Розрахунки надійності волоконнооптического передавального пристрою

Надійністю називається властивість об'єкта, системи, виробу, пристрою або їх частин виконувати задані функції, зберігаючи в часі значення встановлених експлуатаційних показників у заданих межах, відповідних до заданих режимів і умовам експлуатації, технічного обслуговування, зберігання й транспортування.

Розрахунки надійності ґрунтується на наступних допущеннях:

· Усі елементи даного типу равнонадежны, тобто інтенсивність отказов для цих елементів однакова;

· Усі елементи працюють у нормальних технічних умовах;

· Інтенсивність відмов усіх елементів не залежить від часу (терміну служби);

· Відмови елементів є подіями випадковими й незалежними;

· Усі елементи працюють одночасно;

· Відмова будь-якого елемента приводить до відмови всієї системи;

При розрахунках надійності блоку волоконнооптического передавального пристрою необхідно визначити ймовірність безвідмовної роботи пристрою в довільному інтервалі часу t, яка визначається вираженням:

,

де L – інтенсивність відмов пристрою;

t – час, за який визначається ймовірність безвідмовної роботи.

Розрахунки надійності зробимо за методикою викладеної в [17].

Інтенсивність відмов елементів у робочому режимі визначається по формулі:

(6.1)

де номінальна інтенсивність відмов, обумовлена по таблицях середньо групових интенсивностей відмов для кожної групи елементів (табл.4.1 [17]);

коефіцієнт враховуючий рівень електричного навантаження й температуру середовища безпосередньо в елемента;

коефіцієнт враховуючий умови експлуатації.

(6.2)

де коефіцієнт для стаціонарної апаратури з табл.4.3 [17];

для відносної вологості до 98% при температурі 40°Із із табл.4.3 [17];

при експлуатації на висотах до 1км, з табл.4.3 [17];

Підставляючи чисельні значення в (6.2) одержуємо:

Значення знаходимо для кожної групи елементів з табл.4.2 [17], враховуючи що при розробці принципової схеми вибір елементної бази був зроблений з умови, що б коефіцієнти навантаження елементів не перевищували рекомендованих значень із табл.4.6 [17], а експлуатація відбувається в найгірших умовах (tmax = 60°C).

Вихідні дані для розрахунків надійності блоку волоконнооптического передавального пристрою наведено в таблиці 6.1:

 

№	Схемне позначення	Тип елемента	Кіл-В	Параметри режиму	Кн
ТУ	Факт.
	R2, R6, R32, R8,R10, R12, R25, R26, R40	C2-23		Вт	0,5 Вт	0,5	0,016	0,8	0,03	0,3	0,3	0,09
	R11, R13, R14, R9, R1, R3, R4, R5, R20, R15, R16,R30, R31, R27, R29	C2-23		0,125 Вт	0,08 Вт	0,64	0,016	1,0	0,04	0,64	0,3	0,19
	R7, R28	СП3-2		0,125 Вт	0,09 Вт	0,72	0,1	1,4	0,37	0,75	0,3	0,23
	З11, З12, З19	ДО50-35		25В	15В	0,6	0,7	1,6	2,9	8,9	0,4	3,6
	З1 - З10, З13 - З18, З20, З21	ДО10-17А		50В	15В	0,3	0,1	0,3	0,08	1,44	0,4	0,57
	VT1	КТ660Б		мА	120 мА	0,15	0,5	0,2	0,25	0,25	0,3	0,08
	VT2, VT3	КТ337А		10мА	1мА	0,1	0,5	0,2	0,25	0,5	0,3	0,15
	VD3	КД102А		20мА	1мА	0,05	0,4	0,2	0,214	0,214	0,3	0,06
	VD20	ЧЕРВОНИЙ102А		10мА	2мА	0,2	0,05	0,2	0,03	0,03	0,3	0,01
	T1	ТПП 261-127/220-50		0,5А	0,35А	0,7	0,8	0,2	0,43	0,43	0,7	0,3
	VD1	ИЛПН-203		3,5 мВт	1,6 мвт	0,45	0,05	0,2	0,02	0,02	0,9	0,03
	DA1	ДО140УД11		-	-	0,8	0,02	2,5	0,13	0,13	0,6	0,08
	DA2	ДО175ТАК1		-	-	0,8	0,02	2,5	0,13	0,13	0,6	0,08
	DA3	ДО544УД1		-	-	0,8	0,02	2,5	0,13	0,13	0,6	0,08
	DA4	КР142ЕН6А		-	-	0,8	0,02	2,5	0,13	0,13	0,6	0,08
	DA5	КР142ЕН5		-	-	0,8	0,02	2,5	0,13	0,13	0,6	0,08
	DA6	КЦ407А		80мА	25мА	0,3	0,5	0,5	0,67	0,67	0,3	0,2
	DA7	КЦ412А		80мА	25мА	0,3	0,5	0,5	0,67	0,67	0,3	0,2
	Пайка	-		-	-	-	0,01	-	0,01		0,5
	Плата друкована	-		-	-	-	0,1	-	0,1	0,1	-	-
	Сума	21,6		7,32

Середній час відновлення взятий з табл. 4.8 [17].

Інтенсивність відмов елементів i-й групи визначаємо по формулі:

(6.3)

де кількість елементів в i-й групі.

Для визначення параметра потоку відмов усього блоку скористаємося наступною формулою:

(6.4)

де k- кількість груп елементів.

Підставляючи чисельні значення з табл.6.1 одержуємо:

Середній наробіток на відмову для нормального закону розподілу визначається по формулі:

(6.5)

Імовірність безвідмовної роботи пристрою p(t) визначаємо по формулі:

(6.6)

Графік залежності наведений на мал.6.1.

Використовуючи формулу (6.6) визначимо ймовірність безвідмовної роботи в плині одного року(8760годин):

 

 

P

4T0

Рис. 6.1 Зависимость вероятности безотказной работы от времени

3T0

2T0 0

T0

t

0.9

0.8

0.7

0.6

0.5

0.3

0.4

0.1

0.2

 

 

Середній час відновлення працездатності блоку волоконнооптического передавального пристрою визначимо по формулі:

(6.7)

де - коефіцієнт одночасної заміни елементів, .

Коефіцієнт готовності визначається по формулі:

(6.8)