ВИДЫ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ СРЕДСТВ СВЯЗИ И УПРАВЛЕНИЯ
Г л а в а 8
ОСНОВЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ СРЕДСТВ СВЯЗИ
И УПРАВЛЕНИЯ
Под термином «эксплуатация» понимают комплекс мероприятий, направленных на технически правильное использование объектов: приборов, машин, устройств, установок и т.п., качественные и своевременные техническое обслуживание и ремонт для поддержания их в работоспособном состоянии, правильное хранение.
ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ О ТЕХНИЧЕСКОМ ОБСЛУЖИВАНИИ
И НАДЕЖНОСТИ СРЕДСТВ СВЯЗИ И УПРАВЛЕНИЯ
ГОСТ 18322–78 определяет термин «техническое обслуживание» как комплекс операций по поддержанию работоспособности или исправности изделия (технического устройства). На рис. 8.1 представлены 10 видов технического обслуживания: периодическое, сезонное, в особых условиях, регламентированное, с периодическим контролем, с непрерывным контролем, при использовании, при ожидании, при хранении и при транспортировке.
Рис. 8.1. Виды технического обслуживания
В системе технического обслуживания можно выделить две важнейшие подсистемы: профилактику и восстановление (ремонт), которые тесно связаны между собой.
Профилактика – это группа операций (имеющая планово-предуп-редительный характер) для поддержания технического устройства в работоспособном состоянии при заданном уровне надежности. Профилактику, как правило, осуществляют в заранее намеченные сроки, однако она может производиться и в незапланированные сроки – одновременно с восстановлением работоспособности технического устройства после отказа.
|
|
|
Ремонт – комплекс операций по восстановлению исправности или работоспособности технических устройств (или их составных частей), по восстановлению их ресурса.
Следует отметить, что надежность является комплексным свойством, которое в зависимости от назначения объекта и условий его эксплуатации характеризуется следующими показателями: безотказностью; долговечностью; ремонтопригодностью и сохраняемостью.
Все перечисленные характеристики из общего понятия надежности, структурная схема которой представлена на рис. 8.2, можно также отнести и к средствам связи и управления пожарной охраны.
Рис. 8.2. Структурная схема надежности
Безотказность – свойство системы или технического устройства сохранять работоспособность в течение установленного времени эксплуатации.
Долговечность – свойство системы сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленном техническом обслуживании и ремонте.
Ремонтопригодность – свойство системы в приспособлении ее к предупреждению и обнаружению причин возникновения ее отказов, к устранению их последствий путем проведения технического обслуживания.
|
|
|
Сохраняемость – свойство системы непрерывно сохранять исправное и работоспособное состояние в течение времени ее хранения и после него, а также во время транспортирования и после него.
К характеристикам надежности относятся также понятия работоспособности и отказа.
Работоспособность – состояние системы, при котором она в данный момент времени способна выполнять заданные функции согласно требованиям, установленным технической документацией.
Отказ – нарушение работоспособности изделия.
Все перечисленные выше характеристики надежности являются качественными показателями. Однако для оценки надежности и планирования эксплуатации используются и количественные критерии надежности. Эти характеристики позволяют оценить надежность системы или элемента в течение всего срока их службы.
Как известно, изделия (технические устройства) делятся на восстанавливаемые и невосстанавливаемые. Критериями надежности невосстанавливаемых изделий являются вероятность безотказной работы P(t); частота отказов f(t); интенсивность отказов 
(t); средняя наработка до отказа Тср.
|
|
|
Вероятность того, что в пределах заданных наработок отказ изделия не возникнет, называется вероятностью безотказной работы. Статистически эта вероятность представлена формулой
, (8.1)
где N(t0) – число изделий, поставленных на испытание в момент t0 = 0;
n(t) – число изделий, отказавших за время t.
Частотой отказа называется отношение числа отказавших изделий в единицу времени к числу изделий, поставленных на испытание при условии, что вышедшие из строя изделия не восстанавливаются. Статистическое значение частоты отказов f(t) равно:
f(t) = n(Dti)/N(ti)Dti,
где n(Dti) – число отказавших изделий в интервале времени Dti = t0 - t.
Под интенсивностью отказов понимают отношение количества изделий, отказавших в течение рассматриваемого промежутка времени, к среднему числу изделий, исправно работающих в данный отрезок времени, т.е. интенсивность отказов характеризует степень надежности изделия в каждый данный момент времени:
l = n(Dti)/NDti,
где n(Dti) – количество отказавших элементов за время Dti; Nср – среднее число исправно работающих изделий в интервале Dt.
