Устройство для определения показателей надежности объектов

В(;ЕСОЮЗРА РИ: лРНБЛММВШ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.Куракин,ников ельство СССР 15/46, 1971. ьство СССР 15/46, 1977. суммвыч та ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ. СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАЦЕЖНОСТИ ОБЪЕКТОВ, содержащее генератор тактовыхимпульсов, два счетчика, два блокасравнения, блок памяти, два элементаИ, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что,с целью расширения области применения устройства за счет определения текущих и прогнозируемых показателей надежности объектов на этапеэксплуатации, момента проведения профилактических работ и повышения точности, в него введены два вычислительных блока, три счетчика, пультуправления, третий блок сравнения,блок индикации, причем выход генератора соединен с первыми входами элементов И, вторые входы которых соеди-нены соответственно с первым и вторымвходом устройства, выход первого элемента И соединен с входом первогосчетчика, выход второго элемента Исоединен с входом второго счетчика,выходы первого и второго счетчиковсоединены соответсвенно с первым ивторым входами первого вычислительного блока, первый выход которого соединен с вторыми входами блока индикации и третьего блока сравнения, третий, четвертый и пятый входы устройства соединены соответственно с входами третьего, четвертого и пятого счетчиков, выходы четвертого и пятого счетчиков соединены соответственно. с первыми входами первого и второго блоков сравнения, выходы которых соединены с вторым и третьим входами второго вычислительного блока соответственно, выход третьего счетчика соединен с первым входом второго вычислительного блока, второй выход.которого соединен с первым входом блока памяти, третий и четвертый входы этого блока соединены соответственно с щР вторыми входами первого и второго блоков сравнения, второй выход пульта управления соединен с пятым входом первого вычислительного блока, а первый выход - с вторым входом блокаМф памяти, соединенного вторым выходом с первым входом третьего блока сравнения, выход которого соединен с первым входом блока индикации.2, Устройство по п,1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что первый вычисли-, тельный блок содержит коммутатор,атор, умножитель,делитель, узелисления функции 8 и элемент ИЛИ, входы вычислительного блока соединены с одноименными входами коммутатора, первый и второй, третий и четвертый, пятый и шестой, седьмой и восьмой выходы которого соединены соответственно с первыми и вторыми входами сумматора, умножителя, дели" теля и узла вычисления функции ех выходы которых соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым .входами элемен ИЛИ и с11 шестым, седьмым, восьмым и девятым входами коммутатора, выход сумматора соединен с вторым выходом блока, пятый выход блока соединен с пятым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым выходом блока.3. Устройство по и. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что второй вычислительный блок содержит шестой счетчик, второй сумматор и второй 70466делитель, второй и третий вьмод блока соединены с входом шестого счетчика, выходом соединенного с первымвходом второго сумматора, вьмод которого соединен с первым входом второго делителя, выход последнего соединен с выходом блока, а вторые выходы второго сумматора и второго делителя.соединены с первым входом блока.1 О Ъ:Т;т)пот к7 25 Изобретение относится к автомати"ке и вычислительной технике и можетбыть использовано для определениятекущих и прогнозируемых показателейнадежности технических объектов.Цель изобретения - расширение области применения устройства за счетопределения текущих и.прогнозируемыхпоказателей надежности техническихобъектов на этапе эксплуатации, момента проведения профилактическихработ и повышения точности.На фиг.1 изображена блок-схемаустройства, на фиг.2 и 3блок-схемы вычислительных блоков.