ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Прогнозирование отказов технических устройств, входящих в системы защиты из "Системы защиты потенциально опасных процессов химической технологии" Прогнозирование моментов отказов технических устройств, используемых в АСЗ, — необходимое условие правильного профилактического обслуживания АСЗ. Прогнозирование моментов отказов технических устройств можно рассматривать как элемент их сокращенных испытаний. При сокращенных испытаниях уменьшение сроков получения необходимого объема информации достигается за счет применения методов экстраполяции. При этом не происходит интенсификации процессов, вызывающих отказы или повреждения технических устройств, но зато профилактическое обслуживание АСЗ приобретает техническое обоснование. [c.122] Испытания технических устройств, методы и условия проведения которых обеспечивают получение необходимого объема информации в более короткий срок, чем в условиях и режимах эксплуатации, называют ускоренными испытаниями. В литературе наиболее подробно описаны методы так называемых форсированных ускоренных испытаний. Суть этих методов заключается в ужесточении режимов испытаний. Предполагается, что если известна зависимость между режимом испытаний и количественной оценкой показателей надежности, то ускорив появление отказов путем изменения условий испытаний, можно дать оценку показателей надежности за более короткое время. [c.122] Перед проведением подобных испытаний необходимы предварительные испытания, на которых определяются режимы ускоренных испытаний, коэффициенты ускорения, зависимость между вероятностями безотказной работы в нормальных и форсированном режимах. [c.122] Порядок планирования и методы проведения ускоренных испытаний на надежность (в том числе проведения предварительных экспериментальных исследований на надежность и обработки результатов испытаний) устанавливаются отраслевыми руководящими техническими материалами. [c.123] Ускоренные испытания на надежность могут быть как определительными, так и контрольными. [c.123] Вышеизложенный подход к ускорению испытаний на надежность наиболее эффективен для серийно выпускаемых средств автоматизации. [c.123] Специфика промышленной эксплуатации технических устройств в системах защиты заключается в следующем. При проектировании системы защиты из серийно выпускаемых элементов по данным нормативно-технической документации на эти элементы известны численные зйачения их показателей надежности, а следовательно, можно построить систему обслуживания на основе широко известных и апробированных методов теории надежности, исходя из условия минимизации вероятности отказа всей системы защиты из-за отказа отдельного элемента. [c.123] С другой стороны, для персонала, обслуживающего системы защиты во время их промышленной эксплуатации, нужна не столько ускоренная оценка количественных показателей надежности примененных технических устройств, сколько прогнозирование момента появления их отказов. Такие данные могут быть получены с помощью ускоренных испытаний технических устройств без интенсификации процессов, вызывающих отказы. Эти испытания называются сокращенными. Ускорение появления отказа при сохранении скорости изменения контролируемой технической характеристики испытуемого устройства достигается за счет сужения области допускаемых изменений этой характеристики. Для применения подобного метода сокращенных испытаний предва-рительно на первом этане испытаний устанавливают вид случайного процесса изменения этой характеристики и на основе существующей методики рассчитывают показатели надежности технического устройства для любых границ области допустимых значений этой характеристики при известных показателях надежности в выбранной при испытаниях узкой области. [c.123] Методика сокращенных испытаний с прогнозированием, разработанная М. М. Кемпинским, М. С. Невельсоном и К. Б. Ста-робиным, применяется авторами для испытаний приборов линейных и угловых измерений. Покажем в качестве примера реализацию данной методики для испытаний пневмоэлектрических измерительных преобразователей, широко используемых в автоматических системах защиты. [c.123] Характеристики точности средств измерений случайным образом изменяются в процессе эксплуатации, в связи с этим их можно рассматривать как случайные функции времени. [c.124] Математическое ожидание случайной функции времени А (t) равно нулю. [c.124] Если имеет место неравенство А ( ) — А или А 1) А2, то измерительный преобразователь находится в состоянии отказа. Введем обозначение допустимой погрешности Ад V2 (А1 + + А,). [c.124] Подчеркнем, что изложенная методика применима только для случая, когда случайная функция А I) обладает свойством эргодичности, т. е. одно достаточно длинное испытание дает информацию, позволяющую судить о всем процессе в целом. [c.127] Рассмотрим в качестве примеров работу трех пневмоэлектрических преобразователей, поставленных на ускоренные испытания по оценке наработки на отказ. Технические характеристики предел допускаемой приведенной погрешности = 1 % входной сигнал изменяется в диапазоне 0,2 — 1 кгс/см (19,6 — 98 кПа), выходной сигнал изменяется в диапазоне 1—5 мА. [c.127] Все преобразователи работают непрерывно и круглосуточно. [c.127] Поверка каждого преобразователя проводилась один раз в сутки в шести точках диапазона (соответственно. О, 20, 40, 60, 80 и 100%) от верхнего значения диапазона преобразования 1 кгс/см (98 кПа). Давление сжатого воздуха, подаваемого на вход преобразователя, измерялось образцовым манометром, характеризуемым пределом допускаемой погрешности-у = 0,2%. Выходной сигнал измерялся миллиамперметром (7 = 0,2%). [c.127] На рис. 2-22 представлена реализация функции А ( ) для исследуемых преобразователей. Для каждого преобразователя строилась реалдэация ушщии А 1) пра шести фиксированных значениях входного сигнала. Систематическая составляющая погрешности измерительного преобразователя данного типа как функция времени для 20, 40, 60 и 80% входного сигнала построена графически. [c.127] Результаты расчетов, проведенных в соответствии с вышеизложенной методикой, сведены в табл. 2-1. Общая длительность испытаний составила 26 суток (с 5 по 31 число). [c.127] Так как при различных значениях входных сигналов наработка на отказ получилась различной, то для прогнозирования надежности исследуемых преобразователей воспользуемся наименьшим значением Т = 1200 ч. Отметим, что за время испытаний и = 26-24 = 624 ч не отказал ни один преобразователь. [c.127] Полученная в результате сокращенных испытаний оценка надежности пневмоэлектрического преобразователя Т = 1200 ч достаточно близка к экспериментальной оценке = 1600 ч. Но если последняя получена после двухлетней подконтрольной эксплуатации 29 преобразователей, то величина Т найдена путем испытаний трех преобразователей в течение месяца. Причем преобразователи не демонтировались с объекта, на котором они применены. [c.129] Вернуться к основной статье