Данное выражение справедливо при весьма больших N. При этом полагают, что испытываемые изделия однотипны и работают в одинаковых режимах. Зависимость интенсивности отказов во времени имеет вид, представленный на рис. 8.3.
|
|
|
Рис. 8.3. Зависимость интенсивности отказов λ(t) от времени эксплуатации t:
1 – приработка; 2 – нормальная эксплуатация; 3 – износ и старение
Выделяются три участка: 1 – период приработки изделия; 2 – период нормальной эксплуатации, характеризуемый значительным увеличением интенсивности отказов за счет износа и старения; 3 – отказ.
Средняя наработка на отказ – среднее время продолжительности работы изделия между отказами. В соответствии с определением наработка на отказ представляет собой математическое ожидание времени наработки между отказами и по статистическим данным эксплуатации определяется следующим образом:
Тср= 
tсрi /N(t),
где tcpi – среднее i-е значение наработки между соседними отказами; n – число отказов за время эксплуатации.
Критерием надежности восстанавливаемых изделий является наработка на отказ – отношение наработки восстанавливаемого объекта к математическому ожиданию числа его отказов в течение этой наработки. Эта характеристика может быть определена по статистическим данным в
период эксплуатации по формуле
,
где n – число отказов.
Связь между интенсивностью отказов и наработкой на отказ выражается зависимостью (при = const, tcp = T0)
Т0 = 1/ 
. (8.2)
Вероятность безотказной работы в этом случае
или, учитывая выражение (8.2),
. (8.3)
В теории надежности выражение (8.3) принято называть экспоненциальным законом надежности.
Средства связи и управления можно отнести к восстанавливаемой аппаратуре, которая должна быть работоспособной в любой произвольно выбранный момент. Для количественной оценки восстанавливаемости средств связи и управления (ССУ) применяют такие критерии, как вероятность восстановления в заданное время, среднее время восстановления, интенсивность восстановления.
Вероятность восстановления – это вероятность того, что время восстановления работоспособности объекта не превышает заданного. Время восстановления – это время, затрачиваемое на обнаружение, поиск причины отказа и устранение последствий отказа. Среднее время восстановле-ния – это математическое ожидание времени восстановления работоспособности изделия:
,
где 
– общее время, затраченное на обнаружение и устранение отказов; n – число отказов.
Время восстановления зависит от уровня технической подготовки обслуживающего персонала и наличия у него опыта в обнаружении и устранении неисправностей.
К количественным критериям надежности следует отнести ряд эксплуатационных коэффициентов. Одним из таких коэффициентов является коэффициент использования, представляющий отношение суммарного времени исправной работы изделия к общему времени работы и вынужденных простоев, взятых за один и тот же период эксплуатации:
,
где 
– время исправной работы между (i-1)-й и i-й остановками; 
– время, затрачиваемое на ремонт и техническое обслуживание; n – число перерывов в работе за выбранный период эксплуатации.
Важным количественным комплексным показателем надежности является коэффициент готовности устройства, системы в целом. Коэффициент готовности Кг – вероятность того, что устройство (система) окажется работоспособным в произвольный промежуток времени, кроме времени плановых ремонтов,
,
где То – время наработки на отказ; Тв – время восстановления отказа.
Для систем оперативной связи целесообразно использовать коэффициент оперативной готовности, Ко.г – вероятность того, что система, находясь в режиме ожидания, окажется работоспособной в произвольной момент и, начиная с него, будет работать безотказно в течение заданного интервала времени. Режим ожидания (дежурства) – это такой режим, когда система включена, но не занята переработкой поступающей информации. Если вероятность безотказной работы системы Р(tp) в течение времени tp не зависит от момента начала работы, то коэффициент оперативной готовности
.
Зная коэффициент готовности, можно определить коэффициент
простоя
.
Коэффициенты готовности и простоя являются вероятностями противоположных случайных событий.
При проектировании системы оперативного управления приходится решать вопросы выбора соединения отдельных элементов или составных звеньев (последовательное или параллельное), а также радиально-лучевой или магистрально-цепочечной схемы соединения отдельных функциональных узлов и блоков. Нетрудно заметить, что надежность перечисленных вариантов соединений будет различной. При независимости отказов отдельных элементов, узлов, блоков и устройств, включенных в систему последовательно, вероятность безотказной работы системы
,
где Pj – вероятность безотказной работы j-го элемента, устройства системы в интервале (0, t); n – число элементов, устройств.
Если задана вероятность безотказной работы системы с последовательным соединением элементов, устройств с одинаковой надежностью, то легко найти требуемую вероятность безотказной работы каждого:
.
