп№1№2№3№4№5№6БУД-98Плата 50661.00.50.90.80.50.70.73 UNIO 96-5 №10.990.50.50.90.80.650.72 UNIO 96-5 №20.990.50.50.90.80.650.72 56000.990.50.50.40.80.10.55 АСВК-98(8Т5.104.207)0.90.50.10.50.10.90.5 5300 (УБСКТ)1.00.50.50.40.80.40.6 УФИ (8Т5.129.034)1.00.500.90.50.70.6 ПНВИ (8Т5.104.185)1.00.50.50.60.40.40.57Реле WAGOОбрыв, КЗ1.00.500.500.50.42ZX 550 (ИП)1.00.50.250.90.31.00.66ZX 200 (ИП)1.00.50.250.90.31.00.66UPS (ИП)1.00.50.50000.3370GODC5BОбрыв,КЗ0.90.500.30.40.50.4370GIDC5BОбрыв,КЗ1.00.50.50.2000.3773GITCK, 73GITR100, 73GOI420, 73GII020Обрыв,КЗ0.90.50.50.60.80.80.68DEK-OE-24DC(-230AC)Обрыв,КЗ0.90.500.30.400.35EMG 17-OV-5DCОбрыв,КЗ0.90.500.30.400.35БУС-98Плата 50661.00.50.90.80.50.70.73 UNIO 96-51.00.50.50.90.80.650.72 56001.00.50.50.40.800.53 АСВК-98(8Т5.104.207)0.90.50.10.50.10.90.5ZX 200 (ИП)1.00.50.250.90.31.00.66UPS (ИП)1.00.50.50000.3370GODC5BОбрыв,КЗ0.90.500.20.40.20.3770GIDC5BОбрыв,КЗ0.90.500.200.20.3073GITCK, 73GITR100Обрыв,КЗ0.90.50.50.70.80.80.7073GIV5, 73GIVAC120Обрыв,КЗ0.90.50.50.600.80.55DEK-OE-24DC(-230AC)Обрыв,КЗ0.90.500.20.400.33EMG 17-OV-5DCОбрыв,КЗ0.90.500.30.400.35Информационный каналADAM 45201.00.50.950.81.00.70.82Линии связиОбрыв,КЗ1.00.50.951.01.01.00.91БЗД-96-60Плата 50661.00.50.90.80.50.70.73 UNIO 96-51.00.50.50.90.80.650.72 UFI (8Т5.104.213-01)1.00.500.90.50.70.65124 (ИП)1.00.50.250.30.31.00.5673GITCK0.90.50.50.70.80.650.68Преобразователь входных дискретных сигналов0.90.500.30.100.30Преобразователь выходных дискретных сигналов0.90.500.20.40.150.36Узел блокировки АО0.990.500.3000.30БУШ-96Плата управления ДВШ и ВИП (8Т5.129.028)1.00.60.800.30.40.52Плата усилителей ДВШ (8Т5.129.029)1.00.60.800.300.45ДГ-90ГП1М3 ДВШ -100-1.6Обрыв,КЗ1.00.60.800.300.45ОГКЭМТ-232АОбрыв,КЗ0.90.950.80.90.500.68

Оценка значений Кобрыв,КЗ и Клс

Коэффициент Кобрыв,КЗ характеризует долю отказов типа «обрыв, КЗ» от общего числа отказов устройства. Оценка распределения отказов по видам проведена для импортных модулей с гальваническими развязками (EMG 17-OV- 5DC, DEK OE-24DC, 70GODC5B, 70GIDC5B, 73GITCK и т.п.) в сравнении с отечественными оптопарами типа 30Т127А.

В виду недоступности (на момент выпуска настоящего отчета) данных по распределению отказов по видам для импортных модулей, полагаем, что доля наиболее ответственного вида отказов (из-за трудностей, связанных с их контролем) - параметрических отказов для импортных модулей, не выше доли параметрических отказов для отечественных оптопар, т.е. не выше 38% (см. Единый справочник [1]).

Анализ электрических цепей импортных модулей показывает, что нарушение цепи входного напряжения Uвх гальванической развязки типа «обрыв, КЗ, пробой» приводит к невыдаче управляющей команды. Доля этих внезапных отказов может быть принята равной 0.62, не менее (с учетом оценки доли параметрических отказов, проведенной выше, равной 0.38).

