Расчёт надёжности резервированной восстанавливаемой системы

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 18 Декабря 2013 в 15:06, курсовая работа

Описание работы

Задание на курсовой проект
Рассчитать показатели надежности автоматизированной системы диспетчерского контроля (АСДК) устройств железнодорожной автоматики и телемеханики на участке железной дороги в соответствии с заданным вариантом.

Скачать архив (184.86 Кб) Сколько стоит заказать работу?
Файлы: 1 файл

КУРСОВ Надёжность.DOC

— 643.00 Кб (Скачать файл)

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

 

Иркутский Государственный  университет

Путей сообщения

 

 

 

 

 

                                                                Кафедра: Автоматика и телемеханика

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ  РАБОТА

 

по дисциплине: “Основы теории надежности”

 

 

Расчёт  надёжности резервированной

восстанавливаемой системы

 

 

 

 

 

 

                                                                                     Выполнил: студент группы 

И-02-АТ-02-211

Петрова Л.В.

         Проверил: д.т.н., профессор

Шаманов В.И.

 

 

 

 

 

 

Иркутск 2007

 

Содержание

 

     Задание на курсовую работу       

                                      

  1. Расчет показателей надежности напольных устройств раздельно по их видам и для всех вместе, а также кабельных сетей на станциях.
  2. Расчет показателей надежности усилителей в необслуживаемых усилительных пунктах.
  3. Расчеты надежности при резервировании усилителей:
    1. горячий резерв
    2. дублирование (холодный резерв)
    3. троирование с переключателем
  4. Расчет надежности кабельных линий между отделениями.
  5. Расчет надежности магистральной кабельной линии:
    1. без резервирования
    2. с резервированием
  6. Расчет надежности системы АСДК:
    1. между станцией 1 и ПК
    2. между станцией 2 и ПК

7.  Список используемой  литературы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Задание на курсовой проект

 

 Рассчитать показатели надежности автоматизированной системы диспетчерского контроля (АСДК) устройств железнодорожной автоматики и телемеханики на участке железной дороги в соответствии с заданным вариантом.

n=6 ; q=1

 

Функциональная схема  системы телесигнализации:


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.1

Принятые условные обозначения:

СТ1, СТ2 – станции 1 и 2;

СП – стрелочные электроприводы со схемами управления стрелками;

РЦ -  рельсовые цепи;

Св. – светофоры со схемами управления светофорами;

ПА1, ПА2 – передающая аппаратура системы АСДК на станциях 1 и 2;

YEG - необслуживаемый усилительный пункт;

ПК – пункт контроля;

ПрА – приемная аппаратура системы АСДК;

Lc1; Lc2 – суммарная длина кабельных линий на станции 1 и станции 2;

L1, L2, L3 – длины кабельных линий между отделениями дороги;

L4 – длина магистральной кабельной линии.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Технические  условия работы системы

 

  1. Система включает в себя объекты контроля, напольные кабельные линии, а также аппаратуру усилительных пунктов и системы АСДК, расположенную в помещениях.
  2. Аппаратура работает в нормальных по температуре, влажности и атмосферному давлению условиях.
  3. Система АСДК не дает опасных отказов.
  4. Необслуживаемые усилительные пункты располагаются через 18-20 км.

 

3. Технические  требования к рассчитываемой  системе

 

  1. Ненадежные элементы и функциональные узлы могут резервироваться.
  2. Метод повышения надежности работы должен быть основан расчетом.

 

4.  Исходные данные

 

-  количество рельсовых цепей  (РЦ) на станция 1 и 2,шт.:

            Kс1 = n+25q = 31; Kc2 = 2n+10q = 22.

-  количество централизованных  стрелок, шт.:

            lc1 = n+20q = 23; lc2 = 12+8 = 20.

-  количество светофоров, шт.:

            mc1 = n+15q = 21; mc2 = 2n+6q

-  суммарное число объектов контроля, шт.:

            N= K+ l+ m= 138.

 -  суммарная длина кабельных линий на станциях, км.:

            Lc1 = 0,5+0,15N = 21,2; Lc2=0,5 + 0,3N=41,9

-  длины магистральных  кабелей, км:

            L1=n+60=66;  L2= n+70=76;  L3=n+85=91;  L4=n+120=126.

 

 

 

2. Расчет показателей надежности усилителей в необслуживаемых усилительных пунктах

 

      Произведем  расчет надежности системы. В  качестве системы рассматриваем   усилитель низкой частоты (приложение 1). В таблице 1 сведены все элементы, используемые в усилителе. 

