Способы структурного резервирования

На стадии проектирования ХТС для обеспечения требуемой надежности приходится во многих случаях как минимум дублировать отдельные элементы и даже отдельные системы, т.е. использовать резервирование.

По способу подключения резервных элементов и устройств различают несколько способов резервирования (рис. 25).

Способы структурного резервирования

Рис. 25. Способы структурного резервирования

Резервирование раздельное с замещением отказавшего элемента одним резервным элементом (рис. 26). Это такой способ резервирования, при котором резервируются отдельные элементы объекта или их группы.

Резервирование раздельное с замещением отказавших элементов

Рис. 26. Резервирование раздельное с замещением отказавших элементов

Недостаток способа состоит в том, что необходимо затрачивать время на подключение резервного элемента. При этом резервных элементов может быть меньше, чем основных.

Резервирование общее с постоянным подключением, либо с замещением (рис. 27). В этом случае резервируется объект в целом, а в качестве резервного используется аналогичное сложное устройство.

Резервирование общее

Рис. 27. Резервирование общее

Этот способ менее экономен, чем раздельное резервирование. При отказе, например, первого основного элемента возникает необходимость подключать всю технологическую резервную цепочку.

Резервирование раздельное (поэлементное) с постоянным включением резервных элементов (рис. 28).

Резервирование раздельное с постоянным включением резервных элементов

Рис. 28. Резервирование раздельное с постоянным включением резервных элементов

Такое резервирование возможно тогда, когда подключение резервного элемента несущественно изменяет рабочий режим устройства. Достоинство его - постоянная готовность резервного элемента, отсутствие затраты времени на переключение. Недостаток - резервный элемент расходует свой ресурс так же, как основной элемент

В отдельных случаях приходится иметь дело с кратным резервированием. При этом отношение числа резервных элементов к числу резервируемых называется кратностью резервирования - т. При резервировании с целой кратностью величина т есть целое число, при резервировании с дробной кратностью величина т есть дробное несокращаемое число. Например, т = 4/2 означает наличие резервирования с дробной кратностью, при котором число резервных элементов равно четырем, число основных - двум, а общее число элементов равно шести. Сокращать дробь нельзя, так как если т = 4/2 = 2/1, то это означает, что имеет место резервирование с целой кратностью, при котором число резервных элементов равно двум, а общее число элементов - трем.

В этом случае резервный элемент находится в разной степени готовности к замене основного элемента. Достоинство этого способа в том, что резервный элемент сохраняет свой рабочий ресурс, либо может быть использован для выполнения самостоятельной задачи. Рабочий режим основного устройства не искажается.

При включении резерва по способу замещения резервные элементы до момента включения в работу могут находиться в следующих трех состояниях:

  • - нагруженный резерв;
  • - облегченный резерв;
  • - ненагруженный резерв.

Нагруженный резерв - резервный элемент, находящийся в том же режиме, что и основной.

Облегченный резерв - резервный элемент, находящийся в менее нагруженном режиме, чем основной.

Ненагруженный резерв - резервный элемент, практически не несущий нагрузок.

Резервирование мажоритарное (п из т элементов). Этот способ основан на применении дополнительного элемента - его называют мажоритарный, или логический, или кворум-элемент.

Такое резервирование позволяет вести сравнение сигналов, поступающих от элементов, выполняющих одну и ту же функцию. Если результаты совпадают, тогда они передаются на выход устройства.

Главное достоинство этого способа - повышение надежности при любых видах отказов работающих элементов. Любой вид одиночного отказа элемента не окажет влияния на выходной результат.

Основные этапы оценки безопасности структурной схемы объекта

При исследовании безотказности преследуются следующие цели: получить уравнение надежности системы (т.е. аналитическую зависимость вероятности безотказной работы P(t) системы от показателей безотказности ее элементов), произвести количественную оценку величины P(t) и наметить пути повышения надёжности схемы.

При этом в работе можно выделить ряд самостоятельных и относительно независимых этапов:

  • 1. Формирование (или изучение) структуры системы и ее основных функций. Определение функций элементов. Уяснение функциональных связей между элементами.
  • 2. Структурный анализ надежности схемы и построение структурной схемы безотказной работы.
  • 3. Вывод уравнения надежности схемы.
  • 4. Количественная оценка величины вероятности безотказной работы системы P(t).
  • 5. Выявление слабого в смысле Р(т) звена схемы.
  • 6. Внесение изменений в схему с целью повышения P(t).

Контрольные вопросы

  • 1. Приведите типовые структурные схемы ХТС .
  • 2. Назовите положительные и отрицательные свойства сложных ХТС с точки зрения их надежности.
  • 3. Опишите структурную схему надежности системы с последовательным соединением элементов.
  • 4. Опишите структурную схему надежности системы с параллельным соединением элементов.
  • 5. Объясните, что такое резервирование. Перечислите виды резервирования.
  • 6. Опишите способы структурного резервирования.
  • 7. Перечислите основные этапы оценки безотказности структурной схемы ХТС.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >