Təsnifat mövcud üsullar rezervasiya Şəkildə göstərilmişdir.
Rezervasyon
Yuxarıda artıqlıq növlərinin mahiyyətini təsvir etdik. Qeyd edək ki, hazırda texniki sistemlərdə struktur ehtiyatı ən çox istifadə olunur.
Struktur ehtiyatının mahiyyəti ondan ibarətdir ki, nasazlıq halında obyektin işləməsini təmin etmək üçün nəzərdə tutulmuş əsas elementə bir və ya bir neçə əlavə (ehtiyat) element əlavə olunur (yəni, göstərilən funksiyaları yerinə yetirmək üçün lazım olan minimum). əsas element).
Rezervasiyanın həcminə görə aşağıdakı növlər fərqləndirilir;
- - ümumi, bütün obyektin rezervasiyasını təmin edən
- - ayrı-ayrı element və ya onların qrupları qorunur
- - müxtəlif rezervasiya növlərini birləşdirən qarışıq.
ehtiyat, eləcə də texniki sistemlər, bərpa edilə bilən və ya bərpa olunmayan ola bilər. Bunlardan birincisi xidmət olunan sistemlərdə istifadə olunacaq və onun bərpası strategiyası sistemin təhlükəsizliyinin verilmiş səviyyədən aşağı düşməməsi üçün qurulub. Xidmət olunan sistemlərdə (geri qaytarılmayan kosmik gəmilər, avtomatik meteoroloji stansiyalar və s.) ehtiyat, bir qayda olaraq, tam istifadə olunur və bərpa edilə bilməz.
Ehtiyat elementləri müxtəlif rejimlərdə ola bilər:
Yüklü, yüngül və yüksüz.
Yüklənməmiş rejimdə artıq elementlər əsas elementlə eyni vəziyyətdədir, yəni bütün elementlər eyni şəraitdə eyni vaxtda işləyir.
İşıq gözləmə rejimi, lazımsız elementlərin yükünün əsas elementdən daha az olduğunu bildirir.
Boşaldılmış ehtiyat, əsas element sıradan çıxana qədər artıq elementlərin heç bir yükünün olmadığı bir vəziyyətə endirilir.
Əlaqənin təbiətinə görə fərqləndirirlər:
- - ehtiyat elementlərin əsas elementlərlə bərabər əsasda obyektin istismarında iştirak etdiyi daimi ehtiyat:
- - əvəzetmə, əsas elementin funksiyası yalnız əsas uğursuzluqdan sonra ehtiyat nüsxəyə keçirildikdə
- - sürüşmə, hər hansı bir uğursuz element ehtiyat elementlə əvəz edilə bilər.
n sıra ilə əlaqəli elementlərdən ibarət sistemi nəzərə alsaq, onun artıqlığı üçün bir neçə variant təklif edə bilərik.
Ümumi rezervasiya(Şəkil 6.9, a) əsas sxemin hər hansı elementi sıradan çıxdıqda, əsas sxemi tamamilə əvəz edən ehtiyat sxem işə salındığını nəzərdə tutur.
j-ci dövrənin uğursuz işləmə ehtimalı
,
harada 
- nəzərdən keçirilən zaman nöqtəsinə t aid edilən j-ci dövrənin i-ci elementinin nasazlıqsız işləmə ehtimalı.
m paralel dövrə sisteminin nasaz işləmə ehtimalı (təhlilin sadəliyi üçün ehtiyatın yüklənmiş olduğu qəbul edilir)
.
(6.26)
.
(6.27)
Misal 1 n=4-də ümumi ehtiyatla sistemin uğursuz işləmə ehtimalı; m=3; p=0,8 olacaq: P(t)=1–(1–0,8 4) 3 =0,7942. Ehtiyat olmadıqda, p=0,8-də n=4 elementdən ibarət ardıcıl sistemin nasazlıqsız işləmə ehtimalı belə olacaqdır:
P(t)=pn = 0,8 4 =0,4096.
Ayrı rezervasiya(Şəkil 6.9, b) əsas sxemin hər hansı elementi sıradan çıxdıqda növbəti ehtiyat elementi işə salmaq imkanı verir. Bir növ ayrıca rezervasiyadır yuvarlanan rezervasiya, ehtiyat element (elementlər) əsas dövrənin hər hansı uğursuz elementini əvəz edə bildikdə.
Ayrı-ayrı ehtiyatla, m - 1 ehtiyat elementləri nəzərə alaraq i-ci elementin nasaz işləmə ehtimalı (ehtiyatın yüklənməsini hesab edirik) olacaq:
.
Ayrı-ayrı ehtiyatla sistemin uğursuz işləmə ehtimalı
.
(6.28)
Bütün elementlər eyni etibarlılığa malikdirsə, yəni. P ij (t)=p, onda
.
(6.29)
Misal 2 n=4-də ayrıca ehtiyatlı sistemin nasazlıqsız işləməsi ehtimalı; m=3; p=0.8 olacaq:
P(t)=4=0,9684.
1 və 2-ci misallarda verilmiş hesablama nəticələrinin müqayisəsi göstərir ki, ayrıca ehtiyat eyni sayda artıq elementlərlə (ehtiyat nisbəti) ümumi ehtiyatla müqayisədə daha yüksək etibarlılıq səviyyəsini təmin edir. Bununla belə, qeyd etmək lazımdır ki, ayrı-ayrı ehtiyatlar istifadə ehtiyacından qaynaqlanan bütün sistemin mürəkkəbləşməsinə səbəb olur. böyük rəqəm praktikada onun istifadəsinin təsirini azaldan idarəetmə və kommutasiya cihazları.
Həmçinin müraciət edin qarışıq rezervasiya- ən kritik və ən az etibarlı elementlərin ayrıca artıqlığı ilə fərdi sxemlərin ümumi ehtiyatlarının birləşməsi. Bu halda artıqlıq variantlarının müqayisəsi oxşar üsullarla aparıla bilər.
6.3. Artıqlıq texnoloji sistemlərin yaradılması mərhələsində onların etibarlılığını təmin etmək üsulu kimi
Rezervasyon- tətbiq əlavə vəsait və (və ya) obyektin işləkliyini saxlamaq (etibarlılığını artırmaq) üçün imkanlar.
Rezervasiya növləri:
1. Struktur artıqlığı- obyekt strukturunun ehtiyat elementlərindən istifadə etməklə artıqlıq. Struktur ehtiyatı sistemə ilkin sistemin elementlərinin mütləq etibarlılığını nəzərə alaraq funksional olaraq zəruri olmayan ehtiyat (artıq) elementlərin daxil edilməsi ilə həyata keçirilir. Sistemin elementlərinin (və ya dövrələrinin) struktur ehtiyatı ilə etibarlılıq göstəriciləri diskret olaraq artır (atlamalar). Müxtəlif struktur ehtiyatsızlıq variantları 6.2.2-6.2.3-də müzakirə olunur.
2. Funksional artıqlıq- funksional ehtiyatların istifadəsi ilə ixtisar. Bu ehtiyat metodu ilə sistem elə qurulur ki, göstərilən funksiya yerinə yetirilsin fərqli yollar və/və ya texniki vasitələr. Məsələn, bəzi CNC maşınlarında işçi orqanların hərəkət trayektoriyalarının interpolyasiyası funksiyası proqram və texniki vasitələrlə, xüsusi qurğudan - interpolyatordan (xətti-dairəvi, parabolik və s.) istifadə etməklə yerinə yetirilə bilər.
3. Müvəqqəti rezervasiya- vaxt ehtiyatlarından istifadə etməklə rezervasiya. Boşluq problemlərin aradan qaldırılması, texniki qulluq və s. üçün istifadə edilə bilər. Boşluq texnoloji sistemlər ah müxtəlif yollarla təmin edilə bilər:
a) əməliyyat vaxtının artırılması (texniki xidmət üçün vaxtın azaldılması, planlaşdırılan fasilələr, növbəli işlərin artırılması və s.);
b) performans marjasının yaradılması;
c) sistemə funksional ətalət xassəsinin verilməsi. Funksional ətalət- sistemin çıxış effektini itirmədən işdə fasilələrə yol vermək qabiliyyətini xarakterizə edən xüsusiyyəti. Texnoloji sistemin funksional ətalətini əməliyyatlararası akkumulyatorlardan istifadə etməklə (buferləşdirmə) vermək olar.
4. Məlumat ehtiyatı - məlumat ehtiyatlarından istifadə etməklə ehtiyatsızlıq. O, məlumatın ötürülməsi, işlənməsi və göstərilməsi zamanı lazımsız kod və simvolların tətbiqi ilə həyata keçirilir (məsələn, məlumatın ötürülməsində səhvləri aşkar etməyə və aradan qaldırmağa imkan verən əlavə məlumat vahidləri: düzəliş kodları, yoxlama məbləğləri, paritet yoxlamaları və s.). ).