Устройство содержит (фиг. 1) генератор 1 тактовых импульсов, элементыИ 2 и 3, счетчики 4-8, блоки 9 и 10сравнения, вычислительные блоки 11и 12, пульт 13 управления, блок 14памяти, третий блок 15 сравнения иблок 16 индикации,Блок 11 содержит (фиг.2) коммутатор 17, сумматор 18, умножитель 19,делитель 20, узел 21 вычисленияфункции В " и элемент ИЛИ 22.Блок 12 содержит (фиг.3) счетчик23, сумматор 24 и делитель 25.На фиг.1 обозначены входы 26 и 27потенциальных сигналов исправного инеисправного состояния объекта соответственно, входы 28-30 импульсныхсигналов о случайных событиях и наобъекте отказ,. сбой ш ошибка соответ"ственно, вход 31 имцульсного сигнала наступления режима "Профилактика"при исправном состоянии объекта.Принцип работы устройства состоитв подсчете времени, в течение которого объект находится в исправном состоянии, времени восстановления при отказаха также количество отка-. зов, сбоев и случайных ошибок между моментами профилактик с последующим вычислением текущих и прогноэируемых показателей надежности;среднего времени наработки на отказ То по зависимости 15 где Т; - отрезок времени от 1 -1 до1 "го отказа, в течение которого объект находится висправном состоянии,ПО 1 к- количЕство отказов;20 Среднего времени восстановленияТ. по зависимости где ТР, - отрезок времени от ю -гоотрезка до момента восстановления исправного состояния объекта,вероятности безотказной работы РИ) по зависимостир-е ф о , (3) где й - промежуток времени, на который определяется вероятность безотказной работы,(4) коэффициента оперативной готовности Кпо зависимостиКог Кг Р (5)При этом Кг определяет вероятность нахождения объекта в исправном состоянии в текущий момент времени, а К - данную вероятность с учетом вероятности безотказной работы в течение заданного промежутка времени.При расчете прогнозируемых показа, телей готовности и безотказности в отличие от традиционных показателей надежности рассчитывается коэффициент ос., значение которого определяется по зависимости 30 отк0О 4 Исьию 1 (6)огк як 35 й - математическое ожиданиео 1 к(среднее значение) количества отказов объекта на интервале между профилактиками, 40которое определяется по статическим данным о надежности функционирования объектаи хранится в блоке 14 памяти;45и - количество отказов объектаокна текущем интервале времени после последних профилактических работ, которые фиксируются в счетчике 6, 50Пульт 13 уиравления предназначен для задания режимов работы и занесения исходных данных в блок 14 памяти.Блок 14 памяти содержит семь регистров, которые предназначены: первый - для хранения среднего времени наработки на отказ Т , второй - среднего времени восстановления Тз, треМ - коэффициент, который определяется на интервале временимежду последней профилактикой:и текущим моментом, учитывающий уменьшение среднеговремени наработки на отказза счет-случайных отказов исбоев,коэффициента готовности К по за"г висимости 10 тий - значения промежутка времени й, четвертый - среднего количества от.казов между профилактиками и пятый и шестой - пороговых значений и и й, седьмой - для хранения по" рогового значения одного из показателей надежности Т , РЯ , Кг, К .огБлок 15 сравнения предназначен для выдачи сигнала о необходимости проведения профилактических. работ на объекте, вырабатываемого по результатам сравнения требуемых (пороговых) и расчетных показателей надежности.Блок 16 индикации предназначен для отображения вычисленного значе ния показателя надежности и момента проведения нрофнлактических работ на объекте.На входы 26 и 27 устройства со схем контроля объекта поступают потенциальные сигналы исправного и неисправного состояния соответственно, на входы 28 - 30 - импульсные сигналы о случайных событиях на объекте: отказ, сбой, ошибка соответственно, на вход 31 - импульсный сигнал наступления режима "Профилак 11тика при исправном состоянии объекта, который обнуляет счетчики 6-8,Устройство работает следующим образом.Генератор 1 используется для пре- образования интервалов времени ис.