SU1492355A2 - Устройство дл определени показателей надежности объектов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано дл  определени  текущих и прогнозируемых значений показателей надежности объектов и  вл етс  усовершенствованием устройства по авт. свид. N 1170466. Цель изобретени  - повышение точности работы устройства путем учета ошибок первого рода. Поставленна  цель достигаетс  введением элементов И, ИЛИ, НЕ и ждущего мультивибратора. Устройство осуществл ет подсчет времени, в течение которого объект находитс  в работоспособном состо нии, времени восстановлени  при отказах и числа отказов с учетом вы вленных при восстановлени х ошибок первого рода за врем  между окончанием предыдущего и началом следующего технического обслуживани . 4 ил.

Description

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике, может быть использовано дл  определени  текущих и прогнозируемых значений показателей надежности объектов и  вл етс  усовершенствованием известного устройства по авт,св, Н- 1170466,

Цель изобретени  - повьшгение точности работы устройства путем учета ошибок первого рода.

На фиг.1 изображена блок-схема устройства; на фиг,2 и 3 - блок-схема первого и второго вычислительных блоков соответственно; на фиг,4 - временна  диаграмма обработки входных сигналов.

Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, первый элемент И 2, второй элемент И 3, с первого

по п тый счетчики 4-8, первую 9 и вторую 10 схемы сравнени , вычислительные блоки 11 и 12, пульт 13 управлени , блок 14 пам ти, третью схему 15 сравнени , блок 16 индикации . Первый вычислительный блок 11 содержит коммутатор 17, сумматор 18, умножитель 19, делитель 20,узел 21 вычислени  функции е и элемент ИЛИ 22, а второй вычислительный блок 12 содержит счетчик 23, сумматор 24 и делитель 25. На фиг.1 обозначены входы 26 и 27 потенциальных сигналов работоспособного и неработоспособного состо ний соответственно, входы 28-30 импульсных сигналов о случайных событи х на объекте; отказ, сбой и ошибка соответственно, вход 31 импульсного сигнала наступлени  режи41

;о to со ел ел

1Ч

3149

ма Техническое обслуживание при работоспособном состо нии объекта, дополнительные входы 32 и 33 импульсных сигналов об окончании режима восстановлени  объекта и моменте обнаружени  ошибки первого рода в режиме восстановлени  соответственно, а также элемент НЕ 34, третий элемент И 35, ждущий мультивибратор 36 и элемент ИЛИ 37.

Принцип работы устройства состоит в подсчете времени, в течение которого объект находитс  в работоспособном состо нии, времени восстановле- ни  при отказах и числа отказов с учетом вы вленных при восстановлени х ошибок первого рода за врем  между окончанием предыдущего и началом следующего технического -обслуживани  а также числа сбоев и случайных ошибок на один отказ с последующим вычислением текущих и прогнозируемых значений показателей надежности.

Среднее врем  Т, наработки на от- каз по зависимости:

т,.

(1)

п;

п

де

отсутствии ошибки, первого рода;

п;

т + Ч.ош

обнару .ош

жении ошибки первого рода

отрезок времени от (i-1) 35 фактического отказа до i-ro фактического отказа, в течение которого объект находитс  в работоспособном состо нии;40 отрезок времени от(1-1)-гс фактического отказа до начала восстановлени  при ошибке первого рода; отрезок времени от начала 45 восстановлени  при ошибке первого рода до момента ее обнаружени ; отрезок времени от момента обнаружени  ошибки пер- зо вого рода до наступлени  i-ro фактического отказа.

: читыва , что .ош п. i . i

Т„; при отсутствии ошибки первого рода, при обнаружении ошибки первого рода,

«I

п

втл

(161

при отсутствии ошибок

первого рода

)

де п

от к

(гь

Ч)

п -п,,при наличии ошибок первого рода.