5. Yük ehtiyatı- yük ehtiyatlarının istifadəsi ilə ehtiyat. Yükün artıqlığı (parametrik artıqlıq) prinsipinin mahiyyəti obyektin işləmə qabiliyyətinin əhatə dairəsini genişləndirməkdən ibarətdir; bu halda, obyektin dövlət sahəsi obyektin çıxış parametrlərinin maksimum icazə verilən qiymətləri ilə müəyyən edilən sağlamlıq sahəsinin hüdudlarından çıxarılır. Bu, möhkəmlik hədləri, aşınma müqaviməti (aşınma dözümlülüyünün artırılması, daşıyıcı səthlərin sahəsinin artırılması, aşınmaya davamlı materiallardan istifadə və s.), sərtlik, vibrasiya müqaviməti, istilik müqaviməti və s. Yük ehtiyatı sistem etibarlılığını daim təkmilləşdirməyə imkan verir tələb olunan səviyyə sistemlərin ayrı-ayrı elementlərinin nasazlıqlarına qarşı səmərəliliyini və müqavimətini artırmaqla. Birləşdirilmiş və ya birləşdirilmiş quruluşa malik sistemlərdə bu səviyyəni qurmaq üçün onun elementlərinin və alt sistemlərinin qarşılıqlı əlaqəsini və çıxışın formalaşmasında ayrı-ayrı elementlərin və alt sistemlərin iştirakını nəzərə alaraq bütün sistemin işini nəzərə almaq lazımdır. bütövlükdə sistemin parametrləri.
Sistemin artıqlığı üsullarının təsnifatı
Hal-hazırda əldə edilən elektronikanın, radiotexnikanın, mexaniki elementlərin, elektrotexnikanın element bazasının etibarlılıq səviyyəsi λ=10 -6 ...10 -7 1/saat uğursuzluq dərəcəsinin qiymətləri ilə xarakterizə olunur. Yaxın gələcəkdə bu səviyyəyə yüksələcəyi gözlənilir λ= 10 -8 1/saat. Bu, N = 10 6 elementdən ibarət sistemin uğursuzluqları arasındakı vaxtı 100 saata qədər artırmağa imkan verəcəkdir ki, bu da açıq şəkildə kifayət deyil. Tələb Etibarlılıq mürəkkəb sistemlər istifadə etməklə əldə edilə bilər müxtəlif növlər rezervasiyalar.
Artıqlıq kifayət qədər etibarlı elementləri olmayan bir obyektin müəyyən bir etibarlılıq səviyyəsini (xüsusilə etibarlılığını) təmin edən əsas vasitələrdən biridir.
GOST 27.002-89 uyğun olaraq rezervasiya obyektin bir və ya bir neçə elementi sıradan çıxdıqda onun işlək vəziyyətini saxlamaq üçün əlavə alətlərin və (və ya) imkanların istifadəsi adlanır. Beləliklə, artıqlıq artıqlıq tətbiq etməklə obyektin etibarlılığını artırmaq üsuludur. Öz növbəsində, artıqlıq - bunlar obyektin müəyyən edilmiş funksiyaları yerinə yetirməsi üçün zəruri olan superminimal olan əlavə vasitələr və (və ya) imkanlardır. Artıqlığın tətbiqi vəzifəsi təmin etməkdir normal işləmə elementlərində nasazlıq baş verdikdən sonra obyekt.
Müxtəlif ehtiyat üsulları var. Onları aşağıdakı meyarlara görə bölmək məqsədəuyğundur (Şəkil 4.7): ehtiyatın növü, elementlərin birləşdirilməsi üsulu, ehtiyatın çoxluğu, ehtiyatın işə salınma üsulu, ehtiyatın iş rejimi, ehtiyatın bərpası.
Şəkil 4.7 - Artıqlıq üsullarının təsnifatı
Struktur ehtiyatsızlığı, bəzən aparat (element, sxem) adlanır, obyektin strukturunun ehtiyat elementlərinin istifadəsini təmin edir. Struktur artıqlığın mahiyyəti ondan ibarətdir ki, minimumda tələb olunan seçim obyekt, əlavə elementlər təqdim olunur. Artıq sistemin elementləri aşağıdakı adlara malikdir. əsas element- elementlərinin nasazlığı olmadıqda obyektin tələb olunan funksiyaları yerinə yetirməsi üçün zəruri olan obyektin strukturunun elementi. Ehtiyat element - obyektin elementi, sonuncunun nasazlığı halında əsas elementin funksiyalarını yerinə yetirmək üçün nəzərdə tutulmuşdur.
Əsas elementin tərifi obyektin əsas strukturunun minimallığı anlayışı ilə əlaqəli deyil, çünki bəzi iş rejimlərində əsas olan element digər şərtlərdə ehtiyat kimi xidmət edə bilər.
Qorunan element- əsas element, nasazlıq halında, ehtiyat element kimi obyektdə verilir.
Şəkillər 4.8 - 4.10 əsas və ehtiyat elementlərin birləşmə diaqramlarını göstərir, elementlərin sözdə paralel birləşməsi. Elementlərin paralel bağlandığı sistem, yalnız bütün elementləri sıradan çıxdıqda uğursuz olan sistemdir.
Şəkil 4.8 - Elementlərin paralel qoşulması nümunəsi
a - dövrə diaqramı, b - dizayn sxemi
Şəkil 4.9 - SUHTP elementlərinin paralel-seriyalı birləşməsi nümunəsi
a - funksional diaqram, b – hesablama sxemi
Şəkil 4.10 - Elementlərin körpü bağlantısı nümunəsi
Müvəqqəti rezervasiya vaxt ehtiyatlarından istifadə ilə bağlıdır. Obyekt tərəfindən icrası üçün nəzərdə tutulur zəruri iş ayrılan vaxt tələb olunan minimumdan açıq-aydın çoxdur. Zaman ehtiyatları obyektin məhsuldarlığını, onun elementlərinin ətalətini və s. artırmaqla yaradıla bilər.
Məlumat ehtiyatı- bu, məlumat ehtiyatının istifadəsi ilə artıqlıqdır. İnformasiya ehtiyatlarına misal olaraq rabitə kanalı üzərindən eyni mesajın çoxsaylı ötürülməsi; avadanlığın nasazlığı və müdaxilənin təsiri nəticəsində yaranan xətaları aşkarlayan və düzəldən rabitə kanalları üzərindən informasiyanın ötürülməsində müxtəlif kodların istifadəsi; informasiyanın emalı, ötürülməsi və göstərilməsi zamanı lazımsız informasiya simvollarının tətbiqi. İnformasiyanın həddindən artıq olması ötürülən informasiyanın təhriflərini müəyyən dərəcədə kompensasiya etməyə və ya onları aradan qaldırmağa imkan verir.
Funksional artıqlıq- verilmiş funksiyanın müxtəlif üsullarla yerinə yetirilə biləcəyi artıqlıq və texniki vasitələr. Məsələn, informasiyanın avtomatlaşdırılmış idarəetmə sisteminə ötürülməsi funksiyası radiokanallar, teleqraf, telefon və digər rabitə vasitələrindən istifadə etməklə həyata keçirilə bilər. Buna görə də, adi orta etibarlılıq göstəriciləri (nasazlıqlar arasındakı orta vaxt, nasaz işləmə ehtimalı və s.) qeyri-informativ olur və istifadə üçün kifayət qədər uyğun deyil. bu məsələ. Funksional etibarlılığın qiymətləndirilməsi üçün ən uyğun göstəricilər bunlardır: verilmiş funksiyanın yerinə yetirilməsi ehtimalı, funksiyanın yerinə yetirilməsi üçün orta vaxt, verilmiş funksiyanın yerinə yetirilməsi üçün mövcudluq faktoru.
Yük ehtiyatı- bu, yük ehtiyatlarının istifadəsi ilə artıqlıqdır. Yük ehtiyatı, ilk növbədə, elementlərin onlara təsir edən yüklərə tab gətirmək qabiliyyətinin optimal ehtiyatlarının təmin edilməsindən ibarətdir. Yükü azaltmağın digər üsulları ilə əlavə qoruyucu və ya boşaltma elementləri tətbiq etmək mümkündür.
Siyahıya alınmış növlər rezervasiyalar ya bütövlükdə sistemə, ya da sistemin ayrı-ayrı elementlərinə və ya onların qruplarına tətbiq oluna bilər. Birinci halda, rezervasiya çağırılır ümumi, ikincidə - ayrı. Eyni obyektdə müxtəlif rezervasiya növlərinin birləşməsinə deyilir qarışıq.
Ehtiyat elementlərin daxil edilməsi üsuluna görə daimi, dinamik, əvəzedici rezervasiya, sürüşmə və majoritar rezervasiya olur. Daimi rezervasiya- bu, elementinin sıradan çıxması halında obyektin strukturunu yenidən qurmadan artıqlıqdır. Daimi ehtiyat üçün əsas elementin sıradan çıxması halında ehtiyat elementi işə salmaq üçün heç bir xüsusi qurğunun tələb olunmaması, həmçinin işdə fasilənin olmaması vacibdir (Şəkil 4.11 - 4.13). Ən sadə vəziyyətdə daimi ehtiyat, keçid cihazları olmadan elementlərin paralel bağlanmasıdır.
Şəkil 4.13 - Daimi işə salınmış ehtiyatla qarışıq ehtiyat
Dinamik artıqlıq- bu, elementinin sıradan çıxması halında obyekt strukturunun yenidən qurulması ilə artıqlıqdır. Dinamik artıqlığın bir sıra növləri var.
Əvəz etməklə rezervasiya- Bu, əsas elementin funksiyalarının yalnız əsas elementin uğursuzluğundan sonra ehtiyat nüsxəyə köçürüldüyü dinamik ehtiyatdır. Ehtiyatın dəyişdirmə yolu ilə daxil edilməsi (Şəkil 4.14, 4.15) aşağıdakı üstünlüklərə malikdir:
- qoruğun iş rejimini pozmur;
- ehtiyat elementlərin etibarlılığını daha çox saxlayır, çünki əsas elementlərin istismarı zamanı onlar işlək vəziyyətdədirlər;
- bir neçə əsas element üçün ehtiyat elementdən istifadə etməyə imkan verir.