При радиально-лучевой структуре многоканальной системы надежность системы значительно выше, чем при магистрально-цепочечной. Вероятность безотказной работы системы радиально-лучевой структуры в интервале (0, t) определяется как
,
где m – число лучей; Pi(t) – вероятность безотказной работы каждого луча.
При заданной вероятности работы системы вероятность безотказной работы каждого луча составит:
.
Таким образом, формула позволяет определять надежность систем связи.
ВИДЫ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ СРЕДСТВ СВЯЗИ И УПРАВЛЕНИЯ
Техническое обслуживание осуществляется различными методами: поточным, централизованным и децентрализованным, метод технического обслуживания эксплуатационным персоналом, специализированным персоналом, эксплуатирующей организацией, специализированной организацией, предприятием-изготовителем. Все эти методы применимы к техническим средствам связи и управления, используемым в пожарной охране.
Техническое обслуживание ССУ при использовании по назначению регламентируется в пожарной охране «Наставлением по службе связи пожарной охраны» МЧС России.
При использовании по прямому назначению ССУ могут находиться в двух состояниях: включенными под напряжением (при выполнении основных функций) и обесточенными (при хранении, транспортировке, ожидании и др.). Следует отметить, что использование ССУ по прямому назначению зависит от многих причин, неразрывно связанных между собой. Анализируя надежность ССУ, можно выявить ряд факторов, которые условно следует разделить на две группы: субъективные и объективные (рис. 8.4).
Субъективные факторы определяются деятельностью человека, начиная с момента проектирования аппаратуры. К объективным факторам, главным образом, относятся: воздействие окружающей среды, длительность и условия эксплуатации.
Рис. 8.4. Факторы, влияющие на надежность ССУ:
1 – факторы, влияющие на надежность ССУ; 2 – объективные; 3 – субъективные; 4 – эксплуатационные; 5 – климатические; 6 – биологические; 7 – связанные с проектированием и изготовлением; 8 – связанные с особенностями данного производства;
9 – связанные с квалификацией обслуживающего персонала
Особенно важными этапами с точки зрения обеспечения надежности являются проектирование и изготовление. На стадии конструирования и изготовления надежность технического устройства обеспечивается путем выбора рациональных схемных и конструктивных решений; выбора элементов и материалов; технологии сборки и настройки; тренировки узлов и элементов; путем выбора объемов и методов необходимого контроля изготовления и сдачи готовой продукции. Надежность технического устройства зависит от числа входящих в него элементов. Уменьшение их приводит к повышению надежности.
Существенное влияние на надежность технических устройств оказывают объективные факторы: время эксплуатации (старение и изнашивание); электрические режимы; температура окружающей среды, влажность и атмосферные осадки; давление; солнечная радиация; механические нагрузки; биологическая среда.
Особенно отрицательное влияние оказывают резкие колебания температуры. Так, при низких температурах изоляционные материалы из пластмасс, резины теряют свою прочность, становятся хрупкими, трескаются, а заполненные влагой разрушаются. При повышенной температуре перегреваются и выходят из строя полупроводники, электронные лампы, снижаются изоляционные свойства диэлектриков. Увеличение влажности снижает поверхностное сопротивление изоляторов, увеличивает утечки токов на межэлементных соединениях. Высокая влажность приводит к возникновению коррозии на металлических частях, окислению контактов электромеханических реле и др.
На аппаратуру, эксплуатируемую в полевых условиях, влияет солнечная радиация (тепловые и ультрафиолетовые лучи), а также различного рода примеси, содержащиеся в воздухе в виде пыли, загрязняющей электрические переключающие контакты, ухудшающие стабильность параметров чувствительных трактов электросхем, а также механические нагрузки.
В периоды ожидания и хранения ТСУ их техническое обслуживание должно осуществляться путем создания таких условий, которые бы не расходились с требованиями, изложенными в технической документации на данную аппаратуру. Как правило, в этой документации указывается допустимое время хранения, после которого аппаратура еще должна сохранять заданный гарантийный срок службы.
Техническое обслуживание как система осуществляется путем использования ряда методов. Так, существуют поточный метод технического обслуживания (см. ГОСТ 18322–78), централизованный и децентрализованный методы, метод технического обслуживания эксплуатационным персоналом, метод технического обслуживания специализированным персоналом, метод технического обслуживания эксплуатирующей организацией, метод технического обслуживания специализированной организацией, метод технического обслуживания предприятием-изготовителем. Все эти методы технического обслуживания применимы и к ТСУ, используемым в пожарной охране.
Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 1811; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!