(3)

количество фактических отказов;

количество отказов, поданных в виде импульсных сигналов от объекта на вход 28 устройства; количество ложных отказов , поданных в виде импульсных сигналов от объекта об ошибке первого рр- на вход 33 устройства.

да Среднее врем 

В

аботоспособного состо ни  ости Д „,

т.

восстановлени 

по зависи (4)

где

Pi

Г . при отсутствии первого рода.

ошибки

РГ

Т..

обнаружении ошибки первого рода;

V

Тр:т в .оы

(5) отрезок времени от

i-ro фактического отказа до момента восстановлени  работоспособного состо ни  при наличии на этом отрезке ошибки первого рода;

отрезок времени от i-ro фактического отказа до момента восстановлени  работоспособного состо ни  объекта;

Веро тность P(t) безотказной работы по зависимости

V.

P(t)

где t - ut t

OiTo

(6)

промежуток времени, за который определ етс  веро тность безотказной работы; коэффициент, определ емый на интервале времени между моментом окончани  последнего технического обслуживани  и текущим моментом, учитывающий уменьшение среднего времени наработки на отказ из-за случайных отказов и сбоев;

Коэффициент симости

сЛ„

,

1 отовиости к.

(7)

1492355

по злни зультатам сравнени  требуемых |по- роговых и расчетных значений показателей надежности.

0 - &

Коэффициент оперативной готовности зависимости К,

Ког

, P(t). (8)

, При этом К определ ет веро тность нахождени  объекта в работоспособном состо нии в текуи(ий момент времени, а данную веро тность с учетом веро тности безотказной работы в течение заданного интервала времени.

При определении прогноэируем(з1Х значений показателей надежности (P(t), К, Kjj) используетс  коэффициент oL , значение которого определ етс  по зависимости

10

15

20

На входы 26 и 27 устройства с выхода встроенной системы контрол  объекта поступают потенциальные сигналы о работоспособном и неработоспособном состо ни х соответственно; на входы 28-30- импульсные сигналы о случайных событи х на объекте: отказе , сбое и ошибке соответственно; на вход 31 - импульсный сигнал начала режима Техническое обслуживание при работоспособном состо нии объекта , который обнул ет счетчики 6-8; на вход 32 - импульсный сигнал окончани  режима восстановлени  при исходном неработоспособном состо нии объекта; на вход 33 - импульсньш сиг нал об обнаружении ошибки первого ро да в режиме восстановлени  при исходном работоспособном состо нии объекта.

отк

Il;.

отк

oil

(9)

где

отк

отк

от к

математическое ожидание числа отказов на интервале времени между техническими обслуживани ми, определ емое по статическим данным о надежности объекта и хран щеес  в блоке 14 пам ти; число отказов объекта на текушем интервсше времени после последнего технического обслуживани , фиксируемое счетчиком 6, Пульт 13 управлени  предназначен дн  задани  режимов работы и занесени  исходных данных в блок 14 пам ти

Блок 14 пам ти содержит семь регистров , которые предназначены: первый - дл  хранени  среднего времени Tg наработки на отказ; второй - среднего времени восстановлени  Tg; третий - значени  промежутка времени t; четвертый - среднего количества фактических отказов п

от к

между

техническими обслуживани ми: п тый и

„ - сБ -ош шестой - пороговых значении п и п

соответственно; едьмой - rioporoi-oодного значени  Т , P(t), К, К го из показателей надежности,

Схема 15 сравнени  предназначена дл  выдачи сигнала о необходимости проведени  технического обслуживани  объекта, вырабатываемого по ре0

5

0

На входы 26 и 27 устройства с выхода встроенной системы контрол  объекта поступают потенциальные сигналы о работоспособном и неработоспособном состо ни х соответственно; на входы 28-30- импульсные сигналы о случайных событи х на объекте: отказе , сбое и ошибке соответственно; на вход 31 - импульсный сигнал начала режима Техническое обслуживание при работоспособном состо нии объекта , который обнул ет счетчики 6-8; на вход 32 - импульсный сигнал окончани  режима восстановлени  при исходном неработоспособном состо нии объекта; на вход 33 - импульсньш сигнал об обнаружении ошибки первого рода в режиме восстановлени  при исходном работоспособном состо нии объекта.

0

0

5

0

5

5

Устройство работает следующим образом .

Генератор 1 используетс  дл  преобразовани  интервалов времени работО способного и неработоспособного сос- 1 СИНИЙ объекта, задаваемых потенциальным сигналом, в двоичный код,который фиксируетс  в счетчиках 4 и 5 соответственно. При отсутствии импульсного сигнала об обнаружении ошибки первого рода в режиме восстановлени , высокий разрешающий потенциал с выхода элемента НЕ 34 поступает на второй вход третьего элемента И 35 и импульсный сигнал об окончании режима восстановлени  проходит через третий элемент И 35 и ждущий мультивибратор 36 на второй вход счетчика 4 и обнул ет его , и далее через второй элемент ИЛИ 37 - на второй вход счетчика 5 и устанавливает его в исходное состо ние. При наличии импульсного сигнала об обнаружении ошибки первого рода в режиме восстановлени  счетчик 4 не обнул етс , так как этот сигнал инвертируетс  элементом НЕ 34 и запрещает прохождение импульсного сигнала об окончании режима восстановлени  через третий элемент И 35, в то же врем 

счетчик 5 обнул етс  импульсным сигналом об обнаружении ошибки первого рода, поступаюпщм через второй элемент ИЛИ 37 на второй вход счетчика 5,

14

Счетчик 6 выполнен в виде реверсивного счетчика и подсчитывает коли че.ство фактических отказов в период между техническими обспуживани ми, так как на первый суммирующий вход этого счетчика поступают импульсные сигналы Отказ (как фактические, так и ложные за счет метрологического несовершенства системы контрол  объекта) а на третий вычитающий вход счетчика поступают импульсные сигналы об обнаружении ошибки первого рода в режиме восстановлени .

Счетчики 7 и 8 подсчитывают число сбоев и ошибок в период между техническими обслуживани ми. При переводе объекта в режим Техническое обслуживание счетчики 6-8 устанавливаютс  в нулевое состо ние, а счетчики 7 и 8, кроме того, устанавливаютс  в . нулевое состо ние при выработке сигналов с вьтодов схем 9 и 10 соответственно . Значени  счетчиков 7 и 8 сравниваютс  в схемах 9 и 10 с порог выми значени ми среднего числа сбоев и ошибок на отказ. Если значени  счетчиков достигают пороговых, то со схем 9 и 10 поступают сигналы о возможном постепенном отказе в блок 12 на счетчик 23, осуществл юшлй подсчет спрогнозированных отказов.

Число прогрозируемых отказов определ етс  по следующим формулам

с5оти

оы огк- цела  часть

цела  часть

п

мд

с5

kisL ЗДА

35

де п

с бТК

оы отк

оы

(10)

(П)

40

ЧИСЛО спрогнозированных отказов на текущем интервале после предьщущего технического обслуживани ; д содержимое счетчика 7, определ ющее число сбоев первого вида на текущем интервале времени после предыдущего технического обслуживани ; математическое ожидание числа сбоев первого и второго вида на интервале времени между техническими обслуживани ми, определ емые по статичес50

55

8

0

5

.

5

КИМ данным о надеж- ности объекта и хран щиес  в блоке 14 пам ти.