Dəyişdirmə ehtiyatının əhəmiyyətli bir çatışmazlığı kommutasiya cihazlarına ehtiyacdır. Ayrı-ayrı ehtiyatla, keçid cihazlarının sayı əsas elementlərin sayına bərabərdir ki, bu da bütün sistemin etibarlılığını əhəmiyyətli dərəcədə azalda bilər. Buna görə, böyük qovşaqları və ya bütün sistemi dəyişdirməklə və bütün digər hallarda - keçid cihazlarının yüksək etibarlılığı ilə ehtiyat etmək faydalıdır.
yuvarlanan rezervasiya- bu, dəyişdirmə yolu ilə artıqlıqdır ki, burada obyektin əsas elementləri qrupu bir və ya bir neçə ehtiyat elementi ilə ehtiyat nüsxələnir, onların hər biri bu qrupdakı hər hansı uğursuz əsas elementi əvəz edə bilər (Şəkil 4.16).
Şəkil 4.16 - Eyni tip (a) və heterojen (b) elementlərin sürüşmə rezervasiyası
Nəzarət sistemlərində tapılır geniş tətbiq əksəriyyətin rezervasiyası("səs" istifadə edərək). Bu üsul çoxluq və ya məntiqi element adlanan əlavə elementin istifadəsinə əsaslanır. Məntiqi element eyni funksiyanı yerinə yetirən elementlərdən gələn siqnalları müqayisə etməyə imkan verir. Nəticələr uyğun gəlirsə, o zaman onlar cihazın çıxışına köçürülür.
Şəkil 4.17-də 3-dən 2-də artıqlıq göstərilir, yəni. uyğun gələn üç nəticədən hər ikisi doğru sayılır və cihazın çıxışına ötürülür. Bu prinsipə əsasən idarəetmə və mühafizə sistemlərinin (CPS) alt sistemlərinin çoxlu sxemləri qurulur. “5-dən 3” əmsallarını və s. tətbiq etmək mümkündür.Bu metodun əsas üstünlüyü elementlərin hər hansı növ nasazlığı üçün etibarlılığın artırılmasını və informasiya-məntiqi obyektlərin etibarlılığının artırılmasını təmin etməkdir.
Şəkil 4.17 - Çoxluğun rezervasiyası
Ehtiyatsızlıq dərəcəsi çoxluğun çoxluğu ilə xarakterizə olunur. Ehtiyat nisbəti- bu, obyektin ehtiyat elementlərinin sayının onların saxladıqları əsas elementlərin sayına azaldılmayan kəsr kimi ifadə edilən nisbətidir. Tam ədəd artıqlığı bir əsas element bir və ya bir neçə ehtiyat element tərəfindən ehtiyat nüsxəsini çıxardıqda baş verir.
Fraksiyalı artıqlıq - bu, eyni tipli iki və ya daha çox elementin bir və ya daha çox ehtiyat element tərəfindən qorunduğu zaman belə bir rezervasiyadır. Kəsr çoxluğu ilə ən çox yayılmış ehtiyat, əsas elementlərin sayı ehtiyat elementlərin sayından çox olduqda olur. Çoxluğu birə bərabər olan rezervasiya deyilir dublikasiya.
Ehtiyatın iş rejimindən asılı olaraq yüklü, yüngül və yüksüz ehtiyatlar fərqləndirilir. yüklənmiş ehtiyat -əsas element rejimində olan bir və ya bir neçə gözləmə elementlərini ehtiva edən ehtiyatdır. Eyni zamanda, güman edilir ki, yüklənmiş ehtiyatın elementləri onlar tərəfindən qorunan obyektin əsas elementləri ilə eyni dərəcədə etibarlılıq, davamlılıq və davamlılıq səviyyəsinə malikdir. Yüngül Ehtiyat - bu, əsasdan daha az yüklənmiş rejimdə olan bir və ya bir neçə ehtiyat elementi ehtiva edən ehtiyatdır. Yüngül ehtiyat elementləri adətən daha çox olur yüksək səviyyəəsas elementlərdən daha etibarlılıq, davamlılıq və davamlılıq. Yüklənməmiş ehtiyat- bu, əsas elementin funksiyalarını yerinə yetirməyə başlamazdan əvvəl yüklənməmiş rejimdə olan bir və ya bir neçə ehtiyat elementi ehtiva edən ehtiyatdır. Yüklənməmiş ehtiyatın elementləri üçün şərti olaraq onların heç vaxt sıradan çıxmaması və limit vəziyyətinə çatmaması nəzərdə tutulur.
Arızalar halında hər hansı bir və ya bir neçə artıq elementin işləmə qabiliyyətinin istismar zamanı bərpa edilməli olduğu ehtiyat deyilir. bərpa ilə artıqlıq,əks halda var bərpa olmadan artıqlıq. Ehtiyatın bərpası elementlərin sağlamlığına nəzarət olduqda təmin edilir. Artıqlıq olduqda, bu xüsusilə vacibdir, çünki bu vəziyyətdə gizli uğursuzluqların sayı ehtiyatsızlıqdan daha çox ola bilər. AT ideal obyektin hər hansı elementinin nasazlığı gecikmədən aşkar edilir və sıradan çıxan element dərhal dəyişdirilir və ya təmir edilir.
Artıqlıq üsullarının təsnifatı. Tələb olunan etibarlılıq səviyyəsini və hər şeydən əvvəl kifayət qədər etibarlı elementləri olmayan obyektin və ya ES-nin etibarlılığını təmin edən əsas vasitələrdən biri ehtiyatdır.
Altında rezervasiya sağlam vəziyyəti saxlamaq üçün əlavə vasitələrdən və imkanlardan istifadə deməkdir elektrik sistemi onun bir və ya bir neçə elementinin uğursuzluğu. Rezervasyondur təsirli üsul etibarlılığı sistemə daxil olan elementlərin etibarlılığından yüksək olan elektrik sistemlərinin yaradılması.
Rezervasiya fərqlidir. əsas elementlər onun elementlərində nasazlıqlar olmadıqda sistemin tələb olunan funksiyaları yerinə yetirməsi üçün zəruri olan strukturlar və ehtiyat maddələr,əsas elementlərin nasazlığı halında onların funksiyalarını yerinə yetirmək üçün nəzərdə tutulmuşdur.
Ehtiyat elementlərin sayının nisbəti və s sistemləri ehtiyatda saxladıqları əsas elementlərin sayına qədər üzərində, azaldılmayan kəsr kimi ifadə edilən ehtiyat nisbəti adlanır
m p = n p / n o.
Birdən birə m p \u003d 1/1 ehtiyat nisbəti ilə rezervasiya deyilir dublikasiya.
İxtisarda istifadə olunan əlavə alətlər və imkanlara sistemin strukturuna ehtiyat kimi daxil edilmiş elementlər, funksional və informasiya vasitələri və imkanlarından istifadə, artıq vaxt və ehtiyatlardan istifadə daxildir. yükləmə qabiliyyəti. Müvafiq olaraq, əlavə vəsaitlərin növünə görə fərqlənirlər struktur artıqlığı obyekt strukturunun ehtiyat elementlərindən istifadə etməklə, funksional funksional ehtiyatlardan istifadə etməklə, məlumat xarakterli məlumat ehtiyatlarından istifadə etməklə, müvəqqəti vaxt ehtiyatları ilə və yük yük ehtiyatlarının istifadəsi ilə (şək. 3.28).
ES-də struktur artıqlığı ən çox istifadə olunur və digər ehtiyat növləri də istifadə olunur. Beləliklə, funksional ehtiyatla bəzən avtomatlaşdırma vasitələrinin çoxfunksiyalı elementləri istifadə olunur və onlar uğursuz olarsa, bu sistemdə başqa məqsədlər üçün istifadə edilə bilər, funksional ehtiyat müxtəlif iş rejimləri üçün də həyata keçirilir, məsələn, məlumatların ötürülməsi ilə sistemin hansı elementlərinin işlək qalmasından asılı olaraq müxtəlif yollarla. İnformasiya ehtiyatı nasazlığın baş verməsi işlənmiş və ya ötürülən məlumatın bəzi hissəsinin itirilməsinə və ya təhrif edilməsinə səbəb olan sistemlərdə istifadə olunur. Müvəqqəti ehtiyat obyektin məhsuldarlığını, onun elementlərinin ətalətini, fərdi əməliyyatların vaxtının dəyişməsi ilə təkrarlanmaqla həyata keçirilə bilər. Yük ehtiyatı elementlərin onlara təsir edən yüklərə tab gətirə bilməsi üçün optimal sərhədlərin təmin edilməsində və ya sistemin bəzi əsas elementlərini təsir edən yüklərdən qorumaq üçün sistemə əlavə qoruyucu və ya boşaldıcı elementlərin daxil edilməsində ifadə edilir. onlar.
Ehtiyatın işə salınma üsuluna görə daimi və dinamik ehtiyat arasında fərq qoyulur. Daimi rezervasiya onun elementinin sıradan çıxması halında sistem strukturunun yenidən qurulması olmadan həyata keçirilir və dinamik artıqlıq- aşağıdakı hallarda sistem strukturunun yenidən qurulması ilə: onun elementinin sıradan çıxması.
Ən sadə halda, daimi ehtiyatla elementlər keçid cihazları olmadan paralel və ya sıra ilə birləşdirilir və dinamik ehtiyatla elementlərin nasazlığına cavab verən keçid cihazları tələb olunur.
Dinamik artıqlıq çox vaxt artıqlıqdır əvəzetmə burada əsas elementin funksiyaları yalnız əsas element uğursuz olduqdan sonra ehtiyat nüsxəyə köçürülür.
Ehtiyatların dəyişdirilməsinin ümumi növü, sistemin əsas elementlərinin bir qrupunun hər biri bu qrupdakı hər hansı uğursuz əsas elementi əvəz edə bilən bir və ya bir neçə ehtiyat element tərəfindən dəstəklənən sürüşmə ehtiyatıdır.
Əsas elementin sıradan çıxmasından əvvəl ehtiyat elementlərin iş rejiminə görə, onlar fərqlənirlər yüklənmiş ehtiyat(bir və ya bir neçə gözləmə elementi əsas element rejimindədir), işıq ehtiyatı(bir və ya bir neçə ehtiyat element əsas elementdən daha az yüklənmiş rejimdədir) və boş ehtiyat(bir və ya bir neçə ehtiyat element əsas elementin funksiyalarını yerinə yetirməyə başlayana qədər yüklənməmiş rejimdədir).
Etibarlılıq səviyyəsinə görə lazımsız elementləri ayırmaq üçün yüklənmiş işıq və yüklənməmiş ehtiyat anlayışlarından istifadə olunur. Ehtiyat elementlərin resursu əsas elementlərlə eyni şəkildə istehlak edildiyi üçün yüklənmiş ehtiyatın elementləri ehtiyatda saxladıqları obyektin əsas elementləri ilə eyni etibarlılıq səviyyəsinə (etibarlılıq, davamlılıq və davamlılıq) malikdirlər. Yüngül ehtiyat elementləri daha yüksək etibarlılıq səviyyəsinə malikdir, çünki uğursuz olanların əvəzinə işə salınana qədər ehtiyat elementlərin resurs istehlakının intensivliyi əsas elementlərdən xeyli aşağıdır. Yüklənməmiş bir ehtiyatla ehtiyat elementlərin resursu praktiki olaraq yalnız uğursuz elementlər əvəzinə işə salındığı andan istehlak edilməyə başlayır.
Şəkil 3.28. Rezervasiya növlərinin təsnifat sxemi
Obyektin (obyektin elementinin) rezervasiya üsuluna görə ümumi və ayrıca rezervasiyalar olur. At ümumi rezervasiya obyekt bütövlükdə qorunur, bir obyekt əvəzinə eyni tipli və ya funksiyalarına görə oxşar iki və ya daha çox obyektin eyni vaxtda işləməsi təmin edilir. Metod sadədir və ən kritik sistemlərin ehtiyat nüsxəsini çıxararkən praktikada geniş istifadə olunur. At ayrıca rezervasiya qorunur fərdi elementlər adətən obyektə daxil olan obyektin və ya onların qruplarının həm sistemin ayrı-ayrı elementləri, həm də onun kifayət qədər böyük hissələri (blokları) ayrıca saxlanıla bilər.
Dinamik ehtiyat ayrı və ümumi ola bilər və ehtiyat elementlərdən təkcə yüklənmiş vəziyyətdə deyil, həm də yüngül və boşaldılmış ehtiyatda istifadə etməyə imkan verir ki, bu da ehtiyat elementlərin resursuna qənaət etməyə, bütövlükdə elektrik sisteminin etibarlılığını artırmağa və azaltmağa imkan verir. Enerji istehlakı.
Əvəzetmə yolu ilə lazımsız olduqda, sürüşmə ehtiyatı istifadə edilə bilər ki, bu da sistemin tələb olunan etibarlılığını aşağı qiymətə və onun çəkisi və ölçülərində bir az artımla təmin etməyə imkan verir.
Dəyişdirmə yolu ilə dinamik ehtiyatın çatışmazlıqlarına kommutasiya cihazlarına ehtiyac və lazımsız elementlərə keçid zamanı işdə fasilələrin olması, həmçinin uğursuz element və ya blok üçün axtarış sistemi daxildir ki, bu da bütün lazımsız sistemin etibarlılığını azaldır. Mürəkkəb elektrik sistemlərinin kifayət qədər böyük funksional bölmələrinin və bloklarının ehtiyatsızlığı üçün əvəzetmə yolu ilə rezervasiyadan istifadə etmək məqsədəuyğundur.
Elementlərin əsas elementlərə daimi qoşulmasını nəzərdə tutan daimi ehtiyatlar sadədir və keçid cihazlarına ehtiyac yoxdur. Əsas element uğursuz olarsa, sistem fasiləsiz və keçid olmadan normal işləməyə davam edir. Daimi ehtiyatın çatışmazlıqları artıq elementlərin resurs istehlakının artması və elementlərin sıradan çıxması halında artıq düyünün parametrlərinin dəyişməsidir.
Daimi ehtiyat işində hətta qısa bir fasilənin qəbuledilməz olduğu kritik sistemlərdə və nisbətən kiçik elementlər - qovşaqlar, bloklar və ESA elektron avadanlıqlarının elementləri (rezistorlar, kondansatörlər, diodlar və s.)
ESA-ya daxil olan, nasazlığı xüsusilə təhlükəli nəticələrə səbəb ola bilən elektrik radio elementlərinin ehtiyatı həm qısa qapanma, həm də elementlərin qırılma ehtimalı nəzərə alınmaqla həyata keçirilir. Elementin qırılması zamanı ehtiyat elementin sıradan çıxması, lakin onunla ardıcıl qoşulmuş digər elementlərin elektrik dövrəsinin pozulmaması şərtilə elementlərin sıra ilə qoşulması ilə, qısaqapanma zamanı isə elementlərin ardıcıl qoşulması ilə həyata keçirilir. Məsələn, qısaqapanma (qısaqapanma), açıq qapanma və ya qısaqapanma və açıq dövrə səbəbindən nasazlıq halında yüklənmiş ehtiyatı olan bir diodun daimi ayrıca ehtiyatı müvafiq olaraq ehtiyat diodların sıra ilə işə salınması ilə həyata keçirilir. əsas birinə paralel və ardıcıl paralel olaraq (Şəkil 3.29, a, in).
Ümumi daimi rektifikator ehtiyatı UD yüklənmiş ehtiyat ehtiyatın paralel qoşulması ilə həyata keçirilir və diodlar uğursuz olanın çıxış dövrəsindən ehtiyat rektifikator cərəyanının axmasının qarşısını almaq üçün istifadə olunur (Şəkil 3.29, G). Yüklənməmiş ehtiyatı olan rektifikatorun ümumi ehtiyatı cihazdan istifadə etməklə həyata keçirilir AMMA kommutasiya, nasazlıq haqqında CO siqnalını alır və keçidə ABŞ nəzarət siqnalını göndərir QW uğursuz rektifikatoru söndürmək və ehtiyat nüsxəsini açmaq üçün (Şəkil 3.29, d).
Daimi rezervasiya. Belə ehtiyat əsas element (sistem) ilə eyni funksiyaları yerinə yetirən bir və ya bir neçə artıq elementin əsas elementinə (sisteminə) paralel və ya ardıcıl qoşulma yolu ilə həyata keçirilə bilər. Belə ehtiyat, məsələn, generatorların, kompüterlərin, ESA bloklarının, rezistorların və s.-nin paralel işləməsi zamanı, həmçinin diodlar, qırılma kontaktları, kondansatörlər və s. ardıcıl olaraq birləşdirildikdə həyata keçirilir. d.
Daimi işə salınan ehtiyatı olan elektrik sistemləri, uğursuz elementlərin bütövlükdə sistemin işinə təsir göstərməməsi üçün hazırlanmışdır. Ekstremal hallarda daimi ehtiyatla element çatışmazlığının nəticələri ola bilər: qısaqapanma və ya sistemin layihələndirilməsi zamanı nəzərə alınmalı olan bir və ya bir neçə elementin qırılması. Bunun üçün məhdudlaşdırıcı müqavimətlər tətbiq edilir,
düyü. 3.29. Tipik struktur ehtiyatsızlıq sxemləri:
a B C - diod VD müvafiq olaraq, qısaqapanma tipli nasazlıq halında, açıq dövrə, qısaqapanma və açıq dövrə;
d, d - düzəldici UD müvafiq olaraq yüklü və boşaldılmış ehtiyatla
bölücü transformatorlar, həmçinin fərdi sistem parametrlərinin tolerantlıqlarını artırmaq və s.
