Анализ надежности резервированных систем автоматического контроля и управления производственными энергетическими процессами

Abstract

Проведен сравнительный анализ основных структурных схем резервирования устройств автоматического контроля и регулирования ответственных объектов электроснабжения, к которым предъявляются повышенные требования по надежности. Рассмотрены схемы пассивного дублирования, активного дублирования с устройством встроенного контроля, пассивного троирования, активного троирования с устройством встроенного контроля, комбинированного резервирования, мажоритарное резервирование по схемам «два из трех» и «три из пяти». По результатам произведенных расчетов проведено сравнение этих схем при идеальных устройствах встроенного контроля и идеальных мажоритарных элементах. Построены шкалы предпочтений систем по критериям максимумов среднего времени и средней вероятности безотказной работы. Шкалы предпочтений по критерию средней вероятности безотказной работы носят переменный характер в зависимости от интервалов, в которых находится параметр, представляющий собой произведение интенсивности отказов и времени. Последовательность предпочтений систем изменяется при достижении отказа каждой системы и в моменты пересечения кривых средних вероятностей безотказной работы систем. Анализ результатов расчетов показал преимущество систем троированного и комбинированного резервирования по надежности, что достигается большим увеличением за-трат на создание этих систем. Показано, что при определенных условиях надежность системы пассивного троирования выше по сравнению с системой активного дублирования. Мажоритарные схемы позволяют определять не только полные, но и частичные (метрологические) отказы. Определено граничное значение ненадежности устройства встроенного контроля, позволяющее сделать обоснованный выбор между системами активного и пассивного резервирования.