правного и неисправного состояний объекта, задаваемого потенциальным . сигналом в двоичный код, который фиксируется в счетчиках 4 и 5 соответственно. Счетчики 6-8 подсчитывают соответственно количество отказов, сбоев и ошибок в период между профилактиками, При переводе объекта в режим "Профилкатика" счетчики 6-8 устанавливаются в нулевое состояние. Кроме того, счетчики 7 и 8 обнуляются при выработке сигналов соответственно с выходов блоков 9 и 10. Значения счетчиков 7 и 8 сравниваются соответственно в блоках 9 и 10 с пороговыми значениями среднего количества сбоев иошибок на отказ. Если значения счетчиков достигают пороговые значения, то с блоков 9 и 10 поступают сигналы о возможном постепенном отказе в блок 12 на счетчик 23, который осуществляет подсчет спрогнозированных отказов. Количество спрогнозированных отказов определяется по следующим формулам:сКйсХи, - целая часть- ф- (7)си - целая часть о (8)иЗдР )оЫ 5сЮ оюгде и щ, и - количества спрогнозированных отказов натекущем интервале вре"мени после последнихпрофилактических работи- содержимое счетчика7, которое определяетколичество сбоев второго вида на текущеминтервале после последних профилактических работ;и - содержимое счетчика 8ошкоторое определяет ко- Оличество сбоев первоговида на текущем интер.вале после последнихпрофилактических работ,ФА за А 5и и- математическое ожидаоыф сзние количества сбоевпервого и второго видана интервале междупрофилактическими работами, которое определяется по статическим данным о надежности функционированияобъекта и хранится вблоке 14 памяти, 35На сумматоре 24 определяется общее количество отказов (возникающихсо оа или спрогнозированных) и+и +и,як як отхЗатем на делителе 25 осуществляется вычисление коэффициента оС по зависимости (5). Вычисленный коэффициент поступает на четвертый вход блока 11, в котором он используется при вычислении прогнозируемых показателей на дежности, На первый вход блока 11 счетчика 4 поступает значение времени Тя, на второй вход - значение времени Т , на третий вход из первого, вто ой и третьего регистров блока 14 памяти поступают значения ТоТ и С. Причем среднее время наработки на отказ То корректируется после каждого отказа объекта и заносится в первый регистр блока 14, а среднее время восстановления Ткорректируется после каждого момента восстановления исправного состояния объекта.Коррекция производится по следующим зависимостям,среднее время наработки на 1-й отказ;среднее время наработки на (1-1)-й отказ;текущее время наработки на 1-й отказ;среднее время восстановления на 1 -м отказе;среднее время восстановления при (-1)-м отказе, текущее время восстановле 1ния при -м отказе.1 где Т; -о 1 ТТ. -В 1.1 Т, -бт,е. время (Т о определяется с учетом спрогнозированных отказов (послучайным сбоям и ошибкам). Далеена сумматоре 18 вычисляется суммао( То+Т и на делителе 20 величинао( То делится на сумму Т +То, Вычисленный показатель надежности Кгчерез .элемент ИЛИ 22 поступает наиндикатор 16 и блок 15в которомсравнивается с требуемым показателем,хранящимся в седьмом регистре блока 14. Аналогично по соответствующимзависимостям определяются другие показатели надежности В зависимости от заданного на пульте 13 режима работы блок 11 определяет соответствующий текущий или прогнозируемый показатель надежности. Например, вычисление К осуществляется следующим образом. На третий вход коммутатора 17 из первого и второго регистров блока 14 поступают значения времен Т,и Т, а на четвертый - из блока 12 коэффициента А. При вычислении прогнозируемого показателя надежности на умно- жителе 19 значение времени То умножается на коэффициент А .При этом значение среднего6 8Р(й) Э Р(й)у 1(фа 3 агСигнал о необходимости проведенияпрофилактическихработ на объектевьдается на. блок 167 37046Момент необходимости проведения профилактических работ на объекте определяется при невыполнении одного из условийъ3 с - г 11170466 0 Ъ В.Максиминец в Реда ктор ВВ аказ 4705/46 е Пат Проектная,Копча Техр ВНИИПИ Государственного по делам изобретений113035, Москва, Ж, Рауш Под и мнтета СССР открытий ая наб., д.