загрузка...
загрузка...
На головну

Класифікація методів резервування систем

  1. B.3. Системи економетричних рівнянь
  2. CASE-технологія створення інформаційних систем
  3. D.3. Системи економетричних рівнянь
  4. I. 2. 2. Сучасна психологія і її місце в системі наук
  5. I. Класифікація іменників
  6. I. Процес об'єднання Італії і його вплив на систему міжнародних відносин
  7. I. Суб'єктивні методи дослідження ендокринної системи.

Досягнутий в даний час рівень надійності елементної бази електроніки, радіотехніки, механічних елементів, електротехніки характеризується значеннями інтенсивності відмов ? = 10-6... 10-7 1 / ч. У найближчому майбутньому слід очікувати підвищення цього рівня до ? =10-8 1 / ч. Це дасть можливість підняти напрацювання на відмову системи, що складається з N = 106 елементів, до значення 100 ч, що явно недостатньо. Необхідна надійність складних систем може бути досягнута тільки при використанні різних видів резервування [1].

Резервування - це одне з основних засобів забезпечення заданого рівня надійності (особливо безвідмовності) об'єкта при недостатньо надійних елементах.

Відповідно до ГОСТ 27.002-89 [8] резервуванням називається застосування додаткових засобів і (або) можливостей з метою збереження працездатного стану об'єкта при відмові одного або декількох його елементів. Таким чином, резервування - це метод підвищення надійності об'єкта шляхом введення надмірності. В свою чергу, надмірність - це додаткові кошти і (або) можливості, сверхмінімально необхідні для виконання об'єктом заданих функцій. Завданням введення надмірності є забезпечення нормального функціонування об'єкта після виникнення відмови в його елементах.

Існують різноманітні методи резервування. Їх доцільно розділяти за такими ознаками (рисунок 4.7): вид резервування, спосіб з'єднання елементів, кратність резервування, спосіб включення резерву, режим роботи резерву, восстанавливаемость резерву.

Малюнок 4.7 - Класифікація методів резервування

Структурний резервування, іноді зване апаратурним (елементним, схемним), передбачає застосування резервних елементів структури об'єкта. Суть структурного резервування полягає в тому, що в мінімально необхідний варіант об'єкта вводяться додаткові елементи. Елементи резервованої системи носять такі назви. основний елемент - Елемент структури об'єкта, необхідний для виконання об'єктом необхідних функцій при відсутності відмов його елементів. Резервний елемент - елемент об'єкта, призначений для виконання функцій основного елемента в разі відмови останнього.

Визначення основного елемента не пов'язане з поняттям мінімальності основної структури об'єкта, оскільки елемент, який є основним в одних режимах експлуатації, може служити резервним в інших умовах.

резервовану елемент - Основний елемент, на випадок відмови, якого в об'єкті передбачений резервний елемент.

На малюнках 4.8 - 4.10 наведені схеми з'єднання основних і резервних елементів, так званим паралельним з'єднанням елементів. Системою з паралельним з'єднанням елементів називається така система, яка відмовляє тільки в разі відмови всіх її елементів [7].

а) б)

а - принципова схема, б - розрахункова схема

Малюнок 4.8 - Приклад паралельного з'єднання елементів

а) б)

а - принципова схема, б - розрахункова схема

Малюнок 4.9 - Приклад паралельно-послідовного з'єднання елементів СУХТП

а) б)

а - функціональна схема, б - розрахункова схема

Малюнок 4.10 - Приклад мостового з'єднання елементів

тимчасове резервування пов'язане з використанням резервів часу. При цьому передбачається, що на виконання об'єктом необхідної роботи відводиться час, свідомо більше мінімально необхідного. Резерви часу можуть створюватися за рахунок підвищення продуктивності об'єкта, інерційності його елементів і т.д.

інформаційне резервування - Це резервування із застосуванням надмірності інформації. Прикладами інформаційного резервування є багаторазова передача одного і того ж повідомлення по каналу зв'язку; застосування при передачі інформації по каналах зв'язку різних кодів, що виявляють і виправляють помилки, які з'являються в результаті відмов апаратури і впливу перешкод; введення надлишкових інформаційних символів при обробці, передачі і відображенні інформації. Надлишок інформації дозволяє в тій чи іншій мірі компенсувати спотворення переданої інформації або усувати їх.

функціональне резервування - Резервування, при якому задана функція може виконуватися різними способами і технічними засобами. Наприклад, функція передачі інформації в АСУ може виконуватися з використанням радіоканалів, телеграфу, телефону та інших засобів зв'язку. Тому звичайні усереднені показники надійності (середнє напрацювання на відмову, імовірність безвідмовної роботи і т.п.) стають малоінформативними і недостатньо придатними для використання в даному випадку. Найбільш підходящі показники для оцінки функціональної надійності: ймовірність виконання даної функції, середній час виконання функції, коефіцієнт готовності для виконання даної функції.

навантажувальний резервування - Це резервування із застосуванням навантажувальних резервів. Навантажувальний резервування, перш за все, полягає в забезпеченні оптимальних запасів здатності елементів витримувати діючі на них навантаження. При інших способах навантажувального резервування можливе введення додаткових захисних або розвантажувальних елементів.

Перераховані види резервування можуть бути застосовані або до системи в цілому, або до окремих елементів системи або до їх групам. У першому випадку резервування називається загальним, у другому - роздільним. Поєднання різних видів резервування в одному і тому ж об'єкті називається змішаним.