Таблица 3

Элементная база схемы  усилителя

 

Обозначения на схеме

Тип элемента

Количество

Примечание

1

2

3

4

Конденсаторы

C1,C2,С6,С7

К22-5

4

  

C3,C4,С5,С8,С9,С10

С13,С14,С15,С16,

С17,С18,С19,С20,

С21,С22,С23,С24

К50-35

18

  

С11,С12

К73-9

2

  

Микросхемы 

DA1,DA2

К 433 УН1

2

Усилитель напряжения

Выпрямители

Е1

КЦ 405 Г

1

  

Предохранители

FU1,FU2

ВП1-1

2

  

Реле 

K1

АСШ2-220

1

  

Резисторы

R1,R2,R3,R4,R5,R6,

R7,R8,R9,R10,R11,

R12,R13,R14,R15,

R16,R17,R18,R19,

R20,R21,R22,R23

C2-10

23

  

RP1,RP2

СП5-39А

2

подстроечные

RP3,RP4,RP5

СП- 38Б

13

подстроечные

Переключатель

SA1

ПКН – 41-1-2

1

Сетевой, кнопочный

Трансформаторы

Т1

ПТ -16 - 20

1

  

Стабилитроны

VD1

КС 168 А

1

  

Транзисторы

VT1,VT2,VT3,VT4

КТ 3102 ЕМ

4

Маломощные

ВЧ

VT5

КТ816Б

1

Большой мощности СЧ


 

                                                                    Продолжение таблицы 3

 

Разъёмы

(соединители  малогабаритные для печатного  монтажа)

XS1,XS2

ОНЦ-КГ- 3-3/16 - Р

2

  

XS3

ОНП-ВГ- 67

1

  

  

       Составим таблицу  2, в которой приведены средние  значения интенсивности отказов каждого из элементов усилителя и цены в рублях, а затем посчитаем

полную интенсивность отказов  в целом на усилитель и определим  стоимость элементной базы усилителя.

Таблица расчёта надежности  усилителя

и стоимости  элементов усилителя

                                                                                                                   Таблица 4

                              

 

Название элементов

Едини-цы измерения

Количес-тво

Среднее значение интен-сивности отказов

λ*10-6 ,ч-1

Суммарное значение интенсивнос-ти отказов

λn*10-6 ,ч-1

Цена одного элемента

С,руб

Суммарная

стоимость

элементов

Сn,руб

1

2

3

4

5

6

7

Конденсаторы

стеклокерамичесие

К22-5

ШТ.

4

0,02

0,08

5

20

Оксидо-электролитические,

алюминиевые

К50-35

ШТ.

18

0,05

0,9

8,5

153

с органическим

синтетическим  диэлектриком

К73-9

ШТ.

2

0,01

0,02

3,5

7

Микросхемы  аналоговые

Аналоговая  гибридная, I-III степени интеграции

К433УН1

ШТ.

2

0,29

0,58

18,63

37,26

Выпрямители

Мостовой, диодной сборки

КЦ405Г

ШТ.

1

0,05

0,05

49

49

Предохранители

плавкие

ВП1-1

ШТ.

2

0,16

0,32

2

4

Реле

Реле  аварийное малогабаритное штепсельное

АСШ2-220

ШТ.

1

0,3

0,3

152,5

152,5

Резисторы

Металлодиэлек-

трические

 непроволочные,  высокочастотные

С2-10

ШТ.

23

0,02

0,46

1,5

34,5

проволочные одинарные  со сперальным элементом, подстроечные

СП5-39А

ШТ.

2

0,03

0,06

18

36

одинарные  с  круговым переме-

щением подвижной  системы

СП3-38Б

ШТ.

3

0,03

0,09

9

27

Переключатели

тумблер двухполюсный

ПКН-41

ШТ.

1

0,28

0,28

2

2

Трансформаторы

трансформатор силовой

ПТ-16-20

ШТ.

1

1,7

1,7

96

96

Стабилитроны

кремниевый

КС168А

ШТ.

1

0,07

0,07

25,44

25,44

Транзисторы

биполярные  кремниевые

КТ3102ЕМ

ШТ.

4

0,29

1,16

12,4

49,6

биполярный

кремниевый

КТ816Б

ШТ.

1

0,29

0,29

11,9

11,9

Соединители

малогабаритные  цилиндрические

для печатного  монтажа

ОНЦ-КГ-3-3/16-Р

ШТ.

2

0,0017

0,0034

2,5

5

малогабаритные

прямоугольные для печатного монтажа

ОНП-ВГ-67

ШТ.

1

0,0009

0,0009

1,7

1,7

Соединения

Пайкой

ШТ.

112

0,001

0,112

    

Монтажным проводом

ШТ.

14

0,002

0,028

    

Итого:

      

6,5043

  

711,9


 

      По данным  таблицы 2 рассчитываем вероятность  безотказной работы усилителя  и среднее число отказов за  сутки, месяц, год. Рассчитываем  среднее значение интенсивности  отказов усилителя и среднее  время наработки на отказ.