Daimi ixtisar yüklənmiş ehtiyatı təmin edir və paylaşıla və ayrıla bilər; etibarlılığın hesablanması üçün blok-sxemdə əsas və ehtiyat elementlər paralel olaraq birləşdirilir (şək. 3.30).
düyü. 3.30. Ümumi (a) və ayrı (b) daimi ixtisarın sxemləri
Ümumi ehtiyata malik elektrik sistemi (Şəkil 3.30, a) ən azı birinin işləmə qabiliyyətini qoruyarkən normal işləyəcək. t+1 sıra ilə bağlı elementlərdən ibarət paralel sxemlər. Hər birinin uğursuz işləmə ehtimalı i-ci zəncir ilə P zamanla (3.68) nəzərə alınmaqla sıra ilə birləşdirilən elementlər t(Sadəlik üçün əlavə vaxt verilmir)
Pi =(3.95)
harada P ij- j-nin uğursuz işləmə ehtimalı i-ci element zəncirlər. m + 1 paralel dövrələrin ümumi ehtiyatı olan sistemin uğursuz işləmə ehtimalı (3.72) və (3.95) nəzərə alınmaqla tapılır:
P s.o = 
(3.96)
Bütün elementlərin eyni etibarlılığı ilə Р ij = Р e düstur (3.96) formasını alacaqdır
R s.o \u003d 1 - (1 - P e n) m +1. (3,97)
Elektrik sisteminin işləməməsinin müəyyən bir ehtimalı üçün belə ki.(3.97) əsasında zəruri kəmiyyəti müəyyən etmək olar t, c.o = P c.o şərti ödənilir, yəni.
t o =
Sistemin elementləri üçün eksponensial paylanma qanunu ilə P e = exp (- λ e t) nasazlıqsız işləmə ehtimalı (3.97) və sistemin sıradan çıxma müddəti düsturlarla müəyyən edilir.
P c.o (t) = 1 - m +1;
harada = pλ e - dövrə çatışmazlığı dərəcəsi P elementlər; T cf = 1/ - bir zəncirin sıradan çıxmasına qədər orta vaxt.
Ayrı-ayrı ehtiyatlı WPP, sistemin ayrı-ayrı bölmələrinə ehtiyat elementlərin daimi daxil edilməsini nəzərdə tutur (Şəkil 3.30.6).
Fərdi lazımsız sistem elementinin nasazlıqsız işləmə ehtimalı
və ayrıca artıqlıq ilə bütün sistem
(3.99)
Bütün elementlərin eyni etibarlılığı ilə (3.99) formasını alır
Р с.р = n , (3.100)
buradan, sistemin uğursuz işləməsinin verilmiş ehtimalı üçün müvafiq qiymət müəyyən edilir
Eyni dərəcədə etibarlı elementlərin paylanmasının eksponensial qanunu ilə R e = exp (-λ e t) uğursuz işləmə ehtimalı
P s.p (t) = (1 - m +1 ) n (3.101)
və sistemin uğursuzluğuna qədər orta vaxt
harada v i = (i + 1) /(m + 1); λ = λ e.
Ehtiyatsızlıq nəticəsində ES etibarlılığının artması əsas ehtiyatsız sistemin uğursuzluq ehtimalının nisbəti ilə qiymətləndirilə bilər.
və lazımsız sistem
Əsas və ehtiyat sistemlərin eyni etibarlılığı ilə
γ pe z \u003d l / Q i m \u003d l / Q o m.
Əldə edilən nisbətdən vacib bir nəticə çıxır: sistemin nasazlığı ehtimalı nə qədər çox olarsa (onun uğursuz işləməsi nə qədər az olarsa), ehtiyat effekti bir o qədər az olar. Bu nəticədən, bəzən çağırılır rezervasiya paradoksu, aşağıdakı nəticəyə gəlmək olar:
artıqlıq ehtimalı artıq elementlərin və sistemlərin etibarlılığının artırılması vəzifəsini aradan qaldırmır;
sistemin ümumi artıqlığı, başqa şeylər bərabərdir, ayrı-ayrı ehtiyatdan daha az gəlirlidir, ona görə də sistemin bir hissəsinin sıradan çıxma ehtimalı bütün sistemin sıradan çıxma ehtimalından azdır.
Uğursuzluğa qədər vaxtın eksponensial paylanması ilə, lazımsız sistemin uğursuzluq ehtimalı
Q p (t)=Q o m+1 (t)= m+l ,
burada λ o = const bir artıq sistemin uğursuzluq dərəcəsidir.
Təcrübədə adətən λ təxminən t< 0,1 тогда
Q o (t)≈ λ o t = t/T cp və
Q P (t) ≈ (λ o t) m +1 = (t/T cp) m +1 ,
burada T cf =1/λ o - artıq sistemin sıradan çıxmasına qədər orta vaxt.
Yuxarıda göstərilən əlaqələri nəzərə alaraq, rezervasiyadan əldə edilən gəlir kimi təmsil oluna bilər
γ res ≈ (T cf / t) m.
Bundan belə nəticə çıxır ki, tələb olunan vaxt artdıqca artıqlıq qazancı azalır. t sistemin işləməsi.
Ehtiyatsız ES-nin etibarlılığı haqqında böyük təsirəsas və ya ehtiyat sistemlərin (sxemlərin) sıradan çıxmasından dərhal sonra bərpasını təmin edir. Davamlı vəziyyətdə əməliyyatda, orta bərpa müddəti ilə dövrə işləmə ehtimalı T c. cf və uğursuzluqlar arasındakı orta vaxt Bu zamanın ixtiyari nöqtəsində (onun təyinatı üzrə istifadəsinin təmin olunmadığı planlaşdırılmış dövrlər istisna olmaqla) zəncir mövcudluğu faktorudur.
üçün r =
çünki əksər praktik məsələlərdə T v.sr / T haqqında<< 1.
Müvafiq olaraq, dövrənin nasazlığı ehtimalı işlək olmama ehtimalı kimi müəyyən edilə bilər
Q o (t) \u003d 1 - K T ≈ T in. cf /T o .
Sonra əsas və ya ehtiyat sistemlərin nasazlığından dərhal sonra bərpa ilə lazımsız ES-nin etibarlılığının artması
γ pe z \u003d l / Q o m ≈ (T o / T in. p ilə) m ≈ const.
Göründüyü kimi, bərpa ilə artıqlıq və bərpa edilmədən artıqlıq arasındakı keyfiyyət fərqi ondadır ki, bərpa edərkən y, birinci yaxınlaşmada, işləmə müddətindən asılı deyildir. t. Buna görə də, tələb olunan iş vaxtı artdıqca artıq ehtiyatın faydaları bərpa olunmayan ehtiyatlara nisbətən artır. t. Eyni zamanda, nəzərə alınmalıdır ki, nasazlıqdan dərhal sonra bərpa daimi monitorinqlə həyata keçirilə bilər, texniki vasitələrinin nasazlıq ehtimalı idarə olunan sistemdən xeyli az olmalıdır.
Xüsusilə böyük n üçün ES-nin etibarlılığının artırılması baxımından ayrı ehtiyat daha səmərəlidir (şək. 3.31). Bu onunla izah olunur ki, ümumi artıqlığı olan bir sistem nasazlığı üçün hər bir dövrədən bir elementin sıradan çıxması, ayrıca bir element üçün hər hansı bir qrupdakı bütün elementlərin sıradan çıxması kifayətdir.
Praktiki maraq doğuran məsələ ES-nin etibarlılığını artırmaq üçün rasional bir yol seçmək məsələsidir: artıqlığın köməyi ilə və ya yüksək etibarlı elementlərin seçilməsi. Kütlə, ölçülər və qiymət baxımından hər iki yol ekvivalentdirsə, bu məsələnin həllində ən vacib şey sistemin davamlı işləməsinin tələb olunan müddətidir. t.
Zamanın təsiri t problemsiz işləmək üçün P c . p(t) Yüklənmiş ehtiyatla işləyən və ehtiyatlı iki eyni blokdan ES m = 1 və n = 1 olan (3.98) düsturlarından istifadə etməklə müəyyən edilə bilər:
P s.p (t) = 2 ifadə (-t/T cf.b)-exp (-2t/T cp. 6);
T cf = 1,5 T cf. b, (3.103)
düyü. 3.31. Ümumi (1) və ayrı-ayrı elektrik sistemlərinin nasaz işləmə ehtimalından asılılıqlar (2) müxtəlif sayda ardıcıl elementlərlə ehtiyat elementlərin sayından artıqlıq
düyü. 3.32. Yüklənmiş ehtiyatla (1) və qurğunun artan etibarlılığı ilə sistemin vaxtında uğursuz işləmə ehtimalından asılılıqlar (2)
burada T cf.b = 1/λ 6 - bir blokun sıradan çıxmasına qədər orta vaxt; λ b- artıq sistemin bir vahidinin uğursuzluq dərəcəsi.
Etibarlılığın tək blokundan eyni orta vaxtla nasazlığa qədər ehtiyatsız elektrik sistemi üçün T cf. artıq sistemə gəldikdə (3.103), nasazlıqsız işləmə ehtimalı olacaqdır
P sn (t) \u003d exp [- t / (1.5T cf. b)]. (3.104)
(3.103) və (3.104) asılılıqlar göstərir ki, artıqlıq sistemin işləməsinin ilkin dövründə blokun etibarlılığını birbaşa artırmaqdan daha səmərəlidir.< 2Т ср.б, при t >> 2T c r.b, əksinə, blokun etibarlılığını artırmaq daha effektivdir (şək. 3.32).
Qarşılıqlı lazımsız elementlərin daimi sıra-paralel əlaqəsi qısaqapanma və qırılma növlərinin nasazlığının mümkün olduğu hallarda istifadə olunur. Məsələn, bir kondansatör açıq dövrə səbəbiylə tutum itkisi və ya qısa bir dövrə səbəbiylə arızaya görə uğursuz ola bilər; Rele kontaktları onların oksidləşməsi (qırılması) və ya onların "qaynaq" və ya "yapışması" (qısa qapanma) və s. səbəbindən uğursuz ola bilər (bax Cədvəl 3.7).
