Модернизация буш

Повысим надежность конструктивным методом. Самый ненадежный элемент канала сделаем более надежным. Повышать надежность БУШ-96 будем, используя более надежные элементы и применением новых технических решений. Структура канала при этом не изменится.

Рис. 3.4 Граф состояний при неизменной структуре канала.

Состояние 0 – все элементы исправны, 1 – отказ канала. Система дифференциальных уравнений записывается в виде:

Нормирующее условие .

После решения с применение преобразования Лапласа выражение для вероятности безотказной работы в виде

.

Повышать вероятность безотказной работы будем за счет обоих коэффициентов. Применением более надежных элементов повысим , а введением дополнительного контроля снизим время восстановления.

По статистике отказов из-за скачков напряжения в питающей сети часто выходит из строя блок питания БУШ. Заменим источники питания производимые на предприятии на покупные более надежные POWER-ONE.

Серия модулей Convert Select представляет собой семейство монтируемых на DIN-рейку преобразователей переменного тока в постоянный с коррекцией коэффициента мощности.

LWN 2880-6R преобразователь переменного тока в постоянный с коррекцией коэффициента мощности, диапазон входного напряжения ~85…264 В, 2 электрически изолированных и независимо стабилизированных выхода, каждый из которых обеспечивает 48 В/2,5 А при напряжении ~230 В на входе. Имеет R-вход для регулирования выходного напряжения на втором выходе.

Входное напряжение подается через входной плавкий предохранитель 6,3А, фильтр и выпрямитель на силовой трансформатор. Широкополосный выходной фильтр с очень малой входной ёмкостью фактически не создает пускового тока. Входной подавитель помех от переходных процессов в сети, защищает преобразователь от пиков и выбросов высокого напряжения, а защитное отключение при превышении и снижении границ входного диапазона напряжения и ограничение входного тока предохраняет преобразователь от работы в нежелательных условиях эксплуатации (рис 3.5).

Ток вторичной обмотки силового трансформатора подается через выпрямительный диод в выходной накопительный электролитический конденсатор большой ёмкости и на эффективный выходной фильтр, обеспечивающий необходимое время удержания выходного напряжения а также низкие пульсации и помехи на выходе.

Выходное напряжение и ток измеряются и подаются по цепи обратной связи на схему управления первичной цепи через оптрон. Второй контур регулирования отслеживает выходное напряжение. Он отключает преобразователь в случае отказа в схеме управления первичной цепи предотвращая превышение выходным напряжением уровня SELV=60В. Встроенные температурные датчики следят за максимальной внутренней температурой преобразователя. Если температура превысит пороговое значение 125 С, преобразователь снижает выходную мощность до тех пор, пока температура не возвратится ниже порогового.

Вход R позволяет осуществить внешнюю регулировку выходного напряжения в диапазоне от 60 до 110% номинального выходного напряжения. Регулировка может выполнятся с помощью резистора, подключаемого к одной из выходных клемм, или внешним источником напряжения в диапазоне 1…2,75 В.

Рис. 3.5 Преобразователь LWN 250 Вт.

При работе от постоянного тока, встроенный мостовой выпрямитель обеспечивает защиту от обратной полярности напряжения на входе.

Преобразователь обеспечивает полную выходную мощность до входного напряжения ~99 В с линейным снижением выходной мощности до 80%Р_{ВЫХ. НОМ} при входном напряжении ~85 В при температуре окружающей среды 25 С.

Среднее время безотказной работы 522000 часов.

Второй блок питания выбираем с опцией S, выключение. Эта опция позволяет понижать выходную мощность блока до уровня менее 1 Вт с помощью логического сигнала, подаваемого между AUX и V₀–.

Заменим несколько микросхем одной ПЛИС с введением кнтроля обрыва обмоток двигателя.

Применение БИС/СБИС и исключение из схемы МИС СИС существенно улучшает параметры аппаратуры (стоимость, быстродействие надежность,экономичность по потребляемой энергии и др.). В тоже время на пути реализациисхем в виде БИС/СБИС могут возникать большие экономические трудности, посколькуразработка БИС/СБИС чрезвучайно дорога и требует больших затрат времени. Такие затраты могут оправдатся только при больших тирожах выпуска микросхем. Противоречие между желательностью и возможностями применения БИС/СБИС в специализированных устройствах и системах вызвало к жизни концепцию программируемых структур.

4. Выводы

В настоящее время резервирование является одним из самых распространенных способов повышения характеристик надежности технических систем. Однако этот метод ведет к усложнению систем, увеличению их массы и стоимости.

Первый вариант резервирования имеет очень высокую наработку на отказ и вероятность безотказной работы. Отрицательной стороной этого варианта является удорожание канала примерно в 2 раза и усложнение структуры. В нашем случае такое большое повышение времени безотказной работы не столь необходимо.

Резервирование одного только БУШ достаточно выгодный вариант. Среднее время наработки на отказ блока увеличивается в 2,7 раза. При этом варианте возникает изменения структуры канала, повышается число ремонтируемых блоков и естественно стоимость системы.

Самым лучшим вариантом является модернизация БУШ. Экономически выгоден, так как требует наименьшее количество затрат. Структура канала остается неизменной, поэтому установка нового блока не потребует особого подхода.

1. Острейковский В.А. Теория надежности: Учеб для вузов. М.: Высшая школа, 2003. 463 с.

2. Белоусов В.В. Локальные системы управления. Надёжность локальных систем. Пермский государственный технический университет. Пермь: 2000. 97с.

3. Надёжность технических систем. 2-е издание. Под ред. Е.В. Сугака и Н.В. Василенко. Красноярск: МГП Раско, 2000. 608с.

4. Надёжность технических систем: Справочник. Под ред. И.А. Ушакова. М.: Радио и Связь, 1985. 608 с.

5. Надежность автоматизированных систем управления. Под ред. Я.А. Хетагурова. М.: Высшая школа, 1979. 287 с.

5. www.eletech.spb.ru (www.power-one.com)