Из метрологических характеристик разработанной САУ необходимо рассчитать точность измерения регулируемых переменных. Необходимость расчета точности измерения связано с тем, что погрешность измерительного комплекта может оказаться больше допустимого значения статической ошибки регулирования. То есть, полученное при анализе САУ, значение статической ошибки не будет обеспечено выбранными техническими средствами.
Точность измерения регулируемых переменных оценивается по величине абсолютной погрешности комплекта, в состав которого входят элементы САУ, начиная с первичного преобразователя до элемента установленного во входной цепи регулирующего устройства.
Надежность является одним из основных показателей качества функционирования САУ. При этом количественными показателями надежности являются: вероятность безотказной работы системы или технического средства ; среднее время безотказной работы ; интенсивность отказов технических средств — и т. д. Численные значения этих показателей получают путем сбора и обработки статических данных при специальных испытаниях и в режиме нормальной эксплуатации конкретного технического средства. Полученные при этом значения показателей надежности приводятся в справочной литературе и в техническом описании этих средств.
Необходимо отметить, что интенсивность отказов и другие показатели надежности существенно зависят от производственных факторов. Поэтому в технической литературе [12] обычно приводятся их средние значения. Для наиболее часто используемых технических средств показатели надежности приведены в приложении 10.
Расчет надежности САУ рекомендуется выполнять в несколько этапов. На первом этапе осуществляется разделение рассматриваемой системы на элементы (первичный преобразователь, регулирующее устройство и т. д.), которые должны быть отдельными техническими изделиями с приводимыми на них показателями надежности. В некоторых случаях показатели надежности приводятся для комплекта аппаратуры. В этом случае данный комплект необходимо рассматривать как одно изделие.
Далее формируется понятие отказа для отдельных элементов и системы в целом. При этом это понятие может быть сформулировано и по внезапным и постепенным отказам, когда в процессе эксплуатации параметры элементов меняются во времени.
На третьем этапе составляется логическая схема расчета надежности. Построение этой схемы осуществляется на основании анализа функциональной, а иногда электрической и других схем системы с учетом взаимодействия элементов системы. Если отказ любого элемента системы приводит к отказу всей системы, логическую схему можно представить в виде последовательного соединения всех элементов, которое называют основным. При резервировании, временной или структурной избыточности в логической схеме появляются параллельные, мостиковые соединения элементов.
На четвертом этапе расчета проводится определение безотказности элементов (или их групп), которые имеют основное соединение.
На пятом этапе определяются основные показатели надежности всей системы. В зависимости от требований, предъявляемых к надежности системы, данный расчет характеристик может быть разделен на предварительный и окончательный (полный). При предварительном расчете учитываются только основные факторы, влияющие на надежность, при окончательном расчете учитываются так же постепенные отказы изделий. При этом все элементы делятся на восстанавливаемые и невосстанавливаемые, определяются характеристики восстановления и характеристики надежности восстанавливаемых элементов и т. д.
В курсовом проекте необходимо выполнить предварительный расчет надежности, который рассмотрен на приводимом ниже примере.
Пример. Для реализации каскадной САУ с односторонней автономностью выбран следующий комплект технических средств: два первичных преобразователя температуры типа ТХК-1087, нормирующий преобразователь БУТ 20, клеммно-блочный соединитель КБС-3, блок контроллера БК-21/П, блок питания БП-21, пульт настройки контроллера ПН-21, электропневмопреобразователь ЭПП, регулирующий клапан 25 с 54 нж (нз), соединительные провода и кабели (СП). Надежность САУ оценивается по среднему времени безотказной работы () – не менее 1 года.