Для расчетов полагаем Кобрыв,КЗ=0.62.

Коэффициент Клс характеризует долю ложного воздействия на управляющий орган со стороны гальванической развязки при отсутствии реальной ситуации, приводящей к подключению управляющей команды (Uвх), от общего числа отказов устройства.

Отказы этого типа могут возникнуть в коммутационных цепях устройства (внезапные отказы эпитаксиального транзисторного приемника: КЗ или пробой). Как показано выше, доля внезапных отказов равна 0.62.

Отсюда для случая ложного воздействия со стороны гальванической развязки на управляющий орган используем значение коэффициента, равное Клс=0.62.

Приложение 5

Основные расчеты по оценке показателей безотказности

Расчеты по определению интенсивностей отказов lнесраб.защ.(1) и lнесраб.защ.(2).

lнесраб.защ.(1) = lАСВК(БУД)*(1-Кпп)* lАСВК(БУС)*(1-Кпп)+ lUNIO№2*(1-Кпп)*КUNIO№2вых*

* [l5600(1) * (1-Кпп) * КDC1вых + lUNIO * (1-Кпп) * КUNIOвых] + [7*l70GODC(БУД) * (1-Кпп) * Котказпарам + 4 * lEMG(БУД) * (1-Кпп) * Котказпарам] * [ 7*l70GODC(БУC) * (1-Кпп) * Котказпарам + 4 * lEMG (БУC) * (1-Кпп) * Котказпарам] + lлин.связи (БУC) *lлин.связи(БУД);

lнесраб.защ.(2) = lвнешн.ли.св.+ lЦП(БУД)*(1-Кпп) + lЦП(БУС)*(1-Кпп) +lреле*(1-Кпп)*Котказпарам;

где

li - интенсивность отказов соответствующего устройства; расчетные значения приведены в Приложении 1;

Кпп - коэффициент полноты проверки устройства, определяющий долю обнаружения отказов устройства средствами СВК; экспертные оценки по Кпп приведены в Приложении 4;

(1-Кпп) - доля неконтролируемых отказов элементов устройств, которые блокируют сигнал АО. Отказы контролируемых элементов парируются СВК либо путем команды на прекращение запуска - на режиме автоматического запуска (в этом случае пропуска аварии не произойдет), либо путем формирования команды АО - на основных режимах;

КDC(UNIO)вых - доля интенсивности отказов тех элементов платы 5600 (DC) или UNIO, которые задействованы в обработке и управлении выходными сигналами, по сравнению с интенсивностью отказов всех элементов платы ( или с общим количеством входных и выходных сигналов платы). Расчетные значения коэффициентов приведены в Приложении 4.

Котказпарам. - доля параметрических отказов от общего числа отказов устройства. Для устройств гальванической развязки получено значение Котказпарам.= 0.38 (см.Приложение 4), для реле Котказпарам.= 0.32 (см.[1]).

Подставляя значения li и коэффициентов в формулы для определения lнесраб.защ.(1) и lнесраб.защ.(2), получаем:

lнесраб.защ.(1) = 5.2477*10-6*(1-0.5)* 5.2477*10-6*(1-0.5)+ 10*10-6*(1-0.72)*0.81* [0.674*10-6*(1-0.53)*0.29+ 10*10-6*(1-0.72)*0.22]+[7*4*10-6*(1-0.43)*0.38+4*0.18*10-6*(1-0.35)*0.38] * [ 7*4*10-6*(1-0.37)*0.38+4*0.18*10-6*(1-0.35)*0.38]+ 0.03*10-6*0.03*10-6= 51.4443*10-12 ч-1;

lнесраб.защ.(2) = 0.67026*10-6.+ 6.2*10-6*(1-0.73) + 6.2*10-6*(1-0.73) +5*0.0042*10-6*(1-0.42)* 0.32 = 4.02221*10-6 ч-1.

Расчеты по определению интенсивности отказов Sli невыд.АО, приводящих к невыдаче сигнала АО блоком БЗД-96-60.