За способом включення резервних елементів розрізняють постійне, динамічне, резервування заміщенням, ковзне і мажоритарну резервування. постійне резервування - Це резервування без перебудови структури об'єкта при виникненні відмови його елемента. Для постійного резервування суттєво, що в разі відмови основного елемента не потрібно спеціальних пристроїв, які вводять в дію резервний елемент, а також відсутній перерву в роботі (малюнки 4.11 - 4.13). Постійне резервування в найпростішому випадку являє собою паралельне з'єднання елементів без перемикаючих пристроїв [3].

 Малюнок 4.12 - Роздільне резервування з постійно включеним резервом
 Малюнок 4.11 - Загальна резервування з постійно включеним резервом

Малюнок 4.13 - Змішане резервування з постійно включеним резервом

динамічне резервування - Це резервування з перебудовою структури об'єкта при виникненні відмови його елемента. Динамічне резервування має ряд різновидів.

резервування заміщенням - Це динамічне резервування, при якому функції основного елемента передаються резервному тільки після відмови основного елемента. Включення резерву заміщенням (малюнки 4.14, 4.15) має такі переваги:

- Чи не порушує режиму роботи резерву;

- Зберігає в більшій мірі надійність резервних елементів, так як при роботі основних елементів вони знаходяться в неробочому стані;

- Дозволяє використовувати резервний елемент на кілька основних елементів.

 Малюнок 4.14 - Загальна резервування з включенням резерву заміщенням

 
 
 Малюнок 4.15 - Роздільне резервування з включенням резерву заміщенням


Істотним недоліком резервування заміщенням є необхідність наявності перемикаючих пристроїв. При роздільному резервуванні число перемикаючих пристроїв дорівнює числу основних елементів, що може сильно знизити надійність всієї системи. Тому резервувати заміщенням вигідно великі вузли або всю систему, а у всіх інших випадках - при високій надійності перемикаючих пристроїв.

ковзне резервування - Це резервування заміщенням, при якому група основних елементів об'єкта резервується одним або декількома резервними елементами, кожен з яких може замінити будь-який відмовив основний елемент в даній групі (рисунок 4.16) [3].

а) б)

Малюнок 4.16 - Ковзаюче резервування однотипними (а) і не однотипними (б) елементами

У системах управління знайшло широке застосування мажоритарну резервування (З використанням «голосування»). Цей спосіб заснований на застосуванні додаткового елемента, званого мажоритарних, або логічним, елементом. Логічний елемент дозволяє вести порівняння сигналів, що надходять від елементів, які виконують одну й ту ж функцію. Якщо результати збігаються, то вони передаються на вихід пристрою [3].

На малюнку 4.17 зображено резервування за принципом «2 з 3», тобто будь-які два співпадаючих результату з трьох вважаються істинними і проходять на вихід пристрою. За таким принципом побудовані багато схеми підсистем систем управління і захисту (СУЗ). Можна застосовувати співвідношення «3 з 5» і ін. Головне достоїнство цього методу - забезпечення підвищення надійності при будь-яких видах відмов елементів і підвищення достовірності інформаційно-логічних об'єктів.

Малюнок 4.17 - Мажоритарне резервування

Ступінь надмірності характеризується кратністю резервування. кратність резерву - Це відношення числа резервних елементів об'єкта до числа зарезервованих ними основних елементів, виражене несокращенной дробом. Резервування за цілою кратністю має місце, коли один основний елемент резервується одним або більше резервними елементами.

Резервування за дробової кратністю - це таке резервування, коли два і більше однотипних елементів резервуються одним і більш резервними елементами. Найбільш поширеним варіантом резервування з дробовою кратністю є такий, коли число основних елементів перевищує число резервних. Резервування, кратність якого дорівнює одиниці, називається дублюванням.

Залежно від режиму роботи резерву розрізняють навантажений, полегшений і ненавантажений резерви. Навантажений резерв - це резерв, який містить один або кілька резервних елементів, що знаходяться в режимі основного елемента. При цьому приймається, що елементи навантаженого резерву мають той же рівень безвідмовності, довговічності і зберігання, що і резервуються ними основні елементи об'єкта. Полегшений резерв - це резерв, який містить один або кілька резервних елементів, що знаходяться в менш навантаженому режимі, ніж основний. Елементи полегшеного резерву мають, як правило, більш високим рівнем безвідмовності, довговічності і зберігання, ніж основні елементи. ненавантажений резерв - Це резерв, який містить один або кілька резервних елементів, що знаходяться в ненавантаженому режимі до початку виконання ними функцій основного елемента. Для елементів ненагруженного резерву умовно вважають, що вони ніколи не відмовляють і не досягають граничного стану.

Резервування, при якому працездатність будь-якого одного або декількох резервних елементів в разі виникнення відмов підлягає відновленню при експлуатації, називається резервуванням з відновленням, в іншому випадку має місце резервування без відновлення. Восстанавливаемость резерву забезпечується при наявності контролю працездатності елементів. При наявності резервування це особливо важливо, тому що в цьому випадку число прихованих відмов може бути більше, ніж за відсутності резервування. В ідеальному варіанті відмова будь-якого елемента об'єкта виявляється без затримки, а відмовив елемент негайно замінюється або ремонтується.

 



Попередня   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   Наступна

Методи розрахунку показників надійності відновлюваних і невідновлюваних систем. Надійність і ефективність систем автоматизації | Фактори, що впливають на надійність об'єктів | Класифікація методів розрахунку систем на надійність | Розрахунок надійності при резервуванні систем із дробовою кратністю | Розрахунок показників надійності відновлюваних систем | Розрахунок показників надійності відновлюваних систем при експоненційних законах розподілу відмов і відновлень | Загальна постійне резервування | Загальна резервування заміщенням | Розрахунок надійності відновлюваних систем з використанням методу перехідних ймовірностей |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати