2. Ястребенецкий М.А., Иванова Г.М. Надежность АСУТП. Учеб. пособие для ВУЗов. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 264 с.
3. Олссон Г. Цифровые системы автоматизации и управления. - М.:
4. Курсовое и дипломное проектирование по автоматизации производственных процессов. Учеб. пособие для ВУЗов. / под ред. И.К. Петрова. - М.: Высшая школа, 1986. - 350 с.
Поэтому, если исходить из характера изменения параметра, целесообразно разделить отказы приборов и элементов на внезапные и посте-пенные. Такое деление удобно при расчете безотказности системы (приборов), поскольку внезапный отказ ее вызывается как отка-зом элементов принципиальной схемы, так и отказом конструктив-ных и вспомогательных элементов. Для большинства систем и при-боров постепенный отказ определяется лишь изменением парамет-ров принципиальной и кинематической схем.
При появлении внезапных отка-зов не резервированная система не может выполнять предназначае-мые функции, в то время как при постепенных отказах небольшие отклонения параметра за границу допусков обычно приводят не к отказу системы, а лишь к изменению ее эффективности (в зави-симости от величины отклонения параметра прибора за границу допуска).
При оценке безотказности системы, в слу-чае постепенных отказов, влияние величины отклонения параметра системы за границу допуска можно харак-теризовать эффективностью параметра системы.
При таком делении отказов элементов на внезапные и постепенные можно считать, что:
отсутствие внезапного отказа свидетельствует о прочности элемента,
постепенное изме-нение параметра свидетельствует о его точности.
Следовательно, отсутствие обоих отказов может быть интерпретировано как условная проч-ность.
Для фиксированного интервала времени работы системы без-отказность представляет вероятность совместного осуществления двух событий, у которых отсутствуют внезапные и постепенные отказы.
Если внезапные и постепенные отказы независимы, то в со-ответствии с правилом умножения вероятностей безотказность определяется формулой:
Р = Рвн * Р пост ( 4.1 )
где Рвн - безотказность системы при возникновении внезапных отказах;
Pпост - безотказность системы, при возникновении постепенных отказах.
Характер внезапных отказов определяется в свою очередь ти-пом элемента или прибора, его схемой и конструкцией. Для простейших элементов (детали и несложные узлы) внезап-ные отказы делятся на два вида:
-обрыв,
-короткое замыкание.
Так как все возможные состояния элементов должны составлять полную группу событий, запишем основное уравнение безотказ-ности для этой группы элементов
Р + q0 +qЗ =1 (4.2 )
где qо и qЗ -- вероятности отказа элемента вследствие обрыва и ко-роткого замыкания соответственно.
Приборы, содержащие источники энергии, а также элементы, коммутирующие энергию, характеризуются такими видами внезапных отказов, как обрыв и ложный сигнал на выходе устройства. Т.е., для приборов этой группы вид отказа определяется наличием или отсутствием сигнала на входе прибора.
Кроме внезапных и постепенных отказов, весьма полезно выде-лить при исследовании надежности автоматических систем преры-вистые отказы, часто называемые сбоями (самовосстанавливаю-щимися отказами). Прерывистые отказы в основном определяются помехами, воздействующими на систему, а для контактных эле-ментов также и окружающими условиями, например вибрациями для контактов электромеханических реле. Характерную особен-ность прерывистых отказов составляют определенные трудности обнаружения и их устранения. Эффективным средством преду-преждения последствий прерывистых отказов может служить при-менение коды в дискретных системах.
Показатели надежности ТСА с учетом влияния отказа задаются из числа рассмотренных в лекциях 2, 3. Как правило, эти показатели устанавливаются при следующих условиях: температура окружающего воздуха (2010) 0С; относительная влажность30-80%; давление 630-680 мм. рт. столба; отклонение напряжения питания сети +10-15%. Время на котором задается вероятность безотказной работы, обычно принимается равным 2000 ч. Задание показателей безотказности и долговечности для ТСА, входящих в состав ГСП, является обязательным.
Все рассмотренные выше виды отказов относятся к отказам комплекса технических средств АСУ ТП. Для описания надежности АСУ ТП в целом необходимо учитывать взаимосвязь системы и технологического объекта управления. Надежность АСУ ТП, прежде всего, связана со способностью системы выполнять требуемые функции. Тем самым становится естественным использование декомпозиции АСУ ТП как многофункциональной системы по выполняемым функциям. При таком подходе следует ввести понятие отказа функции. В общем случае отказом функции является событие, заключающееся в нарушении хотя бы одного из основных установленных требований к качеству ее выполнения, возникающее при заданных условиях эксплуатации АСУ ТП и функционирующем при заданных режимах технологическом объекте управления.
Установление критериев отказов функций проводится с учетом классификации функций в зависимости от требования к качеству их выполнения. Функции АСУ ТП условно подразделяются на простые и составные; непрерывные и дискретные. Рассмотрим требования к выполнению функций АСУ ТП в соответствии с приведенной классификацией.
требования своевременного и безошибочного выполнения функций, отсутствия задержек при их реализации задаются для дискретных функций;
требования отсутствия вынужденных перерывов в выполнении функции и поддержания значений показателей качества их выполнения в заданных пределах задаются для непрерывных функций;
отказ составной функции формулируется как нарушение требований к выполнению некоторого сочетания простых функций, при этом если последствия отказов каждой из простых функций одинаковы, может быть задано требование по ограничению числа одновременно не выполняемых простых функций.
Отказы функций можно классифицировать по следующим признакам:
по влиянию на работу объекта управления (вызвавшие аварию с повреждением оборудования, останов технологического процесса, ухудшение качества протекания технологического процесса);
по причинам возникновения (из-за отказов технических средств, ошибок программного обеспечения, неправильных действий персонала);
по степени нарушения работоспособности (например, полные и частичные);
по наличию внешних проявлений (например, явные и неявные);
по виду нарушения для дискретных функций (несрабатывание, заключающееся в отсутствии сигналов или команд на управление исполнительными механизмами при наличии условий, требующих их функционирования, и ложное срабатывание, заключающееся в выработке сигналов или команд при отсутствии условий, требующих их функционирования).
Показатели надежности функции АСУ ТП выбираются в соответствии с классификацией функции по временному режиму выполнения с учетом классификации и критериев отказов. Основным показателем безотказности различных непрерывных функции является средняя наработка на отказ. Вместо нее допускается использовать параметр потока отказов, если поток отказов функции является стационарным. При рассмотрении поведения функции до первого отказа показателем безотказности является средняя наработка до отказа.
В тех случаях, когда в работе АСУ ТП можно выделить характерные временные интервалы t1 (например, периодичность капитальных ремонтов технологического оборудования, периодичность остановов из-за изменений производственной программы), в качестве показателя безотказности может быть принята вероятность безотказного выполнения функции P(t1).
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8