Система измерения давления в нефтепроводе
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
лектроники от воздействия давления и для измерения его, а электроника для преобразования давления и доведения точной и достоверной информации до оператора. При неверной информации с интерфейса "токовая петля" нарушается работа всей система по добычи и контроля перекачки нефти. Поэтому, при расчете надежности преобразователя, можно иметь ввиду расчет надежности интерфейса "токовая петля".
В результате разработки, для примера был взят готовый преобразователь давления у которого присутствовали показатели надежности средней наработки на отказ около 100000 часов и 12 лет, что составляет среднюю наработку на отказ 96768 часов.
Отказ любого элемента приводил к нарушению работоспособности целой системы, следовательно, эти устройства на логической схеме надёжности можно представить в виде последовательного (основного) соединения элементов. Устройства, не подлежащие замене или не приводящие к отказу всей системы, на логической схеме надёжности считаются подключенными параллельно.
Разработанный интерфейс "токовая петля" состоит из следующих электрических элементов:
Резисторы 18 шт;
Конденсаторы 15 шт;
Диоды 5 шт;
Операционные усилители 4 шт;
Транзисторы 1 шт;
ИМС 1 шт.
Под отказом элементов, составляющих основное соединение, понимается нарушение их работоспособности, приводящее к выходу системы управления из строя.
Вывод из строя операционных усилителей приведет к выводу из строя всего устройства. Нарушение работоспособности операционного усилителя возможно при увеличении проходящего через него тока или напряжения, а также при нарушении напряжения питания. Нарушение работоспособности диодных и стабилитронных сборок приведет к выводу устройства из строя. ИМС подключается в устройстве со своими внешними элементами для настройки точных результатов на выходе устройства, а также для защиты от нарушения работоспособности. Нарушение работоспособности ИМС может произойти из-за нарушения работоспособности любого элемента, входящих в его состав. Нарушение работоспособности транзистора VT1 приведет к тому, что через ИМС будет протекать полный ток, что приведет к перегреву кристалла и к выходу из строя как ИМС так и всего устройства. Так же при нарушении работоспособности ограничивающего диода VD2 и из-за неправильного подключения питания, может произойти переполюсовка контактов, что приведет к выводу ИМС из строя и всего устройства. При выходе из строя резистора R17 нарушится значение напряжения смещения, использующееся в качестве напряжения питания операционных усилителей, и при нарушении работоспособности конденсаторов C14 и C15. Также нарушить работоспособность устройства могут следующие элементы: резисторы R2…R6, R9…R12; конденсаторы C4 C8…C11.
Очевидно, что нарушение функционирования любого из выше описанных элементов приводит к отказу всего устройства в целом. Таким образом, делаем вывод: логическая схема устройства представляет собой основное (или последовательное) соединение, что, безусловно, необходимо учесть при расчете надежности интерфейса "токовая петля".
4.4.3 Методика расчета
При расчете надежности объекта пользуются наиболее распространенными количественными показателями, характеризующими безотказность, являются:(t) - вероятность безотказной работы объекта в течение заданного интервала наработки или функция надежности;
l (t) - интенсивность отказов;СР - средняя наработка на отказ.
Необходимо учесть, что спустя некоторого времени приработки, в период нормальной эксплуатации объекта, интенсивность отказов отдельных элементов является величиной постоянной []. При этом справедлив экспоненциальный закон надежности, согласно которому вероятность безотказной работы в течение наработки t определяется:
. (4.1)
Средняя наработка на отказ, т.е. среднее время безотказной работы объекта, находится:
. (4.2)
Если отказ объекта происходит при отказе любого из его элементов (что характерно для данного устройства), то очевидно, что имеет место быть основное соединение элементов, и тогда вероятность безотказной работы N его элементов вычисляется:
, (4.3)
, (4.4)
, (4.5)
где Л - интенсивность отказов всего объекта, которая определяется:
. (4.6)
Очевидно, что и для всего объекта в целом, который состоит из N элементов, экспоненциальный закон надежности также справедлив, а значит, средняя наработка на отказ всего объекта будет определяться:
. (4.7)
Для определения количественных показателей надежности (формулы 4.3 - 4.7) радиоэлектронного устройства необходимо знать интенсивность отказов тех элементов, выход из строя которых ведет к отказу всего устройства.
Значение интенсивности отказов li (формула 4.6) определяется, прежде всего, типом элемента. В ТУ на радиоэлектронные элементы, в справочной литературе приводятся данные о номинальной интенсивности отказов l0, которую будет иметь конкретный элемент в номинальном режиме работы при температуре окружающей среды Tокр=25C, относительной влажности воздуха 60-70% в стационарных лабораторных условиях.
Однако в других условиях работы, которые отличаются от указанных, интенсивность отказов может отличаться от номинальной, иногда даже на порядок.
В различных методиках расчета надежности зависимость интенсивности отказов от условий работы принято учитывать по-разному. Наибольшее распространение получил