 

Среднее значение интенсивности отказов усилителя:

 

lУ=6,5043*10-6 ч-1.

 

Вероятность безотказной  работы усилителя:

  


 

а)  за сутки:             P= e-6,5043*10*24=0,999


б) за месяц:

в)   за год:


 

Среднее число отказов:

           


 

а)   за сутки     n=6,5043*10-6 *24=0,0002

б)   за месяц:


в)    за год:


 

Средняя наработка на отказ:

  T= ;

Ty=

 

Коэффициент готовности усилителя:

                                        

 

Суммарное время восстановления усилителя за отрезок времени ∆t:

 

 Тв∑ = t *(1- KГУ ) ;                                                                                          

 

 а) за сутки   Tв∑(24) = 24*(1-0,99998) = 0,00048

 б) за месяц  Tв∑(720) = 720* 0,00002 = 0,0144

 в) за год      Tв∑(8760) = 8760* 0,00002 = 0,1752

 

 

Стоимость усилителя  определяем через коэффициент, определяющий долю стоимости элементной базы в  стоимости усилителя ψ :

 

СУ= Сэ / ψ ;

 

 СУ=  711,9 /0,4 = 1779,75руб.,

 

Сэ – стоимость элементной базы;

Ψ – соотношение стоимости комплектующих элементов и стоимости всего изделия.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.  Расчёт показателей надежности  напольных устройств.

 

Расчёт показателей  безотказности напольных устройств на СТ1

Таблица 1

 

наименование

единицы измерения

Кол-во

Параметр потока отказов(w)

х*10-6,ч-1

интенсивность отказов(λх)

х *10-6,ч-1

Время восстановления

Тв,ч

рельсовые цепи

шт.

31

30

930

3,5

Стрелочные электроприводы

шт.

26

26

676

3,2

Светофоры

шт.

21

10

210

1,5

Кабельная сеть

км

21,2

0,55

11,66

4,0

Итого:

      

1827,66

  

 

По данным таблицы 1 рассчитываем для отрезков времени (сутки, месяц, год)

следующие показатели надежности:

 

  Вероятность безотказной  работы:

 

а) рельсовые цепи

 за сутки:  Р(t) =

  за месяц:  Р(t) =                         

  за год:      Р(t) =       

 

б) стрелочные электроприводы

за сутки:  Р(t)=

за месяц: Р(t)=

за год:         Р(t)=             

 

в) светофоры

за сутки:  Р(t) =

за месяц: Р(t) =               

за год:      Р(t) =

 

г)кабельная сеть

за сутки:  Р(t)кс =

за месяц:  Р(t)кс =

за год:      Р(t)кс =

 

ИТОГО:    сутки    Р(t) =

         месяц   Р(t) =

               год       Р(t) =

 Среднее количество  отказов:

 

 

 

a) рельсовые цепи

за сутки:  n(t) =  930*10-6*24 = 0,02232;

за месяц:  n(t) =  930*10-6*720 = 0,6696;

за год:       n(t) = 930*10-6*8760 = 8,1468.

 

б)  стрелочные электроприводы

за сутки:  n(t) =  676*10-6*24 = 0,0162;

за месяц:  n(t) =  676*10-6*720 = 0,486;

за год:      n(t) =  676*10-6*8760 = 5,922.

 

в) светофоры

за сутки:  n(t) =  210*10-6*24 = 0,00504;

за месяц:  n(t) =  210*10-6*720 = 0,1512;

за год:      n(t) =  210*10-6*8760 = 1,8396.

 

г) кабельная сеть

за сутки:  n(t) =  11,66*10-6*24 = 0,00028;

за месяц:  n(t) =  11,66*10-6*720 = 0,0084;

за год:      n(t) =  11,66*10-6*8760 = 0,102.

 

ИТОГО:   сутки n(t) =  1827,66*10-6*24 = 0,0438;

               месяц  n(t) =  1827,66*10-6*720 = 1,316;

               год      n(t) =  1827,66*10-6*8760 = 16,01.

 

 Коэффициент  готовности:

 

 

а) рельсовые цепи

 

б) стрелочные электроприводы

 

в) светофоры

 

г)кабельная сеть

Расчёт показателей  безотказности напольных устройств на СТ2

Таблица 2

 

наименование

единицы измерения

Кол-во

Параметр потока отказов(w)

х*10-6,ч-1

интенсивность отказов(λх)

х *10-6,ч-1

Время восстановления

Тв,ч

рельсовые цепи

шт.

22

30

660

3,5

Стрелочные электроприводы

шт.

22

26

572

3,2

Светофоры

шт.

28

10

280

1,5

Кабельная сеть

км

41,9

0,55

23,045

4,0

Итого:

      

1535,045

  

Информация о работе Расчёт надёжности резервированной восстанавливаемой системы