Контрольная работа по «Диагностика и надежность АС»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ РФ

РЯЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

 

 

 

 

 

Контрольная работа

по дисциплине «Диагностика и надежность АС»

 

                        

 

 

 

 

Выполнил:

Проверил: проф.

Мусолин А.К.

 

 

 

 

 

 

Рязань, 2013.

Содержание.

1. Общие понятие и определения теории надежности и технической диагностики 3

1.1. Система  и ее элементы 3

1.2. Состояния  и события перехода 4

1.3. Надежность  и эффективность 8

2. Методы повышения надежности 11

3. Автоматический контроль автоматизированных систем (контроль работоспособности оборудования, контроль состояния режущего инструмента и т.д.). 13

4. Диагностики автоматизированных систем (методы и средства технической диагностики систем, режущего инструмента и т.д.). 17

Список литературы. 20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Общие понятие и определения теории надежности и технической диагностики

 1.1. Система и ее элементы

Термин «система» имеет  широкий диапазон значений и в  общем случае определяет ограниченное множество элементов, понятий, норм, условий с отношениями и связями  между ними, образующих некоторую  целостность.

В технике под системой понимается совокупность объектов, предназначенных  для выполнения заданных функций  в результате совместных действий. Объекты, образующие систему, представляют собой элементы системы.

Разбивка системы на элементы производится в зависимости от уровня исследования таким образом, чтобы  каждый элемент выполнял определенные частные функции и имел самостоятельные  характеристики надежности, информативности  или состояния, используемые при  расчетах. Элементы системы, представляющие собой технические устройства, их блоки, узлы, детали, при рассмотрении конкретных задач могут обозначаться как функциональные элементы или  структурные единицы. Элементы, которые  невозможно или нецелесообразно  разбивать на составные части, называются первичными. Характеристики их надежности, установленные по результатам испытаний  или опытной эксплуатации, приводятся в справочной литературе и нормативно-технической  документации.

В состав системы в качестве ее элементов могут входить и  нетехнические средства, такие, например, как программное и информационное обеспечение, человек-оператор и т.п. Системы различаются по составу  и степени сложности в зависимости  от вида и количества составляющих элементов, характера связей между  ними и числа возможных перестроений структуры. Системы, имеющие в своем  составе электрические и электромеханические  элементы и устройства, называются электротехническими.

Применительно к конкретным условиям и уровню решаемых задач  исследования и расчеты могут проводиться для всей системы в целом, для ее частей (подсистем) или для элементов, которые при необходимости могут рассматриваться как отдельные системы, состоящие из элементов более низкого уровня, в том числе и первичных. В соответствии с этим часто используется более общее понятие — объект исследования, или просто объект, под которым понимается предмет проводимого исследования. Это может быть и система, и ее часть, и элемент или любое другое техническое устройство.

Системы и их элементы (в  общем случае — объекты исследования) подразделяются на восстанавливаемые, т.е. ремонтируемые без вывода из эксплуатации, и невосстанавливаемые. В качестве восстановительной операции может производиться замена отдельных  частей или всего объекта в  целом.

Решение многих задач надежности и технической диагностики связано  с анализом процессов изменения  свойств объекта. Обычно, особенно на стадии проектирования, необходимые  для этого исследования проводят на базе диагностической модели. Под  диагностической моделью объекта  или процесса понимается его формальное описание с помощью табличных, математических, графических или иных представлений, позволяющее в определенных пределах имитировать изменение свойств  и характеристик надежности реального  объекта.

1.2. Состояния и  события перехода

Под состоянием, или техническим  состоянием объекта понимается совокупность его свойств, характеризуемых признаками, установленными технической (конструкторской  и нормативно-технической) документацией  для определенных условий и режимов  использования объекта.

В число таких признаков  могут входить как числовые и  иные характеристики, определяющие свойства объекта, подверженные изменению в  процессе эксплуатации, хранения, транспортирования  или ремонта, так и характеристики, определяющие свойства объекта, изменение которых в расчетных условиях использования невозможны (или возможны в незначительных пределах). В качестве примера последних, присущих техническим объектам, можно привести такие признаки, как массогабаритные показатели, марки материала, типы комплектующих изделий, параметры первичных элементов, способы установки и крепления и т.п.

Ограничительные значения признаков, характеризующих все названные  свойства объекта или пределы  их допустимых при нормальной эксплуатации изменений, приводятся в технической  документации на объект, составляющие его изделия или классы соответствующих  изделий и носят название технических  требований. Технические требования обычно приводят в таких документах, как чертежи, схемы, спецификации, программы  испытаний, инструкции по обслуживанию, технические условия на поставку, стандарты и др.

Иногда для характеристики состояния объекта вместо термина  «признак» используют термин «показатель». Однако он имеет более ограниченное применение и фактически представляет собой признак, выраженный в числовом или функциональном виде.

Свойства объекта после  его изготовления непрерывно изменяются под действием различного рода факторов, таких, например, как воздействия  внешней среды, внутренние воздействия, определяемые характером и режимом  функционирования, деградационные процессы старения и изнашивания и т.п.

Степень влияния основных факторов на изменение свойств объекта  устанавливают на стадиях его  проектирования и испытания опытных  образцов. При этом определяют минимальное  необходимое количество признаков, контроль которых обеспечивает достоверную  оценку наиболее характерных возможных  изменений свойств объекта. Такие  признаки называются диагностическими признаками, или диагностическими параметрами. Они приводятся в технической документации на объект и используются для контроля его состояния.

