Основы надежности систем электроснабжения

путем устранения этого противоречия является разработка методов

и

и средств контроля работоспособности и поиск неисправностей обо-

р

раздела теории

рудования, т.е. задача технической диагностики -

надежности, целью которог является обеспечение

эксплуатацион-

ной надежности систем.

о

т

и

Технические средства и способы, используемые для диагности-

о

рования оборудования, весьма разнообразны. При этом следует

пр

зусловия непрерывной эксплуатации большинства

учитывать, чт

ориентироваться не только на обнаружение места возникновения

неисправности,е

но и на определение характера его возможных по-

следствий.

РОсновной задачей рациональной организации поиска неисправ-

плуатации на время испытаний (тестирования).

У

Функциональная диагностика производится в темпе технологи-

Т

ческого процесса без остановки оборудования, однако круг выяв-

ляемых неисправностей при такой диагностике ограничен.

Н

Б

13.2. Тестовая диагностика систем автоматического

регулирования

й

Рассмотрим построение алгоритма тестовой диагностики на при-

и

мере системы автоматического регулирования технологическим про-

цессом при основном (последовательном) соединении элементов.

р

Структурная схема объекта диагностирования приведена на рис. 13.1.

о

S i

т

и

з

о

п

е

Рис. 13.1

Р

Предполагается, что исправному состоянию элемента (узла, бло-

ка) соответствует наличие сигнала

1 (логическая единица) на его

выходе, а неисправному состоянию -

отсутствие сигнала, т.е. О (ло-

Рис. 13.2

У

Т

Приняты обозначения:

Б

a, b,c,d

— элементы объекта диагностирования;

Si и S2 -

входы объекта;

Н

й

A, С- промежуточные точки объекта;

его входах.

(рис

B, Д - выходы объекта.

Из схемы эквивалентирования

. 13.2) видно, что для нормаль-

р

ной работы элемента b необходимо присутствие сигналов на обоих

цу исправного и неисправных состояний объекта, обусловленных

единичными отказам

ов (табл. 13.1).

элементо

и

Таблица 13.1

з

Состояния

объекта Е

Тесты

Т abedо abed

abed

abed

abed

п1 1 1 1

0

1 1 1

1 0

1 1

1 1 0

1

1 1 1 0

ТА

1

0

1

1

1

е

1

0

0

0

1

Тв

РТс

1

1

1

0

1

Тд

1

1

1

0

0

Здесь Т - множество всех возможных тестов;

Е -

множество

возможных состояний объекта.

показывает практика, достаточно часто нарушается. Это обстоятель-

У

ство учитывается введением понятия множественного отказа —

Т

события, при котором несколько элементов системы выходят из

Н

Б

следующие:

й

-

конструктивные недоработки оборудования, приводящие к от-

и

казам из-за взаимной зависимости между электрическими и меха-

ническими подсистемами;

сред

-

воздействие окружающей

ы (пыль, грязь, температура, виб-

рация);

о

т

- общий изготовитель, когда резервируемое оборудование или

о

одним и тем же изготовителем и могут

его компоненты поставляютсяи

иметь общие конструктивныез

или производственные недостатки;

- общий внешний источник питания для основного и резервного

е

оборудования.

Р

Поиск отказавшихп

элементов в системах при множественных от-

источник

Q

-•-потребитель

питания

0

У

Т

Н

Рис. 13.3

Б

й

Обнаружение недостоверных данных производится на основе

положени

алгебры.

логики высказываний и аппарата булево

Включенное и отключенное

е выключателя соответст-

р

вует состоянию контролирующего его двухпозиционного датчика:

<2 = 0, если выключатель отключен;

т

(2=1, есл

овыключатель включен.

з

Наличию тока (напряжения) соответствует логическая единица,

отсутствие -

логически

ий нуль:

е

I (И) = 0, если переменная отсутствует;

Р

п/ (И) = 1, если переменная присутствует.

Таблица 13.2

№ состояния

1

2

3

4

5

6

7

8

Q

0

1

1

1

1

0

0

0

I

0

1

0

1

0

1

0

1

и

0

1

1

0

0

0

У

1

1

Множество состояний

Д разделяется на подмножество технологи-

чески непротиворечивых

и подмножество противоречивыхТсостоя-

ний. Первое из них образует таблицу истинности (№ 1, 2), второе -

таблицу ошибок (№ 3-8). Полное совпадение результатовН

сигнализа-

ции и измерений с одним из истинных табличных состояний в ре-

Б

зультате их поэлементного сравнения означает отсутствие недосто-

й

верных данных. В противном случае формируется список подозре-

р

ваемых в недостоверности переменных с последующей их локализа-

способо

цией. Последняя заключается в нахождениии

табличных состояний

переменных, в минимальной степени отличающихся от измеренного

состояния. Недостоверными принимаются значения переменных, раз-

таки

м состояниях. Например, если в

личные в выделенных

м

з

рассматриваемом конкретномтслучае имеем результаты сигнализа-

ции и измерений Q = 1,7= 1, И = 0 (состояние № 4), то недостовер-

ным является

показани

е вольтметра (самого прибора или какого-либо

п

данного измерительного канала).