На сумматоре 24 определ етс  общее число отказов (фактических и спрогнозированных) п + оть отк Затем на делителе 25 осуществл етс  вычисление козффициента oi, по зависимости (9). Вычисленное значение коэффициента оС поступает на четвертый вход блока 11, в котором он используетс  при вычислении прогнозируемых значений показателей надежности . На первый вход блока 11 от счетчика 4 поступает значение времени , на второй вход - значение времени Тр ; на третий вход из первого, 0 второго и третьего регистров блока 14 пам ти поступают значени  Тд, Тц и t..KaK среднее врем  Тд наработки на отказ, так и врем  Тц восстановлени  корректируютс  после каждого восстановлени  фактически неработоспособного объекта и занос тс  в первый и второй регистры блока 14 пам ти соответственно . Пульт 13 дает комонду блоку 11 на коррекцию значений Т 0 и Tg, Коррекци  осуществл етс  по следующим зависимост м:

TO;

Oi -1

(

т . в

где

TO;Te;- ,(i-O+Tp; i

среднее врем  нара ютки на i-й отказ;

0

0

5

Т . 01-1

т -

т„. &|

й-

в,-,

тр;среднее врем  наработки на (i-1)-й отказ; текущее врем  наработки на i-й отказ;

среднее врем  восстановлени  при i-M отказе; среднее врем  восстановлени  при (i-I)-M отказе; текущее врем  восстановлени  при i-M отказе, В зависимости от заданного с пульта 13 режима работы блок 11 определ ет текущие или прогнозируемые значени  показателей Нсщежности. Например, вычисление К осуществл етс  следующим образом. На третий вход коммутатора 17 из первого и второго регистров блока 14 пам ти поступают значени  времени Т t Tg, , а на четвертый - из блока 12 козффициента о(, . При вычислении прогнозируемого значеHHR показател  надежности на умножителе 19 значение времени 1д умножаетс  на коэффициент.

При этом прогнозируемое значение среднего времени Т наработки на отказ составл ет

.

п,

TO

потк

п...- .

OTf

т.е. врем  Тд ci определ етс  с учетом спрогнозированных отказов (по случайным сбо м и ошибкам), а врем  Tjj определ етс  с учетом ошибок первого рода как в значении (2), так 15 и в значении Пд(З). Среднее врем  Tg также определ етс  с учетом ошибок первого рода (3) и (5), Далее на сумматоре 18 вычисл етс  сумма (Тд К + Тд) и на делителе 20 величина Т - с делитс  на сумму (Тр- е -t- Tg) Вычисленный показатель надежности К через первый злемент ИЛИ 22 поступает на индикатор 16 и схему 15, в

10 Устройство дл  определени  показателей надежности объектов по авт.ев, № 1170466, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности работы устройства путем учета ошибок первого рода, в устройство введены третий элемент И, элемент НЕ, элемент ИЛИ и ждущий мультивибратор, выход которого соединен с входом сброса первого счетчика и с первым

20 входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу сброса второго счетчика, а второй вход элемента ИЛИ, вход элемента НЕ и вычитающий вход третьего счетчика служат дополкоторой сравниваетс  с требуемым зна- 25 нительным входом устройства дл  пода- чением, хран щимс  в седьмом регист- чи сигнала об ошибке, выход элемента

НЕ св зан с первым входом третьего элемента И, второй вход которого  в- л етс  входом устройства дл  подачи 30 сигнала об окончании восстановлени  объекта, выход третьего элемента И соединен с входом ждущего мультивиб- раторд,

ре блока 14 пам ти. Аналогично по соответствующим зависимост м определ ютс  значени  других показателей надежности .

Момент необходимости проведени  технического обслуживани  объекта .7

редел етс  при невыполнении одного из усповий: Тд Т ; P(t) PCt); , Сигнал о необходимости проведени  технического обслуживани  выдаетс  на блок 16,

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   15 10 Устройство дл  определени  показателей надежности объектов по авт.ев, № 1170466, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности работы устройства путем учета ошибок первого рода, в устройство введены третий элемент И, элемент НЕ, элемент ИЛИ и ждущий мультивибратор, выход которого соединен с входом сброса первого счетчика и с первым

   20 входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу сброса второго счетчика, а второй вход элемента ИЛИ, вход элемента НЕ и вычитающий вход третьего счетчика служат допол/r //