Надежностные, основные метрологические характеристики

Надежность ТСА, в соответствии с ГОСТ 27.002-89 – свойство ТСА сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования. Надежность является комплексным свойством, которое в зависимости от назначения изделия и условий его применения может характеризоваться безотказностью, долговечностью, ремонтопригодностью и сохраняемостью или определенные сочетанием этих свойств.

Безотказность – свойство непрерывного сохранения работоспособности изделия в течение некоторого интервала времени.

Долговечность – свойство изделия при установленной системе технического обслуживания и ремонта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния (например, экономической целесообразности дальнейшего ремонта).
Показатели долговечности: средний ресурс, гамма-процентный ресурс, назначенный ресурс, средний срок службы, гамма-процентный срок службы, назначенный срок службы.

Ремонтопригодность – свойство изделия, заключающееся в приспособленности к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем проведения технического обслуживания и ремонта.
Показатели ремонтопригодности: вероятность восстановления работоспособного состояния, среднее время восстановления работоспособного состояния (или MTTR - Mean Time To Repair).

Сохраняемость – свойство изделия сохранять в заданных пределах значения параметров, характеризующих способности изделия выполнять требуемые функции, в течение и после хранения и (или) транспортирования.
Показатели сохраняемости: средний срок сохраняемости, гамма-процентный срок сохраняемости.

Наиболее важной составляющей надежности является безотказность.

Показатели безотказности: вероятность безотказной работы за заданное время P(t), средняя наработку на отказ Т0 (средняя наработка до отказа Tср).

Иногда в документации приводятся такие показатели, как интенсивность отказов λ и параметр потока отказов.

В документации на импортные и некоторые отечественные технические средства приводится показатель надежности MTBF (Mean Time Between Failures - среднее время наработки на отказ), который определяется производителями технического средства, как правило, в часах.

Вероятность безотказной работы – вероятность невозникновения отказа в пределах заданного промежутка времени. Так, вероятность безотказной работы, равная 0,95 за 10000 часов означает, что в среднем 5% устройств за заданный промежуток времени могут выйти из строя, а в среднем 95% таких устройств должны функционировать исправно.

Интенсивность отказов λ - условная плотность вероятности возникновения отказа объекта, определяемая при условии, что до рассматриваемого момента времени отказ не возник.

Интенсивность отказов связана со временем наработки на отказ (T или MTBF) формулой:

λ=1/MTBF.

Метрологические и точностные характеристики обычно представляются их комплексами, состав которых определяют исходя из специфики и назначения использования ТСА. Этот состав позволяет:

определять погрешность результатов измерений и точность выдачи управляющих воздействий с требуемой степенью достоверности;

учитывать все свойства изделий, которые оказывают существенное влияние на погрешность измерений или выдачу управляющих воздействий;

обеспечить возможность достоверной оценки расчетным путем (по характеристикам отдельных технических средств, входящих в системы) метрологических характеристик систем или погрешности результатов измерений,

осуществлять экспериментальную проверку и контроль ТСА на соответствие установленным требованиям при выпуске из производства и в процессе эксплуатации;

обеспечивать возможность выбора технических средств при компоновке технического обеспечения систем автоматизации.

Номенклатура нормируемых метрологических характеристик средств измерений регламентирована ГОСТ 8.009-84. Она включает:

характеристики, предназначенные для определения результатов измерений (без введения поправки);

характеристики погрешностей средств измерений;

характеристики чувствительности средств измерений к влияющим величинам;

динамические характеристики средств измерений;

характеристики средств измерений, отражающие их способность влиять на инструментальную составляющую погрешности измерений вследствие взаимодействия средств измерений с любым из подключенных к их входу или выходу компонентов (таких как объект измерений, средство измерений и т.п.);

неинформативные параметры выходного сигнала средства измерений.

78. Степени защиты ТСА: степени IP.

Степень защиты электротехнических изделий от внешних факторов принято обозначать согласно ГОСТ 14254-96 (МЭК 529-89) через код или IP (International Protection).

Степень защиты кодируется в виде

IP23

где 2 – значение первой характеристической цифры, определяющей степень защиты от твердых тел и пыли,

а 3 – значение второй характеристической цифры, устанавливающей степень защиты от влаги.

