Резервирование переключателей

Переключатели выполняют две функции – включают определенные цепи подсистемы и отключают их. Переключатель будем изображать в следующем виде:

- переключатель работает на включение;

- переключатель работает на выключение.

Так как переключатель выполняет и функцию включения, и функцию отключения, то логическую схему его можно представить в виде двух последовательно соединенных элементов расчета надежности (рис.21,а).

Вероятность безотказной работы

(107)

где λ_в, λ_о – интенсивность отказов переключателя на включение и отключение.

Средняя наработка до отказа

(108)

Рассмотрим влияние резервирования переключателей на их надежность.

При параллельном соединении переключателей вероятность безотказной работы схемы на включение (рис.21,б)

(109)

а на отключение (рис.21,в)

(110)

т.е. параллельное соединение переключателей повышает надежность на включение и уменьшает ее на отключение.

При последовательном соединении переключателей (рис.21,г).

(111)

и (рис.21,д)

(112)

т.е. последовательное соединение можно использовать, если цена отказа на отключение значительно больше, чем на включение.

Рис.21. Схемы резервирования переключателей:

а – переключатель без резерва; б,в – параллельное соединение переключателей; г,д – последовательное соединение переключателей.

Для повышения надежности переключателей их можно соединять между собой более сложным образом. При последовательно-параллельном подключении четырех переключателей (рис.22,а) вероятность безотказной работы схемы на включение

(113)

Рис.22. Схемы резервирования переключателей:

а – схема, работающая на включение;

б – схема, работающая на отключение.

При работе этой схемы на отключение (рис.22,б) вероятность безотказной работы

(114)

На рис.23 показаны графики зависимости Р_с.п.в(t) (рис.23,а) и Р_с.п.о(t) (рис.23,б) от величины вероятности безотказной работы одного переключателя.

Рис.23. Определение выигрыша в надежности:

а – для схемы работающей на включение;

б – для схемы, работающей на отключение.

Анализ выражений (109) и (112) показывает, что для схемы, изображенной на рис.23,а, Р_с.п.в(t) >Р_в(t) при Р_в(t)>0.618, а для схемы, показанной на рис.23,б, Р_с.п.о(t)> Р_о(t) при Р_о(t)>0.382.

Таким образом, последовательно-параллельное соединение четырех переключателей обеспечивает выигрыш в надежности на включение при Р_в(t)>0.618 и на отключение при Р_о(t)>0.382.

Аналогичным образом можно проанализировать надежность более сложных схем соединения переключателей.

Дата добавления: 2015-04-30