Материалы сайта
Это интересно
Передающее устройство одноволоконной оптической сети
6. Расчет надежности волоконнооптического передающего устройства Надежностью называется свойство объекта, системы, изделия, устройства или их частей выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям эксплуатации, технического обслуживания, хранения и транспортировки. Расчет надежности основывается на следующих допущениях: . Все элементы данного типа равнонадежны, т. е. интенсивность отказов [pic] для этих элементов одинакова; . Все элементы работают в нормальных технических условиях; . Интенсивность отказов всех элементов не зависит от времени (срока службы); . Отказы элементов являются событиями случайными и независимыми; . Все элементы работают одновременно; . Отказ любого элемента приводит к отказу всей системы; При расчете надежности блока волоконнооптического передающего устройства необходимо определить вероятность безотказной работы устройства в произвольном интервале времени t, которая определяется выражением: [pic], где ( – интенсивность отказов устройства; t – время, за которое определяется вероятность безотказной работы. Расчёт надёжности произведём по методике изложенной в [17]. Интенсивность отказов элементов в рабочем режиме определяется по формуле: [pic] (6.1) где [pic]номинальная интенсивность отказов, определяемая по таблицам средне групповых интенсивностей отказов для каждой группы элементов (табл.4.1 [17]); [pic]коэффициент учитывающий уровень электрической нагрузки и температуру среды непосредственно у элемента; [pic]коэффициент учитывающий условия эксплуатации. [pic] (6.2) где коэффициент [pic] для стационарной аппаратуры из табл.4.3 [17]; [pic] для относительной влажности до 98% при температуре 40(С из табл.4.3 [17]; [pic] при эксплуатации на высотах до 1км, из табл.4.3 [17]; Подставляя численные значения в (6.2) получаем: [pic] Значения [pic] находим для каждой группы элементов из табл.4.2 [17], учитывая что при разработке принципиальной схемы выбор элементной базы был произведён из условия, что бы коэффициенты нагрузки элементов не превышали рекомендуемых значений из табл.4.6 [17], а эксплуатация происходит в наихудших условиях (tmax = 60(C). Исходные данные для расчёта надёжности блока волоконнооптического передающего устройства приведены в таблице 6.1: |№ |Схемное |Тип |Ко|Параметр|Кн |[pic|[p|[pic|[pic|[pic|[pic][| | |обозначение |элемента|л-|ы режима| |] |ic|] |][pi|][pi|pic] | | | | |во| | |[pic|] |[pic|c] |c] | | | | | | | | |] | |] | | | | | | | | |ТУ |Фак| | | | | | | | | | | | | |т. | | | | | | | | |1 |2 |3 |4 |5 |6 |7 |8 |9 |10 |11 |12 |13 | |1 | |C2-23 |9 |1 |0,5|0,5|0,01|0,|0,03|0,3 |0,3 |0,09 | | |R2, R6, R32,| | |Вт | | |6 |8 | | | | | | |R8,R10, R12,| | | |Вт | | | | | | | | | |R25, R26, | | | | | | | | | | | | | |R40 | | | | | | | | | | | | | |R11, R13, |C2-23 |15|0,1|0,0|0,6|0,01|1,|0,04|0,64|0,3 |0,19 | | |R14, R9, R1,| | |25 |8 |4 |6 |0 | | | | | |2 |R3, R4, R5, | | |Вт |Вт | | | | | | | | | |R20, R15, | | | | | | | | | | | | | |R16,R30, | | | | | | | | | | | | | |R31, R27, | | | | | | | | | | | | | |R29 | | | | | | | | | | | | |3 | |СП3-2 |2 |0,1|0,0|0,7|0,1 |1,|0,37|0,75|0,3 |0,23 | | |R7, R28 | | |25 |9 |2 | |4 | | | | | | | | | |Вт |Вт | | | | | | | | |4 | |К50-35 |3 |25В|15В|0,6|0,7 |1,|2,9 |8,9 |0,4 |3,6 | | |С11, С12, | | | | | | |6 | | | | | | |С19 | | | | | | | | | | | | |5 | |К10-17А |18|50В|15В|0,3|0,1 |0,|0,08|1,44|0,4 |0,57 | | |С1 - С10, | | | | | | |3 | | | | | | |С13 - С18, | | | | | | | | | | | | | |С20, С21 | | | | | | | | | | | | |6 |VT1 |КТ660Б |1 |800|120|0,1|0,5 |0,|0,25|0,25|0,3 |0,08 | | | | | | |мА |5 | |2 | | | | | | | | | |мА | | | | | | | | | |7 |VT2, VT3 |КТ337А |2 |10м|1мА|0,1|0,5 |0,|0,25|0,5 |0,3 |0,15 | | | | | |А | | | |2 | | | | | |9 |VD3 |КД102А |1 |20м|1мА|0,0|0,4 |0,|0,21|0,21|0,3 |0,06 | | | | | |А | |5 | |2 |4 |4 | | | |10|VD20 |АЛ102А |1 |10м|2мА|0,2|0,05|0,|0,03|0,03|0,3 |0,01 | | | | | |А | | | |2 | | | | | |1 |2 |3 |4 |5 |6 |7 |8 |9 |10 |11 |12 |13 | |12|T1 |ТПП |1 |0,5|0,3|0,7|0,8 |0,|0,43|0,43|0,7 |0,3 | | | |261-127/| |А |5А | | |2 | | | | | | | |220-50 | | | | | | | | | | | |13|VD1 |ИЛПН-203|1 |3,5|1,6|0,4|0,05|0,|0,02|0,02|0,9 |0,03 | | | | | |мВт| |5 | |2 | | | | | | | | | | |мВт| | | | | | | | |14|DA1 |К140УД11|1 |- |- |0,8|0,02|2,|0,13|0,13|0,6 |0,08 | | | | | | | | | |5 | | | | | |15|DA2 |К175ДА1 |1 |- |- |0,8|0,02|2,|0,13|0,13|0,6 |0,08 | | | | | | | | | |5 | | | | | |16|DA3 |К544УД1 |1 |- |- |0,8|0,02|2,|0,13|0,13|0,6 |0,08 | | | | | | | | | |5 | | | | | |17|DA4 |КР142ЕН6|1 |- |- |0,8|0,02|2,|0,13|0,13|0,6 |0,08 | | | |А | | | | | |5 | | | | | |18|DA5 |КР142ЕН5|1 |- |- |0,8|0,02|2,|0,13|0,13|0,6 |0,08 | | | | | | | | | |5 | | | | | | |DA6 |КЦ407А |1 |80м|25м|0,3|0,5 |0,|0,67|0,67|0,3 |0,2 | | | | | |А |А | | |5 | | | | | | |DA7 |КЦ412А |1 |80м|25м|0,3|0,5 |0,|0,67|0,67|0,3 |0,2 | | | | | |А |А | | |5 | | | | | |19|Пайка |- |20|- |- |- |0,01|- |0,01|2 |0,5 |1 | | | | |0 | | | | | | | | | | |20|Плата |- |1 |- |- |- |0,1 |- |0,1 |0,1 |- |- | | |печатная | | | | | | | | | | | | |21|Сумма |21,6| |7,32 | Среднее время восстановления [pic] взяты из табл. 4.8 [17]. Интенсивность отказов элементов i-й группы определяем по формуле: [pic] (6.3) где [pic]количество элементов в i-й группе. Для определения параметра потока отказов всего блока воспользуемся следующей формулой: [pic] (6.4) где k- количество групп элементов. Подставляя численные значения из табл.6.1 получаем: [pic] Средняя наработка на отказ [pic] для нормального закона распределения определяется по формуле: [pic] (6.5) Вероятность безотказной работы устройства p(t) определяем по формуле: [pic] (6.6) График зависимости приведён на рис.6.1. Используя формулу (6.6) определим вероятность безотказной работы в течении одного года(8760часов): [pic] Среднее время восстановления работоспособности блока волоконнооптического передающего устройства определим по формуле: [pic] (6.7) где [pic]- коэффициент одновременной замены элементов, [pic]. [pic] Коэффициент готовности [pic]определяется по формуле: [pic] (6.8) ----------------------- 0.1 0.2 0.4 0.3 0.5 0.6 Рис. 6.1 Зависимость вероятности безотказной работы от времени t 1 T0 2T0 0 4T0 P 0.7 0.8 0.9 3T0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19