Помимо этого первая характеристическая цифра указывает также степень защиты людей от доступа к опасным частям оборудования.

Степени защиты от проникновения твердых предметов и пыли:

79. Взрывозащищенность ТСА: классификация взрывоопасных зон, уровни, методы и виды взрывозащиты

С химической точки зрения, окисление, горение и взрыв являются экзотермическими реакциями, происходящими с различными скоростями. Для осуществления таких реакций необходимо наличие следующих трех компонентов в соответствующих пропорциях:

• топливо - легковоспламеняющиеся пары, жидкости или газы, горючая пыль, горючая смесь;

• окислитель - обычно воздух или кислород;

• энергия воспламенения - электрическая или тепловая.

Все методы защиты, применяемые в настоящее время, пытаются исключить один или более компонентов для того, чтобы уменьшить риск возникновения взрыва до приемлемого уровня.

В соответствии ГОСТ Р 51330.9-99 в среде смесей горючих газов или паров с воздухом взрывоопасные зоны подразделяют на 3 класса:

• Зона класса 0 – зона, в которой взрывоопасная газовая смесь присутствует постоянно или в течение длительных периодов времени.

• Зона класса 1 – зона, в которой существует вероятность присутствия взрывоопасной газовой смеси в нормальных условиях эксплуатации.

• Зона класса 2 – зона, в которой маловероятно присутствие взрывоопасной газовой смеси в нормальных условиях эксплуатации, а если она возникает, то редко, и присутствует очень непродолжительное время.

В соответствии ГОСТ Р МЭК 61241-3-99 в среде смеси горючей выли или волокон с воздухом взрывоопасные зоны подразделяют на 3 класса:

• Зона класса 20 – зона, в которой горючая пыль в виде облака присутствует постоянно или часто при нормальном режиме работы оборудования в количестве, способном произвести концентрацию, достаточную для взрыва горючей или воспламеняемой выли в смесях с воздухом, и (или) где могут формироваться слои пыли произвольной или чрезмерной величины. Такие зоны бывают обычно внутри оборудования.

• Зона класса 21 – зона, не классифицируемая как зона класс 20, в которой горючая пыль в виде облака может присутствовать при нормальном режиме работы электрооборудования в количестве, способном произвести концентрацию, достаточную для взрыва горючей пыли в смесях с воздухом.

• Зона класса 22 – зона, не классифицируемая как зона 21, в которой облака горючей пыли могут возникать редко и сохраняться только на короткий период или в которых накопление слоев горючей пыли может иметь место при ненормальном режиме работы, что может привести к возникновению способных воспламеняться смесей пыли с воздухом.

В главе 7.3 ПУЭ устанавливается иная классификация взрывоопасных зон для смесей газов и паров с воздухом:

• Зона класса В-I – зона, расположенная в помещениях, в которых выделяются горючие газы или пары легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ) в таком количестве и с такими свойствами, что они могут образовывать с воздухом взрывоопасную смесь при нормальных режимах работы.

• Зона класса В-Iа – зона, расположенная в помещении, в котором при нормальной эксплуатации взрывоопасные смеси горючих газов (независимо от нижнего концентрационного предела воспламенения) или пара ЛВЖ с воздухом не образуются, а возможны только в результате аварий или неисправностей.

• Зона класса В-Iб – зона, аналогичная В-Iа, взрывоопасные смеси в которых отличаются рядом особенностей, перечисленных п.7.3.42 ПУЭ (например, высокий нижний концентрационный предел воспламенения и резкий запах).

• Зона класса В-Iг – пространства у наружных технологических установок, содержащих горючие газы или ЛВЖ, эстакад для слива и налива ЛВЖ, открытых нефтеловушек и т.п.

В главе 7.3 ПУЭ Для смесей пыли или волокон с воздухом устанавливаются следующие классы взрывоопасных зон:

• Зона класса В-II – зона, расположенная в помещении, в котором выделяются переходящие во взвешенное состояние горючие пыли или волокна в таком количестве и с такими свойствами, что они способны образовывать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальной работе (например, при разгрузке и загрузке технологических аппаратов).

• Зона класса В-IIа – зона, расположенная в помещении, в котором опасные состояния, указанные для зоны В-II, не имеют места при нормальной эксплуатации, а возможны только в результате аварий или неисправностей.