другого элемент

е

Р

энергетического оборудования, должны указываться в ГОСТ, ТУ и

ТЗ на каждый вид изделия в соответствии с:

У

-

классом изделия;

Т

-

группой надежности;

Н

- режимом эксплуатации;

-

ограничением длительности использования.

Классы

изделий

подразделяют на:

Б

-

1-й - невосстанавливаемые изделия общего назначения, являю-

й

щиеся элементами сложных устройств (например, шарикоподшип-

ник);

издели

-

2-й -

невосстанавливаемые

я специального назначения

(например, электроизмерительные приборы);

- 3-й -

о

восстанавливаемые изделия.

т

Группы

надежности подразделяютсяр

на:

-

I группу, когда отказ изделия создает угрозу безопасности или

приводит

и

к значительному ущербу (например, релейная защита,

турбогенератор);

з

-

П группу,

а отказ изделия приводит к материальному ущер-

бу одного

порядк

а со стоимостью изделия (например, станок);

-

Ш группу, когда отказ изделия приводит к материальному ущер-

е

бу, связанномукогдс временной частичной или полной утратой изделия

(например, изделия бытовой техники).

Режимы

эксплуатации подразделяются на:

-

непрерывный;

-циклический, т.е. с определенной периодичностью;

отказ,

среднее

время

восстановления, ресурс до капитального ре-

монта,

У

средние трудозатраты на аварийное восстановление, коэф-

фициент технического использования.

Т

14.2. Сбор и обработка информации

Б

В результате сбора и обработки информации о надежности изде-

лий промышленности решаются следующие задачи:Н

-

определение причин отказов;

й

дежности;

изделия

-

выявление тех деталей, сборочных единиц и комплектующих,

которые лимитируют надежность

;

-

р

установление и корректировка нормируемых показателей на-

дежность;

ремонтов

-

оптимизация норм расхода запасных частей и системы плано-

во-предупредительных

;

-

и

выявление условий

режимов эксплуатации, влияющие на на-

-

з

определение экономической эффективности повышения надеж-

ности.

п

а и обработки информации должны заниматься

Вопросами

е

и службы надежности (качества) на пред-

головны организациисбор

приятиях-изготовителях и предприятиях-потребителях.

Р

людей или приводящие к большим экологическим

потерям, а также

отказы других видов.

У

В донесении об отказе должны присутствовать следующие дан-

ные об изделии:

Т

Н

-

наименование, марка или тип;

-

заводской номер;

Б

-

предприятие-изготовитель;

- ремонтное предприятие, эксплуатирующее предприятие;

- дата выпуска;

й

- дата ремонта;

и

-

дата отказа;

рх узлов и деталей;

-

адресные данные

-

наработка на отказ;

о

- причина и условия выявления отказа;

-

последствия

отказавши

;

- условия эксплуатации и режимы работы;

- время восстановленияотказа

работоспособности;

-

фактическая трудоемкость восстановления;

-

о

исполнители работ по восстановлению.

п

е

14.3. Испытания на надежность

РСтатистические данные об отказах оборудования можно полу-

испытательных центрах отрасли. Это - дорогостоящий вид испыта-

У

ний, осуществляемый не в реальных, а в имитируемых условиях

Т

эксплуатации, отвлекающий значительное количество оборудова-

ния от использования по назначению.

Н

Стендовые испытания позволяют производить активные экспери-

менты с выявлением слабых мест и проверко экстремальных воздей-

ствий, а следовательно, ускорить

Б

е данных о надежности.

й

появлени

ными и контрольными.

С помощью определительных испытаний

выясняется фактический

уровен

ь показателей надежности для соз-

т

данного типа изделий. С помощьюрконтрольных испытаний уста-

ного контроля комплектующих изделий и выходного контроля вы-

пускаемой продукциии.

По объему

зи различают испытания с полной

и неполной

(усеченной)

выборкой. Испытания с полной выборкой

проводятся

до отказа

х испытуемых изделий. При неполной выборке испы-