Использование метода дублирования для повышения надежности

Надежность электрических схем систем автоматического управления определяют такими показателями безотказности, как вероятность безотказной работы в течение заданного отрезка времени; средняя наработка до первого отказа.

Элементы схем считаются невосстанавливаемыми, а сама схема – восстанавливаемой. Также полагают, интенсивность отказов постоянной. Для таких допущений вероятность безотказной работы любого элемента автоматики определяют в соответствии с показательным законом:

Поскольку, исходя из методов построения схем, в электрических цепях элементы соединены последовательно (основное соединение), то вероятность безотказной работы любой цепи схемы можно определить по формуле:

где - вероятность безотказной работы j-го элемента электрической цепи схемы; k – общее количество элементов в цепи.

Если в цепи предусмотрено дублирование какого-либо элемента (параллельное включение элементов, выполняющих одни и те же функции и работающих одновременно – горячий резерв), то вероятность безотказной работы такого участка цепи определится так:

где - вероятность безотказной работы l-го элемента; m – число элементов, включённых параллельно.

В любой схеме системы автоматического управления каждая последующая цепь зависима от предыдущей. Поэтому принимают, что цепи в электрических схемах соединены последовательно.

Тогда вероятность безотказной работы всей схемы системы управления определяют так:

Объемы V_скм складов компонентных материалов (рельсов, шпал, элементов скреплений и т. д.) определяются в зависимости от потреб­ностей и вариаций сборочного процесса:

где Р_{КМ. ПЗ} — количество компонентного материала на одно путевое звено; n_{д. пп} - число дней в периоде поставок, К_НМ – коэффициент нормировки, К_вр – коэффициент вариации, Q_мр – интенсивность монтажа рельсошпальной решетки, звеньев/день; Q_СПЗ – интенсивность входного потока, средняя дневная выработка по сборке звеньев, звеньев/день.

Формула выведена в предположении, что в день поставки очеред­ной партии материалов на складе остается не менее дневной потреб­ности. Это позволяет подготовить к выдаче прибывшую партию и через день начать ее использование. Таким образом, объем склада для каждого компонентного материала зависит от периода поставок и, если последний строго выдерживается, представляет собой постоян­ную величину (рис. 1.9). Нужно, однако, назначать V_скм с учетом объема партии, обусловленного способом транспортирования материа­лов; при подвозе по железной дороге - кратного их количеству в одном вагоне.

Если поставки срываются, это увеличивает V_скм, что определяется по той же формуле при подстановке в нее соответствующего значения.

Например, необходимо определить объем склада рельсов Р50 при периодичности их поставок: на базу 10 дней с характеристиками:

Принимается Р_КМ.ПЗ = 2, Q_СПЗ - 40 звеньев/день, К_НМ = 1, 25, К_вр (Q_СПЗ) = 0, 02. При этом объем склада рельсов:

V_скм = 2·40 [(10 + 1) - 1, 25·0, 02 ] = 873, 67 = 874 шт.

При массе рельса Р50 51, 51·25 = 1287, 75 кг на платформе грузоподъемностью 64 т можно перевезти 49, 5 ≈ 50 рельсов. Следовательно, для доставки партии потребуется 17, 48 платформ. Увеличивая, период поставок на 1 день, получим объем склада, кратный грузонапряженности платформы. Число платформ в партии 19. Если поставки задерживаются допустим на 5 дней, то, чтобы сохранить условия бесперебойной работы склада, потребуется подготовить его на 1352 шт. рельсов, что получится при n_{д. пп} = 16 дням. Фактическое число рельсов на складе будет находиться в интервале от 874 до 1352 и, кроме того, включить остаток предыдущей партии, если последующая прибудет раньше чем через 16 дней. Регулировать работу склада в таких условиях крайне трудно. Срывы плана поставок компонентных материалов должны быть изжиты.

Длина звеновозного поезда:

,

где l_лк - длина локомотива для тепловозов:

ТЭ1, ТЭМ1, ТЭМ2-П; ТЭ2-24; ТЭЗ, 2ТЭ10 - 34 м;

ЧМЭ2, ТГМЗА, ВМЭ1 - 13;

ЧМЭЗ - 18 м;

n_{пз. пф} - число звеньев на сцепке плат­форм;

l_пф — длина платформы, обычно - 14 м.

Легко убедиться, что звеновозный поезд имеет длину 150 - 200 м. При необходимости ее двойное увеличение для целей резервирования вполне доступно. Очевидно, монтажная техника также должна иметь возможность увеличения выработки до двойного размера. Это непре­менное условие достижения расчетного ритма, характеризуемого средней дневной интенсивностью Q_мр монтажа рельсошпальной решетки.

ГЛАВА II. Формулировка и определение отказов