Sli невыд.АО = lUFI*(1-Кпп)+ lввода*(1-Кпп) *Котказпарам. + lUNIO*(1-Кпп)*КUNIOзагр+l5124*(1-Кпп) +lцп*(1-Кпп)+lпреобр.DSI*(1-Кпп) +lблокАО*(1-Кпп) +lпреобр.DSО*(1-Кпп)+ +lлин.связи;

где lввода - интенсивность отказов платы ввода 8Т5.104.217 (включая 73GITCK);

lUFI - интенсивность отказов платы UFI 8Т5.104.213-01;

КUNIOзагр - доля загрузки платы UNIO по адресации от всего объема для адресации платы. Полагая, что фактическая загрузка платы UNIO по адресации составляет не более 20%, принимаем КUNIOзагр= 0.2.

Подставляя значения li и коэффициентов в формулу для определения Sli невыд.АО, получаем:

Sli невыд.АО = 1.4146*10-6*(1-0.6)+ 4.0594*10-6*(1-0.68) *0.38. + 10*10-6*(1-0.72)*0.2+ 0.8333*10-6*(1-0.56) +6.2*10-6*(1-0.73)+ 0.057*10-6*(1-0.3) +0.0206*10-6*(1-0.3) +0.0138*10-6*(1-0.36) +0.0137*10-6 = 3.7369*10-6 ч-1.

Расчеты по определению интенсивности отказов Sli ложн..АО

а) Sli ложн..АО = 6*l73GITR100*(1-Кпп) *Котказпарам + 2*l73GTICK*(1-Кпп) *Котказпарам + l73GIIO20* (1-Кпп)* Котказпарам + lDEK-24DC*(1-Кпп)* Котказпарам +lУФИ*(1-Кпп)+lПНВИ*(1-Кпп) +6*lDEK-230AC*(1-Кпп)*Котказпарам+ 3*lDEK-24DC*(1-Кпп)*Котказпарам+2*l70GODC5* (1-Кпп)*Котказпарам+ 2*l70GODC5*(1-Кпп)*Котказпарам + 6*lEMG*(1-Кпп)*Котказпарам+3*l70GODC5*(1-Кпп)*Котказпарам =6*4*10-6*(1-0.68) *0.38 + 2*4*10-6*(1-0.68) *0.38 + 4*10-6*(1-0.68)* 0.38 + 0.18*10-6* (1-0.35)* 0.38 +0.6789*10-6*(1-0.6)+ 2.6654*10-6*(1-0.57) +6*0.19*10-6*(1-0.35)*0.38+ 3*0.18*10-6*(1-0.33)*0.38+2*4*10-6* (1-0.43)*0.38+ 2*4*10-6*(1-0.37)*0.38 + 6*0.18*10-6*(1-0.35)*0.38+3*4*10-6*(1-0.43)*0.38 = 12.766*10-6 ч-1.

б) Отсюда для БУД имеем lS ложн..АО = 10.2983*10-6 ч-1; для БУС имеем lS ложн..АО = 2.4677*10-6 ч-1.

в) Для блока БЗД-96-60 полагаем, что к ложному АО могут привести параметрические отказы плат ввода и UNIO, а также - преобразователей дискретных сигналов (входных и выходных):

lS ложн..АО = 4.0594*10-6*(1-0.68) *0.38 + 10*10-6*(1-0.72) *0.2 + 0.057*10-6*(1-0.3) + +0.0138*10-6*(1-0.36) = 1.1023*10-6 ч-1

г) Для блока БУШ-96 полагаем, что к ложному останову могут привести неконтролируемые отказы устройств, управляющих закрытием ДИ дозатора газа ДГ-90ГП1М:

lS останов = [lупр.ДВШ*(1-Кпп) + lусилДВШ*(1-Кпп) ]*(1 - Р1* Р2),

где

Р1, Р2 - соответственно, вероятность невыдачи одного сигнала из восьми выходных сигналов из БУШ к ДГ-90ГП1М, вероятность непоявления следующего выходного сигнала из оставшихся семи (подробнее, см. в п.4, в настоящего приложения);

Расчеты по определению Sli упр для оценки показателя Тфунк.упр. при невыдаче предусмотренной команды.