Qırılma və qısaqapanma kimi nasazlıqların baş vermə ehtimalını nəzərə alaraq, bir çox hallarda dörd qarşılıqlı lazımsız elementin sabit sıra-paralel əlaqəsindən istifadə olunur (şək. 3.33). Qısa dövrə tipli element uğursuzluqları üstünlük təşkil etdikdə
Q kz (t) > Q o 6 (t),
düyü. 3.33. Əsasən nasazlıqlar zamanı qarşılıqlı lazımsız elementlərin daimi serial-paralel qoşulması: qısaqapanma növü (a) və qırılma (b)
burada Q kz (t) və Q o 6 (t) - qısaqapanma tipli və açıq dövrə elementinin sıradan çıxma ehtimalı, müvafiq olaraq, keçidsiz seriyalı-paralel keçid sxemləri istifadə olunur (Şəkil 3.33, a) və açıq dövrə tipli nasazlıqlar üstünlük təşkil etdikdə.
Q kz (t)< Q об (t) -
Jumper ilə seriyalı paralel sxemlər (Şəkil 3.33, b).
Açıq tipli Q r.ob (t) və qısaqapanma tipli nasazlıqlar zamanı ehtiyat dövrənin sıradan çıxma ehtimalı. Q r.kz (t) tələb olunan əməliyyat müddəti üçün t elementin uğursuzluq ehtimallarının funksiyasıdır Q kz (t) və Q o b (t) və istifadə olunan ehtiyat sxemindən və nasazlığın növündən asılıdır (Cədvəl 3.13).
Masadan. Münasibətlərin 3.13-dən belə nəticə çıxır ki, dövrə elementinin sıradan çıxma ehtimalı artdıqca ardıcıl-paralel ehtiyatın səmərəliliyi γ res azalır. Müəyyən bir kritik dəyərdə Q kz (t) və ya Q haqqında (t) ehtiyat dövrəsinin sıradan çıxma ehtimalı bir elementin sıradan çıxma ehtimalından çox olarsa, o zaman sıra-paralel ehtiyatdan istifadə qeyri-münasib olur. Elementlərin etibarlılığı haqqında aprior məlumatların etibarlılığını və düzgünlüyünü nəzərə alaraq, dövrə elementinin sıradan çıxma ehtimalı Q kz olduğu hallarda, adətən, ardıcıl paralel ehtiyatdan istifadə etmək tövsiyə olunur. t) 0,l və Q o 6 (t) 0,l.
Cədvəl 3.13.
Seriya-paralel əlaqə üçün dizayn nisbətləri
dörd element
düyü. 3.34. Ümumi (a) və ayrı (b) dinamik artıqlığın sxemləri
keçid cihazları ilə
Dinamik artıqlıq. Belə ehtiyatla, ehtiyatı işə salmaq üçün lazım olan ES-nin işində fasilələr məqbul olarsa və istifadə etmək zərurəti yaranarsa, yüngül və ya yüklənməmiş ehtiyatdan istifadə etmək mümkün olur. əlavə elementlər- ehtiyatı birləşdirmək üçün keçid qurğuları. Ehtiyat elementlərin daxil edilməsi əl ilə və ya avtomatik olaraq həyata keçirilə bilər, keçid cihazları elektrik sisteminin paralel bağlı elementləri və ya sxemləri (blokları) üçün ayrı və ya ümumi ola bilər (Şəkil 3.34).
Kommutasiya cihazlarının təsirinə laqeyd yanaşsaq və onları tamamilə etibarlı hesab etsək, yüklənmiş ehtiyatla dinamik ehtiyatla ES-nin etibarlılığı daimi işə salınmış ehtiyatı olan sistemin etibarlılığına bərabər olacaqdır. Yüngül və yüklənməmiş ehtiyatla dinamik ehtiyat sistemin etibarlılığını artırır.
Kommutasiya cihazlarının etibarlılığının artıq bir sistemin etibarlılığına təsiri, yüklənmiş ehtiyatı olan sistemlər üçün olduqca sadə şəkildə nəzərə alınır.
Normal rejimdə ümumi ehtiyat və yüklənmiş ehtiyat ilə WPP, bütün açarları işə salınır və əsas və ehtiyat sxemlər P elementləri yük altındadır. Əsas dövrə nasazlığı halında, K açarı . onu söndürür, ilk ehtiyat dövrə uğursuz olarsa, K1 açarı ilə söndürülür və s.
Əsas və bütün ehtiyat sxemlərdən ibarət olan sistem nasazlığı meydana gəlir P elementlər və keçid üçün hər biri. Sistemin açarları və elementlərinin müstəqil şəkildə sıradan çıxdığını fərz etsək, bir dövrənin nasaz işləmə ehtimalını tapmaq olar. P elementləri
və m + 1 belə paralel sxemlərin bütün sisteminin uğursuz işləmə ehtimalı
P s.o = 
,(3.105)
harada P ki- uğursuz işləmə ehtimalı i-ci keçid zəncirlər.
Hamısının eyni etibarlılığı ilə P elementləri P e və açarların eyni etibarlılığı P k düstur (3.105) formasını alacaq
P s.o \u003d 1 - (1 - P k P e n) m +1. (3.106)
(3.106)-dan verilmiş dəyər üçün P s.o = ehtiyat dövrələrin sayının tələb olunan qiymətini tapın
P e \u003d exp elementləri üçün eksponensial paylama qanunu ilə (- λ e t) və açarları Р k = exp(- λkt) sistemin sıradan çıxma müddəti və sistemin nasaz olma ehtimalı (3.98) düsturları ilə müəyyən edilir, bu halda dövrənin nasazlıq dərəcəsi düsturla hesablanır.
Ayrı-ayrı ehtiyat və yüklənmiş ehtiyat bütün açarları olan WPP üçün sistemin işləməsinin ilkin dövründə işə salınır, hər hansı əsas və ya ehtiyat element nasaz olduqda, müvafiq keçid bu uğursuz elementi ayırır. Sistem nasazlığı hər hansı bir əsas element j (və ya onun açarı K) və onu ehtiyatda saxlayan bütün elementlər sıradan çıxdıqda baş verir i(və ya bütün açarları K i).
Elektrik açarlarının nasaz işləmə ehtimalı nəzərə alınmaqla, ayrıca ehtiyatla bütün sistemin nasaz işləmə ehtimalı
(3.107)
Eyni dərəcədə etibarlı elementləri və açarları olan sistem üçün ifadə (3.107) formasını alır
R s.r = n. (3.108)
λ e \u003d const elementləri və λ k \u003d const açarları üçün eksponensial paylanma qanunu ilə T cf.r və P c.r-nin dəyərləri (3.101) və (3.102) düsturlarından istifadə etməklə hesablanır. bu işi alırlar
λ \u003d λ e + λ k.
Alınmış düsturlardan görünür ki, K kommutasiya qurğularının olması səbəbindən yüklənmiş ehtiyatla dinamik ehtiyatla sistemin etibarlılıq göstəriciləri daimi ehtiyatla müqayisədə aşağı olur. Sistemin işində fasilələrin yolverilməz olduğu və lazımsız sistemin iş rejimində kəskin dəyişiklik olmaması üçün uğursuz elementin (sistemin) söndürülməsi lazım olduğu hallarda yüklənmiş ehtiyatla dinamik ehtiyatdan istifadə etmək məqsədəuyğundur. .
Şəkil 3.34-də göstərilən sistemlərin nasazlıqsız işləmə ehtimalını müəyyən edən (3.106) və (3.108) düsturlarına əsasən hesablamalar göstərir ki, elementlərin eyni etibarlılığı və açarların eyni kifayət qədər yüksək etibarlılığı ilə eyni dəyərlər P və t ayrı ehtiyatlı və hər bir element üçün açarı olan ES-nin nasazlıqsız işləmə ehtimalı ümumi ehtiyat və hər bir dövrədə keçid olan ES-dən daha yüksəkdir.
Beləliklə, dinamik artıqlıq vəziyyətində ayrı-ayrı ehtiyat ümumi ehtiyatdan daha səmərəlidir.
Dinamik artıqlığın effektivliyi işıq və ya işıq ehtiyatı ilə əvəzlənmə kimi həyata keçirildikdə artır. Aşağıda boşaldılmış ehtiyatla əvəz etməklə ehtiyatı nəzərdən keçiririk; Aydındır ki, yüngül ehtiyatı olan etibarlılıq göstəriciləri yüklənmiş və boşaldılmış ehtiyata malik olanlar arasında aralıq qiymətlərə malik olacaqdır.
Ümumi ehtiyat və yüklənməmiş ehtiyata malik ehtiyat sistemində ilk növbədə açarı olan əsas dövrə işləyir. üçün(şək.3.34, a), uğursuz olarsa, əvəzində açarla işə salınır K i ehtiyat dövrələrdən biridir. Artıq belə əvəzləmələr ola bilməz. t;(m + 1) - uğursuzluq bütövlükdə sistemin uğursuzluğuna səbəb olur.