Совокупности различных  технических состояний, удовлетворяющих  или не удовлетворяющих определенным требованиям, образуют виды состояний. Применительно к задачам надежности и технической диагностики рассматривают  следующие виды состояний:

1) исправное состояние (исправность) — состояние объекта, при котором он удовлетворяет всем техническим требованиям;

2) неисправное состояние (неисправность) — состояние объекта, при котором он не удовлетворяет хотя бы одному техническому требованию;

3) работоспособное состояние — состояние объекта, при котором он удовлетворяет всем техническим требованиям, характеризующим его способность выполнять заданные функции;

4) неработоспособное состояние — состояние объекта, при котором он не удовлетворяет хотя бы одному техническому требованию из числа характеризующих его способность выполнять заданные функции;

5) предельное состояние — состояние объекта, при котором дальнейшее его использование по назначению недопустимо или нецелесообразно, либо восстановление его работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно. Признаки предельного состояния, характеризуемые значениями установленных диагностических параметров и показателей надежности, приводятся в технической документации на объект;

6) состояние правильного функционирования — состояние объекта, при котором он выполняет предписанный алгоритм функционирования при соответствии всех параметров, контролируемых визуально или штатными приборами и устройствами, техническим требованиям.

С изменением свойств объекта  его состояние может изменяться в пределах одного вида или происходит переход в состояние другого  вида. События перехода объекта из исправного в неисправное, но работоспособное  состояние называется повреждением. Событие перехода объекта в неработоспособное состояние называется отказом.

Отказы можно классифицировать по различным признакам. Рассмотрим наиболее часто используемые при  диагностировании и исследовании надежности виды отказов.

Внезапный отказ — отказ, которому не предшествуют наблюдаемые направленные изменения одного или нескольких диагностических параметров.

Постепенный отказ — отказ, которому предшествуют постепенные наблюдаемые изменения одного или нескольких диагностических параметров, т.е. имеет место процесс контролируемого изменения степени работоспособности объекта.

Явный отказ — отказ, характеризующийся выходом объекта из состояния правильного функционирования.

Скрытый отказ — отказ, выявляемый лишь при проведении технического обслуживания объекта или специальными средствами и методами диагностирования.

Частичный отказ — переход в неработоспособное состояние одного или нескольких элементов, не приводящий к общему отказу объекта.

Сбой — самоустраняющийся отказ, приводящий к кратковременному нарушению работоспособности.

Важной задачей является не только установление факта отказа, но и определение причин и способов его устранения.

Причинами отказа могут быть естественные процессы старения и изнашивания  материала и узлов элементов  объекта, отклонения условий эксплуатации, хранения, транспортирования от расчетных, нарушения правил эксплуатации, ошибки проектирования и конструирования, нарушение технологии изготовления и монтажа, дефекты в исходных материалах и комплектующих изделиях и т.п.

Причинами самоустраняющихся  отказов могут быть помехи, дефекты  программного обеспечения, кратковременные  значительные изменения эксплуатационных условий и режимов.

Непосредственным следствием этих вышеперечисленных причин является возникновение дефектов, некоторые  из которых и приводят к нарушению  работоспособности объекта.

Дефектом считается каждое отдельное несоответствие объекта, его элементов, комплектующих изделий или материалов требованиям технической документации.

Примеры некоторых характерных  дефектов: механическое разрушение детали или узла, выход размера детали за пределы допуска, неправильная сборка или установка, применение первичного элемента с параметрами, отличными  от указанных в конструкторской  документации, обрыв в электрической  цепи, нарушение целостности электрической  изоляции, царапина на защитном или  декоративном покрытии и т.п.

Событие перевода отказавшего  объекта в работоспособное состояние  путем устранения дефекта без  вывода объекта из эксплуатации называется восстановлением. Устранение дефекта при этом может производиться посредством ремонта или замены дефектных элементов.

1.3. Надежность  и эффективность

Понятие надежности определяет свойство объекта сохранять во времени  работоспособное состояние в  заданных режимах и условиях эксплуатации, хранения, транспортирования. Надежность — понятие сложное, включающее в  себя характеристики некоторой совокупности более простых (частных) свойств, определяющих пригодность объекта к нормальной эксплуатации. Эти частные свойства называют также сторонами надежности, или ее составными частями. К их числу относятся такие свойства, как безотказность, долговечность, сохраняемость, ремонтопригодность, контролепригодность.

В свою очередь, надежность является одной из составляющих частей более широкого понятия — эффективности. Под эффективностью в данном случае понимается обобщенное свойство объекта, характеризующее его приспособленность  к выполнению поставленных задач  с учетом пригодности к эксплуатации как в расчетных, так и в  экстремальных условиях, качества выполнения заданного алгоритма действий, затрат на изготовление и эксплуатацию, характера  воздействия на окружающую среду, степени  безопасности эксплуатации и др.

Живучесть определяет свойство объекта сохранять состояние работоспособности или правильного функционирования при неблагоприятных воздействиях, не соответствующих расчетным условиям нормальной эксплуатации.

Качество  функционирования характеризует уровень выполнения объектом части или всех функций в соответствии с заданным алгоритмом. Показатели обеспечиваемого качества функционирования приводятся в технической документации и могут входить в число диагностических параметров, обеспечивающих контроль таких, например, свойств, как быстродействие, точность, помехоустойчивость, пропускная способность и т.п.

Безотказность — свойство объекта непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого времени или некоторой наработки. При этом под наработкой понимается как продолжительность работы, измеряемая в единицах времени, так и объем выполненной работы или произведенных действий (километраж пробега, число рабочих циклов, оборотов, запусков и т.п.).

Долговечность — свойство объекта сохранять работоспособность до наступления предельного состояния в расчетных условиях использования при установленной системе технического обслуживания и ремонта.