а) для случая управления режимом запуска ГТД:

Sli упр.зап.гтд = lUNIO№1*(1-Кпп) *КUNIO№1вых + 3*l73GOI*(1-Кпп) *Котказпарам + l5600*(1-Кпп)* *КDCвых + 2*lEMG*(1-Кпп)* Котказпарам +lUNIO№2*(1-Кпп) *КUNIO№2вых +5*l70GODC5*(1-Кпп)* *Котказпарам +lреле*(1-Кпп)*Котказпарам+ lцп*(1-Кпп)+lZX550*(1-Кпп)+ lZX220*(1-Кпп) + lлин.связи= 10*10-6 *(1-0.72) *0.08 + 3*4*10-6 *(1-0.68) *0.38 + 0.674*10-6 *(1-0.55)* 0.32 + 2*0.18*10-6* *(1-0.35)* 0.38 + 10*10-6 *(1-0.72) *0.81 +5* 4*10-6 *(1-0.43) *0.38 + 0.0036*10-6 *(1-0.42)*0.32+ 6.2*10-6 *(1-0.73)+ 2.5*10-6 *(1-0.66)+ 2.2*10-6 *(1-0.66) + +0.0036*10-6 = 11.7455*10-6 ч-1;

б) для случая невыдачи команды при управлении режимом запуска ТГ:

Sli упр.зап.тг = lUNIO*(1-Кпп) *КUNIOвых + 2*l70GODC5*(1-Кпп) *Котказпарам + l5600*(1-Кпп)* КDC1вых + 3*lEMG 17-OV*(1-Кпп)* Котказпарам +lцп *(1-Кпп) +lZX200*(1-Кпп) +lUPS*(1-Кпп) + +lлин.связи= 10*10-6 *(1-0.72) *0.22 + 2* 4*10-6 *(1-0.37) *0.38 + 0.674*10-6 *(1-0.53)* 0.29 +3* 0.18*10-6 *(1-0.35)* 0.38 + 6.2*10-6 *(1-0.73) + 2.2*10-6 *(1-0.66) + 2.1502*10-6 *(1-0.33) + +0.01099*10-6 = 6.6301*10-6 ч-1;

в) для случая невыдачи команды при управлении основными режимами ГТД:

Sli упр.осн.реж..гтд = lUNIO№2*(1-Кпп) *КUNIO№2вых + 2*l70GODC5*(1-Кпп) *Котказпарам + l5600* (1-Кпп)* КDCвых + 3*lEMG 17-OV*(1-Кпп)* Котказпарам +lцп *(1-Кпп) +lZX200*(1-Кпп) +lZX550* (1-Кпп) +lБУШупр,в-н*(1-Кпп) +l3ДВШ*(1-Кпп) + lлин.связи.

где

lБУШупр,в-н - интенсивность отказов блока БУШ-96 по функциям управление и вперед-назад. Для управления шаговым двигателем 3ДВШ100-1.6 БУШ выдает восемь управляющих функций к дозатору газа ДГ-90ГП1М. Потеря функции управления шаговым двигателем произойдет согласно логике работы СВК в случае последовательных отказов двух рядом возникающих выходных сигналов. Как известно, вероятность невыдачи одного сигнала из восьми равна Р1=1/8 , а вероятность не появления следующего сигнала из оставшихся семи Р2=2/7 , при условии нахождения второго отказавшего сигнала рядом с ранее отказавшим ( два благоприятных случая - перед отказавшим или за отказавшим ранее).

lБУШ «упр», «в-н» = (lплата упр.ДВШ + lплата усилДВШ)* Р1* Р2 = (1.9645*10-6 + 3.5784*10-6)* 1/8* 2/7 = 0.198*10-6 ч-1;

Тогда:

Sli упр.осн.реж..гтд = 10*10-6 *(1-0.72) *0.81 + 2* 4*10-6 *(1-0.43) *0.38 + 0.674*10-6 *(1-0.55)* 0.32 + 3* 0.18*10-6 *(1-0.35)* 0.38 + 6.2*10-6 *(1-0.73) + 2.5*10-6 *(1-0.66) +2.2*10-6 * (1-0.66) + 0.198*10-6 + 0.005*10-6 *(1-0.45) + 0.4754*10-6 = 8.1795*10-6 ч-1.