Təhlili sadələşdirmək üçün R ij (t) = exp(-λ) elementləri üçün eksponensial paylanma qanunu olan sistemi nəzərdən keçirək. jt) və açarları P ki (t)=exp(- λkit). Sonra bir dövrənin uğursuz işləmə ehtimalı P açarı olan elementlər
P i (t) = (3.109)
harada λ i = λ j n + λ k - artıq sistemin i-ci dövrəsinin uğursuzluq dərəcəsi.
qədər orta iş vaxtı i-ci uğursuzluq(3.109) nəzərə alınmaqla zəncir olacaqdır
T cf. i = 
Fasilələrin hər birində t i yalnız bir dövrə işləyir və uğursuz ola bilər, buna görə də bütün sistemin sıradan çıxması üçün orta vaxt olacaq
T cp. o = T cp. i(m+1). (3.110)
Vaxt ərzində boşaldılmış ehtiyatla ehtiyatsız ES-nin uğursuz işləmə ehtimalı t bir dövrə uğursuz olarsa, ehtiyat sxemlərdən birinə ani keçid baş verir və əsas dövrə və bütün nasazlıqdan sonra sistemin sıradan çıxması ehtimalı ilə müəyyən edilə bilər. t ehtiyat sxemlər. Sonra bir zəncirin olması ehtimalı P elementlər və keçid TO, zamanla uğursuzluq dərəcəsi λ i olması t uğursuz ztimes (ehtiyat olanlarla əvəz edilməsi mümkünlüyü nəzərə alınmaqla), Puasson qanunu ilə müəyyən edilə bilər.
P z (t) = (λ i t) z /z! exp(-λ i t), (3.111)
harada λ mən t zamanla dövrə xətalarının orta sayıdır t.
Zamanla bütün lazımsız sistem t Bu müddət ərzində aşağıdakı uyğun olmayan hadisələrdən ən azı biri baş verərsə, qüsursuz işləyəcək: C o - sistemin bütün dövrələri qüsursuz işləmişdir, 1-dən - bir dövrə uğursuz oldu Cz- uğursuz oldu z dən zəncirlər (t+1); C t - imtina etdi t zəncirlər (m+1).
Beləliklə, bütün lazımsız sistemin uğursuz işləmə ehtimalı ehtimalın əlavə teoreminə uyğun olaraq müəyyən edilir. tam qrup(3.111) ilə uyğun olmayan C hadisələri nəzərə alınır
P s.o (t) = (3.112)
Alınmış düsturları (3.110) və (3.112) yüklənmiş ehtiyat üçün müvafiq düsturlarla müqayisə etdikdə, boşaldılmış ehtiyatla işləmə ehtimalı və nasazlığın orta müddəti artır.
Eyni zamanda, kommutasiya qurğularının və köməkçi avadanlıqların olması səbəbindən bu cür artıqlıq səbəbindən uğursuzluq üçün orta vaxtın böyüklük sırasından daha çox artmasına nail olmaq praktiki olaraq mümkün deyil. Ehtiyatsız elementlərin (bloklar, sistemlər) sayının artması ilə köməkçi avadanlıqların kütləsi, ölçüləri və dəyəri artıqlıqda əldə edilə bilən etibarlılıq səviyyəsini əhəmiyyətli dərəcədə məhdudlaşdırır, praktikada m ≤ 2 ... 3 ilə ehtiyatdan istifadə etməyə imkan verir.
Əgər ES qruplardan ibarətdirsə eyni elementlər, onda bir və ya bir neçə ehtiyat element (blok) olduqda dəyişdirmə yolu ilə sürüşmə rezervasiyasından istifadə etmək məsləhətdir. t sistemlər sistemin uğursuz əsas elementlərindən (bloklarından) hər hansı birini əvəz edə bilər (şək. 3.35).
düyü. 3.35. Rolling Reservation Scheme
Sürüşmə ehtiyatı boşaldılmış ehtiyatla olarsa, elementlərin nasazlıqları müstəqildir və eksponensial paylanmaya malikdirsə, uğursuz elementi axtarmaq və onun əvəzinə ehtiyat nüsxəni işə salmaq üçün cihaz (açar) tamamilə etibarlıdır, onda ehtimalı t vaxtı ərzində sistemin uğursuz işləməsi, yəni bu müddət ərzində uğursuzluq ehtimalı artıq olmayacaq t elementləri (3.112) ilə eyni şəkildə Puasson qanununa əsasən təyin edilir.
P c . c(t) = 
(3.113)
harada λ e - elementin uğursuzluq dərəcəsi.
Sistemin uğursuzluğuna qədər orta vaxt, yəni. gözlənilən dəyər(m+1)-ci uğursuzluğun baş vermə vaxtı adi qaydada müəyyən edilir:
T cf \u003d 1 / (pλ e) + t / (pλ e) \u003d (t + 1) (pλ e).(3.114)
Elektrik sisteminin sürüşmə ehtiyatının səmərəliliyi, sürüşmə ehtiyatı olan bir sistem üçün (3.113) və (3.114) asılılıqları P c \u003d exp (-) müvafiq asılılıqlarla müqayisə etməklə qiymətləndirilə bilər. nλ e t) və T cf \u003d 1 / (pλ e) artıq olmayan sistem üçün
(t) = P c . c (t)/P c (t) = 1+ nλ e t + (nλ e t) 2 /2! + . . .+ (nλ e t) m /m!;
(t) = T cp . c/T cp = (m+1).(3.115)
(3.115)-dən belə nəticə çıxır ki, qəzasız işləmə ehtimalının və ES-nin sıradan çıxmasına qədər orta vaxtın artırılması nöqteyi-nəzərindən müvafiq qeyri-ehtiyatsız sistemlə müqayisədə sürüşmə ehtiyatının səmərəliliyi artımla artır. ehtiyat elementlərin sayı, sistemin işləmə müddətinin artması və sistemin lazımsız əsas elementlərinin (bloklarının) sayı.
Rolling redundansiya iqtisadi cəhətdən daha sərfəli ola bilər, çünki əsas elementlərdən daha az ehtiyat elementləri ilə həyata keçirilir.
Optimal ehtiyat. ES ehtiyatının praktiki həyata keçirilməsində problem optimal ehtiyatdan, yəni ən aşağı xərclə tələb olunan sistemin etibarlılığının təmin edilməsindən yaranır.
ES-nin ehtiyat elementlərinin (bloklarının) sayı və diapazonu optimal ehtiyat probleminin aşağıdakı iki formuluna əsasən müəyyən edilə bilər:
1) sistemin uğursuz işləməsi ehtimalı təmin edilməlidir minimal xərc ilə mi p ehtiyat elementlər üzrə, yəni C min-də;
2) ehtiyat elementlər üçün verilən xərclərdə maksimumu təmin etmək lazımdır mümkün ehtimal sistemin problemsiz işləməsi R s. m ah, yəni R s-də. m ah.
Hər iki problemi həll etmək üçün əvvəlcə sistemin ehtiyatının elementlərinin (bölmələrinin) sayı müəyyən edilir, hər bir bölmənin və bütövlükdə sistemin nasazlıqsız işləməsi ehtimalları hesablanır və hər bir bölmənin dəyəri müəyyən edilir.
Onda birinci məsələni həll etmək üçün funksiyanın minimumu С = 
bunu nəzərə alaraq P c \u003d 
harada İLƏ - lazımsız sistemin dəyəri, C i - sistemin i-ci bölməsinin bir ehtiyat elementinin dəyəri; C 0 i - sistemin i-ci bölməsinin ilkin dəyəri; m mən - başına ehtiyat elementlərin sayı i-ci bölmə; P i (m i) - sistemin i-ci bölməsinin m i -ehtiyat elementləri olduqda onun nasazlıqsız işləməsi ehtimalı.
Optimal artıqlığın ikinci məsələsinin həlli şərti altında P c = funksiyasının maksimumunun tapılmasına endirilir. C = 
Optimal lazımsız ES-nin hesablanması çoxmərhələli prosesdir. İlk addımda belə bir ehtiyat bölməsi tapılır, bir ehtiyat bölmənin əlavə edilməsi vahidin dəyəri baxımından sistemin uğursuz işləməsi ehtimalında ən böyük artımı verir. İkinci mərhələdə növbəti bölmə müəyyən edilir (əvvəllər qorunan bölmə daxil olmaqla), bir ehtiyat bölmənin əlavə edilməsi sistemin işləmə müddətinin ehtimalında ən böyük artımı və s. Hesablamalar cədvəl şəklində aparılır; hesablama bu mərhələdə dayanır
M =, birinci tapşırıq üçün şərt yerinə yetirildikdə P c (M-1)< (М), а для второй задачи - С(М) 
Rezervasiya ən çox təsirli üsulən çox nail olmaq yüksək performans sistemlərin etibarlılığı.
Ehtiyat ehtiyatı daxil etməklə etibarlılığı artırmaq üsuludur. Artıqlıq etibarlılığı onun tərkib elementlərinin etibarlılığından yüksək ola bilən sistemlər yaratmağa imkan verir. Rezervasiya edilə bilər müxtəlif üsullar, xarakterizə olunur ümumi xüsusiyyət- artıqlıq prinsipi. Bu o deməkdir ki, müəyyən edilmiş funksiyaları yerinə yetirən əsas elementlər, qovşaqlar və ya bloklarla yanaşı, sistem funksional olaraq zəruri olmayan, lakin yalnız sistemin müəyyən bir etibarlılıq səviyyəsini saxlamaq üçün nəzərdə tutulmuş ehtiyat (ehtiyat) komponentləri ehtiva etməlidir. Artıqlıq prinsipinin tətbiqi REA-nın çətinləşməsinə, çəkinin, ölçülərin və dəyərin artmasına səbəb olur. Artıqlıq üsullarının təsnifatı şək.-də göstərilmişdir. 3.5.
düyü. 3.5. Rezervasiya növlərinin təsnifatı
Ehtiyatsız dəyişdirmə sistemlərində uğursuz element lazımsız elementlər arasından işləyən biri ilə əvəz olunur və bu dəyişdirmə ən çox açardan istifadə edərək (avtomatik və ya əl ilə) həyata keçirilir.
