联锁基础知识介绍----可靠性和可用性 点击:360 | 回复:0



pdengong

    
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发表于:2018-08-24 07:06:29
楼主

可用度(A)是系统在整个任务时间内工作全过程的可能性。如果一直工作,那么可用度为1
可用度(A)=工作时间/任务时间
可用度是可靠性的参数,考虑平均故障时间(MTBF)和平均停车时间(MDT),可以得到可用
度的另一个计算方法。
A=MTBF/(MTBFMDT)


平均故障时间是用于表示在故障出现之前系统或设备预想的可工作时间。平均停车时间实际上是系统中存在故障的平均诊断时间(MTDF)与平均故障修复时间(MTTR)的和。
MDT=MTDF+MTTR
其中平均故障修复时间又是平均确定故障位置的时间(MTDL),平均更换故障元件时间(MT-FR)与平均使系统恢复可操作条件时间(MTRO)之和。
MTTR=MTDL+MTFR+MTRO


单个模件平均停车时间可以结合制造厂提供MTBF数值和可用度的值得到。对故障安全故障(FTS),故障是自显的,MTDF=O,因此
A=MTBF/(MTBF+MTTR)


对于故障危险故障(FTD)MTDF是最重要的,经常决定整个可用度,因为这个量通常比MT-TR大得多,因此
A=MTBF/(MTBF+MTDF)


可用度与故障安全是安全联锁系统的二个重要概念,可用度高并不代表系统故障安全,它们的区别在于:可用度是基于任何要求系统停车的故障进行计算的,可是在引起系统进入安全状态的故障(FTS故障)和引起系统进入危险状态的故障(FTD故障)之间没有区别,可用度只是系统故障频度的度量。故障安全是系统在故障时按一个已知的预定方式进入安全状态。高可用度的重要性在于系统很少出现进入安全状态或危险状态的故障,故障安全的重要性在于即使系统出现故障,也不会出现灾难性事故。部分系统可以通过牺牲它们的操作安全的能力来保持高可用度。PLC比继电器具有更高的可用度,因此石油化工装置中安全联锁系统当优先选用PLC


许多安全联锁系统要求系统既是故障安全的,又要有高的可用度。在这种情况下只有采用具有冗余或容错功能的安全联锁系统。冗余系统与容错系统的区别在于冗余系统有独立的指定的双元件,并且可以手动或自动地检测故障,切换到备用设备上。容错系统有内部冗余的并行元件和集成的逻辑,在不影响输出的情况下,识别故障并使故障旁路。


在下列情况下宜选用冗余和容错系统:
(1)系统的可用度,是关键因素的场合。
(2)不能容忍坏的输出。这可能对,如果不正确地输出控制,就会变得十分剧烈的化学反应的情况比较适合。
(3)要求连续操作。可适用于石油化工装置中的大型机组(如压缩机系统等)如果设备停车,可能造成大的经济损失,在这类应用中,一般采用正常非励磁的系统,但是系统不是故障安全的。
(4)系统安装在位置较远,并且不便于维修的场所。
(5)用在缺乏技术人员服务的地区。石油化工装置中故障给工艺生产操作过程所带来的危险,可以分为二类:第一类是对周围环境,人身造成伤害或可能引起,主要设备损坏,产品价值
极大降低的危险;第二类是对设备和产品的价值危害较小,或引起产品质量降低,产品混合的危险。对于第一类危险,安全联锁系统应具有较高的可用度,并且是故障安全的,宜选择容错系统。当系统必须是故障安全的,但可用度本身,不是太重要,可以选用带冗余,I/O的冗余PLC,即使在带冗余I/0的冗余,PLC中装上外部看门狗时钟和故障安全输出,也不能代替容错系统。因为采用正常的故障检测技术甚至用外部的看门狗时钟在检测故障时,也
不是100%有效。对于第二类危险,采用容错系统或冗余系统的,价值不大,单PLC带外部看门狗时钟和故障安全输出是比较恰当的选择,即使采用冗余的PLC只需CPU冗余。


1分不嫌少!


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