г) для случая невыдачи команды при управлении основным режимом ТГ:

Sli упр.осн.реж..тг = l5600*(1-Кпп) *КD1вых + l5600*(1-Кпп) *КD2вых + lUNIO*(1-Кпп)* КUNIOвых + +2*l70GODC5*(1-Кпп)* Котказпарам +24*lEMG *(1-Кпп)* Котказпарам +lРЭН33*(1-Кпп)* Котказпарам +lцп*(1-Кпп) +lZX200*(1-Кпп) +lUPS*(1-Кпп)+ lлин.связи = 0.674*10-6 *(1-0.53) *0.29 + 0.674*(1-0.53) *0.33 + 10*10-6 *(1-0.72)* 0.22 + 2* 4*10-6 * (1-0.37)* 0.38 +24* 0.18*10-6 *(1-0.35)* 0.38 + 0.0036*(1-0.42)* 0.32 + 6.2*10-6 *(1-0.73) + 2.2*10-6 *(1-0.66) + 2.1502*10-6 *(1-0.33)+ 0.02021*10-6 = 7.6781*10-6 ч-1.

Определение интенсивностей отказов для оценки показателя Тфунк.упр. при формировании ложного управляющего воздействия:

а) для случаев ложного управляющего воздействия на режиме запуска ГТД и на режиме запуска ТГ:

Sli упр.зап.(ложн.)гтд = lUNIO№1*Кпп * КUNIO№1вых + 3*l73GOI420*Кпп* Кобрыв,КЗ + l5600*Кпп *КDСвых + +2*lEMG *Кпп* Кобрыв,КЗ + lUNIO№2*Кпп * КUNIO№2вых + 5*l70GODC5*Кпп * Кобрыв,КЗ+ +lРЭН33*Кпп* *Кобрыв,КЗ + lлин.связи = 10*10-6 *0.72 * 0.08 + 3*4*10-6 *0.68* 0.62 + 0.674*10-6 *0.55*0.32 + 2* 0.18*10-6 *0.35* 0.62 + 10*10-6 *0.72 * 0.81 + 5* 4*10-6 *0.43 * 0.62 + 0.0036*10-6 *0.42* 0 + 0.01105*10-6 =17.007*10-6 ч-1.

Sli упр.зап.(ложн.)тг = lUNIO*Кпп * КUNIOвых + 2*l70GODC5*Кпп * Кобрыв,КЗ + l5600*Кпп *КDС1вых + +3*lEMG *Кпп* Кобрыв,КЗ + lлин.связи = 10*10-6 *0.72 * 0.22 + 2* 4*10-6 *0.37 * 0.62 + 0.674*10-6 *0.53 *0.29+ 3* 0.18*10-6 *0.35* *0.62 + 0.01099*10-6 = 3.6510*10-6 ч-1.

б) для случаев ложного управляющего воздействия на основном режиме ГТД и на основном режиме ТГ:

Sli упр.осн.реж.(ложн.)гтд = lUNIO№2*Кпп * КUNIO№2вых + 2*l70GODC5*Кпп * Кобрыв,КЗ + l5600*Кпп* *КDСвых + 3*lEMG *Кпп* Кобрыв,КЗ + lБУШупр,в-н *Кпп +lлин.связи = 10*10-6 *0.72 * 0.81 + 2* 4*10-6 *0.43 * 0.62 + 0.674*10-6 *0.55 *0.32 + 3* 0.18*10-6 *0.35* *0.62 + 0.094*10-6 + 0.4754*10-6 = 8.77*10-6 ч-1.

Sli упр.осн.реж.(ложн.)тг = l5600*Кпп *КDС1вых +l5600*Кпп *КDС2вых +lUNIO*Кпп * КUNIOвых + +2*l70GODC5*Кпп * Кобрыв,КЗ + 24*lEMG17-OV *Кпп* Кобрыв,КЗ +lРЭН33*Кпп* Кобрыв,КЗ +lлин.связи = 0.674*10-6 *0.53 *0.29 + 0.674*10-6 *0.53 *0.33 + 10*10-6 *0.72 * 0.22 + 2* 4*10-6 *0.37* 0.62 + 24* 0.18*10-6 *0.35* 0.62 + 0.0036*10-6 *0.42* 0 + 0.02021*10-6 = 4.5983*10-6 ч-1.