Əvəz edilmiş rezervasiyaların üstünlüklərinə aşağıdakılar daxildir:
uğursuz elementi xidmət edilə bilən elementlə əvəz etdikdən sonra sistem parametrlərini tənzimləməyə ehtiyac yoxdur;
· ehtiyat elementlər sistemə işıq rejimində daxil edilənə qədər ola bilər ki, bu da onların resursunun qorunmasına töhfə verir və enerji istehlakını azaldır.
Bununla belə, bu cür sistemlərin çatışmazlıqları var:
· REA-nın ən az etibarlı elementləri olan açarlardan istifadə ehtiyacı;
yaratmaq ehtiyacı əlavə cihazlar, performansı izləmək, uğursuz elementi axtarmaq və onu xidmət edilə bilən elementlə əvəz etmək.
Bütün bu çatışmazlıqlar ona gətirib çıxarır ki, əvəzetmə yolu ilə artıqlıq əsasən mürəkkəb sistemlərin nisbətən böyük funksional bölmələrinin artıqlığı üçün istifadə olunur.
Ehtiyatın daimi daxil olduğu sistemlərdə bütün elementlər (həm əsas, həm də gözləmə) eyni rejimlərdə olması üçün elektriklə bağlıdır. Bu növ ehtiyat elementlərin nasazlığının nəticələri və bu nasazlıqların növləri nəzərə alınmaqla hesablanır.
Belə bir rezervasiyanın üstünlükləri aşağıdakılardır:
Artıqlığın həyata keçirilməsinin asanlığı, buna görə də sistemin çəkisi, ölçüləri və qiymətində bir qədər artım;
Arızalar baş verdikdən sonra sistemin işində fasilələrin olmaması. Qısa fasilənin belə qəbuledilməz olduğu sistemlərdə daimi ehtiyatsızlıq yeganə mümkündür.
Mənfi cəhətlərə aşağıdakılar daxildir:
Ehtiyat elementlərinin ödənilmiş resurs istehlakı;
Elementlərdən birinin uğursuzluğu digərlərinin iş rejimlərinin dəyişməsinə səbəb olur.
Daimi ehtiyatdan istifadə elementlərin, qovşaqların və blokların eyni vaxtda paralel işləməsinin yalnız bəzi sistemlərdə mümkün olması ilə məhdudlaşır. Buna görə də, sistemin nisbətən kiçik cihazlarını (əsasən elementləri) rezerv edərkən ehtiyatın daimi daxil edilməsi ən əlverişlidir.
Ümumi artıqlıq bütün sistemin artıqlığıdır. Ayrı-ayrı artıqlıq hissələrə görə artıq sistemdən ibarətdir ayrı bölmələr.
Ümumi lazımsız sistem (Şəkil 3.6) sonuncu qalan yaxşı dövrə sıradan çıxana qədər normal işləyir. Qoy olsun m- artıqlığın çoxluğu, yəni artıq dövrələrin sayı. Əgər hər j-ci dövrədən ibarətdir n düzgün işləmə ehtimalı olan elementlər P ij, onda, ehtimal vurma teoremindən istifadə edərək, əldə edirik ki, mürəkkəb hadisənin ehtimalı ondan ibarətdir ki, j-ci dövrə, heç bir nasazlıq baş verməyəcək, dövrənin hər bir elementinin düzgün işləməsi ehtimallarının hasilinə bərabərdir, onda:
Tək Dövrə Arızası Ehtimali
Sonra sistemin düzgün işləməsi ehtimalı
Sistemin bütün elementləri eyni etibarlılığa malik olduqda, yəni. Pij=P, alırıq
düyü. 3.6. Ümumi rezervasiya
düyü. 3.7. Ayrı rezervasiya
Ayrı-ayrı ehtiyatlı sistem (Şəkil 3.7) hər birində ən azı bir elementin işləmə qabiliyyətini qoruyaraq normal işləyəcək. n- bağlantılar, uğursuzluq ehtimalı i-ci keçid
harada q ij- uğursuzluq ehtimalı j-ci element i-ci keçid.
Ayrı-ayrı ehtiyatla sistemin düzgün işləməsi ehtimalı P ilə düzgün işləmə ehtimallarının hasilinə bərabərdir Pi hamısı n- bağlantılar
Etibarlılıq baxımından eyni elementlər halında Pij=P bizdə var
Qarışıq artıqlıq (şək. 3.8) ümumi və ayrı-ayrılıqların birləşməsidir və qarışıq ehtiyatda etibarlılığın hesablanması ümumi və ayrı ehtiyat üçün düsturlardan istifadə etməklə aparılır.
düyü. 3.8. Qarışıq artıqlıq
düyü. 3.9. Müxtəlif növ ehtiyatların səmərəliliyi
Tətbiqin effektivliyini müqayisə etmək müxtəlif növlər artıqlıqdan ibarət bir sistemin olduğunu fərz edək n Etibarlılıq baxımından eyni olan, etibarlılığa malik olan sıra ilə bağlanmış elementlər P=0,9.
Şəkildən aşağıdakı kimi. Müvafiq ehtimalların hesablanmış qiymətlərinin tərtib edildiyi 3.9, ayrı-ayrı ehtiyatlar ən böyük səmərəliliyə malikdir, üstəlik, daha çox miqdar elementləri n, mövzular daha çox üstünlük. Bununla belə, lazımsız sistemlərin etibarlılığı üçün düstur alınarkən istifadə olunan fərziyyəni xatırlamaq lazımdır, yəni burada daimi işə salınmış ehtiyatı olan sistemin etibarlılığı hesablanmışdır.
Bu cür daxil olma nümunələri:
ümumi antenada işləyən bir neçə ötürücüdən ibarət sistemlər;
Paralel fəaliyyət göstərən bir neçə göstərici cihazını özündə birləşdirən radar stansiyaları;
· bir neçə elementin (rezistorlar, kondansatörlər və s.) paralel elektrik bağlantısı.
Düzgün əməliyyatın orta vaxtının qiymətini tapaq T s biri əsas, ikincisi isə ehtiyat nüsxə olan paralel bağlanmış elementlərdən ibarət sistem.
Bu elementlərin uğursuzluq dərəcələri müvafiq olaraq bərabər olsun λ1 və λ2. Sonra, etibarlılığın eksponensial qanununa əsasən, zamanla onların uğursuz işləmə ehtimalı t bərabərdir
; və 
Sistem üçün
Məlum olduğu kimi,
İnteqrasiya sərhədlərini əvəz etdikdən sonra əldə edirik
Elementlər eyni dərəcədə etibarlıdırsa, yəni. λ 1 = λ 2 = λ, sonra
harada T0- bir elementin düzgün işləməsinin orta vaxtı.
Paralel bağlanmış eyni tipli üç elementdən ibarət sistem üçün tapırıq
Ümumi halda, artıqlığın çoxluğu ilə m
From son ifadə buradan belə nəticə çıxır ki, çoxluğun artması sistemin düzgün işləməsinin orta vaxtına yeni ehtiyat elementinin töhfəsinin azalmasına gətirib çıxarır. Bu fenomen onunla izah olunur ki, daimi işə salındıqda ehtiyat dövrələri əsas dövrə ilə eyni vaxtda öz iş qabiliyyətini istehlak edirlər.
Dəyişdirmə yolu ilə artıqlıq yalnız əsas sxemin uğursuzluğundan sonra ehtiyat sxemlərin daxil edilməsini nəzərdə tutur. Ehtiyat dövrələrin işə salınması həm əllə, həm də avtomatik olaraq həyata keçirilə bilər. Hər iki halda, nasazlıq göstəricisi, nəzarət cihazı və keçid tələb olunur. Sonuncu kimi, adətən rölelər və ya elektron açarlar istifadə olunur.
Əncirdə. 3.10 harada bir sistemi göstərir
B 1 ... B m- əsas və ehtiyat sxemlərin blokları,
n 11 …n m1- giriş dövrə açarları,
n 12 …n m2- çıxış dövrə açarları,
U 1 ... B m- 1 - göstərici və nəzarət cihazları.
düyü. 3.10. Əvəz etməklə rezervasiya
Bir vahid uğursuz olduqda B 1 uğursuzluq göstəricisi nəzarətçiyə siqnal göndərir 1 aradan qaldıran B 1 bloku birləşdirərək giriş və çıxış yolu ilə B 2. Blok çatışmazlığı baş verdikdən sonra B 2 sistem eyni şəkildə davranır.
Keçidlərdən hər hansı birinin nasazlığı onun daxil olduğu ehtiyat dövrəsinin sıradan çıxmasına gətirib çıxarır (bir şərtlə ki, keçidin nasazlığı bütün lazımsız sistemi sıradan çıxarmasın). Buna görə də etibarlılığı hesablayarkən keçid öz bloku ilə ardıcıl birləşdirilmiş element kimi qəbul edilir (etibarlılıq baxımından).