Определение интенсивностей отказов для оценки показателя безотказности Тфунк.рег.

а) Sli одиноч. = lUNIO№1*(1-Кпп) *КUNIO№1вх + 4*l73GI*(1-Кпп) *Котказпарам + 2*lцп *(1-Кпп) *Крег + l5600*(1-Кпп)* КDCвых + 6* l70GODC5*(1-Кпп)* Котказпарам + lUNIO*(1-Кпп) *КUNIOвх + 5* *l73GIITR*(1-Кпп)* Котказпарам + l5600*(1-Кпп)* КDC1вых + l5600*(1-Кпп)* КDC2вых + 7*lEMG17-OV* *(1-Кпп) *Котказпарам + 2* l73GIV5*(1-Кпп)* Котказпарам + lлин.связи.

где

Крег - доля объема ПЗУ.ОЗУ и таймера , задействованных в процессе регулирования, от всего объема функциональных устройств центрального процессора; принимаем Крег= 0.5.

Sli одиноч. = 10*10-6*(1-0.72) *0.92 + 4* 4*10-6*(1-0.68) *0.38 + 2* 6.2*10-6*(1-0.73) * 0.5 + +0.674*10-6*(1-0.55)* 0.32 + 6* 4*10-6*(1-0.43)* 0.38 + 10*10-6*(1-0.72) *0.78 + 5* 4*10-6* (1-0.7)* 0.38 + 0.674*10-6*(1-0.53)* 0.29 + 0.674*10-6*(1-0.53)* 0.33 + 7* 0.18*10-6*(1-0.35) * *0.38 + 2* 4*10-6*(1-0.55)* 0.38 + 0.03394*10-6 = 17.8646*10-6 ч-1.

б) Оценка значения Sli дв.отк.

Суммарная интенсивность двойных отказов Sli дв.отк. учитывает интенсивности отказов каналов измерения параметров nгтд, Тт, Твх и aди при одновременных отказах основного и дублирующего каналов по каждому параметру.

В каналы измерения параметров в составе САУ входят:

1. по nгтд: двухканальная плата УФИ (8Т5.129.034) с каналом «А1» - для параметра nгтд1 и с каналом «А2» - для параметра nгтд2. Входным устройством для обоих каналов служит плата UNIO 96-5 №2, которая в формуле при рассмотрении одиночных отказов не была задействована;
2. по Тт: аналоговый модуль 73GITCK с предохранителем UKK-5TG для каждого канала Тт1 и Тт2. Входным устройством для обоих каналов служит плата UNIO 96-5 №1, интенсивность отказов которой была учтена в формуле при рассмотрении одиночных отказов;
3. по Твх: аналоговый модуль 73GITR100 с предохранителем VI0K-1.5 для каждого канала Твх1 и Твх2. Входным устройством для обоих каналов служит плата UNIO 96-5 №1;
4. по aди : плата преобразования напряжений во временной интервал ПНВИ (8Т5.104.185) и плата 5300(УБСКТ), аппаратно не разделенные по каналам aди1 и aди2 . Поэтому двойной отказ по обоим каналам может произойти при отказах в ПНВИ или в 5300.

Поскольку одновременные отказы в обоих каналах УФИ или в обоих модулях 73GITCK или в обоих модулях 73GITR100 являются для каждого параметра nгтд, Тт, Твх независимыми событиями, то вероятность двойного отказа этих каналов измерения равна произведению вероятности отказов основного канала на вероятность отказов дублирующего канала (на 1 час работы).

Отсюда следует, что логическая структурная схема устройств, двойные отказы которых приводят к невыполнению функций регулирования, представляет параллельно-последовательное соединение ( в смысле надежности) входящих в измерительные каналы устройств (см. рисунок).

Рисунок

Для приведенной схемы имеем:

Sli двойн. = (lУФИА1*lУФИА2)+ lUNIO№2*(1-Кпп) *КUNIO№2вх + [l73GITCK*(1-Кпп) *Котказпарам + +lUKK * Кперегорпри Iн] * [l73GITCK*(1-Кпп) *Котказпарам + lUKK* Кперегорпри Iн] + [l73GITR100*(1-Кпп) * *Котказпарам + lVIOK * Кперегорпри Iн] *[l73GITR100*(1-Кпп) *Котказпарам + lVIOK * Кперегорпри Iн] +lПНВИ *(1-Кпп) + l5300*(1-Кпп) + lлин.связи,

где

Кперегорпри Iн - коэффициент, учитывающий долю внезапного перегорания плавкой вставки при номинальном токе от всех видов отказов. Принимаем значение Кперегорпри Iн= 0.9, по аналогии с отечественными предохранителями [1].

Подставляя значения li и коэффициентов в уравнение, получаем:

Sli двойн. = (0.33945*10-6*0.33945*10-6)+ 10*10-6*(1-0.72) *0.19 + [4*10-6*(1-0.68) *0.38+ +0.067*10-6* 0.9] * [4*10-6*(1-0.68) *0.38 + 0.067*10-6 * 0.9] + [4*10-6*(1-0.68) *0.38 + +0.067*10-6* 0.9] *[4*10-6*(1-0.68) *0.38 + 0.067*10-6* 0.9] + 2.6654*10-6*(1-0.57) + +0.8879*10-6*(1-0.6) + +0.02524*10-6 = 2.8946*10-6 ч-1.

Расчет интенсивности отказов по показателю Тфунк.сигн.

Sli = 6*l73GIIO20+ 8*l73GITR100 + 6*lVIOK + lУФИ +lDEK OE-24DC + lUNIO№1 * КUNIO№1вх + lUNIO№2 * *КUNIO№2вх + l5600*КDCвх + l5066буд * Кнк + l5066бус*Кнк + 3*lADAM + 2*lcomport + lлин.связи=6* 4*10-6+ 8* 4*10-6+ 6* 0.067*10-6+ 0.6789*10-6+ 0.18*10-6+ 10*10-6* 0.92 + 10*10-6* 0.19 + +0.674*10-6*0.68 + 6.2*10-6* 0.27 + 6.2*10-6*0.27 + 3* 16.9*10-6+ 2* 0.00069*10-6+ 0.70213*10-6= 122.5707*10-6 ч-1.

Расчет интенсивности отказов по показателю Тинф.функ.

Sli = lcomportЦПБУД + lcomportЦПБУС + lADAMБУД + 2*lADAMБУС + lлин.связи;

где

lcomportЦПБУД(БУС)- интенсивность отказов узла Comport в составе ЦП;

lADAMБУД(БУС) - интенсивность отказов преобразователя интерфейсов ADAM 4520 в составе БУД(БУС);

lлин.связи - интенсивность отказов линий связи между узлом Comport и ADAM (в блоках БУД, БУС) и между ADAM(БУД) и ADAM(БУС).

Sli = 0.00069*10-6+ 0.00069*10-6+ 3* 16.9*10-6+ 0.67026*10-6 = 51.3704*10-6 ч-1.

Соответственно, по БУД-98: Sli = 17.2358*10-6 ч-1.

по БУС-98: Sli = 34.1346*10-6 ч-1.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Надежность электрорадиоизделий (Единый справочник РНИИ «Электростандарт»),т.1-2, издание9; т.3, издание 8.
2. Надежность изделий электронной техники для устройств народнохозяйственного назначения (Справочник ВНИИ «Электростандарт»), т.1, издание 6.
3. Отчет № 172-93. Анализ результатов термометрирования и снятия карт режимов для оценки схемной надежности вновь проектируемых электронных агрегатов.
4. Отчет № 34-83. Показатели надежности элементов и узлов агрегатов САР изделий, эксплуатирующихся в МГА.
5. Отчет ЦИАМ. Обоснование и разработка норм на показатели безотказности элементов системы управления ГТД.
6. Отчет № 153-94. Расчет показателей надежности ЭСУД ГТУ ПС-90 ГП1.
7. Техническая справка № 6-89. Оценка коэффициентов, учитывающих влияние на надежность агрегата отказов по КПН.
8. А.В.Фролов, Г.В.Фролов. Программирование модемов, Москва, ДИАЛОГ-МИФИ, 1993г.
9. Ф.И.Перегудов, Ф.П.Тарасенко. Введение в системный анализ, Москва, Высшая школа, 1989г.
10. ГОСТ 23554.0-79. Система управления качеством продукции. Экспертные методы оценки… Основные положения.